Question

10．地铁可以缓解城市公交运输压力，某学校综合实践活动小组的同学们收集到地铁机车和公交汽车在某段运行区间内的相关数据如下：

××型号 地铁机车	地铁电力机车 功率106W	平均速度60km/h	牵引力5×104N	额定载客量500人
××型号 公交汽车	燃油热值 4×107J/kg	平均速度15km/h	牵引力3000N	额定载客量40人

（1）甲、乙两地铁站相距1.8km，消耗多少电能？
（2）公交汽车每千米消耗燃油0.3kg，行驶1.8km路程所消耗的燃油完全燃烧放出多少热量？公交汽车的效率是多少？
（3）根据题中获得的信息，从物理学角度谈一谈地铁作为交通工具的优点．（写出1条即可）

Answer 1

分析 （1）由表中数据找出地铁机车的速度，然后由速度公式的变形公式可以求出机车的运动时间；
由表中数据找出机车的功率，然后由电功公式求出机车消耗的电能．
（2）先求出行驶1.8km消耗的燃油，然后由燃烧值求出燃油释放的热量；
由表中数据找出公交车的牵引力，然后由功的计算公式求出牵引力的功，最后由效率公式求出公交车的效率．
（3）从节能、环保、省时等方面分析．

解答 解：
（1）由表中数据可知，
地铁机车的速度v=60km/h，
地铁电力机车的功率P=10⁶W，
由v=$\frac{s}{t}$得：地铁的运行时间：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{1.8km}{60km/h}$=0.03h=108s，
机车消耗的电能：
W=Pt=1×10⁶W×108s=1.08×10⁸J；
（2）公交车行驶1.8km消耗的燃油：
m=0.3kg/km×1.8km=0.54kg，
燃油完全燃烧释放出的热量
Q=qm=4×10⁷J/kg×0.54kg=2.16×10⁷J，
由表中数据可知，公交车的牵引力F=3000N，
公交车做的功W=Fs=3000N×1800m=5.4×10⁶J，
公交车的效率η=$\frac{W}{Q}$=$\frac{5.4×1{0}^{6}J}{2.16×1{0}^{7}J}$×100%=25%；
（3）地铁作为交通工具的优点：①因车速度快，节省乘车时间；②无废气污染（环保）．
答：
（1）地铁消耗的电能是1.08×10⁸J；
（2）燃料释放出的热量是2.16×10⁷J，公交车的效率是25%；
（3）地铁作为交通工具的优点：节省乘车时间，无废气污染（环保）．

点评 本题考查了求地铁的运行时间、消耗的电能，公交车的效率等问题，涉及的问题较多，熟练应用速度公式的变形公式、电功公式、功的计算公式、效率公式等，涉及到了环保知识，属于难题．