如下圖所示為四缸發(fā)動機工作原理:內(nèi)燃機通過連桿把四個汽缸的活塞連在一根曲軸上,并使各汽缸的做功過程錯開,在飛輪轉動的每半周里,都有一個汽缸在做功,其他三個汽缸分別在做吸氣、壓縮和排氣工作。

(1)有一臺四缸發(fā)動機,其主要技術指標如左表所示。其中排量等于四個汽缸工作容積的總和,汽缸工作容積指活塞從上止點到下止點所掃過的容積,又稱單缸排量,它取決于活塞的面積和活塞上下運動的距離(既沖程長)。轉速表示每分鐘曲軸或飛輪所轉的周數(shù)。
①該發(fā)動機在1 s內(nèi)做功         J,單缸排量V =         L。
②在每個做功沖程里,發(fā)動機做功W =         J。
(2)在做功沖程里,燃氣對活塞所做的功可表示為W =" p" V,式中 p表示燃氣對活塞的壓強,則 p=         Pa。
(3)右圖為發(fā)動機在做功沖程中的示意圖。下面給出了公式W =" p" V的證明,請將推導過程補充完整(要求各表達式均用S、l或p表示):
設活塞的面積為 S,沖程長為 l,燃氣對活塞的壓強為 p,則燃氣對活塞的壓力F=           ,燃氣對活塞所做的功W=         ,又根據(jù)數(shù)學知識可知發(fā)動機的單缸排量V=" S" l ,故 W=" p" V。
(1)①1.2×105J   0.5  ②600  (2)1.2×106  (3)p S    pSl

試題分析:由題意可知發(fā)動機的功率為1.2×106W,1s內(nèi)做的功為1.2×106J。發(fā)動機四缸排量為2L,單缸的排量為0.5L。它的轉速為6000r/min,每秒轉100圈,由于發(fā)動機有四缸,每半圈做一次功,每秒內(nèi)做功200次,則一個做功沖程做的功為600J。根據(jù)汽缸一次做功及單缸的容積代入W =" p" V中,
公式W =" p" V的推導過程:
燃氣對活塞的壓力
燃氣對活塞所做的功
練習冊系列答案
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(12分)2013年12月14日中國造的“玉兔號”月球車成功降落于月球上。月球車質(zhì)量140千克,以太陽能為能源,能夠耐受月球表面真空、強輻射、攝氏零下180度到零上150度極限溫度等極端環(huán)境。月球車具備20度爬坡、20厘米越障能力,并配備有全景相機、紅外成像光譜儀、測月雷達、粒子激發(fā)X射線譜儀等科學探測儀器。月球的吸引力是地球的六分之一,每個車輪與月球表面接觸面積為50cm2,表面土壤非常松軟,凹凸不平,有石塊、有隕石坑,還有陡峭的高坡。在這種環(huán)境中,月球車既不能打滑,更不能翻車。
目前已在月球上度過了3個月,超出了設計壽命。它現(xiàn)在處于月夜休眠期,人們期待其接下來繼續(xù)優(yōu)秀的月面探險表現(xiàn),同時也牽掛著它的安危。(g=10N/kg)

(1)假設你是一名航天員,駕駛飛船登上月球.如果你手邊有一只靈敏電流表、一根直導體和導線若干,想探測月球表面附近是否有磁場,下列方案中合理的是(    )
A.直接將電流表置于月球表面附近,若電流表的示數(shù)為零,可判斷月球表面無磁場
B. 用導線將電流表、直導體連接起來,使直導體在月球表面附近沿某一方向運動時,若電流表的示數(shù)為零,則可判斷月球表面附近無磁場
C.用導線將電流表、直導體連成閉合回路,使直導體在月球表面附近沿某一方向運動時,若電流表的示數(shù)為零,則可判斷月球表面無磁場
D. 用導線將電流表、直導體連成閉合回路,使直導體在月球表面附近沿各個方向運動時,若發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)有時不為零,則可判斷月球表面附近有磁場
(2)月球車的動力裝置一般選用電動機而不是內(nèi)燃機,請你說說為什么?
(3)某中學的幾個航天迷設計了一個月球車的模型,其中電路部分選用12 V的蓄電池作電源,額定電壓均為6 V的電動機和燈泡分別用作動力裝置和照明光源.設計的電路如圖所示,請你說出其電路設計中不科學的地方.(要求說出兩點)
(4)如圖所示,當月球平穩(wěn)地行走在月球上時,求月球車對月球表面的壓強。
(5)報道,我國某科研單位研究制的太陽能月球車(研制過程的樣品),它上面的太陽能接收板的有效面積為S=4m2,太陽晴朗且接收板對著太陽時,每平方米面積上能接收到太陽的功率為P0=1kW,太陽能電池產(chǎn)生的電壓為U=120V,可供電動機正常工作的電流為I=8A.那在電動機正常工作時,太陽能電池將太陽能轉化為電能的效率是多大?
(6)如果上述月球車中的電動機正常工作時,將電能轉化為機械能的效率是75%,且該車沿水平路面勻速直線行駛時所獲得的牽引力是180N,則該車勻速行駛時的速度是多大?

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選擇:方案________的設計是可行的;且方案________的力F最;
求出:可行的方案中的最小力F
方案
設計的方法
A
加在兩物體上的力方向都向下
B
加在兩物體上的力方向都向上
C
甲物體上的力方向向上,乙物體上的力方向向下
D
甲物體上的力方向向下,乙物體上的力方向向上
 

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