2018-2019学年人教版选修3-3 第十章 热力学定律 水平测试
文档属性
| 名称 | 2018-2019学年人教版选修3-3 第十章 热力学定律 水平测试 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 43.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-04-26 09:13:38 | ||
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文档简介
2018-2019学年人教版选修3-3 第十章 热力学定律 水平测试
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分120分，考试时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题，共50分)
一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分。第1～6题只有一个选项符合题目要求，第7～10题有多个选项符合题目要求，全部选对的得5分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)
1.关于热力学定律，下列说法正确的是( )
A.在一定条件下物体的温度可以降到0 K
B.物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功
C.吸收了热量的物体，其内能一定增加
D.压缩气体总能使气体的温度升高
答案 B
解析 绝对零度只能无限趋近，永远无法达到，A错误；物体从单一热源吸收的热量可以全部用来对外做功，只不过会引起其他变化，B正确；内能的变化决定于做功和热传递两个方面，单纯吸收热量或者对物体做功物体的内能都不一定增加，温度也不一定升高，C、D错误。
2.在功与热的转变过程中，下列叙述中不正确的是( )
A.不可能制成一种循环运作的热机，它只从一个热源吸取热量，使之完全变为有用功，而不发生任何其他变化
B.热机的效率恒小于1
C.功可以完全变成热能，而热能不能完全变为功
D.绝热过程对外做正功，则系统的内能必减小
答案 C
解析 由热力学第二定律的两种表述可知，功和热在转变过程中不是单一的，总要引起其他变化，如向低温热源放热等，A项显然与热力学第二定律相符合，A正确；热机的效率不可能等于1，反映了热机的特性，B项正确；C项中没有附加条件，是不正确的；由ΔU＝Q＋W知Q＝0，对外做功W<0，则ΔU<0，系统内能必减小，D正确。
3.河面水温高于河底温度，一个气泡从河底加速上升到水面，在这一过程中，气泡内空气质量不变，气泡内吸热为Q，内能增加为ΔU，则( )
A.重力对气泡做负功，ΔU>Q
B.浮力对气泡做正功，Q<ΔU
C.合力对气泡做正功，Q<ΔU
D.气体膨胀对外做功，Q>ΔU
答案 D
解析 根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W，即Q＝ΔU－W。因为上升时气泡膨胀对外做功W<0，所以Q>ΔU，故选D。
4.某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成。开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图所示。在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体( )
A．对外做正功，分子的平均动能减小
B.对外做正功，内能增大
C.对外做负功，分子的平均动能增大
D.对外做负功，内能减小
答案 A
解析 汽缸内气体膨胀时其向外推动活塞做正功，C、D两项均错误；因缸内气体与外界无热交换，根据热力学第一定律可知气体内能减小，故B项错误；忽略气体分子间作用力时，气体的内能就是所有分子的动能之和。密闭气体的状态变化时分子的总数不变，所以气体的内能减小时分子的平均动能减小，答案为A。
5．如图所示，圆柱形容器封有一定质量的空气，质量为m的光滑活塞C和容器都用良好的隔热材料制成，另有质量为M的物体从活塞上方的A点自由下落到活塞上，并随活塞一起到达最低点B，在这一过程中，空气内能的改变量ΔU，外界对空气做的功W与物体及活塞的重力势能的变化关系为( )
A.Mgh＋mgΔh＝ΔU＋W
B.ΔU＝W＝Mgh＋mgΔh
C.ΔU＝WD.W＝Mgh＋mgΔh≠ΔU
答案 C
解析 物体与活塞碰撞过程中要损失一部分机械能，因为活塞、容器都是绝热的，不存在与外界热交换，故选C。
6.飞机在万米高空飞行的时候，舱外气温往往在－50 ℃以下。在研究大气现象时可把温度、压强相同的一部分气体作为研究对象，叫做气团。气团直径可达几千米，由于气团很大，边缘部分与外界的热交换对整个气团没有明显影响，可以忽略，高空气团温度很低的原因可能是( )
A.地面的气团上升到高空的过程中膨胀，同时对外放热，使气团自身温度降低
B.地面的气团上升到高空的过程中收缩，同时从周围吸收热量，使周围温度降低
C.地面的气团上升到高空的过程中膨胀，气团对外做功，气团内能大量减少，气团温度降低
D.地面的气团上升到高空的过程中收缩，外界对气团做功，故周围温度降低
答案 C
解析 由热力学第一定律，物体的内能的变化ΔU与做功W和热传递Q有关，满足ΔU＝W＋Q，气团在上升的过程中，气体不断膨胀，气体对外做功，又由于气团很大，其边缘与外界的热传递作用可忽略，因而内能不断减小，所以气团的温度会很低。
7.关于一定质量的气体，下列叙述正确的是( )
A.气体吸收的热量可以完全转化为功
B.气体体积增大时，其内能一定减少
C.气体从外界吸收热量，其内能一定增加
D.外界对气体做功，气体内能可能减少
答案 AD
解析 由热力学第二定律知吸收的热量不能自发地全部转化为功，但通过其他方法可以全部转化为功，故A正确；气体体积增大，对外做功，若同时伴随着吸热，其内能不一定减少，B错误；气体从外界吸热，若同时伴随着对外做功，其内能不一定增加，C错误；外界对气体做功，同时气体放热，其内能可能减少，D正确。
8.下面关于热力学第二定律微观意义的说法正确的是( )
A.从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律
B.一切自然过程总是沿着分子热运动无序性减小的方向进行
C.有的自然过程沿着分子热运动无序性增大的方向进行，有的自然过程沿着分子热运动无序性减小的方向进行
D.在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小
答案 AD
解析 系统的热力学过程就是大量分子无序运动状态的变化，从微观角度看，热力学第二定律是一个统计规律，A正确。热力学第二定律的微观意义是“一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行，即在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小”，B、C均错误，D正确。
9.对于一定质量的理想气体，在下列各种过程中，可能发生的过程是( )
A.气体膨胀对外做功，温度升高
B.气体吸热，温度降低
C.气体放热，压强增大
D.气体放热，温度不变
答案 ABCD
解析 A过程中，气体膨胀对外做功W<0，气体温度升高ΔU>0，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W，说明只要气体吸收足够的热量，A过程可以发生；B过程中，气体吸热Q>0，温度降低ΔU<0，根据热力学第一定律，若气体对外界做适量的功，B过程也可以发生；C过程中，气体压强增大且气体在放热，外界必须压缩气体对气体做功才能实现这种情况，故Q<0，W>0，根据热力学第一定律，C过程可以发生；D过程中，气体放热Q<0，温度不变ΔU＝0，根据热力学第一定律，只要外界对气体做适量的功，D过程可以发生。
10．如图所示，A、B两点表示一定质量的某种理想气体的两个状态。当气体自状态A变化到状态B时( )
A.体积必然变大
B.有可能经过体积减小的过程
C.外界必然对气体做正功
D.气体必然从外界吸热
答案 ABD
解析 在p-T图象中，等容线为过原点的倾斜直线，且斜率越大，体积越小，即VA0。由热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知Q>0，D正确。
第Ⅱ卷(非选择题，共70分)
二、填空题(本题共3小题，每小题6分，共18分。把答案直接填在横线上)
11.
如图所示，内壁光滑的汽缸水平放置，一定质量的理想气体被活塞密封在汽缸内，外界大气压强为p0。现对汽缸缓慢加热，气体吸收热量Q后，体积由V1增大为V2。则在此过程中，气体分子平均动能________(选填“增大”“不变”或“减小”)，气体内能变化了________________。
答案 增大 Q－p0(V2－V1)
解析 气体等压膨胀，由＝C可知T增大，所以气体分子平均动能增大。由热力学第一定律可得：ΔU＝Q－p0(V2－V1)。
12.有人设想让丰富的海水温度降低0.1 ℃，把所放出的能量应用于生产，它相当于1800万个功率均为100万千瓦的电站一年的发电量，这是一件既经济又没有环境污染的事情，但它违背了______________，属于________永动机。
答案 热力学第二定律 第二类
解析 尽管没有违背能量守恒定律，但是违背了热力学第二定律，属于第二类永动机。不可能把内能全部转化为机械能，而不引起其他变化，所有与热现象有关的宏观过程都具有方向性。
13.一个截面积为S的圆形绝热容器装有质量为m的水。已知水的比热容为c，水的温度为t1，在阳光下照射时间T后，温度升高到t2，若照射时阳光与水平方向的夹角为α，则可估算出太阳光垂直照射时单位面积热辐射的功率为____________。
答案
解析 水吸收的热量Q＝cm(t2－t1)，设照射容器的太阳光能量为E，使水升温的能量则为Esinα＝Q。垂直照射单位面积的热辐射功率为P＝。联立可得P＝。
三、论述、计算题(本题共4小题，共52分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
14.
(10分)如图所示，绝热隔板S把绝热的汽缸分隔成体积相等的两部分，S与汽缸壁的接触是光滑的。两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b，气体分子之间相互作用可忽略不计，现通过电热丝对气体a缓慢加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡状态，试分析a、b两部分气体与初状态相比，体积、压强、温度、内能各如何变化？
答案 见解析
解析 汽缸和隔板绝热，电热丝对气体a加热，a温度升高，体积增大、压强增大，内能增大；a对b做功，b的体积减小，温度升高，压强增大，内能增大。
15.(12分)压强为1个标准大气压(1.013×105 Pa)，1 mol的水在100 ℃时变成同温度的水蒸气，问它的内能增加了多少？(已知在此压强和温度下，水和水蒸气的摩尔体积分别为18.8 cm3/mol、3.01×104 cm3 /mol，水的汽化热L＝4.06×104 J/mol)
答案 3.76×104 J
解析 水的汽化是等温、等压的变化过程，可想象为水从热库缓慢吸热汽化，水汽缓慢地推动活塞移动对外做功。则1 mol水变为同温度和同压强的水汽过程中，
水从热库吸热
Q＝ML＝1×4.06×104 J＝4.06×104 J，
水汽对外做功
W＝p(V汽－V水)＝1.013×105×(3.01×104－18.8)×10－6 J≈3.05×103 J，
系统变化过程前、后的内能增量
ΔU＝Q－W＝(4.06×104－3.05×103) J≈3.76×104 J。
16.(12分)一个质量为2 kg的木块静止在光滑水平面上，一颗质量为20 g的子弹以600 m/s的速度水平射入木块，穿出后的速度变为200 m/s。这一过程中系统损失的机械能60%转化为子弹的内能。已知子弹的比热容为400 J/(kg·℃)，求子弹升高的温度。
答案 239 ℃
解析 由动量守恒定律有：
mv0＝mv1＋Mv，代入数据
解得v＝4 m/s。
损失的机械能为：
ΔE＝mv－mv－Mv2＝ J＝3184 J。
ΔE×60%＝cmΔt，Δt＝×60%≈239 ℃。
17.(18分)氢气燃料汽车，氢在发动机内燃烧过程中，只会排出水蒸气而无其他废气排出，因此不会产生温室效应，是环保汽车。每摩尔氢气燃烧后生成水蒸气并放出2.858×104 J的热量。有一辆氢气燃料汽车质量为6×103 kg，阻力是车重的0.05倍，最大输出功率为60 kW，问：
(1)汽车以加速度a＝0.5 m/s2从静止匀加速启动，这个加速过程能持续多少时间？
(2)最大行驶速度为多少？
(3)若此车以最大速度行驶300 km，发动机效率为50%，则需要多少氢气做燃料？
答案 (1)20 s (2)20 m/s (3)126 kg
解析 (1)汽车加速启动有：
?t＝＝20 s。
(2)当牵引力等于阻力时，行驶速度最大为：
v＝＝20 m/s。
(3)汽车的牵引力F＝Ff＝0.05mg＝3×103 N，
汽车的有用功W＝F·s＝9×108 J，
汽车所做的总功W总＝＝1.8×109 J。
所以需要氢气做燃料的质量为
MH2＝ kg≈126 kg。
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分120分，考试时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题，共50分)
一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分。第1～6题只有一个选项符合题目要求，第7～10题有多个选项符合题目要求，全部选对的得5分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)
1.关于热力学定律，下列说法正确的是( )
A.在一定条件下物体的温度可以降到0 K
B.物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功
C.吸收了热量的物体，其内能一定增加
D.压缩气体总能使气体的温度升高
答案 B
解析 绝对零度只能无限趋近，永远无法达到，A错误；物体从单一热源吸收的热量可以全部用来对外做功，只不过会引起其他变化，B正确；内能的变化决定于做功和热传递两个方面，单纯吸收热量或者对物体做功物体的内能都不一定增加，温度也不一定升高，C、D错误。
2.在功与热的转变过程中，下列叙述中不正确的是( )
A.不可能制成一种循环运作的热机，它只从一个热源吸取热量，使之完全变为有用功，而不发生任何其他变化
B.热机的效率恒小于1
C.功可以完全变成热能，而热能不能完全变为功
D.绝热过程对外做正功，则系统的内能必减小
答案 C
解析 由热力学第二定律的两种表述可知，功和热在转变过程中不是单一的，总要引起其他变化，如向低温热源放热等，A项显然与热力学第二定律相符合，A正确；热机的效率不可能等于1，反映了热机的特性，B项正确；C项中没有附加条件，是不正确的；由ΔU＝Q＋W知Q＝0，对外做功W<0，则ΔU<0，系统内能必减小，D正确。
3.河面水温高于河底温度，一个气泡从河底加速上升到水面，在这一过程中，气泡内空气质量不变，气泡内吸热为Q，内能增加为ΔU，则( )
A.重力对气泡做负功，ΔU>Q
B.浮力对气泡做正功，Q<ΔU
C.合力对气泡做正功，Q<ΔU
D.气体膨胀对外做功，Q>ΔU
答案 D
解析 根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W，即Q＝ΔU－W。因为上升时气泡膨胀对外做功W<0，所以Q>ΔU，故选D。
4.某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成。开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图所示。在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体( )
A．对外做正功，分子的平均动能减小
B.对外做正功，内能增大
C.对外做负功，分子的平均动能增大
D.对外做负功，内能减小
答案 A
解析 汽缸内气体膨胀时其向外推动活塞做正功，C、D两项均错误；因缸内气体与外界无热交换，根据热力学第一定律可知气体内能减小，故B项错误；忽略气体分子间作用力时，气体的内能就是所有分子的动能之和。密闭气体的状态变化时分子的总数不变，所以气体的内能减小时分子的平均动能减小，答案为A。
5．如图所示，圆柱形容器封有一定质量的空气，质量为m的光滑活塞C和容器都用良好的隔热材料制成，另有质量为M的物体从活塞上方的A点自由下落到活塞上，并随活塞一起到达最低点B，在这一过程中，空气内能的改变量ΔU，外界对空气做的功W与物体及活塞的重力势能的变化关系为( )
A.Mgh＋mgΔh＝ΔU＋W
B.ΔU＝W＝Mgh＋mgΔh
C.ΔU＝W
答案 C
解析 物体与活塞碰撞过程中要损失一部分机械能，因为活塞、容器都是绝热的，不存在与外界热交换，故选C。
6.飞机在万米高空飞行的时候，舱外气温往往在－50 ℃以下。在研究大气现象时可把温度、压强相同的一部分气体作为研究对象，叫做气团。气团直径可达几千米，由于气团很大，边缘部分与外界的热交换对整个气团没有明显影响，可以忽略，高空气团温度很低的原因可能是( )
A.地面的气团上升到高空的过程中膨胀，同时对外放热，使气团自身温度降低
B.地面的气团上升到高空的过程中收缩，同时从周围吸收热量，使周围温度降低
C.地面的气团上升到高空的过程中膨胀，气团对外做功，气团内能大量减少，气团温度降低
D.地面的气团上升到高空的过程中收缩，外界对气团做功，故周围温度降低
答案 C
解析 由热力学第一定律，物体的内能的变化ΔU与做功W和热传递Q有关，满足ΔU＝W＋Q，气团在上升的过程中，气体不断膨胀，气体对外做功，又由于气团很大，其边缘与外界的热传递作用可忽略，因而内能不断减小，所以气团的温度会很低。
7.关于一定质量的气体，下列叙述正确的是( )
A.气体吸收的热量可以完全转化为功
B.气体体积增大时，其内能一定减少
C.气体从外界吸收热量，其内能一定增加
D.外界对气体做功，气体内能可能减少
答案 AD
解析 由热力学第二定律知吸收的热量不能自发地全部转化为功，但通过其他方法可以全部转化为功，故A正确；气体体积增大，对外做功，若同时伴随着吸热，其内能不一定减少，B错误；气体从外界吸热，若同时伴随着对外做功，其内能不一定增加，C错误；外界对气体做功，同时气体放热，其内能可能减少，D正确。
8.下面关于热力学第二定律微观意义的说法正确的是( )
A.从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律
B.一切自然过程总是沿着分子热运动无序性减小的方向进行
C.有的自然过程沿着分子热运动无序性增大的方向进行，有的自然过程沿着分子热运动无序性减小的方向进行
D.在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小
答案 AD
解析 系统的热力学过程就是大量分子无序运动状态的变化，从微观角度看，热力学第二定律是一个统计规律，A正确。热力学第二定律的微观意义是“一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行，即在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小”，B、C均错误，D正确。
9.对于一定质量的理想气体，在下列各种过程中，可能发生的过程是( )
A.气体膨胀对外做功，温度升高
B.气体吸热，温度降低
C.气体放热，压强增大
D.气体放热，温度不变
答案 ABCD
解析 A过程中，气体膨胀对外做功W<0，气体温度升高ΔU>0，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W，说明只要气体吸收足够的热量，A过程可以发生；B过程中，气体吸热Q>0，温度降低ΔU<0，根据热力学第一定律，若气体对外界做适量的功，B过程也可以发生；C过程中，气体压强增大且气体在放热，外界必须压缩气体对气体做功才能实现这种情况，故Q<0，W>0，根据热力学第一定律，C过程可以发生；D过程中，气体放热Q<0，温度不变ΔU＝0，根据热力学第一定律，只要外界对气体做适量的功，D过程可以发生。
10．如图所示，A、B两点表示一定质量的某种理想气体的两个状态。当气体自状态A变化到状态B时( )
A.体积必然变大
B.有可能经过体积减小的过程
C.外界必然对气体做正功
D.气体必然从外界吸热
答案 ABD
解析 在p-T图象中，等容线为过原点的倾斜直线，且斜率越大，体积越小，即VA
第Ⅱ卷(非选择题，共70分)
二、填空题(本题共3小题，每小题6分，共18分。把答案直接填在横线上)
11.
如图所示，内壁光滑的汽缸水平放置，一定质量的理想气体被活塞密封在汽缸内，外界大气压强为p0。现对汽缸缓慢加热，气体吸收热量Q后，体积由V1增大为V2。则在此过程中，气体分子平均动能________(选填“增大”“不变”或“减小”)，气体内能变化了________________。
答案 增大 Q－p0(V2－V1)
解析 气体等压膨胀，由＝C可知T增大，所以气体分子平均动能增大。由热力学第一定律可得：ΔU＝Q－p0(V2－V1)。
12.有人设想让丰富的海水温度降低0.1 ℃，把所放出的能量应用于生产，它相当于1800万个功率均为100万千瓦的电站一年的发电量，这是一件既经济又没有环境污染的事情，但它违背了______________，属于________永动机。
答案 热力学第二定律 第二类
解析 尽管没有违背能量守恒定律，但是违背了热力学第二定律，属于第二类永动机。不可能把内能全部转化为机械能，而不引起其他变化，所有与热现象有关的宏观过程都具有方向性。
13.一个截面积为S的圆形绝热容器装有质量为m的水。已知水的比热容为c，水的温度为t1，在阳光下照射时间T后，温度升高到t2，若照射时阳光与水平方向的夹角为α，则可估算出太阳光垂直照射时单位面积热辐射的功率为____________。
答案
解析 水吸收的热量Q＝cm(t2－t1)，设照射容器的太阳光能量为E，使水升温的能量则为Esinα＝Q。垂直照射单位面积的热辐射功率为P＝。联立可得P＝。
三、论述、计算题(本题共4小题，共52分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
14.
(10分)如图所示，绝热隔板S把绝热的汽缸分隔成体积相等的两部分，S与汽缸壁的接触是光滑的。两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b，气体分子之间相互作用可忽略不计，现通过电热丝对气体a缓慢加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡状态，试分析a、b两部分气体与初状态相比，体积、压强、温度、内能各如何变化？
答案 见解析
解析 汽缸和隔板绝热，电热丝对气体a加热，a温度升高，体积增大、压强增大，内能增大；a对b做功，b的体积减小，温度升高，压强增大，内能增大。
15.(12分)压强为1个标准大气压(1.013×105 Pa)，1 mol的水在100 ℃时变成同温度的水蒸气，问它的内能增加了多少？(已知在此压强和温度下，水和水蒸气的摩尔体积分别为18.8 cm3/mol、3.01×104 cm3 /mol，水的汽化热L＝4.06×104 J/mol)
答案 3.76×104 J
解析 水的汽化是等温、等压的变化过程，可想象为水从热库缓慢吸热汽化，水汽缓慢地推动活塞移动对外做功。则1 mol水变为同温度和同压强的水汽过程中，
水从热库吸热
Q＝ML＝1×4.06×104 J＝4.06×104 J，
水汽对外做功
W＝p(V汽－V水)＝1.013×105×(3.01×104－18.8)×10－6 J≈3.05×103 J，
系统变化过程前、后的内能增量
ΔU＝Q－W＝(4.06×104－3.05×103) J≈3.76×104 J。
16.(12分)一个质量为2 kg的木块静止在光滑水平面上，一颗质量为20 g的子弹以600 m/s的速度水平射入木块，穿出后的速度变为200 m/s。这一过程中系统损失的机械能60%转化为子弹的内能。已知子弹的比热容为400 J/(kg·℃)，求子弹升高的温度。
答案 239 ℃
解析 由动量守恒定律有：
mv0＝mv1＋Mv，代入数据
解得v＝4 m/s。
损失的机械能为：
ΔE＝mv－mv－Mv2＝ J＝3184 J。
ΔE×60%＝cmΔt，Δt＝×60%≈239 ℃。
17.(18分)氢气燃料汽车，氢在发动机内燃烧过程中，只会排出水蒸气而无其他废气排出，因此不会产生温室效应，是环保汽车。每摩尔氢气燃烧后生成水蒸气并放出2.858×104 J的热量。有一辆氢气燃料汽车质量为6×103 kg，阻力是车重的0.05倍，最大输出功率为60 kW，问：
(1)汽车以加速度a＝0.5 m/s2从静止匀加速启动，这个加速过程能持续多少时间？
(2)最大行驶速度为多少？
(3)若此车以最大速度行驶300 km，发动机效率为50%，则需要多少氢气做燃料？
答案 (1)20 s (2)20 m/s (3)126 kg
解析 (1)汽车加速启动有：
?t＝＝20 s。
(2)当牵引力等于阻力时，行驶速度最大为：
v＝＝20 m/s。
(3)汽车的牵引力F＝Ff＝0.05mg＝3×103 N，
汽车的有用功W＝F·s＝9×108 J，
汽车所做的总功W总＝＝1.8×109 J。
所以需要氢气做燃料的质量为
MH2＝ kg≈126 kg。