题目内容
3．
如图为一种CRH3型高速动车组，其总质量约为800t，车轮与铁轨总接触面积约为0.8m2，动车组采用电力牵引交流传动方式获得动力，设计运营速度为350km/h．牵引功率为9000kW，请计算：（g取10N/kg，q=4.2x107J/kg）（1）动车组静止在水平铁轨上时对铁轨的压强
（2）已知从沈阳到北京铁路线的长度约为700km，若动车组以设计运营速度在平直铁轨上匀速行驶，则从沈阳到北京的过程中，动车克服阻力所做的功为多少？若动车组采用效率为30%的柴油机驱动，以设计运营速度匀速直线行驶，从沈阳到北京需要消耗多少千克柴油？（结果保留整数）
分析 （1）动车组静止在水平铁轨上时对铁轨的压力和自身的重力相等，根据F=G=mg求出其大小，再根据p=$\frac{F}{S}$求出对铁轨的压强；
（2）知道从沈阳到北京铁路线的长度和动车组运营速度，根据v=$\frac{s}{t}$求出行驶的时间，动车组匀速行驶时受到的阻力和牵引力是一对平衡力，二力大小相等，根据W=Pt求出动车克服阻力所做的功，利用η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%求出消耗柴油完全燃烧释放的热量，利用Q放=mq求出消耗柴油的质量．
解答 解：（1）动车组静止在水平铁轨上时对铁轨的压力：
F=G=mg=800×103kg×10N/kg=8×106N，
动车组对铁轨的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{8×1{0}^{6}N}{0.8{m}^{2}}$=1×107Pa；
（2）由v=$\frac{s}{t}$可得，动车组从沈阳到北京行驶的时间：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{700km}{350km/h}$=2h=7200s，
因动车组匀速行驶时处于平衡状态，受到的阻力和牵引力是一对平衡力，
所以，由P=$\frac{W}{t}$可得，动车克服阻力所做的功：
W阻=W牵=P牵t=9000×103kW×7200s=6.48×1010J，
由η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%可得，消耗柴油完全燃烧释放的热量：
Q放=$\frac{{W}_{牵}}{η}$=$\frac{6.48×1{0}^{10}J}{30%}$=2.16×1011J，
由Q放=mq可得，消耗柴油的质量：
m′=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{2.16×1{0}^{11}J}{4.2×1{0}^{7}J/kg}$≈5143kg．
答：（1）动车组静止在水平铁轨上时对铁轨的压强为1×107Pa；
（2）从沈阳到北京的过程中，动车克服阻力所做的功为6.48×1010J，从沈阳到北京需要消耗5143kg柴油．
点评 本题考查了重力公式和压强公式、速度公式、做功公式、效率公式、燃料完全燃烧释放热量公式以及二力平衡条件的应用，要注意水平面上物体的压力和自身的重力相等．
如图所示的电路中．某同学在实验时．误把电流表并联在灯泡L2的两端．这时闭合开关S观察到的现象是（ ）| A． | 两灯均不亮 | B． | 两灯亮度不变 | ||
| C． | L1比原来亮．L2不亮 | D． | L2亮，L1不亮 |
小李同学暑期在云南腾冲旅游时，从海拔3780米高的高黎贡山峰带了个拧紧盖子的塑料瓶（如图（a）所示）下山，当晚回到海拔1600米的腾冲县城时，发现随身携带塑料瓶的形状发生了变化（如图（b）所示）．造成这一现象的主要原因是随着海拔高度的降低，空气密度增大，大气压也随之增大；而瓶内气体由于密闭，气压几乎不变，因此是大气压的增大导致塑料瓶发生如此变化．