Question

7．如圖甲所示，是最新一款無人駕駛汽車原型圖．汽車自動駕駛時(shí)使用雷達(dá)傳感器，以及激光測距器來了解周圍的交通狀況．該款車以45km/h的速度在一段平直的公路上勻速行駛了15km時(shí)，消耗汽油1.2kg．假設(shè)燃油完全燃燒，汽油機(jī)的效率為30%．
（1）該汽車使用的雷達(dá)傳感器是利用電磁波（選填“電磁波”或“超聲波”）來感知周圍的交通狀況的．
（2）該汽車依然采用汽油機(jī)進(jìn)行工作的，如圖乙所示是壓縮沖程示意圖．
（3）該汽車在行駛這段公路的過程中消耗汽油釋放出多少熱量？（已知：汽油的熱值為4.5×10⁷J/kg）
（4）這段時(shí)間內(nèi)該汽車的輸出功率為多少？

Answer 1

分析 （1）電磁波是周期性變化的電場與磁場相互激發(fā)由近及遠(yuǎn)的傳播，其傳播不需要介質(zhì)，可以用來傳遞信息；雷達(dá)是利用電磁波進(jìn)行工作的．
（2）根據(jù)氣門的關(guān)閉情況、活塞的運(yùn)動方向判斷是哪一個(gè)沖程．
（3）利用Q_放=mq求汽油完全燃燒放出的熱量；
（4）利用效率公式η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$的變形公式W=ηQ_放可求出牽引力做的功．
知道前進(jìn)的距離，利用t=$\frac{s}{v}$求出汽車運(yùn)動的時(shí)間，利用P=$\frac{W}{t}$即可求出功率

解答 解：（1）雷達(dá)傳感器是利用發(fā)射電磁波和接收障礙物反射回來電磁波的時(shí)間差來測定障礙物距離的；
（2）從圖中可以看出，氣門都關(guān)閉、活塞向上移動的特點(diǎn)，可以判斷這個(gè)沖程是壓縮沖程；
（3）汽油完全燃燒放出的熱量：
Q_放=mq=1.2 kg×4.5×10⁷J/kg=5.4×10⁷J；
（4）由η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$得，汽油機(jī)的有用功：
W=ηQ_放=30%×5.4×10⁷J=1.62×10⁷J；
由v=$\frac{s}{t}$得汽車運(yùn)動的時(shí)間：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{15km}{45km/h}$=$\frac{1}{3}$h=1200s；
汽車的輸出功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{1.62×1{0}^{7}J}{1200s}$=1.35×10⁴W．
答：（1）電磁波；
（2）壓縮；
（3）該汽車在行駛這段公路的過程中消耗汽油釋放出5.4×10⁷J的熱量；
（4）該汽車的輸出功率為1.35×10⁴W．

點(diǎn)評 本題考查了學(xué)生電磁波的傳播、熱機(jī)的工作過程、功、功率的公式、燃料完全燃燒放熱公式的掌握和運(yùn)用，明確哪些是有用能量、哪些是總能量是本題的關(guān)鍵，要求靈活運(yùn)用所學(xué)公式．