《2025年零障碍导教导学案九年级物理全一册沪粤版》

23. 阅读材料,回答问题。
为节约能源,某型号汽车在关闭发动机后,通过小型发电机将减速运动时的部分动能转化为电能储存在蓄电池中。表中所示是该型号汽车的部分技术参数,其中储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机,直至汽车停止的过程中,通过发电机将动能转化为电能的效率。耗油量是指汽车正常行驶100 km消耗燃油的体积。测试中,先让汽车正常行驶,然后关闭发动机,分别测出开启和关闭发电机两种情况下,汽车通过的路程s与对应的速度大小v,计算出动能Eₖ,作出Eₖ随s变化的图像,如图所示。
|××型汽车| |
|总质量(kg)|1200|
|储能效率(%)|60|
|耗油量(L/100 km)|10|


(1)发电机发电过程中,动能除了转化为电能外,由于发电机的线圈会发热导致温度升高,因此还有部分能量转化为内能。
(2)汽车正常行驶100 km,消耗燃油的质量为7kg,完全燃烧这些燃油产生的热量为$3.22×10^{8}\ J$,则燃油的热值为$4.6×10^7$J/L。(已知燃油的密度为$0.7×10^{3}\ kg/m^3$)
(3)测试时,汽车在大小为800 N的牵引力作用下,以25 m/s的速度正常行驶1000 m。此过程中,下列说法正确的是(D)。
A. 汽车受到的阻力为$1.2×10^{4}\ N$
B. 汽车行驶的时间为20 s
C. 汽车牵引力做的功为$3.2×10^{8}\ J$
D. 汽车牵引力的功率为20 kW
(4)由图像可知,表示开启发电机进行测试的图线是②(选填“①”或“②”),判断的依据是：开启发电机后,有一部分动能转化为电能；而关闭发电机后,动能全部用于克服摩擦阻力做功,因此关闭(选填“开启”或“关闭”)发电机时运动的路程会较长。
(5)若汽车正常行驶时的动能$E_{k0}= 3.75×10^{5}\ J$,某时刻关闭发动机,同时发电机开始工作,最终有$1.5×10^5$J的动能转化为内能。

答案： 【解析】：
(1)发电机发电过程中，动能转化为电能的同时，由于发电机的线圈会发热，导致温度升高，因此还有部分能量转化为内能。本题考查能量的转化知识。
(2)根据公式$m = \rho V$，可计算出消耗燃油的质量为7 kg；根据公式$q = \frac{Q}{V}$，可计算出燃油的热值为$4.6×10^7$ J/L。本题考查质量和热值的计算知识。
(3)汽车在大小为800 N的牵引力作用下，以25 m/s的速度正常行驶1 000 m。此过程中，汽车匀速行驶，阻力等于牵引力，为800 N，A选项错误；
根据公式$t = \frac{s}{v}$，可计算出汽车行驶的时间为40 s，B选项错误；
根据公式$W = Fs$，可计算出汽车牵引力做的功为$8×10^5$ J，C选项错误；
根据公式$P = Fv$，可计算出汽车牵引力的功率为20 000 W，即20 kW，D选项正确。
本题考查二力平衡、速度公式、功的公式和功率公式的应用知识。
(4)由图像可知，表示开启发电机进行测试的图线是②，判断的依据是：开启发电机后，有一部分动能转化为电能；而关闭发电机后，动能全部用于克服摩擦阻力做功，因此关闭发电机时运动的路程会较长。本题考查对图像的分析知识。
(5)若汽车正常行驶时的动能$E_{k0} = 3.75×10^5$ J，某时刻关闭发动机，同时发电机开始工作，最终有$E_{内} = E_{k0}×(1 - 60\%)$，可计算出有$1.5×10^5$ J的动能转化为内能。本题考查能量的计算知识。
【答案】：
(1)内
(2)7；$4.6×10^7$
(3)D
(4)②；克服摩擦阻力做功；关闭
(5)$1.5×10^5$