题目内容
【题目】阅读下面短文并回答问题
混合动力汽车
下图是我国自主研制生产的一种环保混合动力实验汽车启动时,内燃机不工作,车内蓄电池输出能量;当高速行驶或蓄电池储存电能过低时,内燃机启动,既可以向车轮输出能量,同时可以向蓄电池充电;当车辆需要全力加速时,内燃机、蓄电池可以同时向车轮输出能量。测试人员驾驶该车在平直公路上以 50km/h 的速度匀速行驶 1h,观察仪表盘,发现这段时间内燃机消耗燃油 10kg,蓄电池储存的能量由最大值的 60%增大至最大值。该车行驶时所受阻力 f 和车速 v 的关系如图甲所示,蓄电池的参数如图乙所示。
(1)该混合动力汽车的内燃机是一台单缸四冲程汽油机,若飞轮转速是 1800r/min,则每秒对外做功_____次;
(2)下列说法错误的是_____;
A.蓄电池充电时化学能转化为电能
B.方向盘上适当增加花纹是为了增大摩擦力
C.使轮胎形变的力是轮胎对地面的压力
D.汽车设计为流线型,则该车在高速行驶时对路面的压力会比静止时小
(3)在交通运输中,常用“客运效率”来反映交通工具的某项效能,“客运效率”指每消耗单位能量时对应的载客数和行驶路程的乘积,即客运效率=人数×路程/消耗能量。1人骑电动自行车,每消耗 106J 的能量可行驶 30km,则此电动自行车与这辆汽车(测试过程车内有两人)的客运效率之比是_____;(汽油的热值为4.6×107J/kg)
(4)测试过程中该车内燃机能量转化效率为_____(结果保留一位小数)。若内燃机不工作,该车_____(填“能”或“不能”)保持 50km/h 的速度匀速行驶。
【答案】15 A 105.6:1 45.2% 不能
【解析】
(1)[1]该混合动力汽车的内燃机是一台单缸四冲程汽油机,一个工作过程有4个冲程,活塞往复2次,曲轴飞轮转2周,只做功1次;则若飞轮转速是1800r/min,即每秒飞轮转30周,则每秒对外做功15次。
(2)[2]蓄电池充电过程是电能转化为电池内部的化学能,A错误;方向盘上适当增加花纹是为了增大粗糙度从而增大摩擦力,B正确;轮胎对地面产生压力,施力物体是轮胎,故是轮胎发生弹性形变对地面的力,C正确;小汽车外型是流线型,当汽车高速行驶时,车身上方空气流速大,压强小,小汽车受到了一个向上的升力,减小了小汽车对地面的压力,D正确;故选A。
(3)[3]由客运效率=人数×路程/消耗能量,可知自行车的客运效率为
1×30km/106J
测试过程中车消耗燃油能量为
蓄电池储存的能量由最大值的60%增大至最大值,蓄电池的最大容量为30kWh,则转化成的电能为
则测试过程中车实际消耗能量为
车的客运效率为
2×50km/3.52×108J
则此电动自行车与这辆汽车(测试过程车内有两人)的客运效率之比是
1×30km/106J:2×50km/3.52×108J=105.6:1
(4)[4]当测试人员驾驶该车在平直公路上以50km/h的速度匀速行驶时,根据图表可知此时车受摩擦阻力为2000N,由水平方向上二力平衡可知,车的牵引力也是2000N,则测试过程中该车有用功为
总的有用功包括牵引力做功与转化成的蓄电池电能,则内燃机能量转化效率为
[5]测试过程中该车牵引力功率为
而蓄电池的额定功率为25kW,则若内燃机不工作,该车不能保持50km/h的速度匀速行驶。