【題目】有一混合動力汽車，由汽車發(fā)動機(jī)（汽油機(jī)）和電動機(jī)為驅(qū)動系統(tǒng)提供動力，汽油發(fā)動機(jī)每一個工作循環(huán)活塞經(jīng)歷四個沖程，帶動曲軸轉(zhuǎn)動兩圈，該汽油發(fā)動機(jī)的最大功率是69kW，以最大功率工作時曲軸轉(zhuǎn)速為5000r/min．活塞從氣缸一端運(yùn)動到另一端所掃過的容積為氣缸排氣量，氣缸容積與燃燒室容積之比為壓縮比，如圖為氣缸容積和燃燒室容積的示意圖，該車排氣量是1.8L，壓縮比為10：1，動力蓄電池額定電壓為200V，容量（蓄電池放電電流和放電時間乘積）為150Ah，已知該車的動能E與其速度v的關(guān)系如下表所示．

v/ms﹣1

1

2

4

10

20

E/J

6.0×102

2.4×103

9.6×103

6×104

2.4×105


（1）該汽車的動力蓄電池最多可儲存多少焦的電能？
（2）a．當(dāng)這輛汽車在平直公路上以108km/h的速度勻速行駛時，動力完全由汽油發(fā)動機(jī)提供，若汽車汽油發(fā)動機(jī)的輸出功率為54kW，則此時汽車所受的阻力是多大？ b．當(dāng)駕駛員看到前方限速標(biāo)志時，立即減速并啟動充電裝置給動力蓄電池充電，汽車速度由108km/h減小到72km/h，若在此過程中動力蓄電池獲得的電能為汽車所減少動能的50%，則動力蓄電池獲得的電能為多少焦？
（3）若該汽車汽油發(fā)動機(jī)以最大功率工作時，吸氣沖程末氣缸內(nèi)每升混合氣體中汽油質(zhì)量是7.2×10﹣5kg，此時這臺汽油發(fā)動機(jī)的效率是多少？（q汽油=4.6×107J/kg）

【答案】
（1）解：蓄電池儲存的電能：

W=UIt=200V×150A×3600s=1.08×108J


（2）解：a：汽車以ν1=108km/h=30m/s勻速行駛時，汽車受到的阻力等于牽引力，有

P= = =Fv=Ffv

Ff= = =1.8×103N；

b：根據(jù)表中數(shù)據(jù)，當(dāng)速度為1m/s時，E=6.0×102J，

由此可得E=v2×6.0×102J，

v0=108km/h=30m/s，v末=72km/h=20m/s，

由20m/s時的能量確定從30m/s降到20m/s時減小的能量

△E=（30m/s）2×6.0×102J﹣（20m/s）2×6.0×102J=3×105J，

蓄電池獲得的電能 E電=W×50%=1.5×105J


（3）解：這臺發(fā)動機(jī)在最大功率時1min內(nèi)發(fā)動機(jī)做的有用功：W有=69×103W×60s=4.14×106J，

排氣量為1.8L的汽車，汽缸容積為V=1.8L× =2L，

發(fā)動機(jī)消耗汽油的質(zhì)量：m=7.2×10﹣5kg×2=1.44×10﹣4kg，

1min內(nèi)汽油完全燃燒放出的熱量：Q=2500×1.44×10﹣4kg×4.6×107J/kg=1.656×107J，

這臺發(fā)動機(jī)在最大功率時的熱機(jī)效率

η= ×100%= ×100%=25%


【解析】（1）已知電壓200V，容量150Ah，根據(jù)W=UIt可求出蓄電池儲存的電能；（2）a，當(dāng)汽車勻速行駛時，有P=Fv=F阻v，根據(jù)輸出功率求出阻力的大�。産，通過表格確定E與v的平方成正比，然后由20m/s時的能量確定從30m/s降到20m/s時減小的能量，根據(jù)發(fā)電機(jī)獲得能量的50%轉(zhuǎn)化為蓄電池的電能．根據(jù)該關(guān)系求出蓄電池獲得的電能．（3）已知功率和時間的大小，根據(jù)公式W=Pt可求這臺發(fā)動機(jī)在最大功率時1min內(nèi)做的有用功；在1min內(nèi)轉(zhuǎn)動5000r，吸入汽油和空氣的混合氣2500次； 排氣量是發(fā)動機(jī)消耗汽油的體積，氣缸容積與燃燒室容積之比為壓縮比，
知道吸入混合氣的質(zhì)量；知道汽油的熱值，1min內(nèi)汽油完全燃燒放出的熱量；再利用效率公式求這臺發(fā)動機(jī)在最大功率時的熱機(jī)效率；
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解功率的計算與測量的相關(guān)知識，掌握功率的計算： P = W/tW 表示功，單位是焦（J）. t表示時間 ，單位是秒（s） P表示功率，單位是瓦特（W）1 W= 1 J/s，以及對熱機(jī)的概念和效率的理解，了解熱機(jī)：將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的機(jī)器，統(tǒng)稱為熱機(jī)．熱機(jī)的效率：用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比，叫熱機(jī)的效率．熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的一個重要指標(biāo)．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：初中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一輛汽車沿直線行駛，緊急剎車時，輪胎在水泥地面上留下了黑色的剎車痕，下列關(guān)于剎車痕的說法正確的是（ ）
A.前輪剎車痕的顏色較深
B.后輪剎車痕的顏色較深
C.前輪和后輪剎車痕的顏色一樣深
D.以上三種情況都有可能

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科目：初中物理 來源： 題型：

【題目】閱讀短文，回答問題：
電飯鍋中的磁鋼限溫器
電飯鍋是生活中常見的用電器，它是利用感溫磁鋼（軟磁體）的磁性隨溫度的變化而變化的特性來設(shè)計的，這樣可以限制煮飯過程中的最高溫度.
感溫磁鋼的磁性隨著本身溫度作非線性變化，其特性曲線如圖甲所示.
磁鋼限溫器結(jié)構(gòu)如圖乙所示，它主要由感溫磁鋼、永磁體和彈簧構(gòu)成.感溫磁鋼及其外套、內(nèi)鍋由彈簧支撐.感溫磁鋼與受熱面固定在一起，受熱面直接把熱量傳遞給鍋底.
煮飯時用手按下按鈕開關(guān)，通過杠桿AOC使永磁體和感溫磁鋼吸合，在吸力作用下永磁體不會落下，金屬觸點(diǎn)閉合，電路接通，加熱元件開始發(fā)熱.當(dāng)飯煮熟后，溫度繼續(xù)上升，當(dāng)升高到某一溫度時，永磁體落下，通過杠桿CBO使觸點(diǎn)分開，加熱元件停止發(fā)熱，同時按鈕開關(guān)跳起.

（1）與銅導(dǎo)線相比，制作電飯鍋加熱元件的材料應(yīng)具備的特性是；
A.電阻較大，熔點(diǎn)較低
B.電阻較大，熔點(diǎn)較高
C.電阻較小，熔點(diǎn)較低
D.電阻較小，熔點(diǎn)較高
（2）在磁鋼限溫器工作過程中，感溫磁鋼的磁性急劇減弱是在；
A.按下按鈕開關(guān)時
B.加熱升溫過程中
C.按鈕開關(guān)跳起時
D.降溫過程中
（3）煮飯時用手按按鈕開關(guān)，杠桿AOC屬于杠桿；飯煮熟后，永磁體落下，通過杠桿CBO使觸點(diǎn)分開，杠桿CBO屬于杠桿；
（4）永磁體落下時，感溫磁鋼的溫度為℃；永磁體下落過程中，感溫磁鋼對永磁體（選填“有”或“沒有”）磁力的作用.
（5）未按下按鈕開關(guān)時，彈簧（選填“有”或“沒有”）彈性勢能，彈簧片（選填“有”或“沒有”）彈性勢能.

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科目：初中物理 來源： 題型：

【題目】實驗測得1kg某物質(zhì)溫度隨時間變化的圖象如圖所示。已知該物質(zhì)在固態(tài)下的比熱容為2.1×103J/（kg·℃），設(shè)物質(zhì)從熱源吸熱的功率恒定不變，在最初2min內(nèi)，物質(zhì)溫度升高了40℃，則吸收的熱量為 J，吸熱功率為 W。仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)固態(tài)升溫快，變成液態(tài)后升溫變慢，原因是。

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科目：初中物理 來源： 題型：

【題目】

（1）石頭的體積；

（2）石頭的密度；

（3）若石頭吸水，所測石頭的密度是偏大還是偏小，為什么？

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科目：初中物理 來源： 題型：

【題目】請按要求作圖：
（1）如圖甲所示，根據(jù)小磁針靜止時的指向，標(biāo)出磁體的N、S極和A點(diǎn)的磁場方向（用箭頭表示）．
（2）如圖乙所示，重為4N的均勻球體保持靜止，畫出該球所受力的示意圖．

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科目：初中物理 來源： 題型：

【題目】為了探究聲音的響度與什么因素有關(guān)，有人設(shè)計了以下五個實驗．

（1）把響著鈴聲的鬧鐘放在密封的鐘形罩內(nèi)，將鐘形罩內(nèi)的空氣抽出一些后，鈴聲明顯減弱．

（2）使正在發(fā)聲的音叉接觸水面，水面濺起水花．

（3）吹笛子時，手按住不同的孔會發(fā)出不同的聲音．

（4）讓同一球從不同高度落到同一桌面上聽到不同的響聲．

（5）在吊著的大鐘上固定一支細(xì)小的筆，把鐘敲響后，用紙在筆尖上迅速拖過，可以在紙上畫出一條來回彎曲的波折線．你認(rèn)為，能探究聲音的響度與什么因素有關(guān)的實驗是哪一個或哪幾個？其他實驗和現(xiàn)象分別說明了什么問題？

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科目：初中物理 來源： 題型：

【題目】如圖1所示是“探究電流與電壓、電阻關(guān)系”的實驗電路，其中R是定值電阻．
（1）電路中有一根導(dǎo)線的連接不適宜，需要改接．請在這般導(dǎo)線上打“×”，并畫出改接的導(dǎo)線．
（2）閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動變阻器的滑片P移到最端（左/右）．
（3）閉合開關(guān)，三次調(diào)節(jié)變阻器，得到表中的數(shù)據(jù)．

實驗序號

1

2

3

電壓/V

2.0

2.4

2.8

電流/A

0.40

0.48

0.56

由這些數(shù)據(jù)：
①可看出電流與的關(guān)系；
②可概括出結(jié)論： ．
（4）在探究電流與另一個物理量的關(guān)系時，需要多次更換 ． 并且每次更換后都要調(diào)節(jié)變阻器，使電壓表的示數(shù)（增大/減小/不變）．
（5）小明根據(jù)自己的想法設(shè)計了另一種實驗電路（如圖2所示）．其中，MN是一根金屬電阻絲，Q是一個金屬夾．主要實驗步驟是：先將Q移到最左端，再調(diào)節(jié)滑動變阻器，確保電流不超過電流表所選用的量程；然后從左向右且有間隔地改變金屬夾的位置，得到表中的數(shù)據(jù)；最后分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論．

實驗序號

1

2

3

電壓/V

0.5

1.2

1.5

電流/A

0.50

0.40

0.30

但是，由小明的實驗：
①雖然可看出“電阻越大電流越小”，但無法得到“電流與電阻成反比”的關(guān)系；
②可得“電壓越大電流越小”，但這個結(jié)論明顯是錯誤的．請分析小明的實驗，具體指出存在問題： ．

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科目：初中物理 來源： 題型：

【題目】家庭衛(wèi)生間通常裝有照明燈和排氣扇，使用時，有時需要各自獨(dú)立工作，有時需要同時工作，下列電路圖中符合上述要求的是（ ）
A.
B.
C.
D.

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