Question

2．如图所示，省会郑州地毯1、2号线已开始运行，这标志着市民绿色出行又多了一项选择．
（1）若列车运行时有8台电动机牵引，每台电动机的额定功率为1.85×10²kW，如果列车在某水平路段以16m/s的速度匀速行驶，列车在此路段受到的阻力是多大？
（2）该地铁采用LED照明系统，与传统照明设备相比，每年可节约的电能有10万千瓦时，这相当于节约热值为4.6×10⁷J/kg、效率为30%的汽油多少吨？
（3）与公交汽车相比，你认为地铁明显具有哪些优点？（只需写出一点）

Answer 1

分析 （1）根据P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出列车在此路段受到的牵引力，然后根据二力平衡条件求出列车在此路段受到的阻力；
（2）由题意知，根据η=$\frac{W}{Q}$×100%求出汽油完全燃烧放出的热量，然后根据Q=mq求出节约的汽油质量；
（3）从物理学方面的知识来考虑较好，比如节能、污染小、噪声小等．当然，其它答案只要合理都是可以的．

解答 解：
（1）列车运行时8台电动机的总功率：
P=8P₁=8×1.85×10²kW=1480kW=1.48×10⁶W，
由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv得，列车在此路段受到的牵引力：
F=$\frac{P}{v}$=$\frac{1.48×1{0}^{6}W}{16m/s}$=9.25×10⁴N，
列车在某水平路段匀速行驶，由二力平衡条件可知，列车在此路段受到的阻力：
f=F=9.25×10⁴N．
（2）由题知，节约的电能：W=10⁵kW•h=3.6×10¹¹J，
由η=$\frac{W}{Q}$×100%得，汽油完全燃烧放出的热量：
Q=$\frac{W}{η}$=$\frac{3.6×1{0}^{11}J}{30%}$=1.2×10¹²J，
由Q=mq得，节约的汽油质量：
m=$\frac{Q}{q}$=$\frac{1.2×1{0}^{12}J}{4.6×1{0}^{7}J/kg}$≈2.6×10⁴kg=26t．
（3）与公交汽车相比，地铁明显具有的优点：节省地面空间、节约能源、环保、噪音小等．
答：（1）列车在此路段受到的阻力是9.25×10⁴N；
（2）这相当于节约热值为4.6×10⁷J/kg、效率为30%的汽油26吨；
（3）与公交汽车相比，地铁明显具有的优点：节省地面空间、节约能源、环保、噪音小等．

点评 本题利用生活中某一实例，较全面地考查了物理知识的应用，要求学生对物理知识有一个全面的了解并能学以致用．揭示了物理来源于生活又应用于生活的物理意识，是中考的常见题型．