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九年级物理填空题一般
题目
图甲是我国自主研制生产的一种环保混合动力实验汽车.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,同时又可以向蓄电池充电;当车辆需要全力加速时,内燃机、蓄电池可以同时向车轮输出能量.为了保护蓄电池,当电池使用到剩下最大容量的20%20\%停止供电.测试人员驾驶该车在平直公路上以50km/h50km/h的速度匀速行驶1h1h,观察仪表盘,发现这段时间内燃机消耗燃油10kg10kg,蓄电池储存的能量由最大值的30%30\%增大至最大值的80%80\%.该车行驶时所受阻力ff和车速vv的关系如图乙所示,汽车的某些参数如下表所示.(燃油热值q=4.0×107J/kg)q=4.0\times 10^{7}J/kg)

电机输出最大功率/kW/kW99
电池输出电压/V/V300300
最大容量/J/J1.0×1081.0\times 10^{8}
整车质量/t/t11
(1)(1)蓄电池充电时把电能转化为______能;
(2)(2)汽车设计为流线型,则该车在高速行驶时对路面的压力会比静止时______(选填:"""""一样大")(选填:"大"、"小"或"一样大")
(3)(3)该混合动力汽车的内燃机是一台单缸四冲程汽油机,若飞轮转速是2400r/min2400r/\min,则内燃机每秒对外做功______次;
(4)(4)该车在测试过程中它的能量利用率为______;
(5)(5)在汽车的测试过程中,若只用蓄电池提供动力且假设电能全部转化为机械能.
①该车在电池充满电的情况下以20km/h20km/h最多可行驶______kmkm
②该车所能达到的最大速度为______km/hkm/h.
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)蓄电池充电时把电能转化为化学能,储存起来。
(2)(2)汽车设计为流线型,该车在高速行驶时,上表面的空气流速较快,压强较小,该车受到竖直向上的大气压力差的作用,此时汽车对路面的压力小于汽车的重力;而汽车静止时,对地面的压力等于汽车重力,因此汽车高速运动时对地面的压力会比静止时小。
(3)(3)若飞轮转速是2400r/min=40r/s2400r/\min =40r/s,四冲程汽油机,飞轮转动22圈,对外做功11次,则内燃机每秒对外做功2020次。
(4)(4)依题意得,测试过程中,该车消耗的燃油释放的热量为
Q=mq=10kg×4.0×107J/kg=4×108J{Q}_{放}=mq=10kg×4.0×1{0}^{7}J/kg=4×1{0}^{8}J
由图像得,当速度50km/h50km/h时,汽车受到的阻力为2000N2000N,汽车测试过程中行驶的路程为
s=vt=50km/h×1h=50km=50000ms=vt=50km/h\times 1h=50km=50000m
次过程中汽车克服阻力做的有用功为
W=fs=2000N×50000m=1×108J{W}_{有}=fs=2000N×50000m=1×1{0}^{8}J
蓄电池储存的能量由最大值的30%30\%增大至最大值的80%80\%,此过程中蓄电池储存的电能为
E=(80%30%)×1.0×108J=5×107JE=\left(80\%-30\%\right)\times 1.0\times 10^{8}J=5\times 10^{7}J
该车在测试过程中它的能量利用率为
η=W+EQ×100%=1×108J+5×107J4×108J×100%=37.5%η=\frac{{W}_{有}+E}{{Q}_{放}}×100\%=\frac{1×1{0}^{8}J+5×1{0}^{7}J}{4×1{0}^{8}J}×100\%=37.5\%
(5)(5)当电池使用到剩下最大容量的20%20\%停止供电,则汽车消耗的电能为
E=(120%)×1.0×108=8×107JE=\left(1-20\%\right)\times 1.0\times 10^{8}=8\times 10^{7}J
由图乙得,汽车的阻力与速度成正比,当汽车的车速为50km/h50km/h时,汽车受到的阻力为2000N2000N,则当汽车的车速为20m/h20m/h时,汽车受到的阻力为
2050×2000N=800N\frac{20}{50}×2000N=800N
该车在电池充满电的情况下以20km/h20km/h最多可行驶
s=Ef=2×107J800N=2.5×104m=25kms=\frac{E}{f′}=\frac{2×1{0}^{7}J}{800N}=2.5×1{0}^{4}m=25km
设汽车的阻力为f=kvf=kv,当f=2000Nf=2000Nv=50km/hv=50km/h。则
k=fv=2000N50km/h=40Nh/kmk=\frac{f}{v}=\frac{2000N}{50km/h}=40N•h/km

f=kv=144Ns/m×vf=kv=144N\cdot s/m\times v
牵引力做的功的功率为
P=Fv=fv=144Ns/m×v2P=Fv=fv=144N\cdot s/m\times v^{2}
当功率最大时,车速最快,为
vmax=Pmaxk=9000W144Ns/m=15km/h{v}_{max}=\sqrt{\frac{{P}_{max}}{k}}=\sqrt{\frac{9000W}{144N•s/m}}=15km/h
故答案为:(1)化学;(2)\left(2\right)小;(3)20\left(3\right)20(4)37.5%\left(4\right)37.5\%(5)25\left(5\right)251515

解析

(1)蓄电池充电时把电能转化为化学能,储存起来。
(2)(2)汽车设计为流线型,该车在高速行驶时,上表面的空气流速较快,压强较小,该车受到竖直向上的大气压力差的作用,此时汽车对路面的压力小于汽车的重力;而汽车静止时,对地面的压力等于汽车重力,因此汽车高速运动时对地面的压力会比静止时小。
(3)(3)若飞轮转速是2400r/min=40r/s2400r/\min =40r/s,四冲程汽油机,飞轮转动22圈,对外做功11次,则内燃机每秒对外做功2020次。
(4)(4)依题意得,测试过程中,该车消耗的燃油释放的热量为
Q=mq=10kg×4.0×107J/kg=4×108J{Q}_{放}=mq=10kg×4.0×1{0}^{7}J/kg=4×1{0}^{8}J
由图像得,当速度50km/h50km/h时,汽车受到的阻力为2000N2000N,汽车测试过程中行驶的路程为
s=vt=50km/h×1h=50km=50000ms=vt=50km/h\times 1h=50km=50000m
次过程中汽车克服阻力做的有用功为
W=fs=2000N×50000m=1×108J{W}_{有}=fs=2000N×50000m=1×1{0}^{8}J
蓄电池储存的能量由最大值的30%30\%增大至最大值的80%80\%,此过程中蓄电池储存的电能为
E=(80%30%)×1.0×108J=5×107JE=\left(80\%-30\%\right)\times 1.0\times 10^{8}J=5\times 10^{7}J
该车在测试过程中它的能量利用率为
η=W+EQ×100%=1×108J+5×107J4×108J×100%=37.5%η=\frac{{W}_{有}+E}{{Q}_{放}}×100\%=\frac{1×1{0}^{8}J+5×1{0}^{7}J}{4×1{0}^{8}J}×100\%=37.5\%
(5)(5)当电池使用到剩下最大容量的20%20\%停止供电,则汽车消耗的电能为
E=(120%)×1.0×108=8×107JE=\left(1-20\%\right)\times 1.0\times 10^{8}=8\times 10^{7}J
由图乙得,汽车的阻力与速度成正比,当汽车的车速为50km/h50km/h时,汽车受到的阻力为2000N2000N,则当汽车的车速为20m/h20m/h时,汽车受到的阻力为
2050×2000N=800N\frac{20}{50}×2000N=800N
该车在电池充满电的情况下以20km/h20km/h最多可行驶
s=Ef=2×107J800N=2.5×104m=25kms=\frac{E}{f′}=\frac{2×1{0}^{7}J}{800N}=2.5×1{0}^{4}m=25km
设汽车的阻力为f=kvf=kv,当f=2000Nf=2000Nv=50km/hv=50km/h。则
k=fv=2000N50km/h=40Nh/kmk=\frac{f}{v}=\frac{2000N}{50km/h}=40N•h/km

f=kv=144Ns/m×vf=kv=144N\cdot s/m\times v
牵引力做的功的功率为
P=Fv=fv=144Ns/m×v2P=Fv=fv=144N\cdot s/m\times v^{2}
当功率最大时,车速最快,为
vmax=Pmaxk=9000W144Ns/m=15km/h{v}_{max}=\sqrt{\frac{{P}_{max}}{k}}=\sqrt{\frac{9000W}{144N•s/m}}=15km/h
故答案为:(1)化学;(2)\left(2\right)小;(3)20\left(3\right)20(4)37.5%\left(4\right)37.5\%(5)25\left(5\right)251515

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