Question

【題目】隨著人們生活水平的不斷提高，各種小汽車已經走進我們的家庭．小汽車的一些設計和使用過程中的許多現象與物理知識有關，請你用學過的物理知識解答下面的問題：

（1）普通的小汽車用的是汽油機，圖甲所示的是沖程，這個沖程中燃料通過燃燒將能轉化為燃氣的能．為了不讓汽油機在工作時溫度升得太高，在設計制造時，汽缸外有一個水套，讓汽缸被水包圍著，這是通過的方式減少汽缸內能，用水來冷卻汽缸是因為水的較大．
（2）太陽能汽車利用太陽能來驅動，真正實現了零排放，有效地減少了對環境的污染．某太陽能汽車如圖乙，質量為450kg，頂部安裝了太陽能電池板．若汽車上的太陽能電池板的有效面積為6m2 ， 它正對太陽時太陽光照射到地面時單位面積上的輻射功率為1.2×103J/(m2·s)，電池的輸出功率為2.1kW，則將太陽能轉化為電能的效率為 ， 如果這輛汽車的電動機將電能最終轉化為機械能的效率為80%，當汽車在水平面上勻速行駛時，受到的牽引力為80N，則汽車的行駛速度為 m/s．
（3）太陽能汽車采用四輪鼓式制動，有效地減少了制動距離．太陽能汽車在制動過程中動能在不斷的（增大/減少/不變）．通過測量獲得汽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），數據如下表所示：

請在圖中描點作出s- v2圖象 ， 寫出s和v的定量關系式s= ， 當轎車速度為8m/s時對應的制動距離是m．

Answer 1

【答案】
（1）做功,化學,內,熱傳遞,比熱容
（2）29.2%,21
（3）減少,,,8
【解析】 (1)內燃機的一個工作循環有四個沖程，即吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程，在做功沖程中，活塞由上向下氣缸內的高壓高溫物質，即對活塞做功，使得內能轉化為機械能；同時為了避免汽油機在工作時溫度升得太高，在設計制造時，汽缸外有一個水套，讓汽缸被水包圍著，即通過水吸收熱量而使得氣缸溫度降低，這是通過熱傳遞的方式改變內能的；在這里我們之所以選擇用水作為冷卻劑，源于水的比熱容最大，即相同質量的水和其他的液體相比較時，若都是升高1℃時，水能吸收的熱量最多，故用水冷卻效果最好；
(2)電池的輸出功率：P電池=2100W；太陽光照射的輻射功率為；P太陽=1.2×103W/m2×6m2=7.2×103W；太陽能轉化為電能的效率：

因為電能最終轉化為機械能的效率為80%，所以P機械=P電池×η′=2100W×80%=1680W；

由公式P=Fv得：
(3)太陽能汽車在制動過程中質量不變，速度變小，動能變小；

根據表中的數據，在坐標圖中先畫點，再描線，注意橫坐標準速度的平方，縱坐標為距離．如圖所示：

根據表中數據和圖象反映的規律可知， ；當轎車速度為8m/s時對應的制動距離約是8m．

所以答案是：(1) 做功；化學；內；熱傳遞；比熱容 (2) 29.2%；21 (3)減少 ；圖略； ； 8

【考點精析】認真審題，首先需要了解熱機的概念(熱機：將內能轉化成機械能的機器，統稱為熱機．熱機的種類很多如：蒸汽機、汽輪機、噴氣發動機、內燃機等)，還要掌握內燃機的工作過程(內燃機可分為汽油機和柴油機，它們一個工作循環由吸氣、壓縮、做功和排氣四個沖程．一個工作循環中對外做功1次，活塞往復2次，曲軸轉2周)的相關知識才是答題的關鍵．