全国物理竞赛试题汇编机械能与内能.docx

《全国物理竞赛试题汇编机械能与内能.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《全国物理竞赛试题汇编机械能与内能.docx（17页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、竞赛试题汇编机械能及内能一, 选择题91年第一届用手去摸铁棍和木棍。觉得铁棍比木棍凉这是因为 。A铁棍比木棍的温度低。 B铁棍比木棍的热能少。C铁棍比木棍的导热实力强。D. 铁棍比木棍比热容大 91年第一届6当手扶拖拉机上的柴油机出现故障而使转速急剧增加时，正常的操作已经不能使它停转(这种故障叫做“飞车)。以下应急措施中，可行的是 ( )A用手捂住进气口 B马上找一个隔热的东西，捂住排气口。C脚踏刹车板，同时手拉制动器。 93第三届2人们常说井水冬暖夏凉，这是因为 A井内冬夏温度改变小，地面冬夏温度改变大，所谓“冬暖夏凉是井水温度及地面温度比拟而言的B井水受地热的作用而有较多的热能C井水远离地

2、面，不受空气流淌的影响，因而具有较多的热能D井水暴露在空气中，夏天气温高，蒸发得快，汲取了较多的热量，因而温度较低 94第四届3有四种器材：(1)自行车座；(2)机械手表；(3)衣服夹子；(4)发令手抢。其中利用弹簧形变的势能转化为动能工作的有 A(1)和(2)。B(2)和(3)。C(1)和(4)。D(2)和(4)。94第四届6我国农村运用的一种钢架水泥壳抛物面太阳灶，用30分钟刚好可将4及气温一样的水烧开。假设不计热损失，此时这个太阳灶的功率为 A163瓦B686瓦C933瓦D41160瓦94第四届复9用一重锤从一样的高度落下敲击质量和温度分别一样的钢块和铅块，重锤打在钢块上时，重锤会跳起，

3、打在铅块上时，重锤没有弹起，这时： A钢块的温度比铅块高 B铅块的温度比钢块高C钢块及铅块的温度一样高 D无法推断谁的温度高97第七届3以下哪种器材在工作中利用了由弹簧形变的势能转化成的动能？ A自行车座 B机械手表 C弹簧秤 D衣服夹98第八届8骑自行车上坡前往往要加紧蹬几下，这样做是为了： A增大车的惯性 B增大车的冲力 C增大车的动能 D增大车的势能。03第十三届B5“蹦极是一种富有刺激性的英勇者的运动工程。如图1所示，一端系住人的腰部, 另一端系于跳台的是一根弹性橡皮绳。当人下落至图中Q点时，橡皮绳刚好被拉直。那么，在人越过Q点接着向下的过程中，人的动能改变状况是( )A不变 B变大

4、C变小 D先变大后变小05第十五届2有一种叫做“压电陶瓷的电子元件，当对它挤压或拉伸时，它的两端就会形成肯定的电压，这种现象称为压电效应。一种燃气打火机，就是应用了该元件的压电效应制成的。只要用大拇指压一下打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产生10kV20kV的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体。在上述过程中，压电陶瓷片完成的能量转化是 A化学能转化为电能 B内能转化为电能 C光能转化为内能 D机械能转化为电能05第十五届4我国北方地区冬季用燃煤取暖所造成的大气污染，己越来越引起人们的关注。现在有些家庭已经改用燃油取暖，以降低对大气的污染。小明家的住房面积约110m2，假设将住房的门窗关闭好，用

5、燃烧柴油来取暖，并使室温上升10，柴油的热值为43107Jkg，空气的密度约为13kgm3，空气的比热容为1Ol03 J(kg.)，所需的柴油约为 A001kg B01kg C1kg D10kg (10第二十届) 6小新同学家中的墙壁上竖直悬挂着一指针式电子钟，当其因电池电能缺乏而停忽然。指针最可能停在如图4所示的哪个位置旁边 二, 填空题92年第二届3炒菜时利用的热传递方式主要是_。97第七届复016用太阳能热水器给40千克的水加热，水温由18上升到36，水汲取的热量是_焦耳。假设用燃烧值为107焦耳/千克的煤给水加热，其效率为20，那么须要燃烧约_千克煤。03第十三届4(6分)右图为农用扬

6、场机的示意图。谷物脱粒后，谷粒, 糠皮及少量碎石的混合物在快速转动的轮W和皮带B的带动下被抛出，谷粒, 糠皮, 碎石落地的远近不同，从而形成1, 2, 3三堆，到达别离的目的。其中1是 ，2是 。从能量的角度看，它们在运动过程中能够别离，是因为04第十四届45分2003年10月16日6时54分，“神舟五号飞船胜利完成了我国第一次载人航天飞行，返回舱在内蒙古主着陆场地平安着陆。1火箭放射时发生的能量转化主要是_能转化为_能。2在飞船关闭发动机后绕地球飞行时，假如在舱内进展以下试验，及在地面相比，其中最难完成的是_填字母：A用温度计测温度；B用显微镜视察洋葱表皮；C用漏斗, 滤纸过滤，除去水中的泥

7、沙。3假如将农作物种子携带到太空，然后再带回来进展种植试验。这样做的目的是_。07第十七届5油库里的储油罐如图6所示，它浑身银白，直径较大，高度较矮(相对于直径而言)，像个短胖子。请答复： (1)在储油罐的这些设计中，“浑身呈银白色是为了_；“直径较大，高度较矮是为了_ (2)在储油罐旁还安装有自动喷头，每到夏天，特殊是白天的中午，常用喷头向储油罐喷水，这主要是利用水的_较大的特性，以及水蒸发时要吸热的特性来给储油罐_，以防止油的自燃。三, 试验题2000第十届4.7分扬场机能把谷粒, 谷糠和小石块分开。这三种东西中哪一种的落地点距扬场机最近？哪一种最远？同样大小的谷粒和小石块，为什么落地点的

8、远近不同？。第十三届1(6分)刚倒在杯子里的开水很烫，人们习惯上是先吹几下再喝；冬天写作业手冷，同学们习惯上是时常地向手上哈哈气再写。分别说明这两种做法的道理第十三届3(6分)随着人类能量消耗的快速增加，如何有效地提高能量利用率是人类所面临的一项重要任务。图8是上海“明珠线某轻轨车站的设计方案，及站台连接的轨道为一个小的坡度，请你从节能的角度，分析这种设计的优点。04第十四届1, 4分某城市铁路车站的设计方案如图4所示，进站和出站的轨道都及站台构成一个缓坡。从能量利用的角度看，这种设计的优点是什么？05第十五届4分小明用打气筒给自行车轮胎打气后，发觉气筒壁的温度明显高于打气前的温度。对于这个现

9、象，你做怎样的说明？05第十五届5分如图6甲, 乙分别是两种小型饮水锅炉的构造示意图，从节能角度看，你认为那一种更合理？请简要说明理由。第十八届2据报道：2005年4月20日上午8时38分，由重庆飞往上海的CA454l航班在重庆江北机场起飞后撞上一群鸽子，飞机多处破损，左发动机停顿工作，干脆经济损失达295万元人民币。所幸机长镇静冷静依靠右发动机单机工作，在空中回旋59 min后胜利迫降，机上全部人员安稳无恙。小小的鸽子怎能把牢固的飞机撞坏呢请你应用学过的学问说明鸽子撞坏飞机的缘由。四, 计算题94第四届复) 七, 7分有一种型号的单缸四冲程柴油机，其局部技术规格如下：试计算这种柴油机的功率。

10、95第五届复七, 30分下表列出的是北京煤气用具厂生产的JS系列家用燃气热水器的参数，其中各物理量的单位用的是国际通用的符号，说明如下：Pa一帕斯卡mmH2O毫米水柱J焦耳h小时M3立方米l升，即分米3kgf千克力，即质量为1千克的物体所受的重力min分时间单位单位前面的字母M表示系数106，字母H表示系数1021分别计算燃烧1米3液化石油气, 人工煤气和自然气所产生的热量单位：焦耳。2王秋生同学说，热水产率一栏中，5, 3, 2后面的符号印得不清晰，好像是数字“l，但在“min的前面又丢掉了什么，请你通过计算推断这个栏目中三个参数的正确数值和单位。3“热效率一栏给的是参考值；“热水产率一栏给

11、的是厂家对样品的实测值。分别计算温升25和55时的热效率，并说明这两种状况下热效率不同的缘由。96第六届七, 7分经验说明，自制家用太阳能热水器的效率在夏天可达50；从太阳能手册中查到，在地球外表，晴天时垂直于阳光的外表接收到的热辐射为103焦米2秒。假如晒水箱内的水大约有40千克，晒水箱接收阳光垂直照耀的面积始终是米2，请计算，要使水温上升30须要多长时间。97第七届六, 9分国产165型单缸四冲程汽油机的汽缸直径为65毫米，活塞冲程长55毫米，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为105帕，飞轮的转速是1500转/分。1求这种汽油机满负荷工作时做功的功率不计摩擦损失；2假如满负荷工作时每分钟

12、消耗15克汽油，这种汽油机把内能转化为机械能的效率是多少？汽油的燃烧值为107焦/千克99第九届五, 8分 有一堆从河中捞出的温砂子，测得其比热容为103焦/千克。干砂子的比热容为103焦/千克，那么按质量说，这堆砂子含水的百分比是多少？01第十一届五, 8分水在热电厂的锅炉中变为水蒸汽，通过涡轮机带动发电机发电，用过的水蒸汽在液化器中凝聚成水，再到锅炉，循环运用。液化器中的冷却水那么流到冷却塔中降温，如图。水的比热为4.2103焦/千克，求：夏天，来自冷却塔的水温为16，而回到冷却塔的水温为30。假设冷却塔和液化器间水的流量为15米3/秒，试求水蒸汽的能量转化为电能的效率。假如发电机的发电功

13、率是56万千瓦，发电机把机械能转化为电能的效率为80%，不计水蒸汽通过涡轮机过程中由于热传递赞成的能量损失及涡轮机的摩擦，试求水蒸汽的能量转化为电能的效率。02第十二届六, 10分学校淋浴用的简易太阳晒水箱内装水60 kg，水箱玻璃盖的面积为0.84 m2104J/(minm2)；这类水箱汲取太阳能的效率约为50；散热损失约为20。假设运用中能够刚好调整水箱朝向，使阳光总能垂直射入玻璃盖，计算4小时后箱中的水上升的温度。水的比热容为4.2 103 J/kg。02第十二届复二, 12分洗浴用的电热水器的电功率是1.2 kW，热水器内筒的直径是30cm，高是50cm。假如加热过程中的热量散失率为1

14、0， 那么把水从20 加热到70 须要多长时间？04第十四届七, 16分下表列出的是某厂生产的家用燃气热水器的参数。表中“额定热负荷指的是满负荷运用时，1h内燃料燃烧产生的热量。产品名称燃气快速热水器产品型号JSY5-CJSR5-CJST5-C适用燃气液化石油气人工煤气自然气额定燃气压力28003000Pa280300mmH2O800-1000Pa80-100 mmH2O2000-2500Pa200-250 mmH2O额定热负荷37MJ/h额定燃气耗量102m3/h102m3/h102m3/h热效率80适用水压0.041.0MPa0.410kgf/cm2热水产率温升255l/min温升403l

15、/min温升552l/min接口尺寸燃气入口G1/2冷水入口G1/2热水入口G1/2外形尺寸406mm高293mm宽230mm厚重量1分别计算燃烧1m3液化石油气, 人工煤气和自然气所产生的热量。2依据表中数值和你已有的学问，探讨“额定燃气压力一行中，“mmH2O的含义。3王保成同学说，“热水产率一栏中，5, 3, 2后面的好像是数字“1但是在“/min的前面又好像丢掉了什么。请你通过计算推断这个栏目中三个参数的正确数值和单位。4“热效率一栏给的是参考值，“热水产率一栏给的是厂家对样品的实测值。分别计算温升25和55时的热效率，并说明这两个状况下热效率不同的缘由。04第十四届复三, 18分有人

16、在夏季用简易晒水箱给水加热用来淋浴，这不仅节约能源，而且很便利，李明和张华想利用这样的装置估测太阳光对地球外表辐射的强度大小。也就是说，太阳光垂直照耀地球外表时，地球外表单位时间内单位面积上所获得的能量是多少。试验装置如图2所示，晒水箱内部是被涂黑的，箱体外加了保温层，上面开口并盖有透亮玻璃板。在估测之前要首先弄清，透过玻璃板的太阳光能量终究占太阳辐射到玻璃板上的能量的百分之几？李明和张华哥那一块试验用的玻璃板，把阳光反射到墙上的同一个地方，他们发觉，两块反射光斑重叠处的强度，和太阳光干脆射到地上的强度差不多。1透过玻璃板的太阳光能量占太阳辐射到玻璃板上的能量的百分之几？你在得出这个结论时做了

17、什么假设？假设的依据是什么？2请你扶植他们设计试验方案，并写出试验步骤。3请你对这个试验方案的可行性作出评价。05第十五届复三, 16分下表是某锅炉厂生产的CWNG系列三种锅炉的主要技术参数表。CWNG系列三种锅炉主要技术参数型号CWNGCWNGCWNG功率/MW 容水量/t34耗煤量145( )290外型尺寸2烟囱尺寸/mm300150003501500040015 000热效率/%757575出水温度/808080回水温度606060总重量/t59运行压力常压常压常压供暖面积6000 12000循环水量( )4560水的比热容为，假设三种锅炉的燃煤效率一样，且煤均可到达完全燃烧。请依据上表

18、答复以下问题：1.依据表格中的数据，请在表格中的四个 内填上相宜的数据。2.按表格中的出水温度和回水温度，计算型锅炉每小时给住宅内释放的热量是多少。3.依据表格中数据计算燃煤的热值为多少。05第十五届复六, 20分在当今世界，研制各种机器都必需考虑节约能源和治理废气污染这一重要课题。在内燃机中，废气带走了很多能量，假如能将这些能量再利用起来，会使内燃机的效率提高很多。某工厂科研人员研制生产的四冲程汽车专用柴油发动机，就采纳了很多新技术。其中最重要的一项叫“增压技术，它是利用“废气涡轮增压器使排气冲程中排出的高温, 高压的废气去冲击“废气涡轮高速旋转，它同时又带动同轴的进气系统中的“进气涡轮也高

19、速旋转，从而增加吸气冲程的进气量并增大进气气压，使做功冲程中柴油燃烧的更充分，燃气压强更大，同时也削减了废气中的有害物质，到达提高柴油发动机效率和削减废气污染的目的。这种柴油发动机有6个气缸，气缸直径为110mm，活塞行程为135mm，当转速为2300r/min时，发动机功率为220kW，最低油耗可达240g/(kWh)，柴油的热值为。请答复以下问题：1.该柴油发动机的效率最高可达多少？2.在做功冲程中气缸内的平均压强是多少？3.假如将我国这种机型的汽车柴油发动机都安装“增压器后，能使它们的平均效率由原来约31%提高到近35%，安装前按每年消耗3亿吨柴油估算，这项技术每年能为我国节约多少吨柴油

20、？4.假如目前我国柴油的平均价格为3750元/吨，依据上面的估算结果，计算运用“增压技术后仅节约柴油一项可使我国每年节约多少资金。由此你有哪些相识？第十七届复二(10分)李老师的家离学校大约10km，为了便于上下班，他购置了一部轻巧摩托车来代步，运用的燃料为93#汽油。依据表2供应的数据，请答复： 1假如李老师上班时骑车的平均速度为36km/h，试依据表2中所供应的有关信息，为李老师计算一下，他骑车从家到学校至少需花多少油费2小洪同学学过物理以后，给李老师建议：在上述条件不变的状况下，采纳加快车速缩短时间的方法，就肯定可以省油费。请你依据自己驾驭的学问，分析说明这种方法是否可行。轻巧摩托车93

21、#汽油燃料汽油密度103kgm3油箱容量7L热值107Jkg功率6kW价格元L第十八届复六, 12分晓欣同学看到一些小汽车的尾部都标有“, “, “或“等字样，他上网查询得知这是汽车发动机“排气量的数值。所谓排气量就是发动机气缸的工作容积，是指全部气缸内活塞从下止点到达上止点所扫过的容积之和。一般状况下发动机的“排气量越大，功率越大。汽车发动机每一个工作循环要经验四个冲程，带动曲轴转动2周。现有一辆小轿车发动机排气量为，最大功率为74kW，当该发动机以最大功率工作时，曲轴的转速为5200r/min。汽油机工作时的最正确空燃比即空气和燃油的质量比为14:1，压缩比是10即气缸总容积及燃烧室容积的

22、比值，假设发动机在最大功率时汽油和空气的混合密度为/m3107103kg/m3。请计算：1.这台发动机在最大功率时的热机效率。2.发动机在最大功率时，汽车的最高时速为175km/h，计算在此状况下汽车每百公里油耗为多少升。(09第十九届) 七, 14 分在一些农村地区建立的沼气池，通过将农村大量的秸杆, 人畜粪便发酵来获得沼气，利用沼气来烧火做饭，点灯照明。沼气池的应用，不仅使上述资源得以更好的利用，同时也给生活带来了诸多便利，使环境得以改善。这是一个一举多得的惠民工程。图9 所示为一农户的水压式沼气池的剖面简图。说明： 1沼气池 2水压池 3进料口 4密封盖 5 . 输气管 6贮气室 7沼气

23、压力显示器 8总阀门 9. U形管压强计里面装有染成红色的水10出料口盖板不密封水压池水压池仍及外面大气相通11阀门己知该农户家燃气灶的相关技术数据如下：运用燃料液化石油气自然气人工煤气人工沼气灶前压强kP a )额定热流量kW )一般炉组合炉单炉取g10 N/kg ，水的比热容c水103J/(kg) 1依据图9 所示，通过计算说明，该农户此时能否运用这个沼气池中的沼气来正常烧火做饭？ 2有一天，该农户发觉，沼气压强小于燃气灶的要求。为了能尽快利用沼气生火做饭，从物理学的角度看，可实行哪些措施？ 3假设该农户所用的燃气灶是一般炉，通常状况下，一般炉中的右炉单独正常工作时，将一壶质量为 , 温度

24、为20的水烧开，耗时约10 min 。试估算右炉烧水的效率。4请你就如何提高燃气灶的效率问题谈谈你的设想。10第二十届复六, 18分小亮家有一辆家用轿车，爸爸在给他说车的性能时，总是说“20的排量，却很少说“功率，为此小亮特地从网上查到了排量的定义：活塞从上止点移动到下止点所通过的空间容积称为汽缸排量。假如发动机有假设干个气缸，全部气缸工作容积之和称为发动机排量。从说明书上查到：小亮家的汽车采纳的是LFX直列四缸发动机，排量为20L；从网上查找到了其输出特性曲线如图8所示；小亮又向爸爸询问了一些实测数据：由于汽车行驶的路况很好，所以平均车速为90kmh，此时发动机转速为2000rmin，平均行

25、驶百公里油耗为9L；从物理书上查得汽油的热值为46107Jkg，密度为071103kgm31由这台发动机输出特性曲线可以看出，在发动机转速为1000-5000 rmin范围内，它的输出功率及转速大致有什么关系？2试通过公式推导出在其他参数一样时，发动机的输出功率及其排量的关系。3这辆汽车以90kmh行驶时，发动机的效率约为多少？每个做功冲程汽缸内的平均压强是约为多少？五, 综合题91年第一届2有一块厚铁板M。冲下圆柱体N(N能很严密地塞回原孔)。现把铁板和铁柱同时放到炉内加热较长时间，在取出的瞬间 ( )AN变粗，塞不进原孔。B原孔变大，N很简单塞进C原孔变小，N不能塞进。DN仍能严密的塞进原

26、孔。95第五届六, 8分一台拖拉机的发动机是四汽缸, 四冲程的柴油机，汽缸的直径为95毫米，活塞冲程为127毫米，第三冲程中气体作用在活塞上的平均压强是196牛厘米2，飞轮的转数是1200转分，这台发动机的功率是多少瓦？01第十一届复一, (8分)1 kg20的水汲取42103J的热量后，它的可能温度是多少在以下4个答案中选出正确答案的序号并说明选择该答案的理由 A80 B100 C120 D1 3006第十六届复三(14分)小华同学为了节能和便利家人洗澡，用废弃的汽油桶在房顶上自制了一个简易太阳能热水器，图2是它的安装示意图。在水箱上下安有二根管子，其中一根是进出水管，给热水器上冷水或淋浴时

27、用热水，都是通过进出水管来完成，室内进出水管上安有三个阀门。 假设当地的大气压强p0=1.0105Pa，请答复以下问题： (1)小华为什么要在热水器上方安装一根及大气相通的管子A (2)依据阀门I, II, 的位置，说明它们的作用是什么如何调整喷头出水的温度 (3)给热水器上冷水时，阀门I, 1I, III应当处于何种状态洗澡时，阀门1, II, 111应当处于何种状态 (4)假如小华同学住的居民楼层高为3 m，他家的热水器安装在七楼楼顶上，且距楼顶高1 m，那么该地区的水压至少为多大，才能顺当为热水器上水 (5)设热水器水箱容积为100 L，在一般的光照条件下，一满箱12的水经白天太阳的加热温度可到达45，这相当于多少煤气完全燃烧放出的热量(水的比热容为4.2107J(kg)，煤气的热值约4.2107Jkg)