Question

（2012?淮北模擬）為緩解城市公交運輸壓力，我校綜合實踐活動小組針對我市淮海路交通擁擠現(xiàn)象，設(shè)計電力機車專用道．同學(xué)們收集到電力機車和公交汽車在某段運行區(qū)間內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)如下：

××型號電力機車	電力機車 功率106W	平均速度 60km/h	牽引力 5×103N	額定載客量80人
××型號公交汽車	燃油熱值 4×107 J/kg	平均速度 15km/h	牽引力 3000N	額定載客量40人

（1）甲、乙兩車站相距2.1km，電力機車運行需要多長時間？消耗多少電能？
（2）公交汽車每千米消耗燃油0.4kg，行駛2.1km路程所消耗的燃油完全燃燒放出多少熱量？公交汽車的效率是多少？
（3）根據(jù)題中獲得的信息，從物理學(xué)角度談一談電力機車作為交通工具的優(yōu)點．（寫出一條即可）

Answer 1

分析：（1）由表中數(shù)據(jù)可知電力機車的速度與電功率，由速度的變形公式可以求出機車的運動時間，
由電功率的變形公式可以求出機車消耗的電能；
（2）先出公交車消耗的燃油完全燃燒釋放的熱量，求出公交車的由于功，再求出公交車的效率；
（3）從節(jié)能環(huán)保等角度分析電動機車的優(yōu)點．

解答：解：（1）∵v=

s

t

，∴電動機車的運行時間t=

s

v

=

2.1km

60km/h

=0.035h；
∵P=

W

t

，∴電動機車消耗的電能W=Pt=10³kW×0.035h=35kW?h；
（2）燃油釋放的熱量Q=mq=0.4kg/km×2.1km×4×10⁷ J/kg=3.36×10⁷J，
公交車做的功W=Fs=3000N×2100m=6.3×10⁶J，
公交車的效率η=

W

Q

×100%=

6.3×106J

3.36×107J

×100%=18.75%；
（3）由表中電動機車與公交車的參數(shù)及以上計算可知，電動機車具有以下優(yōu)點：
①速度快（或節(jié)省運行時間）；②機械效率高；③乘客人均消耗能量較少（節(jié)能）；④無廢氣污染（或環(huán)保）．   
答：（1）電力機車運行需要0.035h；消耗35kW?h的電能．
（2）燃油完全燃燒放出的熱量是3.36×10⁷J，公交汽車的效率是18.75%．
（3）①速度快（或節(jié)省運行時間）；②機械效率高；③乘客人均消耗能量較少（或節(jié)能）；④無廢氣污染．

點評：本題考查了求運動時間、消耗的電能、燃油放出的熱量、公交車的效率、電動機車的優(yōu)點等問題，涉及的知識點較多，是一道學(xué)科綜合題，熟練掌握基礎(chǔ)知識即可正確解題．