Question

【題目】小華家新買了一輛汽車，下表是汽車的銘牌，其中耗油量指汽車正常行駛100km消耗汽油的體積；圖甲是該車自動測定汽車油箱內油面高度的裝置原理圖，為測試汽車性能，小華駕駛汽車以30kW的恒定功率啟動做直線運動，運動過程中受到的阻力不變，通過專用儀器測量得到汽車速度v與時間t的關系如圖乙所示，已知汽油的密度為0.7kg/，熱值為4.6J/kg。

（1）若汽油機有4個氣缸，汽油機飛輪的轉速是1200r/min時，汽油機1s內燃氣對外做功______次。

（2）圖乙中的油量表實質是電流表改裝而成的，若用電壓表改裝成油量表，要求加油時示數變大，則電壓表改裝的油量表應與_______（定值電阻R0或滑動變阻器）并聯。

（3）在測試汽車性能時，在0至10min時間內，汽車發動機做功_______J，汽車運動過程中受到的阻力是______N。

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

Answer 1

【答案】40 定值電阻R0 1.8×107 1000N 7 31.1%

【解析】

(1)[1]已知4沖程汽油機的飛輪轉速是1200r/min可知，飛輪轉速為20r/s，即每秒鐘轉20圈，完成10個工作循環，即對外做功10次，若汽油機有4個氣缸，則汽油機1s內燃氣對外做功40次；

(2)[2]在加油時，浮子位置升高，在杠桿作用下，滑動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，要求加油時示數變大，根據U=IR可知：電流變大時，定值電阻R0兩端的電壓變大，則電壓表改裝的油量表應與定值電阻R0并聯；

(3)[3]轎車的功率

P=30kW=3×104W

在0~10min時間內，汽車發動機做功：

W=Pt=3×104W×1060s=1.8×107J；

[4]由圖示知轎車勻速運動時的速度是v=30m/s；由P=Fv得，轎車運動過程中受到的阻力：

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

汽車做的功為

W′=P′t=P′×==3×104W×=1J

該汽車能量利用效率是

==≈31.1%。