16 如图所示是四冲程汽油机工作的部分冲程示意图，汽油机吸气冲程吸进的是
空气和汽油的混合气体
，其中图甲
是做功冲程，若该汽油机每秒钟对外做功25次，则该汽油机飞轮的转速为3000
r/min。答案：16. 空气和汽油的混合气体 甲 3000
三、解答题（共32分）
17（6分）某同学使用燃气热水器在家中洗浴，设定温度为$45\ °\mathrm{C}$，水的初温为$15\ °\mathrm{C}$，用水量是$10\ \mathrm{kg}$。［水的比热容为$4.2× 10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$，天然气的热值为$4.4× 10^{7}\ \mathrm{J}/\mathrm{kg}$］
（1）求$10\ \mathrm{kg}$水吸收的热量。
（2）若天然气完全燃烧放出热量的$80\%$被水吸收，求该同学洗浴时用掉天然气的质量。（结果保留三位小数）
17（6分）某同学使用燃气热水器在家中洗浴，设定温度为$45\ °\mathrm{C}$，水的初温为$15\ °\mathrm{C}$，用水量是$10\ \mathrm{kg}$。［水的比热容为$4.2× 10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$，天然气的热值为$4.4× 10^{7}\ \mathrm{J}/\mathrm{kg}$］
（1）求$10\ \mathrm{kg}$水吸收的热量。
（2）若天然气完全燃烧放出热量的$80\%$被水吸收，求该同学洗浴时用掉天然气的质量。（结果保留三位小数）
答案：17.（1）10 kg 水吸收的热量$Q_{\mathrm{吸}}=c_{\mathrm{水}}\ m_{\mathrm{水}}\ \Delta t=4.2× 10^3\ \mathrm{J/(kg· °C)}×10\ \mathrm{kg}×(45\ °\mathrm{C}-15\ °\mathrm{C})=1.26×10^6\ \mathrm{J}$
（2）由$\eta=\dfrac{Q_{\mathrm{吸}}}{Q_{\mathrm{放}}}×100\%$得,天然气完全燃烧放出的热量$Q_{\mathrm{放}}=\dfrac{Q_{\mathrm{吸}}}{\eta}=\dfrac{1.26×10^6\ \mathrm{J}}{80\%}=1.575×10^6\ \mathrm{J}$,由$Q_{\mathrm{放}}=mq$可得,燃烧天然气的质量$m_{\mathrm{气}}=\dfrac{Q_{\mathrm{放}}}{q}=\dfrac{1.575×10^6\ \mathrm{J}}{4.4×10^7\ \mathrm{J/kg}}\approx0.036\ \mathrm{kg}$
（2）由$\eta=\dfrac{Q_{\mathrm{吸}}}{Q_{\mathrm{放}}}×100\%$得,天然气完全燃烧放出的热量$Q_{\mathrm{放}}=\dfrac{Q_{\mathrm{吸}}}{\eta}=\dfrac{1.26×10^6\ \mathrm{J}}{80\%}=1.575×10^6\ \mathrm{J}$,由$Q_{\mathrm{放}}=mq$可得,燃烧天然气的质量$m_{\mathrm{气}}=\dfrac{Q_{\mathrm{放}}}{q}=\dfrac{1.575×10^6\ \mathrm{J}}{4.4×10^7\ \mathrm{J/kg}}\approx0.036\ \mathrm{kg}$
18（8分）一辆汽车在平直的公路上匀速行驶，发动机的输出功率是 40 kW，其效率为 20%，油箱里有 16 kg 的汽油，如果车速为 20 m/s，求：（汽油的热值是 $4.6×10^7$ J/kg）
（1）汽车受到的阻力。
（2）这些汽油可供发动机做的功。
（3）汽车最多能行驶的距离。
（1）汽车受到的阻力。
（2）这些汽油可供发动机做的功。
（3）汽车最多能行驶的距离。
答案：18.（1）汽车做匀速直线运动,阻力与牵引力相等,由$P=\dfrac{W}{t}=\dfrac{Fs}{t}=Fv$得,阻力大小$f=F=\dfrac{P}{v}=\dfrac{40×1\ 000\ \mathrm{W}}{20\ \mathrm{m/s}}=2\ 000\ \mathrm{N}$
（2）根据$\eta=\dfrac{W_{\mathrm{有用}}}{Q_{\mathrm{放}}}×100\%$可得这些汽油可供发动机做的功$W_{\mathrm{有用}}=\eta Q_{\mathrm{放}}=\eta qm=20\%×4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}×16\ \mathrm{kg}=1.472×10^8\ \mathrm{J}$
（3）根据$W=Fs$可得汽车最多能行驶的距离$s=\dfrac{W_{\mathrm{有用}}}{F}=\dfrac{1.472×10^8\ \mathrm{J}}{2\ 000\ \mathrm{N}}=7.36×10^4\ \mathrm{m}$
（2）根据$\eta=\dfrac{W_{\mathrm{有用}}}{Q_{\mathrm{放}}}×100\%$可得这些汽油可供发动机做的功$W_{\mathrm{有用}}=\eta Q_{\mathrm{放}}=\eta qm=20\%×4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}×16\ \mathrm{kg}=1.472×10^8\ \mathrm{J}$
（3）根据$W=Fs$可得汽车最多能行驶的距离$s=\dfrac{W_{\mathrm{有用}}}{F}=\dfrac{1.472×10^8\ \mathrm{J}}{2\ 000\ \mathrm{N}}=7.36×10^4\ \mathrm{m}$