Question

17．如圖甲是中國自主研制的首列永磁動力單軌列車，安裝有高壓細水霧滅火系統(tǒng)和制動發(fā)電裝置，當(dāng)高壓細水霧系統(tǒng)中水槍工作時，水對噴孔的壓強p=10MPa，水霧噴出的速度v≥10m/s，若噴孔的總面積S=0.5cm²，當(dāng)列車在平直軌道上制動減速時，將機械能轉(zhuǎn)化為電能W₁和內(nèi)能W₂，W₁：W₂=9：16，如圖乙是機械能的變化量△W與速度變化量△v的關(guān)系圖象．若列車從108km/h開始減速，轉(zhuǎn)化的電能為1kW•h，則下列說法中正確的是（　　）

• A． 水槍工作時，水對噴孔的壓力為2×10⁷N
• B． 細水霧系統(tǒng)工作時，水槍的功率為5000W
• C． 列車減速時，機械能轉(zhuǎn)化的內(nèi)能為10⁶J
• D． 列車的速度最終將會減小到36km/h

Answer 1

分析 （1）知道水對噴孔的壓強和噴孔的總面積，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出水對噴孔的壓力；
（2）根據(jù)P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出水槍的功率；
（3）知道轉(zhuǎn)化的電能，根據(jù)電能W₁與內(nèi)能W₂之比為9：16求出轉(zhuǎn)化的內(nèi)能；
（4）轉(zhuǎn)化的電能和產(chǎn)生的內(nèi)能之和即為減小的機械能，再對照圖象得出減小的速度，最后求得列車的速度將會減小到的速度．

解答 解：
A．由p=$\frac{F}{S}$可得，水槍工作時，水對噴孔的壓力F_壓=pS=10×10⁶Pa×0.5×10^-4m²=500N，故A錯誤；
B．水槍的功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=500N×10m/s=5000W，故B正確；
C．轉(zhuǎn)化的電能W₁=1kW•h，由$\frac{{W}_{1}}{{W}_{2}}$=$\frac{9}{16}$，可得，轉(zhuǎn)化的內(nèi)能W₂=$\frac{16}{9}$kW•h=$\frac{16}{9}$×3.6×10⁶J=6.4×10⁶J，故C錯誤；
D．減小的機械能△W=1kW•h+$\frac{16}{9}$kW•h=$\frac{25}{9}$kW•h=$\frac{25}{9}$×3.6×10⁶J=1×10⁷J，由圖象丙可知，列車減小的速度為10m/s=10×3.6km/h=36km/h，則列車的速度將會減小到108km/h-36km/h=72km/h，故D錯誤．
故選B．

點評 本題考查力了壓強公式、功率推導(dǎo)公式的應(yīng)用以及單位的換算，是一道綜合性較強的題目，關(guān)鍵是求出減小的機械能，對照圖象得出減小的速度．