2025届河南省焦作市博爱县第一中学高三上学期一模物理试题

高三物理试卷 第 1 页（共 8 页） 焦作市博爱一中 2024—2025 学年高三（上）一模考试 物 理 考生注意： 1.答题前，考生务必用黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、座位号在答题卡 上填写清楚； 2.每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，在试 卷上作答无效； 3.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共 10 小题，共 40 分。在每小题给出的四个选项中，第 1至 7小题只有 一项符合题目要求，每小题 4分。第 8至 10 小题有多项符合题目的要求，全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错或不答的得 0分。 1.在高速公路上，甲、乙两汽车在同一条平直的车道上行驶，甲车在前、乙车在 后。t=0 时刻，发现前方有事故，两车同时开始刹车，两车刹车后的 v-t 图像如图 所示，下列说法正确的是（ ） A.甲车的加速度大于乙车的加速度 B.若 t=10 s 时两车未发生碰撞，则此时两车相距最远 C.为避免两车发生碰撞，开始刹车时两车之间的距离至少为 25 m D.为避免两车发生碰撞，开始刹车时两车之间的距离至少为 50 m 2.如图所示，发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道 1，然后经变轨， 使其沿椭圆轨道 2 运行，最后再次变轨，将卫星送入同步圆轨道 3。轨道 1，2 相 切于 Q 点，轨道 2、3 相切于 P 点。当卫星分别在 1、2、3 轨道上运行时，下列说 法正确的是（ ） A.卫星在轨道 2 上经过 Q 点的速度小于在轨道 1 上经过 Q 点的速度 B.卫星在轨道 2 上经过 Q 点的机械能等于在轨道 2 上经过 P 点的机械能 C.卫星在轨道 2 上经过 P 点的机械能等于在轨道 3 上经过 P 点的机械能 D.卫星在轨道 2 上经过 P 点的加速度小于在轨道 3 上经过 P 点的加速度 3.如图甲是国产科幻大片《流浪地球 2》中人类在地球同步静止轨道上建造的空间 站，人类通过地面和空间站之间的“太空电梯”往返于天地之间。图乙是人乘坐 高三物理试卷 第 2 页（共 8 页） “太空电梯”时由于随地球自转而需要的向心加速度 � 与到地心距离 � 的关 系图像，已知 �1 为地球半径， �2 为地球同步卫星轨道的半径，下列说法正确 的是（ ） 甲 乙 A.地球自转的角速度 � = �2−�1 �2−�1 B.地球同步卫星的周期 � = 2� �2�2 C.上升过程中电梯舱对人的支持力保持不变 D.从空间站向舱外自由释放一物体，物体将做自由落体运动 4.“场离子显微镜”的金属钨针尖处于球形真空玻璃泡的球心 O，玻璃泡内壁有一 层均匀导电膜：在钨针和导电膜间加上高电压后，玻璃泡上半部分的电场线如图所 示。a、b、c、d、O 为同一平面上的 5 个点，abc 是一段以 O 为圆心半径为 R 的圆 弧，d 为 Ob 的中点。O、a、b、c、d 五点场强分别为 EO、Ea、Eb、Ec、Ed，电势分 别为φO、φa、φb、φc、φd，则下面说法正确的是（ ） A.a、b、c 三点场强相同 B. d a c b      C. ( ) 2( )O a O d     D. ( ) 2d b d RE    5.如图所示，一带正电的小球用绝缘细绳悬于 O 点，将小球拉开较小角度后静止释 放，其运动可视为简谐运动，下列操作能使周期变小的是（ ） A.增大摆长 B.初始拉开的角度更小一点 C.在悬点 O 处放置一个带正电的点电荷 D.在此空间加一竖直向下的匀强电场 6.如图所示，宽度为 L 的区域内存在着同方向的匀强磁场，以中线为界左右两侧的 磁感强度大小分别为 B 和 2B，有边长为 L 的正方形线框 abcd，在外力作用力下以 高三物理试卷 第 3 页（共 8 页） 中央线为中心做简谐运动，振幅 2 LA  ，周期为 0T ，其振动速度 0 0 2πcosv v t T  ，设线 框的总电阻为 R，质量为 m，以下说法正确的是（ ） A.线框中产生交流电的周期为 0 2 T B.线框中交流电动势有效值为 0 5 2 BLv C.外力的最大值为 2 2 02B L v R D.外力的最小值为零 7.下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（ ） A.图甲中铀 238 原子核的半衰期是 45 亿年，经过 45 亿年，10 个铀 238 原子核衰 变后还剩 5 个 B.图乙中氘核的比结合能小于氦核的比结合能 C.图丙中一个氢原子从 n = 4 的能级向基态跃迁时，最多可以放出 6 种不同频率的 光 D.图丁中为光电效应实验，用不同光照射某金属得到的 I − U 关系图，则 a 光频 率最高 8.如图甲所示为驼峰过山车通过轨道最低点的示意图.已知驼峰过山车通过轨道最 低点时整体运动速度方向水平向左，大小为 v0，通过的轨道是半径为 R 的圆弧；过 山车是一个半径为 r 的转盘，转盘边缘上通过两个相互垂直的直径上有四个质量相 等的小孩 A、B、C、D，某时刻 AB 直径与轨道圆弧的切线平行，转盘以的角速度 逆时针转动（俯视）如图乙所示是转盘放大示意图。已知 R r? ，转盘与水平面平 行，圆弧轨道处于竖直平面.下列说法正确的是（ ） 高三物理试卷 第 4 页（共 8 页） A.A、B 小孩相对转盘轴心的速度相同 B.四个小孩相对地面的加速度大小均为   22 220v r R        C.转盘对四个小孩的作用力大小均为    22 2mg m r D.A、B 两小孩相对地面的速度大小均为  220v r 9.如图所示，图甲中 M 为一电动机，当滑动变阻器 R的滑片从一端滑到另一端的过 程中，两电压表 V1 和 V2 的读数随电流表 A 读数的变化情况如图乙所示，已知电流 表 A 读数在 0.2 A 以下时，电动机没有转动。不考虑电表对电路的影响，下列判断 正确的是（ ） A.图线①为 V2 示数随电流表的变化图线 B.电路中电源电动势为 3.4 V C.此电路中，电动机的最大输入功率是 0.9 W D.变阻器 R 的最大阻值大于 30 Ω 10.如图甲所示，在 y 轴上有一个波源 S，位于坐标（0，1.2m）处，t=0 时刻波源 开始做简谐运动，其振动图像如图乙所示，起振方向垂直于 xOy 平面向上并向周围 均匀介质传播，形成的简谐横波的波长为 0.3m，A、B 为 x 轴上的两点。坐标分别 为（0.9m，0）、（1.6m，0）。下列说法正确的是（ ） A.该简谐横波的波速为 0.5m/s B.t=3.3s 时，A 处质点在平衡位置且向上振动 C.B 处质点开始振动时，OB 连线上共有两个质点正处于波谷 D.B 处质点开始振动时，OB 连线上共有三个质点正处于波谷 高三物理试卷 第 5 页（共 8 页） 二、非选择题：本题共 5小题，共 60 分。 11.（6 分）某同学利用如图所示的装置测量重力加速度，其中光栅板上交替排列着 等宽度的遮光带和透光带（宽度用 d 表示）。实验时将光栅板置于光电传感器上方 某高度，令其自由下落穿过光电传感器。光电传感器所连接的计算机可连续记录遮 光带、透光带通过光电传感器的时间间隔∆t。 (1)如上图所示，该同学测得遮光带（透光带）的宽度为 cm。 (2)该同学记录时间间隔的数据如表所示， 编号 1 遮光带 2 遮光带 3 遮光带 …… ∆t/×10-3s 73.04 38.67 30.00 …… 根据上述实验数据，编号为 3 的遮光带通过光电传感器的平均速度大小为 v3= m/s（结果保留两位有效数字）； (3)某相邻遮光带和透光带先后通过光电传感器的时间间隔为∆t1、∆t2，则重力加 速度 g= （用 d、∆t1、∆t2 表示） 12.（8 分）利用手机内置加速度传感器可实时显示手机加速度的数值。小明通过智 能手机探究加速度与合外力的关系，实验装置如图甲所示，已知当地重力加速度为 g。 （1）轻弹簧上端固定，下端与手机相连接，手机下端通过细绳悬挂小桶； （2）开始时，小桶装有砝码，整个实验装置处于静止状态； （3）突然剪断细绳，通过手机软件记录竖直方向加速度 a 随时间变化的图像如图 乙所示，剪断细绳瞬间手机的加速度对应图中的 （选填“A”“B”或“C”） 点； （4）剪断细绳瞬间手机受到的合力大小 F 等于 ； A.砝码的重力大小 B.小桶和砝码的重力大小 C.手机的重力大小 D.弹簧对手机的拉力大小 高三物理试卷 第 6 页（共 8 页） （5）改变小桶中砝码质量，重复步骤（3），获得多组实验数据并绘制 a F— 图像 如图丙所示，由图可得结论：在误差允许的范围内， ； （6）如图丁所示，某同学在处理数据时，以手机竖直方向的加速度 a 为纵坐标， 砝码质量 m 为横坐标，绘制 a m— 图像，获得一条斜率为 k，截距为 b 的直线，则 可推算出手机的质量为 （选用 k、b、g 表示）。 13.（12 分）热气球的飞行原理是通过改变热气球内气体的温度以改变热气球内气 体的质量，从而控制热气球的升降，可认为热气球在空中运动过程中体积及形状保 持不变。设热气球在体积、形状不变的条件下受到的空气阻力 f=kv2，其方向与热 气球相对空气的速度 v 相反，k 为已知常量。已知热气球的质量（含载重及热气球 内的热空气）为 m 时，可悬浮在无风的空中，重力加速度为 g。不考虑热气球所处 环境中空气密度的变化。 （1）若热气球初始时悬浮在无风的空中，现将热气球的质量调整为 0.9m（忽略调 整时间），设向上为正，请在图中定性画出此后热气球的速度 v 随时间 t 变化的图 像。 （2）若热气球初始时处在速度为 v0 的水平气流中，且相对气流静止。将热气球质 量调整为 1.1m（忽略调整时间），热气球下降距离 h 时趋近平衡（可视为达到平 衡状态）。 ①求热气球平衡时的速率 v1 及下降距离 h 过程中空气对热气球做的功 W。 ②热气球达到平衡速率 v1 后，若水平气流速度突然变为 0，经过时间 t 热气球再次 达到平衡状态，求该过程中空气对热气球的冲量大小 I。 14.（16 分）我国在高铁列车和电动汽车的设计和制造领域现在处于世界领先水 平，为了节约利用能源，在“刹车”时采用了电磁式动力回收装置，可将部分动能 转化为电能并储存起来。如图所示为该装置的简化模型，在光滑的水平面内，一个 高三物理试卷 第 7 页（共 8 页） “日”字形的金属线框，各边长 0.5ml  ，其中 CD、 JK、 MN边电阻均为 1 Ω 3 R  ， CM 、 DN电阻可忽略，线框以 0 9m/sv  速度冲进宽度也为 l，磁感应强 度 0.4TB  的匀强磁场，最终整个线框恰好能穿出磁场，忽略空气阻力的影响， 求： （1）线框刚进磁场时流过 MN的电流大小和方向，并指出 M、N 哪端电势高； （2）整个线框的质量 m； （3） MN边穿过磁场过程中， MN边中产生的焦耳热 Q。 15.（18 分）光伏路面原理如图甲所示，路面将收集到的太阳能转化为电能，通过 电网收集，经整流滤波等过程后，在供电线圈产生如图乙所示的交变磁场，电动汽 车底盘上的受电线圈通过电磁感应原理接收电能，为汽车电机供电。设图乙中 B0 ＝6×10－3 T，T0＝4×10－3 s，光伏路面限速 v0＝72 km/h，电动汽车质量 m0＝1 000 kg，电动汽车受电线圈面积 S＝0.6 m2，匝数 n＝100，忽略电动汽车运动带来的磁 场频率变化，太阳光能满足电动汽车在光伏路面正常工作（g 取 10 m/s2）。 甲 乙 （1）求受电线圈产生的电压； 高三物理试卷 第 8 页（共 8 页） （2）设电动汽车行驶时，所受阻力恒为车重的 1 10 ，受电线圈提供的电流为 80 A，要实现在光伏公路上无限续航，求电动汽车电机效率η1 需满足的条件（结果 保留三位有效数字）； （3）已知汽油热值 q＝4.3×107 J/kg，密度ρ＝0.72 kg/L，汽油发动机效率η2＝ 30％。若一辆质量及行驶阻力与电动汽车相同的普通汽油汽车在此光伏路面按速 度 v0 行驶，试估算其油耗（油耗单位为 L/100 km，结果保留两位小数）。 高三物理参考答案 第 1 页（共 6 页） 焦作市博爱一中 2024—2025 学年高三（上）一模考试 物理 参考答案 一、选择题：本题共 10 小题，共 40 分。在每小题给出的四个选项中，第 1至 7小题只有 一项符合题目要求，每小题 4分。第 8至 10 小题有多项符合题目的要求，全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错或不答的得 0分。 1.【答案】D 【解析】A.在 v-t 图像中，斜率绝对值表示加速度大小，由图像可知乙车的加速度 大于甲车的加速度，A 错误； B.由于甲车在前，若未发生碰撞，在 t=10 s 之前，乙车速度大于甲车速度，两车 距离逐渐靠近，在 t=10 s 之后，乙车速度小于甲车速度，两车距离逐渐增大，因 此 t=10 s 时，两车相距最近，B 错误； CD.有图像可知，在 t=10 s 时，两车速度相等，大小为 10m/sv  ，若此时两车未相 撞，则以后不可能相撞，在 0～10s 这段时间内，甲车的位移 20 10 10m 150m 2 s vt    甲 ，乙车的位移 30 10 10m 200m 2 s vt    乙 ，因此，为避 免两车发生碰撞，开始刹车时两车之间的距离至少为 50ms s s   乙 甲 ，C 错误，D 正确。选 D。 2.【答案】B 【解析】A.卫星从轨道 1 变轨到轨道 2，需要在 Q 点加速做离心运动，所以在轨道 1 上经过 Q 点时的速度小于它在轨道 2 上经过 Q 点时的速度，A 错误； B.卫星在轨道 2 上运动时只有万有引力做功，机械能守恒，经过 Q 点的机械能等于 在轨道 2 上经过 P 点的机械能，B 正确； C.卫星从轨道 2 变轨到轨道 3，需要在 P 点加速做离心运动，卫星在轨道 2 上经过 P 点的机械能小于在轨道 3 上经过 P 点的机械能，C 错误； D.根据 2 MmG ma r  ， 2 GMa r  ，卫星在轨道 2 上经过 P 点的加速度等于在轨道 3 上 经过 P 点的加速度，D 错误。选 B。 3.【答案】B 【解析】由题图可知 � = �� = �2−�1 �2−�1 � ，根据圆周运动的向心加速度与角速度的关 系可得 � = �2� ，所以 �2 = �2−�1 �2−�1 ，即地球自转的角速度大小为 � = �2−�1�2−�1 ，� 错误；由于 �2 = �′2�2 ，解得 �′ = �2 �2 ，故其周期为 � = 2��′ = 2� �2 �2 ， � 正 确；上升过程中，电梯舱和人的角速度相同，随着 � 增大，向心加速度增大，根 据牛顿第二定律 � − � = �� 可知，支持力变小，� 错误；太空中的物体处于完全 失重状态，从空间站向舱外释放一物体，物体将仍然绕地球做圆周运动，不会做自 由落体运动，�错误。 4.【答案】C 高三物理参考答案 第 2 页（共 6 页） 【解析】A.电场线的疏密表示场强的大小，则玻璃泡上半部分的电场可视为位于 O 点处点电荷形成的电场，所以 a、b、c 三点场强大小相等，方向不同，A 错误； B.根据点电荷形成的电场的电势分布可知沿着电场线方向电势逐渐降低，可知 d a c b      ，故 B 错误； CD.越靠近 O 场强越强，则 Od 部分的场强均大于 db 部分的场强，根据电场强度与 电势差的关系可知 ( ) 2( )O a O d     ， ( ) 2d b d RE    ，故 C 正确，D 错误。选 C。 5.【答案】D 【解析】单摆周期公式为 2 lT g  A.增大摆长，周期变大，A 错误； B.初始拉开的角度更小一点，不影响周期，B 错误； C.在悬点 O 处放置一个带正电的点电荷，则库仑力始终沿绳的方向，不影响回复 力，则单摆周期不变，C 错误； D.在此空间加一竖直向下的匀强电场，小球所受电场力与重力同向，即等效重力加 速度增大，周期变小，D 正确。选 D。 6.【答案】B 【解析】A.线框中产生交流电的周期等于线圈做简谐振动的周期，为 0T ，选项 A 错 误； B.ab 边在左侧磁场中产生的感应电动势最大值 1 0mE BLv ，有效值 0 1 2 BLvE  ，cd 边 在右侧磁场中产生的感应电动势最大值 2 02mE BLv ，有效值 2 02E BLv ，根据有效 值的概念 2 2 2 0 01 2 02 2 T TE E E T R R R   ，解得线框中交流电动势有效值为 0 5 2 E BLv ，选项 B 正确； C.当 cd 边在右侧磁场中速度最大时，感应电流最大，此时安培力最大，此时外力 等于安培力，则外力最大，则外力的最大值为 2 2 0 0 max 2max 2 42 2 BLv B L vF BI L BL R R    ，选项 C 错误； D.当 ab 边在左侧磁场中速度为零时，安培力最小，但此时线框的加速度不等于 零，则根据 F=ma 可知，外力的最小值不为零，选项 D 错误。选 B。 7.【答案】B 【解析】A.图甲中铀 238 的半衰期是 45 亿年，半衰期只适用大量原子核的衰变， 所以经过 45 亿年，10 个铀 238 不一定有 5 个发生衰变，故 A 错误； B.图乙中氦核比氘核更稳定，氘核的比结合能小于氦核的比结合能，故 B 正确； C.图丙中一个氢原子从 n = 4 的能级向基态跃迁时，跃迁路径可能为 4→1、 4→2→1、4→3→1、4→3→2→1，所以最多可以放出 3 种不同频率的光，故 C 错 误； D.图丁中为光电效应实验，用不同光照射某金属得到的 I − U 关系图，根据 高三物理参考答案 第 3 页（共 6 页） k 0E h W ν ， kceU E 由图像可知，c 光对应的遏止电压最大，则 c 光对应的光电子最大初动能最大，c 光频率最高，故 D 错误。 故选 B。 8.【答案】BD 【解析】A.A、B 两小孩相对转盘轴心的速度大小均为ωr，但方向不同，A 错误； B.圆盘整体相对地面的加速度大小为 2 0v R ，方向竖直向上，四个小孩相对转盘轴心 的加速度为ω2r，方向水平，相对地面四个小孩的加速度大小为   22 220va r R         ，故 B 正确； C.转盘对小孩的竖直方向作用力大小为 0 2 y vF m mg R   ，转盘对小孩的作用力大小为   22 220vF mg m m r R          ，故 C 错误； D.A、B 两小孩相对地面的速度为小孩相对转盘轴心的速度和轴心相对地面水平向 左的速度的矢量合，大小均为  220v r ，D 正确。选 BD。 9.【答案】ACD 【解析】A.随着滑动变阻器滑片向左移，使总电阻减小，干路电流增大，在 0.2 A 以下时，电动机相当于纯电阻电路，两端电压随电流增大而增大，故图线②为 V1 示数随电流表的变化图线，而 V2 测的是路端电压，由U E Ir  可知，示数随电流 增大而减小，故图线①为 V2 示数随电流表的变化图线，A 正确； B.由图线①可知，当路端电压为 3.4 V 时，干路电流为 0.1 A，当路端电压为 3.0 V 时，干路电流为 0.3 A，代入 A 解析中的表达式，可解得 3.6 VE  ， 2 Ωr  ，B 错误； C.由图线②可知，当电动机两端电压最大 3.0 V 时，流过电动机电流 0.3 A，电动 机的输入功率最大，最大值为 1 1 1 0.9 WP U I  ，C 正确； D.当滑动变阻器滑片处于最右端时阻值最大，此时干路电流为 0.1 A，路端电压 3.4 V，电动机两端电压 0.4 V，可知 R 与 R0 并联部分的总电阻为 3.4 0.4 Ω 30 Ω 0.1 R  并 ，考虑到 R0 的阻值，可知变阻器 R 的最大阻值大于 30 Ω ，D 正确。选 ACD。 10.【答案】AC 【解析】A.由图乙可知该简谐横波的周期为 0.6s，则波速为 0.3 m / s 0.5m / s 0.6 v T     ，A 正确； 高三物理参考答案 第 4 页（共 6 页） B.波源的起振方向向上，波传到 A 点经历的时间 2 21.2 0.9 s 3s 0.5A SAt v     t=3.3s 时，A 处质点振动了 0.3s，即半个周期，A 处质点回到平衡位置且向下振动，B 错 误； CD.在 SB 连线上取一点 O'，使 SO'=SO，O、B 之间各质点的振动情况可以等效为在 O'、B 之间质点的振动情况，由几何关系知 2 30.8m 2 2 3 4 O B SB SO        ，则 B 处质点开始振动时，OB 连线上只有两个质点正处于波谷，C 正确，D 错误。选 AC。 二、非选择题：本题共 5小题，共 60 分。 11.（6 分）【答案】(1) 4.40 0.05 ；(2)1.5；(3)     1 2 1 2 1 2 2 Δ Δ Δ Δ Δ Δ d t t t t t t   【解析】（1）根据图示可知读数为 4.40cm。 （2）根据平均速度的计算公式可知 2 3 4.4 10 m/s 1.5m/s Δ 30 10 dv t        （3）根据匀变速直线运动平均速度等于中间时刻的速度，有 2 12 1 Δ Δ 2 t tv v g        ， 1 1Δ dv t  ， 2 2Δ dv t  ，联立可得     1 2 1 2 1 2 2 Δ Δ Δ Δ Δ Δ d t t g t t t t    12.（8 分）【答案】A； B；质量一定时，手机加速度与合外力成正比； g k 【解析】（3）[1]前面的数据波动是保持平衡时的轻微扰动，后续的数据波动是因 为手机在做（近似）简谐运动，第一个峰值即为我们要的绳子被剪断时的瞬时加速 度，选“A”点； （4）[2]剪断细绳瞬间，弹簧的弹力大小不变，手机受到的合力大小 F 小桶和砝码 的重力大小。选 B。 （5）[3]由丙图知，图像为过原点的一条直线，根据图像可以得到的结论，当手机 的质量一定时，手机的加速度与手机所受合外力成正比。 （6）[4]绳子剪断前，设弹力为 F，小桶质量为 0m ，手机质量为 M ，对手机有平 衡知  0 0F m m g Mg    ，绳子剪断后，对手机由牛顿第二定律有 F Mg Ma  ， 综上可得 0 0 mg m g m gga m M M M      ，解得 gM k  13.（12 分）【答案】（1） ；（2）① 21 0 10 mgv v k   ， 1.1 20 mW mg h k        ；② 2 2 201.1m g tv 高三物理参考答案 第 5 页（共 6 页） 【解析】（1）对热气球由牛顿第二定律 F mg f ma  浮 ，故可知当热气球的质量 调整为 0.9m，热气球向上加速，随着速度增大，受到的空气阻力增大，加速度在 减小，即 v t 图像的斜率在变小，最后以某一速度匀速运动，图像如下： （2）①热气球在无风空中悬浮时，有 =F mg浮 ，设热气球在水平气流中平衡时水平 方向速度为 vx、竖直方向速度为 vy；水平方向有 vx = v0，竖直方向，依据平衡有 2+ =1.1yF kv mg浮 ，解得 10 v y mg k ，热气球平衡时的速率 2 2 21 0 0 10 v v v v   y mg k ，对 热气球下降过程，依据动能定理有 2 2 1 0 1 11.1 1.1 1.1 2 2 v v    mgh W m m ，解得空气对热 气球做功 1.1 20 mW mg h k        ，②热气球再次平衡后，水平方向 v′x =0，竖直方向 = 10y y mgv v k  ，设空气对气球在水平方向的冲量为 Ix，竖直方向的冲量大小为 Iy， 由动量定理，水平方向 Ix = 0-1.1mv0，竖直方向 Iy-1.1mgt=0，联立解得空气对气 球冲量大小 2 2 2 2 201.1 v   x yI I I m g t 14.（16 分）【答案】（1） 3.6AI ，电流的方向 N 到 M，M 端电势高；（2） 1 kg 75 m  ；（3） 0.2JQ  【解析】（1）导体 MN进入磁场切割感应电动势为 0 1.8VE Blv  ，回路的总电阻 为 1 Ω 2 RRR R R R    总 ，流过导体 MN的电流大小为 3.6A EI R   总 ，根据楞次定律或 右手定则，电流的方向 N 到 M；M 端电势高； （2）在整个线框穿过磁场的过程中，总有一个边在切割磁感线，回路的总电阻相 当于不变，根据动量定理 1 1 2 2 0( Δ Δ Δ ) 0n nBi l t Bi l t Bi l t mv       ， 1 1 Blvi R  总 ， 1 1 1Δ Δv t x ， 2 2 Blvi R  总 ， 2 2 2Δ Δv t x … n n Blvi R  总 ， Δ Δn n nv t x ， 1 2Δ Δ Δ 3nx x x l     ，整 理后得 2 2 0 3B l l mv R  总 ，解得 1 kg 75 m  （约为 0.013kg） （3）对 MN边通过磁场的过程使用动量定理， 1t 为 MN穿过磁场的时间 1 0BIlt mv mv   ， 2 2 0 B l l mv mv R    总 ，解得 0 2 6m/s 3 v v  ，根据能量守恒定律 2 2 0 1 1 2 2 Q mv mv 总 MN导体棒生的热 2 0.2J 3 Q Q 总 15.（18 分）【答案】（1）360 V （2）η1≥69.4％ （3）10.75 L/100 km（10.75 L/100 km～10.77 L/100 km 均可） 高三物理参考答案 第 6 页（共 6 页） 【解析】（1）由题图乙知Δ� Δ� ＝6 T/s 由法拉第电磁感应定律得 E＝nΔ� Δ� ＝nSΔ� Δ� ＝360 V （2）由题意知 v0＝72 km/h＝20 m/s， f＝0.1m0g 电动汽车电机总功率为 P＝EI＝2.88×104 W 电动汽车以最大速度 v0 匀速行驶时的最大机械功率为 P0＝ fv0＝2.0×104 W 则电动汽车电机效率为 η1＝ �0 � ×100％≈69.4％ 故要实现无限续航，电动汽车电机效率应满足η1≥69.4％ （3）由题意知汽油汽车的机械功率也为 P0，设其以速度 v0 行驶 100 km，行驶时 间为 t＝ � �0 ＝5×103 s 则汽油发动机产生的机械能为 E0＝P0t＝1.0×108 J 由η2＝ �0 � 得汽油机消耗的总能量为 E≈3.33×108 J 设消耗汽油的质量为 m，体积为 V，由汽油热值定义有 E＝qm， 解得 m≈7.74 kg 故 V＝� � ＝10.75 L 则该汽油汽车的油耗为 10.75 L/100 km