Question

【題目】合肥地鐵1號線于2016年12月26日通車，有效的緩解了城市公交運輸壓力．某學(xué)校綜合實踐活動小組的同學(xué)們收集到地鐵機車和公交汽車在某段運行區(qū)間內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)如下：

××型號地鐵機車	地鐵電力機車功率 2.16×106 W	平均速度 36 km/h	牽引力 5×104 N	額定載客量 2000人
××型號公交汽車	燃油熱值 4×107 J/kg	平均速度 18 km/h	牽引力 3 000 N	額定載客量 40人

（1）若從甲處到乙處，既有直達公交車，也有地鐵1號線的換乘車．甲、乙兩公交站相距18km，假設(shè)乘坐地鐵路程與乘坐公交路程相同．則到達目的地乘坐地鐵比乘坐公交車少花多長時間？
（2）若公交車每千米消耗燃油0.3kg，行駛1km路程所消耗的燃油完全燃燒放出多少熱量？公交汽車發(fā)動機的效率是多少？
（3）從甲處到乙處，地鐵機車需消耗多少電能？

Answer 1

【答案】
（1）解：由v= 可得，

地鐵運行的時間是t1= = =0.5h

公交運行的時間是t2= = =1h

所以乘坐地鐵少花的時間為t2﹣t1=1h﹣0.5h=0.5h

答：到達目的地乘坐地鐵比乘坐公交車少花0.5h

（2）解：消耗燃油完全燃燒放出的熱量是：Q=qm=4×107J/kg×0.3 kg=1.2×107J；

公交車所做機械功為：W=Fs=3000N×1000m=3×106J

該車的效率為：η= ×100%= ×100%=25%

答：行駛1km路程所消耗的燃油完全燃燒放出1.2×107J熱量；公交汽車發(fā)動機的效率是25%

（3）解：由P= 可得，

地鐵消耗電能是：W電=Pt=2.16×103kW×0.5h=1.08×103kWh．

答：從甲處到乙處，地鐵機車需消耗1.08×103kWh 的電能

【解析】（1）由速度公式v= 可求時間；（2）先出公交車消耗的燃油完全燃燒釋放的熱量，求出公交車的由于功，再求出公交車的效率；（3）已知功率和時間，由P= 變形可得消耗的電能．
【考點精析】本題主要考查了熱機的概念和效率和電功的計算的相關(guān)知識點，需要掌握熱機：將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能的機器，統(tǒng)稱為熱機．熱機的效率：用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比，叫熱機的效率．熱機的效率是熱機性能的一個重要指標；電功計算公式：W=UIt（式中單位W→焦(J)；U→伏(V)；I→安(A)；t→秒）才能正確解答此題．