Question

5．閱讀短文，回答問題．
為節(jié)約能源，某型號汽車在關閉發(fā)動機后，通過小型發(fā)電機將減速運動時的部分動能轉(zhuǎn)化為電能儲存在蓄電池中．表中所示是該型號汽車的部分技術參數(shù)，其中儲能效率是指汽車正常行駛時關閉發(fā)動機，直至汽車停止的過程中，通過發(fā)電機將動能轉(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．測試中，先讓汽車正常行駛，然后關閉發(fā)動機，分別測出開啟和關閉發(fā)電機兩種情況下，汽車通過的路程s與對應的速度大小v，計算出動能E_k，作出E_k-s圖象，如圖所示．

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

（1）發(fā)電過程中，動能除了轉(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）測試時，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)電機進行測試的圖線是②（選填“①”或“②”），判斷的依據(jù)是若開啟發(fā)電機，則動能會有一部分轉(zhuǎn)化為電能，一部分克服摩擦做功；而關閉發(fā)電機時，動能全部用于克服摩擦做功．因此開啟發(fā)電機時運動的路程會較短，動能與路程的圖象是②．
（5）若汽車正常行駛時的動能E_k0=3.75×10⁵J，某時刻關閉發(fā)動機，同時發(fā)電機開始工作，最終有1.5×10⁵J的動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．

Answer 1

分析 （1）發(fā)電機在發(fā)電過程中，動能除了轉(zhuǎn)化為電能外，由于線圈有電阻，電流通過線圈時要產(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計算質(zhì)量，又知道燃油的熱值，可利用公式Q=mq計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=$\frac{s}{v}$計算時間．
C、已知牽引力和移動的距離，可利用公式W=FS計算牽引力做的功．
D、知道牽引力做的功和時間，可利用公式P=$\frac{W}{t}$計算牽引力的功率．
（4）若開啟發(fā)電機，則動能會有一部分轉(zhuǎn)化為電能，一部分克服摩擦做功；而關閉發(fā)電機時，動能全部用于克服摩擦做功．因此開啟發(fā)電機時運動的路程會較短，動能與路程的圖象是②． 
（5）知道汽車的儲能效率，從而可以計算出動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率，再利用公式W內(nèi)=E_k0η計算內(nèi)能的多少．

解答 解：
（1）發(fā)電機在發(fā)電過程中，動能除了轉(zhuǎn)化為電能外，由于線圈有電阻，電流通過線圈時要產(chǎn)生熱量，還有部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
（2）因為V=10L=10dm³=0.01m³，ρ=0.7×10³kg/m³
所以消耗燃油的質(zhì)量為：m=ρV=0.7×10³kg/m³×0.01m³=7kg；
而q=4.6×10⁷J/kg，
所以燃油完全燃燒產(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平衡力，因此牽引力為800N，阻力也為800N，故A錯誤；
B、行駛的時間為：t=$\frac{s}{v}$=$\frac{1000m}{25m/s}$=40s，故B錯誤；
C、牽引力做的功為：W=Fs=800N×1000m=8×10⁵J，故C錯誤；
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）若開啟發(fā)電機，則動能會有一部分轉(zhuǎn)化為電能，一部分克服摩擦做功；而關閉發(fā)電機時，動能全部用于克服摩擦做功．因此開啟發(fā)電機時運動的路程會較短，動能與路程的圖象是②．
（5）因為儲能效率60%，
所以動能轉(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；若開啟發(fā)電機，則動能會有一部分轉(zhuǎn)化為電能，一部分克服摩擦做功；而關閉發(fā)電機時，動能全部用于克服摩擦做功．因此開啟發(fā)電機時運動的路程會較短，動能與路程的圖象是②；（5）1.5×10⁵．

點評 本題考查的知識點有，發(fā)電機的工作原理，質(zhì)量、熱量、阻力、時間、功、功率、轉(zhuǎn)化效率的計算，關鍵是公式及其變形的靈活運用，還要學會從所給信息中找到有用的數(shù)據(jù)．