题文

地铁可以缓解城市公交运输压力，某学校综合实践活动小组的同学们收集到地铁机车和公交汽车在某段运行区间内的相关数据如下： ××型号 地铁机车 地铁电力机车功率106W 平均速度60km/h 牵引力5×106N 额定载客量500人 ××型号 公交汽车 燃油热值  4×107J/kg 平均速度15km/h 牵引力3000N 额定载客量40人 （1）甲、乙两地铁站相距1.8km，地铁运行需要多长时间？消耗多少电能？ （2）公交汽车每km消耗燃油0.3kg，行驶1.8km路程所消耗的燃油完全燃烧放出多少热量？公交汽车的效率是多少？ （3）根据题中获得的信息，从物理学角度谈一谈地铁作为交通工具的优点．（写出两条即可）

题型：问答题  难度：中档

答案

（1）地铁运行时间： t= s v = 1.8km 60km/h =0.03h， 消耗的电能： W=Pt=106×10-3kW×0.03h=30kW?h； （2）公交汽车行驶1.8km，消耗燃油： m=0.3kg/km×1.8km=0.54kg， 燃油燃烧放热： Q=mq=0.54kg×4×107J/kg=2.16×107J； 汽车效率： η= Fs Q = 3000N×1.8×103m 2.16×107J =25% （3）地铁作为交通工具的优点：①因车速度快，节省乘车时间；②无废气污染（环保）． 答：（1）地铁运行需要0.03h，消耗30kW?h电能； （2）行驶1.8km路程所消耗的燃油完全燃烧放出2.16×107J热量，公交汽车的效率是25%； （3）地铁作为交通工具的优点：节省乘车时间，无废气污染（环保）．

据专家权威分析，试题“地铁可以缓解城市公交运输压力，某学校综合实践活动小组的同学们..”主要考查你对  功的计算，热量的计算，能量转化效率，电功或电能的计算，速度的计算  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

功的计算热量的计算能量转化效率电功或电能的计算速度的计算

考点名称：功的计算

• 功的计算公式：
  功（W）等于力（F）跟物体在力的方向上通过的距离（s）的乘积。（功=力×距离），W=FS。
  
  单位：
  国际单位制中，力的单位是N，距离的单位是m，功的单位是N·m，它有一个专用名称叫做焦耳，简称焦，用符号J表示，1J=1N·m。

• 在利用该公式进行计算时的注意点：
  (1)力与物体移动的距离在方向上必须一致；
  
  (2)力与物体移动的距离必须对应于同一物体；
  
  (3)力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。
  

考点名称：热量的计算

• 计算公式：
  ①经某一过程温度变化为△t，它吸收(或放出)的热量．Q表示热量(J)，
  Q=c×m×△t．
  Q吸=c×m×（t－t0）
  Q放=c×m×（t0－t）
  （t0是初温；t是末温）
  其中c是与这个过程相关的比热容
  
  ②固体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式：Q_放=mq　
  气体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式：Q=Vq　
  Q表示热量(J)，q表示热值(J/kg)，m表示固体燃料的质量(kg)，V表示气体燃料的体积(m³）。
  q=Q_放/m(固体）；q=Q_放/v(气体） 
  Q———某种燃料完全燃烧后放出的热量———焦耳J
  m———表示某种燃料的质量———千克kg
  q———表示某种燃料的热值———焦耳每千克J/kg

  单位：
  热量的单位与功、能量的单位相同．在国际单位制中热量的单位为焦耳(简称焦，缩写为J)．历史上曾定义热量单位为卡路里(简称卡，缩写为cal)，只作为能量的辅助单位，1卡=4.184焦．
  注意：1千卡=1000卡=1000卡路里=4184焦耳=4.184千焦

• 例题详解：
  例1 将100g水从20℃加热至90℃，要供给多少热量?一根铁钉的质量约10g，从1000℃的红热状态冷却至25℃，会放出多少热量?[c_水=4．2× 10³J／(kg·℃)；c_铁=0．46×10₃J／(kg·℃)]

  解析：水吸收的热量Q_吸=c_水m₁(t₁-t₀₁)=4．2 ×10³J／(kg·℃)×0．1kg×(90℃一20℃)=2．94× 10⁴J，铁钉放出的热量Q_放=c_铁m₂(t₀₂一t₂)=0．46× 10³J／(kg·℃)×0．01kg×(1000℃一25℃)=4．485 ×10³J。

  答案：见解析

• 水果热量：
  1、苹果100克/52大卡
  苹果是最多人会选的瘦身水果，因为它有丰富的果胶，可以帮助肠胃蠕动和排除体内毒素，最棒的是还可以降低热量吸收，再加上苹果的钾质很多，可以防止腿部水肿。当然啰，苹果的卡路里也不高，所以才有专吃苹果的苹果减肥餐产生。
  
  2、香蕉100克/125大卡
  很多水果减肥餐都少不了香蕉，因为香蕉含有丰富纤维质、维他命A、钾质和果胶等，所以可以有效地整肠，这样就能帮助排便。香蕉也有排除水分的效果，不但是最佳瘦身水果，也是吃了会让肌肤水当当的美颜圣品，不过香蕉的热量较高，吃多了，会有变胖的疑虑。
  
  3、葡萄柚100克/28大卡
  欧美人都爱吃葡萄柚等酸性水果来塑身，因为酸酸的水果可以促进肠道消化功能，葡萄柚含有丰富的维他命C，可以消除疲劳，还能让肌肤美美的呢!加上葡萄柚的热量和含糖量少，是最佳的明星减肥水果。
  
  4、凤梨100克/32大卡
  凤梨也是属于酸性水果，可以整肠和助消化，加上凤梨富含酵素能有益毒素分解，促进排水，所以也是想要瘦的人可以适量食用的水果，不过吃凤梨最好不要在餐前吃哦，因为它会伤胃，所以一定要先吃点东西垫垫胃才能食用，所以啰，虽然好吃，也不能吃过量。
  
  5、奇异果100克/50大卡
  奇异果甜美多汁，又含有丰富维生素C的特色，成为最受欢迎的美容和塑身水果。带点酸甜好滋味的奇异果，能防止便秘、帮助消化和美化肌肤，即使拿来当减肥餐，也会让人吃得津津有味，而它也一样是属于低热量高营养成分的优质水果。