Question

11．閱讀短文，回答問題．
為節(jié)約能源，某型號(hào)汽車在關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后，通過小型發(fā)電機(jī)將減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存在蓄電池中．表中所示是該型號(hào)汽車的部分技術(shù)參數(shù)，其中儲(chǔ)能效率是指汽車正常行駛時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，直至汽車停止的過程中，通過發(fā)電機(jī)將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率．耗油量是指汽車正常行駛100km消耗燃油的體積．測(cè)試中，先讓汽車正常行駛，然后關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，分別測(cè)出開啟和關(guān)閉發(fā)電機(jī)兩種情況下，汽車通過的路程s與對(duì)應(yīng)的速度大小v，計(jì)算出動(dòng)能E_k，作出E_k-s圖象，如圖所示．

××型汽車
總質(zhì)量（kg）	1200
儲(chǔ)能效率（%）	60
耗油量（L/100km）	10

（1）發(fā)電過程中，動(dòng)能除了轉(zhuǎn)化為電能外，由于線圈有電阻，還有部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
（2）汽車正常行駛100km，消耗燃油的質(zhì)量為7kg，完全燃燒這些燃油產(chǎn)生的熱量為3.22×10⁸J（燃油的密度ρ=0.7×10³kg/m³，熱值q=4.6×10⁷J/kg）．
（3）測(cè)試時(shí)，汽車在大小為800N的牽引力作用下，以25m/s的速度正常行駛1000m．此過程中，汽車D．
A．受到的阻力為1.2×10⁴N              B．行駛的時(shí)間為20s
C．牽引力做的功為3.2×10⁸J             D．牽引力的功率為20kW
（4）由圖象可知，表示開啟發(fā)電機(jī)進(jìn)行測(cè)試的圖線是②（選填“①”或“②”），判斷的依據(jù)是開啟發(fā)電機(jī)時(shí)能量轉(zhuǎn)化快．
（5）若汽車正常行駛時(shí)的動(dòng)能E_k0=3.75×10⁵J，某時(shí)刻關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，同時(shí)發(fā)電機(jī)開始工作，最終有1.5×10⁵J的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．

Answer 1

分析 （1）發(fā)電過程中，動(dòng)能除了轉(zhuǎn)化為電能外，由于線圈有電阻，電流通過線圈時(shí)要產(chǎn)生熱量．
（2）耗油量是指汽車正常行駛100km消耗燃油的體積，知道燃油的密度，可利用公式m=ρV計(jì)算質(zhì)量，又知道燃油的熱值，可利用公式Q=mq計(jì)算燃料燃燒放出的熱量．
（3）A、汽車勻速行駛，在水平方向上受到的牽引力與阻力是一對(duì)平衡力，從而可以判斷阻力的大�。�
B、知道路程和速度，可利用公式t=$\frac{s}{v}$計(jì)算時(shí)間．
C、已知牽引力和移動(dòng)的距離，可利用公式W=FS計(jì)算牽引力做的功．
D、知道牽引力做的功和時(shí)間，可利用公式P=$\frac{W}{t}$計(jì)算牽引力的功率．
（4）從圖象中可以看出，汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)速度不變，動(dòng)能不變，當(dāng)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后，速度減小，動(dòng)能減小，但動(dòng)能與速度的平方成正比，因此動(dòng)能與路程的圖象應(yīng)是②．
（5）知道汽車的儲(chǔ)能效率，從而可以計(jì)算出動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率，再利用公式W內(nèi)=E_k0η計(jì)算內(nèi)能的多少．

解答 解：（1）在發(fā)電過程中，動(dòng)能除了轉(zhuǎn)化為電能外，由于線圈有電阻，電流通過線圈時(shí)要產(chǎn)生熱量，還有部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
（2）因?yàn)閂=10L=10dm³=0.01m³，ρ=0.7×10³kg/m³
由密度公式可知，消耗燃油的質(zhì)量為：m=ρV=0.7×10³kg/m³×0.01m³=7kg；
已知q=4.6×10⁷J/kg，燃油完全燃燒產(chǎn)生的熱量為：Q_放=mq=7kg×4.6×10⁷J/kg=3.22×10⁸J．
（3）汽車在大小為800N的牽引力作用下，以25m/s的速度正常行駛1000m．
A、汽車勻速行駛，在水平方向上受到的牽引力與阻力是一對(duì)平衡力，因此牽引力為800N，阻力也為800N，故A錯(cuò)誤；
B、由v=$\frac{s}{t}$可得，行駛的時(shí)間為：t=$\frac{s}{v}$=$\frac{1000m}{25m/s}$=40s，故B錯(cuò)誤；
C、牽引力做的功為：W=Fs=800N×1000m=8×10⁵J，故C錯(cuò)誤；
D、牽引力的功率為：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{8×1{0}^{5}J}{40s}$=20000W=20kW，故D正確；
故選D．
（4）從圖象中可以看出，汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)速度不變，動(dòng)能不變，當(dāng)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后，速度減小，動(dòng)能減小，但動(dòng)能與速度的平方成正比，因此動(dòng)能與路程的圖象應(yīng)是②．
（5）因?yàn)閮?chǔ)能效率60%，
所以動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率為：η=1-60%=40%，
而E_k0=3.75×10⁵J，
所以W_內(nèi)=E_k0η=3.75×10⁵J×40%=1.5×10⁵J．
故答案為：（1）內(nèi)；  
（2）7；3.22×10⁸；
（3）D；
（4）②；開啟發(fā)電機(jī)時(shí)能量轉(zhuǎn)化快；
（5）1.5×10⁵．

點(diǎn)評(píng) 本題考查的知識(shí)點(diǎn)有，發(fā)電機(jī)的工作原理，質(zhì)量、熱量、阻力、時(shí)間、功、功率、轉(zhuǎn)化效率的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，還要學(xué)會(huì)從所給信息中找到有用的數(shù)據(jù)．