Question

（2013?平頂山二模）隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，小汽車(chē)越來(lái)越多地走進(jìn)了我市普通家庭．下表為小軍家小汽車(chē)的相關(guān)數(shù)據(jù)：

總質(zhì)量：1600kg	額定功率：100kW
車(chē)輪與地面的總接觸面積：8.0×10-2m2	水箱容量：5L

（1）汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)是汽油機(jī)，從能源可否再生角度來(lái)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）該車(chē)靜止在水平地面上時(shí)，對(duì)地面的壓強(qiáng)為多少Pa？（g=10N/kg）（c_水=4.2×10³J/（kg?℃））
（3）綜合油耗表示以經(jīng)濟(jì)速度在相應(yīng)路面上每行駛100km所消耗的燃油體積，是衡量汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)效率的重要標(biāo)志之一，假若該車(chē)在高速公路路面上以60kW的功率、100km/h的速度勻速行駛1h，消耗汽油10L，求此時(shí)小汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率．（汽油密度ρ_汽油=7．l×10³kg/m³．汽油熱值q_汽油=4.6×10⁷J/kg）
（4）結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)和所學(xué)知識(shí)，請(qǐng)你就如何降低汽車(chē)油耗提一點(diǎn)建議．

Answer 1

分析：（1）①汽油是從石油中提煉出來(lái)的，石油是埋藏在地底下得生物體經(jīng)過(guò)幾百萬(wàn)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(mén)和排氣門(mén)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）汽車(chē)靜止在水平路面上，對(duì)路面的壓力等于汽車(chē)重，知道受力面積，利用壓強(qiáng)公式求汽車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（3）根據(jù)W=Pt求出小汽車(chē)以額定功率勻速直線(xiàn)行駛1h牽引力所做的功，再利用Q_放=mq可求出完全燃燒10L汽油放出熱量，最后用η=

W

Q

×100%求出小汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率．
（4）降低汽車(chē)油耗可以從減少能量損失方面考慮．

解答：解：
（1）汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)是汽油機(jī)，從能源可否再生角度來(lái)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）該車(chē)靜止在水平地面上時(shí)，壓力等于重力，即F=G=mg=1600kg×10N/kg=1.6×10⁴N   
對(duì)地面的壓強(qiáng)為p=

F

S

=

1.6×104N

8.0×10-2m2

=2.0×10⁵Pa．
（3）∵ρ=

m

V

，
∴10L汽油的質(zhì)量為m=ρ_汽油×V=0.71×10³kg/m³×0.01m³=7.1kg        
這些汽油完全燃燒放出的熱量為Q_放=m?q_汽油=7.1kg×4.6×10⁷J/kg=3.266×10⁸J   
∵P=

W

t

，
∴汽車(chē)在這1h內(nèi)做的功為W=Pt=6×10⁴W×3600s=2.16×10⁸J 
小汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率η=

W

Q

×100%=

2.16×108J

3.266×108J

×100%≈66%．
（4）開(kāi)車(chē)時(shí)不開(kāi)窗、少開(kāi)空調(diào)、避免平凡換擋等．
答：
（1）汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)是汽油機(jī)，從能源可否再生角度來(lái)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）該車(chē)靜止在水平地面上時(shí)，對(duì)地面的壓強(qiáng)為2.0×10⁵Pa．
（3）小汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率66%．
（4）要降低汽車(chē)油耗，在開(kāi)車(chē)時(shí)不開(kāi)窗．

點(diǎn)評(píng)：本題以小汽車(chē)為背景，考查了能源分類(lèi)、汽油機(jī)四沖程中的能量轉(zhuǎn)化、熱量的計(jì)算、壓強(qiáng)的計(jì)算、熱值、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．