Question

2．如圖所示，省會鄭州地毯1、2號線已開始運行，這標志著市民綠色出行又多了一項選擇．
（1）若列車運行時有8臺電動機牽引，每臺電動機的額定功率為1.85×10²kW，如果列車在某水平路段以16m/s的速度勻速行駛，列車在此路段受到的阻力是多大？
（2）該地鐵采用LED照明系統，與傳統照明設備相比，每年可節約的電能有10萬千瓦時，這相當于節約熱值為4.6×10⁷J/kg、效率為30%的汽油多少噸？
（3）與公交汽車相比，你認為地鐵明顯具有哪些優點？（只需寫出一點）

Answer 1

分析 （1）根據P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出列車在此路段受到的牽引力，然后根據二力平衡條件求出列車在此路段受到的阻力；
（2）由題意知，根據η=$\frac{W}{Q}$×100%求出汽油完全燃燒放出的熱量，然后根據Q=mq求出節約的汽油質量；
（3）從物理學方面的知識來考慮較好，比如節能、污染小、噪聲小等．當然，其它答案只要合理都是可以的．

解答 解：
（1）列車運行時8臺電動機的總功率：
P=8P₁=8×1.85×10²kW=1480kW=1.48×10⁶W，
由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv得，列車在此路段受到的牽引力：
F=$\frac{P}{v}$=$\frac{1.48×1{0}^{6}W}{16m/s}$=9.25×10⁴N，
列車在某水平路段勻速行駛，由二力平衡條件可知，列車在此路段受到的阻力：
f=F=9.25×10⁴N．
（2）由題知，節約的電能：W=10⁵kW•h=3.6×10¹¹J，
由η=$\frac{W}{Q}$×100%得，汽油完全燃燒放出的熱量：
Q=$\frac{W}{η}$=$\frac{3.6×1{0}^{11}J}{30%}$=1.2×10¹²J，
由Q=mq得，節約的汽油質量：
m=$\frac{Q}{q}$=$\frac{1.2×1{0}^{12}J}{4.6×1{0}^{7}J/kg}$≈2.6×10⁴kg=26t．
（3）與公交汽車相比，地鐵明顯具有的優點：節省地面空間、節約能源、環保、噪音小等．
答：（1）列車在此路段受到的阻力是9.25×10⁴N；
（2）這相當于節約熱值為4.6×10⁷J/kg、效率為30%的汽油26噸；
（3）與公交汽車相比，地鐵明顯具有的優點：節省地面空間、節約能源、環保、噪音小等．

點評 本題利用生活中某一實例，較全面地考查了物理知識的應用，要求學生對物理知識有一個全面的了解并能學以致用．揭示了物理來源于生活又應用于生活的物理意識，是中考的常見題型．