Question

阅读短文，回答问题．在我国随着人民生活水平的提高，加上“汽车下乡”政策的实施，不少农村家庭都购买了

阅读短文，回答问题．在我国随着人民生活水平的提高，加上“汽车下乡”政策的实施，不少农村家庭都购买了汽车，汽车开始进入普通百姓家庭．家住农村的小明同学家买了一辆崭新的奇瑞风云2三厢汽车（如图甲）．他高兴极了，把车的里里外外都观察了个够．通过观察，小明发现汽车上的许多部件都用到了物理知识．（1）汽车的发动机是四冲程汽油机，其中______冲程将内能转化为机械能．（2）汽车上的散热器用水作为冷却剂，这是利用了水的______较大的性质．如果水箱中装有5kg的水，当水温度升高20℃时，需要吸收的热量为______J．（3）通过查看说明书得知轿车车身质量为1725kg．当车上载有275kg的人和物品时，车轮与地面的总接触面积为4.0×10-2m2，轿车对地面的压强为______．（g取10N/kg）（4）若汽车油箱的容积为60升（dm3），内装的是密度为0.71×103 kg/m3、热值为4.6×107J/kg的汽油，则该油箱中最多可装______kg的汽油．若该车以20m/s的速度匀速行驶100km时所消耗的汽油为5kg，汽车发动机的输出的功率为12kW，则汽车发动机的效率为______．（5）图乙是该车自动测定汽车油箱内油面高度的装置原理图，图中的油量表实质是______表改装而成的，定值电阻R0的作用是______，在加油的过程中，油量表的示数______．（选填“变大、变小、不变”）来源：（6）若轿车以90kW的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动的速度v与时间t的关系如图丙所示．则在0-5s时间内，轿车发动机做功______J；轿车运动过程中受到的阻力是______N．（7）通过测量获得轿车以不同的速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离）数据如下表所示： 实验次数 1 2 3 4 5 速度/（km/h） 40 60 80 100 120 制动距离/m 8 18 50 72当轿车以80km/h行驶时所对应的制动距离为______m．

Answer 1

（1）汽油机的四个冲程是吸气、压缩、做功、排气冲程．做功冲程高温高压燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能．
（2）汽车散热器用水作为冷却剂，是利用了水的比热容较大的性质；
水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×5kg×20℃=4.2×10⁵J．
（3）轿车对地面的压力：
F=G=（m+m_车）g=（275kg+1725kg）×10N/kg=20000N；
轿车对地面的压强：
p=

F

S

=

20000N

4.0×10?2m2

=5×10⁵Pa．
（4）①∵ρ=

m

V

，
∴该车油箱最多能装汽油：
m=ρv=0.71×10³ kg/m³×60×10^-3m³=42.6kg；
②∵v=

s

t

，
∴行驶时间t=

s

v

=

100000m

20m/s

=5000s；
汽车的有用功W_有=Pt=12×10³W×5000s=6×10⁷J；
释放的能量Q=qm′=4.6×10⁷J/kg×5kg=2.3×10⁸J；
发动机的效率η=

W有

Q

×100%=

6×107J

2.3×108J

×100%≈26%．
（5）油量表串联在电路中，实际是一电流表；在加油时，浮子位置升高，在杠杆作用下，滑动变阻器连入电路的阻值变小，使电路中的电流变大，电流表示数变大，油量表示数变大；R′的作用是可以防止电路中的电流过大而烧坏仪表，保护电路．
（6）轿车的功率P=90kW=9×10⁴W，
轿车发动机做功：W=Pt=9×10⁴W×5s=4.5×10⁵J；
由图示知轿车匀速运动时的速度是v=30m/s；
∵P=

W

t

=

Fs

t

=Fv
∴轿车运动过程中受到的阻力：f=F=

P

v

=

9×104W

30m/s

=3000N
（7）通过对1、2、4、5的分析可知速度越大制动距离越大，即制动距离一定与速度有关，但明显不是正比关系．故可以想到可能与速度的平方成正比，通过计算可知制动距离的确与速度的平方成正比：
则由

(40km/h)2

28m

=

(80km/h)2

s

解得：80km/h的制动距离为32m．
故答案为：（1）做功；
（2）比热容；4.2×10⁵；
（3）5×10⁵；
（4）42.6；26%；
（5）电流；保护电路；变大；
（6）4.5×10⁵；3000；
（7）32．