Question

1．閱讀短文，解答問題．
在我國隨著人民生活水平的提高，加上“汽車下鄉(xiāng)”政策的實施，不少農(nóng)村家庭都購買了汽車，汽車開始進(jìn)入普通百姓家庭．家住農(nóng)村的小明同學(xué)家買了一輛嶄新的奇瑞風(fēng)云2三廂汽車（如圖甲）．他高興極了，把車的里里外外都觀察了個夠．通過觀察，小明發(fā)現(xiàn)汽車上的許多部件都用到了物理知識．

（1）汽車的發(fā)動機(jī)是四沖程汽油機(jī)，其中做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．
（2）汽車上的散熱器用水作為冷卻劑，這是利用了水的比熱容較大的性質(zhì)．
（3）圖乙是該車自動測定汽車油箱內(nèi)油面高度的裝置原理圖，圖中的油量表實質(zhì)是電流 表改裝而成的，定值電阻R₀的作用是保護(hù)電路，在加油的過程中，油量表的示數(shù)變大．（選填“變大、變小、不變”）
（4）如果小明家的汽車正常行駛100km 要消耗6kg的汽油，這些汽油完全燃燒時所產(chǎn)生的熱量是多少？（已知：汽油的熱值為4.6×l0⁷J/kg）．
（5）若轎車以90kW的恒定功率啟動做直線運(yùn)動，運(yùn)動過程中受到的阻力不變，運(yùn)動的速度v與時間t的關(guān)系如圖丙所示．則在0-5s時間內(nèi)，轎車發(fā)動機(jī)做功是多少？轎車運(yùn)動過程中受到的阻力是多大？

Answer 1

分析 （1）汽油機(jī)四沖程中的能量轉(zhuǎn)化情況，吸氣和排氣沖程不發(fā)生能量轉(zhuǎn)化，壓縮沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．
（2）水具有較大的比熱容是它常被用做冷卻劑的原因；
（3）如圖，該裝置涉及到浮力、杠桿、滑動變阻器、電流表等相關(guān)知識，油面上升通過浮子和杠桿使滑動變阻器連入的電阻變小，電路中的電流變大；油面下降通過浮子和杠桿使滑動變阻器連入的電阻變大，電路中的電流變��；據(jù)此分析；
如果沒有定值電阻的話，則當(dāng)油箱中的油越來越多的時候，滑動變阻器的阻值就會越來越小，此時電路中的電流就會越來越大，可能會燒壞油量表；
（4）利用燃料完全燃燒放熱公式Q_放=qm求汽油完全燃燒放出的熱量；
（5）知道轎車以90kW的恒定功率做直線運(yùn)動，利用W=Pt求轎車發(fā)動機(jī)做功，再利用P=Fv求汽車牽引力，而汽車勻速行駛、受平衡力，根據(jù)二力平衡條件求汽車受到的阻力．

解答 解：
（1）汽油機(jī)的四個沖程是吸氣、壓縮、做功、排氣沖程，其中做功沖程中，高溫高壓燃?xì)馔苿踊钊�做功，將�?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，向外提供動力；
（2）水的比熱容較大，相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)相比，升高相同的溫度，水吸收的熱量多，所以汽車散熱器用水作為冷卻劑；
（3）油量表串聯(lián)在電路中，實際是一電流表；在加油時，浮子位置升高，在杠桿作用下，滑動變阻器連入電路的阻值變小，使電路中的電流變大，電流表示數(shù)變大，油量表示數(shù)變大；R₀的作用是可以防止電路中的電流過大而燒壞儀表，保護(hù)電路．
（4）這些汽油完全燃燒時所產(chǎn)生的熱量：
Q_放=qm=4.6×10⁷J/kg×6kg=2.76×10⁸J；
（5）轎車的功率P=90kW=9×10⁴W，
轎車發(fā)動機(jī)做功：W=Pt=9×10⁴W×5s=4.5×10⁵J；
由圖示知轎車勻速運(yùn)動時的速度是v=30m/s；
由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv得轎車運(yùn)動過程中受到的阻力：
f=F=$\frac{P}{v}$=$\frac{9×1{0}^{4}W}{30m/s}$=3000N．
故答案為：（1）做功；
（2）比熱容；
（3）電流；保護(hù)電路；變大；
（4）這些汽油完全燃燒時所產(chǎn)生的熱量是2.76×10⁸J；
（5）在0-5s時間內(nèi)，轎車發(fā)動機(jī)做功是4.5×10⁵J；轎車運(yùn)動過程中受到的阻力是3000N．

點(diǎn)評 本題通過家用轎車為載體，考查了學(xué)生對汽油機(jī)四沖程、水的比熱容大、燃料完全燃燒放熱公式、功率公式和二力平衡條件的掌握和應(yīng)用，知識點(diǎn)多、綜合性強(qiáng)，屬于難題，要求靈活運(yùn)用所學(xué)知識！