题目内容
13.混合动力汽车是一种新型汽车,它有两种动力系统.汽车加速,汽油机提供的动力不足时,蓄电池的电能转化为动能,使汽车加速更快;汽车减速,汽车动能转化为电能,由蓄电池贮存起来,减少能量的浪费.两种动力系统也可以独立工作,只有汽油机工作时,与一般的汽车相同;只使用电力时,由电动机提供动力.如表是国产某混合动力汽车蓄电池的铭牌,其中电池容量是蓄电池贮存的最大电能.该汽车匀速行驶时受到的阻力为720N.求:| 电池容量 | 44kW•h |
| 输入电压 | 220V |
| 输入电流 | 20A |
| 输出电压 | 150V |
(2)仅由电动机提供动力,汽车匀速持续行驶的最大距离(不考虑电能转化为机械能时能量的损失);
(3)仅由汽油机提供动力,汽油机的效率为24%,汽车匀速行驶每百公里的油耗是多少升?(假设汽车受到的阻力不变,汽油的热值为3.0×107J/L(即焦耳/升).
分析 (1)利用P=UI求充电时输入功率,再利用P=$\frac{W}{t}$求充满电的时间;
(2)因为汽车匀速直线运动,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,大小相等;不考虑电能转化为机械能时能量的损失,消耗电能全部转化为动能,利用W=Fs求汽车匀速持续行驶最大距离;
(3)利用W=Fs求汽车匀速行驶100公里牵引力做的功,利用η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$求汽油完全燃烧放出的热量,再利用Q放=Vq求消耗汽油体积.
解答 解:(1)充电时输入功率:
P=UI=220V×20A=4400W=4.4kW,
由P=$\frac{W}{t}$得充满电的时间:
t=$\frac{W}{P}$=$\frac{44kW•h}{4.4kW}$=10h;
(2)因为汽车匀速直线运动,所以牵引力:F=f=720N,
不考虑电能转化为机械能时能量的损失,消耗电能全部转化为动能,由W=Fs可知:
汽车匀速持续行驶最大距离:
s=$\frac{W}{F}$=$\frac{44×3.6×1{0}^{6}J}{720N}$=2.2×105m=220km;
(3)汽车匀速行驶100公里牵引力做的功:
W′=Fs′=720N×100×1000m=7.2×107J,
由η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$得汽油完全燃烧放出的热量:
Q放=$\frac{W}{η}$=$\frac{7.2×1{0}^{7}J}{24%}$=3×108J;
设汽车匀速行驶100公里消耗的汽油体积为V,
由Q放=Vq可得消耗汽油体积:
V=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{3×1{0}^{8}J}{3×1{0}^{7}J/L}$=10L;
答:(1)在家庭电路中对放电完毕的蓄电池充满电需要10h;
(2)仅由电动机提供动力,汽车匀速持续行驶的最大距离是220km;
(3)仅由汽油机提供动力,汽车匀速行驶每百公里的油耗是10升.
点评 本题是关于力学、热学、电学的综合计算题,考查了功率公式、功的公式、效率公式、燃料完全燃烧放热公式以及二力平衡条件的应用,知识点多、综合性强,属于难题.
| A. | 该柴油机的效率为40% | |
| B. | 用来做有用功的能量为3.2×107J | |
| C. | 通过科技进步,在未来可以实现能量零损失 | |
| D. | 减少机械间的摩擦可以提高热机效率 |
| A. | 红军山纪念碑底座外围直径为20cm | |
| B. | 夜晚沿着美丽的湘江河畔走3km需要40min | |
| C. | 一瓶500ml五十三度茅台酒净含量大于0.5kg | |
| D. | 游客沿红军山石梯拾级而上走了20级,游客克服自身重力做了2000J的功 |
| 时间/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 温度/℃ | 88 | 90 | 92 | 94 | 97 | 98 | 98 | 98 |
4min时温度计示数如图1丙所示,此时温度为96℃,直到水沸腾一段时间后停止读数,由上表可知水的沸点为98℃.
(2)安装实验器材时,应按照自下而上(选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序进行;
(3)某实验小组观察到水沸腾前和沸腾时水中气泡的上升情况如图2甲、乙所示,图中甲是水在沸腾时的情况.
| A. | 盘子里的酒精会逐渐变少 | B. | 寒冷的冬天冰冻的衣服也会变干 | ||
| C. | 夏天冰棒会逐渐变成水 | D. | 夏天从冰箱中取出的鸡蛋会“冒汗” |