Question

（2013?濱湖區二模）2013年“霧霾”成為全社會關注的熱點，一月份的十幾天我國中東部的大部分地區被霧霾籠罩，空氣質量已經達到了嚴重污染．為了緩解空氣污染，電動機車作為新能源汽車的主力軍將大力發展并逐步代替現在的燃油汽車．如圖所示為國內某廠商剛剛發布的名為“秦”高性能電動汽車，“秦”百公里加速時間僅為6秒，最高時速可達180km/h，百公里綜合油耗僅2L，在純電狀態下可行駛50公里．“秦”電動機效率為80%，電池為磷酸鐵鋰電池，電池電壓500v，容量20AH，充電時間約為6小時．
（1）燃油汽車的發動機通常是汽油機，從能源可否再生角度來看，汽油是

不可再生

能源；發動機工作時，

做功

沖程將內能轉化為機械能．
（2）“秦”行駛時電池將

化學

能轉化為電能供電動機使用．汽車在行駛時對路面的壓力比靜止時

減小

（選填“增大”、“減小”或“不變”）．
（3）“秦”在充滿電后電池存儲的電能為多少？最大行駛里程狀態下，車子行駛時所受的平均阻力為多大？
（4）若某一次行駛中“秦”消耗電能4.6kW?h，則若用效率為25%的燃油汽車需要消耗多少質量的汽油？（結果保留兩位小數，汽油熱值為4.6×10⁷ J/kg）

Answer 1

分析：（1）①汽油是從石油中提煉出來的，石油是埋藏在地底下得生物體經過幾百萬年的時間形成的，在短期內不能從自然界得到補充，是不可再生能源；
②汽油機的做功沖程中，進氣門和排氣門都關閉，活塞向下運動，燃氣膨脹對活塞做功，將內能轉化為機械能；
（2）①電池提供電能時是把儲存的化學能轉化電能，
②車子靜止在水平面上，車子對路面的壓力等于重力；當流線型的車子快速行駛時，產生升力，車子對地面壓力減小．
（3）①知道電池電壓U和電池的容量Q，利用電功公式W=UIt計算該電池充一次電所消耗的電能；
②根據電動機效率為80%，在純電狀態下可行駛50公里，可求得F．
（4）根據某一次行駛中“秦”消耗電能4.6kw?h，用效率為25%的燃油汽車，利用W=mq可求得消耗的汽油質量．

解答：解：
（1）汽車發動機是汽油機，從能源可否再生角度來看，汽油是不可再生能源；發動機工作時，做功沖程將內能轉化為機械能．
（2）電動汽車行駛時電池將化學能轉化為電能供電動機使用．
小汽車外型是流線型，當汽車高速行駛時，相同時間內，空氣經過上方的路程比下方路程長，流速大，壓強小，汽車在壓強差下產生向上的升力，汽車對路面的壓力減小，小于汽車的重力．
（3）該電池充一次電所消耗的電能：W=UIt=UQ=500V×20A×3600S=3.6×10⁷J；
∵“秦”電動機效率為80%，
∴W_有=80%×3.6×10⁷J=2.88×10⁷J；
∵W_有=Fs，s=50km=50000m 
∴F=

W有

s

=

2.88×107J

50000m

=576N，
（4）W₁=4.6KWh=1.656×10⁷J  
  25%mq=80%W₁  
m=

80%×W1

25%q

=

80%×1.656×107J

25%×4.6×107J/kg

≈1.15kg
故答案為：（1）不可再生；做功；（2）化學；減小；
（3）“秦”在充滿電后電池存儲的電能為3.6×10⁷J；最大行駛里程狀態下，車子行駛時所受的平均阻力為576N；
（4）若用效率為25%的燃油汽車需要消耗1.15kg的汽油．

點評：本題以高性能電動汽車為背景，考查了能源分類、汽油機四沖程中的能量轉化、電能的計算、效率的計算，知識點多、綜合性強，要求靈活運用所學知識，屬于難題．