中考物理高頻考點(diǎn)《能量轉(zhuǎn)換大題》專項(xiàng)測(cè)試卷-附帶答案

第頁(yè)中考物理高頻考點(diǎn)《能量轉(zhuǎn)換大題》專項(xiàng)測(cè)試卷-附帶答案一．基礎(chǔ)類1．如圖所示，“福建艦”是我國(guó)完全自主設(shè)計(jì)建造的首艘彈射型航空母艦，采用平直通長(zhǎng)飛行甲板，配置電磁彈射和阻攔裝置，可搭載36架殲﹣15艦載機(jī)。某次彈射艦載機(jī)時(shí)，電磁彈射裝置釋放1.2×108J能量，使艦載機(jī)2s內(nèi)通過80m的彈射軌道完成起飛，彈射裝置給艦載機(jī)的平均推力是9×105N，燃油熱值為5.0×107J/kg。求：（1）艦載機(jī)彈射起飛前的平均速度；（2）此次電磁彈射裝置釋放的能量，相當(dāng)于多少燃油完全燃燒釋放的能量；（3）電磁彈射裝置的工作效率。2．科學(xué)家正在研制一種用水作燃料的“零排放汽車”，其工作原理是：水和硼反應(yīng)產(chǎn)生氫，氫再進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)燃燒或裝入燃料電池發(fā)電；后續(xù)反應(yīng)產(chǎn)生的水又被收集，唯一副產(chǎn)品“氧化硼”還可以再轉(zhuǎn)變成硼并循環(huán)利用。（g＝10N/kg）（1）據(jù)科學(xué)家計(jì)算，一輛汽車一次裝載18kg硼和45L水，反應(yīng)放出的能量與30kg汽油相當(dāng)（汽油的熱值為4.6×107J/kg），30kg汽油完全燃燒放出的能量是多少J？（2）如果該車以108km/h的速度在水平路面上勻速行駛，反應(yīng)放出的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為80%，該車的質(zhì)量是1.6t，車受到的阻力是車重的10%。則該車發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率是多大？（3）加一次硼和水可以供車行駛多少km？3．氫能源具有來源廣、無污染等優(yōu)點(diǎn)，已知：c水＝4.2×103J/（kg?℃），q液態(tài)氫＝1.4×108J/kg，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。（1）求完全燃燒0.5kg液態(tài)氫燃料最多能將多少kg初溫為20℃的水加熱至沸騰？（2）氫能源汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)將液態(tài)氫轉(zhuǎn)化為氫氣在氣缸中燃燒。某次測(cè)試中，一輛氫能源汽車以70kW的功率勻速行駛0.5h，消耗了2kg燃料，求該發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。4．2022年北京冬奧會(huì)示范運(yùn)營(yíng)1000多輛氫燃料電池車（如圖所示），該車排放物是水，不產(chǎn)生任何污染物，是當(dāng)前世界新能源汽車重要的發(fā)展方向。假設(shè)我國(guó)產(chǎn)氫燃料電池車總質(zhì)量為5×103kg。在某次測(cè)試中該車勻速行駛時(shí)受到的阻力是1000N，勻速行駛了28km的路程，消耗的氫能源為0.4kg。求該測(cè)試過程中氫燃料電池車：（已知q氫＝1.4×108J/kg，g取10N/kg）（1）牽引力做的功；（2）氫能源燃料完全燃燒放出的熱量是多少？（3）氫能源燃燒釋放的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率。5．北京2022年冬奧會(huì)成功申辦，冰雪運(yùn)動(dòng)越來越受到人們的喜愛，如圖所示是一款雪地摩托，其凈重為160kg，靜止時(shí)與地面接觸的總面積為640cm2，當(dāng)其以最大功率75kW在水平雪地上勻速直線行駛時(shí)，最高速度可達(dá)100km/h。（g＝10N/kg）（1）雪地摩托靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為多少？（2）當(dāng)該車以最大功率在水平雪地上用最高速度勻速直線行駛時(shí)，所受阻力為多少？（3）該車發(fā)動(dòng)機(jī)為一款單缸4沖程汽油機(jī)，若其效率為25%，則該車以最大功率在水平雪地上用最高速度勻速直線行駛69min，需要多少千克汽油？（汽油的熱值為q＝4.6×107J/kg）6．氫燃料電池車（如圖所示），車輛排放物是水，不產(chǎn)生任何污染物，是當(dāng)前世界新能源汽車重要的發(fā)展方向。假設(shè)某國(guó)產(chǎn)氫燃料電池車總質(zhì)量為5×103kg。在某次測(cè)試中該車勻速行駛時(shí)受到的阻力是車重的0.02倍，在0.5h內(nèi)行駛了28km的路程，消耗的氫能源為0.4kg（不考慮氫能源燃料消耗對(duì)車質(zhì)量的影響、忽略司機(jī)重），輪胎與地面的總接觸面積為0.5m2。求該測(cè)試過程中氫燃料電池車：（已知q氫＝1.4×108J/kg，g取10N/kg）（1）行駛的平均速度為多少km/h；（2）行駛時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)；（3）牽引力做的功；（4）氫能源燃燒釋放的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率。7．某款國(guó)產(chǎn)插電混動(dòng)汽車，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)既可向車輪提供動(dòng)力，又可向蓄電池充電，同時(shí)蓄電池又將部分能量通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)向車輪輸送。整車質(zhì)量（含駕駛員）為1.8t，搭載電池電量為18.75kW?h，純電行駛時(shí)效率約為80%，利用汽油發(fā)動(dòng)機(jī)行駛時(shí)熱機(jī)平均效率約為30%，在平直的公路上以72km/h的速度勻速行駛，受到的阻力為總重的k＝0.03倍。汽油熱值約為q＝4.5×107J/kg，g＝10N/kg，求此時(shí)：（1）汽車需要的牽引力；（2）以純電行駛時(shí)，假如電池從滿電到耗盡電量，可以行駛的最大路程；（3）車輛行駛（2）中相同路程，如果以汽油發(fā)動(dòng)機(jī)行駛時(shí)，需要燃燒的汽油質(zhì)量。8．新能源汽車因環(huán)保、節(jié)能、高效等優(yōu)勢(shì)，成為人們?nèi)粘Ｊ褂玫闹匾煌üぞ?。如圖是國(guó)內(nèi)某型號(hào)電動(dòng)汽車，其裝備的蓄電池的電容量為120kW?h。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的輸出功率為150kW時(shí)，電動(dòng)汽車以108km/h的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在行駛過程中電動(dòng)車所受的阻力大小保持不變（已知汽油的熱值q汽油＝4.6×107J/kg）。求：（1）行駛過程中電動(dòng)車所受的阻力大?。唬?）已知電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的效率為80%，充滿電的電動(dòng)汽車最多可以運(yùn)動(dòng)多遠(yuǎn)？（3）若將電動(dòng)車換成燃油車，燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率約為30%，則勻速行駛第（2）問中同樣的距離，燃油車需要消耗多少千克汽油？（結(jié)果保留兩位小數(shù)）9．氫燃料被公認(rèn)為是21世紀(jì)最理想的能源之一，如圖所示是某汽車制造公司生產(chǎn)的氫燃料新能源汽車，假設(shè)其滿載時(shí)所受的重力為2×104N，某次滿載后勻速直線運(yùn)行20km從A地到B地，用時(shí)20min。此過程中，該新能源汽車所受阻力是800N。（氫的熱值是1.4×108J/kg）（1）該汽車滿載時(shí)與地面的總接觸面積為800cm2，汽車對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少？（2）從A地到B地該新能源汽車牽引力所做的功是多少？（3）若此過程中，該新能源汽車消耗氫燃料0.3kg，該新能源汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是多少？10．與傳統(tǒng)汽車相比，純電動(dòng)汽車具有能量轉(zhuǎn)換效率高、近于零排放、運(yùn)行平穩(wěn)、噪聲低等優(yōu)點(diǎn)。如圖為某微型四輪純電動(dòng)汽車，該車的空載質(zhì)量為1.2t，最多承載4人，每個(gè)車輪與地面的接觸面積為250cm2，發(fā)動(dòng)機(jī)的最大輸出功率為20kW，每人按60kg計(jì)算，g取10N/kg，q油＝4.5×107J/kg，求：（1）該車載重4人時(shí)，靜止在水平路面上時(shí)對(duì)路面的壓強(qiáng)；（2）該車以最大輸出功率在平直公路上勻速行駛15km，用時(shí)12.5min，在此過程中汽車受到的阻力；（3）若該車在上述行駛過程中的能量全部由燃油來提供，燃油汽車的效率為25%，需要消耗燃油的質(zhì)量。11．氫氣﹣汽油發(fā)動(dòng)機(jī)采用氫氣和汽油兩種燃料工作，可進(jìn)行自由切換，氫氣和汽油的熱值分別取q氫氣＝1.5×108J/kg、q汽油＝4.5×107J/kg。某司機(jī)駕駛使用上述發(fā)動(dòng)機(jī)的轎車沿平直公路從甲地至乙地，甲、乙兩地相距225km，出發(fā)時(shí)油箱內(nèi)汽油的質(zhì)量25kg。設(shè)氫氣和汽油在氣缸內(nèi)均完全燃燒，轎車行駛中所受阻力恒定，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的能量全部用來驅(qū)動(dòng)轎車行駛，全程分兩個(gè)階段，如圖所示：階段一：轎車使用氫燃料從甲地出發(fā)，以25m/s的速度勻速行駛1h到達(dá)丙地，此過程中轎車牽引力的功率為20kW，在使用氫燃料的情況下，轎車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為50%。階段二：從丙地開始，由于氫氣不足，司機(jī)切換汽油為燃料，轎車仍以25m/s的速度勻速行駛，到達(dá)乙地油箱內(nèi)汽油的質(zhì)量還剩15kg。求：（1）甲、丙兩地之間距離；（2）階段一中消耗的氫燃料的質(zhì)量；（3）階段二中轎車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。12．新型混合動(dòng)力汽車具有節(jié)能、低排放等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)混合動(dòng)力汽車啟動(dòng)時(shí)，內(nèi)燃機(jī)不工作，蓄電池向車輪輸送能量，當(dāng)需要高速行駛或蓄電池電能過低時(shí)，內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)，既可以向車輪輸送能量，又可以給蓄電池充電，車速與所受阻力的關(guān)系如圖所示。在某次測(cè)試中，由內(nèi)燃機(jī)提供能量，汽車以50km/h的速度勻速行駛了0.5h，求：（1）汽車以50km/h速度勻速行駛時(shí)的牽引力；（2）測(cè)試過程中牽引力做的功；（3）若所用燃料的熱值為4.5×107J/kg，測(cè)試過程中消耗8kg燃料（假設(shè)燃料完全燃燒），則放出的總熱量是多少；（4）若該次測(cè)試中內(nèi)燃機(jī)的效率為30%，求此測(cè)試過程中蓄電池增加的電能。13．2023年12月18日，甘肅臨夏州積石山縣發(fā)生6.2級(jí)地震。一方有難八方支援。咸陽(yáng)高速交警連夜護(hù)送西安前往甘肅臨夏積石山地震災(zāi)區(qū)的救援物資車隊(duì)。一輛運(yùn)送救災(zāi)物資的6輪卡車，卡車和物資的總質(zhì)量為6t，每個(gè)車輪與地面接觸的面積為500cm2，當(dāng)它以72km/h的速度在水平路面上勻速行駛時(shí)，卡車受到的阻力為車總重的0.03倍。求：（g取10N/kg）（1）該車靜止時(shí)，對(duì)地面的壓強(qiáng)。（2）勻速行駛時(shí)卡車所受的牽引力。（3）若該卡車以柴油為燃料，該柴油機(jī)的效率為40%，則卡車勻速行駛10min：（）①卡車牽引力所做的功。②此過程中消耗柴油多少升？14．2023年9月28日德州市新能源汽車下鄉(xiāng)巡展（首站）啟動(dòng)儀式在陵城區(qū)舉行。新能源汽車采用的是電能、氫燃料等非常規(guī)的能源作為動(dòng)力來源。氫燃料具有清潔無污染、效率高等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是22世紀(jì)最理想的能源。測(cè)試員開車在一水平面上勻速行駛了10km。消耗0.3kg的氫燃料，汽車的牽引力為1260N。（q氫＝1.4×108J/kg）求：（1）質(zhì)量為0.3kg的氫燃料完全燃燒放出的熱量。（2）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力做的功。（3）該汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。15．北京冬奧會(huì)上使用的氫燃料電池汽車，是利用氫與氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能，供給電動(dòng)機(jī)而驅(qū)動(dòng)汽車行駛的，如圖所示，該類型汽車甲在平直公路上從A地出發(fā)，以72km/h的速度行駛1h到達(dá)B地，消耗0.8kg氫燃料，所產(chǎn)生電能E電的80%用于維持汽車勻速行駛，所受阻力為1000N，氫燃料的熱值為1.5×108J/kg。（1）求A、B兩地之間距離；（2）求此過程中產(chǎn)生的電能E電；（3）氫燃料電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的效率。16．氫燃料電池汽車?yán)脷渑c氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能，供給電動(dòng)機(jī)，從而驅(qū)動(dòng)汽車行駛。如圖所示，該類型汽車甲在平直公路上從A地出發(fā)，以72km/h的速度行駛1h到達(dá)B地，若氫燃料電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為75%，所產(chǎn)生電能E電的80%用于維持汽車勻速行駛，汽車行駛時(shí)所受的阻力為1000N，氫燃料的熱值為1.5×108J/kg。（1）求此過程中產(chǎn)生的電能E電。（2）求此過程中需要消耗的氫燃料的質(zhì)量。（假設(shè)氫燃料完全燃燒）（3）燃油汽車乙也在該公路上從A地出發(fā)，以72km/h的速度勻速行駛，所受阻力與甲車相同，汽油在汽缸內(nèi)完全燃燒，需要燃燒5.3kg汽油用來維持汽車勻速行駛，汽油的熱值q＝4.6×107J/kg，同樣到達(dá)B地，汽車乙發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為多少？（計(jì)算結(jié)果精確到0.1%）17．隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，代步工具也隨之更新?lián)Q代。以汽油為燃料的助動(dòng)車，因汽油燃燒不充分等原因，已逐步退出市場(chǎng)，用蓄電池供電的電動(dòng)自行車逐漸推廣。如表是某品牌電動(dòng)自行車整車技術(shù)性能的一些數(shù)據(jù)。請(qǐng)你回答下列問題：（1）以汽油為燃料的助動(dòng)車對(duì)環(huán)境會(huì)造成哪些污染？（2）如果蓄電池貯存的能量全部用于電動(dòng)自行車的行駛，當(dāng)車以6m/s的速度在水平路面上勻速行駛時(shí)，電動(dòng)自行車的電動(dòng)機(jī)功率為多大？最高車速6m/s﹣次充電持續(xù)里程50km﹣次充電貯存能量1.8×10J蓄電池電壓36V騎行噪音≤62dB二、太陽(yáng)能與電能轉(zhuǎn)換類型18．某公司設(shè)計(jì)了一款僅由太陽(yáng)能供電的實(shí)驗(yàn)電動(dòng)汽車，該車太陽(yáng)能電池板的光電轉(zhuǎn)換效率為30%，電池板產(chǎn)生的電能直接給電機(jī)供電，電機(jī)可將輸入電能的80%用來驅(qū)動(dòng)汽車行駛。如圖所示，該款汽車在平直公路上能從A地出發(fā)，以36km/h的速度勻速行駛1h到達(dá)B地，設(shè)該車在行駛中所受阻力恒為300N，車上太陽(yáng)能電池板一直穩(wěn)定供電，且電池板每平方米面積上接收的太陽(yáng)平均輻射功率為1000W，不考慮其他能量損失。求：（1）A、B兩地之間距離；（2）此過程中驅(qū)動(dòng)汽車行駛需要的電能E1；（3）該車裝配的太陽(yáng)能電池板面積大小。19．化石能源的逐漸枯竭以及使用時(shí)所帶來的環(huán)境污染問題引起人類社會(huì)的共同關(guān)注，因此開發(fā)和利用新能源成為各個(gè)國(guó)家的共同課題。如圖為全球最大太陽(yáng)能飛機(jī)“陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)”，巡航速度最高可達(dá)到200km/h，機(jī)身總重2.3t，機(jī)翼上裝有270m2的太陽(yáng)能電池板，可將20%的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能。這些電能除了可以為飛機(jī)白天飛行提供能源外，還可以在白天給600kg的鋰電池充電，以滿足夜間飛行的能源需求。電池充滿電時(shí)能量密度為0.25（kW?h）/kg。（g取10N/kg）（1）如果白天有效接收太陽(yáng)能輻射的時(shí)間為10h，太陽(yáng)每平方輻射功率為3×106J/（h?m2），那么10h可為飛機(jī)提供多少電能？（2）飛機(jī)夜間以最大巡航速度能水平飛行4.5h，飛行的路程是多少？（3）電池充滿電后有50%的電能用來克服阻力做功，飛機(jī)受到的平均阻力是多少？20．某公司正在設(shè)計(jì)一款太陽(yáng)能無人駕駛“汽車”，其設(shè)計(jì)方案中有如表一段描述：◆整車質(zhì)量為500kg，最高時(shí)速10m/s。當(dāng)該車在平直公路上以最高時(shí)速勻速行駛時(shí)，所受阻力為車重的0.02倍。◆所鋪設(shè)太陽(yáng)能電池板面積為8m2，該太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)化效率為20%，太陽(yáng)能電池可直接給電機(jī)供電，也可將產(chǎn)生的電能全部充入蓄電池中?！綦姍C(jī)可將輸入電功率的80%轉(zhuǎn)化為汽車行駛所需的機(jī)械功率。當(dāng)該車在晴好的白天以最高時(shí)速在平直公路上勻速行駛1h時(shí)，求：（1）該車所受的阻力。（2）維持該車行駛所需的機(jī)械功率。（3）若在此次行駛過程中，太陽(yáng)能電池板每平方米面積上接收的太陽(yáng)輻射平均功率為1000W，則可向蓄電池充入多少電能？21．周末，小明對(duì)太陽(yáng)能熱水器的加熱性能進(jìn)行研究，他用“溫度傳感器”測(cè)得裝滿水的水箱中水的溫度為20℃，太陽(yáng)照射一段時(shí)間t后“溫度傳感器”顯示水箱中的水溫為40℃，已知水箱容積是100L。求：（1）該過程中水吸收的熱量；[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]（2）若用液化氣灶加熱使水吸收同樣的熱量，需要燃燒多少kg液化氣？（液化氣灶的熱效率為40%，液化氣的熱值為q＝5×107J/kg）（3）該地太陽(yáng)輻射到地面單位面積上的功率為P＝2.1×103W/m2，該太陽(yáng)能熱水器的集熱面積為S＝2.5m2，熱轉(zhuǎn)化效率η＝40%（即將太陽(yáng)能的40%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能）。求太陽(yáng)光照射的時(shí)間t。22．“SmartflowerPop”是一款太陽(yáng)能電池板，它能確保與日照方向始終垂直，使其吸收的太陽(yáng)能最多。該電池板有自動(dòng)清潔裝置，使得它的工作效率比沾滿灰塵的電池板更高。白天，太陽(yáng)能電池發(fā)出的電直接供給家用電器工作，多余部分存儲(chǔ)在蓄電池中。（1）太陽(yáng)能屬于能源（選填“常規(guī)”或“新”），太陽(yáng)能電池將光能轉(zhuǎn)化為能。（2）“SmartflowerPop”晚間自動(dòng)清潔一次需要1h，此時(shí)的耗電功率為1kW，則自動(dòng)清潔一次消耗的電能為多少焦？與多少千克的焦炭完全燃燒產(chǎn)生的熱量相等。（焦炭的熱值q＝3×107J/kg）（3）若葉片面積為25m2，白天太陽(yáng)能電池接收太陽(yáng)輻射的平均功率為1000W/m2，光電轉(zhuǎn)化效率為20%．某日，白天家庭耗電的平均功率為4kW，蓄電池的充電效率為84%，晚上若將當(dāng)天存儲(chǔ)的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，可將60kg的水從20℃加熱到68℃，求當(dāng)天的日照時(shí)間為多少小時(shí)。23．隨著人們環(huán)保意識(shí)的提高，“風(fēng)光互補(bǔ)路燈”（如圖所示）得到了廣泛的應(yīng)用。它既能通過太陽(yáng)能電池板充電，又能通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)充電，為延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命，一般充電至90%左右即停止充電，放電余留20%左右即停止電能輸出。下表為某型號(hào)風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)配置方案的相關(guān)參數(shù)：（1）僅靠蓄電池供電，最多可供燈具正常發(fā)光多長(zhǎng)時(shí)間？（2）若當(dāng)?shù)靥?yáng)輻射功率（1h內(nèi)投射到1m2面積上的太陽(yáng)能）為3.0×106J/（m2?h），求太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化效率。（3）當(dāng)風(fēng)速為6m/s時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率將變?yōu)?0W。在這種風(fēng)速下，持續(xù)光照12h，蓄電池的電量由20%充到了70%。求此過程中太陽(yáng)能電池板發(fā)電的平均功率。風(fēng)力發(fā)電機(jī)太陽(yáng)能電池組件LED路燈蓄電池容量額定風(fēng)速10m/s總面積電池板1.44m2額定電壓12V400A?h額定輸出功率400W額定輸出功率180W額定功率80w24．某廠家研制出一種以蓄電池為驅(qū)動(dòng)能源的環(huán)保汽車，總質(zhì)量為2.5×103kg．該汽車蓄電池充滿電，可供汽車以某一速度勻速直線行駛150km．蓄電池提供給電動(dòng)機(jī)的工作電流為50A，工作電壓為300V，汽車受到的阻力為車重的0.04倍。（1）求汽車在勻速直線行駛時(shí)受到的牽引力．（2）蓄電池充滿電行駛時(shí)，動(dòng)力裝置對(duì)汽車做的功最大為多少？（3）若太陽(yáng)光照射到電池板上的輻射功率為1000W/m2，電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為15%，用太陽(yáng)能電池作為該環(huán)保汽車的驅(qū)動(dòng)能源，其他條件不變，求所需太陽(yáng)能電池板的最小面積．25．某科研小組研制了一輛太陽(yáng)能汽車。其車頂?shù)奶?yáng)能電池板可將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，并儲(chǔ)存在蓄電池中為車輛提供動(dòng)力，已知：太陽(yáng)能電池板平均每小時(shí)接收3.9×106J的太陽(yáng)能，每天平均有效接收太陽(yáng)能的時(shí)間為5小時(shí)；當(dāng)該車以10m/s速度勻速行駛時(shí)，太陽(yáng)能電池板每天所儲(chǔ)存的電能可維持該車行駛4min，其中儲(chǔ)存電能的80%用來克服汽車阻力所做的功，汽車所受阻力為1.3×103N．求：（1）該太陽(yáng)能電池板每天接收的太陽(yáng)能；（2）該汽車以10m/s勻速行駛4min過程中克服阻力所做的功；（3）太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能并儲(chǔ)存的效率。26．太陽(yáng)能是21世紀(jì)重點(diǎn)發(fā)展的能源之一。太陽(yáng)能汽車是利用太陽(yáng)能電池將接收到的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，再利用電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)汽車的一種新型汽車。如圖所示的是一輛太陽(yáng)能實(shí)驗(yàn)車，車上太陽(yáng)能電池接受太陽(yáng)能的面板的有效面積為S＝8m2，太陽(yáng)光照射到電池板每1m2面積上輻射功率為P0＝1KW，在晴朗的天氣，電池對(duì)著太陽(yáng)時(shí)產(chǎn)生的電壓為U＝120V，并對(duì)車上的電動(dòng)機(jī)提供I＝10A的電流，試問：（汽油的熱值取q＝5×107J/kg）（1）太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率是多少？（2）如果這輛汽車的電動(dòng)機(jī)將電能最終轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為75%，當(dāng)汽車在水平路面上勻速行駛時(shí)，受到的牽引力為150N，則汽車的行駛速度是多大？（3）汽車勻速行駛460s所消耗的電能，如果由汽油完全燃燒釋放獲得，則需要燃燒多少千克汽油？27．有一種環(huán)保汽車，以蓄電池為驅(qū)動(dòng)能源。此環(huán)保汽車運(yùn)動(dòng)時(shí)，蓄電池為車上的電動(dòng)機(jī)供電，電動(dòng)機(jī)為汽車提供動(dòng)力。某輛這種類型的環(huán)保汽車，總質(zhì)量為3×103kg．當(dāng)它在水平路面上勻速行駛時(shí)，電動(dòng)機(jī)工作電流為50A，工作電壓為300V，汽車所受阻力為車重的0.04倍。（g取10N/kg）（1）汽車電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為80%．則勻速前進(jìn)的速度多大？（2）用太陽(yáng)能電池電動(dòng)機(jī)供電。太陽(yáng)輻射的總功率為4×1026W，太陽(yáng)到地球的距離為1.5×1011m，半徑為r球的表面積約為12r2．太陽(yáng)能傳播到地面的過程中有25%的能量損耗，這種汽車太陽(yáng)電池把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化電能的效率為30%．求所需的太陽(yáng)能電池板的最小面積是多大？28．某公司設(shè)計(jì)了一款太陽(yáng)能無人駕駛汽車，其設(shè)計(jì)方案中有如表一段描述：◆整車質(zhì)量為300kg，最高時(shí)速54km/h。當(dāng)該車在平直公路上以最高時(shí)速勻速行駛時(shí)，所受阻力為車重的0.02倍?！羲佋O(shè)太陽(yáng)能電池板面積為6.5m2，該太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)化效率為20%，太陽(yáng)能電池直接給電機(jī)供電，電機(jī)將輸入電功率的90%轉(zhuǎn)化為汽車行駛所需的機(jī)械功率。（1）當(dāng)該車以最高時(shí)速在平直公路上勻速行駛時(shí)（g取10N/kg），求：①該車0.5h內(nèi)行駛的路程。②維持該車行駛所需的機(jī)械功率。（2）小強(qiáng)查找到如下數(shù)據(jù)：在晴好的夏天，當(dāng)太陽(yáng)光垂直照射時(shí)，太陽(yáng)能電池板每平方米面積上接收的太陽(yáng)輻射功率為700W。請(qǐng)通過計(jì)算說明該車的設(shè)計(jì)方案是否合理。29．“陽(yáng)光動(dòng)力號(hào)”是瑞士制造的能24小時(shí)不間斷飛行的太陽(yáng)能飛機(jī)，由輸出總功率為10kW的電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，電動(dòng)機(jī)將80%的電能轉(zhuǎn)化為飛行所需的機(jī)械能。飛機(jī)依靠安裝在機(jī)翼上的兩組太陽(yáng)能電池板提供能源。電池板組①在白天為飛行提供動(dòng)力；電池板組②在白天為機(jī)上的鋰電池充電，充電效率為25%，鋰電池在晚上將化學(xué)能全部轉(zhuǎn)為電能，為飛行提供動(dòng)力，使飛機(jī)擁有足夠動(dòng)力完成夜間飛行。某次測(cè)試飛行，白天和晚上各連續(xù)飛行10小時(shí)，飛行平均速度為70km/h。求：（1）測(cè)試飛行通過的路程；（2）測(cè)試飛行中電動(dòng)機(jī)提供的機(jī)械能；（3）小強(qiáng)查找到如下數(shù)據(jù)：在晴好的白天，當(dāng)陽(yáng)光垂直照射時(shí)，太陽(yáng)能電池板每平方米面積上接收的太陽(yáng)輻射功率為1000W，太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)電能的效率為25%。請(qǐng)計(jì)算飛機(jī)太陽(yáng)能電池板的最小總面積。三、燃料、電能混合類型30．氫能源動(dòng)力汽車工作原理如圖所示，利用氫氣在燃料電池中與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能，并輸送給驅(qū)動(dòng)電機(jī)，使汽車獲得動(dòng)力。相關(guān)參數(shù)如下描述。整車質(zhì)量為1.5t，最高時(shí)速為108km/h。當(dāng)該車在平直公路上以最高時(shí)速勻速直線行駛時(shí)，所受阻力為車重的0.02倍。1kg氫在燃料電池中反應(yīng)釋放出1.4×108J的能量，其中70%轉(zhuǎn)化為電能，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)化效率為90%。（1）當(dāng)該車在平直公路上以最高時(shí)速勻速直線行駛時(shí)，g取10N/kg。求：①該車行駛540km所需時(shí)間；②該車行駛時(shí)牽引力的功率。（2）小明在調(diào)查活動(dòng)中發(fā)現(xiàn)一條銷售廣告：“1千克氫可以行駛100千米”，請(qǐng)你通過計(jì)算對(duì)該條銷售廣告做評(píng)價(jià)。31．甲醇燃料電池汽車是利用甲醇和氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能供給電動(dòng)機(jī)從而驅(qū)動(dòng)汽車行駛的。在某次測(cè)試中該類型汽車甲沿平直公路以90km/h的速度勻速行駛1h，此過程中消耗甲醇10kg，所產(chǎn)生的電能E甲的90%用來維持汽車勻速行駛。已知汽車勻速行駛時(shí)所受阻力為1000N，加注1kg甲醇需2.5元。求：（1）在測(cè)試過程中該汽車行駛的路程s。（2）在測(cè)試過程中由化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的電能E電。（3）另一輛純電汽車乙也參與測(cè)試，在平直公路上以90km/h的速度勻速行駛，所受阻力與甲車相同，此過程中電池釋放電能的90%用于汽車勻速行駛。已知某充電站充電單價(jià)為1元/kW?h，且充電效率為80%，則在與甲車花費(fèi)相同燃料費(fèi)用的情況下，甲、乙兩車誰(shuí)行駛的距離遠(yuǎn)。32．北京冬奧會(huì)上使用的氫燃料電池汽車，是利用氫與氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能，供給電動(dòng)機(jī)而驅(qū)動(dòng)汽車行駛的。如圖所示，該類型汽車甲在平直公路上從A地出發(fā)，以90km/h的速度行駛1h到達(dá)B地，消耗0.8kg氫燃料，所產(chǎn)生電能E電的90%用于維持汽車勻速行駛，所受阻力為1000N。（1）求此過程中產(chǎn)生的電能E電；（2）燃油汽車乙也在該公路上從A地出發(fā)，以90km/h的速度勻速行駛，所受阻力與甲車相同，汽油在氣缸內(nèi)完全燃燒，且燃燒所釋放熱量的30%用來維持汽車勻速行駛，汽油熱值取q＝5×107J/kg。同樣到達(dá)B地，需要多少千克汽油？33．北京冬奧會(huì)上使用的氫燃料電池汽車，是利用氫與氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能，供給電動(dòng)機(jī)而驅(qū)動(dòng)汽車行駛的。如圖所示，該類型汽車甲在平直公路上從A地出發(fā)，以90km/h的速度行駛lh到達(dá)B地，消耗0.8kg氫燃料，所產(chǎn)生電能E電的80%用于維持汽車勻速行駛，所受阻力為1000N。已知每加注1kg氫燃料所需的費(fèi)用為30元。（1）該車行駛時(shí)車上某些零件會(huì)發(fā)熱，需要用水為其冷卻。水作為冷卻劑是利用了水的較大的特點(diǎn)，若該車水箱里有5kg、初溫為15℃的水，到達(dá)B地時(shí)水溫為75℃，求水吸收的熱量Q吸；（2）求此過程中產(chǎn)生的電能E電；（3）有另一輛燃油汽車乙也在該公路上從A地出發(fā)，以90km/h的速度勻速行駛，所受阻力與甲車相同，燃油在汽缸內(nèi)完全燃燒，且燃燒所釋放熱量的30%用來維持汽車勻速行駛，燃油熱值取q＝5×107J/kg。已知每加注1kg燃油所需的費(fèi)用為12元，則在與甲車花費(fèi)相同燃料費(fèi)用的情況下：①求乙車消耗的燃油完全燃燒所放出的熱量；②請(qǐng)通過計(jì)算判斷乙車能否到達(dá)B地。34．電動(dòng)汽車作為新型交通工具，它具有節(jié)能、環(huán)保的特點(diǎn)。某型號(hào)電動(dòng)汽車由鋰電池供電，電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。該電動(dòng)汽車有兩種駕駛模式，不同駕駛模式的“耗電指數(shù)”不同，“耗電指數(shù)”的單位是“Wh/km”，例“100Wh/km”，其含義是：“每千米的路程，汽車消耗0.1kW?h的電能”，具體數(shù)據(jù)如表所示。駕駛模式最大速度v（km/h）耗電指數(shù)（Wh/km）最大速度時(shí)汽車牽引力（N）經(jīng)濟(jì)模式90100288運(yùn)動(dòng)模式120130未知如圖，該電動(dòng)汽車在平直公路上從A點(diǎn)駛往B點(diǎn)，C是充電站。已知，BC之間距離是120km；汽車的電池容量是50kW?h，在A點(diǎn)出發(fā)時(shí)電池顯示電量剩余30%，然后以“經(jīng)濟(jì)模式”最大速度勻速行駛至C點(diǎn)時(shí)，電池電量耗盡.汽車在充電站充電，充電樁的充電功率是30kW，忽略充電時(shí)的能量損耗。請(qǐng)根據(jù)題中信息完成下列問題：（1）求AC之間的距離；（2）求“經(jīng)濟(jì)模式”行駛時(shí)，汽車的效率；（3）從到達(dá)充電站充電開始計(jì)時(shí)，為了能盡快從C點(diǎn)行駛至B點(diǎn)，你會(huì)采用哪種駕駛模式？試通過計(jì)算說明理由。（提示：比較兩種模式充電和行駛的總時(shí)間；不考慮汽車在途中加速或減速的時(shí)間。）四、儲(chǔ)能類型35．如圖是正在充電的某款智能電動(dòng)汽車，衡量電池性能的一個(gè)重要參數(shù)是能量密度，電池能量密度指的是電池平均單位質(zhì)量所釋放出的電能。電池儲(chǔ)能效率是指電池儲(chǔ)存起來的電能與輸入能量的比。電池輸出的電能有80%用于維持車輛行駛，并在剩余10%時(shí)啟動(dòng)系統(tǒng)低電量保護(hù)而無法行駛。該款電動(dòng)汽車的部分參數(shù)如表1；若某次楚杭駕駛該車在高速公路行駛，時(shí)刻儀表盤顯示：輸出P＝10kW，速度v＝100km/h，剩余電量60%。（1）該款智能電動(dòng)汽車配備的電池質(zhì)量是多少？（2）該款智能電動(dòng)汽車在該路段行駛時(shí)的阻力為多少？（3）若此地距目的地還有250km，前方距此50km左右有1個(gè)可以充電的服務(wù)區(qū)，楚杭是否需要在前方服務(wù)區(qū)充電？（4）表2為服務(wù)區(qū)充電樁及銘牌上的部分參數(shù)，充電樁把交流電轉(zhuǎn)換為直流電給智能電動(dòng)汽車充電。從剩余10%電池容量到充電至90%電池容量，在額定狀態(tài)下需要多長(zhǎng)時(shí)間？表1整車質(zhì)量1500kg電池儲(chǔ)能效率60%電池容量60kW?h電池能量密度0.15kW?h/kg表2×××落地式充電樁額定輸入電壓：220V交流額定輸出電壓：500V直流額定輸入電流：100A交流額定輸出電流：40A直流防護(hù)等級(jí)：IPS4使用環(huán)境：室外36．如圖1是正在充電的某款智能電動(dòng)汽車，衡量電池性能的一個(gè)重要參數(shù)是能量密度，電池能量密度指的是電池平均單位質(zhì)量所釋放出的電能。許多新能源車都有動(dòng)能回收裝置，儲(chǔ)能效率是指汽車關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)開啟儲(chǔ)能裝置，通過發(fā)電機(jī)將減少的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率。電池輸出的電能有80%用于維持車輛行駛，并在剩余10%時(shí)啟動(dòng)系統(tǒng)低電量保護(hù)，而無法行駛。該款電動(dòng)汽車的部分參數(shù)如下表：整車質(zhì)量1500kg儲(chǔ)能效率60%電池容量60kW?h電池能量密度0.15kW?h/kg若某次小張駕駛該車在高速公里行駛，時(shí)刻儀表盤顯示：輸出P＝10kW，速度v＝100km/h，剩余電量60%。（1）該款智能電動(dòng)汽車配備的電池質(zhì)量是多少？（2）該車在該路段行駛時(shí)的阻力為多少？（3）若此地距目的地還有250km，前方距此50km左右有1個(gè)可以充電的服務(wù)區(qū)，小張是否需要在前方服務(wù)區(qū)充電？（4）如果先讓汽車以一定速度勻速直線行駛，然后關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，分別測(cè)出開啟和關(guān)閉發(fā)電機(jī)兩種情況下，汽車通過的路程s與勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能Ek，作出Ek﹣s圖象（如圖2），若此過程中汽車受到的阻力為車重（人的重力忽略不計(jì)）的0.02，試計(jì)算在開啟發(fā)電機(jī)的測(cè)試中，電池中最多可增加的能量。37．為節(jié)約能源，某型號(hào)汽車在關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后，通過小型發(fā)電機(jī)將減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存在蓄電池中。表中所示是該型號(hào)汽車的部分技術(shù)參數(shù)，其中儲(chǔ)能效率是指汽車正常行駛時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，直至汽車停止的過程中，通過發(fā)電機(jī)將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率，耗油量是指汽車正常行駛100km消耗燃油的體積。測(cè)試中，先讓汽車正常行駛，然后關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，分別測(cè)出開啟和關(guān)閉發(fā)電機(jī)兩種情況下，汽車通過的路程s與對(duì)應(yīng)的速度大小v計(jì)算出動(dòng)能Ek，作出Ek隨s變化的圖象，如圖所示?！痢列推嚳傎|(zhì)量（kg）1200儲(chǔ)能效率（%）60耗油量（L/100km）10（1）發(fā)電機(jī)發(fā)電過程中，動(dòng)能除了轉(zhuǎn)化為電能外，由于發(fā)電機(jī)的線圈會(huì)發(fā)熱導(dǎo)致溫度升高，因此還有部分能量轉(zhuǎn)化為能。（2）計(jì)算出汽車正常行駛100km，消耗燃油的質(zhì)量為多少kg，完全燃燒這些燃油產(chǎn)生的熱量為3.22×108J，求燃油的熱值為多少J/L。（已知燃油的密度為0.7×103kg/m3）（3）測(cè)試時(shí)，汽車在大小為800N的牽引力作用下，以25m/s的速度正常行駛1000m。此過程中，下列說法正確的是。A.汽車受到的阻力為1.2×104NB.汽車行駛的時(shí)間為20sC.汽車牽引力做的功為3.2×108JD.汽車牽引力的功率為20kW（4）由圖象可知，表示開啟發(fā)電機(jī)進(jìn)行測(cè)試的圖線是（填“①”或“②”），判斷的依據(jù)是：開啟發(fā)電機(jī)后，有一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能；而關(guān)閉發(fā)電機(jī)后，動(dòng)能全部用于，因此（選填“開啟”或“關(guān)閉”）發(fā)電機(jī)時(shí)運(yùn)動(dòng)的路程會(huì)較長(zhǎng)。（5）若汽車正常行駛時(shí)的動(dòng)能EK0＝3.75×105J，某時(shí)刻關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，同時(shí)發(fā)電機(jī)開始工作，最終有多少J的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。38．如圖，某電動(dòng)卡車將礦石從A處勻速運(yùn)到B處，再勻速運(yùn)到C處，速度均為2.5m/s，卡車和礦石總質(zhì)量1500kg，從A到B的過程中，卡車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)為蓄電池充電，卡車和礦石的重力勢(shì)能減少量為4.5×107J，其中30%轉(zhuǎn)化為蓄電池增加的電能；由B到C的過程中，卡車受到的摩擦阻力為卡車和礦石總重的0.2倍，蓄電池減少的電能中只有80%用于驅(qū)動(dòng)汽車行駛，g取10N/kg。（1）由A到B的過程中，求蓄電池增加的電能；（2）由B到C的過程中，求卡車牽引力做功的功率；（3）若C處與A處蓄電池電量顯示數(shù)值相等，求BC段路程。39．如圖所示，是倫敦設(shè)計(jì)與創(chuàng)新組織Deciwatt發(fā)明的一種靠重力發(fā)電的重力燈。使用時(shí)，將200N的重物掛在距地面2m高的繩端，松手后，在0.5h內(nèi)重物通過減速器勻速下落帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，燈正常發(fā)光。重物下落過程中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的效率是80%，其中一部分電能直接為規(guī)格“1.5V，0.15W”的LED燈正常工作供電，另一部分電能全部給內(nèi)置的鋰離子電池充電，充電效率為90%．重物落地后，鋰離子電池將儲(chǔ)備的90%能量釋放，繼續(xù)為L(zhǎng)ED燈正常工作供電。（1）重力燈的主要部件是發(fā)電機(jī)，其工作原理是。（2）重物下落過程中，可以獲得多少電能？（3）重物下落一次，LED燈能正常工作多少分鐘？（4）若將150N的重物掛在距地面2m高的繩端，重物仍在0.5h內(nèi)勻速下落帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，LED燈（選填“能”、“不能”）正常工作，用計(jì)算得出的有效數(shù)據(jù)說明你的判斷。40．共享單車是方便群眾出行的公共自行車，如圖所示。有人提出共享單車沒有照明燈，晚上騎車不安全，小明想給共享單車安裝自動(dòng)的動(dòng)力充電裝置，假設(shè)人騎車的平均功率為80W，騎車時(shí)對(duì)車做功的20%用來充電，其充電效率為40%。（1）如果人騎車時(shí)的平均速度為5m/s，求騎車時(shí)受到的平均阻力是多少？（2）如果白天以5m/s的速度騎車2km可以給蓄電池充多少電能？（3）如果晚上仍以相同的速度騎車1km，讓額定功率為8W的LED燈泡正常發(fā)光照明，此車白天至少需騎多少時(shí)間？41．某電動(dòng)公交車的部分?jǐn)?shù)據(jù)如表所示，當(dāng)該車電池儲(chǔ)存的能量降低到充滿電時(shí)的10%以下時(shí)，電池就進(jìn)入斷電保護(hù)狀態(tài)，需要再次充電才能使用。整備質(zhì)量（空車質(zhì)量）13200kg單次充電續(xù)航里程S（36km/h勻速行駛）1.8×105m單次充電電池蓄能E100kW?h（1）該公交車在單次充電續(xù)航里程中，若消耗的電能都用于水平行駛做功，則該車行駛時(shí)受到的阻力F多大？（2）該公交車的運(yùn)行線路均可視為水平路面，經(jīng)測(cè)算以36km/h勻速行駛，運(yùn)行1趟全程20km，因停靠站點(diǎn)和紅燈共剎車40次，在剎車時(shí)，可以將10%的動(dòng)能（即1×104J的動(dòng)能）回收并儲(chǔ)存到電池中。則該車充滿一次電最多能跑幾趟該公交線路？（從始發(fā)站到終點(diǎn)站算1趟，返回算第2趟）。（3）你認(rèn)為實(shí)際情況下，該車在此公交線路上連續(xù)可行駛路程比第（2）問的計(jì)算結(jié)果更大還是更?。空?qǐng)說明你的理由。42．某電動(dòng)公交充滿電后儲(chǔ)存的電能E1＝4×108J，此車配備了能量回收裝置，在剎車過程中，可將動(dòng)能減少量的三分之二回收為電能儲(chǔ)存在電池中，此車在平直公路上的甲、乙兩站間運(yùn)營(yíng)時(shí)，需經(jīng)歷以下三個(gè)階段。階段一：由靜止加速運(yùn)動(dòng)，直至速度達(dá)到36km/h，此時(shí)車的動(dòng)能為E2＝1.5×106J，該動(dòng)能由電池消耗電能（E3）的75%轉(zhuǎn)化而來。階段二：以36km/h的速度勻速行駛4min，智能監(jiān)測(cè)裝置顯示階段二的耗電量為E1的2%，此過程中電池消耗電能的60%用于維持公交車勻速行駛。階段三：在即將到站前開始剎車，最后停在站臺(tái)。（1）求公交車在加速行駛的過程中電池消耗的電能E3。（2）求公交車在勻速行駛時(shí)所受到的阻力f。（3）該車充滿一次電后，若僅在甲、乙兩地間往返運(yùn)營(yíng)一次，則剩余的電能為多少。43．“超級(jí)電容”電動(dòng)公交車?yán)贸?jí)電容替代電池儲(chǔ)存電能，僅需在起始站和終點(diǎn)站充電數(shù)分鐘就能完成一次運(yùn)營(yíng)。在平直公路上某次運(yùn)營(yíng)過程簡(jiǎn)化為圖示三個(gè)階段：階段一：公交車充滿電后，從起始站加速運(yùn)動(dòng)至A處時(shí)速度達(dá)到54km/h，此階段電容釋放的電能為E1＝1.5×106J，其中80%轉(zhuǎn)化為車的動(dòng)能。階段二：公交車從A處開始以54km/h的速度勻速行駛100s后到達(dá)B處，此階段電容釋放電能的90%用于維持公交車勻速行駛。公交車勻速行駛時(shí)所受阻力為3000N。階段三：公交車從B處開始剎車，最后停在終點(diǎn)站。（1）求公交車運(yùn)動(dòng)至A處時(shí)的動(dòng)能E2。（2）在公交車勻速行駛的過程中，求電容釋放的電能E3。（3）在進(jìn)站剎車過程中，若公交車可將動(dòng)能減少量的75%回收為電能儲(chǔ)存在電容中。①求進(jìn)站剎車過程中回收的電能E4。②到達(dá)終點(diǎn)站后，要將電容充滿電，求需要充入的電能E5。參考答案與試題解析一．試題（共43小題）1．如圖所示，“福建艦”是我國(guó)完全自主設(shè)計(jì)建造的首艘彈射型航空母艦，采用平直通長(zhǎng)飛行甲板，配置電磁彈射和阻攔裝置，可搭載36架殲﹣15艦載機(jī)。某次彈射艦載機(jī)時(shí)，電磁彈射裝置釋放1.2×108J能量，使艦載機(jī)2s內(nèi)通過80m的彈射軌道完成起飛，彈射裝置給艦載機(jī)的平均推力是9×105N，燃油熱值為5.0×107J/kg。求：（1）艦載機(jī)彈射起飛前的平均速度；（2）此次電磁彈射裝置釋放的能量，相當(dāng)于多少燃油完全燃燒釋放的能量；（3）電磁彈射裝置的工作效率?！痉治觥浚?）根據(jù)v＝求出艦載機(jī)彈射起飛前的平均速度；（2）根據(jù)W總＝Q放＝mq求出燃油的質(zhì)量；（3）根據(jù)W＝Fs求出推力做的功，利用η＝×100%求出電磁彈射裝置的工作效率。【解答】解：（1）艦載機(jī)彈射起飛前的平均速度為：v＝＝＝40m/s；（2）某次彈射艦載機(jī)時(shí)，電磁彈射裝置釋放1.2×108J能量，根據(jù)W總＝Q放＝mq可知，燃油的質(zhì)量為：m＝＝＝2.4kg；（3）彈射裝置給艦載機(jī)的平均推力是9×105N，則推力做的功為：W＝Fs＝9×105N×80m＝7.2×107J電磁彈射裝置的工作效率為：η＝×100%＝×100%＝60%。答：（1）艦載機(jī)彈射起飛前的平均速度為40m/s；（2）此次電磁彈射裝置釋放的能量，相當(dāng)于2.4kg燃油完全燃燒釋放的能量；（3）電磁彈射裝置的工作效率為60%?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了速度公式、做功公式、燃料完全燃燒放熱公式和效率公式的計(jì)算，因條件已給出，難度不大。2．科學(xué)家正在研制一種用水作燃料的“零排放汽車”，其工作原理是：水和硼反應(yīng)產(chǎn)生氫，氫再進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)燃燒或裝入燃料電池發(fā)電；后續(xù)反應(yīng)產(chǎn)生的水又被收集，唯一副產(chǎn)品“氧化硼”還可以再轉(zhuǎn)變成硼并循環(huán)利用。（g＝10N/kg）（1）據(jù)科學(xué)家計(jì)算，一輛汽車一次裝載18kg硼和45L水，反應(yīng)放出的能量與30kg汽油相當(dāng)（汽油的熱值為4.6×107J/kg），30kg汽油完全燃燒放出的能量是多少J？（2）如果該車以108km/h的速度在水平路面上勻速行駛，反應(yīng)放出的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為80%，該車的質(zhì)量是1.6t，車受到的阻力是車重的10%。則該車發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率是多大？（3）加一次硼和水可以供車行駛多少km？【分析】（1）已知汽油的質(zhì)量和熱值，根據(jù)Q放＝mq求出30kg汽油完全燃燒放出的熱量；（2）因?yàn)槠噭蛩傩旭偅云囁艿淖枇εc牽引力是一對(duì)平衡力，由二力平衡條件可得出牽引力大小，根據(jù)P＝Fv計(jì)算功率；（3）根據(jù)汽車的效率求出加一次硼和水轉(zhuǎn)化的機(jī)械能，根據(jù)W＝Fs計(jì)算行駛路程。【解答】解：（1）30kg汽油完全燃燒時(shí)放出的熱量：Q放＝mq＝30kg×4.6×107J/kg＝1.38×109J；（2）汽車受到的重力：G＝mg＝1.6×103kg×10N/kg＝1.6×104N；汽車受到的阻力：f＝0.1G＝0.1×1.6×104N＝1.6×103N；因?yàn)槠噭蛩傩旭偅誀恳Φ扔谧枇Γ篎＝f＝1.6×103N；汽車的速度：v＝108km/h＝108×m/s＝30m/s由P＝＝＝Fv得，汽車的功率：P＝Fv＝1.6×103N×30m/s＝4.8×104W；（3）由η＝得，加一次硼和水汽車發(fā)動(dòng)機(jī)做功：W＝ηQ放＝80%×1.38×109J＝1.104×109J；由W＝Fs得，汽車行駛路程：s＝＝＝6.9×105m＝690km。答：（1）若汽油完全燃燒，那么放出的熱量是1.38×109J；（2）該車發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率是4.8×104W；（3）加一次硼和水可以供車行駛690千米。【點(diǎn)評(píng)】本題考查燃料燃燒放熱公式、效率公式功和功率公式的運(yùn)用，熟練掌握相應(yīng)公式并能靈活運(yùn)用是解題的關(guān)鍵。3．氫能源具有來源廣、無污染等優(yōu)點(diǎn)，已知：c水＝4.2×103J/（kg?℃），q液態(tài)氫＝1.4×108J/kg，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。（1）求完全燃燒0.5kg液態(tài)氫燃料最多能將多少kg初溫為20℃的水加熱至沸騰？（2）氫能源汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)將液態(tài)氫轉(zhuǎn)化為氫氣在氣缸中燃燒。某次測(cè)試中，一輛氫能源汽車以70kW的功率勻速行駛0.5h，消耗了2kg燃料，求該發(fā)動(dòng)機(jī)的效率?！痉治觥浚?）根據(jù)Q＝mq計(jì)算0.5kg液態(tài)氫完全燃燒釋放的熱量，根據(jù)比熱容公式的變形計(jì)算水的質(zhì)量；（2）根據(jù)W＝Pt計(jì)算氫能源車所做的功，根據(jù)Q＝mq計(jì)算2kg液態(tài)氫完全燃燒釋放的熱量，根據(jù)機(jī)械效率公式計(jì)算該發(fā)動(dòng)機(jī)的效率?！窘獯稹拷猓海?）0.5kg液態(tài)氫完全燃燒釋放的熱量：Q放＝mq液態(tài)氫＝0.5kg×1.4×108J/kg＝7×107J一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)為100℃水的質(zhì)量為：；（2）氫能源車所做的功為：W＝Pt＝70000W×0.5×3600s＝1.26×108J2kg燃料完全燃燒釋放的熱量：Q′＝m′q液態(tài)氫＝2kg×1.4×108J/kg＝2.8×108J該發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為：。答：（1）這些燃料完全燃燒最多能將208.3kg初溫為20℃的水加熱至沸騰；（2）該發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為45%?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了學(xué)生對(duì)燃燒放熱公式、比熱容公式、效率公式的掌握和運(yùn)用，綜合性強(qiáng)。4．2022年北京冬奧會(huì)示范運(yùn)營(yíng)1000多輛氫燃料電池車（如圖所示），該車排放物是水，不產(chǎn)生任何污染物，是當(dāng)前世界新能源汽車重要的發(fā)展方向。假設(shè)我國(guó)產(chǎn)氫燃料電池車總質(zhì)量為5×103kg。在某次測(cè)試中該車勻速行駛時(shí)受到的阻力是1000N，勻速行駛了28km的路程，消耗的氫能源為0.4kg。求該測(cè)試過程中氫燃料電池車：（已知q氫＝1.4×108J/kg，g取10N/kg）（1）牽引力做的功；（2）氫能源燃料完全燃燒放出的熱量是多少？（3）氫能源燃燒釋放的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率?！痉治觥浚?）根據(jù)二力平衡條件求出氫燃料電池車的牽引力，根據(jù)W＝Fs求出牽引力做的功；（2）根據(jù)Q放＝mq求出氫燃料完全燃燒放出的熱量；（3）根據(jù)η＝×100%求出氫能源燃燒釋放的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率?！窘獯稹拷猓海?）因?yàn)闅淙剂想姵剀噭蛩傩旭倳r(shí)的牽引力和受到的阻力是一對(duì)平衡力所以氫燃料電池車勻速行駛時(shí)的牽引力：F＝f＝1000N牽引力做的功：W＝Fs＝1000N×28×103m＝2.8×107J；（2）氫燃料完全燃燒放出的熱量：Q放＝m氫q氫＝0.4kg×1.4×108J/kg＝5.6×107J；（3）氫能源燃燒釋放的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率：η＝×100%＝×100%＝50%。答：（1）牽引力做的功為2.8×107J；（2）氫能源燃料完全燃燒放出的熱量是5.6×107J；（3）氫能源燃燒釋放的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為50%?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查功、熱值、效率公式和二力平衡條件的應(yīng)用，熟練運(yùn)用公式即可正確解題5．北京2022年冬奧會(huì)成功申辦，冰雪運(yùn)動(dòng)越來越受到人們的喜愛，如圖所示是一款雪地摩托，其凈重為160kg，靜止時(shí)與地面接觸的總面積為640cm2，當(dāng)其以最大功率75kW在水平雪地上勻速直線行駛時(shí)，最高速度可達(dá)100km/h。（g＝10N/kg）（1）雪地摩托靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為多少？（2）當(dāng)該車以最大功率在水平雪地上用最高速度勻速直線行駛時(shí)，所受阻力為多少？（3）該車發(fā)動(dòng)機(jī)為一款單缸4沖程汽油機(jī)，若其效率為25%，則該車以最大功率在水平雪地上用最高速度勻速直線行駛69min，需要多少千克汽油？（汽油的熱值為q＝4.6×107J/kg）【分析】（1）利用G＝mg求出摩托的重力，雪地摩托靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓力等于重力，又知受力面積，利用p＝求解壓強(qiáng)；（2）當(dāng)該車以最大功率在水平雪地上用最高速度勻速直線行駛時(shí)，所受阻力與牽引力是一對(duì)平衡力，大小相等，利用P＝＝＝Fv求解即可；（3）利用P＝求出汽油該車以最大功率在水平雪地上用最高速度勻速直線行駛69min所做的功，然后利用η＝求出汽油完全燃燒放出的熱量，再利用Q放＝mq求解汽油的質(zhì)量。【解答】解：（1）雪地摩托靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓力：F＝G＝mg＝160kg×10N/kg＝1600N雪地摩托靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)：p＝＝＝2.5×104Pa；（2）雪地摩托的速度v＝100km/h＝100×m/s＝m/s根據(jù)P＝＝＝Fv可得，該車以最大功率在水平雪地上用最高速度勻速直線行駛時(shí)，所受阻力：f＝F牽＝＝＝2700N；（3）根據(jù)P＝可得，該車以最大功率在水平雪地上用最高速度勻速直線行駛69min所做的功：W＝Pt′＝75×103W×69×60s＝3.105×108J根據(jù)η＝可得，汽油完全燃燒放出的熱量：Q放＝＝＝1.242×109J根據(jù)Q放＝mq可得，汽油的質(zhì)量：m汽油＝＝＝27kg。答：（1）雪地摩托靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為2.5×104Pa；（2）當(dāng)該車以最大功率在水平雪地上用最高速度勻速直線行駛時(shí)，所受阻力為2700N；（3）該車發(fā)動(dòng)機(jī)為一款單缸4沖程汽油機(jī)，若其效率為25%，則該車以最大功率在水平雪地上用最高速度勻速直線行駛69min，需要27kg汽油。【點(diǎn)評(píng)】此題考查壓強(qiáng)大小的計(jì)算、二力平衡條件的應(yīng)用、燃料的熱值，是一道力學(xué)和熱學(xué)綜合題，關(guān)鍵是重力、壓強(qiáng)公式，功率及其推導(dǎo)公式，效率公式，放熱公式等的靈活運(yùn)用，此外還要知道雪地摩托靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓力等于重力，當(dāng)該車在水平雪地上勻速直線行駛時(shí)，所受阻力與牽引力是一對(duì)平衡力。6．氫燃料電池車（如圖所示），車輛排放物是水，不產(chǎn)生任何污染物，是當(dāng)前世界新能源汽車重要的發(fā)展方向。假設(shè)某國(guó)產(chǎn)氫燃料電池車總質(zhì)量為5×103kg。在某次測(cè)試中該車勻速行駛時(shí)受到的阻力是車重的0.02倍，在0.5h內(nèi)行駛了28km的路程，消耗的氫能源為0.4kg（不考慮氫能源燃料消耗對(duì)車質(zhì)量的影響、忽略司機(jī)重），輪胎與地面的總接觸面積為0.5m2。求該測(cè)試過程中氫燃料電池車：（已知q氫＝1.4×108J/kg，g取10N/kg）（1）行駛的平均速度為多少km/h；（2）行駛時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)；（3）牽引力做的功；（4）氫能源燃燒釋放的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率。【分析】（1）根據(jù)v＝求出測(cè)試過程中氫燃料電池車的平均速度；（2）根據(jù)G＝mg求氫燃料電池車的總重力，利用壓強(qiáng)計(jì)算公式求得行駛時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)；（3）根據(jù)f＝0.02G計(jì)算出氫燃料電池車勻速行駛時(shí)受到的阻力，根據(jù)二力平衡條件求出氫燃料電池車的牽引力，根據(jù)W＝Fs求出牽引力做的功；（4）根據(jù)Q放＝mq求出氫燃料完全燃燒放出的熱量，根據(jù)η＝×100%求出氫能源燃燒釋放的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率。【解答】解：（1）測(cè)試過程中氫燃料電池車的平均速度：＝＝＝56km/h；（2）氫燃料電池車的總重力：G＝mg＝5×103kg×10N/kg＝5×104N行駛時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)：p＝＝1×105Pa；（3）氫燃料電池車勻速行駛時(shí)受到的阻力：f＝0.02G＝0.02×5×104N＝1×103N因?yàn)闅淙剂想姵剀噭蛩傩旭倳r(shí)的牽引力和受到的阻力是一對(duì)平衡力所以氫燃料電池車勻速行駛時(shí)的牽引力：F＝f＝1×103N牽引力做的功：W＝Fs＝1×103N×28×103m＝2.8×107J；（4）氫燃料完全燃燒放出的熱量：Q放＝m氫q氫＝0.4kg×1.4×108J/kg＝5.6×107J則氫能源燃燒釋放的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率：η＝×100%＝×100%＝50%。答：（1）行駛的平均速度為56km/h；（2）行駛時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)1×105Pa；（3）牽引力做的功為2.8×107J；（4）氫能源燃燒釋放的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為50%。【點(diǎn)評(píng)】本題考查平均速度、重力、功、熱值、效率公式和二力平衡條件的應(yīng)用，熟練運(yùn)用公式即可正確解題。7．某款國(guó)產(chǎn)插電混動(dòng)汽車，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)既可向車輪提供動(dòng)力，又可向蓄電池充電，同時(shí)蓄電池又將部分能量通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)向車輪輸送。整車質(zhì)量（含駕駛員）為1.8t，搭載電池電量為18.75kW?h，純電行駛時(shí)效率約為80%，利用汽油發(fā)動(dòng)機(jī)行駛時(shí)熱機(jī)平均效率約為30%，在平直的公路上以72km/h的速度勻速行駛，受到的阻力為總重的k＝0.03倍。汽油熱值約為q＝4.5×107J/kg，g＝10N/kg，求此時(shí)：（1）汽車需要的牽引力；（2）以純電行駛時(shí)，假如電池從滿電到耗盡電量，可以行駛的最大路程；（3）車輛行駛（2）中相同路程，如果以汽油發(fā)動(dòng)機(jī)行駛時(shí)，需要燃燒的汽油質(zhì)量。【分析】（1）汽車勻速行駛時(shí)，受力平衡，牽引力等于阻力，據(jù)此計(jì)算牽引力；（2）根據(jù)純電的效率求出有用功，根據(jù)W＝Fs求出行駛的路程；（3）根據(jù)效率公式η＝求出汽車消耗的能量，根據(jù)Q＝mq得到燃燒汽油的質(zhì)量?！窘獯稹拷猓海?）汽車勻速行駛時(shí)，牽引力等于阻力，則牽引力為：F＝f＝kG＝0.03mg＝0.03×1.8×103kg×10N/kg＝540N；（2）電池從滿電到耗盡電量消耗的能量為：W＝18.75kw?h＝18.75×3.6×106J＝6.75×107J做的有用功為：W有＝W×80%＝6.75×107×80%＝5.4×107J行駛的路程為：s＝＝＝105m＝100km；（3）汽車行駛100km，如果以汽油發(fā)動(dòng)機(jī)行駛需要消耗的能量：Q＝＝＝1.8×108J需要燃燒的汽油質(zhì)量：m＝＝＝4kg。答：（1）汽車需要的牽引力是540N；（2）汽車以純電行駛從滿電到耗盡電量可以行駛的最大路程是100km；（3）汽車以汽油發(fā)動(dòng)機(jī)行駛（2）中相同路程時(shí)，需要燃燒的汽油質(zhì)量是4kg。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了平衡力、功和能的知識(shí)。要求學(xué)生能夠根據(jù)所學(xué)的知識(shí)解決實(shí)際當(dāng)中的問題。8．新能源汽車因環(huán)保、節(jié)能、高效等優(yōu)勢(shì)，成為人們?nèi)粘Ｊ褂玫闹匾煌üぞ?。如圖是國(guó)內(nèi)某型號(hào)電動(dòng)汽車，其裝備的蓄電池的電容量為120kW?h。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的輸出功率為150kW時(shí)，電動(dòng)汽車以108km/h的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在行駛過程中電動(dòng)車所受的阻力大小保持不變（已知汽油的熱值q汽油＝4.6×107J/kg）。求：（1）行駛過程中電動(dòng)車所受的阻力大??；（2）已知電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的效率為80%，充滿電的電動(dòng)汽車最多可以運(yùn)動(dòng)多遠(yuǎn)？（3）若將電動(dòng)車換成燃油車，燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率約為30%，則勻速行駛第（2）問中同樣的距離，燃油車需要消耗多少千克汽油？（結(jié)果保留兩位小數(shù)）【分析】（1）由題意知，電動(dòng)汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)電動(dòng)汽車所受阻力與牽引力平衡，再根據(jù)計(jì)算功率的另一個(gè)公式：P＝Fv可求得牽引力大小，即是阻力大??；（2）先求出其機(jī)械能，再根據(jù)w＝Fs便可求得電動(dòng)汽車最多可以運(yùn)動(dòng)的距離；（3）先求得燃油發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)外做的功，再由公式：Q＝mq即可求得答案。【解答】（1）電動(dòng)汽車的速度v＝108km/h＝30m/s根據(jù)，電動(dòng)汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的牽引力為勻速直線行駛時(shí)，電動(dòng)車所受到的阻力大小與牽引力是一對(duì)平衡力，大小相等，即f＝F＝5×103N；（2）電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化成的機(jī)械能為W機(jī)械能＝ηW電能＝80%×120kW?h＝96kW?h＝9600W×3600s＝3.456×108J故電動(dòng)汽車最多可行駛的距離為；（3）燃油車行駛相同的距離需要克服的阻力所做的功為燃燒的燃油的質(zhì)量為＝≈25.04kg。故答案為：（1）5×103N；（2）6.912×104m；（3）25.04kg。【點(diǎn)評(píng)】本題是一道綜合型計(jì)算題，考查了功與效率問題，應(yīng)用二力平衡、功率的變形公式等來解題，難度較大。9．氫燃料被公認(rèn)為是21世紀(jì)最理想的能源之一，如圖所示是某汽車制造公司生產(chǎn)的氫燃料新能源汽車，假設(shè)其滿載時(shí)所受的重力為2×104N，某次滿載后勻速直線運(yùn)行20km從A地到B地，用時(shí)20min。此過程中，該新能源汽車所受阻力是800N。（氫的熱值是1.4×108J/kg）（1）該汽車滿載時(shí)與地面的總接觸面積為800cm2，汽車對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少？（2）從A地到B地該新能源汽車牽引力所做的功是多少？（3）若此過程中，該新能源汽車消耗氫燃料0.3kg，該新能源汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是多少？【分析】（1）該汽車滿載時(shí)對(duì)地面的壓力等于重力，利用p＝求得汽車對(duì)地面的壓強(qiáng)；（2）由于汽車勻速直線運(yùn)行，由二力平衡可知牽引力大小，根據(jù)W＝Fs得出從A地到B地該新能源汽車牽引力所做的功；（3）根據(jù)Q放＝mq得出氫完全燃燒放出的熱量，根據(jù)效率公式得出新能源汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率?！窘獯稹拷猓海?）該汽車滿載時(shí)對(duì)地面的壓力F壓＝G＝2×104N汽車對(duì)地面的壓強(qiáng)（2）由于汽車勻速直線運(yùn)行，處于平衡狀態(tài)，牽引力和阻力是平衡力，由二力平衡可知牽引力F＝f＝800N從A地到B地該新能源汽車牽引力所做的功W＝Fs＝800N×20×103m＝1.6×107J（3）氫燃料完全燃燒放出的熱量Q放＝mq＝0.3kg×1.4×108J/kg＝4.2×107J該新能源汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率答：（1）汽車對(duì)地面的壓強(qiáng)是2.5×105Pa；（2）從A地到B地該新能源汽車牽引力所做的功是1.6×107J；（3）該新能源汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是38.1%?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查壓強(qiáng)、功和效率的有關(guān)知識(shí)，是一道綜合題。10．與傳統(tǒng)汽車相比，純電動(dòng)汽車具有能量轉(zhuǎn)換效率高、近于零排放、運(yùn)行平穩(wěn)、噪聲低等優(yōu)點(diǎn)。如圖為某微型四輪純電動(dòng)汽車，該車的空載質(zhì)量為1.2t，最多承載4人，每個(gè)車輪與地面的接觸面積為250cm2，發(fā)動(dòng)機(jī)的最大輸出功率為20kW，每人按60kg計(jì)算，g取10N/kg，q油＝4.5×107J/kg，求：（1）該車載重4人時(shí)，靜止在水平路面上時(shí)對(duì)路面的壓強(qiáng)；（2）該車以最大輸出功率在平直公路上勻速行駛15km，用時(shí)12.5min，在此過程中汽車受到的阻力；（3）若該車在上述行駛過程中的能量全部由燃油來提供，燃油汽車的效率為25%，需要消耗燃油的質(zhì)量?！痉治觥浚?）該車載重4人（每人按60kg計(jì)算）時(shí)，靜止在水平路面上時(shí)對(duì)路面的壓力等于總重力，根據(jù)G＝mg計(jì)算該車的總重力，根據(jù)p＝計(jì)算對(duì)水平路面的壓強(qiáng)；（2）根據(jù)v＝計(jì)算該車行駛的速度，因該車水平勻速直線行駛時(shí)處于平衡狀態(tài)，受到的牽引力和阻力是一對(duì)平衡力，由P＝＝＝Fv計(jì)算該車受到的阻力；（3）根據(jù)W＝Pt計(jì)算該車發(fā)動(dòng)機(jī)做的功，根據(jù)效率公式計(jì)算燃油完全燃燒釋放的熱量，根據(jù)m＝計(jì)算需要消耗燃油的質(zhì)量?！窘獯稹拷猓海?）該車載重4人（每人按60kg計(jì)算）時(shí)，靜止在水平路面上時(shí)對(duì)路面的壓力：F＝G＝mg＝（1.2×103kg+4×60kg）×10N/kg＝1.44×104N對(duì)水平路面的壓強(qiáng)：p＝＝＝1.44×105Pa；（2）該車行駛的速度：v＝＝＝20m/s因該車水平勻速直線行駛時(shí)處于平衡狀態(tài)，受到的牽引力和阻力是一對(duì)平衡力所以，由P＝＝＝Fv可得該車受到的阻力：F阻＝F牽＝＝＝103N；（3）該車發(fā)動(dòng)機(jī)做的功：W＝Pt＝20×103W×12.5×60s＝1.5×107J燃油完全燃燒釋放的熱量：Q放＝＝＝6×107J需要消耗燃油m＝m＝＝≈1.3kg。答：（1）該車載重4人時(shí)，靜止在水平路面上時(shí)對(duì)路面的壓強(qiáng)為1.44×105Pa；（2）在此過程中汽車受到的阻力為103N；（3）需要消耗1.3kg的燃油?！军c(diǎn)評(píng)】本題為力學(xué)、熱學(xué)綜合題，考查了重力公式和壓強(qiáng)公式、功率公式、做功公式、燃料完全燃燒釋放熱量公式、效率公式以及二力平衡條件的應(yīng)用等，涉及到的知識(shí)點(diǎn)較多，有一定的難度。11．氫氣﹣汽油發(fā)動(dòng)機(jī)采用氫氣和汽油兩種燃料工作，可進(jìn)行自由切換，氫氣和汽油的熱值分別取q氫氣＝1.5×108J/kg、q汽油＝4.5×107J/kg。某司機(jī)駕駛使用上述發(fā)動(dòng)機(jī)的轎車沿平直公路從甲地至乙地，甲、乙兩地相距225km，出發(fā)時(shí)油箱內(nèi)汽油的質(zhì)量25kg。設(shè)氫氣和汽油在氣缸內(nèi)均完全燃燒，轎車行駛中所受阻力恒定，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的能量全部用來驅(qū)動(dòng)轎車行駛，全程分兩個(gè)階段，如圖所示：階段一：轎車使用氫燃料從甲地出發(fā)，以25m/s的速度勻速行駛1h到達(dá)丙地，此過程中轎車牽引力的功率為20kW，在使用氫燃料的情況下，轎車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為50%。階段二：從丙地開始，由于氫氣不足，司機(jī)切換汽油為燃料，轎車仍以25m/s的速度勻速行駛，到達(dá)乙地油箱內(nèi)汽油的質(zhì)量還剩15kg。求：（1）甲、丙兩地之間距離；（2）階段一中消耗的氫燃料的質(zhì)量；（3）階段二中轎車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。【分析】（1）利用速度公式求出甲、丙兩地之間距離；（2）階段一中知道轎車的速度和牽引力的功率，利用P＝＝＝Fv求出轎車的牽引力，根據(jù)P＝求出階段一牽引力所做的有用功，利用效率公式求出氫燃料完全燃燒放出的熱量；利用Q放＝mq求出消耗的氫燃料的質(zhì)量；（3）結(jié)合（2）根據(jù)二力平衡條件可知轎車行駛時(shí)受到的阻力；先求出從丙地到達(dá)乙地消耗汽油的質(zhì)量，利用Q放＝mq求出汽油完全燃燒放出的熱量；求出從丙地到乙地的距離，利用W＝Fs求出轎車從丙地到達(dá)乙地所做的有用功，利用效率公式求出階段二轎車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率?！窘獯稹拷猓海?）由v＝可知，甲、丙兩地之間距離：s1＝vt＝25m/s×1×3600s＝90000m＝90km；（2）由P＝＝＝Fv可知，階段一中轎車的牽引力：F＝＝＝800N由P＝可知，階段一牽引力所做的有用功：W＝Pt＝20×1000W×1×3600s＝7.2×107J由η＝可知，消耗的氫燃料完全燃燒放出的熱量：Q放＝＝＝1.44×108J由Q放＝mq可知，消耗的氫燃料的質(zhì)量：m＝＝＝0.96kg；（3）轎車勻速行駛過程中，轎車的牽引力與轎車受到的阻力是一對(duì)平衡力根據(jù)二力平衡條件可知，階段一中轎車行駛時(shí)受到的阻力：f＝F＝800N；根據(jù)題意可知，階段二中轎車從丙地到達(dá)乙地消耗汽油的質(zhì)量：m汽油＝25kg﹣15kg＝10kg汽油完全燃燒放出的熱量：Q放′＝m汽油q汽油＝10kg×4.5×107J/kg＝4.5×108J從丙地到乙地的距離s2＝s﹣s1＝225km﹣90km＝135km由于轎車行駛中所受阻力恒定，根據(jù)二力平衡條件可知，轎車的牽引力大小不變則轎車從丙地到達(dá)乙地所做的有用功：W′＝Fs2＝800N×135×1000m＝1.08×108J階段二中轎車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率：η′＝×100%＝×100%＝24%。答：（1）甲、丙兩地之間距離為90km；（2）階段一中消耗的氫燃料的質(zhì)量為0.96kg；（3）階段二中轎車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為24%。【點(diǎn)評(píng)】本題是一道力熱綜合題，主要考查速度公式、功率公式、效率公式、燃料完全燃燒放熱公式以及二力平衡條件的應(yīng)用，題目綜合性較強(qiáng)，有一定的難度。12．新型混合動(dòng)力汽車具有節(jié)能、低排放等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)混合動(dòng)力汽車啟動(dòng)時(shí)，內(nèi)燃機(jī)不工作，蓄電池向車輪輸送能量，當(dāng)需要高速行駛或蓄電池電能過低時(shí)，內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)，既可以向車輪輸送能量，又可以給蓄電池充電，車速與所受阻力的關(guān)系如圖所示。在某次測(cè)試中，由內(nèi)燃機(jī)提供能量，汽車以50km/h的速度勻速行駛了0.5h，求：（1）汽車以50km/h速度勻速行駛時(shí)的牽引力；（2）測(cè)試過程中牽引力做的功；（3）若所用燃料的熱值為4.5×107J/kg，測(cè)試過程中消耗8kg燃料（假設(shè)燃料完全燃燒），則放出的總熱量是多少；（4）若該次測(cè)試中內(nèi)燃機(jī)的效率為30%，求此測(cè)試過程中蓄電池增加的電能。【分析】（1）由圖可知，當(dāng)車速為50km/h時(shí)，可知此時(shí)汽車受到的阻力，根據(jù)二力平衡條件可得出汽車的牽引力；（2）根據(jù)s＝vt求出行駛的路程，根據(jù)W＝Fs求出汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力做的功；（3）知道燃料的熱值和質(zhì)量，利用Q＝mq求燃料完全燃燒放出的熱量；（4）根據(jù)η＝×100%求出該次測(cè)試中蓄電池增加的電能。【解答】解：（1）根據(jù)二力平衡條件，由圖可知，汽車以50km/h速度勻速行駛時(shí)的牽引力：F＝f＝4000N；（2）測(cè)試過程中汽車行駛的路程：s＝vt＝50km/h×0.5h＝25km牽引力做的功：；（3）測(cè)試過程中燃料放出的總熱量：Q＝mq＝8kg×4.5×107J/kg＝3.6×108J；（4）內(nèi)燃機(jī)的效率：η＝×100%解得，W電＝ηQ﹣W牽＝30%×3.6×108J﹣1×108J＝8×106J。答：（1）汽車以50km/h速度勻速行駛時(shí)的牽引力為4000N；（2）測(cè)試過程中牽引力做的功為1×108J；（3）若所用燃料的熱值為4.5×107J/kg，測(cè)試過程中消耗8kg燃料（假設(shè)燃料完全燃燒），則放出的總熱量是3.6×108J；（4）若該次測(cè)試中內(nèi)燃機(jī)的效率為30%，此測(cè)試過程中蓄電池增加的電能為8×106J?！军c(diǎn)評(píng)】本題綜合考查了功的計(jì)算、熱量的計(jì)算以及熱機(jī)的效率等，是一道生活中的物理題，有其實(shí)用價(jià)值，關(guān)鍵是公式及變形公式的靈活運(yùn)用。13．2023年12月18日，甘肅臨夏州積石山縣發(fā)生6.2級(jí)地震。一方有難八方支援。咸陽(yáng)高速交警連夜護(hù)送西安前往甘肅臨夏積石山地震災(zāi)區(qū)的救援物資車隊(duì)。一輛運(yùn)送救災(zāi)物資的6輪卡車，卡車和物資的總質(zhì)量為6t，每個(gè)車輪與地面接觸的面積為500cm2，當(dāng)它以72km/h的速度在水平路面上勻速行駛時(shí)，卡車受到的阻力為車總重的0.03倍。求：（g取10N/kg）（1）該車靜止時(shí)，對(duì)地面的壓強(qiáng)。（2）勻速行駛時(shí)卡車所受的牽引力。（3）若該卡車以柴油為燃料，該柴油機(jī)的效率為40%，則卡車勻速行駛10min：（）①卡車牽引力所做的功。②此過程中消耗柴油多少升？【分析】（1）水平面上的物體對(duì)水平面的壓力等于其重力，根據(jù)F＝G總＝m總g得出卡車對(duì)地面的壓力，根據(jù)p＝求出卡車靜止時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)。（2）勻速行駛過程中卡車處于平衡狀態(tài)，根據(jù)F牽＝f＝0.03G總得出卡車勻速行駛時(shí)所受的牽引力。（3）利用速度公式求出卡車10min通過的路程，然后利用W＝Fs計(jì)算牽引力做的功；根據(jù)η＝求完全燃燒柴油放出的熱量，再利用Q放＝Vq求完全燃燒柴油的體積?！窘獯稹拷猓海?）水平地面上汽車對(duì)地面的壓力：F＝G＝mg＝6×103kg×10N/kg＝6×104N；該車靜止時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)：p＝＝＝2×105Pa。（2）因?yàn)榭ㄜ囎鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng)，卡車水平面方向上受牽引力和阻力，這兩個(gè)力是一對(duì)平衡力勻速行駛時(shí)卡車所受的阻力：f＝0.03G總＝0.03×6×104N＝1800N卡車勻速直線運(yùn)動(dòng)，水平方向二力平衡，則其所受的牽引力：F牽＝f＝1800N。（3）v＝72km/h＝20m/s10min行駛的路程：s＝vt＝20m/s×10×60s＝1.2×104m牽引力做的功：W＝Fs＝1800N×1.2×104m＝2.16×107J；由η＝得，完全燃燒柴油放出的熱量：Q放＝＝＝5.4×107J由Q放＝Vq得完全燃燒柴油的體積：V＝＝≈1.64L。答：（1）該車靜止時(shí)，對(duì)地面的壓強(qiáng)為2×105Pa；（2）勻速行駛時(shí)卡車所受的牽引力為1800N；（3）①卡車牽引力所做的功為2.16×107J；②此過程中消耗柴油的體積約為1.64L。【點(diǎn)評(píng)】本題考查壓強(qiáng)、功和熱量的計(jì)算，同時(shí)考查二力平衡條件的應(yīng)用，具有較強(qiáng)的綜合性，屬于中考?jí)狠S題，有一定難度。14．2023年9月28日德州市新能源汽車下鄉(xiāng)巡展（首站）啟動(dòng)儀式在陵城區(qū)舉行。新能源汽車采用的是電能、氫燃料等非常規(guī)的能源作為動(dòng)力來源。氫燃料具有清潔無污染、效率高等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是22世紀(jì)最理想的能源。測(cè)試員開車在一水平面上勻速行駛了10km。消耗0.3kg的氫燃料，汽車的牽引力為1260N。（q氫＝1.4×108J/kg）求：（1）質(zhì)量為0.3kg的氫燃料完全燃燒放出的熱量。（2）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力做的功。（3）該汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率?！痉治觥浚?）根據(jù)Q放＝mq得出質(zhì)量為0.3kg的氫燃料完全燃燒放出的熱量；（2）根據(jù)W＝Fs得出汽車發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力做的功；（3）根據(jù)η＝得出汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為。【解答】解：（1）質(zhì)量為0.3kg的氫燃料完全燃燒放出的熱量Q放＝mq＝0.3kg×1.4×108J/kg＝4.2×107J；（2）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力做的功W＝Fs＝1260N×10×103m＝1.26×107J；（3）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為：η＝＝＝30%。答：（1）質(zhì)量為0.3kg的氫燃料完全燃燒放出的熱量為4.2×107J；（2）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力做的功為1.26×107J；（3）該汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為30%?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了做功公式、燃料完全燃燒放熱公式和效率公式的掌握和運(yùn)用，難度不大。15．北京冬奧會(huì)上使用的氫燃料電池汽車，是利用氫與氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能，供給電動(dòng)機(jī)而驅(qū)動(dòng)汽車行駛的，如圖所示，該類型汽車甲在平直公路上從A地出發(fā)，以72km/h的速度行駛1h到達(dá)B地，消耗0.8kg氫燃料，所產(chǎn)生電能E電的80%用于維持汽車勻速行駛，所受阻力為1000N，氫燃料的熱值為1.5×108J/kg。（1）求A、B兩地之間距離；（2）求此過程中產(chǎn)生的電能E電；（3）氫燃料電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的效率?！痉治觥浚?）利用速度公式求出AB兩地的距離；（2）根據(jù)二力平衡條件可知汽車的牽引力，利用W＝Fs求出汽車所做的有用功，利用效率公式求出此過程中產(chǎn)生的電能E電；（3）根據(jù)Q放＝mq求出0.8kg燃料完全燃燒放出的熱量，然后利用效率公式求出氫燃料電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的效率?！窘獯稹拷猓海?）A、B兩地之間距離為s＝vt＝72km/h×1h＝72km；（2）汽車甲在平直公路上勻速行駛，汽車甲受到的阻力和汽車的牽引力是一對(duì)平衡力根據(jù)二力平衡條件可知，汽車甲的牽引力F＝f＝1000N牽引力做的功為W＝Fs＝fs＝1000N×72×103m＝7.2×107J則產(chǎn)生的電能E電為；（3）氫燃料完全燃燒放出的熱量為則氫燃料電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為。答：（1）A、B兩地之間距離為72km；（2）此過程中產(chǎn)生的電能E電為9×107J；（3）氫燃料電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為75%?！军c(diǎn)評(píng)】本題是一道力熱綜合題，主要考查二力平衡條件的應(yīng)用、速度公式、功的計(jì)算公式、效率公式以及燃料完全燃燒放熱公式的應(yīng)用，題目綜合性較強(qiáng)。16．氫燃料電池汽車?yán)脷渑c氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能，供給電動(dòng)機(jī)，從而驅(qū)動(dòng)汽車行駛。如圖所示，該類型汽車甲在平直公路上從A地出發(fā)，以72km/h的速度行駛1h到達(dá)B地，若氫燃料電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為75%，所產(chǎn)生電能E電的80%用于維持汽車勻速行駛，汽車行駛時(shí)所受的阻力為1000N，氫燃料的熱值為1.5×108J/kg。（1）求此過程中產(chǎn)生的電能E電。（2）求此過程中需要消耗的氫燃料的質(zhì)量。（假設(shè)氫燃料完全燃燒）（3）燃油汽車乙也在該公路上從A地出發(fā)，以72km/h的速度勻速行駛，所受阻力與甲車相同，汽油在汽缸內(nèi)完全燃燒，需要燃燒5.3kg汽油用來維持汽車勻速行駛，汽油的熱值q＝4.6×107J/kg，同樣到達(dá)B地，汽車乙發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為多少？（計(jì)算結(jié)果精確到0.1%）【分析】（1）利用速度公式求出AB兩地的距離，根據(jù)二力平衡條件可知汽車的牽引力，利用W＝Fs求出汽車所做的有用功，利用效率公式求出此過程中產(chǎn)生的電能E電；（2）由于氫燃料電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為75%，利用效率公式求出燃料完全燃燒放出的熱量，利用根據(jù)Q放＝mq求出需要完全燃燒汽油的質(zhì)量；（3）根據(jù)Q放＝mq求出5.3kg燃料完全燃燒放出的熱量，然后利用效率公式求出汽車乙發(fā)動(dòng)機(jī)的效率?！窘獯稹拷猓海?）AB兩地的距離為s＝vt＝72km/h×1h＝72km＝7.2×104m汽車甲在平直公路上勻速行駛，汽車甲受到的阻力和汽車的牽引力是一對(duì)平衡力，根據(jù)二力平衡條件可知，汽車甲的奉引力為F＝f＝1000N汽車甲所做的有用功為Wf＝Fs＝1000N×7.2×104m＝7.2×107J產(chǎn)生的電能；（2）燃料完全燃燒放出的熱量為需要消耗的氫燃料的質(zhì)量為；（3）汽油完全燃燒放出的熱量為Q汽油＝m汽油q汽油＝5.3kg×4.6×107J/kg＝2.438×108J燃油汽車乙所做的有用功為W′＝W＝7.2×107J汽車乙發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為答：（1）此過程中產(chǎn)生的電能E電