(2010全國初中應(yīng)用物理知識競賽復(fù)賽題)小亮家有一輛家用轎車,爸爸在給他說車的性能時,總是說“2.0的排量”,卻很少說“功率”,為此小亮特地從網(wǎng)上查到了排量的定義:活塞從上止點移動到下止點所通過的空間容積稱為汽缸排量。如果發(fā)動機有若干個氣缸,所有氣缸工作容積之和稱為發(fā)動機排量。從說明書上查到:小亮家的汽車采用的是LFX直列四缸發(fā)動機,排量為2.0L;從網(wǎng)上查找到了其輸出特性曲線(如圖8所示);小亮又向爸爸詢問了一些實測數(shù)據(jù):由于汽車行駛的路況很好,所以平均車速為90km/h,此時發(fā)動機轉(zhuǎn)速為2000r/min,平均行駛百公里油耗為9L;從物理書上查得汽油的熱值為4.6×107J/kg,密度為0.71×103kg/m3
(1).由這臺發(fā)動機輸出特性曲線可以看出,在發(fā)動機轉(zhuǎn)速為1000~5000 r/min范圍內(nèi),它的輸出功率與轉(zhuǎn)速大致有什么關(guān)系?
(2).試通過公式推導(dǎo)出在其他參數(shù)相同時,發(fā)動機的輸出功率與其排量的關(guān)系。
(3).這輛汽車以90km/h行駛時,發(fā)動機的效率約為多少?每個做功沖程汽缸內(nèi)的平均壓強是約為多少?
解析:(1).由這臺發(fā)動機輸出特性曲線可以看出在發(fā)動機轉(zhuǎn)速為1000~5000r/min范圍內(nèi),它的輸出功率與轉(zhuǎn)速大致成正比。
(2).設(shè)做功沖程燃氣對活塞的平均壓強為p0,發(fā)動機排量為V排,
做功沖程燃氣對一個活塞的平均壓力F= p0S,
每個做功沖程燃氣對一個活塞做的功W0=FL= p0SL= p0V排/4
發(fā)動機轉(zhuǎn)速為n時燃氣對活塞做功的功率P=W/t=2n·p0V排/4= np0V排/2
所以,在發(fā)動機轉(zhuǎn)速為n,做功沖程氣缸平均壓強p0大致相同時,燃氣對活塞做功的功率P與發(fā)動機排量V排成正比。
(3). 由這臺發(fā)動機輸出特性曲線可知,發(fā)動機轉(zhuǎn)速n=200r/min時,其輸出功率約為37kW。
η=×100%=
×100%=
×100%=
×100%=50.4%。
由P= np0V排/2可得p0==1.11×106Pa。
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(2012全國初中物理競賽預(yù)賽)地震發(fā)生前,由于地殼的微動,會產(chǎn)生次聲波,人對這些次聲波沒有感受,但能引某些動物的聽覺反應(yīng),由右表提供的數(shù)據(jù)可知,對地震產(chǎn)生的次聲波反應(yīng)最強的動物是 【 】
A、蝙蝠 B、貓
C、狗 D、大象
一些動物的聽覺范圍Hz | |
蝙蝠 | 1000-120000 |
貓 | 60-65000 |
狗 | 15-50000 |
大象 | 1-20000 |
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在做“探究水的沸騰”實驗中,小華使用的實驗裝置如圖14所示,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的“溫度—時間”圖像如圖15所示。
(1)實驗中所用溫度計是根據(jù)液體 的規(guī)律制成的。
(2)從圖15中可知實驗測得水的沸點是 ℃,說明此時實驗室中的大氣壓 (選填
“小于”、“大于”或“等于”)1標準大氣壓。
(3)水在沸騰過程中,溫度將 (選填“升高”、“降低”或“不變”),并看到有“白氣”不斷從燒杯中冒出,這些“白氣”是由于水蒸氣 (填寫物態(tài)變化名稱)而產(chǎn)生的。
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(2009上海初中物理知識競賽復(fù)賽題).現(xiàn)有一扇形的均質(zhì)金屬物體,該材料具有熱脹冷縮的性質(zhì),如圖所示。室溫狀態(tài)下AB、CD邊所成的圓心角為α。若使物體溫度均勻升高,則α角的變化情況是:( )
(A)變大
(B)不變
(C)變小
(D)無法確定
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(2010全國初中應(yīng)用物理知識競賽題)露天放置的大型石油液化氣罐,為了防止因溫度過高而造成爆炸等事故,罐體外表面通常漆成銀白色,如圖11所示。而露天安裝的電力變壓器,同樣為了防止因溫度過高而造成火災(zāi)等事故,在采用加注冷卻油、安裝散熱管等一系列散熱措施的同時,卻把其外表面漆成顏色很深的灰黑色,如圖12所示。同樣是為了防止溫度過高,一個外表面漆成顏色很淺灼銀白色,另一個外表面卻漆成顏色很深的灰黑色,這是為什么呢?
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(2009全國初中應(yīng)用物理知識競賽題)在一些農(nóng)村地區(qū)建造的沼氣池,通過將農(nóng)村大量的秸稈、人畜糞便發(fā)酵來獲取沼氣,利用沼氣來燒火做飯,點燈照明。沼氣池的應(yīng)用,不僅使上述資源得以更好的利用,同時也給生活帶來了諸多便利,使環(huán)境得以改善。這是一個一舉多得的惠民工程。圖9所示為一農(nóng)戶的水壓式沼氣池的剖面簡圖。
說明:1.沼氣池 2.水壓池 3.進料口 4.密封蓋 5.輸氣管 6.貯氣室 7.沼氣壓力顯示器 8.總閥門 9.U形管壓強計(里面裝有染成紅色的水) l0.出料口蓋板(不密封水壓池,水壓池仍與外面大氣相通) 11.閥門
已知該農(nóng)戶家燃氣灶的相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)如下:
使用燃料 | 液化石油氣 | 天然氣 | 人工煤氣 | 人工沼氣 |
灶前壓強(kPa) | 2.8 | 2.0 | 1.0 | 0.5 |
額定熱流量(kW) | 普通爐 | 左:3.6 | 組合爐 | 左:3.6 |
右:4.0 | 右:3.6 | |||
單爐 | 4.0 |
取g=10 N/kg,水的比熱容c水=4.2×l03J/(kg·℃)
(1).根據(jù)圖9所示,通過計算說明,該農(nóng)戶此時能否使用這個沼氣池中的沼氣來正常燒火做飯?
(2).有一天,該農(nóng)戶發(fā)現(xiàn),沼氣壓強小于燃氣灶的要求。為了能盡快利用沼氣生火做飯,從物理學(xué)的角度看,可采取哪些措施?
(3).若該農(nóng)戶所用的燃氣灶是普通爐,通常情況下,普通爐中的右爐單獨正常工作時,將一壺質(zhì)量為2.5 kg、溫度為20℃的水燒開,耗時約10 min。試估算右爐燒水的效率。
(4).請你就如何提高燃氣灶的效率問題談淡你的設(shè)想。
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在嚴寒的冬季,小滿到滑雪場滑雪,恰逢有一塊空地正在進行人工造雪,他發(fā)現(xiàn)造雪機在工作過程中,不斷地將水吸入,并持續(xù)地從造雪機的前方噴出“白霧”,而在“白霧”下方,已經(jīng)沉積了厚厚的一層“白雪”。如圖2所示,對于造雪機在造雪過程中,水這種物質(zhì)發(fā)生的最主要的物態(tài)變化是
A.凝固 B.凝華 C.升華 D.液化
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圖14顯示的是某一沿海城市和某一內(nèi)陸城市年氣溫變化曲線。從圖象可以看出,在一年中,曲線A所示的城市氣溫變化較 (選填“大”或“小”)。根據(jù)水的比熱容比砂石比熱容 的特點,曲線A表示的是 (選填“沿�!被颉皟�(nèi)陸”)城市的年氣溫變化曲線。
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(江蘇第11界初中物理競賽題)如圖所示,平面鏡M1和M2的夾角為60°,物點S經(jīng)這兩塊平面鏡所成的清晰像共有
A.2個 B.3個 C.4個 D.5個
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