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208037. (2018•西工大附中•二模) 我国自主研制的某型新一代战斗机,它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能,该飞机最大起飞质量为37t,最大飞行高度达20000m,最大航行速度达2.5倍声速 (合3060km/h),最大载油量为10t,飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表:
速度v(m/s)100200300400500
阻力f/N0.3×1041.2×1042.7×1044.8×1047.5×104
已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%,飞机使用的航空燃油的热值为5×107J/kg,则
(1)完全燃烧10t燃油所释放的能量是多少焦耳?
(2)当飞机以400m/s的速度匀速飞行时,飞机发动机的输出功率是多少千瓦?
(3)若在飞机油箱中加满燃油。且以600m/s的速度匀速飞行时,飞机能飞行的最远距离约是多少千米?
共享时间:2018-03-16 难度:3
[考点]
功的简单计算,固体和液体的热值计算,热机的效率公式与计算,
[答案]
见试题解答内容
[解析]
解:
(1)10t燃油完全燃烧放出的热量:Q=mq=1×104kg×5×107J/kg=5×1011J;
(2)由表中数据可知,飞机以400m/s的速度巡航时,所受阻力为4.8×104N,
则飞机发动机的输出功率P==Fv=4.8×104N×400m/s=1.92×107W=1.92×104kW;
(3)由(1)可知Q=5×1011J;
已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%,
则有用功W=40%×Q=40%×5×1011J=2×1011J,
速度600m/s时的阻力为f6=(2f1=(2×0.3×104N=10.8×104N;
则由W=Fs=fs,可得s=≈1.85×105m=1.85×103km。
答:
(1)飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是5×1011J;
(2)当飞机以400m/s的速度匀速巡航时,飞机发动机的输出功率是1.92×104kW,
(3)若在飞机油箱中加满燃油,并且以600m/s的速度巡航时,飞机的最大航程约是1.85×103km。
[点评]
本题考查了"功的简单计算,固体和液体的热值计算,热机的效率公式与计算,",属于"难典题",熟悉题型是解题的关键。
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183872. (2024•西工大附中•九上期末) 国产大飞机C919的成功研发再一次证明了我国科技的日益强大,飞机的发动机也是一种热机,通过燃烧航空煤油,从喷口向后高速喷出气体,从而使飞机获得向前的推力。C919在水平飞行时获得1.6×105N的水平推力,它以800km/h的速度沿水平方向匀速飞行了0.5h,燃烧了热值是4×107J/kg的航空煤油2000kg。求:
(1)飞机发动机做的功;
(2)航空煤油完全燃烧放出的热量;
(3)发动机的效率。
共享时间:2024-02-20 难度:3 相似度:1.75
193283. (2025•铁一中学•五模) 德优题库为保卫祖国边防安全,边防战士们每天驾驶科技元素满满的新式国产边防巡逻车,在边境巡逻的情景如图所示,已知该巡逻车行驶20km所做的有用功为1.6×108J,所消耗的燃油为8kg(燃油的热值为5×107J/kg)。求:
(1)所消耗的燃油完全燃烧释放的热量;
(2)上述过程中,该巡逻车的热机效率。
共享时间:2025-05-14 难度:2 相似度:1.5
199910. (2023•曲江一中•四模) 电动汽车是指以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶,由于对环境影响相对传统汽车较小,其前景被广泛看好。某电动汽车有关数据如表所示,在一次测试过程中,该车以最大功率在水平地面上360秒内匀速直线行驶了8000米。求:
车辆类型 电动车
电池类型 磷酸铁锂电池
续航里程 ××千米
最大功率 1×105W
(1)该车在这次测试过程中牵引力所做的功是多少J?
(2)该车受到的水平阻力f为多大?
(3)若该汽车换由效率为30%的汽油机提供相同大小的牵引力,在上述过程中以相同速度行驶相同距离大约需要消耗多少kg的汽油?(q汽油=4.5×107J/kg,结果保留一位小数)
(4)近期某公司发布了新研发的电池“麒麟电池”,据报道,该电池的能量密度可达约9×10⁵J/kg,可供使电动汽车续航达到1000km,已知电动车能量利用效率可达90%:
①若该款汽车搭载300kg此电池(电池质量与原车电池质量相等),在电池满电状态下,可供汽车在同样的测试条件下以相同的最大功率行驶多少公里(km)?
②按该公司宣传的电池满电时的最大续航里程来算,该电动车搭载了此电池后的百公里耗电量为多少焦耳?
共享时间:2023-04-25 难度:4 相似度:1.5
208474. (2017•西工大附中•十模) 德优题库油电混合动力汽车具有节能、低排放等优点,成为汽车研究与开发领域的重点。某新型油电混合动力汽车启动时,内燃机不工作,蓄电池向车轮输送能量。当需要高速行驶或蓄电池的电能过低时,内燃机启动,既可以向车轮输送能量,又可以给蓄电池充电。车速与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中,蓄电池储存的电能为5.12×108J,由内燃机提供能量,汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.5h,同时蓄电池的电能增加了10%,求这次测试中:
(1)汽车行驶的距离为多少米;
(2)汽车牵引力做的功;
(3)若所用燃料热值是4.5×107J/kg,测试过程中消耗8kg的燃料(假设燃料完全燃烧),则放出的总热量是多少?
(4)内燃机能量的利用率。
共享时间:2017-07-03 难度:4 相似度:1.5
187424. (2025•陆港中学•一模) 德优题库小爽学习热机知识后,研究了自家汽车的汽油机的情况(如图)。查阅资料得知:自家汽车使用的是92号汽油,油箱可容纳最多42kg的汽油,q汽油=4.5×107J/kg,ρ汽油=0.7×103kg/m3,c=4.2×103J/(kg?℃)。请完成以下问题:
(1)该车汽油机的热机效率为       
(2)满箱汽油完全燃烧放出的热量是多少?
(3)满箱汽油完全燃烧,可使小汽车输出的有用功是多少?
(4)若行驶过程中平均阻力为567N,则该小轿车油耗是多少升?(油耗指行驶一百公里消耗燃油的体积)
共享时间:2025-03-01 难度:2 相似度:1.5
206809. (2025•交大附中•五模) 增程式汽车作为一种新型绿色交通工具。它的动力系统主要由电池、电动机和增程器组成,增程器主要由一个发动机(内燃机)和发电机组成,如图所示。在电池能量充足的情况下,车辆以“纯电模式”行驶,此时发动机不工作,完全依赖电池进行驱动。当电池的电量不足时,车辆以“增程模式”行驶,增程器启动,发动机驱动发电机产生电能,这些电能一部分直接驱动电动机,其余部分充入电池,以备后续使用。通过这种方式,使汽车续航距离大大增加,并且在中低速行驶时(市区内),由于内燃机不直接参与驱动,因此可以一直维持较高的效率,相比普通燃油车更省油。下表是某品牌增程式汽车的部分参数,“电动机的能量效率”指电动机驱动汽车行驶克服阻力做的功与消耗电能之比,“增程系统的效率”指发电机输出的电能与汽油完全燃烧产生的热量之比。
某品牌增程式电动汽车部分参数
电池容量 32kW•h
电动机的能量效率 90%
增程系统的效率 40%
风阻系数 0.24N•s2/(kg•m)
车身尺寸 (长1)5m×(宽b)2m×(高h)1.8m
车头正面投影面积/m2 0.8bh
(1)在“增程模式”下,当发电机给电池充电时,电池相当于 用电器  (选填“电源”或“用电器”)。
(2)小明的爸爸某天驾驶传统燃油汽车上下班,已知上下班的总路程为20km,传统燃油汽车的能量效率(指汽车行驶时克服阻力做的功与汽油完全燃烧产生的热量之比)为30%,每天的油耗为2kg。若驾驶该增程式汽车,在“增程模式”下行驶相同距离,相比传统燃油汽车一天可以节省多少kg汽油?(设传统燃油汽车和该增程式汽车行驶相同距离克服阻力做的功相同,q汽油取4.5×107J/kg)(计算结果保留两位小数)
(3)已知汽车的风阻系数=,则该款汽车以50km/h的时速行驶100km克服正面风阻力做的功是 8×106  J。(空气密度取1.2kg/m3
共享时间:2025-05-07 难度:4 相似度:1.5
206880. (2021•高新一中•三模) 电动汽车是未来汽车的一种发展方向,由于受电池技术的限制,混合动力汽车是一种较好的过渡产品。某油电混合动力汽车相关信息如下表,工作原理如图甲所示,当需要高速行驶或蓄电池电能过低时,内燃机就会启动,既可以向车轮输送能量,又可以给蓄电池充电,电动汽车所受阻力与车速的关系如图乙所示,在某次测试中,测试前蓄电池已储存的电能为1×108J,测试中全部由内燃机提供能量,汽车以50km/h的速度水平匀速行驶了1h,同时蓄电池的电能增加了25%,求:
德优题库
驱动模式 纯电动 启动、低速
油电混动 中速
纯燃油 高速
汽车质量 1200kg
(1)当该汽车制动刹车时,驱动电机会反转变为发电机给蓄电池充电,发电机的原理是        ,产生的电能是由汽车的        能转化而来的。
(2)在该次测试中,所用燃料的热值为4.5×107J/kg,测试过程中消耗10kg燃料,燃料完全燃烧释放的热量是多少J?
(3)在该次测试中,汽车牵引力做的功是多少J?
(4)在该次测试中,内燃机的效率是多少?(忽略蓄电池和驱动电机的热损失)
共享时间:2021-04-03 难度:4 相似度:1.5
195485. (2024•滨河中学•二模) 2023年发布问界M7混合动力汽车的燃油经济性能高,而且行驶性能优越。混合动力汽车启动时,内燃机并不工作,蓄电池通过某种方式向车轮输送能量;小明家新购置了一台某品牌的混合动力汽车。
德优题库?
(1)该汽车中有如图乙所示的电路,其中上端带金属细杆的金属滑块M与两侧金属弹簧相连接并接入电路中,金属滑块M与弹簧套在光滑绝缘的水平细杆上,当汽车静止时,滑块M上的金属细杆与红、绿灯一端的触头(图中箭头)都不接触,当汽车向前启动时,       灯亮;当汽车急刹车时,       灯亮(均填“红”或“绿”)。
(2)在某次出行的过程中,在水平道路上匀速行驶170km,共消耗汽油10L,水平道路的平均阻力为1000N,若该混合动力汽车内燃机的效率为60%,忽略蓄电池和电动机的热损失,ρ汽油=0.7×103kg/m3,q汽油=4.6×107J/kg;求:
①此过程中牵引力所做的功;
②汽油燃烧放出的热量;
③最终使蓄电池增加的电能。
共享时间:2024-03-29 难度:5 相似度:1.35
201402. (2022•师大附中•七模) 我国自行生产的电力与燃气混合动力汽车已经广泛投入生产和运行。混合动力汽车启动时,内燃机并不工作,蓄电池通过某种方式向车轮输送能量;当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时,内燃机启动,既可以向车轮输送能量,也可以同时给蓄电池充电;当车辆需要全力加速时,内燃机和蓄电池还可以同时向车轮输送能量。
德优题库
(1)蓄电池向车轮输送能量的过程把储蓄的化学能转化成了        。如表是某台混合动力汽车所用的镍氢蓄电池组的部分参数(其中容量是电流与时间的乘积),则该蓄电池组最多可储存        J的电能。
电压U/V 300
功率P/W 30
容量It/(A?h) 100
质量m/kg 320
(2)假如驾驶该车在平直公路上匀速直线行驶0.2h,仪表盘显示车速保持为50km/h。在这段时间内汽车内燃机消耗燃气0.75kg,蓄电池组储存的电能也由最大值的60%增加到70%。汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图乙所示。则:
①当车速为50km/h时汽车获得的牵引力有多大?
②内燃机内0.75kg的燃气完全燃烧能放出多少热量?(q燃气=4.4×107J/kg)
③该汽车内燃机的效率?(百分号前保留整数,不计内燃机对外机械传动的摩擦损耗以及充电过程中的其它能量损失)
共享时间:2022-06-02 难度:3 相似度:1.17
207336. (2020•临潼区•二模) 德优题库2020年1月,陕西迎来了新年的第一场雪。大雪后,芳芳同学看见铲雪车在公路上进行铲雪作业,如图所示。他用手机上网查阅到该型号铲雪车的额定功率是100kW,质量是4t。(g取10N/kg,q柴油=4.0×107J/kg,ρ柴油=0.8×103kg/m3
(1)汽车的轮胎做的宽大是为了       
(2)已知铲雪车以额定功率保持20km/h的速度在一段长5km的平直路面上铲雪,求这一过程中铲雪车所做的功和受到的阻力大小;
(3)该过程中铲雪车共消耗了10L柴油,则铲雪车的效率是多少?(结果保留到1%)
共享时间:2020-03-16 难度:3 相似度:1.17
208017. (2018•西工大附中•三模) 德优题库如图是某工地建造楼房时常用的混凝土泵车,它使用柴油提供动力,能将搅拌好的混凝土抽到高处进行浇灌,该车满载时总重为2.5×105N,该车正常工作时每小时可以将60m3的混凝土输送到10m高的楼上。求:(ρ混凝土=4.0×103kg/m3,q柴油=4.0×107J/kg)
(1)如图所示,要将四条支腿伸长并合理固定在地面上,这是利用了       (选填“功的”、“阿基米德”或“杠杆”)原理防止向上送混凝土时泵车翻倒:有时为了保护地面,还要在支腿的脚下垫上厚木板,这为了防止对地面的       过大。
(2)该车将60m3的混凝土输送到10m高的楼上,克服混凝土重力所做的功为多少?
(3)该车将60m3的混凝土输送到10m高的楼上,消耗柴油2kg,则泵车的效率为多少?
共享时间:2018-04-08 难度:3 相似度:1.17
208965. (2015•未央区•二模) 德优题库图示为某型号的农用耕地机,它以柴油作为动力装置,耕地机在额定功率下工作,某次耕地的平均速度是1.5m/s,受到的阻力为8600N,工作时间为1h,计算并回答下列问题:
(1)此次耕地过程中,耕地机所做的功是多少?功率是多大?
(2)若耕地机的效率为20%,此次耕地消耗柴油的质量是多少?(柴油的热值为4.3×103J/kg)。
共享时间:2015-03-18 难度:3 相似度:1.17
208537. (2017•西工大附中•九模) 2017年5月5日14点,C919在上海浦东机场第四跑道成功首飞,这标志着具有完全自主知识产权的中国大型民用客机已经振翅翱翔。下表是C919的部分参数。
客座数(两级/单级)156/168
最大起飞重量72500kg(STD) 最大着陆重量66600kg
最大设计航程2200kt(4075km)(STD) 巡航速度0.7-0.84m
(1)C919有一个前起落架,两个主起落架,每个起落架上2个轮子,所以一共6个轮子,每个轮子平均着地面积为0.15m2当它等待起飞时对地面的压强多大?(保留一位)
(2)着陆重量是飞机着陆所允许的最大重量,它通常比最大起飞重量小,因为飞机落地的时候有较大的垂直速度。如果飞机遇到紧急情况需要迫降时,通常采用应急排油,或在机场上空盘旋,以消耗燃油,达到安全着陆要求。若一架起飞不久的C919紧急迫降,需要再燃烧3.4t的燃油后才能安全降落。已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%,飞行时受到的阻力为5.0×104N,飞机使用航空燃油的热值灵5×107J/kg。
问:①0.8M读作0.8马赫,也就是声速(340m/s)的0.8倍,0.8M=       m/s。
②飞机发动机完全燃烧3.4t燃油放出的能量是        J。
③3.4t的燃油使以0.8M巡航速度飞行的飞机能飞多长时间?
共享时间:2017-06-27 难度:3 相似度:1.17
184226. (2023•铁一中学•九上期末) 混合动力汽车是一种新型汽车,它有两种动力系统。汽车加速,汽油机提供的动力不足时,蓄电池的电能转化为动能,使汽车加速更快;汽车减速,汽车动能转化为电能,由蓄电池贮存起来,减少能量的浪费。两种动力系统也可以独立工作,只有汽油机工作时,与一般的汽车相同;只使用电力时,由电动机提供动力。如表是国产某混合动力汽车蓄电池的铭牌,其中电池容量是蓄电池贮存的最大电能。该汽车匀速行驶时受到的阻力为720N.求:
电池容量44kW?h
输入电压220V
输入电流20A
输出电压150V
(1)在家庭电路中对放电完毕的蓄电池充满电要多长时间?
(2)仅由电动机提供动力,汽车匀速持续行驶的最大距离是多少?不考虑电能转化为机械能时能量的损失。
(3)仅由汽油机提供动力,汽车匀速行驶每百公里的油耗是多少升?假设汽车受到的阻力不变,汽油的热值为3.0×107J/L(即焦耳/升),汽油机的效率为24%。
共享时间:2023-02-09 难度:3 相似度:1.17
208946. (2016•交大附中•二模) 德优题库如图所示,是最新一款无人驾驶汽车原型图。汽车自动驾驶时使用雷达传感器,以及激光测距器来了解周围的交通状况。该款车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8km时,消耗汽油1.5L.假设燃油完全燃烧,汽油机的效率为30%,那么,在这段运动过程中,那么:
(1)已知:汽油的密度为0.8×103kg/m3,汽油的热值为4.5×107J/kg,请写出汽油热值的物理意义;       
(2)该汽车发动机做的有用功是多少?
(3)该汽车的输出功率为多少?
共享时间:2016-03-18 难度:3 相似度:1.17

dyczwuyn

2018-03-16

初中物理 | | 解答题

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