Question

【題目】汽車已經(jīng)走進(jìn)我們的家庭．小林的爸爸最近也購(gòu)買了一輛轎車．下表中列出該轎車的一些性能參數(shù)。

單車質(zhì)量/kg	1600	發(fā)動(dòng)機(jī)排量/L	2.0
燃料	92#汽油	水箱容量/L	5.0

（1）當(dāng)該轎車汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速為3600r/min時(shí)，則在1min內(nèi)汽油機(jī)對(duì)外做功的次數(shù)是_____次，壓縮沖程中將_____能轉(zhuǎn)化為_____能。

（2）“轎車不但要吃油，有時(shí)也要喝水”，用水冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)是因?yàn)樗��?/span>_____大，在發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始工作后一段時(shí)間內(nèi)，水箱中水的內(nèi)能會(huì)_____（填“增加”或“減少”），這是通過(guò)_____方式來(lái)改變內(nèi)能的．

（3）轎車在上坡時(shí)，將檔位換成低速檔，以減小行駛的速度，這樣做的目的是_____。

A．安全 B．省油 C．減小摩擦 D．增大爬坡的牽引力

（4）小林通過(guò)測(cè)量獲得轎車以不同速度行駛時(shí)對(duì)應(yīng)的制動(dòng)距離（即從操縱制動(dòng)剎車到車停下來(lái)的距離），數(shù)據(jù)如表所示：

速度/(km·h-1)	40	60	80	100	120
制動(dòng)距離/m	8	18		50	72

根據(jù)表中數(shù)據(jù)所反映的內(nèi)在規(guī)律，當(dāng)轎車速度為80km/h時(shí)對(duì)應(yīng)的制動(dòng)距離是_____m．

（5）小林通過(guò)上網(wǎng)查到了這種轎車的輸出功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系如圖所示。小林又向爸爸詢問(wèn)了一些實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)：轎車行駛的路況好，平均車速為100km/h，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2000r/min，平均油耗為9L/100km，由圖中數(shù)據(jù)，分析這輛汽車在這種狀態(tài)下行駛時(shí)，每小時(shí)對(duì)外所做的有用功為_____J，汽油機(jī)的效率是_____%。（保留一位小數(shù)）（已知汽油的熱值為4.6×107J/kg，密度為0.8×103kg/m3）

Answer 1

【答案】1800 機(jī)械 內(nèi) 比熱容 增加 熱傳遞 D 32 1.08×108 32.6%

【解析】

(1)[1]飛輪轉(zhuǎn)速是3600r/min，因一個(gè)工作循環(huán)飛輪轉(zhuǎn)2圈，做功一次，所以每秒可以做功1800次；

[2][3]在壓縮沖程中，消耗機(jī)械能，產(chǎn)生內(nèi)能，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；

(2)[4]汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中，不可避免地產(chǎn)生很多熱量，在質(zhì)量和升高的溫度相同時(shí)，水的比熱容最大，吸收的熱量最多，冷卻效果最好；

[5][6]發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生熱量，熱量傳遞到水，使水的內(nèi)能增加。這是通過(guò)熱傳遞的方式改變內(nèi)能的；

(3)[7]由P==Fv可知，汽車的最大功率一定時(shí)，減小行駛速度時(shí)，可以獲得更大的牽引力，故D符合題意，ABC不符合題意；

(4)[8]通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析可知速度越大制動(dòng)距離越大，即制動(dòng)距離一定與速度有關(guān)，但明顯不是正比關(guān)系，故可以想到可能與速度的平方成正比，通過(guò)計(jì)算可知制動(dòng)距離與速度的平方成正比：由

，

解得s=32m；

(5)[9]由發(fā)動(dòng)機(jī)輸出特性曲線可知：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2000r/min時(shí)，其輸出功率約為30kW，每小時(shí)對(duì)外所做的有用功：

W=Pt=30×103W×3600s=1.08×108J；

[10]行駛100km消耗的汽油是9L=9dm3=9×10-3m3，則完全燃燒釋放的熱量：

Q=mq=ρVq=0.8×103kg/m3×9×10-3m3×4.6×107J/kg=3.312×108J，

發(fā)動(dòng)機(jī)的效率：

η=≈32.6%。