Question

随着经济水平的不断提高，小汽车越来越多
地走进了我市普通家庭．下表为小军家小汽车的相关数据：

总质量：1600kg	额定功率  100KW
车轮接触地面的总面积：8.0×10-2m2	水箱容量：5L

（1）汽车发动机是汽油机，从能源可否再生角度来看，汽油是

不可

能源；发动机工作时，

压缩

冲程将机械能转化为内能．
（2）汽车启动时，需将钥匙插入钥匙孔内并旋转（相当于闭合开关），请你用笔画线代替导线将轿车的启动原理图连接完整．
（3）该车静止在水平地面上时，对地面的压强为多少．（g=10N/kg）
（4）汽车上的散热器用水作为冷却剂，这是利用了水的

比热容

较大的性质，当水箱装满水，水温升高20℃时，吸收的热量为多少．（c_水=4.2×10³J/（kg?℃））
（5）假若该车在水平路面上以40kW的功率匀速行驶10min，消耗汽油1.5kg，求小汽车发动机的效率．（q_汽油=4.6×10⁷J/kg）

Answer 1

分析：（1）①汽油是从石油中提炼出来的，石油是埋藏在地底下得生物体经过几百万年的时间形成的，在短期内不能从自然界得到补充，是不可再生能源；
②在内燃机的四个冲程中，压缩冲程活塞压缩气体对其做功，将机械能转化为内能；
（2）由题意可知，钥匙孔相当于控制电路的开关，所以应将其与电磁铁、电源连接在一起；连接电源时要注意，电磁铁的工作电压小于电动机的工作电压，所以只需要选择一块电池进行连接即可；
（3）汽车静止在水平路面上，对路面的压力等于汽车重，知道受力面积，利用压强公式求汽车对地面的压强；
（4）水具有较大的比热容是它常被用做冷却剂的原因；知道水的质量、水的比热容、水的温度升高值，利用公式Q_吸=cm△t计算水吸收热量的多少；
（5）根据W=Pt求出小汽车以额定功率匀速直线行驶10min牵引力所做的功，再利用Q_放=mq可求出完全燃烧1.5kg汽油放出热量，最后用η=

W

Q

求出小汽车发动机的效率．

解答：解：（1）汽油不能源源不断从自然界获得，是不可再生能源；发动机工作时，在压缩冲程将机械能转化为内能；
（2）电路连接如图，钥匙孔与一节电池、电磁铁组成控制电路，电动机与总电源组成工作电路．

（3）汽车对地面的压力：
F=G=mg=1600kg×10N/kg=16000N，
s=8.0×10^-2m²，
汽车对地面的压强：
P=

F

S

=

16000N

8×10-2m2

=2×10⁵Pa；
（4）汽车散热器用水作为冷却剂，是利用了水的比热容较大的性质；
∵ρ=

m

V

，
∴水的质量：
m=ρV=1×10³kg/m³×5×10^-3m³=5kg，
水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×5kg×20℃=4.2×10⁵J．
（5）小汽车以额定功率匀速直线行驶10min牵引力所做的功
W=Pt=4×10⁴W×10×60s=2.4×10⁷J，
完全燃烧1.5kg汽油放出热量
Q_放=mq=1.5kg×4.6×10⁷J/kg=6.9×10⁷J，
小汽车发动机的效率为：
η=

W

Q

=

2.4×107J

6.9×107J

≈34.8%．
故答案为：（1）不可再生；压缩；（2）如图所示；
（3）车静止在水平地面上时，对地面的压强为2×10⁵；
（4）比热容；水温升高20℃时，吸收的热量为4.2×10⁵；
（5）小汽车发动机的效率为34.8%．

点评：本题以小汽车为背景，考查了能源分类、汽油机四冲程中的能量转化、水的比热容较大的应用、热量的计算、压强的计算、电磁铁的应用、热值、电能的计算、效率的计算，知识点多、综合性强，要求灵活运用所学知识，属于难题．