Question

太陽能汽車利用太陽能來驅(qū)動，真正實現(xiàn)了零排放，有效地減少了對環(huán)境的污染，其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展日益蓬勃．某太陽能汽車，質(zhì)量為350kg，頂部安裝了太陽能電池板．

（1）當車上載有1500N的人和物品時，車輪與地面的總接觸面積為2.0×10^-2m²，則汽車對地面的壓強為    Pa．（g=10N／kg）

（2）太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為    能．一般情況下，汽車在運動時，被轉(zhuǎn)換的太陽能被直接送到發(fā)動機控制系統(tǒng)．當汽車不運動時，太陽能將通過太陽能電池板儲存在蓄電池內(nèi)；當太陽能電池板不能提供足夠的能量來驅(qū)動發(fā)動機時，蓄電池    （選填“儲存”或“釋放”）能量．

（3）若汽車上的太陽能電池板的有效面積為6m²，它正對太陽時電池能夠產(chǎn)生100V的電壓，并對車上電動機提供8.4A的電流，太陽光照射到地面時單位面積上的輻射功率為1.0×10³W/m²，則電池的輸出功率為    W，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率為    ．如果這輛汽車的電動機將電能最終轉(zhuǎn)化為機械能的效率為75%，當汽車在水平面上勻速行駛時，受到的牽引力為90N，則汽車的行駛速度為    m/s．

（4）太陽能汽車采用四輪鼓式制動，有效地減少了制動距離．通過測量獲得汽車以不同速度行駛時對應的制動距離（即從操縱制動剎車到車停下來的距離），數(shù)據(jù)如下表所示：

實驗次數(shù)	1	2	3	4	5
速度/ （m∙s-1）	2	3	4	5	6
制動距離/m	0.53	1.20	2.13	3.33	4.80

請在圖中描點作出s- v²圖象．根據(jù)圖象反映的規(guī)律可知，當轎車速度為4.5m/s時對應的制動距離是    m．

 

Answer 1

【答案】

（1）   （2）電     釋放    （3）840  14%  7 

（4）  2.60～2.80 

【解析】

試題分析：（1）汽車的自重：G=mg=350N×10N/kg=3500N，

汽車對地面的壓強：；

（2）太陽能電池板可以將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，當太陽能電池板不能提供足夠的能量來驅(qū)動發(fā)動機時，蓄電池釋放能量來為汽車提供動力；

（3）電池的輸出功率：P_電池=UI=100V×8.4A=840W；

太陽光照射的輻射功率為；P_太陽=1.0×10³W/m²×6m²=6×10³W；

太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率：；

∵電能最終轉(zhuǎn)化為機械能的效率為75%，

∴P_機械=P_電池×η′=840W×75%=630W；

由公式P=Fv得，

；

（4）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在坐標圖中先畫點，再描線，注意橫坐標準速度的平方，縱坐標為距離．如圖所示：

根據(jù)圖象反映的規(guī)律可知，當轎車速度為4.5m/s時對應的制動距離約是2.60～2.80m．

考點：壓強的大小及其計算；速度公式及其應用；電功率的計算；太陽能的轉(zhuǎn)化．

點評：本題以太陽能汽車為背景中，考查了多個物理知識點，包括壓強的計算、能量的轉(zhuǎn)化、效率的公式、功率的公式等，同時還考查了我們對圖象的處理能力，綜合性很強，有一定的難度，值得我們關注．