《2025年课堂点睛九年级物理上册人教版宁夏专用》

7. 小明家购买的某型号的四轮汽车的质量为$1.8t$,每个轮子与地面的接触面积为$200cm^{2}$,假期全家开车去某地旅游,下车时观察里程表得知汽车行驶$225km$,并且所用时间是$2.5h$,消耗汽油$20L$(假设汽油完全燃烧),汽车发动机在这段时间内的功率为$20kW$。(已知汽油的密度$\rho = 0.8×10^{3}kg/m^{3}$,热值$q = 4.5×10^{7}J/kg$,$g取10N/kg$)
(1)汽车车身采用流线型设计,从力学的角度看,这种设计的好处是减小空气阻力。同时,这种设计使得汽车在高速行驶时对路面的压力______小于(选填“大于”“小于”或“等于”)汽车静止时对路面的压力。
(2)汽车静止时对水平路面的压强是多少？
(3)汽车发动机的效率是多少？

答案：
(1)减小空气阻力 小于
(2)解:汽车静止时对路面的压力:$F=G=mg=1.8× 10^{3}kg× 10N/kg=1.8× 10^{4}N$,汽车静止时对路面的压强:$p=\frac{F}{S}=\frac{1.8× 10^{4}N}{4× 200× 10^{-4}m^{2}}=2.25× 10^{5}Pa$。
(3)消耗汽油的质量:$m_{油}=\rho_{油}\ V=0.8× 10^{3}kg/m^{3}× 20× 10^{-3}m^{3}=16kg$,汽油完全燃烧放出的热量:$Q_{放}=m_{油}\ q_{油}=16kg× 4.5× 10^{7}J/kg=7.2× 10^{8}J$,汽车发动机所做的有用功:$W_{有}=Pt=20× 10^{3}W× 2.5× 3600s=1.8× 10^{8}J$,汽车发动机的效率:$\eta=\frac{W_{有}}{Q_{放}}× 100\%=\frac{1.8× 10^{8}J}{7.2× 10^{8}J}× 100\%=25\%$。

8. 新型混合动力汽车具有节能、低排放等优点,当混合动力汽车启动或低速行驶时,内燃机不工作,蓄电池向车轮输送能量；当需要高速行驶或蓄电池电能过低时,内燃机启动,既可以向车轮输送能量,又可以给蓄电池充电,提高了内燃机的效率,如图所示是该汽车内燃机工作时热机的能量走向图。若该车在某次高速行驶测试中,内燃机启动消耗了$8L$汽油,汽油的密度为$0.71×10^{3}kg/m^{3}$,匀速行驶了$25km$。查阅资料发现此过程中汽车发动机提供的牵引力为$4000N$,$8L汽油完全燃烧释放出的热量是3.6×10^{8}J$,蓄电池的电能增加了$5.12×10^{7}J$。此过程中：
(1)内燃机消耗的汽油的质量是多少？
(2)牵引力做的功是多少？
(3)内燃机的效率是多少？
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答案：
(1)解:该车在某次高速行驶测试中,内燃机启动消耗了8L汽油,则内燃机消耗的汽油的质量为:$m=\rho V=0.71× 10^{3}kg/m^{3}× 8× 10^{-3}m^{3}=5.68kg$;
(2)牵引力做的功为:$W=Fs=4000N× 25× 10^{3}m=1× 10^{8}J$;
(3)由能量走向图可知,$W_{有}=W+W_{电}=1× 10^{8}J+5.12× 10^{7}J=1.512× 10^{8}J$,则内燃机的效率为:$\eta=\frac{W_{有}}{Q_{放}}× 100\%=\frac{1.512× 10^{8}}{3.6× 10^{8}J}× 100\%=42\%$。