Question

15．阅读短文，回答问题：
当前“雾霾”成为全社会关注的热点，雾霾笼罩已经严重污染了空气质量．
霾，也称灰霾，它由空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子组成．灰霾粒子的尺度比较小，从0.001μm到10μm，平均直径大约在1-2μm左右，肉眼看不到空中飘浮的颗粒物．世界卫生组织规定：每立方米PM2.5小于10ug，（1ug=10⁶g）为安全值．
如图所示为国内某厂商生产的名为“秦”高性能混合动力车，在很多城市受PM2.5污染的今天，“秦”给消费者提供一种新的出行方式．“秦”充电10kW•h即可达到纯电动模式连续行驶50km，能满足日常上下班短途用电需求．长途可使用油电混合动力，最高时速可达180km/h，百公里综合油耗仅2L．“秦”电动机效率为80%．
（1）霾粒子在大气中的漫游，它的运动不是（“是”或“不是”）分子的无规则运动，若某次检测到PM2.5为10⁷ug/m³，即相当于100m³空气中细颗粒物的质量为1.07×10^-2g，给市民的出行带来不便．
（2）燃油汽车的发动机通常是汽油机，汽油机工作时做功冲程将内能转化为机械能，汽油是从石油中提取出来的，从能源可否再生角度来看，石油是不可再生能源．
（3）“秦”行驶时电池将化学能转化为电能供电动机使用．汽车在行驶时对路面的压力比静止
时减小（选填“增大”、“减小”或“不变”）．
（4）“秦”在纯电动方式行驶时，车子所受的平均阻力为576 N．
（5）若某一次行驶中“秦”消耗电能4.6kw•h，则若用效率为25%的燃油汽车需要1.152kg的汽油？（汽油热值为4.6×10⁷ J/kg）

Answer 1

分析 （1）物理学中把一个物体相对于另一个物体位置的改变称为机械运动．分子在不停的做无规则运动，并且温度越高扩散越快，分子的这种运动又叫做分子热运动；知道空气监测PM2.5为10⁷μg/m³，对质量进行单位换算得出1m³的空气中PM2.5的颗粒物的质量；
（2）①汽油机的做功冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，燃气膨胀对活塞做功，将内能转化为机械能；②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；
（3）①电池提供电能时是把储存的化学能转化电能；②车子静止在水平面上，车子对路面的压力等于重力；当流线型的车子快速行驶时，产生升力，车子对地面压力减小．
（4）①知道电池电压U和电池的容量Q，利用电功公式W=UIt计算该电池充一次电所消耗的电能；
②根据电动机效率为80%，在纯电状态下可行驶50公里，可求得F．
（5）根据某一次行驶中“秦”消耗电能4.6kW•h，用效率为25%的燃油汽车，利用W=mq可求得消耗的汽油质量．

解答 解：（1）PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，它们在空中做无规则运动，是机械运动，不属于分子的运动；
由题知，空气监测PM2.5为107μg/m³，则100m³的空气中PM2.5的颗粒物的质量：
m=107μg/m³×100m³=10700μg=1.07×10^-2g；
（2）发动机工作时，做功冲程将内能转化为机械能；汽油是从石油中提取出来的，从能源可否再生角度来看，石油是不可再生能源．
（3）电动汽车行驶时电池将化学能转化为电能供电动机使用．
小汽车外型是流线型，当汽车高速行驶时，相同时间内，空气经过上方的路程比下方路程长，流速大，压强小，汽车在压强差下产生向上的升力，汽车对路面的压力减小，小于汽车的重力．
（4）该电池充一次电所消耗的电能：W=Pt=10000W×3600S=3.6×10⁷J；
因为“秦”电动机效率为80%，
所以W_有=80%×3.6×10⁷J=2.88×10⁷J；
所以W_有=Fs，s=50km=50000m 
所以F=$\frac{{W}_{有}}{s}$=$\frac{2.88×1{0}^{7}J}{50000m}$=576N，
（5）W₁=4.6KWh=1.656×10⁷J  
  25%mq=80%W₁  
m=$\frac{80%×{W}_{1}}{25%q}$=$\frac{80%×1.656×1{0}^{7}J}{25%×4.6×1{0}^{7}J/kg}$=1.152kg
故答案为：（1）不是；1.07×10^-2；（2）做功；不可再生；（3）化学；减小；（4）576；（5）1.152．

点评 本题以高性能电动汽车为背景，考查了能源分类、汽油机四冲程中的能量转化、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．