题目内容
3．
如图是一台旅游观光用的天轨燃油小火车，空车质量为1350kg，轮子跟地面的总接触面积为4000cm2，小火车载客质量不能超过650kg，以小火车的最大载客量计算，它在平直的路面上以7.2km/h的速度匀速行驶10km的过程中，所受平均阻力为车和人总重的$\frac{1}{10}$倍，汽油发动机的效率为25%（汽油热值为4.6×107J/kg）．求：（1）观光车空车静止在水平地面时对地面的压强．
（2）在观光车行驶10km的过程中，发动机的功率．
（3）观光车行驶10km的过程中，消耗了多少汽油？
分析 （1）观光车空车静止在水平地面时对地面的压力等于空车的重力，知道受力面积，利用p=$\frac{F}{S}$求观光车空车静止在水平地面时对地面的压强；
（2）由于观光车匀速直线行驶，观光车受到牵引力、阻力是一对平衡力，大小相等，利用F=$\frac{1}{10}$G计算；知道行驶速度，利用P=Fv求发动机的功率；
（3）利用W=Fs求观光车做的功（有用功），利用η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$求完全燃烧汽油放出的热量，再利用Q放=mq求需要消耗汽油的质量．
解答 解：
（1）观光车空车静止在水平地面时对地面的压力：
F=G0=m0g=1350kg×10N/kg=13500N，
受力面积S=4000cm2=0.4m2，
观光车空车静止在水平地面时对地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{13500N}{0.4{m}^{2}}$=3.375×104Pa；
（2）因为观光车匀速直线行驶，
所以受到牵引力：
F=f=$\frac{1}{10}$（G0+G人）=$\frac{1}{10}$×（13500N+650kg×10N/kg）=2000N，
行驶速度v=7.2km/h=2m/s，
发动机的功率：
P=Fv=2000N×2m/s=4000W=4kW；
（3）行驶距离s=10km=10000m，
观光车做的功：
W=Fs=2000N×10000m=2×107J，
由η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$=25%得完全燃烧汽油放出的热量：
Q放=$\frac{W}{25%}$=$\frac{2×1{0}^{7}J}{25%}$=8×107J，
因为Q放=mq，
所以需要消耗汽油的质量：
m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{8×1{0}^{7}J}{4.6×1{0}^{7}J/kg}$≈1.7kg．
答：（1）观光车空车静止在水平地面时对地面的压强为3.375×104Pa；
（2）在观光车行驶10km的过程中，发动机的功率为4kW；
（3）观光车行驶10km的过程中，消耗1.7kg汽油．
点评 本题为力学、热学综合计算题，考查了压强、功率、功、质量的计算以及二力平衡条件的应用，利用好相关公式是关键．
金钥匙试卷系列答案
在如图所示的电路中，当滑片P向左移动时，电压表的示数将不变，电流表的示数将变大．| A． |  | B． |  | C． |  | D． |  |
在做“探究串联电路中的电压规律”的实验时，有多个灯泡可供选择，小明把两只灯泡L1、L2串联起来接到电源上，如图所示：（1）当分别把电压表连在图中AB两点、BC两点及AC两点时，闭合开关后测得的数据是：UAB=0，UBC=12V，UAC=12V，则故障可能是灯L2断路、或灯L1短路L、或L1短路同时L2断路．
（2）故障排除后，实验正常进行，通过测量得到了两组实验数据如下表：
| 实验次数 | AB间电压U1/V | BC间电压U2/V | AC间电压U3/V |
| 1 | 4 | 8 | 12 |
| 2 | 6 | 6 | 12 |
（3）本实验设计你认为有什么不合理或可以改进的地方吗？若有，请加以说明．
| 太阳照射时间/h | 装水量/Kg | 吸热板面积/m2 | 水升高的温度/℃ | 水的比热容/J（kg•℃）-1 | 太阳辐射功率/J．（m2•h）-1 |
| 10 | 100 | 2.5 | 50 | 4.2×103 | 1.68×106 |
求：（1）水在10h内吸收的热量；
（2）如果水吸收的热量用天然气来提供，天然气完全燃烧放出的热量80%给水吸收，需要完全燃烧多少m3的天然气？（天然气的热值为8.4×l07J/m3）
| A． |  春天冰雪消融 | B． |  山间的“云海” | ||
| C． |  草叶上形成“白霜” | D． |  盛夏，草叶上形成“露珠” |