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九年级物理解答题一般
题目
我国自主研制生产出一种环保混合动力汽车,该混合动力汽车启动时,内燃机不工作,车内蓄电池输出能量;当汽车高速行驶或蓄电池储存电能过低时,内燃机启动,既可以向车轮输出能量,同时又可以给蓄电池充电;当汽车需要全力加速时,内燃机、蓄电池可以同时向车轮输出能量.测试人员驾驶质量为1t1t的该汽车,在平直公路上以100km/h100km/h的速度匀速行驶1h1h,汽车所受阻力大小恒为3000N3000N.观察仪表盘,发现这段时间内内燃机消耗了12.5kg12.5kg的燃油,蓄电池储存的能量由最大容量的25%25\%增加至最大容量的75%75\%.
求:(蓄电池的最大容量为2×108J2\times 10^{8}J,燃油的热值为4.0×107J/kg)4.0\times 10^{7}J/kg)
(1)12.5kg(1)12.5kg的燃油完全燃烧放出的热量;
(2)(2)测试过程中内燃机的牵引力做的有用功;
(3)(3)该汽车测试过程中的效率.
知识点:热机的效率II、能量转化或转移现象的分析章节:第11章 热和能 / 11.6 能量的转化和守恒

答案与解析

答案

(1)12.5kg\left(1\right)12.5kg燃油完全燃烧放出的热量为:Q=qm=4.0×107J/kg×12.5kg=5×108JQ_{放}=qm=4.0\times 10^{7}J/kg\times 12.5kg=5\times 10^{8}J
(2)(2)测试过程中汽车行驶的路程为:s=vt=100km/h×1h=100km=105ms=vt=100km/h\times 1h=100km=10^{5}m
测试过程中发动机牵引力做的功为:W=Fs=3000N×105m=3×108JW=Fs=3000N\times 10^{5}m=3\times 10^{8}J
(3)(3)蓄电池储存的能量为:W=2×108J×(75%25%)=1×108JW_{电}=2\times 10^{8}J\times \left(75\%-25\%\right)=1\times 10^{8}J
该汽车测试过程中利用的总能量为:W=W+W=3×108J+1×108J=4×108JW_{总}=W+W_{电}=3\times 10^{8}J+1\times 10^{8}J=4\times 10^{8}J
则该汽车测试过程中的能量利用率为:η=WQ×100%=4×108J5×108J×100%=80%\eta =\frac{{W}_{总}}{{Q}_{放}}×100\%=\frac{4×1{0}^{8}J}{5×1{0}^{8}J}×100\%=80\%
答:(1)12.5kg\left(1\right)12.5kg燃油完全燃烧放出的热量为5×108J5\times 10^{8}J
(2)(2)测试过程中发动机牵引力所做有用功为3×108J3\times 10^{8}J
(3)(3)该汽车测试过程中的能量利用效率为80%80\%

解析

(1)12.5kg\left(1\right)12.5kg燃油完全燃烧放出的热量为:Q=qm=4.0×107J/kg×12.5kg=5×108JQ_{放}=qm=4.0\times 10^{7}J/kg\times 12.5kg=5\times 10^{8}J
(2)(2)测试过程中汽车行驶的路程为:s=vt=100km/h×1h=100km=105ms=vt=100km/h\times 1h=100km=10^{5}m
测试过程中发动机牵引力做的功为:W=Fs=3000N×105m=3×108JW=Fs=3000N\times 10^{5}m=3\times 10^{8}J
(3)(3)蓄电池储存的能量为:W=2×108J×(75%25%)=1×108JW_{电}=2\times 10^{8}J\times \left(75\%-25\%\right)=1\times 10^{8}J
该汽车测试过程中利用的总能量为:W=W+W=3×108J+1×108J=4×108JW_{总}=W+W_{电}=3\times 10^{8}J+1\times 10^{8}J=4\times 10^{8}J
则该汽车测试过程中的能量利用率为:η=WQ×100%=4×108J5×108J×100%=80%\eta =\frac{{W}_{总}}{{Q}_{放}}×100\%=\frac{4×1{0}^{8}J}{5×1{0}^{8}J}×100\%=80\%
答:(1)12.5kg\left(1\right)12.5kg燃油完全燃烧放出的热量为5×108J5\times 10^{8}J
(2)(2)测试过程中发动机牵引力所做有用功为3×108J3\times 10^{8}J
(3)(3)该汽车测试过程中的能量利用效率为80%80\%

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