Question

【題目】閱讀短文，回答問題

汽車的剎車系統(tǒng)

目前大多數(shù)汽車剎車采用油壓制動。其原理是駕駛員踩下剎車踏板，向剎車總泵中的剎車油施加壓力，通過管路傳遞到每個車輪剎車卡鉗的活塞上，卡鉗夾緊剎車盤從而產(chǎn)生巨大摩擦力令車輛減速。從時速100公里到靜止可能只需要幾秒而已，可見剎車系統(tǒng)承受著巨大的負荷。

油壓制動剎車時消耗的動能最終被釋放掉，形成了能源的浪費。為節(jié)約能源，現(xiàn)在的混合動力汽車采用再生制動器，它能把汽車剎車制動時消耗的動能轉(zhuǎn)化為電能儲存在蓄電池中，同時產(chǎn)生汽車所需的制動力，從而有效減少了汽車的燃油消耗和制動器摩擦片的磨損。儲能效率是指汽車正常行駛時關閉發(fā)動機，直至汽車停止的過程中，通過發(fā)電機將動能轉(zhuǎn)化為電能的效率。

（1）油壓制動剎車在剎車過程中，將動能轉(zhuǎn)化為_____，而再生制動器將動能轉(zhuǎn)化為電能進行儲存，此時蓄電池相當于電路中的_____。

（2）汽車在行駛過程中，很多部位會發(fā)熱，如：①發(fā)動機外殼發(fā)燙；②輪胎發(fā)熱；③剎車片發(fā)熱；④水箱中的水變熱。其中屬于通過做功改變內(nèi)能的是_____

A．①②③④B．②④C．①③D．②③

（3）測試時，汽車在大小為1000N的牽引力作用下，以25m/s的速度正常行駛1000m。此過程中，汽車牽引力的功率為_____W．如果汽車在制動時產(chǎn)生恒定的剎車阻力為1.0×104N，該制動過程中汽車行駛的路程與時間的關系如圖甲所示，則在0～0.5s內(nèi)汽車克服剎車阻力所做的功為_____J。

（4）某次測試中，先讓汽車正常行駛，然后關閉發(fā)動機，分別測出開啟和關閉再生制動器兩種情況下，汽車通過的路程s與對應的速度大小v，計算出動能Ek，畫出Ek隨s變化的圖象如圖乙所示。則圖中表示開啟再生制動器的圖線是_____，你的判斷依據(jù)是_____。

（5）若汽車正常行駛時的動能為3.75×105J，某時刻關閉發(fā)動機，并同時開啟再生制動器，由圖象可知最終有_____J的動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

Answer 1

【答案】內(nèi)能 用電器 D 2.5×104 1.0×105 ② ②中動能減小得快 2.25×105

【解析】

（1）油壓制動剎車在剎車過程中，將動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而再生制動器將動能轉(zhuǎn)化為電能進行儲存，此時蓄電池相當于電路中的用電器；

（2）①發(fā)動機發(fā)燙，是發(fā)動機內(nèi)部放出的熱量傳遞到發(fā)動機外殼，使外殼的內(nèi)能增加溫度升高，是通過熱傳遞改變物體的內(nèi)能；

②輪胎在發(fā)熱，是輪胎克服摩擦做功，使輪胎的內(nèi)能增加溫度升高，是通過做功途徑改變物體內(nèi)能；

③剎車片發(fā)熱，是剎車片克服摩擦做功，使剎車片的內(nèi)能增加溫度升高，是通過做功改變物體內(nèi)能；

④水箱中的水變熱，是發(fā)動機放出的熱量傳遞給水箱中的水，使水的內(nèi)能增大溫度升高，是通過熱傳遞改變物體的內(nèi)能，故選D；

（3）汽車牽引力的功率為： ；由圖象知0～0.5s內(nèi)汽車行駛的距離為10m，克服剎車阻力所做的功： ；

（4）關閉發(fā)動機后，關閉再生制動器，汽車克服摩擦力做功，動能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，開啟再生制動器，有部分動能轉(zhuǎn)化為電能，克服摩擦力做功的能量減少，摩擦力大小不變，所以汽車運動的距離減小，所以汽車動能變化曲線是② ；

（5）由圖象可以看出正常行駛的情況下，關閉發(fā)動機后行駛40m﹣30m＝10m；開啟再生制動器行駛的距離為36m﹣30m＝6m，所以轉(zhuǎn)化為機械能的效率為： ，所以儲能效率為:1﹣60%＝40%，則動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率為：η＝1﹣40%＝60%，而Ek0=3.75×105J，則 .