北京冬奥会上使用的氢燃料电池汽车,是利用氢与氧发生化学反应产生电能,供给电动机而驱动汽车行驶的。如图所示,该类型汽车甲在平直公路上从A地出发,以90km/h的速度行驶1h到达B地,消耗0.8kg氢燃料,所产生电能E电的80%用于维持汽车匀速行驶,所受阻力为1000N。已知每加注1kg氢燃料所需的费用为30元。(请写出计算推理过程)
(1)求此过程中产生的电能E电?
(2)燃油汽车乙也在该公路上从A地出发,以90km/h的速度匀速行驶。所受阻力与甲车相同,汽油在气缸内完全燃烧,且燃烧所释放热量的30%用来维持汽车匀速行驶,汽油热值取q=5×107J/kg。已知每加注1kg汽油所需的费用为12元。则在与甲车花费相同燃料费用的情况下:
①求乙车消耗的汽油完全燃烧所放出的热量?
②请判断乙车能否到达B地?
(3)如果动力系统改用汽油机,在某次油品调价中,90号汽油价格每吨降低125元,测算到零售价格每升降低0.09元。据此估算90号汽油的密度为多少?
(1)求此过程中产生的电能E电?
(2)燃油汽车乙也在该公路上从A地出发,以90km/h的速度匀速行驶。所受阻力与甲车相同,汽油在气缸内完全燃烧,且燃烧所释放热量的30%用来维持汽车匀速行驶,汽油热值取q=5×107J/kg。已知每加注1kg汽油所需的费用为12元。则在与甲车花费相同燃料费用的情况下:
①求乙车消耗的汽油完全燃烧所放出的热量?
②请判断乙车能否到达B地?
(3)如果动力系统改用汽油机,在某次油品调价中,90号汽油价格每吨降低125元,测算到零售价格每升降低0.09元。据此估算90号汽油的密度为多少?
更新时间:2023-05-02 21:42:36
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【推荐1】常用的密度计使用时需要较多待测液体(如图甲)。小明设计了一台只需少量待测液体就能直接测量其密度大小的简易密度仪(如图乙)。其工作原理为:桶中无液体时,滑片P指向A处;测量时,将待测液体加满小桶,装有滑轮和滑片P的滑块向下移动x,弹簧弹力增加F,待滑块稳定后闭合开关S,就能从已标注相应密度值的电流表刻度盘上读出待测液体密度。电源电压U0恒为6伏,定值电阻R0的阻值为12欧,电流表量程为0~0.6安,小桶的容积为10厘米3,粗细均匀的电阻丝AB总长为20厘米,其阻值随长度变化如表。F与x的关系如图丙所示。(不计摩擦,桶距底座高度足够)。
(1)闭合开关S,滑片P在A点和B点时,电流表示数分别为Ia、Ib,则Ia、Ib的大小关系是______ 。
(2)某次测量时,电流表示数为0.2安,则所测液体密度为多少克/厘米3______ ?
(3)为了方便在电流表的表盘上标注对应的密度值,根据上述信息,分析密度与电流的关系并确定量程。
①写出密度ρ与电流I的关系式ρ=______ 。
②该密度仪能测量的最大密度为______ 克/厘米3。
电阻丝的长度(厘米) | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 |
电阻丝的阻值(欧姆) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 |
(1)闭合开关S,滑片P在A点和B点时,电流表示数分别为Ia、Ib,则Ia、Ib的大小关系是
(2)某次测量时,电流表示数为0.2安,则所测液体密度为多少克/厘米3
(3)为了方便在电流表的表盘上标注对应的密度值,根据上述信息,分析密度与电流的关系并确定量程。
①写出密度ρ与电流I的关系式ρ=
②该密度仪能测量的最大密度为
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解题方法
【推荐2】如图所示,边长分别为0.2m和0.3m的实心正方体A、B放置在水平地面上,物体A的密度为2×103kg/m3,物体B的质量为13.5kg。求:
⑴ 物体A的质量为_____ kg;
⑵ 物体B对水平地面的压强为______ Pa;
⑶ 在保持物体A、B原有放置方式的情况下,并通过一定的方法使它们对水平地面的压强相等。下表中有两种方案,请判断这两种方案是否可行,若认为不行,请说明理由;若认为行,计算所截取的质量Δm。
计算所截取的质量Δm为_____ kg。
⑴ 物体A的质量为
⑵ 物体B对水平地面的压强为
⑶ 在保持物体A、B原有放置方式的情况下,并通过一定的方法使它们对水平地面的压强相等。下表中有两种方案,请判断这两种方案是否可行,若认为不行,请说明理由;若认为行,计算所截取的质量Δm。
内容 | 判断(选填“行”或“不行”) | |
方案一 | 选择B物体从其右侧沿竖直方向切去质量为Δm的部分,然后将切去部分叠放在A物体上,使二者对水平桌面的压强相同 | ① |
方案二 | 选择A物体从其沿水平方向切去质量为Δm的部分,然后将切去部分叠放在B物体上,使二者对水平桌面的压强相同 | ② |
计算所截取的质量Δm为
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【推荐3】小明学习了浮力后,利用一端封闭一端开口的圆柱筒、一小块金属制作了一个测质量的浮力秤。圆柱筒高20cm,筒横截面积S=100cm2,筒壁厚不计,他在筒底粘了厚为0.5cm的金属,浮力秤总质量为m0=300g。把浮力秤放在水中,如图甲所示。
(1)筒底粘金属的目的是什么?筒里没放物质时浮力秤受到的浮力是多少?
(2)筒里放入物质后,水面到浮力秤底的距离是5cm,则被测物质的质量是多少?
(3)如果用浮力秤来测量密度为0.5×103kg/m3粉状物质,最多能测多少g?此时筒底受到水的压强是多少?
(4)其实利用这个浮力秤也可以测液体密度,如乙图所示,筒内外液面到秤底距离分别是h1、h2,金属厚度h3,不用写过程,直接写出液体密度的表达式(用h1、h2、h3、m0、S、ρ水表示)。
(1)筒底粘金属的目的是什么?筒里没放物质时浮力秤受到的浮力是多少?
(2)筒里放入物质后,水面到浮力秤底的距离是5cm,则被测物质的质量是多少?
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【推荐1】如图所示,有一体积、质量忽略不计的弹簧,原长为10cm,把弹簧下端固定在溢水杯底部,上端固定在底面积为100cm2的实心长方体A上,此时弹簧被压缩,其弹力为2N;溢水口离溢水杯底部距离为20cm.向溢水杯加水,当A刚好有一半浸入水中,此时弹簧长为12cm;继续向溢水杯加水,直至弹簧所受的弹力不再发生变化(在弹性限度内)。弹簧受到拉力的作用时,弹簧伸长的长度ΔL与所受拉力F的关系如图乙所示。不计弹簧的重力、体积及其所受的浮力,g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3。求:
(1)A的重力为_____ N;
(2)当弹簧恰好恢复原长时水对容器底的压强为_________ Pa;
(3)请你根据相关数据计算出A的密度ρA;(写出必要的文字说明、表达式和最后结果)( )
(4)当弹簧不再发生变化时,水对长方体A的底部压强为________ Pa。
(1)A的重力为
(2)当弹簧恰好恢复原长时水对容器底的压强为
(3)请你根据相关数据计算出A的密度ρA;(写出必要的文字说明、表达式和最后结果)
(4)当弹簧不再发生变化时,水对长方体A的底部压强为
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【推荐2】如图两只硬橡胶球,带有等量正电荷,按如图所示的方式将一个金属小环M串在一根光滑的绝缘杆上,位于两硬橡胶球中间,恰好平衡。
(1)金属小环M的带电情况是_________ ;
A.一定带正电
B.一定带负电
C.一定不带电
D.带正电、带负电或不带电均有可能
(2)若用绝缘橡胶棒将金属小环向右侧稍移一些,释放后,小环向中间处运动。则金属小环M带_________ 电。
(1)金属小环M的带电情况是
A.一定带正电
B.一定带负电
C.一定不带电
D.带正电、带负电或不带电均有可能
(2)若用绝缘橡胶棒将金属小环向右侧稍移一些,释放后,小环向中间处运动。则金属小环M带
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(0.4)
解题方法
【推荐3】如图所示是“擦窗机器人”,它的质量为2kg,它的“腹部”有吸盘。当擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,它能牢牢地吸在竖直玻璃上:(g 取 10N/kg)
(1)机器人竖直吸在玻璃上进行擦窗工作时,其主机内部的气压________ (选填“大于”、“小于”或“等于”)大气压而产生“吸力”;
(2)当擦窗机器人在玻璃板上静止时,其受到的摩擦力与________ 力为一对平衡力;若用真空泵继续向外抽气,则擦窗机器人受到的摩擦力____________ (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)若该“擦窗机器人”在重力作用下以 0.2m/s 的速度匀速向下擦窗时,摩擦力f 与吸盘在此面积上对玻璃的压力F的关系是f=0.1F,已知吸盘与玻璃的接触面积为20cm2,则“擦窗机器人”对玻璃的压强是多少_______ ?擦窗1.5s重力做了多少功 ________ ?
(1)机器人竖直吸在玻璃上进行擦窗工作时,其主机内部的气压
(2)当擦窗机器人在玻璃板上静止时,其受到的摩擦力与
(3)若该“擦窗机器人”在重力作用下以 0.2m/s 的速度匀速向下擦窗时,摩擦力f 与吸盘在此面积上对玻璃的压力F的关系是f=0.1F,已知吸盘与玻璃的接触面积为20cm2,则“擦窗机器人”对玻璃的压强是多少
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(0.4)
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【推荐1】如图所示为我国自行研发生产的新能源混合动力汽车“唐DM”.该汽车使用两套动力系统,其由一台2.0升涡轮增压发动机和前后两个电机组成,可实现前轮与后轮独立动力输出.在混合动力模式下,三个“引擎”同时发力,可迸发出371kW的最大功率,最高时速180km/h.该汽车携带一块37.5Ah的三元锂电池,充满电后纯电续航里程可达100km.在小区与行人较多的区域,汽车使用纯电动机行驶,减少噪声与大气污染;在公路上需要加速时,电动机与发动机一起在混合动力模式下工作;在汽车需要减速时,还可以回收动能带动一台发电机发电,达到节约能源的目的.
(1)在汽车减速回收动能发电时,发电机会把电能储存在电池里,该过程的能量转化是_____ 能转化成_____ 能.
(2)该汽车为四驱车.请画出该车加速时,前轮所受地面摩擦力的示意图.
( )
(3)该汽车蓄电池上标有“640V,37.5Ah”字样.若使用3kW的充电桩来给该汽车充电,则最少需要多少小时才能充满该电池________ ?
(4)一辆充满电的该汽车在水平公路上使用混合动力模式匀速行驶了300km,除了电池电能全部消耗完了以外,还消耗了25kg汽油.若发动机的热效率为30%,电池电能全部用来做功,则汽车行驶时平均阻力大小为多少__________ ?q汽油=4.5×107J/kg.
(1)在汽车减速回收动能发电时,发电机会把电能储存在电池里,该过程的能量转化是
(2)该汽车为四驱车.请画出该车加速时,前轮所受地面摩擦力的示意图.
(3)该汽车蓄电池上标有“640V,37.5Ah”字样.若使用3kW的充电桩来给该汽车充电,则最少需要多少小时才能充满该电池
(4)一辆充满电的该汽车在水平公路上使用混合动力模式匀速行驶了300km,除了电池电能全部消耗完了以外,还消耗了25kg汽油.若发动机的热效率为30%,电池电能全部用来做功,则汽车行驶时平均阻力大小为多少
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解题方法
【推荐2】2060年前我国要实现“碳中和”目标,其中碳减排、碳封存是实现碳中和的主要途径。
(1)人们常说“电动汽车比燃油车环保”,为了探明电动和燃油两种汽车的碳排放量,科学家对A品牌某款电动汽车和B品牌某款燃油汽车进行四个维度的对比
根据以上信息,从碳排放的角度来看,你是否赞同“电动汽车比燃油车环保”这个观点___________ 。
(2)该电动汽车匀速通过高速公路上一段3km的平直路段,用时0.03h,消耗的电能为2.25×106J。请计算:
①汽车行驶的速度。( )
②若消耗电能的80%用于驱动汽车前进,汽车在该路段行驶时受到的阻力。( )
(1)人们常说“电动汽车比燃油车环保”,为了探明电动和燃油两种汽车的碳排放量,科学家对A品牌某款电动汽车和B品牌某款燃油汽车进行四个维度的对比
对比维度 | 电动汽车 | 燃油车 |
汽车生产及回收 | 每生产和回收一辆共排放约20.5吨碳(其中生产和回收锂电池组约占一半的碳排放) | 每生产和回收一辆共排放约10.1吨碳 |
能源生成 | 使用绿色能源为其供电,年均消耗的电能相当于排放约0.7吨碳 | 动力来自化石燃料的燃烧,年均排放约3.3吨碳 |
使用维护 | 一年保养维护排放约0.15吨碳 | 一年保养维护排放约0.15吨碳 |
电池使用年限 | 锂电池组平均寿命8年 | / |
(2)该电动汽车匀速通过高速公路上一段3km的平直路段,用时0.03h,消耗的电能为2.25×106J。请计算:
①汽车行驶的速度。
②若消耗电能的80%用于驱动汽车前进,汽车在该路段行驶时受到的阻力。
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(0.4)
解题方法
【推荐3】近几年,随着电动汽车的普及,为电动汽车提供电能的充电桩数量在全国迅猛增加;
(1)充电桩为电动汽车的电池充电时,电能转化为_____________ (填“机械”或“化学”)能,电池是用电器.充电桩有较好地防水保护功能,是为了防止线路过于潮湿出现_____________ (填“短路”或“断路”)现象;
(2)如图所示为充电桩给某电动汽车充电时充电功率p随充电时间t的变化图像.若充电过程的前18min充电电流不变,充电18min时充电电压升至500V,则充电9min时,充电电流为_____________ A,充电电压_____________ V。若充电18min至30min的时间内,充电电压保持500V不变,则该过程中充电电流逐渐_____________ (填“变大”或“变小”);
(3)若上述电动汽车充电前和充电30min时电池显示的储能量分别为20%和70%,充电30min的时间内,平均充电功率为80kV,则该电池充满电时的储能量为_____________ kW·h。该电动汽车在高速公路上分别以80km/h和100km/h的速度匀速行驶30min,电池的储能量分别下降了10%和15%,若能量转化效率始终不变,则电动汽车分别以80km/h和100km/h的速度匀速直线行驶时将会受到的阻力之比为_____________ 。
(1)充电桩为电动汽车的电池充电时,电能转化为
(2)如图所示为充电桩给某电动汽车充电时充电功率p随充电时间t的变化图像.若充电过程的前18min充电电流不变,充电18min时充电电压升至500V,则充电9min时,充电电流为
(3)若上述电动汽车充电前和充电30min时电池显示的储能量分别为20%和70%,充电30min的时间内,平均充电功率为80kV,则该电池充满电时的储能量为
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(0.4)
真题
解题方法
【推荐1】“绿水青山就是金山银山”,环境保护、低碳生活已经成为全社会的共识。某市的公交公司引入了一款电动客车取代原来的普通燃油客车,它的整车质量是3.5t,轮胎与路面的总接触面积是0.2m2,当它以30m/s的速度沿水平路面匀速行驶时,受到的阻力是3000N。请回答下列问题:(g=10N/kg)
(1)电动客车静止时对水平路面的压强是多大______ ?
(2)电动客车以30m/s的速度沿水平路面匀速行驶时,它的输出功率是多大______ ?
(3)若燃油客车的输出功率与电动客车相同,燃油客车的效率为40%,行驶1h,要燃烧多少升的燃油______ ?(燃油的热值是3.24×107J/L)
(1)电动客车静止时对水平路面的压强是多大
(2)电动客车以30m/s的速度沿水平路面匀速行驶时,它的输出功率是多大
(3)若燃油客车的输出功率与电动客车相同,燃油客车的效率为40%,行驶1h,要燃烧多少升的燃油
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(0.4)
解题方法
【推荐2】某款油电混合动力小汽车,具有省油、能量利用率高等特点,其相关信息如表。在某次水平道路测试中,该车以中速匀速行驶100km,共消耗汽油10L。测试过程中,内燃机既向车轮提供能量,又向蓄电池充电,同时蓄电池又将部分能量通过电动机向车轮输送,此时,内燃机和电动机共同驱动车辆前进。
(1)蓄电池充电时,将___________ 能转化为___________ 能;
(2)在水平道路中速匀速行驶测试中,若平均阻力为1200N,牵引力做的功是多少?( )
(3)在水平道路中速匀速行驶测试中,若该车内燃机的效率为50%,此过程最终使蓄电池增加了多少能量?(忽略蓄电池和电动机的热损失,ρ汽油=0.7×103kg/m3,q汽油=4.6×107J/kg)( )
驱动模式 | 纯电动 | 启动、低速 |
油电混动 | 中速 | |
纯燃油 | 高速 | |
汽车质量 | 1200kg | |
车轮与地面总接触面积 | 0.096m2 |
(2)在水平道路中速匀速行驶测试中,若平均阻力为1200N,牵引力做的功是多少?
(3)在水平道路中速匀速行驶测试中,若该车内燃机的效率为50%,此过程最终使蓄电池增加了多少能量?(忽略蓄电池和电动机的热损失,ρ汽油=0.7×103kg/m3,q汽油=4.6×107J/kg)
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