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(2012?太仓市模拟)汽车是常见的交通工具,随着人们生活水平的提高,汽车也走进了普通百姓的家庭.它应用了物理声、光、热、力、电等很多方面的知识与技术,请你运用所学的物理知识简要回答下列问题:
(1)有些轿车的尾部安装了导流板,如图所示.它的作用主要是在轿车高速行驶时,增加对地面的压力,提高车轮的抓地性能.则导流板横截面的形状是
C
C


(2)小轿车上都装有一个用来提醒司机是否关好车门的指示灯.四个车门中只要有一个门没关好(相当于一个开关断开),指示灯就发光提醒.图所示四个电路中,能体现该装置工作原理的是
D
D


(3)小明的爸爸新买了一辆小汽车,小明坐着这辆汽车匀速行驶144km,用时2h,消耗汽油9kg,其发动机的功率为23kW.(汽油的热值为4.6×107J/kg)
①汽车匀速行驶时速度为多少?
②汽车匀速行驶时所受的牵引力是多大?
③汽车发动机的效率是多少?
分析:(1)流体压强与流速的关系:流速越大,压强越小;流速越小,压强大.
(2)根据题意可以知道,四个车门中只要有一个门没关好,也就是说只要一个开关断开,指示灯就发光,开关全部断开,灯泡不发光,对各选项逐一分析.
(3)①已知行驶的路程和时间,根据公式v=
S
t
可求汽车匀速行驶时速度;
②已知汽车的功率和行驶的时间,根据公式W=Pt可求发动机做的功;再利用公式F=
W
S
可求汽车匀速行驶时所受的牵引力;
③已知消耗的汽油的质量,根据公式Q=qm可求释放的能量,发动机做的功与汽油释放能量的比值就是发动机的效率;
解答:解:(1)要增加轿车对地面的压力,提高车轮的抓地性能,就要使轿车高速行驶时,导流板上方的空气流速小压强大,下方的空气流速大压强小,即上方平直下方凸起,产生一个向下的压强差.故C正确;
(2)在A中,只要任何一个开关闭合,电阻都会被短路,但灯泡仍然发光,开关全部断开时,电阻与灯泡串联,灯泡仍然发光,故不合题意,
在B中,只要闭合一个开关,灯泡就会被短路,不合题意,
在C中,不管开关闭合还是断开,灯泡都会发光,不合题意,
在D中,当开关都闭合时,灯泡被短路,不发光,当任何一个断开时,灯泡不会被短路,灯泡发光,故D符合题意.
(3)①汽车匀速行驶时速度v=
S
t
=
144km
2h
=72km/h;
②据P=
W
t
可知,发动机做的功:W=Pt=23000W×7200s=1.656×108J
据公式:W=FS可知,汽车受的牵引力:F=
W
S
=
1.656×108J
144000m
=1150N;
③汽油完全燃烧释放能量Q=qm=4.6×107J/kg×9kg=4.14×108J;
发动机的效率:η=
W
Q
=
1.656×108J
4.14×108J
=40%;
故答案为:(1)C;(2)D;(3)①汽车匀速行驶时速度72km/h;②汽车匀速行驶时所受的牵引力是1150N;③汽车发动机的效率是40%;
点评:本题考查速度、做功、效率等的计算,还考查了流体压强与流速的关系及电路的应用等知识点,是一道综合题.
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