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1. (2024·通辽中考)夏季经常见到洒水车在路面上洒水，给路面降温。某洒水车的部分参数如下表所示，求：
(1)装满水的洒水车对水平地面的压强(g取10 N/kg)。
(2)装满水的洒水车以12 m/s的速度匀速直线行驶时，牵引力的功率是240 kW，此时洒水车受到的阻力。
(3)洒水车以5 m/s的速度匀速直线行驶，并按正常洒水流量开始洒水，最多可以连续洒水的路程。
(1)装满水的洒水车对水平地面的压强(g取10 N/kg)。
(2)装满水的洒水车以12 m/s的速度匀速直线行驶时，牵引力的功率是240 kW，此时洒水车受到的阻力。
(3)洒水车以5 m/s的速度匀速直线行驶，并按正常洒水流量开始洒水，最多可以连续洒水的路程。
答案
(1)$4×10^5\ \mathrm{Pa}$
(2)$20\ 000\ \mathrm{N}$
(3)$9\ 000\ \mathrm{m}$
解析:(1)由表格中数据可知,装满水的洒水车对水平地面的压力$F=G=m_{\mathrm{总}}g=(4×10^3\ \mathrm{kg}+20×10^3\ \mathrm{kg})×10\ \mathrm{N/kg}=2.4×10^5\ \mathrm{N}$,则装满水的洒水车对水平地面的压强$p=\frac{F}{S}=\frac{2.4×10^5\ \mathrm{N}}{0.6\ \mathrm{m^2}}=4×10^5\ \mathrm{Pa}$。
(2)洒水车以12 m/s的速度匀速直线行驶时,牵引力与阻力是一对平衡力,由$P=\frac{W}{t}=\frac{Fs}{t}=Fv$,可知,牵引力的功率是240 kW时,洒水车受到的阻力$f=F_{\mathrm{牵}}=\frac{P}{v}=\frac{240\ \mathrm{kW}}{12\ \mathrm{m/s}}=\frac{240\ 000\ \mathrm{W}}{12\ \mathrm{m/s}}=20\ 000\ \mathrm{N}$。
(3)由表格中数据可知,洒水车满载装水量为20 t,正常洒水流量为40 t/h,则洒水时间$t=\frac{20\ \mathrm{t}}{40\ \mathrm{t/h}}=0.5\ \mathrm{h}$,以5 m/s的速度匀速直线行驶,最多可以连续洒水的路程$s=v_1t=5\ \mathrm{m/s}×0.5\ \mathrm{h}=5\ \mathrm{m/s}×1\ 800\ \mathrm{s}=9\ 000\ \mathrm{m}$。
(2)$20\ 000\ \mathrm{N}$
(3)$9\ 000\ \mathrm{m}$
解析:(1)由表格中数据可知,装满水的洒水车对水平地面的压力$F=G=m_{\mathrm{总}}g=(4×10^3\ \mathrm{kg}+20×10^3\ \mathrm{kg})×10\ \mathrm{N/kg}=2.4×10^5\ \mathrm{N}$,则装满水的洒水车对水平地面的压强$p=\frac{F}{S}=\frac{2.4×10^5\ \mathrm{N}}{0.6\ \mathrm{m^2}}=4×10^5\ \mathrm{Pa}$。
(2)洒水车以12 m/s的速度匀速直线行驶时,牵引力与阻力是一对平衡力,由$P=\frac{W}{t}=\frac{Fs}{t}=Fv$,可知,牵引力的功率是240 kW时,洒水车受到的阻力$f=F_{\mathrm{牵}}=\frac{P}{v}=\frac{240\ \mathrm{kW}}{12\ \mathrm{m/s}}=\frac{240\ 000\ \mathrm{W}}{12\ \mathrm{m/s}}=20\ 000\ \mathrm{N}$。
(3)由表格中数据可知,洒水车满载装水量为20 t,正常洒水流量为40 t/h,则洒水时间$t=\frac{20\ \mathrm{t}}{40\ \mathrm{t/h}}=0.5\ \mathrm{h}$,以5 m/s的速度匀速直线行驶,最多可以连续洒水的路程$s=v_1t=5\ \mathrm{m/s}×0.5\ \mathrm{h}=5\ \mathrm{m/s}×1\ 800\ \mathrm{s}=9\ 000\ \mathrm{m}$。
解析
【分析】
第(1)问：水平地面上，物体对地面的压力等于自身总重力，先计算装满水时洒水车的总质量，再用$G=mg$求出总重力（即压力），最后根据压强公式$p=\frac{F}{S}$计算压强；第(2)问：洒水车匀速直线行驶时，牵引力与阻力是平衡力，大小相等，结合功率公式$P=Fv$变形得$F=\frac{P}{v}$，代入数据算出牵引力，即为阻力；第(3)问：先根据满载装水量和正常洒水流量算出洒水总时间，再利用速度公式$s=vt$计算这段时间行驶的路程，计算时注意单位统一。
【解析】
(1) 装满水时，洒水车总质量：$m_{总}=m_{空载}+m_{装水}=4×10^3\ \mathrm{kg}+20×10^3\ \mathrm{kg}=2.4×10^4\ \mathrm{kg}$，
对水平地面的压力：$F=G=m_{总}g=2.4×10^4\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=2.4×10^5\ \mathrm{N}$，
对地面的压强：$p=\frac{F}{S}=\frac{2.4×10^5\ \mathrm{N}}{0.6\ \mathrm{m^2}}=4×10^5\ \mathrm{Pa}$。
(2) 功率$P=240\ \mathrm{kW}=240×10^3\ \mathrm{W}$，由$P=Fv$得牵引力：$F_{牵}=\frac{P}{v}=\frac{240×10^3\ \mathrm{W}}{12\ \mathrm{m/s}}=2×10^4\ \mathrm{N}$，
因洒水车匀速行驶，阻力与牵引力平衡，故$f=F_{牵}=20000\ \mathrm{N}$。
(3) 洒水时间：$t=\frac{m_{装水}}{流量}=\frac{20\ \mathrm{t}}{40\ \mathrm{t/h}}=0.5\ \mathrm{h}=1800\ \mathrm{s}$，
行驶路程：$s=v't=5\ \mathrm{m/s}×1800\ \mathrm{s}=9000\ \mathrm{m}$。
【答案】
(1)$4×10^5\ \mathrm{Pa}$；(2)$20000\ \mathrm{N}$；(3)$9000\ \mathrm{m}$
【知识点】
压强计算、功率计算、速度路程时间计算
【点评】
本题以洒水车为背景，综合考查力学核心公式的应用，需要学生熟练掌握公式并注意单位换算，属于中等难度的力学应用题，能有效考查知识应用能力。
【难度系数】
0.6
第(1)问：水平地面上，物体对地面的压力等于自身总重力，先计算装满水时洒水车的总质量，再用$G=mg$求出总重力（即压力），最后根据压强公式$p=\frac{F}{S}$计算压强；第(2)问：洒水车匀速直线行驶时，牵引力与阻力是平衡力，大小相等，结合功率公式$P=Fv$变形得$F=\frac{P}{v}$，代入数据算出牵引力，即为阻力；第(3)问：先根据满载装水量和正常洒水流量算出洒水总时间，再利用速度公式$s=vt$计算这段时间行驶的路程，计算时注意单位统一。
【解析】
(1) 装满水时，洒水车总质量：$m_{总}=m_{空载}+m_{装水}=4×10^3\ \mathrm{kg}+20×10^3\ \mathrm{kg}=2.4×10^4\ \mathrm{kg}$，
对水平地面的压力：$F=G=m_{总}g=2.4×10^4\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=2.4×10^5\ \mathrm{N}$，
对地面的压强：$p=\frac{F}{S}=\frac{2.4×10^5\ \mathrm{N}}{0.6\ \mathrm{m^2}}=4×10^5\ \mathrm{Pa}$。
(2) 功率$P=240\ \mathrm{kW}=240×10^3\ \mathrm{W}$，由$P=Fv$得牵引力：$F_{牵}=\frac{P}{v}=\frac{240×10^3\ \mathrm{W}}{12\ \mathrm{m/s}}=2×10^4\ \mathrm{N}$，
因洒水车匀速行驶，阻力与牵引力平衡，故$f=F_{牵}=20000\ \mathrm{N}$。
(3) 洒水时间：$t=\frac{m_{装水}}{流量}=\frac{20\ \mathrm{t}}{40\ \mathrm{t/h}}=0.5\ \mathrm{h}=1800\ \mathrm{s}$，
行驶路程：$s=v't=5\ \mathrm{m/s}×1800\ \mathrm{s}=9000\ \mathrm{m}$。
【答案】
(1)$4×10^5\ \mathrm{Pa}$；(2)$20000\ \mathrm{N}$；(3)$9000\ \mathrm{m}$
【知识点】
压强计算、功率计算、速度路程时间计算
【点评】
本题以洒水车为背景，综合考查力学核心公式的应用，需要学生熟练掌握公式并注意单位换算，属于中等难度的力学应用题，能有效考查知识应用能力。
【难度系数】
0.6
2. (2026·淮南西部部分学校月考)斜面是一种常见的简单机械。如图所示的斜面高为$h=2\ \mathrm{m}$,斜面长为$L=6\ \mathrm{m}$。现用平行于斜面的拉力$F=250\ \mathrm{N}$,将一个重物$G$从斜面底端匀速拉到斜面顶端,在此过程中斜面的机械效率为$\eta=80\%$。试求:
(1)拉力$F$做的功$W_1$是多少$\mathrm{J}$?
(2)重物$G$的重力是多少$\mathrm{N}$?
(3)已知物体沿斜面上升过程中,斜面对物体摩擦力所做的功是额外功,则整个过程中克服摩擦力做的功$W_f$是多少$\mathrm{J}$?
(1)拉力$F$做的功$W_1$是多少$\mathrm{J}$?
(2)重物$G$的重力是多少$\mathrm{N}$?
(3)已知物体沿斜面上升过程中,斜面对物体摩擦力所做的功是额外功,则整个过程中克服摩擦力做的功$W_f$是多少$\mathrm{J}$?
答案
(1)$1\ 500\ \mathrm{J}$
(2)$600\ \mathrm{N}$
(3)$300\ \mathrm{J}$
解析:(1)拉力$F$做的功(总功):$W_1=FL=250\ \mathrm{N}×6\ \mathrm{m}=1\ 500\ \mathrm{J}$;
(2)由$\eta=\frac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}$可得克服重物重力做的有用功:$W_{\mathrm{有用}}=\eta W_1=80\%×1\ 500\ \mathrm{J}=1\ 200\ \mathrm{J}$,由$W_{\mathrm{有用}}=Gh$可得重物的重力:$G=\frac{W_{\mathrm{有用}}}{h}=\frac{1\ 200\ \mathrm{J}}{2\ \mathrm{m}}=600\ \mathrm{N}$;
(3)整个过程中克服摩擦力做的功:$W_f=W_1-W_{\mathrm{有用}}=1\ 500\ \mathrm{J}-1\ 200\ \mathrm{J}=300\ \mathrm{J}$。
(2)$600\ \mathrm{N}$
(3)$300\ \mathrm{J}$
解析:(1)拉力$F$做的功(总功):$W_1=FL=250\ \mathrm{N}×6\ \mathrm{m}=1\ 500\ \mathrm{J}$;
(2)由$\eta=\frac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}$可得克服重物重力做的有用功:$W_{\mathrm{有用}}=\eta W_1=80\%×1\ 500\ \mathrm{J}=1\ 200\ \mathrm{J}$,由$W_{\mathrm{有用}}=Gh$可得重物的重力:$G=\frac{W_{\mathrm{有用}}}{h}=\frac{1\ 200\ \mathrm{J}}{2\ \mathrm{m}}=600\ \mathrm{N}$;
(3)整个过程中克服摩擦力做的功:$W_f=W_1-W_{\mathrm{有用}}=1\ 500\ \mathrm{J}-1\ 200\ \mathrm{J}=300\ \mathrm{J}$。
解析
【分析】
本题是斜面机械功的基础计算题，解题思路如下：①拉力做的功是总功，总功等于拉力与斜面长度的乘积，直接代入已知的F和L即可计算；②机械效率是有用功与总功的比值，先通过机械效率算出有用功，而有用功是克服物体重力做的功，再利用有用功公式变形求出重物重力；③额外功是总功减去有用功，题目明确额外功是克服摩擦力做的功，因此用总功减有用功就能得到克服摩擦力的功。
【解析】
(1) 拉力做的功为总功，根据总功计算公式：
$W_1 = FL = 250\ \mathrm{N} × 6\ \mathrm{m} = 1500\ \mathrm{J}$；
(2) 由机械效率公式 $\eta = \frac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}$，可得有用功：
$W_{\mathrm{有用}} = \eta W_1 = 80\% × 1500\ \mathrm{J} = 1200\ \mathrm{J}$；
因为有用功是克服重物重力做的功，即 $W_{\mathrm{有用}} = Gh$，所以重物的重力：
$G = \frac{W_{\mathrm{有用}}}{h} = \frac{1200\ \mathrm{J}}{2\ \mathrm{m}} = 600\ \mathrm{N}$；
(3) 总功等于有用功与额外功之和，题目说明额外功是克服摩擦力做的功，因此：
$W_f = W_1 - W_{\mathrm{有用}} = 1500\ \mathrm{J} - 1200\ \mathrm{J} = 300\ \mathrm{J}$；
【答案】
(1) $1500\ \mathrm{J}$；(2) $600\ \mathrm{N}$；(3) $300\ \mathrm{J}$
【知识点】
功的计算、机械效率、斜面的额外功
【点评】
本题考查斜面相关的功和机械效率的基本应用，属于基础题，需掌握总功、有用功、额外功的关系及机械效率公式，解题时明确各物理量的对应关系即可顺利解答。
【难度系数】
0.6
本题是斜面机械功的基础计算题，解题思路如下：①拉力做的功是总功，总功等于拉力与斜面长度的乘积，直接代入已知的F和L即可计算；②机械效率是有用功与总功的比值，先通过机械效率算出有用功，而有用功是克服物体重力做的功，再利用有用功公式变形求出重物重力；③额外功是总功减去有用功，题目明确额外功是克服摩擦力做的功，因此用总功减有用功就能得到克服摩擦力的功。
【解析】
(1) 拉力做的功为总功，根据总功计算公式：
$W_1 = FL = 250\ \mathrm{N} × 6\ \mathrm{m} = 1500\ \mathrm{J}$；
(2) 由机械效率公式 $\eta = \frac{W_{\mathrm{有用}}}{W_{\mathrm{总}}}$，可得有用功：
$W_{\mathrm{有用}} = \eta W_1 = 80\% × 1500\ \mathrm{J} = 1200\ \mathrm{J}$；
因为有用功是克服重物重力做的功，即 $W_{\mathrm{有用}} = Gh$，所以重物的重力：
$G = \frac{W_{\mathrm{有用}}}{h} = \frac{1200\ \mathrm{J}}{2\ \mathrm{m}} = 600\ \mathrm{N}$；
(3) 总功等于有用功与额外功之和，题目说明额外功是克服摩擦力做的功，因此：
$W_f = W_1 - W_{\mathrm{有用}} = 1500\ \mathrm{J} - 1200\ \mathrm{J} = 300\ \mathrm{J}$；
【答案】
(1) $1500\ \mathrm{J}$；(2) $600\ \mathrm{N}$；(3) $300\ \mathrm{J}$
【知识点】
功的计算、机械效率、斜面的额外功
【点评】
本题考查斜面相关的功和机械效率的基本应用，属于基础题，需掌握总功、有用功、额外功的关系及机械效率公式，解题时明确各物理量的对应关系即可顺利解答。
【难度系数】
0.6
3. 核心素养 科学思维（2026·铜陵市枞阳县期中）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污染问题也变得更加突出，因此人们不断改进汽车，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纯电动汽车进行测试时的部分数据：
若燃油汽车与纯电动汽车正常行驶100 km,则:
(1)燃油汽车消耗多少千克汽油?
(2)燃油汽车与纯电动汽车的能量转化效率分别是多少?(保留一位小数)
(提示:燃油汽车能量转化效率$\eta_{汽}$:汽车牵引力做的功与汽油完全燃烧放出的热量之比;纯电动汽车能量转化效率$\eta_{电}$:汽车牵引力做的功与汽车消耗电能之比。电能:$1\ \mathrm{kW}·\mathrm{h}=3.6×10^6\ \mathrm{J}, q_{汽油}=4.5×10^7\ \mathrm{J/kg}, \rho_{汽油}=0.7×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$)
若燃油汽车与纯电动汽车正常行驶100 km,则:
(1)燃油汽车消耗多少千克汽油?
(2)燃油汽车与纯电动汽车的能量转化效率分别是多少?(保留一位小数)
(提示:燃油汽车能量转化效率$\eta_{汽}$:汽车牵引力做的功与汽油完全燃烧放出的热量之比;纯电动汽车能量转化效率$\eta_{电}$:汽车牵引力做的功与汽车消耗电能之比。电能:$1\ \mathrm{kW}·\mathrm{h}=3.6×10^6\ \mathrm{J}, q_{汽油}=4.5×10^7\ \mathrm{J/kg}, \rho_{汽油}=0.7×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$)
答案
(1)$5.6\ \mathrm{kg}$
(2)$23.8\%$、$83.3\%$
解析:(1)由表中数据可知,燃油汽车行驶100 km消耗汽油$8×10^{-3}\ \mathrm{m^3}$,则汽油的质量为:$m=\rho_{\mathrm{汽油}}V=0.7×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×8×10^{-3}\ \mathrm{m^3}=5.6\ \mathrm{kg}$;
(2)牵引力做的功为:$W=Fs=600\ \mathrm{N}×100×10^3\ \mathrm{m}=6×10^7\ \mathrm{J}$,汽油完全燃烧放出的热量为:$Q_{\mathrm{放}}=mq_{\mathrm{汽油}}=5.6\ \mathrm{kg}×4.5×10^7\ \mathrm{J/kg}=2.52×10^8\ \mathrm{J}$;纯电动汽车消耗的电能为:$E=20\ \mathrm{kW·h}=20×3.6×10^6\ \mathrm{J}=7.2×10^7\ \mathrm{J}$,则燃油汽车能量转化效率为:$\eta_{\mathrm{汽}}=\frac{W}{Q_{\mathrm{放}}}=\frac{6×10^7\ \mathrm{J}}{2.52×10^8\ \mathrm{J}}×100\%≈23.8\%$;纯电动汽车能量转化效率为:$\eta_{\mathrm{电}}=\frac{W}{E}=\frac{6×10^7\ \mathrm{J}}{7.2×10^7\ \mathrm{J}}×100\%≈83.3\%$。
(2)$23.8\%$、$83.3\%$
解析:(1)由表中数据可知,燃油汽车行驶100 km消耗汽油$8×10^{-3}\ \mathrm{m^3}$,则汽油的质量为:$m=\rho_{\mathrm{汽油}}V=0.7×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×8×10^{-3}\ \mathrm{m^3}=5.6\ \mathrm{kg}$;
(2)牵引力做的功为:$W=Fs=600\ \mathrm{N}×100×10^3\ \mathrm{m}=6×10^7\ \mathrm{J}$,汽油完全燃烧放出的热量为:$Q_{\mathrm{放}}=mq_{\mathrm{汽油}}=5.6\ \mathrm{kg}×4.5×10^7\ \mathrm{J/kg}=2.52×10^8\ \mathrm{J}$;纯电动汽车消耗的电能为:$E=20\ \mathrm{kW·h}=20×3.6×10^6\ \mathrm{J}=7.2×10^7\ \mathrm{J}$,则燃油汽车能量转化效率为:$\eta_{\mathrm{汽}}=\frac{W}{Q_{\mathrm{放}}}=\frac{6×10^7\ \mathrm{J}}{2.52×10^8\ \mathrm{J}}×100\%≈23.8\%$;纯电动汽车能量转化效率为:$\eta_{\mathrm{电}}=\frac{W}{E}=\frac{6×10^7\ \mathrm{J}}{7.2×10^7\ \mathrm{J}}×100\%≈83.3\%$。
解析
【分析】
本题需解决两个问题：一是计算燃油汽车消耗汽油的质量，已知汽油的体积和密度，利用密度公式即可求解；二是计算两种汽车的能量转化效率，需先算出牵引力做的有用功，再分别求出汽油完全燃烧放出的热量和纯电动汽车消耗的电能，最后根据效率公式（有用功与总能量的比值）计算效率，解题时要注意单位的统一。
【解析】
(1) 由表格可知，燃油汽车行驶100 km消耗汽油的体积$V=8×10^{-3}\ \mathrm{m^3}$，根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$，可得汽油的质量：
$m=\rho_{\mathrm{汽油}}V=0.7×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×8×10^{-3}\ \mathrm{m^3}=5.6\ \mathrm{kg}$。
(2) 先计算牵引力做的有用功，行驶距离$s=100\ \mathrm{km}=100×10^3\ \mathrm{m}$，牵引力$F=600\ \mathrm{N}$，则：
$W=Fs=600\ \mathrm{N}×100×10^3\ \mathrm{m}=6×10^7\ \mathrm{J}$。
燃油汽车汽油完全燃烧放出的热量：
$Q_{\mathrm{放}}=mq_{\mathrm{汽油}}=5.6\ \mathrm{kg}×4.5×10^7\ \mathrm{J/kg}=2.52×10^8\ \mathrm{J}$，
则燃油汽车的能量转化效率：
$\eta_{\mathrm{汽}}=\frac{W}{Q_{\mathrm{放}}}×100\%=\frac{6×10^7\ \mathrm{J}}{2.52×10^8\ \mathrm{J}}×100\%≈23.8\%$。
纯电动汽车消耗的电能：
$E=20\ \mathrm{kW·h}=20×3.6×10^6\ \mathrm{J}=7.2×10^7\ \mathrm{J}$，
则纯电动汽车的能量转化效率：
$\eta_{\mathrm{电}}=\frac{W}{E}×100\%=\frac{6×10^7\ \mathrm{J}}{7.2×10^7\ \mathrm{J}}×100\%≈83.3\%$。
【答案】
(1)$5.6\ \mathrm{kg}$；(2)燃油汽车能量转化效率为$23.8\%$，纯电动汽车能量转化效率为$83.3\%$
【知识点】
密度公式应用、功与效率计算、热值与电能换算
【点评】
本题结合实际汽车能源问题，考查密度、功、效率的相关计算，需注意单位的统一，熟练运用公式即可正确解答，体现了物理知识在生活中的应用。
【难度系数】
0.6
本题需解决两个问题：一是计算燃油汽车消耗汽油的质量，已知汽油的体积和密度，利用密度公式即可求解；二是计算两种汽车的能量转化效率，需先算出牵引力做的有用功，再分别求出汽油完全燃烧放出的热量和纯电动汽车消耗的电能，最后根据效率公式（有用功与总能量的比值）计算效率，解题时要注意单位的统一。
【解析】
(1) 由表格可知，燃油汽车行驶100 km消耗汽油的体积$V=8×10^{-3}\ \mathrm{m^3}$，根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$，可得汽油的质量：
$m=\rho_{\mathrm{汽油}}V=0.7×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×8×10^{-3}\ \mathrm{m^3}=5.6\ \mathrm{kg}$。
(2) 先计算牵引力做的有用功，行驶距离$s=100\ \mathrm{km}=100×10^3\ \mathrm{m}$，牵引力$F=600\ \mathrm{N}$，则：
$W=Fs=600\ \mathrm{N}×100×10^3\ \mathrm{m}=6×10^7\ \mathrm{J}$。
燃油汽车汽油完全燃烧放出的热量：
$Q_{\mathrm{放}}=mq_{\mathrm{汽油}}=5.6\ \mathrm{kg}×4.5×10^7\ \mathrm{J/kg}=2.52×10^8\ \mathrm{J}$，
则燃油汽车的能量转化效率：
$\eta_{\mathrm{汽}}=\frac{W}{Q_{\mathrm{放}}}×100\%=\frac{6×10^7\ \mathrm{J}}{2.52×10^8\ \mathrm{J}}×100\%≈23.8\%$。
纯电动汽车消耗的电能：
$E=20\ \mathrm{kW·h}=20×3.6×10^6\ \mathrm{J}=7.2×10^7\ \mathrm{J}$，
则纯电动汽车的能量转化效率：
$\eta_{\mathrm{电}}=\frac{W}{E}×100\%=\frac{6×10^7\ \mathrm{J}}{7.2×10^7\ \mathrm{J}}×100\%≈83.3\%$。
【答案】
(1)$5.6\ \mathrm{kg}$；(2)燃油汽车能量转化效率为$23.8\%$，纯电动汽车能量转化效率为$83.3\%$
【知识点】
密度公式应用、功与效率计算、热值与电能换算
【点评】
本题结合实际汽车能源问题，考查密度、功、效率的相关计算，需注意单位的统一，熟练运用公式即可正确解答，体现了物理知识在生活中的应用。
【难度系数】
0.6
