题目内容
太阳能汽车利用太阳能来驱动,真正实现了零排放,有效地减少了对环境的污染,其产业的发展日益蓬勃.某太阳能汽车,质量为350kg,顶部安装了太阳能电池板.
(1)当车上载有1500N的人和物品时,车轮与地面的总接触面积为2.0×10-2m2,则汽车对地面的压强为 Pa.(g=10N/kg)
(2)太阳能电池板将太阳能转化为 能.一般情况下,汽车在运动时,被转换的太阳能被直接送到发动机控制系统.当汽车不运动时,太阳能将通过太阳能电池板储存在蓄电池内;当太阳能电池板不能提供足够的能量来驱动发动机时,蓄电池 (选填“储存”或“释放”)能量.
(3)若汽车上的太阳能电池板的有效面积为6m2,它正对太阳时电池能够产生100V的电压,并对车上电动机提供8.4A的电流,太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.0×103W/m2,则电池的输出功率为 W,将太阳能转化为电能的效率为 .如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%,当汽车在水平面上匀速行驶时,受到的牵引力为90N,则汽车的行驶速度为 m/s.
(4)太阳能汽车采用四轮鼓式制动,有效地减少了制动距离.通过测量获得汽车以不同速度行驶时对应的制动距离(即从操纵制动刹车到车停下来的距离),数据如下表所示:
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
速度/ (m?s-1) | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
制动距离/m | 0.53 | 1.20 | 2.13 | 3.33 | 4.80 |
请在图中描点作出s- v2图象.根据图象反映的规律可知,当轿车速度为4.5m/s时对应的制动距离是 m.
试题分析:(1)汽车的自重:G=mg=350N×10N/kg=3500N,
汽车对地面的压强:;
(2)太阳能电池板可以将太阳能转化为电能,当太阳能电池板不能提供足够的能量来驱动发动机时,蓄电池释放能量来为汽车提供动力;
(3)电池的输出功率:P电池=UI=100V×8.4A=840W;
太阳光照射的辐射功率为;P太阳=1.0×103W/m2×6m2=6×103W;
太阳能转化为电能的效率:;
∵电能最终转化为机械能的效率为75%,
∴P机械=P电池×η′=840W×75%=630W;
由公式P=Fv得,
;
(4)根据表中的数据,在坐标图中先画点,再描线,注意横坐标准速度的平方,纵坐标为距离.如图所示:
根据图象反映的规律可知,当轿车速度为4.5m/s时对应的制动距离约是2.60~2.80m.
考点:压强的大小及其计算;速度公式及其应用;电功率的计算;太阳能的转化.
点评:本题以太阳能汽车为背景中,考查了多个物理知识点,包括压强的计算、能量的转化、效率的公式、功率的公式等,同时还考查了我们对图象的处理能力,综合性很强,有一定的难度,值得我们关注.
阅读短文,回答问题.
Quaranta是当前问世的外表最圆润同时也最富动感的太阳能汽车之一(如图甲所示).其前风窗玻璃和顶盖玻璃皆采用防太阳辐射的层压玻璃制作而成,车身轻便灵活.电池完全由太阳能供能——通过安装在车顶和前端的电池板收集太阳能.某辆太阳能汽车接收太阳光能的面板面积S=8m2,太阳照射时产生U=120V的电压,并对整车提供最大为10A的电流,机车最大可获得800W的机械功率.设太阳光照射到地面上1平方米面积上的辐射功率P0=1.0×103W. 该车加速性能优越,从静止开始加速100m的路程最短仅需5s.
(1)车载导航系统是利用 来传递信息的;车窗玻璃能有效防止来自太阳的辐射,主要是能阻挡太阳光中的 .
(2)若设计Quaranta车身的材料应具有强度高且轻便的特点,则下表所列的材料中,最为理想的是 .
材料 技术指标 |
锰钢 |
铝合金 |
钛合金 |
碳纤维 |
性能(强度) |
强 |
较弱 |
较强 |
强 |
密度/kg·m-3 |
7.9×103 |
3.0×103 |
4.5×103 |
1.6×103 |
(3)Quaranta从静止加速100m路程的过程中可以达到的最大平均速度为 m/s.
(4)太阳能属于 (选填“一次”或“二次”)能源;太阳能电池将太阳能转化为电能的效率为 .
(5)若该汽车在水平路面上以最大机械功率P运动,一段时间后再将功率减小到P1,并保持此功率运动,其运动的速度时间图线如图乙所示,设运动过程中小车所受阻力恒定不变.则阻力为 N.P1= W.
太阳能汽车利用太阳能来驱动,真正实现了零排放,有效地减少了对环境的污染,其产业的发展日益蓬勃.某太阳能汽车,质量为350kg,顶部安装了太阳能电池板.
(1)当车上载有1500N的人和物品时,车轮与地面的总接触面积为2.0×10-2m2,则汽车对地面的压强为 Pa.(g=10N/kg)
(2)太阳能电池板将太阳能转化为 能.一般情况下,汽车在运动时,被转换的太阳能被直接送到发动机控制系统.当汽车不运动时,太阳能将通过太阳能电池板储存在蓄电池内;当太阳能电池板不能提供足够的能量来驱动发动机时,蓄电池 (选填“储存”或“释放”)能量.
(3)若汽车上的太阳能电池板的有效面积为6m2,它正对太阳时电池能够产生100V的电压,并对车上电动机提供8.4A的电流,太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.0×103W/m2,则电池的输出功率为 W,将太阳能转化为电能的效率为 .如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%,当汽车在水平面上匀速行驶时,受到的牵引力为90N,则汽车的行驶速度为 m/s.
(4)太阳能汽车采用四轮鼓式制动,有效地减少了制动距离.通过测量获得汽车以不同速度行驶时对应的制动距离(即从操纵制动刹车到车停下来的距离),数据如下表所示:
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
速度/ (m∙s-1) |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
制动距离/m |
0.53 |
1.20 |
2.13 |
3.33 |
4.80 |
请在图中描点作出s- v2图象.根据图象反映的规律可知,当轿车速度为4.5m/s时对应的制动距离是 m.
太阳能汽车利用太阳能来驱动,真正实现了零排放,有效地减少了对环境的污染,其产业的发展日益蓬勃.某太阳能汽车,质量为350kg,顶部安装了太阳能电池板.
(1)当车上载有1500N的人和物品时,车轮与地面的总接触面积为2.0×10-2m2,则汽车对地面的压强为______Pa.(g=10N/kg)
(2)太阳能电池板将太阳能转化为______能.一般情况下,汽车在运动时,被转换的太阳能被直接送到发动机控制系统.当汽车不运动时,太阳能将通过太阳能电池板储存在蓄电池内;当太阳能电池板不能提供足够的能量来驱动发动机时,蓄电池______(选填“储存”或“释放”)能量.
(3)若汽车上的太阳能电池板的有效面积为6m2,它正对太阳时电池能够产生100V的电压,并对车上电动机提供8.4A的电流,太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.0×103W/m2,则电池的输出功率为______W,将太阳能转化为电能的效率为______.如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%,当汽车在水平面上匀速行驶时,受到的牵引力为90N,则汽车的行驶速度为______m/s.
(4)太阳能汽车采用四轮鼓式制动,有效地减少了制动距离.通过测量获得汽车以不同速度行驶时对应的制动距离(即从操纵制动刹车到车停下来的距离),数据如表所示:
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
速度/(m?s-1) | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
制动距离/m | 0.53 | 1.20 | 2.13 | 3.33 | 4.80 |