Question

17．为了缓解城市公交运输压力，某市正在建造地铁，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表．

××型号地铁机车	地铁电力机车功率 106W	平均速度60km/h	牵引力5×106N	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，地铁运行需要多长时间？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？

Answer 1

分析 （1）知道地铁的运行速度和路程，利用速度公式求运行时间；又知道地铁电力机车的功率，利用W=Pt求消耗的电能；
（2）求出公交汽车行驶1.8km消耗燃油，计算燃油燃烧放出的热量（总能量），知道牵引力和移动的距离，计算出牵引力做功（有用能量），再利用效率公式求汽车效率；

解答 解：（1）由v=$\frac{s}{t}$可得，地铁运行时间：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{1.8km}{60km/h}$=0.03h=108s，
由P=$\frac{W}{t}$可得，消耗的电能：
W=Pt=10⁶×10^-3kW×0.03h=30kW•h；
（2）公交汽车行驶1.8km，消耗燃油：
m=0.3kg/km×1.8km=0.54kg，
燃油完全燃烧放出的热量：
Q=mq=0.54kg×4×10⁷J/kg=2.16×10⁷J；
公交汽车的效率：
η=$\frac{W}{Q}$×100%=$\frac{Fs}{Q}$×100%=$\frac{3000N×1.8×1{0}^{3}m}{2.16×1{0}^{7}J}$×100%=25%．
答：（1）地铁运行需要108s，消耗30kW•h电能；
（2）行驶1.8km路程所消耗的燃油完全燃烧放出2.16×10⁷J热量，公交汽车的效率是25%．

点评 本题考查了速度公式、电功公式、燃料完全燃烧释放热量公式、效率公式的应用，从表格中获取有用的信息是关键．