Question

【題目】油電混合動力汽車是新型節能汽車。這種汽車啟動時內燃機并不工作，而是由動力蓄電池組通過驅動電機向車輪輸送能量；當車以高速勻速行駛或動力蓄電池組儲存電能過低時，內燃機啟動，此時在向車輪輸送能量的同時也給動力蓄電池組充電。若車輛需要全力加速時，內燃機和動力蓄電池組同時向車輪輸送能量。己知某型號混合動力汽車所用的動力蓄電池可儲存的最大電能是1.0×108J。若測試人員駕駛該車在平直公路上以80km/h的測試車速勻速行駛0.5h，內燃機消耗燃油2. 5kg，蓄電池組的電能增加了最大電能的10%；從汽車的使用說明書知知道，汽車行駛時所受阻力f和車速v的關系如圖所示。則：

(1)該汽車測試行駛中牽引力做了多少功？

(2)該汽車測試行駛中若燃油完全燃燒可放出多少熱量？

(3)該汽車內燃機的效率是多大？(燃油的熱值為4.6×107J/kg)

Answer 1

【答案】（1）3.6×107J；（2）1.15×108J；（3）40%

【解析】試題分析：（1）由圖像可知，汽車以80km/h做勻速直線運動時受到的阻力為f=900N；因為汽車勻速直線運動時，受到的牽引力和阻力是一對平衡力，所以汽車受到的牽引力F=f=900N，由公式v=s/t，可得汽車行駛的距離為：s=vt=80km/h×0.5h=40km=40000m，該汽車測試行駛中牽引力做的功為：W=Fs=900N×40000m=3.6×107J；（2）燃油放出的熱量為：Q放=qm=4.6×107J/kg×2. 5kg=1.15×108J；（3）蓄電池增加的電能為W1=1.0×108J×10%=1.0×107J，有效利用的能量為W有用=W-W1=3.6×107J+1.0×107J=4.6×107J，內燃機的效率為η=W有用/Q放=4.6×107J/1.15×108J=40%。