热点04 新能源与新材料-2025年高考物理【热点·重点·难点】专练（北京专用）

热点04 新能源与新材料 我国新能源与新材料领域发展迅速，取得多项突破性进展，正逐步走向世界前沿。在新能源方面，我国已成为全球最大的新能源汽车生产国和消费国，锂离子电池、固态电池等储能材料技术不断突破，宁德时代等企业在固态电池研发上取得重要进展。同时，钙钛矿太阳能电池等新兴技术也取得显著成果。 在新材料领域，我国在高温超导材料、碳纤维复合材料、稀土功能材料等方面实现核心技术突破。例如，世界首条35千伏公里级超导电缆已稳定运行超过1000天。此外，我国在高性能钕铁硼永磁材料、金刚石等超硬材料的制备和应用方面也达到国际先进水平。未来，我国将继续聚焦绿色产业、智能产业等前沿领域，推动新能源与新材料的高质量发展 （建议用时：90分钟） 太阳能利用 1．（2023通州三模）为落实国家“双碳”战略，推动能源绿色低碳转型，某区推进新型绿色光伏发电，光伏发电的原理是光电效应。假设太阳光子垂直射到发电板上并全部被吸收。已知光伏发电板面积为，发电板单位面积上受到光子平均作用力为，每个光子动量为（其中为普朗克常量，为光子的频率，为真空中的光速），则下列说法正确的是（　　） A．发生光电效应时，入射光的强度越大遏止电压越高 B．发生光电效应时，入射光的频率越高饱和光电流一定越大 C．秒内该光伏发电板上接收到的光子能量为 D．t秒内该光伏发电板上接收到的光子能量为 【答案】C 【解析】A．对光电效应的过程，根据能量守恒有，即入射光的频率越大，遏止电压越高，故A错误； B．发生光电效应时，入射光越强，光含有的光子数越多，其饱和光电流一定越大，故B错误； CD．设t秒内该光伏发电板上接收到的光子数为n，根据动量定理可得，已知光子的平均作用力为F，则有，联立解得光伏发电板接收到的光子数为，则由可得，t秒内该光伏发电板上接收到的光子能量为，故C正确，D错误。 故选C。 2．（2024全国模拟三）太阳能电池发电的原理主要是半导体的光电效应，太阳能硅晶片中，P型半导体中含有较多的空穴（可视为正电荷），而N型半导体中含有较多的电子。当能量等于、波长为的光子打在太阳能硅晶片上时，太阳能硅晶片吸收一个光子恰好产生一对自由电子和空穴，电子—空穴对从太阳能硅晶片表面向内迅速扩散，在结电场的作用下，最后建立一个与光照强度有关的电动势，工作原理如图所示。太阳光照强度越大，太阳能硅晶片单位时间内释放的电子越多，若光速为，则（　　） A．可以得出普朗克常量 B．太阳能硅晶片内部电流方向从下极板流向上极板 C．继续增大太阳光照强度，上下电极间的电势差不会变化 D．用能量为的光子照射太阳能硅晶片，电子和空穴的最大初动能为零 【答案】D 【解析】A．根据可以得出普朗克常量，A错误； B．由题图可知发生光电效应时，太阳能硅晶片中电子向上极板移动，空穴向下极板移动，所以太阳能硅晶片内部电流方向从上极板流向下极板，B错误； C．继续增大光照强度，太阳能硅晶片单位时间内释放的电子越多，上下电极间电势差越大，C错误； D．用能量为的光子照射太阳能硅晶片，恰好发生光电效应，即为逸出功，电子和空穴的最大初动能为零，D正确。故选D。 3．（2021西城高三上学期期末）新能源汽车的研发和使用是近几年的热门话题。新能源汽车是指采用非常规的燃料作为动力来源的汽车。新能源汽车的使用将把人类带入清洁能源时代。下面是某品牌新能源汽车介绍中的一段文字： “将近6米的超长车身设计，使得整车车顶集成的太阳能芯片面积达到了6平方米左右。极富流线型的整车造型，隐藏式的轮毂设计，纤细的摄像头式后视镜，使整车风阻大幅下降。全车采用铝合金框架并结合碳纤维车身，整车质量仅700千克，这一轻量化设计使整车能耗极低。” （1）设上述新能源汽车采用混合动力设计，发动机最大输出功率为30kW，在厂区内的实验路段上行驶时所受总阻力约为车和驾驶员总重的0.1倍。试估算50kg的工程师驾驶这种汽车在实验路段上行驶的最高车速； （2）为进一步测试这种汽车的性能，该工程师在上述实验路段上以某种方式行驶，通过计算机采集实验数据，绘出了汽车牵引力F与车速倒数v-1间的关系图线ABC，如图2所示，线段AB平行于横轴，线段BC延长线过坐标原点。请根据图线ABC判断汽车做什么运动，并求B点时发动机的输出功率； （3）已知太阳辐射的总功率P0=4×1026W，太阳到地球的距离r=1.5×1011m，太阳光传播到达地面的过程中大约有34%的能量损失。目前，制作太阳能电池的最好的材料为砷化镓，其将光能转化为电能的效率可达到31.6%。试通过计算分析，这种汽车只采用纯太阳能驱动，且能保持最大输出功率30kW不变的可行性。 【答案】（1）40m/s；（2）见解析，；（3）见解析 【解析】（1）当汽车的牵引力与阻力相等时，汽车的行驶速度最大 则 （2）图中AB段F不变，可知汽车受合力不变，汽车做匀加速运动；图中BC段F与v-1成正比例关系，即Fv为定值，根据P=Fv可知汽车在恒定功率下做加速运动，也就是做加速度逐渐减小的加速运动。 因此 （3）设能够使汽车保持输出功率30kW的太阳能芯片面积为S， 则，解得 S的值远大于车顶太阳能芯片的面积，不符合实际情况，可见这种汽车采用纯太阳能驱动保持输出功率30kW是不可行的。 风力发电和水利发电 1．（2022延庆一模）如图所示为某地一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为20m的圆面。某时间内该地区的风速是5.0m/s，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为1.2kg/m3，假如这个风力发电机能将此圆内10%的空气动能转化为电能，π取3。下列说法正确的是（　　） A．单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积为6000m3 B．单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能为900J C．单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动量为900kg•m/s D．此风力发电机发电的功率为900W 【答案】A 【解析】A．单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流体积为，A正确； B．单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能为，故B错误； C．单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动量为，C错误； D．依题意，此风力发电机发电的功率为，故D错误。 故选A。 2．（2025通州高三上学期期中）流量是指单位时间内通过管道横截面的流体体积。水电站常用水库出水管道处水流的动能发电。如图所示，出水管道的直径与管道到水库水面高度H相比很小，管道截面积为S，出水管道水平，出水口距地面的高度为，水的密度为。假设液体不可压缩并忽略流体各部分由于相对运动出现的黏滞力和水库液面高度的变化，水离开管口后在空中做平抛运动，已知重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．出水口处水流的流速大小为 B．出水管道的流量为 C．离开管口后在空中水的体积为 D．水流稳定时、出水口距地面间水柱的机械能为 【答案】B 【解析】A．在水面处取质量为m的水，在流向出口的过程中，机械能守恒，取出水口处为势能零点，则有，解得，A错误； B．由流量的定义得，B正确； C．水从出水口流出后，做平抛运动，落地时间为t，有，解得，离开管口后在空中水的体积为，C错误； D．空中水柱的质量为，取地面为零势能面，空中水柱的机械能为，D错误。故选B。 3．（2022八十中模拟）洋流又叫海流，指大洋表层海水常年大规模的沿一定方向较为稳定的流动．因为海水中含有大量的正、负离子，这些离子随海流做定向运动，如果有足够强的磁场能使海流中的正、负离子发生偏转，便可用来发电．图为利用海流发电的磁流体发电机原理示意图，其中的发电管道是长为L、宽为d、高为h的矩形水平管道．发电管道的上、下两面是绝缘板，南、北两侧面M、N是电阻可忽略的导体板．两导体板与开关S和定值电阻R相连．整个管道置于方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中．为了简化问题，可以认为：开关闭合前后，海水在发电管道内以恒定速率v朝正东方向流动，发电管道相当于电源，M、N两端相当于电源的正、负极，发电管道内海水的电阻为r（可视为电源内阻）．管道内海水所受的摩擦阻力保持不变，大小为f．不计地磁场的影响．（　　） （1）判断M、N两端哪端是电源的正极，并求出此发电装置产生的电动势； （2）要保证发电管道中的海水以恒定的速度流动，发电管道进、出口两端要保持一定的压力差．请推导当开关闭合后，发电管两端压力差F与发电管道中海水的流速v之间的关系； （3）发电管道进、出口两端压力差F的功率可视为该发电机的输入功率，定值电阻R消耗的电功率与输入功率的比值可定义为该发电机的效率．求开关闭合后，该发电机的效率η；在发电管道形状确定、海水的电阻r、外电阻R和管道内海水所受的摩擦阻力f保持不变的情况下，要提高该发电机的效率，简述可采取的措施． 【答案】（1）M端为电源的正极；Bdv（2）；（3）增大发电管道内海水的流速v和增强磁感应强度B可以提高发电机效率 【解析】（1）由右手定则可知M端电势高，M端为电源的正极， 开关S断开，MN两端的电压U等于电源的电动势E，即U=E 由于导电离子做匀速运动，所以有，解得E=U=Bdv （2）以发电管道内的海水为研究对象，其受力平衡，则有F=BId+f 根据欧姆定律有，解得 （3）由题意可知输入功率为，输出功率为 解得，可见，增大发电管道内海水的流速v和增强磁感应强度B可以提高发电机效率。 其它发电装置 1．（2023海淀查漏补缺）实验证明，金属棒中的自由电子会发生热扩散现象。当金属棒一端温度高，另一端温度低时，自由电子会在金属棒内部产生热扩散，使得温度较高的一端自由电子的数密度较小，而温度较低的一端自由电子的数密度较大。热扩散作用可以等效为一种非静电力，在温度不均匀的金属棒两端形成一定的电动势，称为汤姆逊电动势。如图所示，金属左侧连接高温热源，保持温度为T1，右侧连接低温热源，保持温度为T2（T1>T2）。此时该金属棒相当于一个电源，将它与一只电阻相连。下列判断正确的是（　　） A．T1端相当于电源的正极，T2端相当于电源的负极 B．T2端相当于电源的正极，T1端相当于电源的负极 C．该电源是把电能转化为热能的装置 D．当该电源放电时，金属棒内的非静电力对电子做负功 【答案】A 【解析】AB．金属左侧连接高温热源，保持温度为T1，自由电子的数密度较小,右侧连接低温热源，保持温度为T2，自由电子的数密度较大，所以T1端相当于电源的正极，T2端相当于电源的负极，故A正确，B错误； C．该电源是把热能转化为电能的装置，故C错误； D．当该电源放电时，金属棒内的非静电力对电子做正功，故D错误。故选A。 2．（2018海淀一模）常用的温差发电装置的主要结构是半导体热电偶．如图所示，热电偶由型半导体和型半导体串联而成，型半导体的载流子（形成电流的自由电荷）是电子，型半导体的载流子是空穴，空穴带正电且电荷量等于元电荷．若两种半导体相连一端和高温热源接触，而另一端、与低温热源接触，两种半导体中的载流子都会从高温端向低温端扩散，最终在、两端形成稳定的电势差，且电势差的大小与高温热源、低温热源间的温度差有确定的函数关系．下列说法正确的是（　　） A．端是温差发电装置的正极 B．热电偶内部非静电力方向和载流子扩散方向相反 C．温差发电装置供电时不需要消耗能量 D．可以利用热电偶设计一种测量高温热源温度的传感器 【答案】D 【解析】A．型半导体中电子向低温移动，型半导体中正电荷向低温移动，电流方向指向低温，进而端带正电，端带负电，所以作为发电装置的半导体热电偶端为负极； B．热电偶作为电源，载流子在非静电力的作用下发生移动，所以方向相同； C．根据能量守恒，电能的产生是需要消耗其他形式能量来转化为电能； D．、两端形成稳定的电势差，且电势差的大小与高温热源、低温热源间的温度差有确定的函数关系，故可以测量，正确． 3．（2021中央民族大学附中12月月考）渗透能发电系统就是设想淡水与海水通过一层半透膜的作用，产生能量并利用该能量进行发电。在研发渗透能过程中，实验系统如图所示，带有个小孔的MoS2半透膜将两种浓度不同的盐水隔开。由于盐水浓度不同，盐水中的离子会通过半透膜上的小孔向着低浓度的方向扩散。小孔直径约5纳米且带负电，只有正离子才能通过小孔，因此最终产生电势差，能向外提供电能。在实验研究中还发现，如果半透膜上的小孔太大，负离子会和正离子一起通过，因此会降低电势差；如果小孔太小，那么通过的正离子太少，电流又太弱。下表是在某次研究中，测得的实验数据。据该实验研究内容，以下叙述正确的是（　　） 发电的能量密度（W/m2） 半透膜厚度（mm） 0.95 0.2 4×103 1×10-3 3×104 7.2×10-6 1×106 0.65×10-6 A．半透膜上小孔的直径大小对发电能力有影响 B．半透膜越薄，发电能力越大 C．向外供电时，a端的电势高，b端的电势低 D．半透膜上小孔的数量不影响发电能力 【答案】AB 【解析】A．由题意可知，如果半透膜上的小孔太大，负离子会和正离子一起通过，因此会降低电势差；如果小孔太小，那么通过的正离子太少，电流又太弱。所以半透膜上小孔的直径大小对发电能力有影响，选项A正确； B．由表中数据可知，当半透膜最薄时，发电密度最大，即半透膜越薄，发电能力越大，选项B正确； C．因正离子向b板运动并集聚在b板，则向外供电时，b端的电势高，a端的电势低，选项C错误； D．半透膜上小孔的数量越多，则通过的正离子数量越多，发电能力越大，则半透膜上小孔的数量影响发电能力，选项D错误。故选AB。 4．（2024海淀高三上期末）核聚变需要的温度很高，地球上没有任何容器能够经受如此高的温度，但可以利用磁场来约束参与聚变反应的高温等离子体。等离子体由大量的正离子和电子组成，是良好的导体。图甲是一种设计方案：变压器的原线圈通过开关与充电后的高压电容器相连（图中未画出），充入等离子体热核燃料的环形反应室作为变压器的副线圈。从环形反应室中取一小段（可看作圆柱体）来研究，如图乙所示。闭合开关，高压电容器放电，等离子体会定向运动形成如图乙所示的电流，产生类似通电直导线周围的磁场，不但圆柱体外有磁场，而且圆柱体内也有绕行方向相同的磁场。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关，环形反应室中会产生电场 B．本装置能实现对等离子体的加热作用，是由于洛伦兹力做了功 C．从左向右看，图乙中圆柱体外的磁感线沿逆时针方向 D．图乙所示圆柱体内，正离子、电子由于定向移动受到的洛伦兹力都指向圆柱体的内部 【答案】AD 【解析】AB．闭合开关，环形反应室中会产生磁场，也会产生电场，因洛伦兹力对带电粒子不做功，而电场能对等离子体做功，从而实现加热作用，选项A正确，B错误； C．根据安培定则，从左向右看，图乙中圆柱体外的磁感线沿顺时针方向，选项C错误； D．图乙所示圆柱体内磁感线也沿顺时针方向，根据左手定则，正离子、电子由于定向移动受到的洛伦兹力都指向圆柱体的内部，选项D正确。故选AD。 5．（2022北京十一学校高三上期中）放射性同位素电池具有工作时间长、可靠性高和体积小等优点，是航天、深海、医学等领域的重要新型电源，也是我国近年重点科研攻关的项目．某同学设计了一种利用放射性元素β衰变的电池，该电池采用金属空心球壳结构，如图所示，在金属球壳内部的球心位置放有一小块与球壳绝缘的放射性物质，放射性物质与球壳之间是真空的．球心处的放射性物质的原子核发生β衰变，向四周均匀发射电子，已知单位时间内从放射性物质射出的电子数为，在金属壳外表面有一块极小的圆形面积，其直径对球心的张角为（弧度制），如图所示，则通过的电流大小约为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】单位时间内从放射性物质射出的电子数为N，则t时间内从放射性物质射出的电荷量Q=Net，结合几何关系可知在金属壳外表面有一块极小的圆形面积S上的电荷量为，根据电流的定义有，故选A。 能源回收利用 1．（2022海淀二模）加速性能、电能利用率、动能回收等是电动汽车电机的重要指标．如图所示，甲、乙分别是目前被广泛采用的两种电机的简化原理示意图，它们的相同点是利用作为定子的电磁铁（二组线圈，图中和；和；和所示）交替产生磁场，实现了电磁铁激发的磁场在平面内沿顺时针方向转动的效果，以驱动转子运动；不同的是甲图所示电机的转子是一个永磁铁，而乙图所示电机的转子是绕在软铁上的闭合线圈．通过电磁驱动转子转动，可以为电动汽车提供动力．假定两种电机的每组电磁铁中电流变化周期和有效值均相同，下列说法正确的是（　　） A．电机稳定工作时，乙电机转子的转速与电磁铁激发磁场的转速相同 B．电机稳定工作时，乙电机产生的焦耳热相对较少 C．电机稳定工作时，乙电机转子的转速越接近电磁铁激发磁场的转速，其所受安培力就越大 D．刹车（停止供电）时，甲电机转子由于惯性旋转，可以通过反向发电从而回收动能 【答案】D 【解析】A．乙电机中，转子也是线圈，乙转子的转动是由于穿过转子线圈的磁通量发生变化而产生感应电流，电流受安培力作用而运动，相当于电磁驱动，安培力阻碍定子和转子间的相对运动，但不能阻止，故转子比定子转得慢一些，故A错误； B．乙电机中，转子也会产生焦耳热，故产生的焦耳热较多，故B错误； C．转速越接近，则磁通量变化越慢，感应电流越小，所受安培力越小，故C错误； D．停止供电后，甲的转子是磁铁，甲电机转子由于惯性旋转，使得线圈中磁通量发生变化，产生反向感应电流，反向发电从而回收动能，故D正确．故选D 2．（2024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）， 【解析】（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 3．（2024顺义一模）新能源汽车时代一项重要的技术是动能回收系统。其原理如图甲所示，当放开加速踏板时，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，切割磁感线产生感应电流，当逆变器输入电压高于UC时，电机可以为电池充电，当电压低于UC时，动能回收系统关闭。将质量为M的电动汽车的动能回收系统简化为如图乙所示的理想模型，水平平行宽为L的金属导轨处于竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中，金属板MN的质量等效为汽车的质量，金属棒在导轨上运动的速度等效为汽车速度，将动能回收系统的电阻等效为一外部电阻R。求 （1）当逆变器输入电压等于UC时，汽车的速度vC； （2）电动汽车以速度v（v>vC）开始制动时，由动能回收系统产生的加速度的大小a； （3）电动汽车以n倍（n大于1）vC行驶时，突发情况采取紧急制动，动能回收系统开启时传统机械制动全程介入，传统机械制动阻力与车速成正比。速度降为vC时，动能回收系统关闭，传统机械制阻力变为车重的μ倍，重力加速度为g。若动能的回收率为，则 a．制动过程中被回收的动能； b．制动过程电动汽车的总位移x。 【答案】（1）；（2）；（3）a．；b． 【解析】（1）由可得，汽车速度 （2）感应电动势为，电流为，安培力为 则由动能回收系统产生的加速度的大小 （3）a．制动过程中被回收的动能， b．动能回收系统开启过程中有（，其中 联立可得，既 可得 动能回收系统关闭后有，则 制动过程电动汽车的总位移 新材料的力学特点 1．（2021重庆沙坪八中）为了研究新材料的抗打击能力，研究人员做了如下试验。用材料1做成甲物块，用材料2做成乙物块，两物块形状相同，并水平固定：同一型号子弹以相同的初动能分别水平射入两物块，子弹运动过程中受到的阻力恒定，完整的运动径迹如图所示。比较子弹在两物块中运动的整个过程，下列结论正确的是（　　） A．在甲中克服阻力做功更少 B．在甲中运动的时间更短 C．在甲中的动量变化量更大 D．在两物块中所受阻力冲量大小相等 【答案】D 【解析】ACD．子弹在两物块中运动动能变化量相同，动量变化量也相同，所以阻力做功相同，阻力冲量也相同。故AC错误，D正确； B．由，初速度相同，甲中位移更大，时间更长，B错误。故选D。 2．（2024山东烟台高三上学期期中）某伞具制造企业研发了一种新型材料制作伞面，为了测评新材料承受暴雨的能力，测试小组将横截面直径为d的水流以速度v垂直射到要检测的材料上，碰到材料后水的速度减为零，已知水的密度为ρ，若水的重力影响不计，则此新材料受到水的冲力大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】在t时间内，射到材料上的水质量为，对这些水，根据动量定理，解得，故选D。 3．（2022四川成都联考）为探究某新材料的部分特性，一学习小组设计了如下实验，在水平桌面上平放一直尺，紧靠刻度线的一侧放大小相同的实心铁球A（黑色）和新材料实心球B（白色），让A球以某一速度向静止的B球运动，碰撞前后的频闪照片如图所示。已知频闪仪每隔0.02s闪光一次，A球的质量为7.8kg。 （1）碰撞前A球的速度大小为m/s（结果保留2位有效数字）。 （2）B球的质量为kg（结果保留2位有效数字）。 【答案】10；5.2 【解析】（1）[1]碰撞前A球做匀速直线运动，则速度为 （2）[2]同理，碰撞后A球的速度大小为，碰撞后B球的速度大小为 碰撞过程中满足动量守恒，联立可得B球的质量为5.2kg。 新材料的电磁学特性 1．（2024江西卷）石墨烯是一种由碳原子组成的单层二维蜂窝状晶格结构新材料，具有丰富的电学性能．现设计一电路测量某二维石墨烯样品的载流子（电子）浓度。如图（a）所示，在长为，宽为的石墨烯表面加一垂直向里的匀强磁场，磁感应强度为，电极、间通以恒定电流，电极、间将产生电压。当时，测得关系图线如图（b）所示，元电荷，则此样品每平方米载流子数最接近（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】设样品每平方米载流子(电子)数为,电子定向移动的速率为，则时间内通过样品的电荷量，根据电流的定义式得,当电子稳定通过样品时,其所受静电力与洛伦兹力平衡,则有,联立解得，结合题图（b）可知,解得,D正确. 2．（2024江西六校联考）我国新能源汽车企业在整车制造和相关电池技术上作了长期积累，实现汽车领域“换道超车”，这离不开我国社会主义市场经济体制的作用发挥。新能源汽车加速增长，推动我国汽车出口已然迎来规模效应与品牌效应的新机遇期。某同学设计了如图甲所示的电路，想准确测量某新型电源的电动势和内阻。只考虑电表内阻所引起的误差，他提出一种可以准确测量干电池电动势和内阻的方案： （1）如图甲连接电路，闭合开关S1，将开关S2接在a端，调节电阻箱R的阻值，记录多个电压表和电流表的系数，作出U-I图线，如图乙中图线1所示，图线1与U轴和I轴的截距分别为U1和I1。 （2）保持开关S1闭合，再将开关S2接在b端，调节电阻箱R的阻值，记录多个电压表和电流表的示数，作出U-I图线，如图乙中图线2所示，图线2与U轴和I轴的截距分别为和U2和I2。 （3）根据上述实验可得：电源电动势的真实值为，内阻的真实值为，同时也可测出电流表内阻为； （4）用此电路测出的电流表的内阻系统误差（选填“有”或“无”） 【答案】U1；；；无 【解析】（3）[1][2]设电流表的内阻为、电压表的内阻为。当开关S2接a时，可得图线1的表达式，解得，，即电动势测量准确、短路电流偏小。当开关S2接b时，可得图线2的表达式，即，解得， 即电动势测量偏小、短路电流准确。综上所述，干电池电动势的准确值，干电池内阻的准确值 [3]根据，，，得 （4）[4]根据以上分析，用此电路测出的电流表的内阻无系统误差。 新材料的其它性能 1．（2024山西太原二模）用大量氢原子发出的a、b、c三种光测试一新材料光电管，遏止电压与三种光的频率关系如图所示，图像斜率为k，截距为，电子带电量的大小为，下列说法正确的是（　　） A．三种光子的动量 B．由图像可知，普朗克常量为 C．由图像可知，金属材料的逸出功为ed D．若a、b、c是大量氢原子从能级跃迁到低能级时发出的光，则 【答案】C 【解析】A．由题图可知三种光的频率关系为，根据可得，，A错误； BC．根据光电效应方程，有，又有，联立可得，可知，图中直线的斜率表示，，当入射光的频率为零时，，解得金属材料的逸出功，故B错误，C正确； D．若a、b、c是大量氢原子从能级跃迁到低能级时发出的光，根据玻尔理论可得，整理可得，故D错误；故选C。 2．（2023江苏南通三模）石墨烯中碳原子呈单层六边形结构。南京大学的科学家将多层石墨烯叠加，得到了一种结构规则的新材料，其中层与层间距约为六边形边长的两倍。则（　　） A．新材料属于非晶体 B．新材料没有固定的熔点 C．低温下新材料中碳原子停止运动 D．层间相邻碳原子间作用力表现为引力 【答案】D 【解析】AB．新材料由多层石墨烯叠加而成，可知结构规则的新材料为晶体，晶体具有固定的熔点，故A、B错误； C．由分子动理论可知，分子做永不停息的无规则运动，故C错误； D．层与层间距约为六边形边长的两倍，远大于分子间距离，由分子力的特点可知，层间相邻碳原子间作用力表现为引力，故D正确。故选D。 3．（2023山东临沂一模）为了研究某种透明新材料的光学性质，将其压制成半圆柱形，如图甲所示。一束激光由真空沿半圆柱体的径向与其底面过O的法线成θ角射入。CD为光学传感器，可以探测光的强度，从AB面反射回来的光强随角θ变化的情况如图乙所示．现将这种新材料制成的一根光导纤维束暴露于空气中（假设空气中的折射率与真空相同），用同种激光从光导纤维束端面EF射入，且光线与EF夹角为β，如图丙所示。则（　　） A．图甲中若减小入射角θ，则反射光线和折射光线之间的夹角也将变小 B．该新材料的折射率为 C．若该激光在真空中波长为，则射入该新材料后波长变为 D．若该束激光不从光导纤维束侧面外泄，则β角需满足 【答案】BCD 【解析】A．图甲中若减小入射角θ，则反射角减小，折射角也减小，则和折射光线之间的夹角将变大，选项A错误； B．由图乙可知，当入射角大于45°时，反射光线的强度不再变化，可知临界角为C=45°，则该新材料的折射率为，选项B正确； C．若该激光在真空中波长为，则，射入该新材料后波长变为，选项C正确； D．若该束激光恰好不从光导纤维束侧面外泄，则β角需满足，解得 则若该束激光不从光导纤维束侧面外泄，选项D正确。故选BCD。 1．（2025浙江卷-1月）新能源汽车日趋普及，其能量回收系统可将制动时的动能回收再利用，当制动过程中回收系统的输出电压（U）比动力电池所需充电电压（）低时，不能直接充入其中。在下列电路中，通过不断打开和闭合开关S，实现由低压向高压充电，其中正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A．该电路中当开关S断开时，整个电路均断开，则不能给电池充电，选项A错误； B．该电路中当S闭合时稳定时，线圈L中有电流通过，当S断开时L产生自感电动势阻碍电流减小，L相当电源，电源U与L中的自感电动势共同加在电池两端，且此时二极管能导体，从而实现给高压充电，选项B正确； C．该电路中当S闭合时稳定时，线圈L中有电流通过，但当S断开时L也与电路断开，还是只有回收系统的电压U加在充电电池两端，则不能实现给高压充电，选项C错误； D．该电路中当S闭合时稳定时，线圈L中有电流通过，但当S断开时电源U也断开，只有L产生的自感电动势相当电源加在充电电池两端，则不能实现给高压充电，选项D错误。 故选B。 2．（2024湖南卷）根据国家能源局统计，截止到年月，我国风电装机亿千瓦，连续年居世界第一位，湖南在国内风电设备制造领域居于领先地位。某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图所示。已知发电机转子以角速度匀速转动，升、降压变压器均为理想变压器，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻。当用户端接一个定值电阻时，上消耗的功率为。不计其余电阻，下列说法正确的是（　　） A．风速增加，若转子角速度增加一倍，则上消耗的功率为 B．输电线路距离增加，若阻值增加一倍，则消耗的功率为 C．若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则上消耗的功率为 D．若在用户端再并联一个完全相同的电阻，则上消耗的功率为 【答案】A 【解析】转子转动产生的电动势,转子角速度增加一倍,变压器、负载不变,通过的电流变为原来的2倍,上消耗的功率为正确; 输电线上损耗的功率阻值变为原来的2倍,输电线上电流减小,功率小于,B错误; 若升压变压器副线圈匝数增加一倍,输电线路的电流变为原来的2倍,上消耗的功率为错误; 若用户端再并联一个相同电阻,输电线上电流增加不到一倍,上消耗的功率小于错误. 3．（2024广东名校联考）2021年，南京大学研究团队利用四分之一波长管改进了一种声学发电机系统，该系统在100分贝的声音激励下能够产生的峰值功率输出，实现对72个的驱动。如图，塑料膜恒带负电并附着在弹性电极上，二者与打印的导电塑料正对，弹性电极通过外电路与导电塑料相连，在声波的驱动下做受迫振动，在外电路中产生交流电。已知声速约为，则根据你所掌握的知识，下列说法正确的有（　　） A．四分之一波长管类似光学仪器中的增透膜，声波在管口干涉相消 B．交流电的频率由声音的频率决定，发电机输出功率受声音的强度影响 C．该装置用到了电磁感应的原理，将声波振动产生的机械能转化为电能 D．若发电所用的声音频率为，则该装置的长度至少为 【答案】ABD 【解析】A．四分之一波长管可使声波与反射波相差半波长，从而干涉相消与增透膜原理类似，故A正确； B．声音的频率决定弹性电极的振动频率，进而决定交流电的频率，声音的强度影响了电极振动的幅度，从而影响交流电的峰值、有效值以及功率，故B正确； C．该发电装置用到的原理是静电感应而不是电磁感应，故C错误； D．由，已知声速约为，则四分之一波长为，故该装置最小长度应大于，故D正确。故选ABD。 1 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04 新能源与新材料 我国新能源与新材料领域发展迅速，取得多项突破性进展，正逐步走向世界前沿。在新能源方面，我国已成为全球最大的新能源汽车生产国和消费国，锂离子电池、固态电池等储能材料技术不断突破，宁德时代等企业在固态电池研发上取得重要进展。同时，钙钛矿太阳能电池等新兴技术也取得显著成果。 在新材料领域，我国在高温超导材料、碳纤维复合材料、稀土功能材料等方面实现核心技术突破。例如，世界首条35千伏公里级超导电缆已稳定运行超过1000天。此外，我国在高性能钕铁硼永磁材料、金刚石等超硬材料的制备和应用方面也达到国际先进水平。未来，我国将继续聚焦绿色产业、智能产业等前沿领域，推动新能源与新材料的高质量发展 （建议用时：90分钟） 太阳能利用 1．（2023通州三模）为落实国家“双碳”战略，推动能源绿色低碳转型，某区推进新型绿色光伏发电，光伏发电的原理是光电效应。假设太阳光子垂直射到发电板上并全部被吸收。已知光伏发电板面积为，发电板单位面积上受到光子平均作用力为，每个光子动量为（其中为普朗克常量，为光子的频率，为真空中的光速），则下列说法正确的是（　　） A．发生光电效应时，入射光的强度越大遏止电压越高 B．发生光电效应时，入射光的频率越高饱和光电流一定越大 C．秒内该光伏发电板上接收到的光子能量为 D．t秒内该光伏发电板上接收到的光子能量为 2．（2024全国模拟三）太阳能电池发电的原理主要是半导体的光电效应，太阳能硅晶片中，P型半导体中含有较多的空穴（可视为正电荷），而N型半导体中含有较多的电子。当能量等于、波长为的光子打在太阳能硅晶片上时，太阳能硅晶片吸收一个光子恰好产生一对自由电子和空穴，电子—空穴对从太阳能硅晶片表面向内迅速扩散，在结电场的作用下，最后建立一个与光照强度有关的电动势，工作原理如图所示。太阳光照强度越大，太阳能硅晶片单位时间内释放的电子越多，若光速为，则（　　） A．可以得出普朗克常量 B．太阳能硅晶片内部电流方向从下极板流向上极板 C．继续增大太阳光照强度，上下电极间的电势差不会变化 D．用能量为的光子照射太阳能硅晶片，电子和空穴的最大初动能为零 3．（2021西城高三上学期期末）新能源汽车的研发和使用是近几年的热门话题。新能源汽车是指采用非常规的燃料作为动力来源的汽车。新能源汽车的使用将把人类带入清洁能源时代。下面是某品牌新能源汽车介绍中的一段文字： “将近6米的超长车身设计，使得整车车顶集成的太阳能芯片面积达到了6平方米左右。极富流线型的整车造型，隐藏式的轮毂设计，纤细的摄像头式后视镜，使整车风阻大幅下降。全车采用铝合金框架并结合碳纤维车身，整车质量仅700千克，这一轻量化设计使整车能耗极低。” （1）设上述新能源汽车采用混合动力设计，发动机最大输出功率为30kW，在厂区内的实验路段上行驶时所受总阻力约为车和驾驶员总重的0.1倍。试估算50kg的工程师驾驶这种汽车在实验路段上行驶的最高车速； （2）为进一步测试这种汽车的性能，该工程师在上述实验路段上以某种方式行驶，通过计算机采集实验数据，绘出了汽车牵引力F与车速倒数v-1间的关系图线ABC，如图2所示，线段AB平行于横轴，线段BC延长线过坐标原点。请根据图线ABC判断汽车做什么运动，并求B点时发动机的输出功率； （3）已知太阳辐射的总功率P0=4×1026W，太阳到地球的距离r=1.5×1011m，太阳光传播到达地面的过程中大约有34%的能量损失。目前，制作太阳能电池的最好的材料为砷化镓，其将光能转化为电能的效率可达到31.6%。试通过计算分析，这种汽车只采用纯太阳能驱动，且能保持最大输出功率30kW不变的可行性。 风力发电和水利发电 1．（2022延庆一模）如图所示为某地一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为20m的圆面。某时间内该地区的风速是5.0m/s，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为1.2kg/m3，假如这个风力发电机能将此圆内10%的空气动能转化为电能，π取3。下列说法正确的是（　　） A．单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积为6000m3 B．单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能为900J C．单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动量为900kg•m/s D．此风力发电机发电的功率为900W 2．（2025通州高三上学期期中）流量是指单位时间内通过管道横截面的流体体积。水电站常用水库出水管道处水流的动能发电。如图所示，出水管道的直径与管道到水库水面高度H相比很小，管道截面积为S，出水管道水平，出水口距地面的高度为，水的密度为。假设液体不可压缩并忽略流体各部分由于相对运动出现的黏滞力和水库液面高度的变化，水离开管口后在空中做平抛运动，已知重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．出水口处水流的流速大小为 B．出水管道的流量为 C．离开管口后在空中水的体积为 D．水流稳定时、出水口距地面间水柱的机械能为 3．（2022八十中模拟）洋流又叫海流，指大洋表层海水常年大规模的沿一定方向较为稳定的流动．因为海水中含有大量的正、负离子，这些离子随海流做定向运动，如果有足够强的磁场能使海流中的正、负离子发生偏转，便可用来发电．图为利用海流发电的磁流体发电机原理示意图，其中的发电管道是长为L、宽为d、高为h的矩形水平管道．发电管道的上、下两面是绝缘板，南、北两侧面M、N是电阻可忽略的导体板．两导体板与开关S和定值电阻R相连．整个管道置于方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中．为了简化问题，可以认为：开关闭合前后，海水在发电管道内以恒定速率v朝正东方向流动，发电管道相当于电源，M、N两端相当于电源的正、负极，发电管道内海水的电阻为r（可视为电源内阻）．管道内海水所受的摩擦阻力保持不变，大小为f．不计地磁场的影响．（　　） （1）判断M、N两端哪端是电源的正极，并求出此发电装置产生的电动势； （2）要保证发电管道中的海水以恒定的速度流动，发电管道进、出口两端要保持一定的压力差．请推导当开关闭合后，发电管两端压力差F与发电管道中海水的流速v之间的关系； （3）发电管道进、出口两端压力差F的功率可视为该发电机的输入功率，定值电阻R消耗的电功率与输入功率的比值可定义为该发电机的效率．求开关闭合后，该发电机的效率η；在发电管道形状确定、海水的电阻r、外电阻R和管道内海水所受的摩擦阻力f保持不变的情况下，要提高该发电机的效率，简述可采取的措施． 其它发电装置 1．（2023海淀查漏补缺）实验证明，金属棒中的自由电子会发生热扩散现象。当金属棒一端温度高，另一端温度低时，自由电子会在金属棒内部产生热扩散，使得温度较高的一端自由电子的数密度较小，而温度较低的一端自由电子的数密度较大。热扩散作用可以等效为一种非静电力，在温度不均匀的金属棒两端形成一定的电动势，称为汤姆逊电动势。如图所示，金属左侧连接高温热源，保持温度为T1，右侧连接低温热源，保持温度为T2（T1>T2）。此时该金属棒相当于一个电源，将它与一只电阻相连。下列判断正确的是（　　） A．T1端相当于电源的正极，T2端相当于电源的负极 B．T2端相当于电源的正极，T1端相当于电源的负极 C．该电源是把电能转化为热能的装置 D．当该电源放电时，金属棒内的非静电力对电子做负功 2．（2018海淀一模）常用的温差发电装置的主要结构是半导体热电偶．如图所示，热电偶由型半导体和型半导体串联而成，型半导体的载流子（形成电流的自由电荷）是电子，型半导体的载流子是空穴，空穴带正电且电荷量等于元电荷．若两种半导体相连一端和高温热源接触，而另一端、与低温热源接触，两种半导体中的载流子都会从高温端向低温端扩散，最终在、两端形成稳定的电势差，且电势差的大小与高温热源、低温热源间的温度差有确定的函数关系．下列说法正确的是（　　） A．端是温差发电装置的正极 B．热电偶内部非静电力方向和载流子扩散方向相反 C．温差发电装置供电时不需要消耗能量 D．可以利用热电偶设计一种测量高温热源温度的传感器 3．（2021中央民族大学附中12月月考）渗透能发电系统就是设想淡水与海水通过一层半透膜的作用，产生能量并利用该能量进行发电。在研发渗透能过程中，实验系统如图所示，带有个小孔的MoS2半透膜将两种浓度不同的盐水隔开。由于盐水浓度不同，盐水中的离子会通过半透膜上的小孔向着低浓度的方向扩散。小孔直径约5纳米且带负电，只有正离子才能通过小孔，因此最终产生电势差，能向外提供电能。在实验研究中还发现，如果半透膜上的小孔太大，负离子会和正离子一起通过，因此会降低电势差；如果小孔太小，那么通过的正离子太少，电流又太弱。下表是在某次研究中，测得的实验数据。据该实验研究内容，以下叙述正确的是（　　） 发电的能量密度（W/m2） 半透膜厚度（mm） 0.95 0.2 4×103 1×10-3 3×104 7.2×10-6 1×106 0.65×10-6 A．半透膜上小孔的直径大小对发电能力有影响 B．半透膜越薄，发电能力越大 C．向外供电时，a端的电势高，b端的电势低 D．半透膜上小孔的数量不影响发电能力 4．（2024海淀高三上期末）核聚变需要的温度很高，地球上没有任何容器能够经受如此高的温度，但可以利用磁场来约束参与聚变反应的高温等离子体。等离子体由大量的正离子和电子组成，是良好的导体。图甲是一种设计方案：变压器的原线圈通过开关与充电后的高压电容器相连（图中未画出），充入等离子体热核燃料的环形反应室作为变压器的副线圈。从环形反应室中取一小段（可看作圆柱体）来研究，如图乙所示。闭合开关，高压电容器放电，等离子体会定向运动形成如图乙所示的电流，产生类似通电直导线周围的磁场，不但圆柱体外有磁场，而且圆柱体内也有绕行方向相同的磁场。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关，环形反应室中会产生电场 B．本装置能实现对等离子体的加热作用，是由于洛伦兹力做了功 C．从左向右看，图乙中圆柱体外的磁感线沿逆时针方向 D．图乙所示圆柱体内，正离子、电子由于定向移动受到的洛伦兹力都指向圆柱体的内部 5．（2022北京十一学校高三上期中）放射性同位素电池具有工作时间长、可靠性高和体积小等优点，是航天、深海、医学等领域的重要新型电源，也是我国近年重点科研攻关的项目．某同学设计了一种利用放射性元素β衰变的电池，该电池采用金属空心球壳结构，如图所示，在金属球壳内部的球心位置放有一小块与球壳绝缘的放射性物质，放射性物质与球壳之间是真空的．球心处的放射性物质的原子核发生β衰变，向四周均匀发射电子，已知单位时间内从放射性物质射出的电子数为，在金属壳外表面有一块极小的圆形面积，其直径对球心的张角为（弧度制），如图所示，则通过的电流大小约为（　　） A． B． C． D． 能源回收利用 1．（2022海淀二模）加速性能、电能利用率、动能回收等是电动汽车电机的重要指标．如图所示，甲、乙分别是目前被广泛采用的两种电机的简化原理示意图，它们的相同点是利用作为定子的电磁铁（二组线圈，图中和；和；和所示）交替产生磁场，实现了电磁铁激发的磁场在平面内沿顺时针方向转动的效果，以驱动转子运动；不同的是甲图所示电机的转子是一个永磁铁，而乙图所示电机的转子是绕在软铁上的闭合线圈．通过电磁驱动转子转动，可以为电动汽车提供动力．假定两种电机的每组电磁铁中电流变化周期和有效值均相同，下列说法正确的是（　　） A．电机稳定工作时，乙电机转子的转速与电磁铁激发磁场的转速相同 B．电机稳定工作时，乙电机产生的焦耳热相对较少 C．电机稳定工作时，乙电机转子的转速越接近电磁铁激发磁场的转速，其所受安培力就越大 D．刹车（停止供电）时，甲电机转子由于惯性旋转，可以通过反向发电从而回收动能 2．（2024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。 3．（2024顺义一模）新能源汽车时代一项重要的技术是动能回收系统。其原理如图甲所示，当放开加速踏板时，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，切割磁感线产生感应电流，当逆变器输入电压高于UC时，电机可以为电池充电，当电压低于UC时，动能回收系统关闭。将质量为M的电动汽车的动能回收系统简化为如图乙所示的理想模型，水平平行宽为L的金属导轨处于竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中，金属板MN的质量等效为汽车的质量，金属棒在导轨上运动的速度等效为汽车速度，将动能回收系统的电阻等效为一外部电阻R。求 （1）当逆变器输入电压等于UC时，汽车的速度vC； （2）电动汽车以速度v（v>vC）开始制动时，由动能回收系统产生的加速度的大小a； （3）电动汽车以n倍（n大于1）vC行驶时，突发情况采取紧急制动，动能回收系统开启时传统机械制动全程介入，传统机械制动阻力与车速成正比。速度降为vC时，动能回收系统关闭，传统机械制阻力变为车重的μ倍，重力加速度为g。若动能的回收率为，则 a．制动过程中被回收的动能； b．制动过程电动汽车的总位移x。 新材料的力学特点 1．（2021重庆沙坪八中）为了研究新材料的抗打击能力，研究人员做了如下试验。用材料1做成甲物块，用材料2做成乙物块，两物块形状相同，并水平固定：同一型号子弹以相同的初动能分别水平射入两物块，子弹运动过程中受到的阻力恒定，完整的运动径迹如图所示。比较子弹在两物块中运动的整个过程，下列结论正确的是（　　） A．在甲中克服阻力做功更少 B．在甲中运动的时间更短 C．在甲中的动量变化量更大 D．在两物块中所受阻力冲量大小相等 2．（2024山东烟台高三上学期期中）某伞具制造企业研发了一种新型材料制作伞面，为了测评新材料承受暴雨的能力，测试小组将横截面直径为d的水流以速度v垂直射到要检测的材料上，碰到材料后水的速度减为零，已知水的密度为ρ，若水的重力影响不计，则此新材料受到水的冲力大小为（　　） A． B． C． D． 3．（2022四川成都联考）为探究某新材料的部分特性，一学习小组设计了如下实验，在水平桌面上平放一直尺，紧靠刻度线的一侧放大小相同的实心铁球A（黑色）和新材料实心球B（白色），让A球以某一速度向静止的B球运动，碰撞前后的频闪照片如图所示。已知频闪仪每隔0.02s闪光一次，A球的质量为7.8kg。 （1）碰撞前A球的速度大小为m/s（结果保留2位有效数字）。 （2）B球的质量为kg（结果保留2位有效数字）。 新材料的电磁学特性 1．（2024江西卷）石墨烯是一种由碳原子组成的单层二维蜂窝状晶格结构新材料，具有丰富的电学性能．现设计一电路测量某二维石墨烯样品的载流子（电子）浓度。如图（a）所示，在长为，宽为的石墨烯表面加一垂直向里的匀强磁场，磁感应强度为，电极、间通以恒定电流，电极、间将产生电压。当时，测得关系图线如图（b）所示，元电荷，则此样品每平方米载流子数最接近（　　） A． B． C． D． 2．（2024江西六校联考）我国新能源汽车企业在整车制造和相关电池技术上作了长期积累，实现汽车领域“换道超车”，这离不开我国社会主义市场经济体制的作用发挥。新能源汽车加速增长，推动我国汽车出口已然迎来规模效应与品牌效应的新机遇期。某同学设计了如图甲所示的电路，想准确测量某新型电源的电动势和内阻。只考虑电表内阻所引起的误差，他提出一种可以准确测量干电池电动势和内阻的方案： （1）如图甲连接电路，闭合开关S1，将开关S2接在a端，调节电阻箱R的阻值，记录多个电压表和电流表的系数，作出U-I图线，如图乙中图线1所示，图线1与U轴和I轴的截距分别为U1和I1。 （2）保持开关S1闭合，再将开关S2接在b端，调节电阻箱R的阻值，记录多个电压表和电流表的示数，作出U-I图线，如图乙中图线2所示，图线2与U轴和I轴的截距分别为和U2和I2。 （3）根据上述实验可得：电源电动势的真实值为，内阻的真实值为，同时也可测出电流表内阻为； （4）用此电路测出的电流表的内阻系统误差（选填“有”或“无”） 新材料的其它性能 1．（2024山西太原二模）用大量氢原子发出的a、b、c三种光测试一新材料光电管，遏止电压与三种光的频率关系如图所示，图像斜率为k，截距为，电子带电量的大小为，下列说法正确的是（　　） A．三种光子的动量 B．由图像可知，普朗克常量为 C．由图像可知，金属材料的逸出功为ed D．若a、b、c是大量氢原子从能级跃迁到低能级时发出的光，则 2．（2023江苏南通三模）石墨烯中碳原子呈单层六边形结构。南京大学的科学家将多层石墨烯叠加，得到了一种结构规则的新材料，其中层与层间距约为六边形边长的两倍。则（　　） A．新材料属于非晶体 B．新材料没有固定的熔点 C．低温下新材料中碳原子停止运动 D．层间相邻碳原子间作用力表现为引力 3．（2023山东临沂一模）为了研究某种透明新材料的光学性质，将其压制成半圆柱形，如图甲所示。一束激光由真空沿半圆柱体的径向与其底面过O的法线成θ角射入。CD为光学传感器，可以探测光的强度，从AB面反射回来的光强随角θ变化的情况如图乙所示．现将这种新材料制成的一根光导纤维束暴露于空气中（假设空气中的折射率与真空相同），用同种激光从光导纤维束端面EF射入，且光线与EF夹角为β，如图丙所示。则（　　） A．图甲中若减小入射角θ，则反射光线和折射光线之间的夹角也将变小 B．该新材料的折射率为 C．若该激光在真空中波长为，则射入该新材料后波长变为 D．若该束激光不从光导纤维束侧面外泄，则β角需满足 1．（2025浙江卷-1月）新能源汽车日趋普及，其能量回收系统可将制动时的动能回收再利用，当制动过程中回收系统的输出电压（U）比动力电池所需充电电压（）低时，不能直接充入其中。在下列电路中，通过不断打开和闭合开关S，实现由低压向高压充电，其中正确的是（　　） A． B． C． D． 2．（2024湖南卷）根据国家能源局统计，截止到年月，我国风电装机亿千瓦，连续年居世界第一位，湖南在国内风电设备制造领域居于领先地位。某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图所示。已知发电机转子以角速度匀速转动，升、降压变压器均为理想变压器，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻。当用户端接一个定值电阻时，上消耗的功率为。不计其余电阻，下列说法正确的是（　　） A．风速增加，若转子角速度增加一倍，则上消耗的功率为 B．输电线路距离增加，若阻值增加一倍，则消耗的功率为 C．若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则上消耗的功率为 D．若在用户端再并联一个完全相同的电阻，则上消耗的功率为 3．（2024广东名校联考）2021年，南京大学研究团队利用四分之一波长管改进了一种声学发电机系统，该系统在100分贝的声音激励下能够产生的峰值功率输出，实现对72个的驱动。如图，塑料膜恒带负电并附着在弹性电极上，二者与打印的导电塑料正对，弹性电极通过外电路与导电塑料相连，在声波的驱动下做受迫振动，在外电路中产生交流电。已知声速约为，则根据你所掌握的知识，下列说法正确的有（　　） A．四分之一波长管类似光学仪器中的增透膜，声波在管口干涉相消 B．交流电的频率由声音的频率决定，发电机输出功率受声音的强度影响 C．该装置用到了电磁感应的原理，将声波振动产生的机械能转化为电能 D．若发电所用的声音频率为，则该装置的长度至少为 1 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 $$