Question

（2013?濱湖區(qū)二模）2013年“霧霾”成為全社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)，一月份的十幾天我國中東部的大部分地區(qū)被霧霾籠罩，空氣質(zhì)量已經(jīng)達(dá)到了嚴(yán)重污染．為了緩解空氣污染，電動(dòng)機(jī)車作為新能源汽車的主力軍將大力發(fā)展并逐步代替現(xiàn)在的燃油汽車．如圖所示為國內(nèi)某廠商剛剛發(fā)布的名為“秦”高性能電動(dòng)汽車，“秦”百公里加速時(shí)間僅為6秒，最高時(shí)速可達(dá)180km/h，百公里綜合油耗僅2L，在純電狀態(tài)下可行駛50公里．“秦”電動(dòng)機(jī)效率為80%，電池為磷酸鐵鋰電池，電池電壓500v，容量20AH，充電時(shí)間約為6小時(shí)．
（1）燃油汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)通常是汽油機(jī)，從能源可否再生角度來看，汽油是

不可再生

能源；發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，

做功

沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．
（2）“秦”行駛時(shí)電池將

化學(xué)

能轉(zhuǎn)化為電能供電動(dòng)機(jī)使用．汽車在行駛時(shí)對(duì)路面的壓力比靜止時(shí)

減小

（選填“增大”、“減小”或“不變”）．
（3）“秦”在充滿電后電池存儲(chǔ)的電能為多少？最大行駛里程狀態(tài)下，車子行駛時(shí)所受的平均阻力為多大？
（4）若某一次行駛中“秦”消耗電能4.6kW?h，則若用效率為25%的燃油汽車需要消耗多少質(zhì)量的汽油？（結(jié)果保留兩位小數(shù)，汽油熱值為4.6×10⁷ J/kg）

Answer 1

分析：（1）①汽油是從石油中提煉出來的，石油是埋藏在地底下得生物體經(jīng)過幾百萬年的時(shí)間形成的，在短期內(nèi)不能從自然界得到補(bǔ)充，是不可再生能源；
②汽油機(jī)的做功沖程中，進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動(dòng)，燃?xì)馀蛎泴?duì)活塞做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
（2）①電池提供電能時(shí)是把儲(chǔ)存的化學(xué)能轉(zhuǎn)化電能，
②車子靜止在水平面上，車子對(duì)路面的壓力等于重力；當(dāng)流線型的車子快速行駛時(shí)，產(chǎn)生升力，車子對(duì)地面壓力減小．
（3）①知道電池電壓U和電池的容量Q，利用電功公式W=UIt計(jì)算該電池充一次電所消耗的電能；
②根據(jù)電動(dòng)機(jī)效率為80%，在純電狀態(tài)下可行駛50公里，可求得F．
（4）根據(jù)某一次行駛中“秦”消耗電能4.6kw?h，用效率為25%的燃油汽車，利用W=mq可求得消耗的汽油質(zhì)量．

解答：解：
（1）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)是汽油機(jī)，從能源可否再生角度來看，汽油是不可再生能源；發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．
（2）電動(dòng)汽車行駛時(shí)電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能供電動(dòng)機(jī)使用．
小汽車外型是流線型，當(dāng)汽車高速行駛時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)，空氣經(jīng)過上方的路程比下方路程長(zhǎng)，流速大，壓強(qiáng)小，汽車在壓強(qiáng)差下產(chǎn)生向上的升力，汽車對(duì)路面的壓力減小，小于汽車的重力．
（3）該電池充一次電所消耗的電能：W=UIt=UQ=500V×20A×3600S=3.6×10⁷J；
∵“秦”電動(dòng)機(jī)效率為80%，
∴W_有=80%×3.6×10⁷J=2.88×10⁷J；
∵W_有=Fs，s=50km=50000m 
∴F=

W有

s

=

2.88×107J

50000m

=576N，
（4）W₁=4.6KWh=1.656×10⁷J  
  25%mq=80%W₁  
m=

80%×W1

25%q

=

80%×1.656×107J

25%×4.6×107J/kg

≈1.15kg
故答案為：（1）不可再生；做功；（2）化學(xué)；減小；
（3）“秦”在充滿電后電池存儲(chǔ)的電能為3.6×10⁷J；最大行駛里程狀態(tài)下，車子行駛時(shí)所受的平均阻力為576N；
（4）若用效率為25%的燃油汽車需要消耗1.15kg的汽油．

點(diǎn)評(píng)：本題以高性能電動(dòng)汽車為背景，考查了能源分類、汽油機(jī)四沖程中的能量轉(zhuǎn)化、電能的計(jì)算、效率的計(jì)算，知識(shí)點(diǎn)多、綜合性強(qiáng)，要求靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，屬于難題．