热点03 新材料与新能源-2025年高考物理【热点·重点·难点】专练（天津专用）

热点03 新材料与新能源 新材料是指在化学、物理或生物等领域中获得新的性质和功能的材料，它们可以被广泛地应用于各个领域，如航天、电子、医疗等。而新能源则指可替代传统能源（如化石燃料）的、可持续发展的能源，如太阳能、风能、水力能等。新材料是在材料领域进行创新，而新能源则是在能源领域进行创新。新能源，比如有太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。新材料是一种材料而已，有高分子材料，半导体材料、磁性材料、光敏材料、热敏材料、隐身材料和制造原子弹、氢弹的核材料。它们也会互相促进各自的发展。尽管新材料和新能源都是新兴产业，但是它们的应用领域和市场需求并不相同。新材料的应用领域涵盖了诸多领域，涉及汽车、新能源、电子信息、环保等众多领域；而新能源主要应用于电力、交通、农业等领域，是解决全球能源危机的一个重要途径。 （建议用时：60分钟） 汽车两种启动方式 1．（2024·全国·模拟预测）2024年上半年某款新能源电动汽车深受消费者的喜爱，百公里电耗，成了上班族的首选。某型号电动汽车的额定输出功率为，车的质量为，在平直高速公路上行驶时阻力为车重的，高速公路限速为，重力加速度取。 (1)若电动汽车以额定功率启动到最大速度，判断该车是否超速。 (2)若电动汽车以加速度启动，试求汽车匀加速启动的时间。 (3)若电动汽车以加速度启动，达到额定功率后再以额定功率运动到最高限速所用的时间，则该变加速过程所发生的位移是多少？ 2．（2024·广东深圳·二模）急动度j是描述加速度a随时间t变化快慢的物理量，即，它可以用来反映乘客乘坐交通工具时的舒适程度，交通工具的急动度越小时乘客感觉越舒适。如图所示为某新能源汽车从静止开始启动的一小段时间内的急动度j随时间t变化的规律。则有（　　） A．0~5.0s时间内，乘客感觉越来越舒适 B．5.0~10.0s时间内，乘客感觉最舒适 C．5.0~10.0s时间内，汽车的加速度不变 D．10.0~12.0s时间内，汽车加速度的变化量大小为0.8m/s2 3．（2024·天津·二模）为了节能减排、绿色环保，新能源汽车成为未来汽车发展的方向。某款电动汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶，从某时刻开始突然以恒定的制动力刹车。在刹车至停车的整个过程中（　　） A．制动力越大，动量变化量越大 B．制动力越大，汽车的动量变化率越大 C．制动力越大，汽车的速度变化得越快 D．制动力越大，汽车的机械能损失的越多 4．（2024·天津·联考）2023年10月27日，吉利汽车生产的国产新能源汽车极氪001FR正式上市，成为世界上零百公里加速最快的纯电量产电动汽车。已知该车由静止加速到100km/h的时间为2.02秒，由100km/h刹停的最短距离为33.4米，求： (1)汽车在零百加速过程中的平均加速度； (2)汽车在零百刹车过程中的平均加速度（计算结果均保留2位小数）。 5．（2024·天津静海·调研）2024年3月5日，李强总理在全国人大会议的政府工作报告中提出：鼓励和推动消费品以旧换新，提振智能网联新能源汽车、电子产品等大宗消费。智能网联汽车也将是未来的趋势。假设某智能网联汽车在平直路面上启动后的牵引力F随时间t变化的图像如图所示，已知该汽车以额定功率启动，在平直路面上运动的最大速度为，质量为m，所受阻力恒为f，由此可知该汽车（　　） A．汽车的额定功率为 B．启动后汽车的速度为时的加速度为 C．在时间内，汽车的位移等于 D．在时间内，汽车的牵引力做功等于 6．（2024·黑龙江·二模）我国新能源汽车发展迅猛，已成为全球最大的新能源汽车产销国。质量为m的某新能源汽车在水平路面上以恒定加速度a启动，其图像如图所示，其中OA段和BC段为直线。已知汽车动力系统的额定功率为P，汽车所受阻力大小恒为f，则下列说法正确的是（　　） A．汽车做匀加速运动的最大速度 B．汽车能达到的最大行驶速度 C．汽车速度为时的功率为 D．汽车速度为时的加速度大小为 五类匀变速直线运动（两种图象、五大参量） 7．（2025·江苏无锡·联考）目前我国大力提倡发展新能源车，不仅在购车方面有国家和地方双补贴、免缴购置税等好政策，而且在出行上部分城市也实施了新能源汽车免受限号的政策，受到大家的青睐。为检测某新能源车的刹车性能，一次在平直公路上实验时，某一辆新能源汽车以20 m/s的速度匀速行驶，某一时刻踩下制动器后开始做匀减速直线运动，在2 s内前进32 m，求： (1)开始制动后汽车做匀减速直线运动的加速度大小； (2)开始制动后3 s末的速度大小； (3)开始制动后8 s内汽车行驶的距离。 8．（2024·宁夏银川·模拟预测）新能源汽车是指使用非传统能源（如电力、太阳能、氢气等）或者采用新型动力系统（如混合动力、燃料电池等）的汽车，它们有利于减少汽车尾气排放，降低对石油资源的依赖，提高能源利用效率。甲乙两新能源车并排在同一平直公路上的两条平行车道上同向行驶进行测试，甲车由静止开始做匀加速运动，乙车做匀速运动，其各自的位移x随时间t变化关系如图所示，两条图线刚好在2t0时刻相切，则（　　） A．在2t0时刻，乙车的速度大小为 B．在t0时刻，甲车的速度大小为 C．在内，两车有两次机会并排行驶 D．在内，乙车平均速度是甲车平均速度的两倍 9．（2024·辽宁沈阳·一模）比亚迪作为国内新能源汽车领域最有影响力的品牌，在市场上备受瞩目，为了用户的安全，比亚迪进行多次安全测试。在某次安全测试中，某款比亚迪汽车在平直公路上行驶，突然发现前方有障碍物，智能系统识别后紧急恒力制动。从制动开始计时，该汽车的位移和时间的比值与t之间的关系图像如图所示，则下列说法正确的是（    ） A．该汽车的初速度为20m/s B．该汽车的初速度为6m/s C．该汽车的加速度大小为 D．该汽车从制动到停止用时5s 10．（2024·全国·模拟预测）新能源汽车采用非常规车用燃料作为动力来源，在出厂前往往要进行多项性能测试。在一次测试中新能源汽车沿轴运动，经过坐标原点时开始计时。设时刻的位置坐标为，则图像如图所示，则（    ） A．新能源汽车的初速度为 B．新能源汽车的加速度大小为 C．新能源汽车在时的速度大小为 D．时间内，新能源汽车运动的位移为270m 11．（2024·陕西铜川·模拟预测）为了测试某品牌新能源汽车的性能，现有甲、乙两辆汽车沿平直的公路运动，时刻甲车在乙车前方处，该时刻两车开始刹车，此后过程中两辆汽车的速度随时间的变化规律如图所示。则下列说法正确的是（　　）    A．甲、乙的加速度大小之比为 B．时两车之间的距离最小 C．两车可能发生碰撞 D．时两车相距 12．（2024·四川德阳·联考）为检测某新能源动力车的刹车性能，现在平直公路上做刹车实验，某动力车在刹车过程中位移和时间的比值与t之间的关系图像如图所示。下列说法正确的是（    ） A．动力车的初速度为20m/s B．刹车过程中加速度大小为 C．刹车过程持续的时间为6s D．从开始刹车时计时，经过8s，该车的位移大小为80m 牛顿三大定律 13．（2024·云南·模拟预测）我国的新能源汽车发展迅速，多项指标处于世界领先地位，“急动度”就是其中之一．急动度是描述加速度变化快慢的物理量，即．如图为某新能源汽车由静止开始启动过程中的急动度j随时间t的变化规律．下列关于汽车运动的说法正确的是（    ） A．内，汽车做加速度减小的加速运动 B．内，汽车加速度变化量大于 C．内，汽车在时的速度最大 D．内，汽车所受的合外力为定值 14．（2024·广东肇庆·一模）新能源汽车以其环保、智能等优势受到广大消费者的青睐。某款新能源汽车在时刻沿平直公路由静止开始以恒定加速度启动，发动机在时刻达到额定功率，然后保持功率不变继续加速，时刻达到最大速度后匀速行驶。假设汽车所受的阻力大小恒定，则此过程中汽车的加速度a、动量p、牵引力F、功率P随时间t的变化规律正确的是（　　） A． B． C． D． 可知功率随时间均匀增加，动量p随时间均匀增加；~时间内，功率保持不变，根据 可知，随速度的增加，加速度a减小，牵引力F减小，动量p增大；时刻后匀速行驶，加速度a等于零，速度不变，牵引力F等于阻力不变，功率p不变，动量p不变。 15．（2024·云南大理·模拟预测）近几年我国新能源汽车迅速发展，大力发展绿色环保动力。一质量为1kg的新能源实验小车在水平直轨道上以额定功率启动，达到最大速度后关闭电源，其动能与位移的关系如图所示。假设整个过程受到恒定的阻力，则下列说法正确的是（g取）（　　）      A．小车受到的阻力为4N B．小车的额定功率为8W C．小车加速时间为2s D．小车减速时间为2s 16．（2024·陕西汉中·模拟预测）随着新能源轿车的普及，人们对车辆乘坐的舒适性要求越来越高。加速度对时间的变化率物理学中称之为“加加速度”，通常用符号“j”表示，如果j值过大，会形成冲击力，影响乘客乘坐的舒适性。对汽车来说，人体可以承受的j值通常在之间。如图为某国产新能源轿车，测得其启动后a与时间t的变化关系为，则（　　） A．国际单位制中“加加速度”的单位应是m/s-2 B．j为0的运动一定是匀速直线运动 C．该汽车启动后做匀变速直线运动 D．该汽车启动后j的值大小为0.5 17．（2024·浙江绍兴·模拟预测）新能源汽车“海豚”上市前，邀请客户在水平长直道路上试驾。某位客户与汽车的总质量为m=1500kg。如图所示，试驾道路上有多个长度均为50m的减速区和加速区间隔分布。减速区的阻力恒为加速区的2倍，加速区阻力恒定，客户开启智能驾驶功能，保持汽车牵引力恒定，使汽车做直线运动。汽车在行驶过程中可看成质点，每次刚进入减速区时速度均为12.5m/s，汽车在每个减速区和加速区的行驶时间均为5s，求∶ （1）汽车在加速区的平均速度大小； （2）汽车在减速区和加速区的加速度大小之比； （3）汽车的牵引力大小。 18．（2024·浙江·二模）下列加下划线的单位，属于国际单位制中的基本单位的是（　　） A．某型号新能源电动车充电80%仅需45min B．2020年5月21日，小明用共享单车骑行了5.28km C．小张2019年1月加入蚂蚁森林的环保大军，全年为地球减少了23.3kg二氧化碳排放 D．全新的iPhone超视网膜显示屏大小是6.1in（英寸） 牛机械能及其守恒 19．（2024·福建南平·三模）新能源汽车在某些情况下可利用“动能回收”装置将机械能转化为电能。某次质量为的电动车以的初动能沿平直斜坡向下运动。若关闭发动机，让车自由滑行时，其动能—位移关系如图直线①所示：若关闭发动机同时开启“动能回收”装置，其动能—位移关系如图线②所示。假设机械能回收效率为90%，则（　　） A．图线①中，电动车受到的合外力大小为500N B．图线②中，电动车行驶到150m处的速度大小为16m/s C．图线②中，电动车行驶到150m处电能的回收转化功率为4000W D．图线②中，电动车行驶200m过程中回收转化了的电能 20．（2024·山东枣庄·三模）加快发展新质生产力是新时代可持续发展的必然要求，我国新能源汽车的迅猛发展就是最好的例证。某新能源汽车生产厂家在平直公路上测试汽车性能，t＝0时刻驾驶汽车由静止启动，时汽车达到额定功率，时汽车速度达到最大，如图是车载电脑生成的汽车牵引力F随速率倒数变化的关系图像。已知汽车和司机的总质量m＝2000kg，所受阻力与总重力的比值恒为，重力加速度，下列说法正确的是（　　）    A．汽车启动后做匀加速直线运动，直到速度达到最大 B．汽车在BC段做匀加速直线运动，在AB段做匀速运动 C．汽车达到的最大速度大小为15m/s D．从启动到速度达到最大过程中汽车通过的距离为150m 21．（2024·湖南常德·一模）新能源汽车指采用非常规车用燃料作为动力来源的新型汽车。比如纯电动汽车以电池模组和电动机为主要动力装置，有节能减排、低噪音、高效率等优点，是未来汽车产业的重要发展方向。现已知质量为M的新能源汽车由静止出发做匀加速直线运动，经过时间t后，该汽车的运行里程为L，此时发动机恰好到达额定功率P，汽车所受的阻力恒定，达到额定功率后，汽车保持额定功率做变加速运动，最后以匀速运动，对此下列说法正确的是（　　） A．汽车所受阻力为 B．汽车做匀加速运动时的加速度 C．到达速度时，发动机做功为 D．存在关系式 22．（2024·湖南郴州·一模）我国新能源汽车发展迅猛，从技术到生产都已经走在世界最前列。某辆新能源汽车在某测试场的水平路面上，保持恒定功率不变，由静止启动做直线运动，汽车运动过程受到的阻力（其中），当汽车速度达到50m/s时关闭发动机（即撤去牵引力），直至汽车停止。已知汽车的质量，则下列说法正确的是（    ） A．若不关闭发动机，汽车的速度还会继续增大 B．当汽车的速度25m/s时，汽车的加速度大小可能为 C．汽车关闭发动机后还能继续滑行 D．汽车关闭发动机后克服阻力做的功为 23．（2024·北京西城·二模）传统车辆刹车时使用机械制动方式，利用刹车装置使车辆受到制动力（即阻力）而减速，将减小的动能全部转化成内能。有些新能源电动车刹车时会使用一种“再生制动”方式，该方式在制动时能将汽车减少的动能转化为电能加以储存利用，这些减少的动能也被称为可回收的动能。 一辆质量为m的电动汽车在平直路面上行驶，某一时刻同时开启机械制动和再生制动，汽车的速度从减为的过程，位移大小为；此后，只开启机械制动，直至汽车停止，汽车又向前行驶的位移大小为。假设机械制动使汽车受到的制动力恒定，空气阻力不计。 （1）求只开启机械制动的过程，汽车受到的制动力大小； （2）求同时开启机械制动和再生制动的过程，汽车可回收的动能。 （3）从物体的运动情况确定其受力特征是力学研究的一个重要思路。为检测再生制动的性能，在汽车速度为时，研究人员只开启再生制动方式，测绘了汽车速度随位移变化的关系图线如图所示，图线是一条直线，其斜率的绝对值为k。根据加速度的定义，结合图像，推导汽车加速度a随v变化的规律及受到的制动力F随变化的规律。 24．（2024·宁夏吴忠·二模）2024年3月5日，李强总理在全国人大会议的政府工作报告中提出：鼓励和推动消费品以旧换新，提振智能网联新能源汽车、电子产品等大宗消费。智能网联汽车也将是未来的趋势。假设某智能网联汽车在平直路面上启动后的牵引力F随时间t变化的图像如图所示，已知该汽车以额定功率启动，在平直路面上运动的最大速度为，所受阻力恒定，由此可知该汽车（　　） A．在时间内做加速度增大的加速运动 B．启动后速度为时的加速度为 C．额定功率为 D．在时间内位移可能小于 交变电流（有效值、远程输电、变压器原理） 25．（2024·安徽合肥·三模）无线充电技术在新能源汽车领域应用前景广阔。如图甲所示，与蓄电池相连的受电线圈置于地面供电线圈正上方，供电线圈输入如图乙所示的正弦式交变电流，下列说法错误的是（　　） A．t=0.01s时受电线圈中感应电流最大 B．t=0.01s时两线圈之间的相互作用力为零 C．供电线圈中电流的有效值为20A D．受电线圈中的电流方向每秒钟改变100次 26．（2024·辽宁·模拟预测）核聚变能是一种具有经济性能优越、安全可靠、无环境污染等优势的新能源。“国际热核聚变实验堆（ITER）计划”俗称“人造太阳”，即为人工可控热核反应堆。该装置中发生的核聚变反应是和聚变生成释放能量。可以自海水中提取，1L水中的原子的个数为个，可由锂矿中制得。已知的质量为2.0141u，的质量为3.0160u，的质量为4.0026u，的质量为1.0083u，。 (1)写出该聚变的核反应方程； (2)计算一次这样的热核反应过程释放出的能量； (3)大城市一年用电约，若该城市用电全部使用“人造太阳”供电，不考虑传输过程产生的能量损失，则该城市一年用电需从多少升海水中提取；（计算结果保留一位有效数字） (4)若将“人造太阳”产生的电能输送到小城市，送电功率为，采用超高压输电，输电电压为，而这种人造太阳发电机输出的电压为，要使输电线上损耗的功率小于输送电功率的5%，求输电线的总电阻。 27．（2024·湖北·三模）2024年两会政府工作报告提出打造新质生产力，新能源汽车产业尤为引人瞩目。2023年我国新能源汽车产销量占全球比重超过60%，产销量连续9年位居世界第一，作为国民经济的重要支柱产业，新能源汽车产业已成为中国制造业的一张新名片。目前，无线充电技术已经在新能源汽车等领域得到应用。如图所示，地下铺设有供电的送电线圈，车上的受电线圈与蓄电池相连，送电线圈和受电线圈匝数比为。当送电线圈接上图中的正弦交流电后，受电线圈中的电流为20A。不考虑线圈的自感，忽略电能传输的损耗，下列说法正确的是（　　） A．受电线圈电流方向每0.02秒改变1次 B．送电线圈的输入功率为1100W C．受电线圈的输出电压为 D．0.01s时受电线圈瞬时电压为0V 28．（2024·四川雅安·三模）新能源汽车无线充电技术的优点包括安全可靠、充电场地的空间利用率高、智能化程度高、维护和管理方便等。图甲为某国产品牌汽车无线充电装置，供电线圈固定在地面，受电线圈固定在汽车底盘上，当两个线圈靠近时可实现无线充电，其工作原理如图乙所示。某课外学习小组查阅资料得知，当输入端接上380V正弦交流电后，电池系统端的电压为600V，电池系统的电流为20A。若不计线圈及导线电阻，下列说法正确的是（　　） A．为保护受电线圈不受损坏，可以在车底板加装金属护板 B．若输入端接上380V直流电，也能正常充电 C．供电线圈和受电线圈匝数比可能为1∶2 D．端的输入功率大于12kW 29．（2024·浙江温州·三模）新能源汽车无线充电技术的优点包括安全可靠、充电场地的空间利用率高、智能化程度高、维护和管理方便等。图甲为某国产品牌汽车无线充电装置，供电线圈固定在地面，受电线圈固定在汽车底盘上，当两个线圈靠近时可实现无线充电，其工作原理如图乙所示。某课外学习小组查阅资料得知，当输入端ab接上380V正弦交流电后，电池系统cd端的电压为600V，电池系统的电流为20A。若不计线圈及导线电阻，下列说法正确的是（　　） A．为保护受电线圈不受损坏，可以在车底板加装金属护板 B．若输入端ab接上380V直流电，也能正常充电 C．供电线圈和受电线圈匝数比可能为19：30 D．ab端的输入功率大于12kW 30．（2024·江苏·三模）海浪发电是一种应用前景广阔的新能源技术，海浪通过传动装置带动线圈在磁场中做切割磁感线运动从而发电，实现海浪动能向电能的转化。某科技小组设计了一发电模型，其原理图如图甲所示，N匝正方形闭合线圈处在垂直干线圈平面的组合磁场中，组合磁场是由两方向相反的匀强磁场组成的，磁感应强度大小均为B，线圈和磁场的宽度均为L，设线圈的总电阻为R，总质量为m，线圈在海浪的带动下上下运动切割磁感线且线圈在运动过程中不会超出磁场范围，其运动的速度时间图像如图乙所示。线圈处于平衡位置时，线圈的中线恰好与组合磁场中的中线重叠。求： （1）运动过程中，该线圈所受安培力的最大值； （2）在理想条件下，该线圈的发电功率。 1．（2024·湖北·调研）中国新能源汽车产销连续多年全球第一，基于电容器的制动能量回收系统已经在一些新能源汽车上得到应用。其简易模型如下图。某材料制成的薄板质量为m，围成一个中空圆柱，其半径为r，薄板宽度为L，可通过质量不计的辐条绕过圆心O且垂直于圆面的水平轴转动。薄板能够激发平行于圆面且沿半径方向向外的辐射磁场，磁场只分布于薄板宽度的范围内，薄板外表面处的磁感应强度为B。一匝数为n的线圈abcd固定放置（为显示线圈绕向，图中画出了两匝），ab边紧贴薄板外表面但不接触，线圈的两个线头c点和d点通过导线连接有电容为C的电容器、电阻为R的电阻、单刀双掷开关，如图所示。现模拟一次刹车过程，开始时，单刀双掷开关处于断开状态，薄板旋转方向如图，旋转中薄板始终受到一与薄板表面相切、与运动方向相反的大小为f的刹车阻力作用，当薄板旋转的角速度为时，将开关闭合到位置1，电容器开始充电，经时间t电容器停止充电，开关自动闭合到位置2直至薄板停止运动。除刹车阻力外，忽略其他阻力，磁场到cd连线位置时足够弱，可忽略。电容器的击穿电压足够大，开始时不带电，线圈能承受足够大的电流，不考虑可能引起的一切电磁辐射。求： （1）电容器充电过程中，判断极板M带电的电性； （2）开关刚闭合到位置1时，线圈切割磁感线的切割速度ν的大小及此时产生的感应电动势； （3）求充电结束时，薄板的角速度大小； （4）求薄板运动的整个过程中该系统的能量回收率。 2．（2024·广东·模拟预测）动能回收系统是新能源汽车时代一项重要的技术，其主要原理是利用电磁制动回收动能以替代传统的刹车制动模式，其能源节省率高达。其原理为，当放开油门进行轻制动时，汽车由于惯性会继续前行，此时回收系统会让机械组拖拽发电机线圈，切割磁场并产生电流对电池进行供电。设汽车的质量为M，若把动能回收系统的发电机看成理想模型：线圈匝数为N，面积为S，总电阻为r，且近似置于一磁感应强度为B的匀强磁场中。若把整个电池组等效成一外部电阻R，则： （1）若汽车系统显示发电机组此时的转速为n（r/s），则此时能向外提供多少有效充电电压？ （2）某厂家研发部为了把能量利用达到最大化，想通过设计“磁回收”悬挂装置对汽车行驶过程中的微小震动能量回收，实现行驶更平稳，更节能的目的。其装置设计视图如图甲、乙所示，其中，避震筒的直径为D，震筒内有辐向磁场且匝数为的线圈所处位置磁感应强度均为，线圈内阻及充电电路总电阻为，外力驱动线圈，使得线圈沿着轴线方向往复运动，其纵向震动速度图像如图丙所示，忽略其他摩擦。试分析此避震装置提供的电磁阻尼随时间的表达式。 （3）在实际制动过程中，由于受充电电压限制，当车速大于一定值时，回收系统介入进行动能回收，此过程产生的阻力与车速成正比，当车速小于时，断开动能回收系统，传统机械制动介入，其阻力为车重的倍。当某次制动时车速为的m倍（m大于1），若动能的回收率为a，则制动过程中有多少动能被回收，总制动位移为多少？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 热点03 新材料与新能源 新材料是指在化学、物理或生物等领域中获得新的性质和功能的材料，它们可以被广泛地应用于各个领域，如航天、电子、医疗等。而新能源则指可替代传统能源（如化石燃料）的、可持续发展的能源，如太阳能、风能、水力能等。新材料是在材料领域进行创新，而新能源则是在能源领域进行创新。新能源，比如有太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。新材料是一种材料而已，有高分子材料，半导体材料、磁性材料、光敏材料、热敏材料、隐身材料和制造原子弹、氢弹的核材料。它们也会互相促进各自的发展。尽管新材料和新能源都是新兴产业，但是它们的应用领域和市场需求并不相同。新材料的应用领域涵盖了诸多领域，涉及汽车、新能源、电子信息、环保等众多领域；而新能源主要应用于电力、交通、农业等领域，是解决全球能源危机的一个重要途径。 （建议用时：60分钟） 汽车两种启动方式 1．（2024·全国·模拟预测）2024年上半年某款新能源电动汽车深受消费者的喜爱，百公里电耗，成了上班族的首选。某型号电动汽车的额定输出功率为，车的质量为，在平直高速公路上行驶时阻力为车重的，高速公路限速为，重力加速度取。 (1)若电动汽车以额定功率启动到最大速度，判断该车是否超速。 (2)若电动汽车以加速度启动，试求汽车匀加速启动的时间。 (3)若电动汽车以加速度启动，达到额定功率后再以额定功率运动到最高限速所用的时间，则该变加速过程所发生的位移是多少？ 【答案】(1)见解析(2)(3) 【详解】（1）若电动汽车以额定功率启动，则有 汽车达到最大速度时有 解得最大速度所以该车超速； （2）若电动汽车以加速度启动，则有 又有 解得 （3）由（2）得汽车匀加速达到额定功率时的速度 最高限速由功能关系得 解得 2．（2024·广东深圳·二模）急动度j是描述加速度a随时间t变化快慢的物理量，即，它可以用来反映乘客乘坐交通工具时的舒适程度，交通工具的急动度越小时乘客感觉越舒适。如图所示为某新能源汽车从静止开始启动的一小段时间内的急动度j随时间t变化的规律。则有（　　） A．0~5.0s时间内，乘客感觉越来越舒适 B．5.0~10.0s时间内，乘客感觉最舒适 C．5.0~10.0s时间内，汽车的加速度不变 D．10.0~12.0s时间内，汽车加速度的变化量大小为0.8m/s2 【答案】D 【详解】AB．由题意，交通工具的急动度越小时乘客感觉越舒适，由图可知，0~5.0s时间内汽车的急动度增加，乘客感觉越来越不舒适；5.0~10.0s时间内，急动度为最大值，乘客感觉最不舒适，故AB错误； C．根据急动度定义，由题图可知，5.0~10.0s时间内汽车的急动度不变，则汽车的加速度均匀增大，故C错误； D．根据题意可知，图像围成的面积表示加速度的变化量，由题图可得10.0~12.0s时间内，汽车加速度的变化量大小为 故D正确。 故选D。 3．（2024·天津·二模）为了节能减排、绿色环保，新能源汽车成为未来汽车发展的方向。某款电动汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶，从某时刻开始突然以恒定的制动力刹车。在刹车至停车的整个过程中（　　） A．制动力越大，动量变化量越大 B．制动力越大，汽车的动量变化率越大 C．制动力越大，汽车的速度变化得越快 D．制动力越大，汽车的机械能损失的越多 【答案】BC 【详解】A．刹车至停车的整个过程中，动量变化量为 汽车初速度一定，可知，动量变化量始终一定，与制动力的大小无关，故A错误； B．根据动量定理有则有 可知，制动力越大，汽车的动量变化率越大，故B正确； C．根据动量定理有则有 可知，制动力越大，汽车的速度变化得越快，故C正确； D．刹车至停车的整个过程中，汽车的机械能损失始终为，与制动力的大小无关，故D错误。 故选BC。 4．（2024·天津·联考）2023年10月27日，吉利汽车生产的国产新能源汽车极氪001FR正式上市，成为世界上零百公里加速最快的纯电量产电动汽车。已知该车由静止加速到100km/h的时间为2.02秒，由100km/h刹停的最短距离为33.4米，求： (1)汽车在零百加速过程中的平均加速度； (2)汽车在零百刹车过程中的平均加速度（计算结果均保留2位小数）。 【答案】(1)，方向与运动方向相同(2)，方向与运动方向相反 【详解】（1）汽车在零百加速过程中的平均加速度为 方向与运动方向相同。 （2）刹车过程，根据运动学公式可得 解得 方向与运动方向相反。 5．（2024·天津静海·调研）2024年3月5日，李强总理在全国人大会议的政府工作报告中提出：鼓励和推动消费品以旧换新，提振智能网联新能源汽车、电子产品等大宗消费。智能网联汽车也将是未来的趋势。假设某智能网联汽车在平直路面上启动后的牵引力F随时间t变化的图像如图所示，已知该汽车以额定功率启动，在平直路面上运动的最大速度为，质量为m，所受阻力恒为f，由此可知该汽车（　　） A．汽车的额定功率为 B．启动后汽车的速度为时的加速度为 C．在时间内，汽车的位移等于 D．在时间内，汽车的牵引力做功等于 【答案】AB 【详解】AB．汽车运动的最大速度为，此时牵引力等于阻力，则有 可得额定功率为而启动后速度为时，有 联立解得 故AB正确； C．若时间做匀加速直线运动，则位移为 而汽车在内做的是加速度减小的直线运动，若其位移一定大于，故C错误； D．在时间内，根据动能定理可得 可得牵引力做功为 故D错误。 故选AB。 6．（2024·黑龙江·二模）我国新能源汽车发展迅猛，已成为全球最大的新能源汽车产销国。质量为m的某新能源汽车在水平路面上以恒定加速度a启动，其图像如图所示，其中OA段和BC段为直线。已知汽车动力系统的额定功率为P，汽车所受阻力大小恒为f，则下列说法正确的是（　　） A．汽车做匀加速运动的最大速度 B．汽车能达到的最大行驶速度 C．汽车速度为时的功率为 D．汽车速度为时的加速度大小为 【答案】CD 【详解】A．据牛顿第二定律有解得 则汽车做匀加速运动的最大速度 故A错误； B．当牵引力与阻力平衡时，汽车达到最大行驶速度，即 故B错误； C．汽车速度为时，功率为 故C正确； D．汽车速度为时，牵引力大小为 根据牛顿第二定律有 解得 故D正确。 故选CD。 五类匀变速直线运动（两种图象、五大参量） 7．（2025·江苏无锡·联考）目前我国大力提倡发展新能源车，不仅在购车方面有国家和地方双补贴、免缴购置税等好政策，而且在出行上部分城市也实施了新能源汽车免受限号的政策，受到大家的青睐。为检测某新能源车的刹车性能，一次在平直公路上实验时，某一辆新能源汽车以20 m/s的速度匀速行驶，某一时刻踩下制动器后开始做匀减速直线运动，在2 s内前进32 m，求： (1)开始制动后汽车做匀减速直线运动的加速度大小； (2)开始制动后3 s末的速度大小； (3)开始制动后8 s内汽车行驶的距离。 【答案】(1)4 m/s2(2)8 m/s(3)50 m 【详解】（1）设汽车减速运动时加速度大小为a，已知汽车2 s内前进32 m，其初速度v0 = 20 m/s，根据位移时间关系 代入数据解得 （2）根据速度时间关系 联立以上，则3 s末的速度为 （3）分析可知，汽车从开始刹车到停下来所需时间为 则8 s时汽车已经停止，故8 s内汽车行驶的距离为 联立以上解得 8．（2024·宁夏银川·模拟预测）新能源汽车是指使用非传统能源（如电力、太阳能、氢气等）或者采用新型动力系统（如混合动力、燃料电池等）的汽车，它们有利于减少汽车尾气排放，降低对石油资源的依赖，提高能源利用效率。甲乙两新能源车并排在同一平直公路上的两条平行车道上同向行驶进行测试，甲车由静止开始做匀加速运动，乙车做匀速运动，其各自的位移x随时间t变化关系如图所示，两条图线刚好在2t0时刻相切，则（　　） A．在2t0时刻，乙车的速度大小为 B．在t0时刻，甲车的速度大小为 C．在内，两车有两次机会并排行驶 D．在内，乙车平均速度是甲车平均速度的两倍 【答案】B 【详解】AB．由x-t图像中图线的斜率表示速度可知，则在时刻甲、乙两车速度大小相等，为 甲车做初速为零的匀加速直线运动，则在时刻是时间段内的中间时刻，根据匀变速直线运动规律的推论可知时刻甲车的速度大小为 故A错误，B正确； C．在图像中交点代表相遇，在内，两车只能在时刻有一次机会并排行驶，故C错误； D．根据平均速度公式，在内，甲乙两车位移大小相等，所用时间相等，所以平均速度相等，故D错误。 故选B。 9．（2024·辽宁沈阳·一模）比亚迪作为国内新能源汽车领域最有影响力的品牌，在市场上备受瞩目，为了用户的安全，比亚迪进行多次安全测试。在某次安全测试中，某款比亚迪汽车在平直公路上行驶，突然发现前方有障碍物，智能系统识别后紧急恒力制动。从制动开始计时，该汽车的位移和时间的比值与t之间的关系图像如图所示，则下列说法正确的是（    ） A．该汽车的初速度为20m/s B．该汽车的初速度为6m/s C．该汽车的加速度大小为 D．该汽车从制动到停止用时5s 【答案】A 【详解】ABC．由于汽车恒力制动，则可知该汽车制动后做匀减速直线运动，设该汽车制动后的加速度大小为，由位移与时间的关系可得变式可得 结合题图所给图像可得， 故A正确，BC错误； D．根据速度与时间的关系可得，该汽车从制动到停止用时 故D错误。故选A。 10．（2024·全国·模拟预测）新能源汽车采用非常规车用燃料作为动力来源，在出厂前往往要进行多项性能测试。在一次测试中新能源汽车沿轴运动，经过坐标原点时开始计时。设时刻的位置坐标为，则图像如图所示，则（    ） A．新能源汽车的初速度为 B．新能源汽车的加速度大小为 C．新能源汽车在时的速度大小为 D．时间内，新能源汽车运动的位移为270m 【答案】C 【详解】AB．将匀变速直线运动的位移-时间关系式 变形可得 结合题给图像可得新能源汽车的初速度和加速度分别为、故A、B错误； C．时新能源汽车的速度C正确； D．分析可知时新能源汽车的速度刚好减为0，则时间内，新能源汽车运动的位移 D错误。 故选C。 11．（2024·陕西铜川·模拟预测）为了测试某品牌新能源汽车的性能，现有甲、乙两辆汽车沿平直的公路运动，时刻甲车在乙车前方处，该时刻两车开始刹车，此后过程中两辆汽车的速度随时间的变化规律如图所示。则下列说法正确的是（　　）    A．甲、乙的加速度大小之比为 B．时两车之间的距离最小 C．两车可能发生碰撞 D．时两车相距 【答案】D 【详解】A．由图像可知，图像的斜率表示加速度，则、 则甲、乙的加速度大小之比为。故A错误； B．因为甲车在前，乙车在后，且在之前，甲车的速度大于乙车的速度，在之后，甲车的速度小于乙车的速度，所以在时，两车相距最远。故B错误； CD．根据图像可知，甲车运动的总位移为 乙车运动的总位移为 则两车的最小距离为 则两车不可能发生碰撞。故C错误；D正确。 故选D。 12．（2024·四川德阳·联考）为检测某新能源动力车的刹车性能，现在平直公路上做刹车实验，某动力车在刹车过程中位移和时间的比值与t之间的关系图像如图所示。下列说法正确的是（    ） A．动力车的初速度为20m/s B．刹车过程中加速度大小为 C．刹车过程持续的时间为6s D．从开始刹车时计时，经过8s，该车的位移大小为80m 【答案】C 【详解】AB．根据题意，由运动学公式有 整理可得结合图像可得， 解得 即刹车过程中加速度大小为，故AB错误； C．刹车过程持续的时间为 故C正确； D．从开始刹车时计时，经过8s，该车的位移大小为 故D错误。 故选C。 牛顿三大定律 13．（2024·云南·模拟预测）我国的新能源汽车发展迅速，多项指标处于世界领先地位，“急动度”就是其中之一．急动度是描述加速度变化快慢的物理量，即．如图为某新能源汽车由静止开始启动过程中的急动度j随时间t的变化规律．下列关于汽车运动的说法正确的是（    ） A．内，汽车做加速度减小的加速运动 B．内，汽车加速度变化量大于 C．内，汽车在时的速度最大 D．内，汽车所受的合外力为定值 【答案】B 【详解】A．根据题意，由题图可知，图像与坐标轴围成的面积代表加速度的变化量，内，汽车的急动度增加，则汽车的加速度增加，故A错误； B．假设内，急动度均匀增大，则有 而内图像与横轴围成的面积要大于，则内，汽车加速度变化量大于，故B正确； C．由题图可知，内，加速度的变化量始终为正值，则汽车在内的加速度一直为正值，速度一直增大，即内，汽车在时的速度最大，故C错误； D．内，汽车的加速度不是定值，根据牛顿第二定律可知汽车所受的合外力不是定值，故D错误。 故选B。 14．（2024·广东肇庆·一模）新能源汽车以其环保、智能等优势受到广大消费者的青睐。某款新能源汽车在时刻沿平直公路由静止开始以恒定加速度启动，发动机在时刻达到额定功率，然后保持功率不变继续加速，时刻达到最大速度后匀速行驶。假设汽车所受的阻力大小恒定，则此过程中汽车的加速度a、动量p、牵引力F、功率P随时间t的变化规律正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】0~时间内做匀加速运动，加速度a不变，速度均匀增加，牵引力F保持不变，根据 可知功率随时间均匀增加，动量p随时间均匀增加；~时间内，功率保持不变，根据 可知，随速度的增加，加速度a减小，牵引力F减小，动量p增大；时刻后匀速行驶，加速度a等于零，速度不变，牵引力F等于阻力不变，功率p不变，动量p不变。 故选B。 15．（2024·云南大理·模拟预测）近几年我国新能源汽车迅速发展，大力发展绿色环保动力。一质量为1kg的新能源实验小车在水平直轨道上以额定功率启动，达到最大速度后关闭电源，其动能与位移的关系如图所示。假设整个过程受到恒定的阻力，则下列说法正确的是（g取）（　　）      A．小车受到的阻力为4N B．小车的额定功率为8W C．小车加速时间为2s D．小车减速时间为2s 【答案】BD 【详解】A．由题意可得，当关闭电源后只有阻力对小车做功，有 结合动能与位移的关系图像可得车受到的阻力为f=2N 故A错误； B．由题意与图像可得小车的最大动能为 则最大速度为小车的额定功率为 故B正确； C．加速过程中，对小车列动能定理 可得加速时间 故C错误； D．当关闭电源后，由牛顿运动定律可得 小车减速时间为故D正确。 故选BD。 16．（2024·陕西汉中·模拟预测）随着新能源轿车的普及，人们对车辆乘坐的舒适性要求越来越高。加速度对时间的变化率物理学中称之为“加加速度”，通常用符号“j”表示，如果j值过大，会形成冲击力，影响乘客乘坐的舒适性。对汽车来说，人体可以承受的j值通常在之间。如图为某国产新能源轿车，测得其启动后a与时间t的变化关系为，则（　　） A．国际单位制中“加加速度”的单位应是m/s-2 B．j为0的运动一定是匀速直线运动 C．该汽车启动后做匀变速直线运动 D．该汽车启动后j的值大小为0.5 【答案】D 【详解】A．由题意，“加加速度”可表示为 故国际单位制中“加加速度”的单位应是m/s3，A错误； B．j为0代表加速度保持不变，物体的运动可能为匀变速运动，也可能为匀速直线运动，B错误； C．由a与时间t的变化关系可知，该汽车加速度随时间均匀变化，故该汽车做的不是匀变速直线运动，C错误； D．由可知 故该汽车启动后j的值大小为0.5，D正确。 故选D。 17．（2024·浙江绍兴·模拟预测）新能源汽车“海豚”上市前，邀请客户在水平长直道路上试驾。某位客户与汽车的总质量为m=1500kg。如图所示，试驾道路上有多个长度均为50m的减速区和加速区间隔分布。减速区的阻力恒为加速区的2倍，加速区阻力恒定，客户开启智能驾驶功能，保持汽车牵引力恒定，使汽车做直线运动。汽车在行驶过程中可看成质点，每次刚进入减速区时速度均为12.5m/s，汽车在每个减速区和加速区的行驶时间均为5s，求∶ （1）汽车在加速区的平均速度大小； （2）汽车在减速区和加速区的加速度大小之比； （3）汽车的牵引力大小。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）根据 可知汽车在加速区的平均速度 （2）设每次进入减速区时的速度为，根据对称性可知，每次进入加速区时的速度也会相等，为，在减速区内的加速度大小为，在加速区内的加速度大小为，根据 可得， 因此 （3）根据可得进入加速区时的速度 则加速度大小 根据牛顿第二定律，在加速区在减速区 整理得牵引力大小 18．（2024·浙江·二模）下列加下划线的单位，属于国际单位制中的基本单位的是（　　） A．某型号新能源电动车充电80%仅需45min B．2020年5月21日，小明用共享单车骑行了5.28km C．小张2019年1月加入蚂蚁森林的环保大军，全年为地球减少了23.3kg二氧化碳排放 D．全新的iPhone超视网膜显示屏大小是6.1in（英寸） 【答案】C 【详解】ABCD．国际基本单位包括质量（kg）、时间（s）、长度（m）、电流（A）、热力学温度（T）、物质的量（mol）和发光强度（cd）。ABD错误，C正确。 故选C。 牛机械能及其守恒 19．（2024·福建南平·三模）新能源汽车在某些情况下可利用“动能回收”装置将机械能转化为电能。某次质量为的电动车以的初动能沿平直斜坡向下运动。若关闭发动机，让车自由滑行时，其动能—位移关系如图直线①所示：若关闭发动机同时开启“动能回收”装置，其动能—位移关系如图线②所示。假设机械能回收效率为90%，则（　　） A．图线①中，电动车受到的合外力大小为500N B．图线②中，电动车行驶到150m处的速度大小为16m/s C．图线②中，电动车行驶到150m处电能的回收转化功率为4000W D．图线②中，电动车行驶200m过程中回收转化了的电能 【答案】AD 【详解】A．根据图像的斜率表示物体所受合外力可知，图线①的斜率为 A正确； B．开启“动能回收”装置后从图线②读取动能数值，利用动能定义可知 解得速度为B错误； C．在150m处，自由滑行时所受合外力为，动能回收时，匀速直线运动，即产生电能的力为 电能回收转化功率的计算应考虑效率90%，正确的回收转化功率为C错误； D．回收转化的电能为两条图像的在200m处动能差值乘以效率90%，则 D正确。 故选AD。 20．（2024·山东枣庄·三模）加快发展新质生产力是新时代可持续发展的必然要求，我国新能源汽车的迅猛发展就是最好的例证。某新能源汽车生产厂家在平直公路上测试汽车性能，t＝0时刻驾驶汽车由静止启动，时汽车达到额定功率，时汽车速度达到最大，如图是车载电脑生成的汽车牵引力F随速率倒数变化的关系图像。已知汽车和司机的总质量m＝2000kg，所受阻力与总重力的比值恒为，重力加速度，下列说法正确的是（　　）    A．汽车启动后做匀加速直线运动，直到速度达到最大 B．汽车在BC段做匀加速直线运动，在AB段做匀速运动 C．汽车达到的最大速度大小为15m/s D．从启动到速度达到最大过程中汽车通过的距离为150m 【答案】D 【详解】AB．由图可知汽车在AB段汽车牵引力不变，根据牛顿第二定律 解得 可知汽车在AB段做匀加速直线运动，汽车在BC段牵引力逐渐减小，做加速度减小的加速运动，故汽车启动后先做匀加速直线运动，后做加速度减小的加速运动，直到速度达到最大，故AB错误； C．时汽车的速度为 汽车额定功率为 汽车达到的最大速度大小为 故C错误； D．汽车做匀加速直线运动的位移为 从启动到速度达到最大过程中，根据动能定理 解得汽车通过的距离为故D正确。 故选D。 21．（2024·湖南常德·一模）新能源汽车指采用非常规车用燃料作为动力来源的新型汽车。比如纯电动汽车以电池模组和电动机为主要动力装置，有节能减排、低噪音、高效率等优点，是未来汽车产业的重要发展方向。现已知质量为M的新能源汽车由静止出发做匀加速直线运动，经过时间t后，该汽车的运行里程为L，此时发动机恰好到达额定功率P，汽车所受的阻力恒定，达到额定功率后，汽车保持额定功率做变加速运动，最后以匀速运动，对此下列说法正确的是（　　） A．汽车所受阻力为 B．汽车做匀加速运动时的加速度 C．到达速度时，发动机做功为 D．存在关系式 【答案】ABD 【详解】A．由题意，汽车最后以匀速运动，则有 整理可得有轨电车所受阻力为A正确； B．因为电车由静止出发做匀加速直线运动，经过时间 t后，该有轨电车的运行里程为L，根据位移与加速度的关系可得 解得有轨电车做匀加速运动时的加速度为B正确； C．到达速度时，发动机做功转化为电车的动能和克服阻力做的功，可知发动机做功大于动能的增加量 C错误； D．由题意，根据牛顿第二定律可得 整理可得有轨电车所受阻力为 当电车匀速运动时，阻力和动力相等，故可得D正确。 故选ABD。 22．（2024·湖南郴州·一模）我国新能源汽车发展迅猛，从技术到生产都已经走在世界最前列。某辆新能源汽车在某测试场的水平路面上，保持恒定功率不变，由静止启动做直线运动，汽车运动过程受到的阻力（其中），当汽车速度达到50m/s时关闭发动机（即撤去牵引力），直至汽车停止。已知汽车的质量，则下列说法正确的是（    ） A．若不关闭发动机，汽车的速度还会继续增大 B．当汽车的速度25m/s时，汽车的加速度大小可能为 C．汽车关闭发动机后还能继续滑行 D．汽车关闭发动机后克服阻力做的功为 【答案】BD 【详解】A．若不关闭发动机，当汽车受到的阻力与牵引力相等时，汽车加速度为零，速度最大，A错误； B．若汽车处于加速阶段，根据， 代入数据的 若汽车处于减速阶段，根据得B正确； C．关闭发动机时汽车速度为50m/s，根据动量定理又得 C错误； D．根据动能定理，汽车关闭发动机后克服阻力做的功为D正确。 故选BD。 23．（2024·北京西城·二模）传统车辆刹车时使用机械制动方式，利用刹车装置使车辆受到制动力（即阻力）而减速，将减小的动能全部转化成内能。有些新能源电动车刹车时会使用一种“再生制动”方式，该方式在制动时能将汽车减少的动能转化为电能加以储存利用，这些减少的动能也被称为可回收的动能。 一辆质量为m的电动汽车在平直路面上行驶，某一时刻同时开启机械制动和再生制动，汽车的速度从减为的过程，位移大小为；此后，只开启机械制动，直至汽车停止，汽车又向前行驶的位移大小为。假设机械制动使汽车受到的制动力恒定，空气阻力不计。 （1）求只开启机械制动的过程，汽车受到的制动力大小； （2）求同时开启机械制动和再生制动的过程，汽车可回收的动能。 （3）从物体的运动情况确定其受力特征是力学研究的一个重要思路。为检测再生制动的性能，在汽车速度为时，研究人员只开启再生制动方式，测绘了汽车速度随位移变化的关系图线如图所示，图线是一条直线，其斜率的绝对值为k。根据加速度的定义，结合图像，推导汽车加速度a随v变化的规律及受到的制动力F随变化的规律。 【答案】（1）；（2）；（3）， 【详解】（1）使用机械制动方式刹车时，根据动能定理 得 （2）同时开启机械制动和再生制动，根据能量转化和守恒定律 得 （3）根据加速度的定义，由图线可知则将代入上式得 又将瞬时速度计算式代入上式得 根据牛顿第二定律可知，刹车过程的制动力 24．（2024·宁夏吴忠·二模）2024年3月5日，李强总理在全国人大会议的政府工作报告中提出：鼓励和推动消费品以旧换新，提振智能网联新能源汽车、电子产品等大宗消费。智能网联汽车也将是未来的趋势。假设某智能网联汽车在平直路面上启动后的牵引力F随时间t变化的图像如图所示，已知该汽车以额定功率启动，在平直路面上运动的最大速度为，所受阻力恒定，由此可知该汽车（　　） A．在时间内做加速度增大的加速运动 B．启动后速度为时的加速度为 C．额定功率为 D．在时间内位移可能小于 【答案】B 【详解】A．汽车在平直路面上启动由牛顿第二定律有 在时间内牵引力逐渐减小，则汽车做加速度减小的加速运动，故A错误； BC．汽车运动的最大速度为，则有可得额定功率为 而启动后速度为时，有， 联立解得 故B正确，C错误； D．若时间做匀加速直线运动，则位移为 而汽车在内做的是加速度减小的直线运动，若其位移一定大于，故D错误。 故选B。 交变电流（有效值、远程输电、变压器原理） 25．（2024·安徽合肥·三模）无线充电技术在新能源汽车领域应用前景广阔。如图甲所示，与蓄电池相连的受电线圈置于地面供电线圈正上方，供电线圈输入如图乙所示的正弦式交变电流，下列说法错误的是（　　） A．t=0.01s时受电线圈中感应电流最大 B．t=0.01s时两线圈之间的相互作用力为零 C．供电线圈中电流的有效值为20A D．受电线圈中的电流方向每秒钟改变100次 【答案】A 【详解】A．根据图乙可知，0.01s时，电流随时间的变化率为0，即线圈之中磁通量的变化率为0，此时，线圈之中的感应电动势为0，可知，该时刻受电线圈中感应电流为零，故A错误； B．结合上述，0.01s时受电线圈中的感应电流为0，则受电线圈此时没有激发出磁场，可知，0.01s时两线圈之间的相互作用力为0，故B正确； C．供电线圈中电流的有效值 故C正确； D．交流电的周期 一个周期内电流方向改变两次，则受电线圈中的电流方向每秒钟改变次数为 故D正确。 本题选错误的，故选A。 26．（2024·辽宁·模拟预测）核聚变能是一种具有经济性能优越、安全可靠、无环境污染等优势的新能源。“国际热核聚变实验堆（ITER）计划”俗称“人造太阳”，即为人工可控热核反应堆。该装置中发生的核聚变反应是和聚变生成释放能量。可以自海水中提取，1L水中的原子的个数为个，可由锂矿中制得。已知的质量为2.0141u，的质量为3.0160u，的质量为4.0026u，的质量为1.0083u，。 (1)写出该聚变的核反应方程； (2)计算一次这样的热核反应过程释放出的能量； (3)大城市一年用电约，若该城市用电全部使用“人造太阳”供电，不考虑传输过程产生的能量损失，则该城市一年用电需从多少升海水中提取；（计算结果保留一位有效数字） (4)若将“人造太阳”产生的电能输送到小城市，送电功率为，采用超高压输电，输电电压为，而这种人造太阳发电机输出的电压为，要使输电线上损耗的功率小于输送电功率的5%，求输电线的总电阻。 【答案】(1)(2)或2.86×10-12J(3)4×106L(4)≤6.9Ω 【详解】（1）根据核反应质量数守恒和电荷数守恒得 （2）核聚变的过程中亏损的质量 代入数据可得 释放的能量 （3）1L水中的与发生核反应，释放出的能量 所以需要海水量 （4）据得升压变压器匝数比为 根据理想变压器由得 得出输电线的总电阻≤6.9Ω。 27．（2024·湖北·三模）2024年两会政府工作报告提出打造新质生产力，新能源汽车产业尤为引人瞩目。2023年我国新能源汽车产销量占全球比重超过60%，产销量连续9年位居世界第一，作为国民经济的重要支柱产业，新能源汽车产业已成为中国制造业的一张新名片。目前，无线充电技术已经在新能源汽车等领域得到应用。如图所示，地下铺设有供电的送电线圈，车上的受电线圈与蓄电池相连，送电线圈和受电线圈匝数比为。当送电线圈接上图中的正弦交流电后，受电线圈中的电流为20A。不考虑线圈的自感，忽略电能传输的损耗，下列说法正确的是（　　） A．受电线圈电流方向每0.02秒改变1次 B．送电线圈的输入功率为1100W C．受电线圈的输出电压为 D．0.01s时受电线圈瞬时电压为0V 【答案】B 【详解】A．由图像可知交流电的周期为0.02s，即电流方向每0.02秒改变2次，故A错误； BC．根据图像可知送电线圈的电压为 根据变压器电压与匝数关系有解得受电线圈电压为 根据变压器原副线圈功率关系有 故B正确，C错误； D．0.01s时送电线圈瞬时电压为0V，送电线圈中的电流为零，根据楞次定律可知副线圈中的有阻碍原磁场减小的感应电流磁场，受电线圈中有感应电流，受电线圈瞬时电压不为0V，故D错误。 故选B。 28．（2024·四川雅安·三模）新能源汽车无线充电技术的优点包括安全可靠、充电场地的空间利用率高、智能化程度高、维护和管理方便等。图甲为某国产品牌汽车无线充电装置，供电线圈固定在地面，受电线圈固定在汽车底盘上，当两个线圈靠近时可实现无线充电，其工作原理如图乙所示。某课外学习小组查阅资料得知，当输入端接上380V正弦交流电后，电池系统端的电压为600V，电池系统的电流为20A。若不计线圈及导线电阻，下列说法正确的是（　　） A．为保护受电线圈不受损坏，可以在车底板加装金属护板 B．若输入端接上380V直流电，也能正常充电 C．供电线圈和受电线圈匝数比可能为1∶2 D．端的输入功率大于12kW 【答案】CD 【详解】A．金属护板会影响电能的传输，A错误； B．只有交流电才能发生电磁感应现象，实现电能传输，B错误； C．电池系统的电压为600V，若供电线圈和受电线圈匝数比可能为1∶2，则供电线圈的电压为 由于供电线圈中的电阻有电压，符合题意，C正确； D．电池系统功率为由于存在定值电阻，故端的输入功率大于12kW，D正确。 故选CD。 29．（2024·浙江温州·三模）新能源汽车无线充电技术的优点包括安全可靠、充电场地的空间利用率高、智能化程度高、维护和管理方便等。图甲为某国产品牌汽车无线充电装置，供电线圈固定在地面，受电线圈固定在汽车底盘上，当两个线圈靠近时可实现无线充电，其工作原理如图乙所示。某课外学习小组查阅资料得知，当输入端ab接上380V正弦交流电后，电池系统cd端的电压为600V，电池系统的电流为20A。若不计线圈及导线电阻，下列说法正确的是（　　） A．为保护受电线圈不受损坏，可以在车底板加装金属护板 B．若输入端ab接上380V直流电，也能正常充电 C．供电线圈和受电线圈匝数比可能为19：30 D．ab端的输入功率大于12kW 【答案】D 【详解】A．金属护板在变化的磁场中会产生涡流，故不可以在车底板加装金属护板，故A错误； B．只有交流电才能发生电磁感应现象，实现电能传输，故B错误； C．电池系统cd端的电压为600V，若供电线圈和受电线圈匝数比为19：30，根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系解得 可知此时供电线圈中的电阻两端电压为零，不符合题意，故C错误； D．电池系统的输出功率为 供电线圈回路中，电流不为零，定值电阻的热功率不为零，故ab端的输入功率大于12kW，故D正确。 故选D。 30．（2024·江苏·三模）海浪发电是一种应用前景广阔的新能源技术，海浪通过传动装置带动线圈在磁场中做切割磁感线运动从而发电，实现海浪动能向电能的转化。某科技小组设计了一发电模型，其原理图如图甲所示，N匝正方形闭合线圈处在垂直干线圈平面的组合磁场中，组合磁场是由两方向相反的匀强磁场组成的，磁感应强度大小均为B，线圈和磁场的宽度均为L，设线圈的总电阻为R，总质量为m，线圈在海浪的带动下上下运动切割磁感线且线圈在运动过程中不会超出磁场范围，其运动的速度时间图像如图乙所示。线圈处于平衡位置时，线圈的中线恰好与组合磁场中的中线重叠。求： （1）运动过程中，该线圈所受安培力的最大值； （2）在理想条件下，该线圈的发电功率。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）当线圈达到最大速度时，线圈中感应电流最大，最大感应电动势 最大感应电流解得回路中最大感应电流 运动过程中的线圈所受安培力的最大值代入 解得 （2）由于线圈切割磁感线的时候，速度随时间呈正弦规律变化，感应电动势和感应电流也随时间呈正弦规律变化。因而其电流有效值 该线圈的发电功率 解得 1．（2024·湖北·调研）中国新能源汽车产销连续多年全球第一，基于电容器的制动能量回收系统已经在一些新能源汽车上得到应用。其简易模型如下图。某材料制成的薄板质量为m，围成一个中空圆柱，其半径为r，薄板宽度为L，可通过质量不计的辐条绕过圆心O且垂直于圆面的水平轴转动。薄板能够激发平行于圆面且沿半径方向向外的辐射磁场，磁场只分布于薄板宽度的范围内，薄板外表面处的磁感应强度为B。一匝数为n的线圈abcd固定放置（为显示线圈绕向，图中画出了两匝），ab边紧贴薄板外表面但不接触，线圈的两个线头c点和d点通过导线连接有电容为C的电容器、电阻为R的电阻、单刀双掷开关，如图所示。现模拟一次刹车过程，开始时，单刀双掷开关处于断开状态，薄板旋转方向如图，旋转中薄板始终受到一与薄板表面相切、与运动方向相反的大小为f的刹车阻力作用，当薄板旋转的角速度为时，将开关闭合到位置1，电容器开始充电，经时间t电容器停止充电，开关自动闭合到位置2直至薄板停止运动。除刹车阻力外，忽略其他阻力，磁场到cd连线位置时足够弱，可忽略。电容器的击穿电压足够大，开始时不带电，线圈能承受足够大的电流，不考虑可能引起的一切电磁辐射。求： （1）电容器充电过程中，判断极板M带电的电性； （2）开关刚闭合到位置1时，线圈切割磁感线的切割速度ν的大小及此时产生的感应电动势； （3）求充电结束时，薄板的角速度大小； （4）求薄板运动的整个过程中该系统的能量回收率。 【答案】（1）M板带负电；（2）；（3）；（4） 【详解】（1）薄板旋转方向为逆时针，则线框相对于薄板的运动方向为顺时针，根据右手定则可知，d点电势低于c点电势，故M板带负电。 （2）由线速度和角速度关系有 由法拉第电磁感应定律有 解得 （3）薄板旋转，线圈相对薄板的线速度分别为 同理充电后的速度为停止充电时，两极板的电压为 在充电过程中，对薄板分析，根据动量定理得 充电的电荷量大小满足又因为联立解得 （4）整个过程中，薄板损失的机械能为 充电过程中的图像如图所示 利用微元法，结合充电过程中克服电场力做功的公式电容的公式 可得到阴影面积为电容器充电过程中获得的能量，即 薄板运动的整个过程中该系统的能量回收率 联立解得 2．（2024·广东·模拟预测）动能回收系统是新能源汽车时代一项重要的技术，其主要原理是利用电磁制动回收动能以替代传统的刹车制动模式，其能源节省率高达。其原理为，当放开油门进行轻制动时，汽车由于惯性会继续前行，此时回收系统会让机械组拖拽发电机线圈，切割磁场并产生电流对电池进行供电。设汽车的质量为M，若把动能回收系统的发电机看成理想模型：线圈匝数为N，面积为S，总电阻为r，且近似置于一磁感应强度为B的匀强磁场中。若把整个电池组等效成一外部电阻R，则： （1）若汽车系统显示发电机组此时的转速为n（r/s），则此时能向外提供多少有效充电电压？ （2）某厂家研发部为了把能量利用达到最大化，想通过设计“磁回收”悬挂装置对汽车行驶过程中的微小震动能量回收，实现行驶更平稳，更节能的目的。其装置设计视图如图甲、乙所示，其中，避震筒的直径为D，震筒内有辐向磁场且匝数为的线圈所处位置磁感应强度均为，线圈内阻及充电电路总电阻为，外力驱动线圈，使得线圈沿着轴线方向往复运动，其纵向震动速度图像如图丙所示，忽略其他摩擦。试分析此避震装置提供的电磁阻尼随时间的表达式。 （3）在实际制动过程中，由于受充电电压限制，当车速大于一定值时，回收系统介入进行动能回收，此过程产生的阻力与车速成正比，当车速小于时，断开动能回收系统，传统机械制动介入，其阻力为车重的倍。当某次制动时车速为的m倍（m大于1），若动能的回收率为a，则制动过程中有多少动能被回收，总制动位移为多少？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）由线框转动产生交变电流电动势最大值为 依题意得电动势的有效值为 由闭合电路欧姆定律，电池组获得的实际充电电压为代入可得 （2）依题意，电磁避震筒通过切割辅向磁场产生感应电流，其电动势表达式为 其中L为线圈的有效切割长度，即周长，且由图可知，阻尼线圈的切割速度函数表达式为 故线圈中的总电流 感应电流产生的安培力即为电磁阻尼大小，该力与运动方向相反且其大小为； （3）由题意可知，实际动能回收的速度范围在之间，则： 故回收的动能为： 在实际制动中，汽车减速应分为两个阶段： 第一阶段：动能回收过程，由于阻力为变力，对于中间的一小段过程由动量定理得 代入得即 对回收系统介入的减速全过程得：解得 第二阶段：机械制动过程，阻力为恒力，汽车在恒力作用下减速，由动能定理得 其中解得故制动的总位移为 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$