Question

（10分）汽車在高度行駛過程中一旦發生碰撞，車身停止，而乘員則會繼續向前與車身撞擊，甚至能把擋風玻璃撞碎而飛出車外.在發生交通事故時，安全帶能對人體起到緩沖的作用，防止出現二次傷害.在發生嚴重撞擊時，方向盤等處的車載氣囊會自動充氣彈出，在人體接觸到安全氣囊時，安全氣囊通過氣囊表面的氣孔開始排氣，從而起到緩沖作用，減輕身體所受沖擊力，大大減小傷害.

（1）汽車“發動機”通常都是以汽油或柴油為燃料的，汽油、柴油都屬于_ _（可再生/不可再生）能源；汽車“發動機”一般需要用水來作冷卻劑，這是利用了水的_ _的屬性；

（2）一輛汽車沿一平直公路勻速行駛30km，消耗了2kg汽油，該汽車與路面間的摩擦力為690N，則此過程中汽油完全燃燒放出的熱量為_ _J，該汽車“發動機”的效率為_ _（q汽油＝4.6×107J/kg）；

（3）汽車在高度行駛過程中發生碰撞，車身停止運動，而乘員由于具有_ _會繼續向前運動，此時彈性很強的安全帶被拉伸而獲得_ _能；安全帶做得寬大的目的是_ _；

（4）對于短文中提到的“緩沖”，文靜同學提出了自己的猜想：安全帶和安全氣囊增加人與碰撞物間的接觸時間，從而大大減小撞擊力.物理興趣小組的同學共同設計了如下實驗方案：在兩個相同的玻璃槽中堆放不同厚度的面粉，從相同的高度先后落下同一只雞蛋.落在面粉厚度大的槽中，留下較深的坑，雞蛋完好無損；落在面粉厚度較小槽中，雞蛋破裂.實驗中通過比較_ _來比較撞擊時間的長短，根據實驗可以驗證文靜同學的猜想是_ _（正確/錯誤）的；請列舉上述 “緩沖”物理知識在生活中應用的一個實例：_ _.

Answer 1

（1）不可再生，比熱容大

（2）9.2×107 22.5%

（3）慣性，彈性勢能，減小壓強

（4）坑的深度，正確，跳高運動員要落在厚的海綿墊上。

【解析】

試題分析：（1）汽車“發動機”通常都是以汽油或柴油為燃料的，汽油、柴油都屬于不可再生能源，因為它們不能短時間內在自然界中重新獲取；汽車“發動機”一般需要用水來作冷卻劑，這是利用了水的比熱容較大的屬性，由Q=cm△t=可知，質量和初溫都相同的不同物質，升高相同的溫度，由于水的比熱容較大，吸收的熱量較多。；

（2）此過程中汽油完全燃燒放出的熱量為Q=qm=4.6×107J/kg ×2kg =9.2×107J，該汽車“發動機”做的機械功為W有用=Fs=690N×3×104m=2.07×107J，該汽車“發動機”的效率為η=（W有用/Q）×100%=（2.07×107J/9.2×107J）×100%=22.5%；

（3）慣性是物體保持原有運動狀態不變的性質。汽車在高度行駛過程中發生碰撞，車身停止運動，而乘員由于具有慣性會繼續向前運動，安全帶被拉伸發生彈性形變而獲得彈性勢能；在壓力不變的情況下，安全帶做得寬大，增大了受力面積可以減小壓強；

（4）實驗中通過比較坑的深度來比較撞擊時間的長短（轉換法），根據實驗可以驗證文靜同學的猜想是正確的；例如：跳高運動員要落在厚的海綿墊上、跳遠運動員要落在松軟的沙坑里等。

考點：能源；內燃機的效率；慣性；壓強；實驗設計