题目内容
19．
一种环保混合动力汽车穿梭于各场馆之间，混合动力汽车启动时，内燃机并不工作，蓄电池通过某种方式向车轮输送能量；当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，也可以同时给蓄电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机和蓄电池还可以同时向车轮输送能量．一测试人员驾驶该车在平直公路上匀速行驶0.5h，观察仪表盘，发现这段时间内汽车内燃机消耗燃油 4.5kg，车速为50km/h，蓄电池组储存的能量由最大值的60%增加到80%，蓄电池组储存的能量的最大值为1.08×108J．从汽车使用技术手册中，测试人员发现该车使用的燃油的热值为4.0×107J/kg，汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图所示．（1）内燃机工作时，做功冲程内能转化为汽车机械能．蓄电池充电时相当于用电器（填电源或用电器）
（2）根据图象，该车在测试过程中受到的阻力为多少？
（3）该车在测试过程中内燃机的牵引力所做功是多少？
（4）试计算该汽车内燃机的效率．
分析 （1）内燃机工作时，在压缩冲程中，机械能转化为内能，在做功冲程中，将内能转化为机械能；蓄电池充电时，将电能转化为蓄电池的化学能；
（2）由图象求出汽车的行驶速度为50km/h时，汽车受到的阻力；
（3）汽车匀速运动，处于平衡状态，由平衡条件求出汽车的牵引力，由速度公式的变形公式求出汽车行驶的距离，根据公式W=Fs求出牵引力做的功；
（4）已知燃油的质量4.5kg，燃油的热值为4.0×107J/kg，根据Q放=mq可求出燃油放出的热量，已知蓄电池组储存的电能由最大值的60%增加到80%，可求出转化成的电能，这样被有效利用的能量为做的功和转化成的电能之和，最后根据效率公式求出内燃机的效率．
解答 解：
（1）燃机工作时，在做功冲程中，将内能转化为机械能；蓄电池充电时，蓄电池为用电器，将电能转化为蓄电池的化学能；
（2）由图象可知，当汽车的速度为50km/h时，汽车受到的阻力为2000N；
（3）汽车做匀速运动，由平衡条件得：
汽车牵引力F=f=2000N，
由v=$\frac{s}{t}$得汽车通过的路程：
s=vt=50km/h×0.5h=25km=25000m，
牵引力做的功：
W1=Fs=2000N×25000m=5×107J；
（4）转化成的电能：
W2=1.08×108J×（80%-60%）=2.16×107J，
所以：W有=W1+W2=5×107J+2.16×107J=7.16×107J，
燃油放出的热量：
Q放=mq=4.5kg×4.0×107J/kg=1.8×108J，
W总=Q放=1.8×108J，
内燃机的效率：η=$\frac{{W}_{有}}{{Q}_{放}}$=$\frac{7.16×1{0}^{7}J}{1.8×1{0}^{8}J}$×100%≈39.7%．
故答案为：
（1）内；机械；用电器；
（2）该车在测试过程中受到了阻力为2000N．
（3）该车在测试过程中内燃机的牵引力所做功是为5×107J；
（4）该汽车内燃机的效率为39.7%．
点评 本题综合考查了热量的计算以及热机的效率，也是一道生活中的物理题，有其实用价值．对公式的把握和运用是基础，只要读好题，总体来说本题难度不大．在计算内燃机的效率时，要注意不要忘记转化成的电能的能量．
开心蛙状元测试卷系列答案
| A． | 灯泡变暗，电压表读数变大 | B． | 灯泡变亮，电压表读数变大 | ||
| C． | 灯泡变亮，电路消耗总功率变大 | D． | 灯泡变暗，电路消耗总功率变大 |
地热是蕴藏在地球内部的天然绿色能源，这里的“地热”是指地下一定深度的地层温度，一年四季保持恒温．当深度约为100m 时，地温大约为20℃；若深度达到千米时，地温可达45℃以上．“北京奥运地热供应建筑群”就是利用了浅层地热供热，以替代空调设备和锅炉，如图是地热空调在不同季节时的地热集散原理图（实际使用时只需要一套装置）．它在地下装有内外套管，分别形成进水管和出水管，与地面上方蛇形散热器相接，这一设备是利用地源热泵系统消耗少量电能来完成的一个封闭的循环水路．
如图所示，为中国“子弹头”列车，这种新型列车在动力、材料和内部结构上都使用了最新的机车技术，列车到站前停止供电，而不刹车，这段时间是利用列车的惯性前进，前进过程中电机方向旋转，把列车的巨大的机械能转化为电能，在90km/h以下才进行机械刹车，这样既可以减少机械磨损又可以节约能源，其中电机反向旋转进行能量转化的工作原理是电磁感应原理，当动车组列车以速度200km/h驶过时，铁路两侧各3m范围内会产生8级风力，即使只是在路边，也可能将人卷到铁轨上，所以千万不要太靠近高速行驶的列车，这是因为流体在流速越大的地方压强越小．