题目内容
【题目】阅读短文，回答问题
小华家新买了一辆汽车，如图甲是汽车的铭牌，其中耗油量是指汽车正常行驶100Km消耗汽油的体积，为测试汽车的性能，小华驾驶汽车以30kW的恒定功率启动做直线运动，运动中受到的阻力不变，通过专用仪器测量得到汽车的速度v与时间t的关系图如图乙所示．已知汽油的密度是0.7×10kg/m3、热值是4.6×107J/kg．
型号 | |
整车质量/kg | 1200 |
油箱容积/L | 60 |
耗油量/L100km﹣1 | 10 |
（1）汽油机工作时，将内能转化为机械能的是 冲程，若单缸四冲程汽油机飞轮的转速是3600r/min，则汽油机1s对外做功 次．
（2）在测试汽车性能时，在0﹣10s时间内汽车发动机做了多少功？
（3）汽车运动过程中受到的阻力是多少？
（4）小华驾驶该车以25m/s的速度匀速行驶100km，若汽车发动机输出功率恒为30kW，则汽油完全燃烧放出的热量是多少？该汽车能量利用效率是多少？（保留一位小数）
【答案】（1）做功；30．
（2）在测试汽车性能时，在0﹣10s时间内汽车发动机做了3×105J的功；
（3）汽车运动过程中受到的阻力是1000N；
（4）小华驾驶该车以25m/s的速度匀速行驶100km，若汽车发动机输出功率恒为30kW，则汽油完全燃烧放出的热量是3.22×108J；该汽车能量利用效率是37.3%．
【解析】
试题分析：（1）汽油机四冲程中的能量转化情况，吸气和排气冲程不发生能量转化，压缩冲程将机械能转化为内能；做功冲程将内能转化为机械能；
在四冲程内燃机曲轴转一圈，完成2个冲程，1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次．
（2）知道轿车以90kW的恒定功率做直线运动，利用W=Pt求轿车发动机做功；
（3）利用P=Fv求汽车牵引力，而汽车匀速行驶、受平衡力，根据二力平衡条件求汽车受到的阻力；
（4）利用m=ρV求出汽油的质量，利用燃料完全燃烧放热公式Q放=qm求汽油完全燃烧放出的热量；根据求出汽车所做的功，利用η=
求出效率．
解：
（1）汽油机的四个冲程是吸气、压缩、做功、排气冲程．做功冲程高温高压燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能；
已知冲程汽油机的飞轮转速是3600r/min=60r/s，即每秒钟转60圈，完成30个工作循环，即对外做功30次．
（2）轿车的功率P=30kW=3×104W，
在0～10s时间内，汽车发动机做功：W=Pt=3×104W×10s=3×105J；
（3）由图示知轿车匀速运动时的速度是v=30m/s；
由P=
=
=Fv得，轿车运动过程中受到的阻力：
f=F=
=
=1000N；
（5）消耗的汽油m=ρ汽油V=0.7×103kg/m3×10×10﹣3m3=7kg，
Q放=qm=4.6×107J/kg×7kg=3.22×108J，
由P=
、v=
得：
W′=P′t=P′×
=30×103W×
=1.2×108J；
η=
×100%=
×100%≈37.3%．
答：（1）做功；30．
（2）在测试汽车性能时，在0﹣10s时间内汽车发动机做了3×105J的功；
（3）汽车运动过程中受到的阻力是1000N；
（4）小华驾驶该车以25m/s的速度匀速行驶100km，若汽车发动机输出功率恒为30kW，则汽油完全燃烧放出的热量是3.22×108J；该汽车能量利用效率是37.3%．
