Question

【题目】合肥地铁1号线于2016年12月26日通车，有效的缓解了城市公交运输压力．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某段运行区间内的相关数据如下：

××型号地铁机车	地铁电力机车功率 2.16×106 W	平均速度 36 km/h	牵引力 5×104 N	额定载客量 2000人
××型号公交汽车	燃油热值 4×107 J/kg	平均速度 18 km/h	牵引力 3 000 N	额定载客量 40人

（1）若从甲处到乙处，既有直达公交车，也有地铁1号线的换乘车．甲、乙两公交站相距18km，假设乘坐地铁路程与乘坐公交路程相同．则到达目的地乘坐地铁比乘坐公交车少花多长时间？
（2）若公交车每千米消耗燃油0.3kg，行驶1km路程所消耗的燃油完全燃烧放出多少热量？公交汽车发动机的效率是多少？
（3）从甲处到乙处，地铁机车需消耗多少电能？

Answer 1

【答案】
（1）解：由v= 可得，

地铁运行的时间是t1= = =0.5h

公交运行的时间是t2= = =1h

所以乘坐地铁少花的时间为t2﹣t1=1h﹣0.5h=0.5h

答：到达目的地乘坐地铁比乘坐公交车少花0.5h

（2）解：消耗燃油完全燃烧放出的热量是：Q=qm=4×107J/kg×0.3 kg=1.2×107J；

公交车所做机械功为：W=Fs=3000N×1000m=3×106J

该车的效率为：η= ×100%= ×100%=25%

答：行驶1km路程所消耗的燃油完全燃烧放出1.2×107J热量；公交汽车发动机的效率是25%

（3）解：由P= 可得，

地铁消耗电能是：W电=Pt=2.16×103kW×0.5h=1.08×103kWh．

答：从甲处到乙处，地铁机车需消耗1.08×103kWh 的电能

【解析】（1）由速度公式v= 可求时间；（2）先出公交车消耗的燃油完全燃烧释放的热量，求出公交车的由于功，再求出公交车的效率；（3）已知功率和时间，由P= 变形可得消耗的电能．
【考点精析】本题主要考查了热机的概念和效率和电功的计算的相关知识点，需要掌握热机：将内能转化成机械能的机器，统称为热机．热机的效率：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫热机的效率．热机的效率是热机性能的一个重要指标；电功计算公式：W=UIt（式中单位W→焦(J)；U→伏(V)；I→安(A)；t→秒）才能正确解答此题．