Question

12．阅读短文，回答问题：
汽车在高速行驶过程中一旦发生碰撞，车身停止，而乘员则会继续向前与车身撞击，甚至能把挡风玻璃撞碎而飞出车外．在发生交通事故时，安全带能对人体起到缓冲的作用，防止出现二次伤害．在发生严重撞击时，方向盘等处的车载气囊会自动充气弹出，在人体接触到安全气囊时，安全气囊通过气囊表面的气孔开始排气，从而起到缓冲作用，减轻身体所受冲击力，大大减小伤害．
（1）汽车“发动机”通常都是以汽油或柴油为燃料的，汽油、柴油都属于不可再生（可再生/不可再生）能源；汽车“发动机”一般需要用水来作冷却剂，这是利用了水的比热容较大的属性．
（2）一辆汽车沿一平直公路匀速行驶30km，消耗了2kg汽油，该汽车与路面间的摩擦力为690N，则此过程中汽油完全燃烧放出的热量为9.2×10⁷J，该汽车“发动机”的效率为22.5%．（汽油的热值为4.6×10⁷J/kg）
（3）汽油机是汽车的“心脏”，汽油机的做功冲程将内能转化为机械能．
（4）对于短文中提到的“缓冲”，小华同学提出了自己的猜想：安全带和安全气囊增加人与碰撞物间的接触时间，从而大大减小撞击力．物理兴趣小组的同学共同设计了如下实验方案：在两个相同的玻璃槽中堆放不同厚度的面粉，用同一只鸡蛋从相同的高度先落在面粉厚度大的槽中，留下较深的坑，鸡蛋完好无损；后落在面粉厚度较小槽中，鸡蛋破裂．实验中通过比较坑的深浅来比较撞击时间的长短，根据实验可以验证小华同学的猜想是正确（正确/错误）的．请列举上述“缓冲”的物理知识在生活中应用的一个实例：撑杆跳高运动员要落在厚厚的海绵垫上．

Answer 1

分析 （1）①从能源是否可再利用的角度可分为可再生能源和不可再生能源，化石能源、核能会越用越少，属于不可再生能源；
②单位质量的某种物质温度升高1℃所吸收的热量叫做这种物质的比热容，比热容是反映不同物质吸放热能力的一个物理量，物质的比热容越大，在质量和升高温度相同时，吸收热量多．
（2）利用Q=mq求出汽油燃烧放出的热量，利用W=Fs求出有用功，则汽油机的效率η=$\frac{W}{Q}$．
（3）汽油机的一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，其中压缩冲程机械能转化成内能，做功冲程内能转化成机械能．
（4）探究撞击力和撞击时间的关系，要控制物体相同、物体由静止释放的高度相同，通过鸡蛋在面粉上留下坑的深浅，反映撞击时间的长短，通过鸡蛋是否破裂反映撞击力大小．

解答 解：（1）从能源是否可再利用的角度可分为可再生能源和不可再生能源，煤、石油、天然气属于不可再生能源；因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以汽车散热器常用水作为冷却剂．
（2）此过程中汽油完全燃烧放出的热量为Q=mq=2kg×4.6×10⁷J/kg=9.2×10⁷J
因为车匀速所以f=690N，又因为行驶的距离s=30km=30000m，则克服摩擦力做的功：
W=fs=690N×30000m=2.07×10⁷J．
所以热机的效率为：
η=$\frac{W}{Q}$=$\frac{2.07×1{0}^{7}J}{9.2×1{0}^{7}J}$=22.5%．
（3）汽油机工作中，做功冲程将内能转化成机械能．
（4）在两个相同的玻璃槽中堆放不同厚度的面粉，从相同的高度落下控制了接触面粉时的速度；通过比较面粉中留下的坑的深浅看出撞击时间的长短，由此可得：物体撞击其它物体时，相互作用的时间越长，撞击力越小．这样的应用很多，例如撑杆跳高运动员要落在厚厚的海绵垫上，轮船靠近趸船时相互接触处挂有缓冲轮胎，警察对高楼坠落人员施救时，在地面铺上空气垫等．
故答案为：（1）不可再生；比热容大；（2）9.2×10⁷；22.5%；（3）做功；（4）坑的深浅；正确；撑杆跳地上铺的海绵垫子、轮船边缘挂的轮胎、警察用气垫床救护高空落地者，拳击时必须使用拳击套等合理的例子均可以．

点评 本题结合汽车考查了能源的分类、水的比热容大的理解、燃料的放热、热机效率等知识，涉及内容较多，要结合相关知识点进行分析解答，是中考热点．