Question

【題目】汽車已經走進我們的家庭．小林的爸爸最近也購買了一輛轎車．下表中列出該轎車的一些性能參數。

單車質量/kg	1600	發動機排量/L	2.0
燃料	92#汽油	水箱容量/L	5.0

（1）當該轎車汽油機的轉速為3600r/min時，則在1min內汽油機對外做功的次數是_____次，壓縮沖程中將_____能轉化為_____能。

（2）“轎車不但要吃油，有時也要喝水”，用水冷卻發動機是因為水的_____大，在發動機開始工作后一段時間內，水箱中水的內能會_____（填“增加”或“減少”），這是通過_____方式來改變內能的．

（3）轎車在上坡時，將檔位換成低速檔，以減小行駛的速度，這樣做的目的是_____。

A．安全 B．省油 C．減小摩擦 D．增大爬坡的牽引力

（4）小林通過測量獲得轎車以不同速度行駛時對應的制動距離（即從操縱制動剎車到車停下來的距離），數據如表所示：

速度/(km·h-1)	40	60	80	100	120
制動距離/m	8	18		50	72

根據表中數據所反映的內在規律，當轎車速度為80km/h時對應的制動距離是_____m．

（5）小林通過上網查到了這種轎車的輸出功率與轉速的關系如圖所示。小林又向爸爸詢問了一些實測數據：轎車行駛的路況好，平均車速為100km/h，發動機轉速為2000r/min，平均油耗為9L/100km，由圖中數據，分析這輛汽車在這種狀態下行駛時，每小時對外所做的有用功為_____J，汽油機的效率是_____%。（保留一位小數）（已知汽油的熱值為4.6×107J/kg，密度為0.8×103kg/m3）

Answer 1

【答案】1800 機械 內 比熱容 增加 熱傳遞 D 32 1.08×108 32.6%

【解析】

(1)[1]飛輪轉速是3600r/min，因一個工作循環飛輪轉2圈，做功一次，所以每秒可以做功1800次；

[2][3]在壓縮沖程中，消耗機械能，產生內能，將機械能轉化為內能；

(2)[4]汽車發動機工作過程中，不可避免地產生很多熱量，在質量和升高的溫度相同時，水的比熱容最大，吸收的熱量最多，冷卻效果最好；

[5][6]發動機工作過程中會產生熱量，熱量傳遞到水，使水的內能增加。這是通過熱傳遞的方式改變內能的；

(3)[7]由P==Fv可知，汽車的最大功率一定時，減小行駛速度時，可以獲得更大的牽引力，故D符合題意，ABC不符合題意；

(4)[8]通過對數據的分析可知速度越大制動距離越大，即制動距離一定與速度有關，但明顯不是正比關系，故可以想到可能與速度的平方成正比，通過計算可知制動距離與速度的平方成正比：由

，

解得s=32m；

(5)[9]由發動機輸出特性曲線可知：發動機轉速為2000r/min時，其輸出功率約為30kW，每小時對外所做的有用功：

W=Pt=30×103W×3600s=1.08×108J；

[10]行駛100km消耗的汽油是9L=9dm3=9×10-3m3，則完全燃燒釋放的熱量：

Q=mq=ρVq=0.8×103kg/m3×9×10-3m3×4.6×107J/kg=3.312×108J，

發動機的效率：

η=≈32.6%。