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75×10W=2500N.(3)该车以最大功率行驶1.5h所
30 m s
汽油完全燃烧放出的热量：Q=W_36X10」
7
25%
做有用功：W有=P1=75×103W×1.5×3600s=4.05×
1.44×10J,由Q=g可得，需要完全燃烧汽油的质
在×100%=
10J,燃料效率：1=Q
4.05×10°J
×100%
量：m=Q些=1.44X1021
=0.31kg
8.68×10°J
4.6×102Jkg
46.7%
7.(1)1.25h(2)1.6×101W(3)5.2kg[解析](1)因
4.(1)2000N(2)25ms(3)5.0×10J(4)40%[解
为=，所以汽车匀速行驶100km所用的时间：1=号
析](1)因为货车做匀速运动，所以货车受的牵引力：F=
f=2000N.(2)由P=Fv得，货车匀速行驶的速度：v=
80km=1.25h(2)车受到的阻力：f=0.04G
100km
=25ms.(3)燃油燃烧放出的热量：Q=
0.04mg=0.04×1.8×103kg×10Nkg=720N,汽车在
平直的公路上匀速行驶，则牵引力和阻力是一对平衡力，
mg=10kg×5.0×102Jkg=5.0×10J.(4)牵引力做的
大小相等，所以牵引力F=f=720N,牵引力做的功：
功：W=Fs=2000N×1×10m=2×108J,货车发动机
的效率：90×100%=080×100%=40%
W
2×10J
W有用=F=720NX100X103m=7.2×10J,则牵引力
的功率为P=W=7.2×101
t1.25×3600s
=1.6×104W.(3)因为
5.(1)6×10J(2)4×10W(3)1.5×10Pa(4)32.6%
[解析](1)汽车的重力：G=mg=1.5×10kg×10Nkg
_W有型X100%=30%,所以，汽油燃烧放出的热量：
Q这
1.5×10N:因为汽车匀速通过大桥，牵引力与阻力是一
Q俄=
对平衡力，大小相等，所以汽车的牵引力：F=f=
w_7.2×10」=2.4×10小，汽油的质量：m=
30%
0.08G=0.08×1.5×10N=1.2×103N:牵引力所做的
Q2.4×108J
q4.6×102J/kg
≈5.2kg
功：W=Fs=1.2×103N×50×103m=6×10J.(2)牵
8.(1)机械内(2)吸(3)5.51×1015(4)728.3
引力做功的功率，P=W-5X101=4X10w.(3)汽
t
25×60s
(5)增大地下盐穴的体积[解析](1)电动机工作时将
电能转化为机械能，再通过空气压缩机将空气压缩，空气
车静止时对桥面的压强：力
F压=G=1.5×10N
SaSg4×0.025m
的温度升高，将机械能转化为内能.(2)换热器是将热流
1.5×10Pa(4)汽油燃烧释放的总能量为：Q做=m油g=
体的部分内能转移给冷流体的装置，常温高压空气在“换
4kg×46×10J,kg=1.84×10J:则汽油机的效率：7=
热器2”处变成高温高压空气，所以在“换热器2”处吸热
W
×100%=,84X10X100%≈32.6%.
(3)完全燃烧1.9×10kg的煤放出的热量Q放=mq=
Qw
1.9×108kg×2.9×10J/kg=5.51×105J.(4)由题意
6.(1)2×105Pa(2)2×103N(3)40m/s(4)3.6×
可知，储存1度电能释放出0.72度电（关键信息），故该
105J0.31kg[解析](1)汽车对地面的压力：F=
G=mg=2000kg×10N:kg=2×10N,则汽车对地面
项目的能量转化效率？一W展希
=W她×100%=0.72kW:b×
1kW·h
的压强：p=
卫_2×10N=2×10Pa.(2)汽车匀速运
100%=72%,W低答=
W发电_6亿度
S0.1m
772%
=8.3亿度.(5)从工
动时，牵引力等于阻力，即F章=f=0.1G=0.1×2×
程建设角度，要增加项目储存的能量，请提出一条建议：
10N=2×103N.(3)由图像可知，汽车在1545s内以
增大地下盐穴的体积
最大速度做匀速直线运动，此时的牵引力等于阻力，由
专题16物理研究方法
P=F0可得，汽车行驶的最大速度：”大=F茶
[学习领航
例1D例2B
80×103W
2×103N
=40m8.(4)根据图示可知，整个过程中发动
例3(1)A B C A D F100,1.02
机的工作时间：t=15s十30s=45s,发动机做的功：W
(2)选取一根琴弦，使它绷紧的程度不同，然后使它在振幅相
W
同的条件下拨动几次，分别测出它的振动频率，倾听发声的
P1=80X10WX45s=3.6X10J:由7=Q可得，需要
高低，比较得出结论应的结论：通电导体在磁场中受到力的作用.据此结论将
专题15能效综合
导线放人磁场中，通过观察导线是否运动来进行判斯导
[学习领航]
线中是否有电流.若导线在磁场中运动说明导线中有电
例1(1)3×101Pa(2)①1.35×10J②1.125×10W
流，若在磁场中不动说明导线没有电流.(b)图实验对应
(3)1.5×105J(4)2.7×10W(5)①75%②1.651
的结论是：通电导体周围存在磁场.将导线沿南北方向放
(6)31.25%
置，与静止的小磁针平行，通过观察小磁针是否发生偏转
例2(1)热传递(2)9.2×10降低(3)15(4)12.5%
来进行判断导线中有无电流，若小磁针会发生偏转，就能
例3(1)可再生30(2)4.32×10kg(3)12.6%
说明导线中有电流，不偏转，说明导线中无电流.（℃）图的
[学习实践]
实质是利用电磁铁来进行判断，将导线绕在铁钉上，通过
1.D[解析]A.水能可以从自然界里源源不断地得到补
观察钉尖是否吸引大头针进行判惭，若钉尖能吸引大头
充，属于可再生能源，故A正确：B.水力发电，将水的机
针，就说明导线中有电流，不能吸引大头针，说明导线中
械能转化为电能，故B正确：C.煤等化石能源在地球上
无电流
的储量是有限的，消耗后不可能再生，属不可再生能源，
7.(1)铜棒(3)不正确导体AB没有上下或前后运动
故C正确：D.标准煤完全燃烧放出的热量Q=g
(4)左右摆动变小机械能转化为电能[解析](1)探究
1.0×101kg×3.0×10J/kg=3×1017J,火力发电站的
“感应电流产生的条件”实验中，在选择导体AB的材料
发电效率刀Q
×100%=114X10J×10%
时，不能选择铁棒，因为铁棒会被磁化，影响实验效朵，铝
3×107J
棒和铜棒不会被磁化，但铜棒比铝棒的导电性好，实验效
38%,枚D错误
果更明显，故选铜棒.(3)产生感应电流的条件：闭合电路
2.(1)能量声源无线电波(2)1×102500.2[解
的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动.小明得出的
析](1)运-20的巨大轰鸣声能将小鸟震晕，说明声音可
实验结论不准确，为了得出准确的结论，应分别使导体棒
以传递能量.运-20设计师通过改进发动机的结构，以实
在磁场中多次沿不同方向运动，不仅是左右移动，还要多
现从声源处减弱噪声.飞行员通过无线电波与机场的塔
次上下或前后移动，才能比较切割磁感线和不切割磁感
台进行联系.(2)该过程中飞机发动机的推力做的功W
线时是否都能产生感应电流.(4)导体AB左右摆动，切
Fs=2.5×105NX4000×1000m=102J,航空煤油完
割磁感线方向不断改变，所以感应电流方向不断改变，电
全燃烧产生的热量Q微=g=4X10JkgX50X1000kg=
流表指针会左右摆动：导体运动过程中，将机械能转化为
W
2×10J,发动机的效率刀=Q
1012J
X100%=
2×1012J
电能，所以机械能不断减少，
50%:每飞行100km,飞机发动机的推力做的功W=
8.(1)开门一次电动机消耗的电能为120J(2)R,的阻值
Fs'=2.5X105N×100X1000m=2.5×10°J,原来消
为1202(3)在0~6m的范围内，电压表示数UR随L
的变化关系式为U-2+2(6m≥L≥0)[解析]
耗的航空煤油的质量m'=
9+L
2.5×1010J
(1)电动机铭牌上标有“220V40W”的字样，根据W=
50%×4×102Jkg
=1250kg=1.25t,运-20换装效率
P:可以求出开门一次电动机消耗电能.(2)L=3m时刚
好触发电动机工作，说明控制电路中的电流为100mA,
为60%的新发动机后，消耗的航空煤油的质量m”_Q:
79
根据欧姆定律1=
R的变形公式R
了求出控制电路的
60%×4×10了kg=1041.7kg-1.0417t,可节约航
2.5×1016J
总电阻.根据图(c)确定当L=3m时R的阻值为：R=
空煤油的质量△m=m'一m”=1.251-1.0417t≈0.2t.
1202,利用串联电路电阻的特点求出R,的阻值.(3)根
3.(1)8.68×10J(2)2500N(3)46.7%[解析](1)一罐
据图（ ）确定R与L的数学关系；根据串联电路电压的特
氢气完全燃烧放出的热量：Q做=mg=6.2kg×1,4×
点和电压分配规律求出电压表示数UR随L的变化关系
10Jkg=8.68×10°J.(2)该车的速度：v=108kmh=
UR24 V-UR
式.R=20 Q/mXI+600,R
R
,不带单位代
30ms,根据PW_=F0得，该车以最大功率用最
tt
=240,整理可得U=24L十2
入20L+60
120
9+L
高速度匀速直线行驶时，所受阻力：∫=F=P
20专题15能效综合
专题15
能效综合
【学习要点】
能平转化
公式
喻出、
100
能源利川川效料的府鹗
的效率
输人
不科学我术的进少
【学习领航】
例1如图15-1()所示的新能源电动汽车出厂前要进行测试，下表是该电动汽车的主要参
数.(g取10Nkg)
空车质量
1200kg
标准承载
300kg
汽车在平直路面所受阻力与其总重的比值
0.09
图15-1(a)
轮胎与地面的总接触面积
0.4m2
(1)该汽车空车静止在水平地面时对地面的压强为多少？
(2)测试员驾驶达到标准承载量的该汽车先在一段长1km的平直公路上匀速直线行驶，
用时2min,求：①牵引力做的功；②牵引力做功的功率.
(3)接着，测试员驾驶该汽车以标准承载量，从10m高、400m长
sim
的斜坡坡顶匀速行驶到坡底，那么该车从坡顶行驶到坡底重力做的功
600
400
是多少？
200
(4)然后，该汽车持续以标准承载量在平直公路上行驶，其路程与
时间图像如图15-1(b)所示.求：行驶30s牵引力做的功、功率
01020303
图15-1(b)
(5)在上一问中，该电动汽车消耗的电能为0.3kW·h,它的工作效
率是多少？一款汽油机效率为30%的燃油汽车以同样的功率匀速行驶10in,消耗汽油多少
升？（已知汽油密度为0.71×103kgm3,汽油热值取4.6×10？J/kg,计算结果保留两位小数）
(6)最后测试上坡性能，该电动汽车以标准承载量测试时，匀速从坡底开到坡顶，山坡的高
度是50m、长度是300m,牵引力保持8000N不变，不计空气阻力.求山坡的机械效率，
120
专题15能效综合
考点追踪：
压强的计算，功、功率的简单计算，热值计算，能源利用效率的计算
试题精析：
F
(1)空车静止在水平地面，F=G=mg=1200kg×10N/kg=12000N,p=S=
12000N-3×10Pa.
0.4m2
(2)①标准承载量的汽车平直公路上匀速直线行驶，G总=G车十G承载=12000N十
300kg×10Nkg=15000N,汽车在平直路面所受阻力与其总重的比值为0.09，∫=
0.09G=0.09×15000N=1350N,汽车在平直公路上匀速直线行驶，F牵=f=1350N,
W1=Fs=1350N×103m=1.35×106J;
②P-W-1.35X10J-1.125×10w.
t2×60s
(3)W2=Gh=15000N×10m=1.5×103J.
(4)w,=F◆s=1350NX600m=8.1×10,P=W=8.1X10J=2.7X101w.
30s
8.1×10J×
(5)①E=0.3kW·h=0.3X3.6×10J=1.08X105J;7=D×100%=1.08×1051
100%=75%;
②以同样的功率匀速行驶10min,W,=Pt=2.7×10W×10×60s=1.62×10J,=
X100%-1.62X10×100%=30%.Q=5.4×10'J,Q=m9,5.4×10J=m
Q
10Jkg,m≈1.17kg,m=pV,1.17kg=0.71×103kg/m3×V,V≈1.65×10-3m3=1.65L.
(6)W有月=Gh=15000NX50m=7.5×105J,W克=F年s=8000N×300m=2.4×
W题×100%=7.5X10X100%=31.25%.
10J,7=W
2.4×105J
解题逻辑：
有州功的能量P:
电动汽车效率
总功：消耗的心能
例2随着经济的发展，汽车已成为人们常用的交通工具，某物理小组的同学在社会实践活动
中，通过实际调查和网上查询，绘制了一辆某种型号汽车在额定功率下行驶时单位时间的能量
流向图，如图15-2所示，请你参与讨论下列有关问题，
121

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