Question

（2012?淮北模拟）为缓解城市公交运输压力，我校综合实践活动小组针对我市淮海路交通拥挤现象，设计电力机车专用道．同学们收集到电力机车和公交汽车在某段运行区间内的相关数据如下：

××型号电力机车	电力机车 功率106W	平均速度 60km/h	牵引力 5×103N	额定载客量80人
××型号公交汽车	燃油热值 4×107 J/kg	平均速度 15km/h	牵引力 3000N	额定载客量40人

（1）甲、乙两车站相距2.1km，电力机车运行需要多长时间？消耗多少电能？
（2）公交汽车每千米消耗燃油0.4kg，行驶2.1km路程所消耗的燃油完全燃烧放出多少热量？公交汽车的效率是多少？
（3）根据题中获得的信息，从物理学角度谈一谈电力机车作为交通工具的优点．（写出一条即可）

Answer 1

分析：（1）由表中数据可知电力机车的速度与电功率，由速度的变形公式可以求出机车的运动时间，
由电功率的变形公式可以求出机车消耗的电能；
（2）先出公交车消耗的燃油完全燃烧释放的热量，求出公交车的由于功，再求出公交车的效率；
（3）从节能环保等角度分析电动机车的优点．

解答：解：（1）∵v=

s

t

，∴电动机车的运行时间t=

s

v

=

2.1km

60km/h

=0.035h；
∵P=

W

t

，∴电动机车消耗的电能W=Pt=10³kW×0.035h=35kW?h；
（2）燃油释放的热量Q=mq=0.4kg/km×2.1km×4×10⁷ J/kg=3.36×10⁷J，
公交车做的功W=Fs=3000N×2100m=6.3×10⁶J，
公交车的效率η=

W

Q

×100%=

6.3×106J

3.36×107J

×100%=18.75%；
（3）由表中电动机车与公交车的参数及以上计算可知，电动机车具有以下优点：
①速度快（或节省运行时间）；②机械效率高；③乘客人均消耗能量较少（节能）；④无废气污染（或环保）．   
答：（1）电力机车运行需要0.035h；消耗35kW?h的电能．
（2）燃油完全燃烧放出的热量是3.36×10⁷J，公交汽车的效率是18.75%．
（3）①速度快（或节省运行时间）；②机械效率高；③乘客人均消耗能量较少（或节能）；④无废气污染．

点评：本题考查了求运动时间、消耗的电能、燃油放出的热量、公交车的效率、电动机车的优点等问题，涉及的知识点较多，是一道学科综合题，熟练掌握基础知识即可正确解题．