Question

郑州地铁一号线将于2013年底试运行，某学校综合实践活动小组的同学们收集到地铁机车和公交汽车在甲乙两站区间内的相关数据如下：

型号地铁机车	电力机车功率106W	平均速度60km/h	额定载客量500人
型号公交汽车	燃油热值4x107J/kg	平均速度15km/h	额定载客量400人

（1）若甲、乙两地铁站和公交站都相距1.8km，公交汽车每km耗油为0.3kg，试通过计算地铁机车和公交汽车的单人能耗（即：每个人消耗的能量）说明地铁优点．
（2）近年来，因为空气质量的恶化，阴霾天气增多，危害加重．请你对保护环境、净化空气提出一点建议．

Answer 1

分析：（1）由表中数据找出地铁机车的速度，然后由速度公式的变形公式可以求出机车的运动时间；
由表中数据找出机车的功率，然后由电功公式求出机车消耗的电能，最后根据总人数和机车消耗的电能求出地铁人均耗能；
先求出行驶1.8km消耗的燃油，然后由燃烧值求出燃油释放的热量，最后根据总人数和燃油释放的热量求出公交人均耗能；
（2）求出载客量相同的情况下，地铁与公交车消耗的能量，然后比较消耗能量的多少，进行答题．

解答：答：（1）地铁运行时间：t=

s

v

=

1.8km

60km/h

=0.03h=108s，
消耗电能：W_总=Pt=10⁶W×108s=1.08×10⁸J，
地铁人均耗能：W₁=

1

500

W_总=

1

500

×1.08×10⁸J=2.16×10⁵J；
公交车行驶1.8km耗油：m=0.3kg/km×1.8km=0.54kg，
燃油放热：Q=mq=4×10⁷ J/kg×0.54kg=2.16×10⁷J，
公交人均耗能：W₂=

1

40

Q=

1

40

×2.16×10⁷J=5.4×10⁵J；
因为 W₁＜W₂，所以地铁比公交更节能．
（2）少开私家车；公交车改用油电混合动力；植树种草．

点评：本题考查了求地铁的运行时间、消耗的电能、节能问题等，涉及的问题较多，熟练应用速度公式的变形公式、电功公式、功的计算公式即可正确解题．