Question

【题目】阅读短文，回答问题

汽车的刹车系统

目前大多数汽车刹车采用油压制动。其原理是驾驶员踩下刹车踏板，向刹车总泵中的刹车油施加压力，通过管路传递到每个车轮刹车卡钳的活塞上，卡钳夹紧刹车盘从而产生巨大摩擦力令车辆减速。从时速100公里到静止可能只需要几秒而已，可见刹车系统承受着巨大的负荷。

油压制动刹车时消耗的动能最终被释放掉，形成了能源的浪费。为节约能源，现在的混合动力汽车采用再生制动器，它能把汽车刹车制动时消耗的动能转化为电能储存在蓄电池中，同时产生汽车所需的制动力，从而有效减少了汽车的燃油消耗和制动器摩擦片的磨损。储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机，直至汽车停止的过程中，通过发电机将动能转化为电能的效率。

（1）油压制动刹车在刹车过程中，将动能转化为_____，而再生制动器将动能转化为电能进行储存，此时蓄电池相当于电路中的_____。

（2）汽车在行驶过程中，很多部位会发热，如：①发动机外壳发烫；②轮胎发热；③刹车片发热；④水箱中的水变热。其中属于通过做功改变内能的是_____

A．①②③④B．②④C．①③D．②③

（3）测试时，汽车在大小为1000N的牵引力作用下，以25m/s的速度正常行驶1000m。此过程中，汽车牵引力的功率为_____W．如果汽车在制动时产生恒定的刹车阻力为1.0×104N，该制动过程中汽车行驶的路程与时间的关系如图甲所示，则在0～0.5s内汽车克服刹车阻力所做的功为_____J。

（4）某次测试中，先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，分别测出开启和关闭再生制动器两种情况下，汽车通过的路程s与对应的速度大小v，计算出动能Ek，画出Ek随s变化的图象如图乙所示。则图中表示开启再生制动器的图线是_____，你的判断依据是_____。

（5）若汽车正常行驶时的动能为3.75×105J，某时刻关闭发动机，并同时开启再生制动器，由图象可知最终有_____J的动能转化为内能。

Answer 1

【答案】内能 用电器 D 2.5×104 1.0×105 ② ②中动能减小得快 2.25×105

【解析】

（1）油压制动刹车在刹车过程中，将动能转化为内能，而再生制动器将动能转化为电能进行储存，此时蓄电池相当于电路中的用电器；

（2）①发动机发烫，是发动机内部放出的热量传递到发动机外壳，使外壳的内能增加温度升高，是通过热传递改变物体的内能；

②轮胎在发热，是轮胎克服摩擦做功，使轮胎的内能增加温度升高，是通过做功途径改变物体内能；

③刹车片发热，是刹车片克服摩擦做功，使刹车片的内能增加温度升高，是通过做功改变物体内能；

④水箱中的水变热，是发动机放出的热量传递给水箱中的水，使水的内能增大温度升高，是通过热传递改变物体的内能，故选D；

（3）汽车牵引力的功率为： ；由图象知0～0.5s内汽车行驶的距离为10m，克服刹车阻力所做的功： ；

（4）关闭发动机后，关闭再生制动器，汽车克服摩擦力做功，动能全部转化为内能，开启再生制动器，有部分动能转化为电能，克服摩擦力做功的能量减少，摩擦力大小不变，所以汽车运动的距离减小，所以汽车动能变化曲线是② ；

（5）由图象可以看出正常行驶的情况下，关闭发动机后行驶40m﹣30m＝10m；开启再生制动器行驶的距离为36m﹣30m＝6m，所以转化为机械能的效率为： ，所以储能效率为:1﹣60%＝40%，则动能转化为内能的效率为：η＝1﹣40%＝60%，而Ek0=3.75×105J，则 .