Question

【题目】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。请你用学过的物理知识解答下面的问题：

（1）普通的小汽车用的是汽油机，图甲所示的是该汽油机的______冲程，用水冷却发动机是因为水的_____ 大。

（2）当前，电动汽车发展很快。某电动汽车采用锂电池组作为动力来源驱动电动机行驶．下表为某品牌电动汽车车部分技术参数，能量密度是指电池单位质量所输出的电能．

若该电动汽车在水平路面上以72km/h的速度匀速行驶时，受到的阻力1200N，当耗能为锂电池总储存能量的50%时，电动机的平均输出功率为____kW，平衡车行驶的路程是 ________ km．

（3）如图乙是该电动汽车的启动原理图。请在图乙中用笔画线代替导线将汽车的启动原理图连接完整____，说明：当钥匙插入仪表板上的钥匙孔并转动（相当子闭合开关），电动机工作，启动轿车；电磁铁的工作电压小于电动机的工作电压．图乙中，通电螺线管的上端是_______（N/S）极．

（4）太阳能汽车利用太阳能来驱动，真正实现了零排放．通过测量获得某太阳能汽车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如表所示：

根据表中数据所反映的规律可知，当该车速度为80km/h时对应的制动距离是_______ m．

（5）某太阳能汽车安装有再生制动器。再生制动器是指刹车的同时还可以发电机发电。先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，分别测出开启和关闭再生制动器两种情况下，汽车通过的路程s与对应的速度大小v，计算出动能Ek，作出Ek-s图像，如图丙可以看出，开启再生制动器进行测试的图线是①、②中的_____，该次测试中储能效率为________．

Answer 1

【答案】 做功 比热容 24 60 N 32 ① 40%

【解析】(1)由图可知，汽油机的进气门和排气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，所以此冲程为做功冲程；为了避免汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，即通过水吸收热量而使得气缸温度降低，这是通过热传递的方式改变内能的；选择用水作为冷却剂，是因为水的比热容大，即相同质量的水和其他的液体相比较时，在升高相同温度时，水能吸收的热量多，故用水冷却效果好；(2) 电动汽车在水平路面上匀速行驶，所以电动机的牵引力：F＝1200N，因为P＝＝Fv，所以电动机平均输出功率：P＝Fv＝1200N×20m/s＝24000W＝24kW；由题知，耗能为锂电池总储存能量的50%，由表格数据知，电动机的能量转化效率为 80%，锂电池能量密度 0.25kWh/kg，锂电池的总质量200kg，所以电池提供电能用来做功的能量W＝50%×80%×0.25kWh/kg×200kg＝20kWh＝7.2J，由W＝Fs可得电动汽车行驶的路程：s＝＝60000m＝60km；(3)电路连接如图，钥匙孔与一节电池、电磁铁组成控制电路，电动机与总电源组成工作电路。通电螺线管中电流由下端流入，根据安培定则可知通电螺线管的上端是N极。

(4)第n次实验,速度vn,制动距离mn,根据表中数据所反映的规律为：mn＝0.1×(n+1)×vn＝0.1×(3+1)×80m＝32m，(5)关闭发动机后，关闭再生制动器，汽车克服摩擦力做功，动能全部转化为内能，开启再生制动器，有部分动能转化为电能，克服摩擦力做功的能量减少，摩擦力大小不变，所以汽车运动的距离减小，所以汽车动能变化曲线是①；(2)关闭发动机后,关闭再生制动器,汽车克服摩擦力做功,动能全部转化为内能,由图②可知,关闭发动机时汽车的动能为EK0＝W＝fs2＝f×(40m30m)＝10m×f，开启再生制动器,由图①可知,汽车克服摩擦力做功W＝fs1＝f×(36m30m)＝6m×f,则动能转化为的电能为E＝EK0E＝10m×f6m×f＝4m×f，则该次测试中储能效率η＝×100%＝40%.