Question

【題目】小華家新買(mǎi)了一輛汽車(chē)，下表是汽車(chē)的銘牌，其中耗油量指汽車(chē)正常行駛100km消耗汽油的體積；圖甲是該車(chē)自動(dòng)測(cè)定汽車(chē)油箱內(nèi)油面高度的裝置原理圖，為測(cè)試汽車(chē)性能，小華駕駛汽車(chē)以30kW的恒定功率啟動(dòng)做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力不變，通過(guò)專(zhuān)用儀器測(cè)量得到汽車(chē)速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，已知汽油的密度為0.7kg/，熱值為4.6J/kg。

（1）若汽油機(jī)有4個(gè)氣缸，汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速是1200r/min時(shí)，汽油機(jī)1s內(nèi)燃?xì)鈱?duì)外做功______次。

（2）圖乙中的油量表實(shí)質(zhì)是電流表改裝而成的，若用電壓表改裝成油量表，要求加油時(shí)示數(shù)變大，則電壓表改裝的油量表應(yīng)與_______（定值電阻R0或滑動(dòng)變阻器）并聯(lián)。

（3）在測(cè)試汽車(chē)性能時(shí)，在0至10min時(shí)間內(nèi)，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)做功_______J，汽車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力是______N。

（4）小華駕駛該汽車(chē)正常行駛100km，消耗汽油_______kg，該汽車(chē)能量利用效率是___________。

Answer 1

【答案】40 定值電阻R0 1.8×107 1000N 7 31.1%

【解析】

(1)[1]已知4沖程汽油機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)速是1200r/min可知，飛輪轉(zhuǎn)速為20r/s，即每秒鐘轉(zhuǎn)20圈，完成10個(gè)工作循環(huán)，即對(duì)外做功10次，若汽油機(jī)有4個(gè)氣缸，則汽油機(jī)1s內(nèi)燃?xì)鈱?duì)外做功40次；

(2)[2]在加油時(shí)，浮子位置升高，在杠桿作用下，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值變小，使電路中的電流變大，若用電壓表改裝成油量表，要求加油時(shí)示數(shù)變大，根據(jù)U=IR可知：電流變大時(shí)，定值電阻R0兩端的電壓變大，則電壓表改裝的油量表應(yīng)與定值電阻R0并聯(lián)；

(3)[3]轎車(chē)的功率

P=30kW=3×104W

在0~10min時(shí)間內(nèi)，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)做功：

W=Pt=3×104W×1060s=1.8×107J；

[4]由圖示知轎車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度是v=30m/s；由P=Fv得，轎車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力：

f=F====1000N；

(4)[5]消耗的汽油

m=汽油V=0.7×103kg/m3×10×10-3m3=7kg；

[6]汽油完全燃燒放出的熱量

Q放=qm=4.6×107J/kg×7kg=3.22×108J

汽車(chē)做的功為

W′=P′t=P′×==3×104W×=1J

該汽車(chē)能量利用效率是

==≈31.1%。