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第2章　机械与动力工程 第2节　动力机械
选择题每小题3分，共21分；填空题每空2分。
1.目前我国已将发动机研发列为国家重大科技专项。下列我国“陆、海、空、天”装备中，动力机械不属于热机(利用内能做功的机械)的是(　　)
A.共享电动汽车的电动机
B.052D型导弹驱逐舰的燃气轮机
C.歼－20战机的涡扇－15煤油发动机
D.长征五号火箭的液氢液氧发动机
2.如图所示的流程图可说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环。下列关于图中甲、乙的叙述正确的是(　　)
第2题图
A.甲是做功冲程
B.乙冲程中活塞向上运动
C.甲冲程中气体内能增加
D.乙冲程中两个气门同时打开
3.十八世纪，瓦特改良的冷凝器蒸汽机推动了人类第一次工业革命。如图所示为蒸汽机的示意图，其工作原理如下：①打开阀门A、关闭阀门B，高压蒸汽进入汽缸，推动活塞上行；②当活塞达到汽缸顶部时，关闭阀门A、打开阀门B，蒸汽进入冷凝器，汽缸内压强减小，活塞下降，如此循环往复。过程①与下列哪个冲程相对应(　　)
第3题图
A. B.
C. D.
4.如图所示为内燃机的能量流动图，则内燃机的效率可表示为(　　)
第4题图
A.η=×100%
B.η=×100%
C.η=×100%
D.η=×100%
5.如图为一种蒸汽船玩具，在玻璃瓶内装适量水，将小船放置在水面上，点燃蜡烛加热玻璃瓶一段时间，产生大量水蒸气，并和受热膨胀的空气一起从细窄的吸管冲出，推动小船前进。下列有关该实验的说法，不合理的是(　　)
第5题图
A.加热过程中，玻璃瓶内的水通过热传递的方式增大内能
B.吸管处出现白雾，冲出的水蒸气内能减小，温度降低
C.蒸汽推动小船前进，小船的动能增大，重力势能不变
D.蒸汽推动小船前进，能的转化方式和内燃机的做功冲程相同
6.二十世纪，人类制成了世界上第一盏用海浪发电的航标灯。它的气室示意图如图所示，其工作原理是利用海浪上下起伏的力量将空气吸入气室，压缩后再推入工作室，然后推动涡轮机带动发电机发电，那么(　　)
第6题图
A.当海水下降时，阀门K1关闭，阀门K2开启
B.当海水上升时，阀门K1关闭，阀门K2开启
C.当海水下降时，类似于汽油机的做功冲程
D.当海水上升时，类似于汽油机的做功冲程
7.如图甲所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，观察发生的现象；如图乙所示，烧瓶内盛少量水，给瓶内打气，当瓶塞跳出时，观察瓶内的变化。下列说法正确的是(　　)
第7题图
A.甲：迅速向下压活塞的过程中，筒内空气温度不变
B.甲：活塞下压过程相当于汽油机的做功冲程
C.乙：给瓶内打气至瓶塞跳出前，瓶内空气内能减小
D.乙：瓶塞跳出过程相当于汽油机的做功冲程
8.(8分)如图甲所示为某平台上售卖的喷气火箭，发射时猛踩气囊，气囊中的空气推动火箭向上飞出。如图乙所示，大口玻璃瓶内装有一些水，用瓶塞将瓶口塞紧，瓶塞通过导管与打气筒相连，用打气筒给瓶中打气。如图丙所示，B是一个被销钉锁住的活塞，气缸A密封有压缩空气，C是一支温度计，活塞与气缸壁之间没有摩擦。请回答下列问题。
第8题图
(1)火箭向上飞出的过程相当于内燃机的　　冲程。
(2)乙实验中，在研究气体对外做功内能变化时，应该注意观察的是。
A.打气的过程中，水面的变化情况
B.瓶塞跳起瞬间，瓶内的变化情况
C.瓶塞跳起的高度
(3)试根据甲、乙实验的结论分析，把图丙中的销钉K拔出后，温度计的示数　　(选填“升高”“降低”或“不变”)，说明　　时，内能减小。
9.(6分)我国固态燃料运载火箭“力箭一号”的发射升空过程如图所示。
第9题图
(1)火箭喷气发动机也属于内燃机。发射时，燃料燃烧，产生的燃气推动火箭升空，该过程相当于汽油机中的　　冲程。
(2)金属铍是一种优质的火箭燃料，若火箭发动机的效率为60%，则1 kg的铍完全燃烧可以使火箭获得　J的机械能。(铍的热值为1.5×107 J/kg)
(3)“力箭一号”为多级火箭，火箭一、二级箭体中均储存有燃料。研究发现，若燃料总量相同时，多级火箭的最大飞行速度比单级火箭(燃料全部放在一个箭体中)的大，其原因是　　。
10.(4分)有一款汽车在平直路面上以75 km/h的速度匀速行驶1 h，全程消耗了5 kg汽油，汽油燃烧释放的能量，有40%随废气通过热电转换装置，如图所示。汽油热值近似取q=5×107 J/kg，假设汽油在汽缸内完全燃烧。
第10题图
(1)(2分)若上述过程中汽油燃烧释放能量的30%用来驱动汽车行驶，求汽车所受的阻力。
(2)(2分)研究表明新材料的出现可将热电转换装置的效率大幅提高到15%。据此计算，上述过程中随废气排放的能量通过转换装置后可获得多少电能？
参考答案
第2节 动力机械
选择题（1~7）1.A　2.C　3.C　4.B　5.C　6.A　7.D
8.（1）做功　（2）B　（3）降低；物体对外做功
9.（1）做功　（2）9×106 J　（3）相同质量的同种燃料燃烧释放的能量相同，转化成火箭的总动能相同，火箭整体质量越小，最终获得的飞行速度越大
10.（1）Q放＝mq＝5 kg×5×107 J/kg＝2.5×108 J；W＝Q放η＝2.5×108 J×30%＝7.5×107 J；s＝vt＝75 km/h×1 h＝7.5×104 m；牵引力 F＝＝1000 N，因匀速平直行驶，f＝F＝1000 N　（2）Q′＝Q放η1＝2.5×108 J×40%＝1×108 J；W′＝Q′η2＝1×108 J×15%＝1.5×107 J
解析
7.【解析】 题图甲中迅速向下压活塞，活塞压缩气体做功，气体内能增加，温度升高，活塞下压过程相当于汽油机的压缩冲程。题图乙中向盛有少量水的烧瓶里打气，瓶内气压增大到瓶塞跳起，气体对外做功，内能减小，瓶内出现白雾，相当于汽油机的做功冲程。

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