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九年级物理解答题一般
题目
某汽车在平直的公路上以30m/s30m/s的速度匀速行驶时,功率为4.5×104W4.5\times 10^{4}W,此时汽车的四冲程汽油发动机在1min⁡1\min内完成1×1031\times 10^{3}个工作循环,每个工作循环吸入汽缸的汽油和空气混合物总体积为2L(1L=1×10−3m3)2L(1L=1\times 10^{-3}m^{3}),其中汽油占混合物总质量的115\frac{1}{15},（已知汽油的热值q=4.5×107J/kgq=4.5\times 10^{7}J/kg,汽油和空气混合物的密度为1.5kg/m3)1.5kg/m^{3})求:
(1)(1)汽车匀速行驶时受到的阻力；
(2)1min⁡(2)1\min内吸入汽油的质量；
(3)(3)发动机的效率.
知识点：功率的计算、热机章节：第5章 热与能 / 5.5　热机

答案与解析

答案

（1）汽车匀速行驶时的牵引力F=P  v=4.5×104W30m/s=1500NF=\frac{P}{\;v}=\frac{4.5×1{0}^{4}W}{30m/s}=1500N，因为汽车匀速行驶，所以汽车匀速行驶时受到的阻f=F=1500Nf=F=1500N；
(2)1.0L=1×10−3m3(2)1.0L=1\times 10^{-3}m^{3}，
一个工作循环吸收气缸的混合气体的质量m总=ρV=1.5kg/m3×1×10−3m3=1.5×10−3kgm_{总}=\rho V=1.5kg/m^{3}\times 1\times 10^{-3}m^{3}=1.5\times 10^{-3}kg，
则一个工作循环吸收气缸的汽油的质量m汽油=115m总=115×1.5×10−3kg=1×10−4kgm_{汽油}=\frac{1}{15}m_{总}=\frac{1}{15}\times 1.5\times 10^{-3}kg=1\times 10^{-4}kg；

(3)(3)发动机的效率η=WQ×100%=PtQ×100%=Ptqm×100%=4.5×104W×60s4.5×107J/kg×1×103×1×10−4kg×100%=60%\eta =\frac{W}{Q}\times 100\%=\frac{Pt}{Q}\times 100\%=\frac{Pt}{qm}\times 100\%=\frac{4.5×1{0}^{4}W×60s}{4.5×1{0}^{7}J/kg×1×10^{3}×1×1{0}^{-4}kg}\times 100\%=60\%。
答：（1）汽车匀速行驶时受到的阻力是1500N1500N；
(2)(2)每个工作循环吸入汽油的质量是1×10−4kg1\times 10^{-4}kg；
(3)(3)发动机的效率为60%60\%。

解析

（1）汽车匀速行驶时的牵引力F=P  v=4.5×104W30m/s=1500NF=\frac{P}{\;v}=\frac{4.5×1{0}^{4}W}{30m/s}=1500N，因为汽车匀速行驶，所以汽车匀速行驶时受到的阻f=F=1500Nf=F=1500N；
(2)1.0L=1×10−3m3(2)1.0L=1\times 10^{-3}m^{3}，
一个工作循环吸收气缸的混合气体的质量m总=ρV=1.5kg/m3×1×10−3m3=1.5×10−3kgm_{总}=\rho V=1.5kg/m^{3}\times 1\times 10^{-3}m^{3}=1.5\times 10^{-3}kg，
则一个工作循环吸收气缸的汽油的质量m汽油=115m总=115×1.5×10−3kg=1×10−4kgm_{汽油}=\frac{1}{15}m_{总}=\frac{1}{15}\times 1.5\times 10^{-3}kg=1\times 10^{-4}kg；

(3)(3)发动机的效率η=WQ×100%=PtQ×100%=Ptqm×100%=4.5×104W×60s4.5×107J/kg×1×103×1×10−4kg×100%=60%\eta =\frac{W}{Q}\times 100\%=\frac{Pt}{Q}\times 100\%=\frac{Pt}{qm}\times 100\%=\frac{4.5×1{0}^{4}W×60s}{4.5×1{0}^{7}J/kg×1×10^{3}×1×1{0}^{-4}kg}\times 100\%=60\%。
答：（1）汽车匀速行驶时受到的阻力是1500N1500N；
(2)(2)每个工作循环吸入汽油的质量是1×10−4kg1\times 10^{-4}kg；
(3)(3)发动机的效率为60%60\%。

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