Question

（2012?江都市二模）阅读短文，回答问题
在我国随着人民生活水平的不断提高和“汽车下乡”政策的实施，汽车已经走进了很多普通农村家庭，最近小王家也购买了一辆小汽车．小王十分高兴，将汽车里里外外看了个遍，并且进行了认真的思考，发现汽车上许多地方都用到了物理知识，下面就是他思考的问题，请你帮他补充完整．
（1）汽车发动机是汽油机，从能源可否再生角度看，汽油是

不可再生

能源（选填“可再生”或“不可再生”）；发动机工作时，

做功

冲程将内能转化为机械能．
（2）汽车上的散热器用水作为冷却剂，这是利用了水的

比热容

较大的性质，如果水箱中装有5kg的水，当水温度升高20℃时，需要吸收的热量为

4.2×10⁵

J．
（3）通过查看说明书得知轿车车身质量为1725kg．当车上载有275kg的人和物品时，车轮与地面的总接触面积为4.0×10^-2m²，轿车对地面的压强为

5×10⁵Pa

．（g取10N/kg）
（4）若汽车油箱的容积为60升（dm³），内装的是密度为0.71×10³ kg/m³、热值为4.6×10⁷J/kg的汽油，则该油箱中最多可装

42.6

kg的汽油．若该车以20m/s的速度匀速行驶100km时所消耗的汽油为5kg，汽车发动机的输出的功率为12kw，则汽车发动机的效率为

26%

．
（5）汽车启动时，需将钥匙插入仪表板上的钥匙孔并旋转（相当于闭合开关），请根据如图甲所提供的器件（图中A、B、C为三个接线柱），用笔画线代替导线将轿车的启动原理图连接完整．
（6）若轿车以90kW的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动速度v与时间t的关系如图乙所示，则在0-50s时间内，轿车发动机所做的功为

4.5×10⁶

J，轿车在运动过程中受到的阻力为

3×10³

N．
（7）通过测量获得轿车以不同的速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离）数据如下表所示：

实验次数	1	2	3	4	5
速度/（km/h）	40	60	80	100	120
制动距离/m	8	18		50	72

当轿车以80km/h行驶时所对应的制动距离为

32

m．

Answer 1

分析：（1）煤、石油、天然气属于不可再生能源；汽油机的做功冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，气体对外做功，将内能转化为机械能；
（2）水的比热容大，和其它物质比较，升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多；知道水的质量、水的比热容、水温度的升高值，利用吸热公式Q_吸=cm△t求水吸收的热量；
（3）已知汽车、人、货物质量和汽车与地面的接触面积，利用重力公式和压强公式求汽车对地面的压强；
（4）①已知油箱的体积和汽油的密度，根据公式m=ρV可求汽油的质量；
 ②已知行驶的距离和速度，根据速度的变形公式可求所用的时间，再根据公式W=Pt可求汽车的有用功；根据公式Q=qm可求释放的能量，有用功与释放能量的比值就是发动机的热机效率．
（5）电磁铁工作时吸引衔铁下来，根据杠杆原理衔铁的另一端向右运动与触点相连，使电动机连通开始工作；电磁铁的工作电压小于电动机的工作电压，故电磁铁只利用电源的一部分，并且电磁铁和电动机，都能独立、同时工作，故二者应并联连接；
（6）知道轿车以90kW的恒定功率做直线运动，利用W=Pt求轿车发动机做功，再利用P=Fv求汽车牵引力，而汽车匀速行驶、受平衡力，根据二力平衡条件求汽车受到的阻力．
（7）第n次实验，速度v_n，制动距离m_n，根据表中数据所反映的规律为：m_n=0.1×（n+1）×v_n，利用此规律计算即可．

解答：解：（1）汽油属于不可再生能源，一旦消耗很难再生；汽油机的做功冲程中，将内能转化为机械能；
（2）因为水的比热容大，和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以汽车上的散热器用水作为冷却剂；
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×5kg×20℃=4.2×10⁵J；
（3）车、人、货物的总质量：m=1725kg+275kg=2000kg，s=4.0×10^-2m²，
∵在水平路面上
∴汽车对地面的压力：
F=G=mg=2000kg×10N/kg=20000N，
汽车对地面的压强：
p=

F

s

=

20000N

4×10-2m2

=5×10⁵Pa；
（4）①该车油箱最多能装汽油m=ρv=0.71×10³ kg/m³×60×10^-3m³=42.6kg；
②行驶时间t=

s

v

=

100000m

20m/s

=5000s；
汽车的有用功W_有=Pt=12×10³W×5000s=6×10⁷J；
释放的能量Q=qm′=4.6×10⁷J/kg×5kg=2.3×10⁸J；
发动机的效率η=

W有

Q

×100%

6×107J

2.3×108J

×100%=26%．
（5）如图所示：

（6）轿车发动机做功 W=Pt=90×10³W×50s=4.5×10⁶J；
由图示知轿车匀速运动的速度是v=30m/s；
所以，轿车运动过程中受到的阻力 f=

p

v

=

9×104W

30m/s

=3×10³N；
（7）第n次实验，速度v_n，制动距离m_n，
则m_n=0.1×（n+1）×v_n=0.1×（3+1）×80m=32m．
故答案为：
（1）不可再生；做功；（2）比热容；4.2×10⁵；（3）5×10⁵Pa．（4）42.6kg；26%．（6）4.5×10⁶；3×10³；（7）32．

点评：本题为力学和热学综合题，涉及到的知识点多、综合性强，要求灵活选用所学知识分析求解，并能依据表格中的参数和相关图象通过选择有用的信息来进行分析，具有一定的难度．