初中物理试题中的“铭牌”计算知道点分析人教版

中考试题中的“铭牌”计算

铭牌记录的是生活中各种仪器、用具的技术参数，如电能表铭牌、电磁炉铭牌、电动车铭牌等。根据铭牌进行有关计算是近年中考试题的热点题型，此类试题全面考查了学生获取信息、甄别信息的能力，考查了学生根据所学物理知识、生活常识及客观事实处理数据的能力，体现了素质教育的能力培养目标及“从生活走向物理，从物理走向社会”的新课标精神。

一、内燃机的“铭牌”计算

【例1】（2020年株洲市中考题）图1为四缸发动机工作原理：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动

的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作。

（1）发动机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时将 能转化为 能。

（2）有一台四缸发动机，其主要技术指标如右表所示。其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（既冲程长）。转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。

①该发动机在1 s 内做功 J ，单缸排量V = L 。 ②在每个做功冲程里，发动机做功W = J 。 （3）在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为W = p V ，式中 p 表示燃气对活塞的压强，则 p= Pa 。

（1 L=10-3 m 3

）

（4）图2为发动机在做功冲程中的示意图。下面给出

了公式W = p V 的证明，请将推导过程补充完整（要求各表达式均用S 、l 或p 表示）：

上止点

下止点

l

F

S 汽缸

活塞 图2

曲轴

飞轮

箱体

图1

排 量 2.0 L

输出功率 120 kW 转 速

6 000 r/min

设活塞的面积为 S ，冲程长为 l ，燃气对活塞的压强为 p ，则燃气对活塞的压力F= ，燃气对活塞所做的功W= ，

又根据数学知识可知发动机的单缸排量V= ，故 W= p V 。

【解析】（1）发动机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，是内能转化为机械能。（2）发动机在1 s 内做功

J s W Pt W 55102.11102.1⨯=⨯⨯==，四个汽缸工作容积的总和为L 0.2，则单缸排量

L L V 5.040.2==

，s 1内飞轮所转的周数为r r

10060

6000=，曲轴转两周，发动机做功一次，所以s 1内发动机做功的次数50=n ，则在每个做功冲程里，发动机做功

J J W 600504102.150=⨯⨯=。（3）燃气对活塞的压强Pa m

J V W P 6

3

30102.1105.0600⨯=⨯==-。（4）燃气对活塞的压力PS F =，燃气对活塞所做的功PSl FS W ==，因为发动机的单缸排量Sl V =，所以燃气对活塞所做的功PV W =。

二、轿车的“铭牌”计算

【例2】（2020年衢州市中考题）下表是某辆四轮轿车的部分数据：

(1)该轿车空车停放在水平路面上时，某同学测得该轿车轮胎与地面接触的长度约为50毫米(沿车长的方向)。则此时该轿车对水平路面的压强约为多大(g 取l0牛／千克)?

(2)该轿车的头部装有两盏氙气大灯，若用该轿车上充足电的电瓶给氙气大灯供电，最多能供氙气大灯正常工作多长时间?

(3)该轿车在高速公路上以108千米/时的速度匀速前进，发动机的输出功率为120千瓦，则轿车受到的阻力是多大?

(4)有些轿车的尾部安装了导流板，如图3所示。它的作用主要是在轿车高速行驶时，增加对地面的压力，提高车轮的抓地性能。则导流板横截面的形状是_____________。

【解析】（1

）轿

车一只轮胎与地面的接触面积200.20.050.01S m m m =⨯=，四只轿车轮胎与地面的接触面积

22

0440.010.04S S m m ==⨯=，轿车对地面的压力

190010/19000F G mg kg N kg N ===⨯=，则轿车对地面的压强为

5

219000 4.75100.04F N P Pa S

m

=

==⨯。（2）电瓶储存的电能

612503600 2.1610W UIt V A s J ==⨯⨯=⨯，充足电的电瓶最多能供氙气大灯正常工作的时间62.161030857235W J t s P W ⨯===⨯。（3）∵W Fs

P Fv t t

===，∴轿车受到的阻力是

120000400030/P W

f F N v m s

==

==。

（4）导流板上表面平直，底部呈弧形凸起，像一个倒置翅膀，轿车高速行驶时，导流板上表面的空气流动慢，压强大，底部空气流动快，压强小，形成的压力差使车轮能更好地抓紧地面。正确选项为C 。

三、电动车、摩托车的“铭牌”计算

【例3】（2020年桂林市中考题）为了配合今年“世界环境日”的主题活动，小明所在的课外活动兴趣小组对街上行驶的电动自行车和摩托车做了一个调查，下表中所列的是某品牌电动自行车和摩托车的部分技术参数：

导流板

图3

（1）假设给电动自行车的蓄电池充电时，消耗的电能全部转化为蓄电池的化学能。那么，电动自行车每行驶1Km 电动机平均做的有用功大约是多少？当自行车以最高车速匀速行驶时，电动机的功率大约是多大？

（2）摩托车每行驶1Km 大约要消耗多少能量？

（3）与摩托车相比，电动自行车有哪些优势？（说出一个方面） （汽油的密度：0.71×103kg/m 3；汽油的热值：4.6×107J/ kg ）

【解析】电动自行车每行驶

1公里消耗的总能量为

40.60.012 4.321050

kw h

W kw h J =

==⨯g g 总，每公里电动自行车平均做的有用功大约是

4000.012750.009 3.2410W W kw h kw h J η==⨯==⨯g g 总有用，当电动自行车以最高车速匀速行

驶时，电动机的功率大约是20200.0120.242401W kw h P kw w t

h

⨯====g 总。

摩托车每行驶1Km 的耗油量：100.025400

L V L ==油，汽油的质量

33330.7110/0.025100.01775m V kg m m kg ρ-==⨯⨯⨯=油，

汽油燃烧可使摩托车获得的能量为750.01775 4.610/8.1710Q mq kg J kg J

==⨯⨯=⨯。与摩托车相比，电动自行车的优势有：

噪声小；污染小；能耗低等。

四、电热水壶的“铭牌”计算

【例4】（2020年襄樊市中考题）小强的爸爸从国外带回一个电热水壶，铭牌上的几个参数翻译过来后如右表。

(1)该电热水壶中发热体的电阻为___________Ω；若接在我国的家庭电路中，并能使它正常工作，那么应该在它的外部串联一个__________Ω的电阻。

(2)某天用电高峰的时候，小强将改装好的电热水壶装满温度为28℃的水，用