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【题目】阅读短文,回答问题

目前大多数汽车刹车时均采用油压制动.油压制动刹车时消耗的动能转化为内能释放 掉,形成了能源的浪费.而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起来,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、污染物排放和制动器摩擦片的磨损.

汽车刹车时再生制动器是无法提供足够的刹车阻力,仍需要与油压制动器配合使用, 产生恒定的刹车阻力来满足刹车要求.若某汽车以72km/h的速度行驶,刹车时再生制动器产生的阻力随时间变化的关系如下表:

再生制动器只会把一部分的动能再生使用,其余的动能转化为内能汽车正常行驶时, 将发动机关闭直至汽车停止的过程中,通过再生制动器将动能转化为电能的效率称为储能 效率.储能效率根据不同的使用环境有所不同.

(1)汽车在设计时充分利用了流体力学的知识,当汽车行驶时,流过它上方的空气速度比下方空气的速度大,此时,上方空气压强比下方空气压强________(选填“大”或“小”), 贴有防爆膜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)汽车刹车时,再生制动器所产生的刹车阻力大小随时间的变化情况是____________.

A.逐渐增大 B.先增大后不变

C.先增大后减小 D.先增大,后不变,再减小

(3)在甲图中画出汽车刹车时再生制动器0 ~ 1s内产生的刹车阻力随时间变化的图像_____.

(4) 如果汽车制动时需要产生恒定的刹车阻力为l.0×104N,由图甲可知t=0.7s时,油压制动器还需产生________N的刹车阻力.在满足刹车阻力作用下,汽车的行驶路程与时间变化的关系如图乙所示,则在0 ~ 0.5s内汽车克服刹车阻力所做的功W=____________J.

(5) 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,画出了对应的Ek-S图像如丙图所示.贝表示开启制动器的图线是_______判断的依据_________________。若汽车正常行驶时的动能为3.75×105J,由图像可知最终有 _________的动能转化为内能。

【答案】 小 紫外线 D 见解析 600 105 ② 见解析 2.25×105

【解析】(1)汽车在设计时充分利用了流体力学的知识,当汽车行驶时,流过它上方的空气速度比下方空气的速度大,根据流速越大压强越小的特点,此时上方空气压强比下方空气压强小;

贴有防爆膜的车窗玻璃能有效防止来自太阳的辐射,太阳辐射中危害较大的是此外线,过度的此外线照射对人体的健康是不利的,所以防爆膜主要是能阻挡太阳光中的此外线。

(2)根据文中表格数据可知,汽车刹车时,再生制动器所产生的刹车阻力大小随时间的变化情况是:在0.8s以前,刹车阻力增大,在0.8s到1.2s之间,刹车阻力不变,1.2s以后,刹车阻力又减小,故D正确;

(3)根据文中表格数据,要坐标图中描点、再用平滑曲线连接,画出汽车刹车时再生制动器0 ~ 1s内产生的刹车阻力随时间变化的图像如图下:

(4)制动时需要产生恒定的刹车阻力为l.0×104N,由图甲可知t=0.7s时,再生制动器所产生的刹车阻力约9.4×103N,油压制动器还需产生600N的刹车阻力;

在满足刹车阻力作用下,即刹车阻力为l.0×104N,汽车的行驶路程与时间变化的关系如图乙所示,在0 ~ 0.5s内汽车克服刹车阻力行驶了10m,所以做的功为:

;

(5) 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,画出了对应的Ek-S图像如丙图所示。

开启再生制动器时,制动力更大,在相同路程时,动能减小更快,且再生制动器的制动力是变化的,动能的减小,是一条曲线,所以表示开启制动器的图线是②;

若汽车正常行驶时的动能为3.75×105J,关闭再生制动器时,汽车前进了10m,动能会全部转化为内能;

当开启再生制动器时,汽车前进了6m,在阻力不变时,动能转化为内能的比为:

,

所以转化为内能的量为:

。

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