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
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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=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=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=Qη=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=Pη=2123.14W×50%=1061.57W,

汽车行驶10km需要的电能:

W=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.