题目内容

随着人们生活水平的不断提高，各种小汽车已经走进我们的家庭．仔细观察和思考，可以发现小汽车的一些设计和使用过程中的许多现象都与物理知识有关，请你用学过的物理知识解答下面的问题：

（1）小汽车的外形设计成流线型（如图1所示），当小汽车在水平路面上高速行驶时对路面的压力比静止时（选填“增大”、“减小”或“不变”），其原因是．
（2）汽车发动机工作时，缸体的温度很高，为确保发动机正常工作，需对缸体进行冷却．汽车发动机常用水作为冷却剂，这主要利用了水的的特性．若汽车的水箱中装有10kg水，当水温升高50℃时吸收的热量是J（ c_水=4.2×10³J/（kg?°C））
（3）“五?一”期间，小明一家开车外出旅游，途中看到如图2所示的限速牌．小明用了10min的时间通过了这段10km长的限速路段，请你通过计算说明他超速了吗？________
（4）图3为某小汽车测定油箱内油量的电路原理图．其中：Rx为压力传感器，它的电阻值随受到压力的变化而变化，阻值随压力变化的关系如图4所示；表A为油量表，它实质是一只电流表，油箱内油量的变化通过电流表示数的变化显示出来； R₀是阻值为5Ω的定值电阻；电源电压恒为15V；油箱位于压力传感器Rx上，空油箱重50N．若电流表的量程为0_～0.6A，该油箱加满油时，指针恰好指示最大刻度，求：（1升=1dm³）（ρ_汽油?=0.7×10³kg/m³）?
①油箱加满油时，R₀两端的电压和R_x的阻值．
②油箱最多能储油多少升？??________．

解：（1）流体压强与流速的关系，流速越快，压强越小，小汽车上面呈弧形，高速行驶时上面空气流动快，对车的压强小，这样空气对车向上的压力大于向上的压力，所以小汽车在水平路面上高速行驶时对路面的压力比静止时减小；
（2）根据Q_吸=cm△t可知，水的比热容最大，质量相同，升高的温度相同，水吸收的热量最多，冷却效果好；
水吸收的热量：
Q_吸=c_水m_水△t=4.2×10³J/（kg?℃）×10kg×50℃=2.1×10⁶J；
（3）小汽车的速度：
v= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ =60km/h＞40km/h，超速；
（4）①电路中电流是0.6A，
R₀两端的电压：
U₀=IR₀=0.6A×5Ω=3V，
电路的总电阻：
R= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ =25Ω，
R_x=R-R₀=25Ω-5Ω=20Ω；
②由图象可知，当R_x的阻值为20Ω时，压力为400N，
油的重力：
G=400N-50N=350N，
油的质量：
m= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ =35kg，
油的体积：
V= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ =50×10^-3m³=50升．
故答案为：（1）减小；流体压强与流速的关系，流速越快，压强越小，小汽车上面呈弧形，当小汽车高速行驶时，上面空气流动快，这样空气对车底向上的压强大于对车顶向下的压强，产生向上的压力差，使的小汽车对路面的压力比静止时减小；
（2）比热容大，2.1×10⁶；
（3）油箱加满油时，R₀两端的电压是3V，Rx的阻值是20Ω；
（4）50．
分析：（1）流体压强与流速的关系，流速越快，压强越小；
（2）水的比热容最大，质量相同的水和其他物质，温度变化相同时，水吸放热最多，已知水的质量10kg，水的温度升高50℃，根据Q_吸=c_水m_水△t可求出水吸收的热量；
（3）已知时间10min，路程10km，求出速度与40km/h比较较即可；
（4）①根据油箱加满油时，指针恰好指示最大刻度，即电流为0.6A，又知R₀是阻值为5Ω，根据U=IR可求出R₀两端的电压，又知电源电压恒为15V，根据欧姆定律求出电路总电阻，减去R₀是阻值为5Ω，即为R_x的阻值；
②根据阻值随压力变化的关系，可找到油箱加满油时油箱和油的对电阻R_x的压力，从而知道油箱和油的重力，减去空油箱重50N，就是油的重力，从而求出质量，再根据密度公式求出油的体积．
点评：本题涉及到的知识面比较广，热量的计算、速度的计算、压强与流速的关系比较简单，难点在于欧姆定律的应用，是一道电热综合题，正确分析电路看清电阻值随压力变化的关系是关键．