实践：调研我国新能源汽车的发展（举一反三讲义）物理沪科版2024九年级全一册

第十四章 实践：调研我国新能源汽车的发展 目录 【学习目标】..............................................................................1 【思维导图】..............................................................................2 【知识梳理】..............................................................................2 项目提出..................................................................................2 知识储备..................................................................................2 项目实施..................................................................................6 知识点1. 调查交通工具燃料结构的变化,了解我国新能源汽车的分类,发展及前景....................6 知识点2. 从环保、能量的利用效率等方面对比新能源汽车和燃油汽车的差异,了解汽车的尾气排放情况..9 【方法技巧】...............................................................................12 方法技巧. 如何写我国新能源汽车发展状况的调查报告...................................12 【巩固训练】...................................................................13 【学习目标】 课节核心素养目标 物理观念：了解内燃机及新能源汽车的工作原理及能量转化效率,了解热机的使用对能源需求及对环境保护的影响。 科学思维：通过查阅资料、收集信息等,对比分析传统内燃机车跟新能源车的优缺点,形成对新能源车的自我理解。 科学探究: 通过社会调研和实物考查,能认识到新能源车在环保、能量利用率等方面的优势,完成调查报告。 科学态度与责任担当：体会科学技术对社会发展的促进作用,树立用科学技术的进步解决环保、能源危机等问题,坚定自己学科学、用科学的信念。 课节重点难点 重点：了解新能源车的优势及发展前景。 难点：理解科技发展跟低碳生活、可持续发展的关系。 【思维导图】 【知识梳理】 一、项目提出 汽车给人们的出行提供了便捷,但也带来了能源消耗,环境污染等问题。近年来,我国新能源汽车得到普及。燃油车禁止了,那我们的出行怎么办? 用新能源车。 二、知识储备 1. 热机效率 （1）热机效率：热机运转中所做有用功与燃料完全燃烧所释放能量的比值称为热机效率。它反映了能量的利用率,热机性能的一个重要标志。定义式：。 （2）提高热机效率主要途径是减少热机工作中的各种能量损失； 具体措施：①要减少燃烧过程中的热量损失； ②要尽量简化机械传动部分； ③并选用优良的润滑材料，减小摩擦。 （3）纯电动汽车不是热机，它在工作时能的转化为电能转化为机械能。 2. 汽油燃烧过程中的化学反应 汽油燃烧主要涉及碳、氢元素与氧气的氧化反应，核心化学方程式为： （1）完全燃烧：以辛烷（C₈H₁₈）为代表，反应式为 2C₈H₁₈ + 25O₂ → 16CO₂ + 18H₂O（点燃）。 （2）不完全燃烧：可能生成一氧化碳（CO）、碳颗粒等，如 C₈H₁₈+ 17O₂ → 8CO + 9H₂O（点燃）。 （3）其他产物：燃烧过程中还可能因高温产生氮氧化物（NOx）、硫氧化物（SOx）等有害物质。 3. 燃油汽车给环境保护等方面带来的问题 燃油汽车对环境保护带来的问题主要体现在大气污染、水体污染、生态系统破坏及能源消耗效率低下等方面，具体如下： A.大气污染 （1）温室气体排放. 燃油车尾气中释放的二氧化碳（CO₂）是导致全球气候变暖的主要因素之一，加剧海平面上升和极端气候事件。 （2）颗粒物与氮氧化物. 柴油车燃烧产生碳烟颗粒物（PM2.5/PM10），可引发呼吸道炎症、心血管疾病及肺癌。氮氧化物（NOx）导致酸雨和光化学烟雾，危害人体眼睛、黏膜及生态系统。 B.水体污染。汽车尾气中的氮氧化物和颗粒物通过大气沉降，导致水体酸化、富营养化，破坏水生生物生存环境。 C.生态系统破坏。NOx抑制植物光合作用，颗粒物沉积于土壤，影响植物生长和土壤结构稳定性。电池生产中的碳足迹间接影响燃油车全生命周期的环保性。 D. 能源效率低下。燃油车能量转化效率仅约10%-20%，大部分能量以热能散失，浪费化石燃料资源。 E. 噪音污染。发动机运行产生的噪音影响居民生活质量，长期暴露可能引发听力损伤。 总结：燃油汽车虽在动力性能上具有优势，但其尾气排放和能源消耗问题对环境造成多方面负面影响。随着新能源汽车技术进步和环保政策推进，燃油车正逐步被更环保的替代方案取代。 【例题1】燃油汽车给环境保护等方面带来的问题，以下说法错误的是（ ） A.大气污染 B.水体污染 C.生态系统破坏 D.能源效率提升 【答案】D 【解析】A.燃油车尾气中释放的二氧化碳（CO₂）是导致全球气候变暖的主要因素之一，加剧海平面上升和极端气候事件。柴油车燃烧产生碳烟颗粒物（PM2.5/PM10），可引发呼吸道炎症、心血管疾病及肺癌。氮氧化物（NOx）导致酸雨和光化学烟雾，危害人体眼睛、黏膜及生态系统。这些是大气污染的原因。A说法是正确的； B.汽车尾气中的氮氧化物和颗粒物通过大气沉降，导致水体酸化、富营养化，破坏水生生物生存环境。这事导致水体污染的主要原因，B说法正确； C.NOx抑制植物光合作用，颗粒物沉积于土壤，影响植物生长和土壤结构稳定性。电池生产中的碳足迹间接影响燃油车全生命周期的环保性。导致生态系统破坏，C说法正确； D. 燃油车能量转化效率仅约10%-20%，大部分能量以热能散失，浪费化石燃料资源。能源效率低下。D说法错误。D选项符合题意。 （变式训练1）关于热机效率，下列说法正确的是（　　） A．热机效率越高，热机消耗燃料越少 B．热机效率越高，热机做的有用功越大 C．热机效率越高，消耗相同的燃料，获得的有用功就越多 D．热机效率越高，获得相同的有用功，消耗燃料就越多 【答案】C 【解析】热机运转中所做有用功与燃料完全燃烧所释放能量的比值称为热机效率。 。 热机效率越高，消耗相同的燃料，Q放相同，说明获得的有用功W有用就越多。C正确。 （变式训练2）当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率 （选填“升高”“降低”或“不变”），燃油的热值 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】降低 不变 【解析】（1）当汽油在发动机内燃烧不充分时，发动机效率降低的原因如下： 有用功减少。燃烧不充分导致燃料未能完全释放能量，转化为有用功（机械能）的比例下降。根据热机效率公式： 。 有用功减少而输入能量不变，效率自然降低。 能量浪费增加。不完全燃烧产生的未燃尽颗粒物（如碳黑）会随废气排出，这部分能量直接损失，进一步降低了整体效率。 散热需求变化。虽然散热器使用水作为冷却剂与燃烧效率无直接关系，但燃烧不充分可能伴随温度波动，间接影响散热效果，但此因素对效率降低的直接影响较小。 总结：燃烧不充分直接导致能量转化率下降，是发动机效率降低的核心原因。建议定期保养发动机，确保燃油充分燃烧以维持高效运行。 （2）燃料的热值是燃料的一种特性. 同种燃料的热值相同.所以燃油的热值不变。 （变式训练3）（23-24九年级上·湖北武汉·期中）某汽车以20m/s的速度在平直的公路上匀速行驶时，柴油发动机的功率为2.1×105W，每行驶43s消耗柴油700g，柴油的热值为4.3×107J/kg。下列计算中有几项是正确的（　　） ①完全燃烧700g柴油放出的热量为3.01×107J ②该柴油发动机效率为70% ③汽车的牵引力为1.05×103N ④汽车行驶8.6km消耗柴油7kg A．一项 B．二项 C．三项 D．四项 【答案】C 【解析】①完全燃烧700g干木柴放出的热量 ，故①正确； ②柴油发动机做功 柴油发动机的效率 ， 故②错误； ③由 得汽车的牵引力 ， 故③正确； ④汽车行驶8.6km做的功 完全燃烧柴油放出的热量为 消耗柴油 ， 故④正确。 综上所述，正确有①③④。 故选C。 三、项目实施 知识点1.调查交通工具燃料结构的变化,了解我国新能源汽车的分类,发展及前景。 1. 交通工具燃料结构的变化 （1）早期:18世纪60年代开始,煤是主要燃料,人类进入蒸汽时代。 （2）近代:19世纪70年代开始,石油和内燃机兴起,石油逐渐成为主流燃料,让人类进入基于石油的经济体系。 （3）20世纪中叶后期:随着技术发展,出现以天然气为燃料的气包车。 （4）现状:化石燃料仍占一定比例,但占比逐渐下降,以电能、氢能、生物质燃料等新能源车强势崛起。 （5）未来虽然未知,但趋势一定是 ①持续脱碳——将加速摆脱对传统化石燃料的依赖,转向低碳和零碳燃料。 ②多种能源互补——交通电气化与可持续燃料互补。 ③技术创新推动——随着电池技术、氢燃料电池技术等不断进步,新能源车的应用将得到提升甚至取代。 2. 新能源汽车及其优点 新能源汽车：采用非常规的车用燃料作为动力来源，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车. 3. 我国新能源汽车分类及发展 （1）新能源车分类：纯电动汽车、插电式混合动力汽车、增程式混合动力汽车、燃料电池电动汽车。 1）纯电动汽车：完全依靠电池供电，零排放. 2）混合动力汽车：结合了传统燃油发动机和电动机，具有更高的燃油效率. 3）增程式电动汽车：在电池电量不足时，使用小型发动机发电以延长续航. 4）燃料电池电动汽车：通过氢气与氧气的化学反应产生电能. （2）目前我国新能源汽车的发展情况 1）市场规模持续扩张：全球电动汽车市场正在快速增长，中国作为最大的新能源汽车市场，渗透率将突破55%。 2）技术突破：电池技术方面，固态电池和快充技术正在快速发展。智能化方面，辅助驾驶渗透率将达到65%，AI技术深度应用正在重塑汽车产业链。 3）政策支持：中国、欧盟、东南亚等多国通过补贴、禁售燃油车等政策推动电动化转型。全球充电设施需求激增。 4）市场规模将继续扩大：随着技术进步和政策支持，全球电动汽车市场将持续增长。 5）技术创新：固态电池、快充技术和智能化将成为未来发展的关键。AI技术在汽车制造、驾驶和交互等方面的应用将进一步提升用户体验和生产效率。 6）国际化竞争与产业协同：中国新能源汽车出口重点市场包括拉美、东盟及中东。企业出海模式将从单一贸易转向“贸易＋投资”，通过合资建厂和技术合作融入当地市场。 【例题1】查阅资料，了解现代新能源汽车中我国“插电混动”技术对传统内燃机的改造，比较纯电动车与插电混动汽车在安全、使用习惯、电池需求量、成本、充电时间和续航里程等方面各自的优势. 【答案】见解析 【解析】（1）插电混动汽车：既能像电动车一样充电驱动，也能像普通燃油车一样加油行驶.它的电池比纯电动车小，但足够支持短途纯电行驶.当电池电量不足时，燃油发动机就会启动，一边驱动车辆，一边给电池充电. （2）纯电动车与插电混动汽车对比 对比项 纯电动车 插电混动汽车 安全 电池较大，需防热失控风险；重心低，操控稳 电池较小，风险相对低； 但需维护两套系统，保养要求高 使用习惯 适合短途通勤，依赖充电桩；充电不便时可能“趴窝” 短途用电，长途用油；无续航焦虑，适合充电不便地区 电池需求量 电池容量大(通常50-100度电) 电池容量小(通常8-20度电) 成本 购车价较高(电池成本占30%-40%)，但电费低，保养简单 购车价低于纯电，但需支付油费+电费，保养较复杂(发动机+电机) 充电时间 充电较慢：慢充需6-12小时，快充30-60分钟充至80% 电池小，充电快：慢充1~3小时即可充满，快充更快 续航里程 一般在300-600公里，部分新款车型能达700-800公里 综合续航超1000公里(油+电) （变式训练1）下列对新能源汽车理解正确的是（ ） A.新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车. B.新能源汽车是指采用新生产的汽油作为动力来源，具有新技术、新结构的汽车. C.新能源汽车是新出厂的，具有美观装饰、新结构的汽车. D.新能源汽车与使用的车用燃料无关，只要技术先进就可以。 【答案】A. 【解析】新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车. 以电能、氢能、生物质燃料等新能源车强势崛起。新能源必须具备： ①持续脱碳——将加速摆脱对传统化石燃料的依赖,转向低碳和零碳燃料。 ②多种能源互补——交通电气化与可持续燃料互补。 ③技术创新推动——随着电池技术、氢燃料电池技术等不断进步,新能源车的应用将得到提升甚至取代。 （变式训练2）对我国新能源汽车的分类，下列说法正确的是（ ） A. 新能源车分纯电动汽车、插电式混合动力汽车、增程式混合动力汽车、燃料电池电动汽车。 B. 新能源车分燃油汽车、插电式混合动力汽车、增程式混合动力汽车、燃料电池电动汽车。 C. 新能源车分柴油汽车、插电式混合动力汽车、增程式混合动力汽车、燃料电池电动汽车。 D. 新能源车分汽油汽车、插电式混合动力汽车、增程式混合动力汽车、燃料电池电动汽车。 【答案】A. 【解析】我国新能源车分纯电动汽车、插电式混合动力汽车、增程式混合动力汽车、燃料电池电动汽车。 所以A正确。 （变式训练3）我国新能源汽车领域综合实力最强的品牌是比亚迪。比亚迪连续多年蝉联国内新能源汽车销量第一，并在全球销量中仅次于特斯拉，展现统治力。下列说法正确的是（ ） A. 国家政策大力扶持下，比亚迪连续5年实现产销量全球第一，并在电机、电控、电池领域取得多项专利突破 B.比亚迪在上海市生产的 C.比亚迪厂家在广州市 D.比亚迪厂家在苏州市 【答案】AC 【解析】国家政策大力扶持下，比亚迪连续5年实现产销量全球第一，并在电机、电控、电池领域取得多项专利突破。 广州广汽比亚迪新能源客车有限公司成立于2014年，注册地址位于广州市，专注于新能源汽车制造。 知识点2.从环保、能量的利用效率等方面对比新能源汽车和燃油汽车的差异,了解汽车的尾气排放情况。 对比维度 新能源汽车 燃油汽车 尾气排放 纯电动车行驶过程中几乎零排放，无二氧化碳、氮氧化物等污染物 燃烧燃油会排放一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、颗粒物等污染物以及温室气体(CO2) 能源转化效率 电动机效率高(可达80%—90%)，能量损耗少 内燃机效率低(约20%-40%)，大部分能量以废热形式散失 能源来源与清洁度 依赖电能，若使用可再生能源(风能、太阳能等)则环保性显著 依赖不可再生的化石燃料(石油)，能源来源单一且不可持续 噪音污染 电动机运行相对安静，显著降低城市交通噪音 发动机和排气系统产生较大噪音，尤其在拥堵路段影响更大 资源消耗与回收 依赖锂、钴等稀有金属，电池回收体系逐步完善，需解决废旧电池污染问题 依赖石油资源，金属材料消耗较高，但发动机等部件回收技术成熟 四、交流评估 以践行低碳生活,实现可持续发展为理念,围绕如何低碳出行进行科学辩论,分享和交流观点。 【例题2】从环保性能、能源与环保方面对比纯电动汽车与燃油汽车的优缺点。 【答案】见解析 【解析】环保性能、能源与环保趋势两个方面对纯电动汽车与燃油汽车的优点缺点进行比较分析。 环保性能 能源与环保趋势 燃油汽车 传统燃油汽车在行驶过程中会排放出二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物等多种污染物，这些排放物对空气质量和环境造成直接损害。燃油汽车依赖于石油资源，其开采和使用过程对环境造成不小的影响 能源来源单一，过度依赖不可再生的石油资源，全球石油储备终将面临枯竭，燃油汽车的能源使用不可持续 纯电动汽车 在行驶过程中基本可做到“零排放”，从而有效减少了碳排放量，这使得纯电动汽车成为应对气候变化和空气污染的重要选择 用电能，减少了对石油的依赖，符合全球降低碳排放和减少能源消耗的大趋势 （变式训练1）我国新能源汽车领域综合实力最强的品牌是比亚迪。该汽车在环保方面有何特点？ 【答案】见解析 【解析】可以在网上查阅，归纳总结。我国新能源汽车领域综合实力最强的品牌是比亚迪，其在环保方面具有以下显著特点： 1. 全产业链垂直整合。比亚迪实现电池、电机、电控等核心零部件自主生产，降低生产成本的同时保障产品质量稳定性，并提升供应链抗风险能力。 2.绿色生产与资源利用。在生产过程中采用环保材料和节能技术，减少环境污染。其新能源汽车推广有助于降低碳排放，改善空气质量。 3.电池技术领先与可持续发展。依托电池技术优势，比亚迪研发更环保的电池和材料，推动行业可持续发展。例如，其新能源车型采用零排放、低噪音设计，并支持家用220V充电。 4.智能网联与环保结合。将智能网联技术融入产品，提升驾驶体验和安全性，同时通过优化能源管理进一步降低能耗。 5.全球市场影响力。比亚迪的环保理念和产品已远销欧美等地区，并与亚洲国家合作推广纯电动大巴，推动全球绿色出行。 综上，比亚迪通过技术、生产、产品全链条的环保实践，成为我国新能源汽车领域的标杆品牌。 （变式训练2）对汽车的能量的利用效率理解正确的是（ ） A. 汽车能量利用效率指燃料释放的能量或电能转化为驱动能量的比例，其提升对节能减排至关重要。 B. 汽车能量利用效率指燃料释放的能量或电能与转化为驱动能量的比值，其提升对节能减排至关重要。 C. 汽车能量利用效率指燃料释放的能量与电能之和与转化为驱动能量的比值，其提升对节能减排至关重要。 D. 汽车能量利用效率指燃料释放的能量与转化为驱动能量的比值，其提升对节能减排至关重要。 【答案】A 【解析】题中谈到的汽车可以是燃油汽车、可以是新能源汽车。所以不同类型汽车所释放的能源不同，有的是用燃料燃烧释放能量转化为驱动能量；纯电动汽车是用电能转化为驱动能量等。 汽车能量利用效率指燃料释放的能量或电能转化为驱动能量的比例，其提升对节能减排至关重要。A正确。 （变式训练3）一辆质量为1.68t的氢燃料新能源汽车行驶在一段盘山公路上（可简化成斜坡），在11200N的牵引力作用下，从坡底以5m/s的速度匀速行驶2min到达高为100m的坡顶，在此过程中，汽车显示共消耗氢96g；（g取10N/kg，氢的热值为1.4×108J/kg） （1）汽车牵引力做了多少功？ （2）斜坡的机械效率是多大？ （3）求汽车发动机的热机效率。    【答案】（1）6.72×106J；（2）25%；（3）50% 【解析】（1）已知汽车行驶速度v＝5m/s，行驶时间 t＝2min＝120s 则汽车行驶的路程 s＝vt＝5m/s×120s＝600m 又知汽车牵引力F＝11200N，所以牵引力做功 W＝Fs＝11200N×600m＝6.72×106J （2）已知汽车的质量 m＝1.68t＝1680kg 汽车的重力 G＝mg＝1680kg×10N/kg＝16800N 到达坡顶的高度h＝100m，则汽车做的有用功为 W有用＝Gh＝16800N×100m＝1.68×106J 则斜坡的机械效率 （3）已知消耗氢的质量 m氢＝96g＝0.096kg 则氢完全燃烧放出的热量 Q放＝qm氢＝1.4×108J/kg×0.096kg＝1.344×107J 则汽车发动机的热机效率 【方法技巧】 方法技巧：如何写我国新能源汽车发展状况的调查报告 撰写我国新能源汽车发展的调查报告需系统梳理政策、市场、技术等多维度信息，结合权威数据与实地调研，形成全面分析。以下是具体步骤与要点： 一、报告结构设计 引言：阐述新能源汽车在能源转型和环保中的重要性，明确调研目的与意义。 1.政策环境分析  国家层面：梳理补贴、减税、免限号等政策对市场的影响； 地方实践：分析各地推广措施的有效性。 2.市场规模与增长  历史数据：引用2020年销量120万辆等关键数据； 预测趋势：结合政策支持与消费升级，分析未来增长潜力。 3.技术创新与产业链  核心技术：总结电池续航、充电技术等突破； 产业链构建：分析上下游企业协作与成本结构。 4.市场接受度与挑战  消费者需求：调研购车意愿、价格敏感度等； 面临挑战：技术瓶颈、市场竞争、基础设施不足等问题。 5.政策效果评估  通过数据对比分析补贴、税收优惠等政策对销量的实际拉动作用。 结论与建议： 总结当前发展现状，提出优化政策、加强技术研发、完善基础设施等建议。 二、数据来源与方法 1.数据来源：优先使用国家统计局、工信部等官方数据，结合企业财报和市场调研； 2.调研方法：可开展问卷调查（如大学生群体对补贴政策的接受度）、实地考察充电设施建设情况等。 三、注意事项 1.权威性：确保数据来自高权威机构，避免引用低权威或矛盾信息； 2.时效性：关注最新政策动态（如2025年政策调整）与市场变化； 3.逻辑性：各章节需紧密衔接，形成逻辑清晰的论述体系。 通过以上步骤，可系统呈现我国新能源汽车发展的全貌，为政策制定和企业决策提供参考依据。 【巩固训练】 一、汽车给人们的出行提供了方便，但也带来了能源消耗、环境污染等问题。新能源汽车逐步进入了我们的日常生活中，与传统燃油车相比，新能源汽车具有很多优势。 【项目分解】 任务一：查阅并整理资料。 任务二：对比新能源汽车和燃油汽车的差异，了解汽车的尾气 排放情况。 【项目实施】 任务一：查阅并整理资料。 A.我国新能源汽车包括纯电动汽车、插电式混动汽车、燃料电池汽车等。 B.近年来，我国新能源汽车产业持续飞速发展，产销量连续九年位居全球前列。 C.随着技术的成熟和成本的降低，新能源汽车将逐渐替代传统燃油车。 请回答下列问题： 1. 我国新能源汽车发展迅猛，受到国内外广大消费者的青睐。给汽车蓄电池充电时，将电能转化为 _______储存；新能源汽车在工作时蓄电池为电动机供电，由电动机提供动力，主要将电能转化为 _______能。 任务二：对比新能源汽车和燃油汽车的差异，了解汽车的尾气排放情况。 新能源汽车在使用过程中能实现零排放，有效减少了碳排放量，对改善空气质量具有积极作用。而传统燃油车在行驶过程中会排放污染物，对环境会造成一定影响。新能源汽车的能耗成本更低。 2. 插电式混动汽车是一种常见的新能源汽车，其驱动原理如图所示，行驶动力可由电动机或发动机单独提供，也可以由二者同时提供。可实现最高发动机效率46％，最高百千米亏电油耗3 L和最长综合续航2 100 km。 （1）当电池电量充足时，该汽车行驶时通过电池使电动机转动，从而驱动汽车行驶。此过程中能量的转化情况为_________________。 （2）当电池电量不足时，插电式混动汽车动力由发动机提供。发动机是内燃机，通过燃油燃烧产生高压气体推动活塞做功。发动机产生动力的冲程是_________冲程。 （3）汽车上坡时，将挡位切换为低速挡，以减小行驶的速度，这样做的目的是______________。 （4）汽车在亏电时正常匀速行驶100km，汽油完全燃烧放出的能量为_______J。（汽油密度取0.8×103kg/m3，汽油热值取5×107 J/kg） （5）汽车尾气中的“汽油味”越浓说明燃料燃烧得越不充分，汽油的热值 ______（选填“越大”“越小”或“不变”）。 【项目拓展】 当前新能源汽车应用的电池是以锂电池为主的液态电池，研发固态电池是车企未来的重点课题。固态电池中使用的是固态电解质而非传统的液体电解质，大大降低了电池起火或爆炸的风险。使用固态电解质的电池可以保持更长时间的高性能状态，延长了电池的有效使用寿命。此外，固态电解质在高温环境下表现出优异的稳定性，使用这种电池的设备可以在更广泛的温度范围内正常工作，拓展了电池的应用场景。 【答案】1. 化学能 机械能 2.（1）电能转化为机械能 （2）做功（3）增大爬坡的牵引力（4）1.2×108 （5）不变 【解析】1.给汽车蓄电池充电时，将电能转化为化学能储存；新能源汽车在工作时蓄电池为电动机供电，由电动机提供动力，主要将电能转化为机械能。 2.（1）当电池电量充足时，该汽车行驶时通过电池供电使电动机转动获得机械能，从而驱动汽车行驶。此过程中能量的转化情况为电能转化为机械能。 （2）当电池电量不足时，插电式混动汽车动力由发动机提供。发动机是内燃机，通过燃油燃烧产生高压气体推动活塞做功。发动机产生动力的冲程是做功冲程。 （3）汽车上坡时，将挡位切换为低速挡，以减小行驶的速度v，汽车功率P一定，根据P=Fv可知，F增大。这样做的目的是增大爬坡的牵引力。 （4）汽车在亏电时正常匀速行驶100km，已知最高百千米亏电油耗3 L， 质量m=ρV=0.8×103kg/m3×3×10-3m3=2.4kg 汽油完全燃烧放出的能量为Q放=mq=2.4kg×5×107 J/kg=1.2×108 J， （5）汽车尾气中的“汽油味”越浓说明燃料燃烧得越不充分，燃料的热值是其本身的一种属性，是不变的。所示汽油的热值不变。 二、请结合你在实践活动和社会生活以及网络学习过程中对新能源汽车的认识，谈谈新能源汽车优点和缺点的认识。 【答案】见解析 【解析】主要体现在环保、经济性、技术性能和政策支持五个方面，具体如下： A.环保与低污染 零排放或低排放：纯电动汽车（BEV）、燃料电池汽车（FCEV）和插电式混合动力汽车（PHEV）均减少或消除尾气排放，显著改善空气质量。 噪音低：电动机运行平稳无噪音，提升驾驶舒适性。 B.经济性优势 长期成本低：电能或氢气成本低于燃油，且维护费用更低（如纯电车无机油消耗）。 政策补贴：购车、使用及充电成本减免，降低消费者经济压力。 C.技术性能提升 高传动效率：电机效率远超燃油发动机，动力输出平顺且响应快。 智能驾驶辅助：配备传感器、物联网等技术，提升安全性和便利性。 D.灵活动力模式 多种驱动选择：纯电、插电混动、混合动力、燃料电池等模式满足不同场景需求（如城市通勤、长途旅行）。 能量回收技术：混合动力和插电混动车型通过制动能量回收系统提升能源利用率。 E.政策与基础设施支持 不限行政策：多城市实施新能源汽车通行限制豁免，缓解交通拥堵。 充电网络完善：充电桩布局逐步扩大，充电时间缩短（如燃料电池车加氢仅需几分钟）。 总结：新能源汽车通过技术革新和政策推动，成为实现绿色出行的重要选择，但缺点是需解决电池续航、充电设施等挑战。 三、随着国民经济的发展，汽车已广泛走进家庭。一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶82.8km用时1h，消耗汽油3kg。若这些汽油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动汽车做有用功，所用汽油的热值为。冷凝水的比热容为求： （1）3kg汽油完全燃烧放出的热量； （2）这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力； （3）该车匀速行驶时的功率。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】（1）3kg汽油完全燃烧放出的热量为 （2）由题意可知，汽车行驶过程中，牵引力做的有用功为 汽车匀速行驶时，汽车受到的牵引力和受到的阻力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知，汽车受到的阻力为 （3）该车匀速行驶时的功率为 四、氢燃料具有清洁、效率高等优点，被认为是理想的能源之一，目前我国部分城市已有多批氢能源公交车投放使用。（已知c水＝4.2×103J/（kg℃），q氢＝1.4×108J/kg。）问： （1）质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少？ （2）若这些热量全部被质量为500kg、温度为15℃的水吸收，水升高的温度是多少？ （3）若这些热量恰好能供某氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶5min，则该氢能源公交车的效率是多少？ 【答案】（1）8.4×107J；（2）40℃；（3）50% 【解析】（1）0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量 Q放＝m氢q＝0.6kg×1.4×108J/kg＝8.4×107J （2）水吸收的热量 Q吸＝Q放＝8.4×107J 水升高的温度 Δt＝＝＝40℃ （3）公交车做功 W＝Pt＝140×103W×5×60s＝4.2×107J 公交车的效率 η＝×100%＝×100%＝50% 五、（2024湖南二模）2022年北京冬奥会示范运营1000多辆氢燃料电池车（如图所示），该车排放物是水，不产生任何污染物，是当前世界新能源汽车重要的发展方向。假设某国产氢燃料电池车总质量为5×103kg。在某次测试中该车匀速行驶时受到的阻力是车重的0.02倍，在0.5h内行驶了28km的路程，消耗的氢能源为0.4kg（不考虑氢能源燃料消耗对车质量的影响）。求该测试过程中氢燃料电池车：（已知q氢=1.4×108J/kg，g取10N/kg） （1）行驶的平均速度为多少km/h； （2）牵引力做功； （3）氢能源燃烧释放的能量转化为机械能的效率。 【答案】（1）56km/h；（2）2.8×107J；（3）50% 【解析】（1）氢燃料电池车0.5h内行驶了28km的路程，根据可得，车行驶的平均速度为 （2）氢燃料电池车总质量为5×103kg，受到的重力为 G=mg=5×103kg×10N/kg=5×104N 车匀速行驶时受到的阻力是车重的0.02倍，汽车做匀速直线运动，牵引力和阻力是一对平衡力，所以车受到的牵引力为 F=f=0.02G=0.02×5×104N=103N 牵引力做的功为 W=Fs=103N×28×103m=2.8×107J （3）消耗0.4kg的氢能源，放出的热量为 Q放=mq=0.4kg×1.4×108J/kg=5.6×107J 氢能源燃烧释放的能量转化为机械能的效率为 六、（2023辽宁本溪等）某款环保能源汽车——氢能重卡，它满载时总质量为50t，车轮总着地面积为，采用氢燃料发动机获得动力。若某次运输过程中，汽车以300kW的输出功率，在水平公路上匀速直线行驶了20min，汽车发动机的效率为75%。（g取10N/kg，取）求： （1）汽车满载静止在水平地面上时，对地面的压强； （2）这次行驶过程中，汽车消耗的氢能为多少焦耳； （3）若这次行驶过程中消耗的氢能由柴油来提供，至少需要完全燃烧柴油的质量。 【答案】（1）；（2）；（3）12kg 【解析】（1）因为汽车静止在水平地面上，所以汽车受力平衡，汽车对地面的压力等于汽车的重力 汽车对地面的压强 （2）由得，这次行驶过程中，汽车所做的功 由得，汽车消耗氢能 （3）这次行驶过程中消耗的氢能由柴油来提供，则 由得，燃烧柴油的质量 答：（1）汽车满载静止在水平地面上时，对地面的压强为； （2）这次行驶过程中，汽车消耗的氢能为； （3）若这次行驶过程中消耗的氢能由燃烧柴油来提供，至少需要完全燃烧柴油的质量为12kg。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第十四章 实践：调研我国新能源汽车的发展 目录 【学习目标】..............................................................................1 【思维导图】..............................................................................2 【知识梳理】..............................................................................2 项目提出..................................................................................2 知识储备..................................................................................2 项目实施..................................................................................4 知识点1. 调查交通工具燃料结构的变化,了解我国新能源汽车的分类,发展及前景....................4 知识点2. 从环保、能量的利用效率等方面对比新能源汽车和燃油汽车的差异,了解汽车的尾气排放情况..7 【方法技巧】...............................................................................9 方法技巧. 如何写我国新能源汽车发展状况的调查报告...................................9 【巩固训练】...................................................................10 【学习目标】 课节核心素养目标 物理观念：了解内燃机及新能源汽车的工作原理及能量转化效率,了解热机的使用对能源需求及对环境保护的影响。 科学思维：通过查阅资料、收集信息等,对比分析传统内燃机车跟新能源车的优缺点,形成对新能源车的自我理解。 科学探究: 通过社会调研和实物考查,能认识到新能源车在环保、能量利用率等方面的优势,完成调查报告。 科学态度与责任担当：体会科学技术对社会发展的促进作用,树立用科学技术的进步解决环保、能源危机等问题,坚定自己学科学、用科学的信念。 课节重点难点 重点：了解新能源车的优势及发展前景。 难点：理解科技发展跟低碳生活、可持续发展的关系。 【思维导图】 【知识梳理】 一、项目提出 汽车给人们的出行提供了便捷,但也带来了能源消耗,环境污染等问题。近年来,我国新能源汽车得到普及。燃油车禁止了,那我们的出行怎么办? 用新能源车。 二、知识储备 1. 热机效率 （1）热机效率：热机运转中所做有用功与燃料完全燃烧所释放能量的比值称为热机效率。它反映了能量的利用率,热机性能的一个重要标志。定义式：。 （2）提高热机效率主要途径是减少热机工作中的各种能量损失； 具体措施：①要减少燃烧过程中的热量损失； ②要尽量简化机械传动部分； ③并选用优良的润滑材料，减小摩擦。 （3）纯电动汽车不是热机，它在工作时能的转化为电能转化为机械能。 2. 汽油燃烧过程中的化学反应 汽油燃烧主要涉及碳、氢元素与氧气的氧化反应，核心化学方程式为： （1）完全燃烧：以辛烷（C₈H₁₈）为代表，反应式为 2C₈H₁₈ + 25O₂ → 16CO₂ + 18H₂O（点燃）。 （2）不完全燃烧：可能生成一氧化碳（CO）、碳颗粒等，如 C₈H₁₈+ 17O₂ → 8CO + 9H₂O（点燃）。 （3）其他产物：燃烧过程中还可能因高温产生氮氧化物（NOx）、硫氧化物（SOx）等有害物质。 3. 燃油汽车给环境保护等方面带来的问题 燃油汽车对环境保护带来的问题主要体现在大气污染、水体污染、生态系统破坏及能源消耗效率低下等方面，具体如下： A.大气污染 （1）温室气体排放. 燃油车尾气中释放的二氧化碳（CO₂）是导致全球气候变暖的主要因素之一，加剧海平面上升和极端气候事件。 （2）颗粒物与氮氧化物. 柴油车燃烧产生碳烟颗粒物（PM2.5/PM10），可引发呼吸道炎症、心血管疾病及肺癌。氮氧化物（NOx）导致酸雨和光化学烟雾，危害人体眼睛、黏膜及生态系统。 B.水体污染。汽车尾气中的氮氧化物和颗粒物通过大气沉降，导致水体酸化、富营养化，破坏水生生物生存环境。 C.生态系统破坏。NOx抑制植物光合作用，颗粒物沉积于土壤，影响植物生长和土壤结构稳定性。电池生产中的碳足迹间接影响燃油车全生命周期的环保性。 D. 能源效率低下。燃油车能量转化效率仅约10%-20%，大部分能量以热能散失，浪费化石燃料资源。 E. 噪音污染。发动机运行产生的噪音影响居民生活质量，长期暴露可能引发听力损伤。 总结：燃油汽车虽在动力性能上具有优势，但其尾气排放和能源消耗问题对环境造成多方面负面影响。随着新能源汽车技术进步和环保政策推进，燃油车正逐步被更环保的替代方案取代。 【例题1】燃油汽车给环境保护等方面带来的问题，以下说法错误的是（ ） A.大气污染 B.水体污染 C.生态系统破坏 D.能源效率提升 【答案】D 【解析】A.燃油车尾气中释放的二氧化碳（CO₂）是导致全球气候变暖的主要因素之一，加剧海平面上升和极端气候事件。柴油车燃烧产生碳烟颗粒物（PM2.5/PM10），可引发呼吸道炎症、心血管疾病及肺癌。氮氧化物（NOx）导致酸雨和光化学烟雾，危害人体眼睛、黏膜及生态系统。这些是大气污染的原因。A说法是正确的； B.汽车尾气中的氮氧化物和颗粒物通过大气沉降，导致水体酸化、富营养化，破坏水生生物生存环境。这事导致水体污染的主要原因，B说法正确； C.NOx抑制植物光合作用，颗粒物沉积于土壤，影响植物生长和土壤结构稳定性。电池生产中的碳足迹间接影响燃油车全生命周期的环保性。导致生态系统破坏，C说法正确； D. 燃油车能量转化效率仅约10%-20%，大部分能量以热能散失，浪费化石燃料资源。能源效率低下。D说法错误。D选项符合题意。 （变式训练1）关于热机效率，下列说法正确的是（　　） A．热机效率越高，热机消耗燃料越少 B．热机效率越高，热机做的有用功越大 C．热机效率越高，消耗相同的燃料，获得的有用功就越多 D．热机效率越高，获得相同的有用功，消耗燃料就越多 （变式训练2）当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率 （选填“升高”“降低”或“不变”），燃油的热值 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 （变式训练3）（23-24九年级上·湖北武汉·期中）某汽车以20m/s的速度在平直的公路上匀速行驶时，柴油发动机的功率为2.1×105W，每行驶43s消耗柴油700g，柴油的热值为4.3×107J/kg。下列计算中有几项是正确的（　　） ①完全燃烧700g柴油放出的热量为3.01×107J ②该柴油发动机效率为70% ③汽车的牵引力为1.05×103N ④汽车行驶8.6km消耗柴油7kg A．一项 B．二项 C．三项 D．四项 三、项目实施 知识点1.调查交通工具燃料结构的变化,了解我国新能源汽车的分类,发展及前景。 1. 交通工具燃料结构的变化 （1）早期:18世纪60年代开始,煤是主要燃料,人类进入蒸汽时代。 （2）近代:19世纪70年代开始,石油和内燃机兴起,石油逐渐成为主流燃料,让人类进入基于石油的经济体系。 （3）20世纪中叶后期:随着技术发展,出现以天然气为燃料的气包车。 （4）现状:化石燃料仍占一定比例,但占比逐渐下降,以电能、氢能、生物质燃料等新能源车强势崛起。 （5）未来虽然未知,但趋势一定是 ①持续脱碳——将加速摆脱对传统化石燃料的依赖,转向低碳和零碳燃料。 ②多种能源互补——交通电气化与可持续燃料互补。 ③技术创新推动——随着电池技术、氢燃料电池技术等不断进步,新能源车的应用将得到提升甚至取代。 2. 新能源汽车及其优点 新能源汽车：采用非常规的车用燃料作为动力来源，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车. 3. 我国新能源汽车分类及发展 （1）新能源车分类：纯电动汽车、插电式混合动力汽车、增程式混合动力汽车、燃料电池电动汽车。 1）纯电动汽车：完全依靠电池供电，零排放. 2）混合动力汽车：结合了传统燃油发动机和电动机，具有更高的燃油效率. 3）增程式电动汽车：在电池电量不足时，使用小型发动机发电以延长续航. 4）燃料电池电动汽车：通过氢气与氧气的化学反应产生电能. （2）目前我国新能源汽车的发展情况 1）市场规模持续扩张：全球电动汽车市场正在快速增长，中国作为最大的新能源汽车市场，渗透率将突破55%。 2）技术突破：电池技术方面，固态电池和快充技术正在快速发展。智能化方面，辅助驾驶渗透率将达到65%，AI技术深度应用正在重塑汽车产业链。 3）政策支持：中国、欧盟、东南亚等多国通过补贴、禁售燃油车等政策推动电动化转型。全球充电设施需求激增。 4）市场规模将继续扩大：随着技术进步和政策支持，全球电动汽车市场将持续增长。 5）技术创新：固态电池、快充技术和智能化将成为未来发展的关键。AI技术在汽车制造、驾驶和交互等方面的应用将进一步提升用户体验和生产效率。 6）国际化竞争与产业协同：中国新能源汽车出口重点市场包括拉美、东盟及中东。企业出海模式将从单一贸易转向“贸易＋投资”，通过合资建厂和技术合作融入当地市场。 【例题1】查阅资料，了解现代新能源汽车中我国“插电混动”技术对传统内燃机的改造，比较纯电动车与插电混动汽车在安全、使用习惯、电池需求量、成本、充电时间和续航里程等方面各自的优势. 【答案】见解析 【解析】（1）插电混动汽车：既能像电动车一样充电驱动，也能像普通燃油车一样加油行驶.它的电池比纯电动车小，但足够支持短途纯电行驶.当电池电量不足时，燃油发动机就会启动，一边驱动车辆，一边给电池充电. （2）纯电动车与插电混动汽车对比 对比项 纯电动车 插电混动汽车 安全 电池较大，需防热失控风险；重心低，操控稳 电池较小，风险相对低； 但需维护两套系统，保养要求高 使用习惯 适合短途通勤，依赖充电桩；充电不便时可能“趴窝” 短途用电，长途用油；无续航焦虑，适合充电不便地区 电池需求量 电池容量大(通常50-100度电) 电池容量小(通常8-20度电) 成本 购车价较高(电池成本占30%-40%)，但电费低，保养简单 购车价低于纯电，但需支付油费+电费，保养较复杂(发动机+电机) 充电时间 充电较慢：慢充需6-12小时，快充30-60分钟充至80% 电池小，充电快：慢充1~3小时即可充满，快充更快 续航里程 一般在300-600公里，部分新款车型能达700-800公里 综合续航超1000公里(油+电) （变式训练1）下列对新能源汽车理解正确的是（ ） A.新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车. B.新能源汽车是指采用新生产的汽油作为动力来源，具有新技术、新结构的汽车. C.新能源汽车是新出厂的，具有美观装饰、新结构的汽车. D.新能源汽车与使用的车用燃料无关，只要技术先进就可以。 （变式训练2）对我国新能源汽车的分类，下列说法正确的是（ ） A. 新能源车分纯电动汽车、插电式混合动力汽车、增程式混合动力汽车、燃料电池电动汽车。 B. 新能源车分燃油汽车、插电式混合动力汽车、增程式混合动力汽车、燃料电池电动汽车。 C. 新能源车分柴油汽车、插电式混合动力汽车、增程式混合动力汽车、燃料电池电动汽车。 D. 新能源车分汽油汽车、插电式混合动力汽车、增程式混合动力汽车、燃料电池电动汽车。 （变式训练3）我国新能源汽车领域综合实力最强的品牌是比亚迪。比亚迪连续多年蝉联国内新能源汽车销量第一，并在全球销量中仅次于特斯拉，展现统治力。下列说法正确的是（ ） A. 国家政策大力扶持下，比亚迪连续5年实现产销量全球第一，并在电机、电控、电池领域取得多项专利突破 B.比亚迪在上海市生产的 C.比亚迪厂家在广州市 D.比亚迪厂家在苏州市 知识点2.从环保、能量的利用效率等方面对比新能源汽车和燃油汽车的差异,了解汽车的尾气排放情况。 对比维度 新能源汽车 燃油汽车 尾气排放 纯电动车行驶过程中几乎零排放，无二氧化碳、氮氧化物等污染物 燃烧燃油会排放一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、颗粒物等污染物以及温室气体(CO2) 能源转化效率 电动机效率高(可达80%—90%)，能量损耗少 内燃机效率低(约20%-40%)，大部分能量以废热形式散失 能源来源与清洁度 依赖电能，若使用可再生能源(风能、太阳能等)则环保性显著 依赖不可再生的化石燃料(石油)，能源来源单一且不可持续 噪音污染 电动机运行相对安静，显著降低城市交通噪音 发动机和排气系统产生较大噪音，尤其在拥堵路段影响更大 资源消耗与回收 依赖锂、钴等稀有金属，电池回收体系逐步完善，需解决废旧电池污染问题 依赖石油资源，金属材料消耗较高，但发动机等部件回收技术成熟 四、交流评估 以践行低碳生活,实现可持续发展为理念,围绕如何低碳出行进行科学辩论,分享和交流观点。 【例题2】从环保性能、能源与环保方面对比纯电动汽车与燃油汽车的优缺点。 【答案】见解析 【解析】环保性能、能源与环保趋势两个方面对纯电动汽车与燃油汽车的优点缺点进行比较分析。 环保性能 能源与环保趋势 燃油汽车 传统燃油汽车在行驶过程中会排放出二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物等多种污染物，这些排放物对空气质量和环境造成直接损害。燃油汽车依赖于石油资源，其开采和使用过程对环境造成不小的影响 能源来源单一，过度依赖不可再生的石油资源，全球石油储备终将面临枯竭，燃油汽车的能源使用不可持续 纯电动汽车 在行驶过程中基本可做到“零排放”，从而有效减少了碳排放量，这使得纯电动汽车成为应对气候变化和空气污染的重要选择 用电能，减少了对石油的依赖，符合全球降低碳排放和减少能源消耗的大趋势 （变式训练1）我国新能源汽车领域综合实力最强的品牌是比亚迪。该汽车在环保方面有何特点？ （变式训练2）对汽车的能量的利用效率理解正确的是（ ） A. 汽车能量利用效率指燃料释放的能量或电能转化为驱动能量的比例，其提升对节能减排至关重要。 B. 汽车能量利用效率指燃料释放的能量或电能与转化为驱动能量的比值，其提升对节能减排至关重要。 C. 汽车能量利用效率指燃料释放的能量与电能之和与转化为驱动能量的比值，其提升对节能减排至关重要。 D. 汽车能量利用效率指燃料释放的能量与转化为驱动能量的比值，其提升对节能减排至关重要。 （变式训练3）一辆质量为1.68t的氢燃料新能源汽车行驶在一段盘山公路上（可简化成斜坡），在11200N的牵引力作用下，从坡底以5m/s的速度匀速行驶2min到达高为100m的坡顶，在此过程中，汽车显示共消耗氢96g；（g取10N/kg，氢的热值为1.4×108J/kg） （1）汽车牵引力做了多少功？ （2）斜坡的机械效率是多大？ （3）求汽车发动机的热机效率。    【方法技巧】 方法技巧：如何写我国新能源汽车发展状况的调查报告 撰写我国新能源汽车发展的调查报告需系统梳理政策、市场、技术等多维度信息，结合权威数据与实地调研，形成全面分析。以下是具体步骤与要点： 一、报告结构设计 引言：阐述新能源汽车在能源转型和环保中的重要性，明确调研目的与意义。 1.政策环境分析  国家层面：梳理补贴、减税、免限号等政策对市场的影响； 地方实践：分析各地推广措施的有效性。 2.市场规模与增长  历史数据：引用2020年销量120万辆等关键数据； 预测趋势：结合政策支持与消费升级，分析未来增长潜力。 3.技术创新与产业链  核心技术：总结电池续航、充电技术等突破； 产业链构建：分析上下游企业协作与成本结构。 4.市场接受度与挑战  消费者需求：调研购车意愿、价格敏感度等； 面临挑战：技术瓶颈、市场竞争、基础设施不足等问题。 5.政策效果评估  通过数据对比分析补贴、税收优惠等政策对销量的实际拉动作用。 结论与建议： 总结当前发展现状，提出优化政策、加强技术研发、完善基础设施等建议。 二、数据来源与方法 1.数据来源：优先使用国家统计局、工信部等官方数据，结合企业财报和市场调研； 2.调研方法：可开展问卷调查（如大学生群体对补贴政策的接受度）、实地考察充电设施建设情况等。 三、注意事项 1.权威性：确保数据来自高权威机构，避免引用低权威或矛盾信息； 2.时效性：关注最新政策动态（如2025年政策调整）与市场变化； 3.逻辑性：各章节需紧密衔接，形成逻辑清晰的论述体系。 通过以上步骤，可系统呈现我国新能源汽车发展的全貌，为政策制定和企业决策提供参考依据。 【巩固训练】 一、汽车给人们的出行提供了方便，但也带来了能源消耗、环境污染等问题。新能源汽车逐步进入了我们的日常生活中，与传统燃油车相比，新能源汽车具有很多优势。 【项目分解】 任务一：查阅并整理资料。 任务二：对比新能源汽车和燃油汽车的差异，了解汽车的尾气 排放情况。 【项目实施】 任务一：查阅并整理资料。 A.我国新能源汽车包括纯电动汽车、插电式混动汽车、燃料电池汽车等。 B.近年来，我国新能源汽车产业持续飞速发展，产销量连续九年位居全球前列。 C.随着技术的成熟和成本的降低，新能源汽车将逐渐替代传统燃油车。 请回答下列问题： 1. 我国新能源汽车发展迅猛，受到国内外广大消费者的青睐。给汽车蓄电池充电时，将电能转化为 _______储存；新能源汽车在工作时蓄电池为电动机供电，由电动机提供动力，主要将电能转化为 _______能。 任务二：对比新能源汽车和燃油汽车的差异，了解汽车的尾气排放情况。 新能源汽车在使用过程中能实现零排放，有效减少了碳排放量，对改善空气质量具有积极作用。而传统燃油车在行驶过程中会排放污染物，对环境会造成一定影响。新能源汽车的能耗成本更低。 2. 插电式混动汽车是一种常见的新能源汽车，其驱动原理如图所示，行驶动力可由电动机或发动机单独提供，也可以由二者同时提供。可实现最高发动机效率46％，最高百千米亏电油耗3 L和最长综合续航2 100 km。 （1）当电池电量充足时，该汽车行驶时通过电池使电动机转动，从而驱动汽车行驶。此过程中能量的转化情况为_________________。 （2）当电池电量不足时，插电式混动汽车动力由发动机提供。发动机是内燃机，通过燃油燃烧产生高压气体推动活塞做功。发动机产生动力的冲程是_________冲程。 （3）汽车上坡时，将挡位切换为低速挡，以减小行驶的速度，这样做的目的是______________。 （4）汽车在亏电时正常匀速行驶100km，汽油完全燃烧放出的能量为_______J。（汽油密度取0.8×103kg/m3，汽油热值取5×107 J/kg） （5）汽车尾气中的“汽油味”越浓说明燃料燃烧得越不充分，汽油的热值 ______（选填“越大”“越小”或“不变”）。 【项目拓展】 当前新能源汽车应用的电池是以锂电池为主的液态电池，研发固态电池是车企未来的重点课题。固态电池中使用的是固态电解质而非传统的液体电解质，大大降低了电池起火或爆炸的风险。使用固态电解质的电池可以保持更长时间的高性能状态，延长了电池的有效使用寿命。此外，固态电解质在高温环境下表现出优异的稳定性，使用这种电池的设备可以在更广泛的温度范围内正常工作，拓展了电池的应用场景。 二、请结合你在实践活动和社会生活以及网络学习过程中对新能源汽车的认识，谈谈新能源汽车优点和缺点的认识。 三、随着国民经济的发展，汽车已广泛走进家庭。一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶82.8km用时1h，消耗汽油3kg。若这些汽油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动汽车做有用功，所用汽油的热值为。冷凝水的比热容为求： （1）3kg汽油完全燃烧放出的热量； （2）这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力； （3）该车匀速行驶时的功率。 四、氢燃料具有清洁、效率高等优点，被认为是理想的能源之一，目前我国部分城市已有多批氢能源公交车投放使用。（已知c水＝4.2×103J/（kg℃），q氢＝1.4×108J/kg。）问： （1）质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少？ （2）若这些热量全部被质量为500kg、温度为15℃的水吸收，水升高的温度是多少？ （3）若这些热量恰好能供某氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶5min，则该氢能源公交车的效率是多少？ 五、（2024湖南二模）2022年北京冬奥会示范运营1000多辆氢燃料电池车（如图所示），该车排放物是水，不产生任何污染物，是当前世界新能源汽车重要的发展方向。假设某国产氢燃料电池车总质量为5×103kg。在某次测试中该车匀速行驶时受到的阻力是车重的0.02倍，在0.5h内行驶了28km的路程，消耗的氢能源为0.4kg（不考虑氢能源燃料消耗对车质量的影响）。求该测试过程中氢燃料电池车：（已知q氢=1.4×108J/kg，g取10N/kg） （1）行驶的平均速度为多少km/h； （2）牵引力做功； （3）氢能源燃烧释放的能量转化为机械能的效率。 六、（2023辽宁本溪等）某款环保能源汽车——氢能重卡，它满载时总质量为50t，车轮总着地面积为，采用氢燃料发动机获得动力。若某次运输过程中，汽车以300kW的输出功率，在水平公路上匀速直线行驶了20min，汽车发动机的效率为75%。（g取10N/kg，取）求： （1）汽车满载静止在水平地面上时，对地面的压强； （2）这次行驶过程中，汽车消耗的氢能为多少焦耳； （3）若这次行驶过程中消耗的氢能由柴油来提供，至少需要完全燃烧柴油的质量。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$