Question

某型号排量为1.6L轿车的额定功率为80kW．当轿车以60km/h的速度水平匀速行驶100km，耗油量是10L．假设汽油

Answer 1

解题思路：（1）知道轿车以60km/h的速度水平匀速行驶100km消耗燃油的体积，根据密度公式求出消耗燃油的质量，根据Q_放=mq和效率公式求出获得的有用功，根据W=Fs求出牵引力的大小；

（2）先求出地球的表面，然后求出地面上每平方米得到的太阳辐射功率，进一步求出太阳能电池板获得的太阳辐射功率，利用效率公式求出太阳能电池板获得的电能的功率，根据W=Fs求出汽车行驶10km需要的电能，最后W=Pt求出阳光直射的时间．

（1）轿车以60km/h的速度水平匀速行驶100km，耗油量V=10L=10dm³=10^-2m³，

由ρ=[m/V]可得，消耗燃油的质量：

m=ρV=0.8×10³kg/m³×10^-2m³=8kg，

消耗燃油产生的热量：

Q_放=mq=8kg×4×10⁷J/kg=3.2×10⁸J，

由η=[W

Q放×100%可得，消耗燃油获得的有用功：

W=Q_放η=3.2×10⁸J×30%=9.6×10⁷J，

由W=Fs可得，汽车牵引力的大小：

F=

W/s]=

9.6×107J

100×103m=960N；

（2）地球的表面为：

S₀=4πR²=4×3.14×（1.5×10¹¹m）²=2.826×10²³m²，

地面上每平方米得到的太阳辐射功率：

P₀=

P0

S0，

太阳能电池板获得的太阳辐射功率：

P=P₀S=

P0

S0S=

4×1026W

2.826×1023m2×1.5m²≈2123.14W，

太阳能电池板获得的电能的功率：

P_电=Pη_电=2123.14W×50%=1061.57W，

汽车行驶10km需要的电能：

W_电=Fs′=960N×10×10³m=9.6×10⁶J，

由W=Pt可得，阳光直射的时间：

t=

W电

P电=

9.6×106J

1061.57W≈9051.74s≈2.50h．

答：（1）当轿车以上述速度水平匀速行驶时，汽车的牵引力为960N；

（2）阳光直射的时间只要2.50h小时就可以供汽车按（1）小题所述的状态行驶10km．

点评：

本题考点： 电功与热量的综合计算；超纲知识．

考点点评： 本题考查了密度公式、燃料完全燃烧释放热量公式、效率公式、做过公式、电功公式等综合的应用，关键是从题干中获得的有用的信息，计算过程要注意单位的换算．