为缓解城市公交运输压力,我校综合实践活动小组针对我市淮海路交通拥挤现象,设计电力机车专用道。同学们收集到电力机车和公交汽车在某段运行区间内的相关数据如下:××型

为缓解城市公交运输压力,我校综合实践活动小组针对我市淮海路交通拥挤现象,设计电力机车专用道。同学们收集到电力机车和公交汽车在某段运行区间内的相关数据如下:××型

题型:不详难度:来源:
为缓解城市公交运输压力,我校综合实践活动小组针对我市淮海路交通拥挤现象,设计电力机车专用道。同学们收集到电力机车和公交汽车在某段运行区间内的相关数据如下:
××型号电力机车
电力机车
功率106W
平均速度
60 km/h
牵引力
5×103N
额定载客量80人
××型号公交汽车
燃油热值
4×107 J/kg
平均速度
15 km/h
牵引力
3000 N
额定载客量40人
(1)甲、乙两车站相距2.1 km,电力机车运行需要多长时间?消耗多少电能?
(2)公交汽车每千米消耗燃油0.4 kg,行驶2.1 km路程所消耗的燃油完全燃烧放出多少热量?公交汽车的效率是多少?
(3)根据题中获得的信息,从物理学角度谈一谈电力机车作为交通工具的优点。(写出一条即可)
答案
(1) 0.035h ,35kW•h(2)6.3×106J , 18.8%   (3)①速度快(或节省运行时间);②机械效率高;③乘客人均消耗能量较少(或节能);④无废气污染(或环保)。 (其它答案合理即可)                                  
解析
知道地铁的运行速度和路程,利用速度公式求运行时间;又知道地铁电力机车的功率,利用W=Pt求消耗的电能;求出公交汽车行驶2.1km消耗燃油,计算燃油燃烧放出的热量(总能量),知道牵引力和移动的距离,计算出牵引力做功(有用能量),再利用效率公式求汽车效率
解:(1)由 v=s/t
∴运行时间t=s/v=2.1km/60km/h=0.035h           
消耗电能W=Pt=106×10-3kW×0.035h=35kW•h                        (2分)
(2)燃油放热Q=mq=0.4kg/km×2.1km×4×107J/kg=3.36×107J     
W=Fs=3000N×2.1×103m=6.3×106J               
汽车效率η=6.3×106J/3.36×107J×100%≈18.8%                        (4分)
(3)①速度快(或节省运行时间);②机械效率高;③乘客人均消耗能量较少(或节能);④无废气污染(或环保)。 (其它答案合理即可)                                  (2分)
举一反三
天然气是一种清洁燃料,南宁市有的出租车开始使用天然气代替柴油或汽油.已知天然气的热值是7×107J/m3.当出租车消耗0.2m3天然气时,所释放的热量是   J(假定天然气完全燃烧).若天然气所释放热量的84%被水吸收,能使100kg的水温度升高   ℃.(水的比热容是4.2×103J/(kg•℃))
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王志伟同学用“220V 1000W”的电热水壶来加热质量为2kg,温度是20℃的水,实际用了12min才把这些水加热到100℃.这个过程中水吸收的热量是      ,电热水壶的效率是      .[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)].
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为体现低碳经济的理念,上海世博会充分利用太阳能发电技术,其主题馆屋面太阳能板的面积达3×104m2,年发电量3×106 kW·h.若这些电能由火力发电站提供(煤的热值为
3×107J/kg,煤完全燃烧释放的内能转化为电能的效率是30%),则仅此一项每年可节约煤炭的质量为
A.2.0×104kgB.1.2×105kgC.1.2×106kgD.3.6×105kg

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根据去年的统计报告,现在我国的汽车保有量已达2亿多辆,家庭小汽车作为一种普通的交通工具也已走进千家万户:汽车发动机一般是汽油机,完全燃烧1kg的汽油能够释放          J的能量;为确保发动机正常工作,需对其冷却,一般使用水来充当冷却剂,一个重要的原因是因为水的比热容比较       (选填“大”或“小”)(汽油的热值为4.6×107J/kg)。
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汽油的热值是4.6×107 J/ kg,完全燃烧210g汽油能放出          J的热量;若这些热量全部被水吸收,可使     kg的水,从20℃升高到66℃(水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃) )。
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