Question

隨著人們生活水平的不斷提高，各種小汽車已經(jīng)走進(jìn)我們的家庭．仔細(xì)觀察和思考，可以發(fā)現(xiàn)小汽車的一些設(shè)計和使用過程中的許多現(xiàn)象都與物理知識有關(guān)，請你用學(xué)過的物理知識解答下面的問題：
（1）汽車發(fā)動機(jī)工作時，缸體的溫度很高，為確保發(fā)動機(jī)正常工作，需對缸體進(jìn)行冷卻．汽車發(fā)動機(jī)常用水作為冷卻劑，這主要利用了水的

比熱容大

的特性．若汽車的水箱中裝有10kg水，當(dāng)水溫升高50℃時吸收的熱量是多少？[c_水=4.2×10³J/（kg?℃）]．
（2）“五一”期間，小明一家開車外出旅游，途中看到如圖1所示的限速牌．小明用了10min的時間通過了這段10km長的限速路段，請你通過計算說明他超速了嗎？近期，我國又加大了對超速和酒后駕車的查處力度．請你寫一句相關(guān)的警示語，以提醒司機(jī)朋友一定要按交通法規(guī)駕車．

為了你和他人的安全，不要超速行駛、飲酒不開車，開車不飲酒

．??
（3）如圖2為某小汽車測定油箱內(nèi)油量的電路原理圖．其中：Rx為壓力傳感器，它的電阻值隨受到壓力的變化而變化，阻值隨壓力變化的關(guān)系如圖所示；表A為油量表，它實質(zhì)是一只電流表，油箱內(nèi)油量的變化通過電流表示數(shù)的變化顯示出來；R₀是阻值為5Ω的定值電阻；電源電壓恒為15V；油箱位于壓力傳感器R_x上，空油箱重50N．若電流表的量程為0～0.6A，該油箱加滿油時，指針恰好指示最大刻度，求：
①此時，R₀兩端的電壓是多少？Rx的阻值是多少？
②油箱最多能儲油多少L？（1L=1dm³）（取g=10N/kg、ρ_汽油=0.7×10³kg/m³）
（4）小汽車給人們帶來諸多方便，但也造成了一些負(fù)面影響，如能源消耗、尾氣污染、噪聲污染、交通阻塞等．請你從可持續(xù)發(fā)展的角度，就如何減小汽車的負(fù)面影響，提出一條合理化建議：

騎自行車、步行、乘公交車出行

．

Answer 1

分析：（1）與其它液體相比，水的比熱容較大，在質(zhì)量和升高的溫度相同時，水吸收的熱量最多；已知水的比熱容、質(zhì)量和升高的溫度，利用Q_吸=cm△t計算水吸收的熱量；
（2）已知行駛的時間和距離，利用速度公式求車速，將車速與限速牌上的數(shù)值比較，得到是否超速；與交通安全相關(guān)的警示語從超載、超速或酒駕等角度分析．
（3）掌握串聯(lián)電路電壓的特點（串聯(lián)電路中總電壓等于各部分電路的電壓的和）和歐姆定律I=

U

R

及密度公式ρ=

m

V

的應(yīng)用是解決此題的關(guān)鍵．
（4）從節(jié)約能源、減少污染等方面考慮即可．

解答：解：
（1）由公式Q_吸=cm△t知，在質(zhì)量和升高的溫度相同時，與其它液體比較，因為水的比熱最大，所以吸收的熱量最多、冷卻效果最好；
水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×10kg×50℃=2.1×10⁶J；
（2）小明開車的速度為v=

s

t

=

10km

1 6 h

=60km/h＞40km/h
所以小明開車超速；
為了你和他人的安全，不要超速行駛、飲酒不開車，開車不飲酒；
（3）①R₀兩端的電壓：U₀=IR₀=0.6A×5Ω=3V．
R_x兩端的電壓：U_x=U-U₀=15V-3V=12V．
R_x的阻值：R_x=

Ux

I

=

12V

0.6A

=20Ω．
②由圖象可知，R_x=20Ω時，壓力傳感器受到的壓力F=400N．
油箱內(nèi)油的重力：G_油=F-G_箱=400N-50N=350N．
油箱內(nèi)油的質(zhì)量：
∵G_油=m_油g，
∴m_油=

G油

g

=

350N

10N/kg

=35kg．
油箱內(nèi)最多儲存的油：
∵m_油=ρ_汽油V_油，
∴V_油=

m油

ρ油

=

35kg

0.7×103kg/m3

=50×10^-3m³=50L．
（4）與開小汽車相比，騎自行車、步行、乘公交車出行能節(jié)約能源，減少污染．
故答案為：（1）比熱容大，水吸收的熱量是2.1×10⁶J；
（2）所以小明開車超速；為了你和他人的安全，不要超速行駛、飲酒不開車，開車不飲酒；
（3）①R₀兩端的電壓是12V，Rx的阻值是20Ω；
②油箱最多能儲油50L；
（4）騎自行車、步行、乘公交車出行．

點評：本題為力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)的綜合題，考查了學(xué)生對水的比熱容大的應(yīng)用、密度公式、歐姆定律、速度公式、吸熱公式的掌握和運用，雖知識點多、綜合性強(qiáng)，但和生活現(xiàn)象密切聯(lián)系，增強(qiáng)了學(xué)生節(jié)能減排的意識，有意義！