Question

隨著人們生活水平的不斷提高，各種小汽車已經走進我們的家庭．仔細觀察和思考，可以發現小汽車的一些設計和使用過程中的許多現象都與物理知識有關，請你用學過的物理知識解答下面的問題：
（1）小汽車的外形設計成流線型（如圖甲所示），當小汽車在水平路面上高速行駛時，車身上方的空氣流速________，壓強________，從而________了車身對地面的壓力．（以上都選填“增大”“減小”“不變”）
（2）汽車發動機工作時，缸體的溫度很高，為確保發動機正常工作，需對缸體進行冷卻．汽車發動機常用水作為冷卻劑．若汽車的水箱中裝有8kg水，當水溫升高50℃時吸收的熱量是多少J？[c_水=4.2×10³J/（kg?°C）]
（3）圖丙為某小汽車測定油箱內油量的電路原理圖．其中：Rx為壓力傳感器，它的電阻值隨受到壓力的變化而變化，阻值隨壓力變化的關系如圖丁所示；表A為油量表，它實質是一只電流表，油箱內油量的變化通過電流表示數的變化顯示出來； R₀是阻值為5Ω的定值電阻；電源電壓恒為15V；油箱位于壓力傳感器Rx上，空油箱重50N．若電流表的量程為0～0.6A，該油箱加滿油時，指針恰好指示最大刻度，求：
①此時，R₀兩端的電壓是多少？Rx的阻值是多少？
②油箱最多能儲油多少m³？（取g=10N/kg、ρ汽油=0.7×10³kg/m³）

Answer 1

解：（1）如汽車的外形，相同時間內空氣經過汽車上方的路程大于通過汽車下方的路程，汽車上方的空氣流速大于汽車下方的空氣流速，汽車受到向下的壓強小于受到向上的壓強，汽車受到空氣的升力，減小汽車對地面的壓力．
故答案為：大；小；減小．
（2）Q=cm△t=4.2×10³J/（kg?°C）×8kg×50℃=1.68×10⁶J．
（3）①如圖，R₀和R_x是串聯的，
R₀是阻值為5Ω的定值電阻，該油箱加滿油時，指針恰好指示最大刻度0.6A，
所以R₀兩端的電壓是：U₀=IR₀=0.6A×5Ω=3V．
電源電壓是15V，R₀兩端電壓是3V，所以R_x兩端的電壓是：U_x=U-U₀=15V-3V=12V．
R_x的電阻為：R_x===20Ω．
②由圖象知，當壓力傳感器電阻是20Ω時，壓力傳感器受到的壓力是400N，空油箱的重力是50N，所以油箱內裝滿油的重力為：G=400N-50N=350N，
所以裝滿汽油的質量是：m===35kg，
汽油的體積：V===0.05m³．
答：（2）8kg水溫度升高50℃時吸收的熱量是1.68×10⁶J．
（3）①油箱裝滿汽油時，R₀兩端的電壓3V，Rx的阻值是20Ω．
②油箱最多能儲油0.05m³．
分析：（1）根據流體壓強跟流速的關系，分析汽車上下表面受到壓強的情況，分析汽車制成流線型的原因．
（2）知道水的質量、溫度變化量、水的比熱，根據Q=cm△t，求出水吸收的熱量．
（3）①知道定值電阻的阻值和電流，根據U=IR求出定值電阻兩端的電壓．
②知道電源電壓和定值電阻兩端的電壓，求出壓力傳感器兩端的電壓，知道電流，求出壓力傳感器的電阻．
在圖象上找到此電阻下受到的壓力，知道空油箱在重力，求出汽油的重力，求出汽油的質量，又知道汽油的密度，求出汽油的體積．
點評：（1）對于給定電阻圖象的問題，從圖象中提取信息，在最近幾年中考中出現的頻率很高，要掌握此類型的習題．
（2）流體壓強和流速的關系在生活中有重要的應用，例如鳥的飛行、飛機的飛行、汽車尾翼、火車站臺設置安全線等．
（3）本題涉及到密度、體積、重力、質量、歐姆定律、熱量等計算，綜合性很強，有一定的難度．