Question

14．为了减少雾霾天气，电动机车作为新能源汽车的主力军将大力发展并逐步代替现在的燃油汽车．如图所示某厂商研制的一种电动汽车，它的外形与普通小汽车相似，在纯电状态下可行驶70km．它的电动机效率为80%，电池为磷酸铁锂电池，电池电压500V，容量260A•h．
（1）雾霾，雾和霾的统称．雾是近地面空气中的水蒸气发生的液化现象（填一种物态变化）．雾的形成有两个基本条件．一是近地面空气中的水蒸气含量充沛，二是地面气温较低（选填“高”或“低”）；
（2）燃油汽车的发动机通常是汽油机，从能源可否再生角度来看，汽油是不可（选填“可”或“不可”）再生能源；发动机工作时，做功冲程将内能转化为机械能；
（3）汽车静止停在水平地面上时，地面对汽车的支持力与汽车受到的重力是一对平衡力（选填“平衡力”或“相互作用力”），在匀速行驶时汽车对路面的压力比静止时减小（选填“增大”、“减小”或“相同”）；
（4）它在充满电后电池存储的电能为多少？在纯电最大行驶里程状态下，车子行驶时所受的平均阻力为多大？（写出具体计算过程，计算结果保留一位小数）

Answer 1

分析 （1）空气中含有的水蒸气，如果空气中有较多的浮尘，当温度降低时，水蒸气就液化成小水珠附着在这些浮尘上面，这就是雾；
（2）①汽油是从石油中提炼出来的，石油是埋藏在地底下得生物体经过几百万年的时间形成的，在短期内不能从自然界得到补充，是不可再生能源；
②汽油机的做功冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，燃气膨胀对活塞做功，将内能转化为机械能；
（3）①一对平衡力必须是大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在一条直线上；
②根据流体压强与流速的关系可对压力与重力的大小做出分析；
（4）①知道电池电压U和电池的容量Q，利用电功公式W=UIt计算该电池充一次电所消耗的电能；
②根据电动机效率为80%，在纯电状态下可行驶50公里，可求得F．

解答 解：
（1）雾是近地面空气中的水蒸气发生的液化现象；雾的形成有两个基本条件．一是近地面空气中的水蒸气含量充沛．二是地面气温较低．
（2）汽车发动机是汽油机，从能源可否再生角度来看，汽油是不可再生能源；发动机工作时，做功冲程将内能转化为机械能．
（3）汽车静止在路面上时，地面对汽车的支持力与汽车受到的重力，大小相等、方向相反、作用在同一物体，所以是一对平衡力；
小汽车高速行驶时，车身上方空气流速快、压强小，下方空气流速慢、压强大，产生向上的升力，所以汽车对路面的压力小于汽车的重力；
（4）该电池充一次电所消耗的电能：W=UIt=UQ=500V×260A×3600s=4.68×10⁸J；
因为电动机效率为80%，
所以W_有=80%×4.68×10⁸J=3.744×10⁸J；
因为W_有=Fs，s=70km=7×10⁴m，
所以F=$\frac{{W}_{有}}{s}$=$\frac{3.744×1{0}^{8}J}{7×1{0}^{4}m}$≈5.3×10³N．
因为车子匀速运动，阻力等于牵引力，所以f=F=5.3×10³N．
故答案为：（1）液化；低；（2）不可；做功；（3）平衡力；减小；（4）车子行驶时所受的平均阻力为5.3×10³N．

点评 本题以高性能电动汽车为背景，考查了物态变化、能源分类、平衡力的判断、汽油机四冲程中的能量转化、电能的计算、效率的计算，知识点多、综合性强，要求灵活运用所学知识，属于难题．