Question

11．杭州地鐵二號(hào)線于今年11月底開通，地鐵是近年來新興的城市地下交通工具，動(dòng)力為電力，開動(dòng)時(shí)電車上裸露的電刷沿架空電線滑動(dòng)．當(dāng)它開動(dòng)時(shí)，跟架空電線的接觸點(diǎn)上，由于高速摩擦，會(huì)產(chǎn)生高溫，它應(yīng)該具有耐高溫，不易氧化，能導(dǎo)電的性質(zhì)．
（1）因此，你認(rèn)為接觸點(diǎn)上材料較為合適的應(yīng)該選用的是B
A．金剛石　　　　　　B．石墨　　　　　　　C．鋁　　　　　　　D．銅
（2）新一代電車依靠架設(shè)在軌道上方的電線和車輛搭載的鎳氫蓄電池供電．電車剎車制動(dòng)的時(shí)候，發(fā)動(dòng)機(jī)將發(fā)揮發(fā)電機(jī)的作用，利用制動(dòng)能量給蓄電池充電，保證電車在沒有電線的軌道上的電能供應(yīng)．問：當(dāng)電車在電動(dòng)機(jī)的牽引下行駛，將電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．
（3）某一地鐵電車的質(zhì)量為34噸，沿平直軌道運(yùn)動(dòng)，載客量約為200人，所受阻力約等于車總重的0.02倍．當(dāng)電車以36千米/時(shí)速度作勻速運(yùn)行時(shí)，輕軌電車的牽引力的功率約為多少千瓦？（設(shè)每位乘客的所受的重力均為500N，g=10N/kg）．

Answer 1

分析 （1）分別根據(jù)物理性質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)的定義以其特點(diǎn)來判斷即可．注意：物質(zhì)的性質(zhì)決定物質(zhì)的用途．
（2）電動(dòng)機(jī)消耗電能得到機(jī)械能，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
（3）知道物體的質(zhì)量，根據(jù)公式G=mg求出物體的重力，再計(jì)算出牽引力大��；知道拉力和物體移動(dòng)速度，根據(jù)公式P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出拉力的功率；根據(jù)效率公式計(jì)算出電動(dòng)機(jī)的效率．

解答 解：（1）由題意可知：接觸點(diǎn)上的材料應(yīng)該具有耐高溫、不易氧化、能導(dǎo)電的性質(zhì)．而具備以上性質(zhì)的物質(zhì)只能為碳的單質(zhì)----石墨．而金剛石太昂貴；鋁和銅為金屬，雖然具有能導(dǎo)電的性質(zhì)，但是不耐高溫、易氧化，故選B．
（2）電動(dòng)機(jī)在提供動(dòng)力時(shí)消耗電能，得到機(jī)械能，把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
（3）電車和乘客總的重力為：
G=m_總g=（34×10³kg×10N/kg+（200×500N）=4.4×10⁵N；
電車的牽引力和阻力是一對(duì)平衡力，大小相等，
牽引力F=f=0.02G=0.02×4.4×10⁵N=8.8×10³N，
由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可得，拉力做功的功率：
P=Fv=8.8×10³N×36×$\frac{1}{3.6}$m/s=8.8×10⁴W=88kW；
故答案為：（1）B；（2）機(jī)械；（3）輕軌電車的牽引力的功率約為88千瓦．

點(diǎn)評(píng) 主要考查了物質(zhì)的物理性質(zhì)，能量的相互轉(zhuǎn)化，重力、速度、功率等計(jì)算公式的理解和掌握，注意公式的變形及其運(yùn)用，有一定難度．