1[2026广东东莞质检,中]阅读短文,回答问题。
增程式电动汽车
增程式电动汽车在电池电量充足时,动力电池驱动电机,提供整车驱动功率需求,此时发电机不参与工作。当电池电量消耗到一定程度时,发电机启动,发电机发电驱动电动机,多余功率为电池充电,工作原理如图甲。当电量恢复到设定值,则关闭发电机,使用电池驱动电动机,其中的发动机与发电机组合起来叫增程器。
某品牌增程版SUV,如图乙所示,零百加速最快4.9秒;电池容量为52 kW·h,油箱容积65 L,最大续航1 402 km。搭载的是由1.5T四缸增程器和双电动机组成的增程式混动系统,增程器最大功率为112 kW。高性能双电动机实现全时四驱动,系统峰值总功率为365 kW,整车的极速可达200 km/h,满载质量为3 010 kg。

(1)增程器包括发动机与发电机,其中发动机就是一台四缸的四冲程汽油机。
①图丙为汽油机的冲程。
②增程器和电动机均需要冷却液,冷却液的特点:沸点(填“高”或“低”)、凝固点低、比热容较(填“大”或“小”)、防腐、防垢、润滑、难蒸发等。
③该车增程器的发动机的效率为40%,发电机的效率为90%,则1 L汽油完全燃烧能产生J的电能。(汽油的密度为0.75×10³ kg/m³,汽油的热值为4.6×10⁷ J/kg)
(2)该车在一平直高速公路上匀速行驶,增程器输出功率为90 kW,已知整车质量约为3 t,
此时阻力约为车重的$\dfrac{1}{10}$,则此时的车速为km/h。($g$取10 N/kg)

1.(1)①压缩 ②高 大 ③$1.242×10^7$ (2)108
【解析】(1)①图丙两个气门都关闭,活塞向上运动,为压缩冲程。②冷却液应具有较强的吸热能力,且不能凝固、沸腾,因此冷却液的特点:沸点高、凝固点低、比热容较大、防腐、防垢、润滑、难蒸发等。③根据密度公式可知,1 L汽油的质量$m=\rho V=0.75×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×10^{-3}\ \mathrm{m^3}=0.75\ \mathrm{kg}$;汽油完全燃烧放出的热量$Q_{放}=mq=0.75\ \mathrm{kg}×4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}=3.45×10^7\ \mathrm{J}$,该车增程器的发动机的效率为40%,发电机的效率为90%,1 L汽油完全燃烧能产生的电能$E=\eta_1\eta_2 Q_{放}=40\%×90\%×3.45×10^7\ \mathrm{J}=1.242×10^7\ \mathrm{J}$。(2)阻力约为车重的$\dfrac{1}{10}$,即$f=\dfrac{1}{10}G=\dfrac{1}{10}m_{车}g=\dfrac{1}{10}×3×10^3\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=3\ 000\ \mathrm{N}$,因车匀速直线行驶,所受牵引力等于阻力,即$F=f=3\ 000\ \mathrm{N}$,根据$P=\dfrac{W}{t}=\dfrac{Fs}{t}=Fv$可知,车速$v=\dfrac{P}{F}=\dfrac{90×10^3\ \mathrm{W}}{3\ 000\ \mathrm{N}}=30\ \mathrm{m/s}=108\ \mathrm{km/h}$。

【分析】
本题结合增程式电动汽车的实际场景，考察汽油机冲程判断、冷却液特性、热值与效率计算、功率的应用。解题思路：(1)①根据汽油机冲程的判断依据（气门状态+活塞运动方向）确定冲程；②冷却液需具备沸点高（不易沸腾）、比热容大（吸热能力强）等特点；③先计算1L汽油的质量，再求出其完全燃烧释放的热量，最后乘以发动机和发电机的效率得到电能；(2)匀速行驶时牵引力等于阻力，先计算阻力，再利用功率公式P=Fv计算车速，注意单位转换。
【解析】
(1)①观察图丙，汽油机的两个气门均关闭，活塞向上运动，符合压缩冲程的特征，故为压缩冲程。
②冷却液工作时需吸收热量，且不易沸腾、凝固，因此沸点高、凝固点低；为提升吸热能力，比热容要大，故填“高”“大”。
③1L汽油的体积$V=1\ \mathrm{L}=1×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$，由密度公式得1L汽油的质量$m=\rho V=0.75×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×1×10^{-3}\ \mathrm{m}^3=0.75\ \mathrm{kg}$；汽油完全燃烧放出的热量$Q_{\mathrm{放}}=mq=0.75\ \mathrm{kg}×4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}=3.45×10^7\ \mathrm{J}$；增程器中发动机效率为40%、发电机效率为90%，则产生的电能$E=\eta_1\eta_2Q_{\mathrm{放}}=40\%×90\%×3.45×10^7\ \mathrm{J}=1.242×10^7\ \mathrm{J}$。
(2)整车质量$m_{\mathrm{车}}=3\ \mathrm{t}=3×10^3\ \mathrm{kg}$，车重$G=m_{\mathrm{车}}g=3×10^3\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=3×10^4\ \mathrm{N}$；阻力$f=\frac{1}{10}G=3×10^3\ \mathrm{N}$；匀速行驶时牵引力$F=f=3×10^3\ \mathrm{N}$；增程器输出功率$P=90\ \mathrm{kW}=9×10^4\ \mathrm{W}$，由$P=Fv$得车速$v=\frac{P}{F}=\frac{9×10^4\ \mathrm{W}}{3×10^3\ \mathrm{N}}=30\ \mathrm{m/s}=108\ \mathrm{km/h}$。
【答案】
(1)①压缩；②高；大；③$1.242×10^7$；(2)108
【知识点】
汽油机冲程、比热容与热值、功率计算
【点评】
本题结合实际应用场景，考察热学和力学的基础知识点，注重知识的灵活运用，难度适中，需要学生掌握相关概念和公式的应用。
【难度系数】
0.6

2[中]汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分。随着汽车工业的快速发展，随之而来的能源紧张和环境影响问题也变得更加突出，因此人们一直不断改进汽车，现阶段的汽车主要包括：传统燃油汽车、普通混合动力汽车、插电式混合动力汽车以及电动汽车。下表是某燃油汽车与电动汽车进行测试时的部分数据：
| 汽车种类 | 燃油汽车 | 电动汽车 |
| --- | --- | --- |
| 能源种类 | 汽油 | 电能 |
| 牵引力 | 600 N | 600 N |
| 行驶100 km消耗 | $8×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$ 汽油 | 20 kW·h 电能 |
| 二氧化碳排放量 | 每消耗1 kg汽油排放2 kg二氧化碳 | 0 |
(1)使用电动汽车在环保方面的最大优点是：。
(2)若燃油汽车与电动汽车正常行驶100 km，则：
①燃油汽车消耗多少千克汽油？
②燃油汽车与电动汽车的能量转化效率分别是多少？(燃油汽车能量转化效率$\eta_{\mathrm{油}}$：汽车牵引力做的功与汽油完全燃烧放出的热量之比。电动汽车能量转化效率$\eta_{\mathrm{电}}$：汽车牵引力做的功与汽车消耗电能之比。电能：$1\ \mathrm{kW·h}=3.6×10^6\ \mathrm{J}$，$q_{\mathrm{汽油}}=4.5×10^7\ \mathrm{J/kg}$，$\rho_{\mathrm{汽油}}=0.7×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$)

2.【解】(1)由表可知,使用电动汽车在环保方面的最大优点是污染小,故答案为污染小。
(2)①由$\rho=\dfrac{m}{V}$得,燃油汽车正常行驶100 km消耗的汽油质量$m=\rho_{汽油}V=0.7×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×8×10^{-3}\ \mathrm{m^3}=5.6\ \mathrm{kg}$。②牵引力做的功$W_{有用}=Fs=600\ \mathrm{N}×100×10^3\ \mathrm{m}=6×10^7\ \mathrm{J}$。汽油完全燃烧放出的热量$Q=mq_{汽油}=5.6\ \mathrm{kg}×4.5×10^7\ \mathrm{J/kg}=2.52×10^8\ \mathrm{J}$,燃油汽车的能量转化效率$\eta_{油}=\dfrac{W_{有用}}{Q}×100\%=\dfrac{6×10^7\ \mathrm{J}}{2.52×10^8\ \mathrm{J}}×100\%≈23.8\%$;电动汽车的能量转化效率$\eta_{电}=\dfrac{W_{有用}}{W}×100\%=\dfrac{6×10^7\ \mathrm{J}}{20×3.6×10^6\ \mathrm{J}}×100\%≈83.3\%$。

【分析】
本题分为两小问，第(1)问需对比表格中电动汽车与燃油汽车的二氧化碳排放量，得出环保优点；第(2)问①利用密度公式计算汽油质量，②需先计算牵引力做的有用功，再分别根据燃油汽车和电动汽车的能量转化效率定义，结合汽油燃烧放热、消耗电能的计算，求出两者的效率。解题时要注意单位换算，如路程单位转换为米，电能单位转换为焦耳。
【解析】
(1) 由表格数据可知，电动汽车二氧化碳排放量为0，燃油汽车每消耗1kg汽油排放2kg二氧化碳，因此电动汽车环保方面的最大优点是污染小。
(2) ① 根据密度公式$\rho=\dfrac{m}{V}$，变形得燃油汽车消耗汽油的质量：
$m=\rho_{汽油}V=0.7×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×8×10^{-3}\ \mathrm{m^3}=5.6\ \mathrm{kg}$。
② 首先计算牵引力做的有用功：
$W_{有用}=Fs=600\ \mathrm{N}×100×10^3\ \mathrm{m}=6×10^7\ \mathrm{J}$。
燃油汽车的总能量为汽油完全燃烧放出的热量：
$Q=mq_{汽油}=5.6\ \mathrm{kg}×4.5×10^7\ \mathrm{J/kg}=2.52×10^8\ \mathrm{J}$，
则燃油汽车的能量转化效率：
$\eta_{油}=\dfrac{W_{有用}}{Q}×100\%=\dfrac{6×10^7\ \mathrm{J}}{2.52×10^8\ \mathrm{J}}×100\%≈23.8\%$。
电动汽车消耗的电能：$W_{电}=20\ \mathrm{kW·h}=20×3.6×10^6\ \mathrm{J}=7.2×10^7\ \mathrm{J}$，
则电动汽车的能量转化效率：
$\eta_{电}=\dfrac{W_{有用}}{W_{电}}×100\%=\dfrac{6×10^7\ \mathrm{J}}{7.2×10^7\ \mathrm{J}}×100\%≈83.3\%$。
【答案】
(1) 污染小；(2) ①5.6 kg；②燃油汽车能量转化效率约23.8%，电动汽车能量转化效率约83.3%。
【知识点】
密度公式应用、功的计算、能量转化效率
【点评】
本题结合实际生活中的汽车能源问题，考查密度、功、能量转化效率的计算，注重物理知识与生活实际的联系，解题时需准确运用相关公式并注意单位换算，属于中等难度的物理应用题。
【难度系数】
0.6