Tel: 024.7300.7989 - Phone: 1800.6947 (Thời gian hỗ trợ từ 7h đến 22h)

Giỏ hàng của tôi
Trang chủ
Luyện thi đại học môn lí

Đọc ngữ liệu sau và trả lời các câu hỏi sau. Ở xe sử dụng phanh ma sát

Đọc ngữ liệu sau và trả lời các câu hỏi sau.

Ở xe sử dụng phanh ma sát thông thường, một phần lớn năng lượng chuyển động của xe chuyển thành nhiệt năng khi phanh. Trên xe điện, hệ thống phanh tái sinh cho phép thu hồi một phần năng lượng này.

Khi xe giảm tốc bằng phanh tái sinh, máy điện chuyển sang chế độ máy phát. Bánh xe dẫn động máy phát thông qua hệ truyền động, tạo ra điện để nạp lại pin. Quá trình lấy năng lượng từ chuyển động của xe đồng thời tạo tác dụng hãm xe.

Xét một mô hình xe điện có tổng khối lượng, kể cả người và hành lí, là $1600\text{kg}$. Xe chuyển động trên đường nằm ngang. Bỏ qua lực cản không khí, lực cản lăn, động năng quay của các bộ phận và năng lượng sử dụng cho thiết bị phụ trợ.

Khi xe giảm tốc từ $v_{1}$ xuống $v_{2}$, độ giảm động năng của xe là:

$\Delta E_{\text{d}} = \dfrac{1}{2}m\left( {v_{1}^{2} - v_{2}^{2}} \right)$

Gọi $E_{\text{thu}}$ là năng lượng thực tế được tích trữ thêm trong pin sau khi phanh. Hiệu suất thu hồi năng lượng được xác định bởi:

$\eta = \dfrac{E_{\text{thu}}}{\Delta E_{\text{d}}}$

Bảng dưới đây là số liệu giả định của ba lần phanh:

Trong các tình huống của bài toán, coi hiệu suất thu hồi năng lượng không đổi và pin luôn có khả năng tiếp nhận năng lượng thu hồi.

Cho biết: $1\text{m/s} = 3,6\text{km/h};1\text{kJ} = 1000\text{J}$.

Trả lời cho các câu 1, 2, 3, 4, 5 dưới đây:

Câu hỏi số 1:
Nhận biết

Phát biểu nào sau đây mô tả đúng hoạt động của phanh tái sinh?

Đáp án đúng là: C

Xem lời giải
Câu hỏi:987584
Phương pháp giải

Dựa vào ngữ liệu đã cho: "Khi xe giảm tốc bằng phanh tái sinh, máy điện chuyển sang chế độ máy phát. Bánh xe dẫn động máy phát thông qua hệ truyền động, tạo ra điện để nạp lại pin".

Giải chi tiết

Theo nguyên lí của phanh tái sinh được mô tả trong bài, máy điện hoạt động như một máy phát điện do bánh xe dẫn động. Quá trình này biến đổi một phần động năng (năng lượng chuyển động) của xe thành điện năng để sạc lại pin, đồng thời tạo ra lực cản giúp hãm xe. Do đó, phát biểu C là mô tả chính xác nhất.

Đáp án cần chọn là: C

Câu hỏi số 2:
Thông hiểu

Trong lần phanh I và lần phanh III, tốc độ của xe đều giảm $36\text{km/h}$, nhưng năng lượng thu hồi ở lần I lớn gấp ba lần ở lần III. Cách giải thích nào phù hợp nhất?

Đáp án đúng là: A

Xem lời giải
Câu hỏi:987585
Phương pháp giải

Dựa vào công thức tính độ giảm động năng $\Delta E_{\text{d}} = \dfrac{1}{2}m\left( {v_{1}^{2} - v_{2}^{2}} \right)$ để phân tích sự phụ thuộc của nó vào sự thay đổi tốc độ.

Giải chi tiết

Ta có: $\Delta E_{\text{d}} = \dfrac{1}{2}m\left( {v_{1}^{2} - v_{2}^{2}} \right)$

$\Rightarrow$ Độ giảm động năng tỉ lệ với hiệu của bình phương các tốc độ $(v_{1}^{2} - v_{2}^{2})$, chứ không phải bình phương của độ giảm tốc độ ${(v_{1} - v_{2})}^{2}$

Vì vậy, dù độ giảm tốc độ $\Delta v = 36\text{km/h}$ là như nhau ở cả hai lần phanh, nhưng do các giá trị $v_{1},v_{2}$ khác nhau nên hiệu $v_{1}^{2} - v_{2}^{2}$ sẽ khác nhau, dẫn đến độ giảm động năng khác nhau, từ đó năng lượng thu hồi cũng khác nhau.

Đáp án cần chọn là: A

Câu hỏi số 3:
Vận dụng

Một học sinh đề xuất liên tục cho xe tăng tốc từ trạng thái nghỉ lên $36\text{km/h}$, rồi phanh tái sinh đến khi dừng lại để “tự sạc pin”. Giả sử hiệu suất chuyển năng lượng từ pin thành động năng của xe khi tăng tốc là $80\%$. Hiệu suất thu hồi khi phanh được xác định từ bảng số liệu. Sau mỗi chu trình tăng tốc rồi phanh như trên, năng lượng trong pin thay đổi thế nào?

Đáp án đúng là: D

Xem lời giải
Câu hỏi:987586
Phương pháp giải

+ Tính hiệu suất thu hồi năng lượng $\eta$ từ bảng số liệu (dùng lần phanh III).

+ Tính năng lượng cần thiết từ pin ($E_{\text{chi}}$) để tăng tốc lên $36\text{~km/h}$ với hiệu suất $80\%$.

+ Xác định năng lượng thu hồi ($E_{\text{thu}}$) từ bảng dữ liệu hoặc tính toán.

+ Tính độ biến thiên năng lượng của pin: $\Delta E = E_{\text{thu}} - E_{\text{chi}}$.

Giải chi tiết

Từ bảng số liệu lần phanh III, khi xe phanh từ $36\text{km/h~}(10\text{m/s})$ đến dừng lại $(0\text{km/h})$, độ giảm động năng là:

$\Delta E_{\text{d}} = \dfrac{1}{2} \cdot 1600 \cdot (10^{2} - 0^{2}) = 80.000\text{~J} = 80\text{~kJ}$.

Hiệu suất thu hồi: $\eta = \dfrac{48}{80} = 0,6 = 60\%$.

Để xe tăng tốc từ trạng thái nghỉ đến $36\text{km/h}$ (động năng cần đạt là $80\text{kJ}$) với hiệu suất $80\%$, năng lượng pin cần cung cấp là:

$E_{\text{chi}} = \dfrac{80}{0,8} = 100\text{kJ}$.

Khi phanh tái sinh từ $36\text{km/h}$ đến khi dừng lại, năng lượng thu hồi về pin (theo bảng số liệu lần phanh III) là: $E_{\text{thu}} = 48\text{kJ}$.

Sau một chu trình, năng lượng trong pin thay đổi một lượng:

$\Delta E = E_{\text{thu}} - E_{\text{chi}} = 48\text{kJ} - 100\text{kJ} = - 52\text{kJ}$.

Vậy năng lượng pin giảm đi $52\text{kJ}$.

Đáp án cần chọn là: D

Câu hỏi số 4:
Vận dụng

Dựa vào bảng số liệu, hãy nối mỗi đại lượng ở cột dữ liệu với giá trị tương ứng ở cột đáp án. 

1. Độ giảm động năng của xe trong lần phanh I
2. Phần năng lượng giảm đi của xe không được tích trữ vào pin trong lần phanh I
3. Độ giảm động năng của xe trong lần phanh II

Đáp án đúng là: 1-c; 2-a; 3-b

Xem lời giải
Câu hỏi:987558
Phương pháp giải

+ Tính độ giảm động năng $\Delta E_{\mathrm d}$ cho lần phanh I và II.

+ Tính phần năng lượng hao phí = $\Delta E_{\mathrm d} - E_{\text{thu}}$.

Giải chi tiết

Lần phanh I: ${{v}_{1}}=72\text{km/h}=20\text{m/s}$, ${{v}_{2}}=36\text{km/h}=10\text{m/s}$.

Độ giảm động năng lần I: $\Delta E_{\text{dI}} = \frac{1}{2} \cdot 1600 \cdot (20^2 - 10^2) = 240.000 \text{ J} = 240 \text{ kJ}$. $\Rightarrow$ 1 nối c.

Năng lượng không được tích trữ (hao phí) lần I: $240 \text{ kJ} - 144 \text{ kJ} = 96 \text{ kJ}$. $\Rightarrow$ 2 nối a.

Lần phanh II: ${{v}_{1}}=54\text{km/h}=15\text{m/s}$, ${{v}_{2}}=0\text{km/h}=0\text{m/s}$.

Độ giảm động năng lần II: $\Delta {{E}_{\text{dII}}}=\frac{1}{2}\cdot 1600\cdot ({{15}^{2}}-{{0}^{2}})=180000\text{J}=180\text{kJ}$. $\Rightarrow$ 3 nối b.

Đáp án cần chọn là: 1-c; 2-a; 3-b

Câu hỏi số 5:
Vận dụng

Trong một lần phanh khác, xe giảm tốc từ $72\text{km/h}$ đến khi dừng lại trong $8,0\text{~s}$. Hiệu suất thu hồi năng lượng bằng giá trị xác định từ bảng số liệu. Tính công suất thu hồi năng lượng trung bình, được xác định bằng năng lượng tích trữ thêm trong pin chia cho thời gian phanh.

Đáp án đúng là: 24

Xem lời giải
Câu hỏi:987587
Phương pháp giải

+ Tính độ giảm động năng khi xe phanh từ $72\text{km/h}$ đến $0$.

+ Tính năng lượng thu hồi $E_{\text{thu}}$ bằng cách lấy độ giảm động năng nhân với hiệu suất $\eta = 60\%$ (đã tính ở câu 3).

+ Tính công suất trung bình $P = \dfrac{E_{\text{thu}}}{t}$.

Giải chi tiết

Vận tốc trước khi phanh: $v_{1} = 72\text{km/h} = 20\text{m/s}$.

Vận tốc sau khi phanh: $v_{2} = 0\text{m/s}$.

Độ giảm động năng của xe:

$\Delta E_{\text{d}} = \dfrac{1}{2} \cdot 1600 \cdot (20^{2} - 0^{2}) = 320000\text{J} = 320\text{kJ}$.

Từ câu 3, hiệu suất thu hồi năng lượng là $\eta = 60\%$.

Năng lượng thu hồi tích trữ vào pin:

$E_{\text{thu}} = \eta \cdot \Delta E_{\text{d}} = 0,6.320 = 192\text{kJ} = 192000\text{~J}$.

Công suất thu hồi trung bình:

$P = \dfrac{E_{\text{thu}}}{t} = \dfrac{192000}{8\text{s}} = 24000\text{W} = 24\text{kW}$.

Đáp án cần điền là: 24

Quảng cáo

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>>  2K9 Chú ý! Lộ Trình Sun 2027 - 1 lộ trình ôn đa kỳ thi (TN THPT, ĐGNL (Hà Nội/ Hồ Chí Minh), ĐGNL Sư Phạm, ĐGTD, ĐGNL Bộ Công an, ĐGNL Bộ Quốc phòng- Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com. Cập nhật bám sát bộ SGK mới, Thầy Cô giáo giỏi, 3 bước chi tiết: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.

Hỗ trợ - Hướng dẫn

  • 024.7300.7989
  • 1800.6947 free

(Thời gian hỗ trợ từ 7h đến 22h)
Email: lienhe@tuyensinh247.com

Đăng ký nhận tư vấn

Khảo sát học từ vựng tiếng Anh

Chỉ mất 3 phút để chia sẻ trải nghiệm học từ vựng của bạn. Nhận quyền trải nghiệm ứng dụng miễn phí trước khi ra mắt.

Tham gia khảo sát →