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20.小轿车给我们的生活提供了便利.周末,小亮以家开看新买的小轿车到离家不远的白云山游玩,小亮爸爸驾车以1.5×104W的功率在平直公路上匀速行驶了1h后到达目的地,已知他家小轿车(如图所示)的质量为1.5t,在行驶过程中受到的阻力是小轿车重力的0.05倍.(g取10N/kg)求:
(1)该小轿车行驶的路程为多少?
(2)若该小轿车发动机的效率为30%,已知汽油的热值为4.5×107J/kg,密度为0.8×103kg/m3,则该过程中小轿车消耗汽油多少升?
(3)观察小轿车的外型,该车高速行驶时对水平地面的压力小于(选填“大于”“小于”或“等于”)静止时对水平地面的压力.

分析 (1)根据P=$\frac{W}{t}$可牵引力做的功,根据阻力与重力的关系,利用G=mg求出阻力大小,根据力的平衡得出牵引力大小,再利用W=Fs可求得该小轿车行驶的路程;
(2)利用η=$\frac{W}{Q}$求出汽油完全燃烧放出的热量,根据Q放=mq求解消耗的汽油的质量,然后利用$ρ=\frac{m}{V}$计算该过程中小轿车消耗汽油的体积;
(3)根据流体压强与流速的关系,流速越快,压强越小的特点进行分析.

解答 解:(1)根据P=$\frac{W}{t}$可得,牵引力做的功:
W=Pt=1.5×104W×1×3600s=5.4×107J,
小轿车匀速行驶,则牵引力:
F=f=0.05G=0.05mg=0.05×1.5×103kg×10N/kg=750N,
根据W=Fs可得该小轿车行驶的路程:
s=$\frac{W}{F}$=$\frac{5.4×1{0}^{7}J}{750N}$=7.2×104m;
(2)根据η=$\frac{W}{Q}$可得汽油完全燃烧放出的热量:
Q放=$\frac{W}{η}$=$\frac{5.4×1{0}^{7}J}{30%}$=1.8×108J,
根据Q放=mq可得消耗的汽油的质量:
m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{1.8×1{0}^{8}J}{4.5×1{0}^{7}J/kg}$=4kg,
根据$ρ=\frac{m}{V}$可得小轿车消耗汽油的体积:
V=$\frac{m}{ρ}$=$\frac{4kg}{0.8×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=5×10-3m3=5L.
(3)轿车高速行驶时车体上方空气流速比下方大,空气对小车向下的压强小于向上的压强,汽车受到向上的压力差,则车地对地面的压力小于其重力,而轿车静止时对水平地面的压力等于其重力,所以,该车高速行驶时对水平地面的压力小于静止时对水平地面的压力.
答:(1)该小轿车行驶的路程为7.2×104m;
(2)该过程中小轿车消耗汽油5L;
(3)小于.

点评 本题主要考查学生对密度公式、重力公式、功率公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式、二力平衡条件及其应用、流体压强和流速的关系等知识点的理解与掌握,此题涉及到的知识点较多,综合性强,难度较大,属于难题.

练习册系列答案
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3.在“测量小灯泡的额定功率”实验中,已连接的部分电路如图1所示.图中电源电压恒定,小灯泡上只能看到“3.8V”字样.

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(2)小红将电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表有示数,接下来应进行的操作是C;
A.更换小灯泡       B.检查电路是否断路   C.移动滑动变阻器滑片,观察小灯泡是否发光
(3)小强正确连接实验电路后,开关试触时,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数.其故障原因可能是灯泡断路.
(4)故障排除后开始实验,当变阻器滑片滑到图示位置时,电压表的示数为3.0V,接着应将滑片向右滑动,直至灯泡两端电压为额定电压,此时电流表的示数如图2所示,则灯泡的额定功率为1.52W.
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