31.单选题中等
与固体燃料相比，液体燃料火箭无需人工雕刻火药。甲烷是天然气的主要成分。液态甲烷作为火箭发射的燃料之一，其密度约为 0.42×103kg/m3，热值为 5.0×107J/kg。酒精的密度为 0.8×103kg/m3，热值为 3.0×107J/kg，下列关于液态甲烷和酒精的叙述正确的是（）
- A. 酒精的密度比液态甲烷的密度小
- B. 液态甲烷燃烧时，内能转化为化学能
- C. 相同体积的液态甲烷和酒精，液态甲烷的质量更大
- D. 10kg 的液态甲烷完全燃烧，放出的热量为 5.0×108J
答案：D
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A．液态甲烷密度约为 0.42×103kg/m3，酒精的密度为 0.8×103kg/m3，酒精的密度比液态甲烷的密度大，故 A 错误；
B．液态甲烷燃烧时，化学能转化为内能，故 B 错误；
C．酒精密度大于液态甲烷密度，根据 m=ρV，相同体积的液态甲烷和酒精，液态甲烷的质量较小，故 C 错误；
D．10kg 的液态甲烷完全燃烧，放出的热量为
Q放 = m q甲烷 =10kg×5.0×107J/kg = 5.0×108J
故 D 正确。
故选 D。
33.填空题中等
小丽去郊游，上车时闻到汽油味，这是________现象。通过交流得知该车的发动机为汽油机，若某单缸四冲程汽油机的转速为 1200r/min，在 1s 内汽油机对外做了________次功。如果汽油机在某段时间内消耗了 500g 汽油，这些汽油完全燃烧可释放的热量为________J（q汽油 = 4.6×107J/kg）。
答案：扩散；10；2.3×107
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[1] 小丽上车能够闻到汽油的味道，是汽油分子永不停息地做无规则运动导致的，属于扩散现象。
[2] 飞轮转速换算：
1200r/min = 1200r / 60s = 20r/s
四冲程汽油机每完成一个工作循环，飞轮转动 2r，对外做功 1 次；1s 内飞轮转 20r，对外做功次数：20÷2=10，即 1s 内对外做功 10 次。
[3] 利用燃料放热公式 Q放 = mq汽油计算，m=500g=0.5kg：
Q放 = mq汽油 = 0.5kg×4.6×107J/kg=2.3×107J
34.填空题中等
有一种小型单缸四冲程汽油机，每个工作循环做功 500J，曲轴的转速是 300r/min，每分钟消耗汽油 5g。则该内燃机的功率是____W，机械效率是____。（q汽油 = 4.6×107J/kg）
答案：1250；32.6%
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[1] 单缸四冲程汽油机一个工作循环飞轮转 2 圈、对外做功 1 次；飞轮转速 300r/min，每分钟完成 150 个工作循环、对外做功 150 次。
1min 汽油机做的有用功：
W = 150×500J = 7.5×104J
汽油机功率：
P = W/t = 7.5×104J / 60s = 1250W
[2] 每分钟消耗汽油质量 m=5g=5×10-3kg，汽油完全燃烧放出热量：
Q放 = m q汽油 = 5×10-3kg × 4.6×107J/kg = 2.3×105J
汽油机机械效率：
η = W/Q放 ×100% = (7.5×104J)/(2.3×105J) ×100% = 32.6%
35.计算题中等
氢能因其低碳、高热值、来源广泛等特点，在新能源领域备受青睐．某款氢内燃机汽车的总质量为 1.8t，车轮与地面的总接触面积为 0.1m2。某次测试中，该车匀速直线行驶 6km 用时 5min，牵引力做功的功率恒为 36kW，发动机的效率为 60%。（g 取 10N/kg，氢燃料的热值为 1.4×108J/kg，假设氢燃料完全燃烧）
(1) 该车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？
答案：1.8×105 Pa
(2) 本次测试中，该车行驶的速度是多少？受到的牵引力是多少？
答案：20m/s，1800N
(3) 本次测试中，消耗氢燃料的质量是多少？（计算结果保留两位小数）
答案：0.13kg
答案：(1) 1.8×105 Pa；(2) 20m/s，1800N；(3) 0.13kg
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（1）该车静止在水平地面上时，对地面的压力和自身的重力相等，即
F = G = mg = 1.8×103kg ×10N/kg = 1.8×104N
受力面积为 0.1m2，则对地面的压强
p = F/S = (1.8×104N)/(0.1m2) = 1.8×105 Pa
（2）该车行驶的速度
v = s/t = (6×103m)/(5×60s) = 20m/s
由 P=Fv 可得，受到的牵引力
F牵 = P/v = (36×103W)/(20m/s) = 1800N
（3）牵引力做的功
W = Pt = 36×103W ×5×60s = 1.08×107J
由 η = W/Q放可得，氢燃料完全燃烧释放的热量
Q放 = W/η = (1.08×107J)/60% = 1.8×107J
由 Q放 = mq 可得，消耗氢燃料的质量
m氢 = Q放 /q = (1.8×107J)/(1.4×108 J/kg) ≈ 0.13kg
