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第2章　机械与动力工程 第3节　交通与运输工程
选择题每小题3分，共9分；填空题每空2分。
1.汽车爬坡时，坡越陡，爬坡所需的牵引力就越大。同一辆汽车能够输出的最大功率是有限的，故在输出功率不能增加的情况下，为了增大牵引力以利于爬坡，一般汽车采用的方法是(　　)
A.减小速度 B.增大速度
C.增大摩擦力 D.减小摩擦力
2.我国自主研发的氢燃料电池驱动客车已经亮相。氢燃料电池使用氢作为燃料，其基本原理是电解水的逆反应。下列有关氢燃料电池和四冲程汽油机的说法中，错误的是(　　)
A.氢燃料电池工作原理用化学方程式表示为2H2＋O2 2H2O
B.氢燃料电池驱动客车行驶时，能量转化过程为化学能→电能→机械能
C.四冲程汽油机的四个冲程中，发生能量转化的冲程为压缩冲程、做功冲程
D.飞轮的转速为1800 r/min的四冲程汽油机每秒钟的做功次数为30次
3.探月工程“嫦娥六号”返回器的返回轨道如图所示，返回器以“打水漂”的方式返回，避免了返回器由于速度过快而燃烧殆尽的风险。下列有关返回器的分析，不正确的是(　　)
第3题图
A.返回过程中，返回器的机械能始终守恒
B.反弹过程中，返回器的动能部分转换为势能
C.返回过程中，返回器要克服摩擦力做功产生热能
D.第二次进入大气层时，返回器的动能比第一次小
4.(4分)如图所示为汽车的两种保险杠在模拟碰撞实验中内能增加(可通过保险杠的温度变化来测量)的变化曲线图。结合图中信息分析：A、B两种保险杠中，汽车安装　保险杠更安全。安装这种保险杠更安全的原因是　　。
第4题图
5.(4分)某款油电混动小汽车的空车质量为950 kg。在某次测试中，质量为50 kg的测试员驾驶该车以72 km/h的速度匀速直线行驶0.5 h。该车前进时牵引力为重力的，牵引力做的功及功率分别是多少？(g取10 N/kg)
6.(6分)发动机是汽车的核心部件，某汽车发动机是以92号汽油为燃料的内燃机。在某次测试中，汽车在1.5×103 s内于水平路面上匀速行驶4.6×104 m，该过程中汽车的牵引力为3000 N，汽车消耗汽油12 kg。(汽油的热值为4.6×107 J/kg)
第6题图
(1)汽车的内燃机一个工作循环的四个冲程如图所示，图中四个冲程的顺序是　　(填序号)。
(2)(2分)匀速行驶过程中，牵引力做的功率为多少？
(3)(2分)汽油完全燃烧释放的能量转化为汽车克服阻力做功的效率是多少？
7.(10分)随着我国人民生活水平的提高，汽车作为一种普通的交通工具已走进千家万户。
(1)汽车发动机一般是汽油机，在　　冲程把燃料燃烧产生的内能转化为机械能；完全燃烧1 kg汽油能释放出　J的能量。(汽油的热值为4.6×107 J/kg)
(2)阅读了某型号汽车发动机的说明书后，小杭画出了汽油机的能量流向示意图，如图所示。该汽油机的热转化效率为。
第7题图
(3)为确保发动机正常工作，需要对其进行冷却。一般使用水来充当冷却剂，其原因是　　。
(4)若汽车行驶时发动机产生的牵引力是F，汽油的热值用q表示，则燃烧质量为m的汽油，能使汽车前进的距离s= 　 。
8.(12分)气压超跑动力小车是通过瓶内高压气体喷出，产生反冲力推动前进的装置(如图所示)。小科和同学们一起设计了如下实验，进行探究活动。
第8题图
[探究任务]探究影响气压超跑动力小车运动距离的因素。
[实验器材]相同规格的气压超跑小车、打气筒、刻度尺、不同容积的高压气瓶(500 mL、1000 mL、1500 mL)、不同质量的配重砝码(50 g、100 g、150 g)。
[实验数据]
①探究气瓶容积对运动距离的影响(控制配重质量为100 g，打气次数均为10次)
气瓶容积/mL 500 1000 1500
运动距离/cm 215 380 520
②探究配重质量对运动距离的影响(控制气瓶容积为1000 mL，打气次数均为10次)
配重质量/g 50 100 150
运动距离/cm 450 380 300
请回答下列问题。
(1)实验中用到的科学探究方法是　　。
(2)分析实验数据可知：在其他条件相同的情况下，气瓶容积越大，小车运动距离　　；配重质量越大，小车运动距离　　。
(3)结合所学科学原理，解释气瓶容积影响运动距离的原因：　　。
(4)若要进一步探究打气次数对小车运动距离的影响，需要控制的变量是　　和　　。
9.(6分)“鲲龙”AG600水陆两栖飞机，上半身是飞机，下半身是轮船(如图所示)。发动机热效率和推进效率是反映飞机性能的重要指标。发动机的热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比，推进效率是指发动机传递给飞机的推进功(推力所做的功)与获得的机械能之比。(飞机的部分参数如表所示，g取10 N/kg)
第9题图
(1)“鲲龙”的机腹中部设计有一明显断阶，可形成空气层分离机体和水面，能减小　。
(2)(2分)“鲲龙”执行某任务时总质量为48 t，总体积约5×103 m3。该飞机停在水平地面时，起落架的触地总面积是1.2 m2，求此时飞机对地面的压强。
(3)(2分)若“鲲龙”以最大速度满载巡航2 h，消耗燃油5000 kg，求燃油完全燃烧获得的内能及此过程发动机的推进效率。(燃油的热值q=4.6×107 J/kg)
WJ6发动机数量 4台 最大起飞质量 53.5 t
最大巡航速度 500 km/h 发动机巡航推力 4.6×104 N
发动机热效率 40% 发动机推进效率 ……
参考答案
第3节 交通与运输工程
选择题（1~3）1.A　2.D　3.A
4.装 A 保险杠更安全；在相同的时间内，A 保险杠可以将更多机械能转化为内能
5.牵引力 F牵＝·G总＝×(50 kg＋950 kg)×10 N/kg＝1000 N；s＝vt＝72 km/h×0.5 h＝3.6×104 m；W＝F牵s＝1000 N×3.6×104 m＝3.6×107 J；P＝＝2×104 W
6.（1）③①④②　（2）W＝Fs＝3000 N×4.6×104 m＝1.38×108 J；P＝＝9.2×104 W　（3）Q放＝mq＝12 kg×4.6×107 J/kg＝5.52×108 J；η＝×100%＝25%
7.（1）做功；4.6×107 J　（2）30%　（3）水的比热容比较大，可吸收热量较多　（4）s＝ηmq/F（η 为发动机效率）
8.（1）控制变量法　（2）气瓶容积越大，小车运动距离越长；配重质量越大，运动距离越短　（3）气瓶容积越大，能储存的高压气体越多，喷出时产生的反冲力持续时间越长，对小车做的功越多，小车获得的动能越大，运动距离就越长　（4）气瓶容积；配重质量
9.（1）阻力（或摩擦力）　（2）F＝G＝mg＝4.8×104 kg×10 N/kg＝4.8×105 N；p＝＝4×105 Pa　（3）Q＝mq＝5000 kg×4.6×107 J/kg＝2.3×1011 J；W机＝40%×Q＝9.2×1010 J；s＝vt＝500 km/h×2 h＝1.0×106 m；W推＝F推s＝4.6×104 N×1.0×106 m＝4.6×1010 J；η＝×100%＝50%
解析
1.【解析】 汽车爬坡时需要更大的牵引力，由 P＝＝＝Fv 可知，在 P 一定时，减小车速 v 可增大牵引力 F，故选 A（减小速度）。

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