混合动力汽车具有节能.低排放等优点.成为汽车研究与开发领域的重点．某新型混合动力汽车启动时.内燃机不工作.蓄电池向车轮输送能量.当需要高速行驶或蓄电池电能过低时.内燃机启动.既可以向车轮输送能量.又可以给蓄电池充电.车速与所受阻力的关系如图所示．在某次测试中蓄电池储存的电能为5.12×l08J.由内燃机提供能量.汽车以50km/h的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

3．

混合动力汽车具有节能、低排放等优点，成为汽车研究与开发领域的重点．某新型混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，车速与所受阻力的关系如图所示．在某次测试中蓄电池储存的电能为5.12×l0⁸J，由内燃机提供能量，汽车以50km/h的速度在水平面上匀速行驶了0.5h，同时蓄电池的电能增加了10%．若所用燃料的热值为4.5×l0⁷J/kg，求：
（1）汽车牵引力做的功；
（2）测试过程中消耗8kg燃料（假设燃料完全燃烧），则放出的总热量是多少；
（3）内燃机的效率．

分析（1）知道汽车速度和行驶时间，利用s=vt求行驶的路程，由图象可知，汽车速度为50km/h时，所受的阻力，由于汽车匀速行驶，汽车的牵引力和阻力为一对平衡力，大小相等，可求牵引力，再利用W=Fs求牵引力做功；
（2）知道燃料质量，利用Q_放=mq求燃料完全燃烧放出的热量；
（3）求出增加的电能，有用能量等于牵引力做的功加上增加的电能，利用效率公式求内燃机的效率．

解答解：
（1）由v=$\frac{s}{t}$得汽车行驶的路程：s=vt=50km/h×0.5h=25km=2.5×10⁴m，
由图象可知，汽车速度为50km/h时，所受阻力为4000N，
由于汽车匀速行驶，汽车的牵引力：F=f=4000N，
牵引力做功：W=Fs=4000N×2.5×10⁴m=1×10⁸J；
（2）燃料完全燃烧放出的热量：Q_放=mq=8kg×4.5×10⁷J/kg=3.6×10⁸J；
（3）增加的电能：W_电=5.12×10⁸J×10%=5.12×10⁷J，
有用能量：W_有用=W+W_电=1×10⁸J+5.12×10⁷J=1.512×10⁸J，
内燃机的效率：η=$\frac{{Q}_{有用}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{1.512×1{0}^{8}J}{3.6×1{0}^{8}J}$×100%=42%．
答：（1）汽车牵引力做的功为1×10⁸J；
（2）放出的总热量是3.6×10⁸J；
（3）内燃机的效率为42%．

点评本题考查了路程、功、热量、电能和效率的计算，本题关键是从图象得出汽车速度为50km/h所受阻力的大小，通过二力平衡条件求出牵引力．

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