《2025年小题狂做九年级物理上册苏科版巅峰版》

10.(2024·南京秦淮模拟)汽车采用油压制动刹车从速度100 km/h到静止可能只需要几秒,消耗的动能最终被释放掉,造成了能源的浪费。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部分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。
(1)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。其中主要属于通过做功改变内能的是 C。
A. ①②③④
B. ②④
C. ②③
D. ①③
(2)测试时,汽车在大小为1 000 N的牵引力作用下,在40 s内匀速行驶1 000 m。求此过程中汽车牵引力的功率。
$2.5×10^{4}\ \text{W}$
(3)如果汽车在制动时产生的刹车阻力恒为$1.0×10^4 N,$该制动过程中汽车行驶的路程s与时间t的关系如图甲所示,求在0～0.5 s内汽车克服刹车阻力所做的功。
$1.0×10^{5}\ \text{J}$
(4)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。某次测试储能效率时,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变化的图像如图乙所示。则图中表示开启再生制动器的图线是 ②；依据图像计算本次测试的储能效率为40%。

答案： 10.
(1) C
(2)$2.5×10^{4}\ \text{W}$
(3)$1.0×10^{5}\ \text{J}$
(4)② 40 提示:
(2)测试时,$v=\frac{s}{t}=\frac{1000\ \text{m}}{40\ \text{s}}=25\ \text{m/s}$,$P=\frac{W}{t}=\frac{Fs}{t}=Fv=1000\ \text{N}×25\ \text{m/s}=2.5×10^{4}\ \text{W}$。
(3)0~0.5 s内,$s=10\ \text{m}$,$W=fs=1.0×10^{4}\ \text{N}×10\ \text{m}=1.0×10^{5}\ \text{J}$。
(4)关闭发动机后,关闭再生制动器,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小,汽车运动的距离减小,故开启再生制动器的图线是②;正常行驶时,关闭发动机后行驶$40\ \text{m}-30\ \text{m}=10\ \text{m}$,开启再生制动器行驶$36\ \text{m}-30\ \text{m}=6\ \text{m}$,动能转化为内能的效率$\eta=\frac{6\ \text{m}}{10\ \text{m}}=60\%$,储能效率$\eta'=1-\eta=1-60\%=40\%$。