Question

隨著人們生活水平的不斷提高，各種小汽車已經走進我們的家庭．仔細觀察和思考，可以發現小汽車的一些設計和使用過程中的許多現象都與物理知識有關，請你用學過的物理知識解答下面的問題：
（1）汽車發動機工作時，缸體的溫度很高，為確保發動機正常工作，需對缸體進行冷卻．汽車發動機常用水作為冷卻劑，這主要利用了水的

比熱容大

的特性．若汽車的水箱中裝有10kg水，當水溫升高50℃時吸收的熱量是多少？[c_水=4.2×10³J/（kg?℃）]．
（2）“五一”期間，小明一家開車外出旅游，途中看到如圖1所示的限速牌．小明用了10min的時間通過了這段10km長的限速路段，請你通過計算說明他超速了嗎？近期，我國又加大了對超速和酒后駕車的查處力度．請你寫一句相關的警示語，以提醒司機朋友一定要按交通法規駕車．

為了你和他人的安全，不要超速行駛、飲酒不開車，開車不飲酒

．??
（3）如圖2為某小汽車測定油箱內油量的電路原理圖．其中：Rx為壓力傳感器，它的電阻值隨受到壓力的變化而變化，阻值隨壓力變化的關系如圖所示；表A為油量表，它實質是一只電流表，油箱內油量的變化通過電流表示數的變化顯示出來；R₀是阻值為5Ω的定值電阻；電源電壓恒為15V；油箱位于壓力傳感器R_x上，空油箱重50N．若電流表的量程為0～0.6A，該油箱加滿油時，指針恰好指示最大刻度，求：
①此時，R₀兩端的電壓是多少？Rx的阻值是多少？
②油箱最多能儲油多少L？（1L=1dm³）（取g=10N/kg、ρ_汽油=0.7×10³kg/m³）
（4）小汽車給人們帶來諸多方便，但也造成了一些負面影響，如能源消耗、尾氣污染、噪聲污染、交通阻塞等．請你從可持續發展的角度，就如何減小汽車的負面影響，提出一條合理化建議：

騎自行車、步行、乘公交車出行

．

Answer 1

分析：（1）與其它液體相比，水的比熱容較大，在質量和升高的溫度相同時，水吸收的熱量最多；已知水的比熱容、質量和升高的溫度，利用Q_吸=cm△t計算水吸收的熱量；
（2）已知行駛的時間和距離，利用速度公式求車速，將車速與限速牌上的數值比較，得到是否超速；與交通安全相關的警示語從超載、超速或酒駕等角度分析．
（3）掌握串聯電路電壓的特點（串聯電路中總電壓等于各部分電路的電壓的和）和歐姆定律I=

U

R

及密度公式ρ=

m

V

的應用是解決此題的關鍵．
（4）從節約能源、減少污染等方面考慮即可．

解答：解：
（1）由公式Q_吸=cm△t知，在質量和升高的溫度相同時，與其它液體比較，因為水的比熱最大，所以吸收的熱量最多、冷卻效果最好；
水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×10kg×50℃=2.1×10⁶J；
（2）小明開車的速度為v=

s

t

=

10km

1 6 h

=60km/h＞40km/h
所以小明開車超速；
為了你和他人的安全，不要超速行駛、飲酒不開車，開車不飲酒；
（3）①R₀兩端的電壓：U₀=IR₀=0.6A×5Ω=3V．
R_x兩端的電壓：U_x=U-U₀=15V-3V=12V．
R_x的阻值：R_x=

Ux

I

=

12V

0.6A

=20Ω．
②由圖象可知，R_x=20Ω時，壓力傳感器受到的壓力F=400N．
油箱內油的重力：G_油=F-G_箱=400N-50N=350N．
油箱內油的質量：
∵G_油=m_油g，
∴m_油=

G油

g

=

350N

10N/kg

=35kg．
油箱內最多儲存的油：
∵m_油=ρ_汽油V_油，
∴V_油=

m油

ρ油

=

35kg

0.7×103kg/m3

=50×10^-3m³=50L．
（4）與開小汽車相比，騎自行車、步行、乘公交車出行能節約能源，減少污染．
故答案為：（1）比熱容大，水吸收的熱量是2.1×10⁶J；
（2）所以小明開車超速；為了你和他人的安全，不要超速行駛、飲酒不開車，開車不飲酒；
（3）①R₀兩端的電壓是12V，Rx的阻值是20Ω；
②油箱最多能儲油50L；
（4）騎自行車、步行、乘公交車出行．

點評：本題為力學、熱學、電學的綜合題，考查了學生對水的比熱容大的應用、密度公式、歐姆定律、速度公式、吸熱公式的掌握和運用，雖知識點多、綜合性強，但和生活現象密切聯系，增強了學生節能減排的意識，有意義！