Question

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．

 

Answer 1

【答案】

（1）   （2）电     释放    （3）840  14%  7 

（4）  2.60～2.80 

【解析】

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．