Question

1．閱讀短文，回答問題
       在我國隨著人民生活水平的不斷提高和“汽車下鄉(xiāng)”政策的實施，汽車已經(jīng)走進了很多普通農(nóng)村家庭，最近小王家也購買了一輛小汽車．小王十分高興，將汽車里里外外看了個遍，并且進行了認真的思考，發(fā)現(xiàn)汽車上許多地方都用到了物理知識，下面就是他思考的問題，請你幫他補充完整．
（1）汽車發(fā)動機是汽油機，發(fā)動機工作時，做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能．
（2）汽車上的散熱器用水作為冷卻劑，這是利用了水的比熱容較大的性質(zhì)
（3）若汽車油箱的容積為60升，內(nèi)裝的是密度為0.71×10³ kg/m³、熱值為4.6×10⁷J/kg的汽油，則該油箱中最多可裝kg的汽油．若該車以20m/s的速度勻速行駛100km時所消耗的汽油為5kg，汽車發(fā)動機的輸出的功率為12kw，則汽車發(fā)動機的效率為26%．
（4）汽車啟動時，需將鑰匙插入儀表板上的鑰匙孔并旋轉(zhuǎn)（相當于閉合開關(guān)），請根據(jù)如圖甲所提供的器件（圖中A、B、C為三個接線柱），用筆畫線代替導線將轎車的啟動原理圖連接完整．

（5）若轎車以90kW的恒定功率啟動做直線運動，運動過程中受到的阻力不變，運動速度v與時間t的關(guān)系如圖乙所示，則在0-50s時間內(nèi)，轎車發(fā)動機所做的功為4.5×10⁶J，轎車在運動過程中受到的阻力為3000N．
（6）通過測量獲得轎車以不同的速度行駛時對應(yīng)的制動距離（即從操縱制動剎車到車停下來的距離）數(shù)據(jù)如下表所示：

實驗次數(shù)	1	2	3	4	5
速度/（km/h）	40	60	80	100	120
制動距離/m	8	18		50	72

當轎車以80km/h行駛時所對應(yīng)的制動距離為32m．

Answer 1

分析 （1）汽油機的做功沖程中，進氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向下運動，氣體對外做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能；
（2）水的比熱容大，和其它物質(zhì)比較，升高或降低相同的溫度，水吸收或放出的熱量多；
（3）①已知油箱的體積和汽油的密度，根據(jù)公式m=ρV可求汽油的質(zhì)量；
②已知行駛的距離和速度，根據(jù)速度的變形公式可求所用的時間，再根據(jù)公式W=Pt可求汽車的有用功；根據(jù)公式Q=qm可求釋放的能量，有用功與釋放能量的比值就是發(fā)動機的熱機效率．
（4）電磁鐵工作時吸引銜鐵下來，根據(jù)杠桿原理銜鐵的另一端向右運動與觸點相連，使電動機連通開始工作；電磁鐵的工作電壓小于電動機的工作電壓，故電磁鐵只利用電源的一部分，并且電磁鐵和電動機，都能獨立、同時工作，故二者應(yīng)并聯(lián)連接；
（5）知道轎車以90kW的恒定功率做直線運動，利用W=Pt求轎車發(fā)動機做功，再利用P=Fv求汽車牽引力，而汽車勻速行駛、受平衡力，根據(jù)二力平衡條件求汽車受到的阻力．
（6）第n次實驗，速度v_n，制動距離m_n，根據(jù)表中數(shù)據(jù)所反映的規(guī)律為：m_n=0.1×（n+1）×v_n，利用此規(guī)律計算即可．

解答 解：（1）汽油機的做功沖程中，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能；
（2）因為水的比熱容大，和其它物質(zhì)比較，升高相同的溫度，水吸收的熱量多，所以汽車上的散熱器用水作為冷卻劑；
（3）①該車油箱最多能裝汽油m=ρv=0.71×10³ kg/m³×60×10^-3m³=42.6kg；
②行駛時間t=$\frac{s}{t}$=$\frac{100000m}{20m/s}$=5000s；
汽車的有用功W_有=Pt=12×10³W×5000s=6×10⁷J；
釋放的能量Q=qm′=4.6×10⁷J/kg×5kg=2.3×10⁸J；
發(fā)動機的效率η=$\frac{{W}_{有}}{Q}$×100%$\frac{6×1{0}^{7}J}{2.3×1{0}^{8}J}$×100%=26%．
（4）電磁鐵工作時吸引銜鐵下來，根據(jù)杠桿原理銜鐵的另一端向右運動與觸點相連，使電動機連通開始工作；電磁鐵的工作電壓小于電動機的工作電壓，故電磁鐵只利用電源的一部分，并且電磁鐵和電動機，都能獨立、同時工作，故二者應(yīng)并聯(lián)連接，如圖所示：

（5）轎車發(fā)動機做功 W=Pt=90×10³W×50s=4.5×10⁶J；
由圖示知轎車勻速運動的速度是v=30m/s；
所以，轎車運動過程中受到的阻力 f=$\frac{P}{v}$=$\frac{9×1{0}^{4}W}{30m/s}$=3×10³N；
（7）第n次實驗，速度v_n，制動距離m_n，
則m_n=0.1×（n+1）×v_n=0.1×（3+1）×80m=32m．
故答案為：（1）做功；（2）比熱容；（3）42.6；  26%；  （4）如上圖；（5）4.5×10⁶；  3000； （6）32．

點評 本題為力學和熱學以及電磁學綜合題，涉及到的知識點多、綜合性強，要求靈活選用所學知識分析求解，并能依據(jù)表格中的參數(shù)和相關(guān)圖象通過選擇有用的信息來進行分析，具有一定的難度．