热点04 新能源汽车（热点专练）（上海专用）2026年高考物理二轮复习讲练测

热点04 新能源汽车 目录 2 1. 国家能源与环保战略需求 2 2. 产业政策与市场发展推动 2 3. 核心技术创新突破 2 4. 区域场景与考试导向结合 2 3 【核心知识点】 3 【常见题型】 3 【考向分析】 4 6 考向01 运动学 6 考向02 动力学 8 考向03 功与能 11 考向04 电磁学 14 考向05 综合应用 18 上海高考物理常将新能源汽车作为考查载体，其热点背景紧密结合国家战略、产业发展、技术突破和社会需求，既能关联物理核心知识点，又贴合现实发展趋势，以下是具体总结： 1. 国家能源与环保战略需求 · 保障能源安全：我国是原油进口大国，进口石油多用于交通运输，燃油车的大量使用加剧了能源对外依赖。发展新能源汽车可摆脱对传统化石能源的过度依赖，是突破能源困局的重要举措，这一背景常作为试题中分析新能源汽车发展必要性的切入点。 · 助力 “双碳” 目标：为减少二氧化碳等温室气体排放，应对全球气候变化，我国践行 “碳达峰、碳中和” 战略。新能源汽车相较燃油车可大幅降低污染物排放，其推广应用是实现低碳发展的关键路径，该背景常与能量守恒、环保相关的物理问题结合考查。 2. 产业政策与市场发展推动 · 政策持续扶持：我国将新能源汽车作为战略性新兴产业，出台多项优惠政策助力发展。同时推进充电基础设施建设，华为全液冷超级充电桩等技术落地，这些政策与基建进展为试题提供了充电功率、充电效率等相关物理场景。 · 市场与出口优势显著：我国新能源汽车产销量已连续多年全球第一，出口量位居全球前列，还出现 “车能路云” 融合的智能出行生态趋势。上海本地试题也常结合这一产业盛况，设计车辆行驶、碰撞测试等相关物理模型题。 3. 核心技术创新突破 · 动力电池技术升级：电池领域成果不断，如宁德时代麒麟电池实现 “千里续航”，磷酸铁锂 4C 超充电池可10分钟充电续航40公里。试题常围绕电池容量、充电时的电流与电压计算等物理知识点出题。 · 电机与电控技术成熟：新能源汽车多采用交流永磁同步电机等，驱动电机的额定功率、输出机械功率等参数频繁出现在试题中。同时，减速或刹车时的动能回收技术，可通过电磁感应原理将动能转化为电能反馈给电池，这一过程常作为电磁感应、能量转化相关题型的核心背景。 · 新兴技术逐步应用：无线充电技术因安全可靠、空间利用率高等优点得以推广，其原理涉及电磁感应中 “地面供电线圈磁场变化使车身受电线圈产生感应电流”，是电磁感应知识点的热门考查场景；此外，车身轻量化设计（如碳纤维车身）减少能耗，也常与受力分析、功率计算结合命题。 4. 区域场景与考试导向结合 上海作为新能源汽车推广和技术创新的重要区域，本地试题常融入区域相关场景，比如杭州亚运会使用新能源汽车运送物资等案例。同时，试题设计紧扣物理学科核心素养，将新能源汽车的启动加速、匀速行驶、刹车制动等过程，与运动学公式、功率公式（P=Fv）、牛顿运动定律、电磁感应等知识点深度融合，既呼应热点，又考查学生对物理知识的实际应用能力。 【核心知识点】 结合上海高考物理的命题特点，新能源汽车相关考点多以实际场景为依托，串联电磁学、力学、能量、热学等核心知识模块，且在二模等模拟题中常以压轴题形式出现，以下是更贴合真题考查角度的核心知识点整理： 1. 电磁学模块 · 驱动电机原理： 核心是法拉第电磁感应定律，考查正弦电流有效值的应用，分析电机损耗降低的原理。 · 无线充电原理： 类比变压器的电磁感应原理，地面发射线圈通交变电流产生变化磁场，车载接收线圈因磁通量变化产生感应电流。 · 能量回收机制： 基于楞次定律，制动时电机切换为发电机模式，车轮带动转子切割磁感线产生感应电流，感应电流的磁场阻碍车轮转动，实现制动并回收电能。 2. 力学模块 动力与运动计算： 核心是功率公式P=Fv与牛顿第二定律的结合。同时考查系统总功率计算，即总功率等于各电机功率之和，还会涉及故障时功率重新分配的原理。 3. 能量与电路模块 · 电池能量相关计算：重点应用电功公式W=UIt，结合能量密度分析续航能力。 · 电池电路规律：氢燃料电池通过单电池串联提高输出电压，考查串联电路电压规律，再结合P=UI计算电池堆功率；固态电池的复合电解质体系，可通过串并联电阻模型分析等效电导率，涉及电阻串并联规律的应用。 【常见题型】 上海高考物理中新能源汽车相关题型多结合实际行车、充电等场景，以选择、计算大题为主，常串联力学、电磁学、能量等核心知识，且在二模等模拟考的压轴题中高频出现，具体常考题型及示例如下： 1. 无线充电原理分析题 以新能源汽车无线充电的发射线圈、接收线圈为背景，考查类似变压器的电磁感应原理。核心是区分实际无线充电与理想变压器的差异，分析磁通量损耗对充电的影响。 2. 驱动电机相关计算题 以永磁同步电机为载体，结合法拉第电磁感应定律出题。考查正弦电流有效值计算，分析电机损耗降低的原因。还可能以综合题形式，要求结合电路知识计算电动机的输出功率。 3. 启动与加速计算题 如给出新能源汽车零至百公里加速时间（如 4.4 秒），计算加速度；同时结合匀加速直线运动平均速度公式，计算加速过程中行驶的距离。还有以恒定功率启动为背景的题目，分析速度随时间变化的图像，判断牵引力、加速度的变化规律。 4. 最大速度与阻力计算题 题干通常给出汽车的额定功率和最大行驶速度，当汽车匀速行驶时，牵引力与阻力平衡，利用P = Fv = fv反推阻力大小，结合图像得出匀加速阶段牵引力，进而计算阻力和匀加速时间等。 5. 电池容量与续航计算题 如已知充电功率和充电时间，且充电仅补充电池 65% 的电量，先通过W = Pt计算充电量，再反推电池的总实际容量；还会给出百公里耗电量，计算电池充满电后的实际续航里程。此外，也会对比不同电池的能量密度，结合W = UIt分析续航差异。 6. 燃料电池电路分析题 以氢燃料电池堆为背景，考查串联电路规律。比如单电池输出电压固定，给出串联的单电池数量，计算电池堆的总输出电压，再结合输出电流，用P = UI计算电池堆的输出功率；对于固态电池，还会通过串并联电阻模型，考查等效电导率的相关计算。 7. 热学关联题型 通常结合运动过程中轮胎气体的状态变化，分析计算轮胎气压、温度变化规律，核心知识点是气体的状态方程。 【考向分析】 上海高考物理中新能源汽车的考向紧密贴合 “素养立意、情境为核” 的命题理念，聚焦学科核心知识的综合应用，同时关联产业技术实际，且题型和考查重点呈现出鲜明的规律性，具体考向分析如下： 1. 核心知识深度融合，聚焦综合应用能力 新能源汽车相关考题很少单独考查某一知识点，多以汽车启动、制动、充电等场景为载体，实现多模块知识的串联，这也是最核心的考向。一是力学与能量的结合，比如以汽车匀加速启动、恒定功率行驶为情境，串联牛顿第二定律、功率公式、动能定理等知识，计算加速度、最大速度、运动时间等，像计算新能源汽车从启动到达到最大速度过程中的牵引力变化、运动位移等都是高频设问。二是电磁学与能量回收的融合，围绕再生制动系统出题，结合楞次定律、电磁感应原理，分析电机切换为发电机时的能量转化过程，还会考查能量回收效率的计算，比如通过制动时间、回收电能等数据推导效率公式。三是电路与电池性能的结合，以氢燃料电池、固态电池为背景，考查串并联电路规律、电功公式W = UIt，计算电池堆功率、电池总容量等，同时对比不同电池的能量密度，分析续航差异。 2. 真实技术场景切入，考查模型建构能力 考题常选取新能源汽车的前沿技术作为情境，要求考生将复杂实际场景抽象为物理模型，这是体现学科素养的重要考向。例如 2024 届松江区二模压轴题，以新能源汽车无线充电为情境，将发射线圈和接收线圈抽象为无铁芯的变压器模型，考查电磁感应中磁通量、感应电流频率等知识点，判断线圈间距、金属护板对充电效率的影响。还有围绕永磁同步电机出题，将电机定子、转子的运动抽象为电磁感应模型，结合频率、磁极对数计算电机转速；以及把车身轻量化设计中的材料选择，转化为密度与受力、功率的关联模型，分析碳纤维、铝合金等材料降低能耗的原理。 3. 题型分布灵活，梯度设计清晰 从题型来看，新能源汽车相关考点在选择、计算、论证等题型中均有涉及，且题目梯度明显。选择题多为基础概念和原理判断，比如判断无线充电时感应电流频率是否随线圈间距变化、汽车恒定功率启动时牵引力的变化规律等。计算题多为中档或压轴题，步骤综合性强，例如先根据汽车受力分析推导牵引力，再结合功率公式计算速度，最后用动能定理求解能量变化，部分题目还会结合图像（如v-t图像、F - 1/v图像），要求考生通过图像提取信息计算关键物理量。此外，近年还出现论证类设问趋势，比如让考生阐述固态电解质的力学特性如何保障电池安全，或说明再生制动的能量转化原理，以此考查逻辑表达能力。 4. 紧扣节能与安全主题，渗透学科价值 考查考题常围绕新能源汽车的核心优势和关键安全技术设问，渗透科学态度与责任的素养考查，这也是贴合政策和产业发展的重要考向。例如结合电池热管理系统，考查热传导、对流、辐射三种热传递方式在电池散热中的应用，分析固态电池如何通过提升热失控温度增强安全性。还有关联再生制动技术，考查其如何减少制动时的能量损耗，强化考生的节能意识；围绕气囊减震等安全技术，结合动量、能量守恒分析碰撞时的缓冲原理，让考生理解物理知识在保障出行安全中的实际意义。 考向01 运动学 1．（25-26高一上·上海徐汇·月考）新能源汽车 新能源汽车受到越来越多的关注，各方面性能也成为大家的关注点。 (1)如图是摄影中“追拍法”的作品，摄影师眼中的车身是静止、清晰的，而背景是运动、模糊的，摄影师用自己的方法表达了运动的美。请问摄影师选择的参考系是（　　） A．车辆 B．路边的树木 C．行驶的路面 D．远处的大山 (2)物理学中引入“平均速度”、“平均加速度”等概念运用的科学方法是 ，质点的提出运用的科学方法是 ，瞬时速度引入的科学方法是 。 (3)表为某型号轿车的部分参数。汽车在测量“百公里加速时间”时，往往在平直的公路上进行。该轿车从静止加速到的平均加速度约为 。 某型号轿车的部分参数 功率  301 百公里加速时间  6.71 最高速度   265 (4)为了测试某型号新能源车的加速性能，用频闪相机拍摄了该车在公路上做匀加速直线运动的频闪照片，如图所示。已知频闪相机每隔1.0秒曝光一次，车身长度为4.5米，则该车的加速度为 ，第3次曝光时车的速度为 m/s。 (5)如图所示，某轿车沿笔直的公路行驶，公路旁每两个路灯间的距离是，测得轿车从第1个路灯行驶到第2个路灯用时3s，从第2个行驶到第3个用时2s。如果忽略车身长度，将其运动视为匀加速直线运动，则轿车的加速度a= ；轿车经过第2个路灯时的速度 。 (6)短跑运动员匀加速前进时，加速度大小为，冲过终点匀减速时，加速度大小为，全程共，问： ①若运动员全程的最大速度为，达到最大速度时，位移为多少？ ②若运动员全程的最大速度为，所用的最短时间是多少？ ③如果运动员先加速前进，然后匀速，最后减速，全程共用时间为16s，全程的最大速度是多少？ （25-26高一上·上海闵行·期中）随着交通工具的普及和道路网络的扩展，交通安全问题日益凸显其重要性。 2．新能源汽车由电脑和电机控制加速，因此加速过程可看做匀加速。某款新能源汽车从静止起直线加速到的速度，只需，则下列说法正确的是（　　） A．该汽车在这3s内行驶了 B．该汽车在这3s内的加速度为 C．该汽车在这3s内的平均速度为 D．该汽车在末的瞬时速度为 3．当汽车在公路上行驶时，关于汽车的平均速度，下列说法中正确的是（　　） A．只要汽车的速度不为零，它在任何时间内的平均速度一定不为零 B．汽车行驶的越远，其平均速度也一定越大 C．汽车的瞬时速度不可能与它的平均速度相同 D．当汽车的瞬时速度不断变化时，在某段时间内的平均速度为零是可能的 4．（多选）有一辆卡车以的速度匀速行驶，司机突然发现正前方十字路口一个老人跌倒，该司机经0.6s反应时间后立即刹车，卡车开始匀减速前进，最后停在老人前1.5m处，避免了一场事故。已知刹车过程中卡车加速度大小为，则（　　） A．司机发现情况后，卡车经过3s停下 B．司机发现情况时，卡车与该老人的距离为 C．从司机发现情况到停下来的过程，卡车的平均速度为 D．若卡车的初速度为，其他条件都不变，则卡车将撞到老人 5．（多选）某高速公路利用自动测速仪测汽车速度，雷达向汽车驶来方向发射不连续的脉冲电磁波（速度为），每次发射时间约为百万分之一秒，两次发射时间间隔为。当雷达向汽车发射电磁波时，在指示器荧光屏上呈现出一个尖波形；在收到反射回来的电磁波时，在荧光屏上呈现第二个幅度较小的尖形波（如图所示）。则下面关于测速原理及结果表达正确的是（　　） A．第一次反射电磁波时汽车离雷达的距离为 B．第二次反射电磁波时汽车离雷达的距离为 C．汽车速度为 D．汽车速度为 考向02 动力学 （25-26高三上·上海普陀·阶段练习）小舞暑假和家人一起去北京游玩，他们先乘坐京沪高铁到达北京，之后租了一辆轿车自由行。京沪高铁是一条连接北京市与上海市的高速铁路，由北京南站至上海虹桥站，全长1318km，直线距离约为900km。 1．为了研究列车的运动，小舞利用传感器绘制出了一段时间内列车运动的x-t图像，下列说法正确的是（ ） A．列车在0-3s内做曲线运动 B．0-3s内列车的速度逐渐增大 C．列车在2s末和3s末的速度大小相等 D．列车在0-3s内的平均速度大小为24m/s 2．若小舞乘京沪高铁往返于上海与北京两地，往、返过程的位移 （选填“A、相同”或“B、不同”）， （选填“A、能”或“B、不能”）画出他从上海到北京过程的v-t图像。 3．小舞看到一只蜜蜂和一辆在平直路上行驶的自行车以同样大小的速度并列运动，如果这只蜜蜂眼睛盯着车轮边缘上某一点，那么它看到的这一点的运动轨迹是（　　） A． B． C． D． 如图所示，小舞的爸爸驾驶长度的轿车正在由西向东行驶，某时刻他发现一辆长度的公共汽车正在由南向北匀速行驶，此时轿车的速度，公共汽车的速度，轿车车头到十字路口的距离，公共汽车车头到十字路口的距离，不计汽车和道路的宽度。 4．若发现公共汽车的同时，小舞爸爸立刻驾驶轿车做匀加速运动，为避免两车相撞，求轿车加速度的最小值； 5．若发现公共汽车的同时，小舞爸爸驾驶轿车做匀减速运动，为避免两车相撞，求轿车加速度的最小值。 6．（24-25高一下·上海杨浦·期中）新能源汽车 中国的新能源汽车市场正迅速壮大。 (1)汽车质检时，将汽车的主动轮压在两个粗细相同的有固定转动轴的滚筒上，如图所示。车内轮A的半径为RA，车外轮B的半径为RB，滚筒C的半径为RC，车轮与滚筒间不打滑，当车轮以恒定速度运行时，A、B轮边缘的线速度大小之比为 ，B、C 轮边缘的向心加速度大小之比为 。 (2)如图所示，新能源汽车沿等螺距车道向下做匀速率运动，该轨道各处弯曲程度相同，在此过程中，该小车（　　） A．始终处于平衡状态 B．始终处于失重状态 C．始终处于超重状态 D．重力功率始终不变 (3)（多选题）一新款小型电动汽车上市前进行了水平路面直线驾驶性能检测，汽车运动的位移（x）与速度的平方（v2）关系的图像如图所示，当汽车位移为20m时，电动机功率达到额定功率P0=50kW，之后保持额定功率运行。已知汽车质量为1.2t，所受阻力恒定，下列说法正确的是（　　） A．汽车运动的最大速度约为25m/s B．汽车运动过程中所受阻力大小为3×103N C．汽车启动后先做匀加速直线运动，加速度大小为2.5m/s2 D．位移为20m后，汽车做加速度减小的加速运动后做匀速直线运动 (4)一段倾斜角θ=37°的斜面AB与弧面BC相切于B点。质量为m=2000kg的汽车从斜面底部A点由静止开始沿着斜面AB起动，如图甲所示。已知汽车受到斜面的阻力与车对斜面的压力的比值为0.25。汽车在斜面AB上运动的加速度随时间变化如图乙所示。12.0s时汽车达到额定功率，随后汽车保持额定功率继续运动，汽车到达B点前已经达到最大速度vmax。此后关闭发动机，汽车继续沿着圆弧向上滑行。不计空气阻力，已知g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，汽车可视作质点。求： ①汽车匀加速直线运动过程中的最大速度v1及牵引力F； ②汽车的额定功率； ③汽车在斜面AB上能到达的最大速度vmax； ④为保证汽车不脱离弧面安全行驶至C点，在设计弧面半径时有什么要求，并说明理由。 考向03 功与能 1．（24-25高一下·上海嘉定·期中）质量的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，图甲表示汽车运动的速度与时间的关系，图乙表示该汽车牵引力的功率与时间的关系，设汽车在运动过程中阻力不变，在末汽车的速度恰好达到最大。 (1)请描述电动汽车的运动情况： (2)汽车受到最大的牵引力为 N。 (3)在过程中电动汽车牵引力做的总功为 J。 (4)在过程中电动汽车的位移为 m。 2．（24-25高一下·上海浦东新·期中）汽车是人们最常用的代步工具之一。请回答下列有关问题： (1)若某款新能源汽车速度大小不变，则其轨迹上与b点的运动方向相同的点还有 处；a、b、c、d四点中发生侧滑可能性最大的是 点。 (2)汽车从a到b进入弯道做减速运动，能表示汽车所受合外力方向的是（　　） A． B． C． D． (3)汽车质检时，将汽车的主动轮压在两个粗细相同的有固定转动轴的滚筒上，使车轮转动时汽车仍在原地不动，如图所示，车内轮A的半径为，车外轮B的半径为，滚筒C的半径为，车轮与滚筒间不打滑，当车轮以恒定速度运行时， B、C轮边缘的向心加速度大小之比为 。若后轮胎外测的边缘上有一个黑色小石子当汽车运动速度为v时，小石子刚好运动到达最高点且离开轮胎，则小石子在最高点离开轮胎时的速度为 。 (4)一辆新能源汽车在平直的公路上由静止启动，图中图线A表示该车运动的速度和时间的关系，图线B表示车的功率和时间的关系。设车在运动过程中阻力不变，车在6s末前做匀加速运动，在16s末开始匀速运动。可知车在运动过程中阻力为 N，车的质量为 kg。 (5)某汽车匀速行驶时发动机和传动与变速系统内的功率分配关系如图所示。图中数据为车以的速率匀速行驶时的功率。汽车行驶时所受空气阻力与瞬时速率的关系为（k为恒量），所受路面的阻力fs大小恒定。求： ① 恒量k的单位（用国际单位制的基本单位表示）； ② 汽车以匀速运动时，发动机的输出功率P0； ③ 汽车以匀速运动时受到的驱动力的大小； ④ 若汽车发动机最大输出功率，水泵功率恒定，传动与变速系统因内部机件摩擦而损耗的功率与汽车的行驶速率成正比。通过计算说明该汽车能否以速率3匀速行驶。 （2024·上海青浦·二模）能源 能源，是指能够提供能量的资源。这里的能量通常指热能、电能、光能、机械能、化学能等。 3．“能源分类相关图”如图甲所示，下列选项中全部符合图中阴影部分的能源是（　　） A．太阳能、风能 B．水能、天然气 C．地热能、核能 D．煤炭、潮汐能 4．关于能量和能源，下列表述中正确的是（　　） A．只要能量守恒的过程就一定能自发进行 B．能量是守恒的，所以能源永不枯竭 C．能量可以从一种形式转化为另一种形式 D．能量的可利用价值变小，能的总量会不断减少 5．一辆新能源小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v-t图像如图乙所示。已知汽车的质量为，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍（g取10m/s2），则汽车在前5s内的牵引力为 N，汽车的最大速度为 m/s。 6．今年我国新能源纯电车“800V高压平台”车型开始逐渐普及。相比原“400V”车型，不但补能时间大大缩短，同时降低了整车的能耗，缓解了车主续航的焦虑。如图丙是新能源汽车驱动电路简单示意图，高压动力电池总功率为P，内阻不计，电池两端电压为U，整个回路的电阻为r。试用所学知识阐述当高压动力电池总功率P不变时，随着动力电池两端电压U的提升，驱动系统上功率的变化情况： 。 7．质量为1500kg的新能源汽车以10m/s的速度在水平面匀速直线前进，通过激光雷达和传感器检测到正前方22m处有静止障碍物时，系统立即自动控制汽车，首先使之做加速度大小为1m/s2的匀减速直线运动，并向驾驶员发出警告。当汽车继续前行至某处时自动触发“紧急制动”，汽车切断动力系统，同时提供12000N的总阻力使其做匀减速直线运动，最终该汽车恰好没有与障碍物发生碰撞。求： （1）汽车在“紧急制动”过程的加速度大小； （2）汽车在上述22m的运动全过程中的平均速度的大小。 考向04 电磁学 1．截至2025年4月1日，北京市新能源汽车充电桩数量突破40.4万个。图（a）为某地一交流充电站，图（b）为充电站内给充电桩供电的电路示意图，理想变压器原线圈输入电压为11kV，单个充电桩的充电电压为220V，充电电流为15A。则原、副线圈的匝数比及四个充电桩同时正常为新能源汽车充电时通过原线圈的电流分别为（　　） A．， B．， C．， D．， 2．随着新能源汽车的普及，无线充电技术得到进一步开发和应用。如图甲所示，由地面铺设的供电线圈将电能传送至电动汽车底部的受电线圈，从而对车载电池进行充电，电路模拟如图乙所示。已知供电线圈和受电线圈匝数比为，当供电线圈接入图丙所示的正弦交流电后，受电线圈中的电流为。忽略电能传输的损耗，供电线圈和受电线圈可视为理想变压器，下列说法正确的是（　　） A．受电线圈的输出电压为 B．供电线圈的输入功率为 C．受电线圈的电流方向每秒改变50次 D．供电线圈和受电线圈电流之比为 3．绿色环保、低碳出行已经成为一种时尚，新能源汽车越来越受市民的喜爱，正在加速“驶入”百姓家。某品牌电动汽车安装充电桩的电路图如下，已知总电源的输出电压 ，输出功率，输电线的总电阻r=12Ω，变压器视为理想变压器，其中升压变压器的匝数比 ，汽车充电桩的额定电压为50V。下列说法正确的是（　　） A．输出功率 P1不变时，输电电压 U2越高，输电线上损失的功率越小 B．输电线上的电流为 80A C．用户获得的功率为 D．降压变压器的匝数比 4．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，其中可能实现的方案是（　　） A． B． C． D． 5．无线充电技术已经在新能源汽车等领域得到应用。地下铺设供电的送电线圈，车上的受电线圈与蓄电池相连，如图所示。送电线圈和受电线圈匝数比为n1∶n2=4∶1。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2A。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．受电线圈的电流方向每秒改变100次 B．送电线圈的输入电压为 C．受电线圈的输出电压为55V D．送电线圈的输入功率为110W （2024·上海松江·二模）电磁感应现象与应用 1831年法拉第发现了电磁感应现象，麦克斯韦建立了电磁场理论。 6．如图为最早的发电机装置，由 （选填：A．法拉第  B．奥斯特）发明；当圆盘向同一方向时快时慢地转动时，通过电阻器的电流是 （选填：A．交流电  B．直流电）。 7．如图，新能源汽车由地面供电装置（发射线圈，连接家用电源）将电能传送至轿车底部的感应装置（接收线圈，连接充电电池），对车载电池进行充电。则（　　） A．增大发射线圈与接收线圈的间距，接收线圈中感应电流的频率不变 B．发射线圈和接收线圈的磁通量变化率相等 C．为了保护接收线圈不受损坏，可在接收线圈下再加装一个金属护板 D．增大发射线圈与接收线圈的间距，发射线圈与接收线圈两端电压之比不变 8．某储能装置是一个电容为的电容器。现用高压对电容器进行充电，电容器充电后储存的电量为 C；储存的能量为 J。 9．如图发电机模型，一边长为L的单匝正方形线圈，在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度绕轴匀速转动。通过理想变压器与负载电阻为R相连，不计其它电阻，变压器左右线圈匝数之比为k，则： （1）当线圈平面与磁场 （选填：A．垂直  B．平行）时，线圈中的电动势最大，最大值为 ； （2）从图示位置开始计时，线圈中的电动势随时间变化的关系式为 ； （3）（计算）线圈转动过程中电阻R的功率 。 10．如图，水平面内的两根平行金属导轨处在竖直向上的匀强磁场中。两根相同的金属棒ab和cd垂直横跨在导轨两端，其中cd棒通过绝缘细线跨过定滑轮与重物M连接。由静止同时释放两根金属棒，忽略各处摩擦，导轨足够长，不考虑可能发生的碰撞。请定性画出重物M下落过程的速度时间图像 。 考向05 综合应用 （24-25高三上·上海·期中）2020年11月，国务院办公厅印发《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》，要求深入实施发展新能源汽车国家战略。 1．汽车安全气囊被称为“生命的守护神”，汽车发生碰撞事故安全气囊弹出，可以减小人体（　　） A．动量的变化 B．受到的冲量 C．动能的变化 D．受到的作用力 2．为了汽车行驶安全，所有的汽车挡风玻璃和大灯都装上了偏振片。光的偏振说明光是一种（　　） A．横波 B．纵波 C．电磁波 3．新能源汽车的能量回收系统，利用电磁感应回收能量存储在电容器中。某同学用如图电路研究利用电磁感应为电容器充电的现象，两间距为、阻值可忽略不计的平行光滑导轨沿水平方向固定，导轨左端连接的电容器。两导轨间存在磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场。质量为、阻值可忽略不计的导体棒垂直导轨放置。在导体棒上施加一水平向右的恒力同时开始计时，导体棒产生的加速度大小恒为。棒始终垂直导轨且与导轨接触良好。 (1)写出电容器带电量随时间变化关系式； (2)判断电容器充电时电流是否变化，并说明理由； (3)求恒力的大小。 4．（24-25高二下·上海闵行·期末）交通工具 汽车是现代社会人们出行的主要交通工具。其运行过程中相应的运动情况、安全性能、胎压等问题都是我们不可忽视的地方。 (1)胎压，严格意义上指的是轮胎内部空气压强，是汽车行车安全及动力性能一个重要指标。从微观角度看，压强的影响因素有：分子的质量、分子热运动的剧烈程度和 ；通常为了安全起见，汽车轮胎内的压强是在2.3−2.5bar（1bar=105Pa），请用国际单位制基本单位表示压强的单位1Pa=1 。 (2)如图所示是某小区出口自动门控制电路局部示意图，当有车辆经过门前10m处位置时，由于压力增大、埋在道路上的压力传感器阻值Rx变大，A、B间的电压发生变化，控制电路接通，大门自动打开，电路中电源内阻r不能忽略。当有车辆通过时，下列判断正确的是（　　） A．通过R0的电流变大 B．电源内阻r消耗功率变小 C．R0两端的电压变大 D．A、B间的电压变大 (3)炎热的夏天，在高速公路上疾驶的汽车极易发生“爆胎”的现象，从而引发车祸，必须引起人们足够的重视。一辆停在地下车库内的汽车，行驶前轮胎内气体压强为2.5atm，温度为27℃；该汽车从车库驶出后奔向高速公路，在高速公路上长时间疾驶导致爆胎，爆胎时胎内气体的压强为2.8atm，轮胎中的空气可看作理想气体。已知T=t+273K，爆胎前轮胎体积可视为不变。则：爆胎时轮胎内气体的温度为 ℃；若爆胎后气体迅速外泄，来不及与外界发生热交换，分析此过程的内能如何变化。具体分析过程： (4)在一个检测某款电动车性能的某次实验中，质量为600kg的电动车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为30m/s，整个过程所用时间为20s。利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力F与对应的速度v，并描绘出的图象如图：（图中AB、BO均为直线）。假设电动车行驶中所受的阻力恒定，求：则： ①该环保电动车的额定功率为 W； ②求整个过程中环保电动车运动的总位移 m。 （23-24高二下·上海·阶段练习）节能环保 5．江苏启动“263”专项行动，打响碧水蓝天保卫战，根据群众举报“263”暗访组对某化工厂的排污管进行了测量。如图所示，是排污管末端安装的流量计，测量管由绝缘材料制成，其长为L、直径为D，左右两端开口，匀强磁场方向垂直纸面向里，在上下两个内侧面a、b固定有金属板作为电极，a、b行水入口两端连接显示器（图中未画出）。污水充满管口从左向右流经测量管时，a、b两端电压为U，显示仪器显示污水流量Q（单位时间内排出的污水体积）。则a侧电势比b侧电势 （选填“高”或“低”），由题中条件可得污水流量Q= 。 6．为了创建文明城市，某城市新装的一批节能路灯（图甲），1该路灯通过光控开关实现自动控制电灯亮度，如图乙为其内部电路简化原理图，电源电动势为E，内阻为r，Rt为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小）。（电流表为理想电流表）当光照强度增加时，下列判断正确的是（　　） A．A灯亮度不变，B灯变暗 B．流经Rt的电流减小 C．电源的输出功率增大 D．流经Rt的电流变化量大于R0上的电流变化量 7．电磁船是利用安培力作为动力的一种环保新型船，简化原理如图所示，AB和CD是与电源相连的导体板，固定在船上的超导线圈在船体内部产生垂直纸面向里的匀强磁场，船体沉浸在海水中。下列说法正确的是（　　） A．要使船前进，海水中的电流方向从CD板流向AB板 B．使船前进的力是磁场对海水的安培力 C．船所获得的推力大小与船体上电源的电动势的大小无关 D．船所获得的推力大小与超导线圈产生的磁场强弱有关 8．绿色环保、低碳出行已经成为一种时尚，新能源汽车越来越受市民的喜爱，正在加速“驶入”百姓家，某物理老师为自家电动汽车安装充电桩的电路图如下，已知总电源的输出电压为U1=220V，输出功率为P1=3.3×105W，输电线的总电阻r=12Ω，变压器视为理想变压器，其中升压变压器的匝数比为n1：n2=1:15，汽车充电桩的额定电压为50V。则下列说法中正确的有（　　） A．输电线上的电流为100A B．用户获得的功率为1.5×105W C．降压变压器的匝数比为n3:n4=66:1 D．若充电桩消耗的功率增大，在总电压不变的情况下，充电桩用户端获得的电压减小 9．在能源领域，半导体技术可以通过提高电子设备的能效，实现节能减排的目的。半导体掺杂是集成电路生产中最基础的工作，即通过离子注入的方式优化半导体。某半导体掺杂机的简化模型如图所示，在棱长为L的正方体区域中存在着互相垂直的匀强电场和匀强磁场，一束带电粒子（重力不计）从面中央处以速度垂直射入正方体后，恰好不改变运动方向。若粒子入射时只有磁场存在，则粒子从bc边中点N离开正方体区域。若粒子入射时只有电场存在，粒子从abcd面离开，求离开的位置与N点之间的距离。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 热点04 新能源汽车 目录 2 1. 国家能源与环保战略需求 2 2. 产业政策与市场发展推动 2 3. 核心技术创新突破 2 4. 区域场景与考试导向结合 2 3 【核心知识点】 3 【常见题型】 3 【考向分析】 4 6 考向01 运动学 6 考向02 动力学 11 考向03 功与能 16 考向04 电磁学 22 考向05 综合应用 28 上海高考物理常将新能源汽车作为考查载体，其热点背景紧密结合国家战略、产业发展、技术突破和社会需求，既能关联物理核心知识点，又贴合现实发展趋势，以下是具体总结： 1. 国家能源与环保战略需求 · 保障能源安全：我国是原油进口大国，进口石油多用于交通运输，燃油车的大量使用加剧了能源对外依赖。发展新能源汽车可摆脱对传统化石能源的过度依赖，是突破能源困局的重要举措，这一背景常作为试题中分析新能源汽车发展必要性的切入点。 · 助力 “双碳” 目标：为减少二氧化碳等温室气体排放，应对全球气候变化，我国践行 “碳达峰、碳中和” 战略。新能源汽车相较燃油车可大幅降低污染物排放，其推广应用是实现低碳发展的关键路径，该背景常与能量守恒、环保相关的物理问题结合考查。 2. 产业政策与市场发展推动 · 政策持续扶持：我国将新能源汽车作为战略性新兴产业，出台多项优惠政策助力发展。同时推进充电基础设施建设，华为全液冷超级充电桩等技术落地，这些政策与基建进展为试题提供了充电功率、充电效率等相关物理场景。 · 市场与出口优势显著：我国新能源汽车产销量已连续多年全球第一，出口量位居全球前列，还出现 “车能路云” 融合的智能出行生态趋势。上海本地试题也常结合这一产业盛况，设计车辆行驶、碰撞测试等相关物理模型题。 3. 核心技术创新突破 · 动力电池技术升级：电池领域成果不断，如宁德时代麒麟电池实现 “千里续航”，磷酸铁锂 4C 超充电池可10分钟充电续航40公里。试题常围绕电池容量、充电时的电流与电压计算等物理知识点出题。 · 电机与电控技术成熟：新能源汽车多采用交流永磁同步电机等，驱动电机的额定功率、输出机械功率等参数频繁出现在试题中。同时，减速或刹车时的动能回收技术，可通过电磁感应原理将动能转化为电能反馈给电池，这一过程常作为电磁感应、能量转化相关题型的核心背景。 · 新兴技术逐步应用：无线充电技术因安全可靠、空间利用率高等优点得以推广，其原理涉及电磁感应中 “地面供电线圈磁场变化使车身受电线圈产生感应电流”，是电磁感应知识点的热门考查场景；此外，车身轻量化设计（如碳纤维车身）减少能耗，也常与受力分析、功率计算结合命题。 4. 区域场景与考试导向结合 上海作为新能源汽车推广和技术创新的重要区域，本地试题常融入区域相关场景，比如杭州亚运会使用新能源汽车运送物资等案例。同时，试题设计紧扣物理学科核心素养，将新能源汽车的启动加速、匀速行驶、刹车制动等过程，与运动学公式、功率公式（P=Fv）、牛顿运动定律、电磁感应等知识点深度融合，既呼应热点，又考查学生对物理知识的实际应用能力。 【核心知识点】 结合上海高考物理的命题特点，新能源汽车相关考点多以实际场景为依托，串联电磁学、力学、能量、热学等核心知识模块，且在二模等模拟题中常以压轴题形式出现，以下是更贴合真题考查角度的核心知识点整理： 1. 电磁学模块 · 驱动电机原理： 核心是法拉第电磁感应定律，考查正弦电流有效值的应用，分析电机损耗降低的原理。 · 无线充电原理： 类比变压器的电磁感应原理，地面发射线圈通交变电流产生变化磁场，车载接收线圈因磁通量变化产生感应电流。 · 能量回收机制： 基于楞次定律，制动时电机切换为发电机模式，车轮带动转子切割磁感线产生感应电流，感应电流的磁场阻碍车轮转动，实现制动并回收电能。 2. 力学模块 动力与运动计算： 核心是功率公式P=Fv与牛顿第二定律的结合。同时考查系统总功率计算，即总功率等于各电机功率之和，还会涉及故障时功率重新分配的原理。 3. 能量与电路模块 · 电池能量相关计算：重点应用电功公式W=UIt，结合能量密度分析续航能力。 · 电池电路规律：氢燃料电池通过单电池串联提高输出电压，考查串联电路电压规律，再结合P=UI计算电池堆功率；固态电池的复合电解质体系，可通过串并联电阻模型分析等效电导率，涉及电阻串并联规律的应用。 【常见题型】 上海高考物理中新能源汽车相关题型多结合实际行车、充电等场景，以选择、计算大题为主，常串联力学、电磁学、能量等核心知识，且在二模等模拟考的压轴题中高频出现，具体常考题型及示例如下： 1. 无线充电原理分析题 以新能源汽车无线充电的发射线圈、接收线圈为背景，考查类似变压器的电磁感应原理。核心是区分实际无线充电与理想变压器的差异，分析磁通量损耗对充电的影响。 2. 驱动电机相关计算题 以永磁同步电机为载体，结合法拉第电磁感应定律出题。考查正弦电流有效值计算，分析电机损耗降低的原因。还可能以综合题形式，要求结合电路知识计算电动机的输出功率。 3. 启动与加速计算题 如给出新能源汽车零至百公里加速时间（如 4.4 秒），计算加速度；同时结合匀加速直线运动平均速度公式，计算加速过程中行驶的距离。还有以恒定功率启动为背景的题目，分析速度随时间变化的图像，判断牵引力、加速度的变化规律。 4. 最大速度与阻力计算题 题干通常给出汽车的额定功率和最大行驶速度，当汽车匀速行驶时，牵引力与阻力平衡，利用P = Fv = fv反推阻力大小，结合图像得出匀加速阶段牵引力，进而计算阻力和匀加速时间等。 5. 电池容量与续航计算题 如已知充电功率和充电时间，且充电仅补充电池 65% 的电量，先通过W = Pt计算充电量，再反推电池的总实际容量；还会给出百公里耗电量，计算电池充满电后的实际续航里程。此外，也会对比不同电池的能量密度，结合W = UIt分析续航差异。 6. 燃料电池电路分析题 以氢燃料电池堆为背景，考查串联电路规律。比如单电池输出电压固定，给出串联的单电池数量，计算电池堆的总输出电压，再结合输出电流，用P = UI计算电池堆的输出功率；对于固态电池，还会通过串并联电阻模型，考查等效电导率的相关计算。 7. 热学关联题型 通常结合运动过程中轮胎气体的状态变化，分析计算轮胎气压、温度变化规律，核心知识点是气体的状态方程。 【考向分析】 上海高考物理中新能源汽车的考向紧密贴合 “素养立意、情境为核” 的命题理念，聚焦学科核心知识的综合应用，同时关联产业技术实际，且题型和考查重点呈现出鲜明的规律性，具体考向分析如下： 1. 核心知识深度融合，聚焦综合应用能力 新能源汽车相关考题很少单独考查某一知识点，多以汽车启动、制动、充电等场景为载体，实现多模块知识的串联，这也是最核心的考向。一是力学与能量的结合，比如以汽车匀加速启动、恒定功率行驶为情境，串联牛顿第二定律、功率公式、动能定理等知识，计算加速度、最大速度、运动时间等，像计算新能源汽车从启动到达到最大速度过程中的牵引力变化、运动位移等都是高频设问。二是电磁学与能量回收的融合，围绕再生制动系统出题，结合楞次定律、电磁感应原理，分析电机切换为发电机时的能量转化过程，还会考查能量回收效率的计算，比如通过制动时间、回收电能等数据推导效率公式。三是电路与电池性能的结合，以氢燃料电池、固态电池为背景，考查串并联电路规律、电功公式W = UIt，计算电池堆功率、电池总容量等，同时对比不同电池的能量密度，分析续航差异。 2. 真实技术场景切入，考查模型建构能力 考题常选取新能源汽车的前沿技术作为情境，要求考生将复杂实际场景抽象为物理模型，这是体现学科素养的重要考向。例如 2024 届松江区二模压轴题，以新能源汽车无线充电为情境，将发射线圈和接收线圈抽象为无铁芯的变压器模型，考查电磁感应中磁通量、感应电流频率等知识点，判断线圈间距、金属护板对充电效率的影响。还有围绕永磁同步电机出题，将电机定子、转子的运动抽象为电磁感应模型，结合频率、磁极对数计算电机转速；以及把车身轻量化设计中的材料选择，转化为密度与受力、功率的关联模型，分析碳纤维、铝合金等材料降低能耗的原理。 3. 题型分布灵活，梯度设计清晰 从题型来看，新能源汽车相关考点在选择、计算、论证等题型中均有涉及，且题目梯度明显。选择题多为基础概念和原理判断，比如判断无线充电时感应电流频率是否随线圈间距变化、汽车恒定功率启动时牵引力的变化规律等。计算题多为中档或压轴题，步骤综合性强，例如先根据汽车受力分析推导牵引力，再结合功率公式计算速度，最后用动能定理求解能量变化，部分题目还会结合图像（如v-t图像、F - 1/v图像），要求考生通过图像提取信息计算关键物理量。此外，近年还出现论证类设问趋势，比如让考生阐述固态电解质的力学特性如何保障电池安全，或说明再生制动的能量转化原理，以此考查逻辑表达能力。 4. 紧扣节能与安全主题，渗透学科价值 考查考题常围绕新能源汽车的核心优势和关键安全技术设问，渗透科学态度与责任的素养考查，这也是贴合政策和产业发展的重要考向。例如结合电池热管理系统，考查热传导、对流、辐射三种热传递方式在电池散热中的应用，分析固态电池如何通过提升热失控温度增强安全性。还有关联再生制动技术，考查其如何减少制动时的能量损耗，强化考生的节能意识；围绕气囊减震等安全技术，结合动量、能量守恒分析碰撞时的缓冲原理，让考生理解物理知识在保障出行安全中的实际意义。 考向01 运动学 1．（25-26高一上·上海徐汇·月考）新能源汽车 新能源汽车受到越来越多的关注，各方面性能也成为大家的关注点。 (1)如图是摄影中“追拍法”的作品，摄影师眼中的车身是静止、清晰的，而背景是运动、模糊的，摄影师用自己的方法表达了运动的美。请问摄影师选择的参考系是（　　） A．车辆 B．路边的树木 C．行驶的路面 D．远处的大山 (2)物理学中引入“平均速度”、“平均加速度”等概念运用的科学方法是 ，质点的提出运用的科学方法是 ，瞬时速度引入的科学方法是 。 (3)表为某型号轿车的部分参数。汽车在测量“百公里加速时间”时，往往在平直的公路上进行。该轿车从静止加速到的平均加速度约为 。 某型号轿车的部分参数 功率  301 百公里加速时间  6.71 最高速度   265 (4)为了测试某型号新能源车的加速性能，用频闪相机拍摄了该车在公路上做匀加速直线运动的频闪照片，如图所示。已知频闪相机每隔1.0秒曝光一次，车身长度为4.5米，则该车的加速度为 ，第3次曝光时车的速度为 m/s。 (5)如图所示，某轿车沿笔直的公路行驶，公路旁每两个路灯间的距离是，测得轿车从第1个路灯行驶到第2个路灯用时3s，从第2个行驶到第3个用时2s。如果忽略车身长度，将其运动视为匀加速直线运动，则轿车的加速度a= ；轿车经过第2个路灯时的速度 。 (6)短跑运动员匀加速前进时，加速度大小为，冲过终点匀减速时，加速度大小为，全程共，问： ①若运动员全程的最大速度为，达到最大速度时，位移为多少？ ②若运动员全程的最大速度为，所用的最短时间是多少？ ③如果运动员先加速前进，然后匀速，最后减速，全程共用时间为16s，全程的最大速度是多少？ 【答案】(1)A (2) 等效替代 理想模型法 极限法 (3) (4) 6 15 (5) 4 26 (6)①9m，②，③4m/s 【详解】（1）A．以车辆为参考系，车身是静止、清晰的，而背景是运动、模糊的，故A正确； B．以路边的树木为参考系，车身是运动的，背景是静止的，故B错误； C．以行驶的路面为参考系，车身是运动的，背景是静止的，故C错误； D．以远处的大山为参考系，车身是运动的，背景是静止的，故D错误。 故选A。 （2）[1][2][3]物理学中引入 “平均速度”“平均加速度”概念运用了等效替代方法。用一段时间内物体发生的位移与该段时间的比值来替代其平均速度。质点的提出运用的科学方法是理想模型法，瞬时速度的科学方法是极限法。 （3）轿车从静止加速到100km/h的平均加速度约为 （4）[1][2]根据题意，由图可知，车身长度占3个小格，车身长度为，则每个小格的长度为，则第一段位移为 第二段位移为 第三段位移为 由逐差法有 解得 由中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度可得，第3次曝光时车的速度为 （5）[1]根据题意，设汽车通过第1个路灯时的速度为，加速度大小为，由运动学公式 代入数据有， 联立解得， [2]由运动学公式，可得轿车经过第2个路灯时的速度为 （6）①若运动员全程的最大速度为6m/s，根据速度位移公式可得 解得达到最大速度时，位移为 ②若运动员全程的最大速度为6m/s，则运动员加速到最大速度的时间为 运动员减速运动的位移大小为 运动员减速运动的时间为 运动员匀速运动的时间为 则所用的最短时间为 ③设最大速度为，则整个过程有 其中，又， 联立解得 （25-26高一上·上海闵行·期中）随着交通工具的普及和道路网络的扩展，交通安全问题日益凸显其重要性。 2．新能源汽车由电脑和电机控制加速，因此加速过程可看做匀加速。某款新能源汽车从静止起直线加速到的速度，只需，则下列说法正确的是（　　） A．该汽车在这3s内行驶了 B．该汽车在这3s内的加速度为 C．该汽车在这3s内的平均速度为 D．该汽车在末的瞬时速度为 3．当汽车在公路上行驶时，关于汽车的平均速度，下列说法中正确的是（　　） A．只要汽车的速度不为零，它在任何时间内的平均速度一定不为零 B．汽车行驶的越远，其平均速度也一定越大 C．汽车的瞬时速度不可能与它的平均速度相同 D．当汽车的瞬时速度不断变化时，在某段时间内的平均速度为零是可能的 4．（多选）有一辆卡车以的速度匀速行驶，司机突然发现正前方十字路口一个老人跌倒，该司机经0.6s反应时间后立即刹车，卡车开始匀减速前进，最后停在老人前1.5m处，避免了一场事故。已知刹车过程中卡车加速度大小为，则（　　） A．司机发现情况后，卡车经过3s停下 B．司机发现情况时，卡车与该老人的距离为 C．从司机发现情况到停下来的过程，卡车的平均速度为 D．若卡车的初速度为，其他条件都不变，则卡车将撞到老人 5．（多选）某高速公路利用自动测速仪测汽车速度，雷达向汽车驶来方向发射不连续的脉冲电磁波（速度为），每次发射时间约为百万分之一秒，两次发射时间间隔为。当雷达向汽车发射电磁波时，在指示器荧光屏上呈现出一个尖波形；在收到反射回来的电磁波时，在荧光屏上呈现第二个幅度较小的尖形波（如图所示）。则下面关于测速原理及结果表达正确的是（　　） A．第一次反射电磁波时汽车离雷达的距离为 B．第二次反射电磁波时汽车离雷达的距离为 C．汽车速度为 D．汽车速度为 【答案】2．C 3．D 4．BD 5．ABD 【解析】2．A．题意知，则该汽车在这3s内行驶距离，故A错误； B．该汽车在这3s内的加速度，故B错误； C．该汽车在这3s内的平均速度，故C正确； D．该汽车在末的瞬时速度，故D错误。 故选C。 3．A．若汽车做往复运动，比如从甲地出发到乙地再返回甲地，总位移为零，即使速度不为零，平均速度 也为零，故A错误； B．平均速度是位移与时间的比值，行驶远（位移大）但时间也很长的话，平均速度不一定大，故B错误； C．当汽车做匀速直线运动时，瞬时速度与平均速度相同，故C错误； D．如汽车做圆周运动一圈，瞬时速度不断变化，但总位移为零，平均速度为零，故D正确。 故选D。 4．A．题意知卡车初速度，则，故A错误； B．司机发现情况时，卡车与该老人的距离，故B正确； C．从司机发现情况到停下来的过程，卡车的平均速度为，故C错误； D．若卡车的初速度为，则卡车从刹车到停下运动距离 可知卡车将撞到老人，故D正确。 故选BD。 5．AB．汽车第一次反射电磁波时，汽车距离雷达的距离为 第二次反射电磁波时，汽车距离雷达的距离为，故AB正确； CD．汽车两次反射电磁波的时间间隔内的位移为 两次反射电磁波的时间间隔 则汽车的速度， 故C错误，D正确。 故选ABD。 考向02 动力学 （25-26高三上·上海普陀·阶段练习）小舞暑假和家人一起去北京游玩，他们先乘坐京沪高铁到达北京，之后租了一辆轿车自由行。京沪高铁是一条连接北京市与上海市的高速铁路，由北京南站至上海虹桥站，全长1318km，直线距离约为900km。 1．为了研究列车的运动，小舞利用传感器绘制出了一段时间内列车运动的x-t图像，下列说法正确的是（ ） A．列车在0-3s内做曲线运动 B．0-3s内列车的速度逐渐增大 C．列车在2s末和3s末的速度大小相等 D．列车在0-3s内的平均速度大小为24m/s 2．若小舞乘京沪高铁往返于上海与北京两地，往、返过程的位移 （选填“A、相同”或“B、不同”）， （选填“A、能”或“B、不能”）画出他从上海到北京过程的v-t图像。 3．小舞看到一只蜜蜂和一辆在平直路上行驶的自行车以同样大小的速度并列运动，如果这只蜜蜂眼睛盯着车轮边缘上某一点，那么它看到的这一点的运动轨迹是（　　） A． B． C． D． 如图所示，小舞的爸爸驾驶长度的轿车正在由西向东行驶，某时刻他发现一辆长度的公共汽车正在由南向北匀速行驶，此时轿车的速度，公共汽车的速度，轿车车头到十字路口的距离，公共汽车车头到十字路口的距离，不计汽车和道路的宽度。 4．若发现公共汽车的同时，小舞爸爸立刻驾驶轿车做匀加速运动，为避免两车相撞，求轿车加速度的最小值； 5．若发现公共汽车的同时，小舞爸爸驾驶轿车做匀减速运动，为避免两车相撞，求轿车加速度的最小值。 【答案】1．B 2．B B 3．A 4． 5． 【解析】1．A．x−t图像只能描述直线运动的规律，所以列车在0−3s内做直线运动，故A错误； B．x−t图像的斜率表示速度，由图像可知，0−3s内图像的斜率逐渐增大，所以列车的速度逐渐增大，故 B正确； C．x−t图像的斜率表示速度，2s末和3s末图像的斜率不同，所以列车在2s末和3s末的速度大小不相等， 故C错误； D．列车在0−3s内的位移为36m，则平均速度，故D错误。 故选B。 2．[1]位移是矢量，既有大小又有方向。小舞乘京沪高铁往返于上海与北京两地，往、返过程的位移大小相 等，方向相反，所以位移不同，故填B； [2]v-t图像只能描述直线运动。小舞从上海到北京过程中，列车做的是曲线运动，故不能画出他从上海 到北京过程的v-t图像，故填B。 3．因为蜜蜂与汽车速度大小相等且它们并列运动，以汽车为参照物，蜜蜂相对于汽车位置不变，它们在水平方向上相对静止，车轮边缘的点相对于车做圆周运动，运动轨迹是圆，因蜜蜂相对于车静止，所以蜜蜂看到的车轮边缘上的点的运动轨迹是圆。 故选A。 4．设两车轨迹交点为O点，轿车匀加速的加速度最小值为a，则公共汽车车头匀速到达O点时间 对轿车有 联立解得 则为避免两车相撞，求轿车加速度的最小值为。 5．设轿车匀减速的加速度最小值为，则公共汽车车尾匀速到达O点时间 对轿车有 联立解得 则为避免两车相撞，求轿车加速度的最小值为。 6．（24-25高一下·上海杨浦·期中）新能源汽车 中国的新能源汽车市场正迅速壮大。 (1)汽车质检时，将汽车的主动轮压在两个粗细相同的有固定转动轴的滚筒上，如图所示。车内轮A的半径为RA，车外轮B的半径为RB，滚筒C的半径为RC，车轮与滚筒间不打滑，当车轮以恒定速度运行时，A、B轮边缘的线速度大小之比为 ，B、C 轮边缘的向心加速度大小之比为 。 (2)如图所示，新能源汽车沿等螺距车道向下做匀速率运动，该轨道各处弯曲程度相同，在此过程中，该小车（　　） A．始终处于平衡状态 B．始终处于失重状态 C．始终处于超重状态 D．重力功率始终不变 (3)（多选题）一新款小型电动汽车上市前进行了水平路面直线驾驶性能检测，汽车运动的位移（x）与速度的平方（v2）关系的图像如图所示，当汽车位移为20m时，电动机功率达到额定功率P0=50kW，之后保持额定功率运行。已知汽车质量为1.2t，所受阻力恒定，下列说法正确的是（　　） A．汽车运动的最大速度约为25m/s B．汽车运动过程中所受阻力大小为3×103N C．汽车启动后先做匀加速直线运动，加速度大小为2.5m/s2 D．位移为20m后，汽车做加速度减小的加速运动后做匀速直线运动 (4)一段倾斜角θ=37°的斜面AB与弧面BC相切于B点。质量为m=2000kg的汽车从斜面底部A点由静止开始沿着斜面AB起动，如图甲所示。已知汽车受到斜面的阻力与车对斜面的压力的比值为0.25。汽车在斜面AB上运动的加速度随时间变化如图乙所示。12.0s时汽车达到额定功率，随后汽车保持额定功率继续运动，汽车到达B点前已经达到最大速度vmax。此后关闭发动机，汽车继续沿着圆弧向上滑行。不计空气阻力，已知g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，汽车可视作质点。求： ①汽车匀加速直线运动过程中的最大速度v1及牵引力F； ②汽车的额定功率； ③汽车在斜面AB上能到达的最大速度vmax； ④为保证汽车不脱离弧面安全行驶至C点，在设计弧面半径时有什么要求，并说明理由。 【答案】(1) RA∶RB RC∶RB (2)D (3)ACD (4)①24m/s，2.0×104N；②4.8×105W；③30m/s；④半径要大一些，理由见解析。 【详解】（1）[1]车内轮A与车外轮B同轴转动，两轮的角速度相同，根据，可得A、B轮边缘的线速度大小之比为； [2] 车外轮B与滚筒C的边缘的线速度大小相等，根据向心加速度，可得B、C轮边缘的向心加速 度大小之比为。 （2）A．小车做曲线运动，具有向心加速度，所受合外力不为零，其运动过程中处于非平衡状态，A错误； BC．轨道等螺距，且小车的速率不变，所以小车运动过程在竖直方向的速度不变，小车在竖直方向没有 加速度，所以小车既不处于超重状态，也不处于失重状态，故BC错误； D．轨道等螺距，可等效为小车沿倾角为θ的斜面匀速下滑，重力功率为，可知重力功率始终 不变，故D正确。 故选D。 （3）C．0～20m内，图像的表达式为 结合匀变速直线运动公式可知，汽车做匀加速直线运动，加速度大小为 故C正确； B．由图可知，20m时，汽车速度 根据牛顿第二定律有 可得汽车运动过程中所受阻力为 故B错误； A．由得，0～20m所用时间为 62.5m汽车开始匀速运动，速度大小为 故A正确； D．根据牛顿第二定律有 可得汽车运动过程中的加速度大小为 位移为20m后，汽车功率不变，所以此后汽车以恒定功率继续加速，加速度减小，当加速到最大速度后匀速运动，故D正确。 故选ACD。 （4）①汽车匀加速直线运动过程中的最大速度 汽车受到的阻力为 根据牛顿第二定律 解得牵引力为 ②汽车额定功率为 ③汽车在斜面AB上能到达的最大速度 ④若汽车在B点不脱离弧面，根据牛顿第二定律，在B点应满足 整理得 所以，为保证汽车不脱离弧面安全行驶至C点，在设计弧面时半径要大一些。 考向03 功与能 1．（24-25高一下·上海嘉定·期中）质量的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，图甲表示汽车运动的速度与时间的关系，图乙表示该汽车牵引力的功率与时间的关系，设汽车在运动过程中阻力不变，在末汽车的速度恰好达到最大。 (1)请描述电动汽车的运动情况： (2)汽车受到最大的牵引力为 N。 (3)在过程中电动汽车牵引力做的总功为 J。 (4)在过程中电动汽车的位移为 m。 【答案】(1)0-8秒做匀加速运动，8-18秒做加速度减小的加速运动，18秒后做匀速运动 (2)1000N (3)1.12×105J (4)95.5m 【详解】（1）由v-t图像可知，0-8秒做匀加速运动，8-18秒做加速度减小的加速运动，18秒后做匀速运动。 （2）18s末汽车的速度恰好达到最大，此时牵引力等于阻力，则有 可得汽车受到的阻力为N=800N 汽车做匀加速运动时，汽车的牵引力最大，根据牛顿第二定律可得 由图甲可得m/s2=1m/s2 联立解得 （3）根据P-t图像所围的面积表示功。所以0~18s过程中汽车牵引力做的功为。 （4）汽车在8~18s内做变加速运动，设该过程中的位移大小为x，根据动能定理可得 解得x=95.5m。 2．（24-25高一下·上海浦东新·期中）汽车是人们最常用的代步工具之一。请回答下列有关问题： (1)若某款新能源汽车速度大小不变，则其轨迹上与b点的运动方向相同的点还有 处；a、b、c、d四点中发生侧滑可能性最大的是 点。 (2)汽车从a到b进入弯道做减速运动，能表示汽车所受合外力方向的是（　　） A． B． C． D． (3)汽车质检时，将汽车的主动轮压在两个粗细相同的有固定转动轴的滚筒上，使车轮转动时汽车仍在原地不动，如图所示，车内轮A的半径为，车外轮B的半径为，滚筒C的半径为，车轮与滚筒间不打滑，当车轮以恒定速度运行时， B、C轮边缘的向心加速度大小之比为 。若后轮胎外测的边缘上有一个黑色小石子当汽车运动速度为v时，小石子刚好运动到达最高点且离开轮胎，则小石子在最高点离开轮胎时的速度为 。 (4)一辆新能源汽车在平直的公路上由静止启动，图中图线A表示该车运动的速度和时间的关系，图线B表示车的功率和时间的关系。设车在运动过程中阻力不变，车在6s末前做匀加速运动，在16s末开始匀速运动。可知车在运动过程中阻力为 N，车的质量为 kg。 (5)某汽车匀速行驶时发动机和传动与变速系统内的功率分配关系如图所示。图中数据为车以的速率匀速行驶时的功率。汽车行驶时所受空气阻力与瞬时速率的关系为（k为恒量），所受路面的阻力fs大小恒定。求： ① 恒量k的单位（用国际单位制的基本单位表示）； ② 汽车以匀速运动时，发动机的输出功率P0； ③ 汽车以匀速运动时受到的驱动力的大小； ④ 若汽车发动机最大输出功率，水泵功率恒定，传动与变速系统因内部机件摩擦而损耗的功率与汽车的行驶速率成正比。通过计算说明该汽车能否以速率3匀速行驶。 【答案】(1) 2 c (2)B (3) RC：RB 2v (4) 1500 562.5 (5)①kg/m；②17kW；③500N；④不能 【详解】（1）[1][2]物体做曲线运动时，某点的运动方向就是该点的切线方向。观察图1可知，与b点切线方向相同的点还有c点和cd之间的某点这2处。当车在曲线上行驶时，根据向心力公式，在速度v不变的情况下，轨道半径r越小，需要的向心力越大，当摩擦力不足以提供向心力时就会发生侧滑。由图可知，c点的轨道半径最小，所以c点发生侧滑的可能性最大。 （2）汽车减速时切向加速度与速度反向，转弯时法向加速度指向圆心。合外力为两加速度矢量和，方向应指向弯道内侧偏后方。 故选B。 （3）[1]B、C轮边缘的点线速度大小相同，根据向心加速度，知a与r成反比，故有向心加速度之比为RC：RB； [2]轮胎最高点线速度为汽车速度的2倍（平动速度看加转动线速度v）最高点速度v石= 2v （4）[1][2]根据速度—时间图像可知，机动车先做匀加速运动，后做变加速运动，最后做匀速运动； 最大速度vm=12m/s，0-6s内的加速度为 根据图线B可以机车的额定功率为P0=18000W 当牵引力等于阻力时，速度取到最大值，则阻力为 匀加速运动的牵引力为 根据牛顿第二定律得F-f=ma 解得m=562.5kg （5）①根据fa=kv2 解得 故k的单位为 ②由题可知 P0=P1+P2+P3+P4=3kW+4kW+5kW+5kW=17kW ③由于汽车匀速行驶的速度v0=72km/h=20m/s 根据公式P=Fv可知P3=fav0，P4=fsv0 解得fa=fs=250N 所以汽车的驱动力F0=fa+fs=250N+250N=500N ④由于汽车传动与变速系统因内部机件摩擦而损耗的功率P2与汽车的行驶速率成正比， 设其比例系数为k′，即 P2=k'v 将v0=20m/s，P2=4kW代入可得k′=200N 故当汽车的速度为原来的3倍匀速行驶时， 其中 代入数据P0'=165kW＞Pmax=150kW 因此汽车不能以3v0的速率匀速行驶。 （2024·上海青浦·二模）能源 能源，是指能够提供能量的资源。这里的能量通常指热能、电能、光能、机械能、化学能等。 3．“能源分类相关图”如图甲所示，下列选项中全部符合图中阴影部分的能源是（　　） A．太阳能、风能 B．水能、天然气 C．地热能、核能 D．煤炭、潮汐能 4．关于能量和能源，下列表述中正确的是（　　） A．只要能量守恒的过程就一定能自发进行 B．能量是守恒的，所以能源永不枯竭 C．能量可以从一种形式转化为另一种形式 D．能量的可利用价值变小，能的总量会不断减少 5．一辆新能源小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v-t图像如图乙所示。已知汽车的质量为，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍（g取10m/s2），则汽车在前5s内的牵引力为 N，汽车的最大速度为 m/s。 6．今年我国新能源纯电车“800V高压平台”车型开始逐渐普及。相比原“400V”车型，不但补能时间大大缩短，同时降低了整车的能耗，缓解了车主续航的焦虑。如图丙是新能源汽车驱动电路简单示意图，高压动力电池总功率为P，内阻不计，电池两端电压为U，整个回路的电阻为r。试用所学知识阐述当高压动力电池总功率P不变时，随着动力电池两端电压U的提升，驱动系统上功率的变化情况： 。 7．质量为1500kg的新能源汽车以10m/s的速度在水平面匀速直线前进，通过激光雷达和传感器检测到正前方22m处有静止障碍物时，系统立即自动控制汽车，首先使之做加速度大小为1m/s2的匀减速直线运动，并向驾驶员发出警告。当汽车继续前行至某处时自动触发“紧急制动”，汽车切断动力系统，同时提供12000N的总阻力使其做匀减速直线运动，最终该汽车恰好没有与障碍物发生碰撞。求： （1）汽车在“紧急制动”过程的加速度大小； （2）汽车在上述22m的运动全过程中的平均速度的大小。 【答案】3．A 4．C 5．7.5×103 30 6．见解析 7．（1）；（2） 【解析】3．A．太阳能、风能符合图中阴影部分的能源，故A正确； B．水能不是一次能源，故B错误； C．核能不是来自太阳辐射的能源，故C错误； D．潮汐能不是来自太阳辐射的能源，故D错误。 故选A。 4．A．自然界的宏观热现象的过程都有方向性，满足能量守恒定律的物理过程不一定能自发进行，故A错 误； BD．能量与能源不同，能量是守恒的，但随着能量的耗散，能量可以利用的品质会下降，则依然要节约 能源，故BD错误； C．根据能量守恒定律，能量可以从一种形式转化为另一种形式，也可以从一个物体转移到另一个物体， 故C正确； 故选C。 5．[1]汽车受到的阻力 前5s内，由图可得，由牛顿第二定律 解得 [2]末功率达到额定功率 当牵引力等于阻力时，汽车达最大速度，则最大速度 6．由可知，功率一定时，随着动力电池两端电压U的提高，电路中电流I将减小，根据焦耳定律可 得电路上损耗的功率将减小，所以驱动系统的功率将增大。 7．（1）由牛顿第二定律可得，“紧急制动”过程的加速度 其中，，代入解得 ； （2）设触发“紧急制动”时汽车的速度大小为v，其到障碍物的距离为，则有 已知“紧急制动”前的加速度为，位移为 且有 已知总位移，，解得 ， 紧急制动前的时间为 紧急制动后的时间为 总时间为 所以 考向04 电磁学 1．截至2025年4月1日，北京市新能源汽车充电桩数量突破40.4万个。图（a）为某地一交流充电站，图（b）为充电站内给充电桩供电的电路示意图，理想变压器原线圈输入电压为11kV，单个充电桩的充电电压为220V，充电电流为15A。则原、副线圈的匝数比及四个充电桩同时正常为新能源汽车充电时通过原线圈的电流分别为（　　） A．， B．， C．， D．， 【答案】D 【详解】根据变压比可知 可得 充电电流为15A，四个充电桩同时充电，则副线圈电流为60A 根据变流比可知 故选D。 2．随着新能源汽车的普及，无线充电技术得到进一步开发和应用。如图甲所示，由地面铺设的供电线圈将电能传送至电动汽车底部的受电线圈，从而对车载电池进行充电，电路模拟如图乙所示。已知供电线圈和受电线圈匝数比为，当供电线圈接入图丙所示的正弦交流电后，受电线圈中的电流为。忽略电能传输的损耗，供电线圈和受电线圈可视为理想变压器，下列说法正确的是（　　） A．受电线圈的输出电压为 B．供电线圈的输入功率为 C．受电线圈的电流方向每秒改变50次 D．供电线圈和受电线圈电流之比为 【答案】B 【详解】A．供电线圈电压有效值 则受电线圈的输出电压为 故A错误； B．供电线圈的输入功率等于受电线圈的输出功率，即 故B正确； C．交流电的周期为0.02s，一个周期内电流方向改变2次，则受电线圈的电流方向每秒改变100次，故C 错误； D．根据理想变压器电流比等于匝数比的反比可得，供电线圈和受电线圈电流之比为 故D错误。 故选B。 3．绿色环保、低碳出行已经成为一种时尚，新能源汽车越来越受市民的喜爱，正在加速“驶入”百姓家。某品牌电动汽车安装充电桩的电路图如下，已知总电源的输出电压 ，输出功率，输电线的总电阻r=12Ω，变压器视为理想变压器，其中升压变压器的匝数比 ，汽车充电桩的额定电压为50V。下列说法正确的是（　　） A．输出功率 P1不变时，输电电压 U2越高，输电线上损失的功率越小 B．输电线上的电流为 80A C．用户获得的功率为 D．降压变压器的匝数比 【答案】AD 【详解】A．输出功率 P1不变时，输电电压 U2越高，输电线上电流越小，根据可知损失的功率越小，选项A正确； B．升压变压器次级电压 输电线上的电流为，选项B错误； C．用户获得的功率为 ，选项C错误； D．降压变压器的匝数比 ，选项D正确。 故选AD。 4．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，其中可能实现的方案是（　　） A． B． C． D． 【答案】BD 【详解】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，故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，且此时二极管能导通，从而实现给高压充电， 故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，但是电流方向无法通过二极管，故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，L产生的自感电动 势相当电源加在充电电池两端，且断开时才能有电流流过二极管，故D正确。 故选BD。 5．无线充电技术已经在新能源汽车等领域得到应用。地下铺设供电的送电线圈，车上的受电线圈与蓄电池相连，如图所示。送电线圈和受电线圈匝数比为n1∶n2=4∶1。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2A。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．受电线圈的电流方向每秒改变100次 B．送电线圈的输入电压为 C．受电线圈的输出电压为55V D．送电线圈的输入功率为110W 【答案】ACD 【详解】A．受电线圈的电流周期与送电线圈的电流周期相同，为0.02s；一个周期内电流方向改变2次，则受电线圈的电流方向每秒改变100次，故A正确； BCD．由送电线圈的输入电压为 则受电线圈的输出电压为 送电线圈的输入功率等于受电线圈的输出功率，则有，故B错误，CD正确。 故选ACD。 （2024·上海松江·二模）电磁感应现象与应用 1831年法拉第发现了电磁感应现象，麦克斯韦建立了电磁场理论。 6．如图为最早的发电机装置，由 （选填：A．法拉第  B．奥斯特）发明；当圆盘向同一方向时快时慢地转动时，通过电阻器的电流是 （选填：A．交流电  B．直流电）。 7．如图，新能源汽车由地面供电装置（发射线圈，连接家用电源）将电能传送至轿车底部的感应装置（接收线圈，连接充电电池），对车载电池进行充电。则（　　） A．增大发射线圈与接收线圈的间距，接收线圈中感应电流的频率不变 B．发射线圈和接收线圈的磁通量变化率相等 C．为了保护接收线圈不受损坏，可在接收线圈下再加装一个金属护板 D．增大发射线圈与接收线圈的间距，发射线圈与接收线圈两端电压之比不变 8．某储能装置是一个电容为的电容器。现用高压对电容器进行充电，电容器充电后储存的电量为 C；储存的能量为 J。 9．如图发电机模型，一边长为L的单匝正方形线圈，在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度绕轴匀速转动。通过理想变压器与负载电阻为R相连，不计其它电阻，变压器左右线圈匝数之比为k，则： （1）当线圈平面与磁场 （选填：A．垂直  B．平行）时，线圈中的电动势最大，最大值为 ； （2）从图示位置开始计时，线圈中的电动势随时间变化的关系式为 ； （3）（计算）线圈转动过程中电阻R的功率 。 10．如图，水平面内的两根平行金属导轨处在竖直向上的匀强磁场中。两根相同的金属棒ab和cd垂直横跨在导轨两端，其中cd棒通过绝缘细线跨过定滑轮与重物M连接。由静止同时释放两根金属棒，忽略各处摩擦，导轨足够长，不考虑可能发生的碰撞。请定性画出重物M下落过程的速度时间图像 。 【答案】 6． A B 7．A 8．0.3 750 9．B 10．见解析 【解析】6．[1]最早的发电机装置，由法拉第发明。故选A。 [2]当圆盘向同一方向时快时慢地转动时，通过电阻器的电流方向不变，是直流电。 故选B。 7．[1]A．发射线圈与接收线圈中的磁通量变化的频率相同，增大发射线圈与接收线圈的间距，接收线圈电 流的频率不变，故A正确； B．由感应装置与供电装置的工作原理可知，非理想状态下由于能量损耗供电线圈和感应线圈的磁通量变 化率不等，故B错误； C．如果在车底加装一个金属护板，金属护板会产生涡流，损耗能量，同时屏蔽磁场，使接收线圈无法产 生感应电流，故C错误； D．增大发射线圈与接收线圈的间距，则通过接收线圈的磁通量减小，根据 发射线圈与接收线圈两端电压之比变大，故D错误。 故选A。 8．[1][2]电容器充电后储存的电量为 储存的能量为 9．（1）[1][2]当线圈平面与磁场平行时，线圈中的电动势最大，最大值为 （2）[3]图示位置线圈平面与磁场平行，线圈中的电动势随时间变化的关系式为 （3）[4]线圈转动过程中变压器原线圈电压有效值 副线圈电压有效值 电阻R的功率 10．[1]重物M下落过程的速度大小等于cd棒速度大小，由静止同时释放两根金属棒后，cd棒加速度 可知加速度随速度的增大而逐渐减小，图像斜率代表加速度，图像如图 考向05 综合应用 （24-25高三上·上海·期中）2020年11月，国务院办公厅印发《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》，要求深入实施发展新能源汽车国家战略。 1．汽车安全气囊被称为“生命的守护神”，汽车发生碰撞事故安全气囊弹出，可以减小人体（　　） A．动量的变化 B．受到的冲量 C．动能的变化 D．受到的作用力 2．为了汽车行驶安全，所有的汽车挡风玻璃和大灯都装上了偏振片。光的偏振说明光是一种（　　） A．横波 B．纵波 C．电磁波 【答案】1．D 2．A 【解析】1．发生车祸时，速度减为0，安全气囊可以延长作用时间，不会改变动量的变化、动能的变化和 冲量，根据 可知受到作用力减小。 故选D。 2．光的偏振说明光是一种横波。故选A。 3．新能源汽车的能量回收系统，利用电磁感应回收能量存储在电容器中。某同学用如图电路研究利用电磁感应为电容器充电的现象，两间距为、阻值可忽略不计的平行光滑导轨沿水平方向固定，导轨左端连接的电容器。两导轨间存在磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场。质量为、阻值可忽略不计的导体棒垂直导轨放置。在导体棒上施加一水平向右的恒力同时开始计时，导体棒产生的加速度大小恒为。棒始终垂直导轨且与导轨接触良好。 (1)写出电容器带电量随时间变化关系式； (2)判断电容器充电时电流是否变化，并说明理由； (3)求恒力的大小。 【答案】(1) (2)电容器充电电流恒定，见解析 (3) 【详解】（1）电容器带电量 电容器两极板间电压 其中 解得 （2）由电容器板间带电量 可得 电容器充电电流恒定； （3）对导体棒a由牛顿第二定律得 其中 得 4．（24-25高二下·上海闵行·期末）交通工具 汽车是现代社会人们出行的主要交通工具。其运行过程中相应的运动情况、安全性能、胎压等问题都是我们不可忽视的地方。 (1)胎压，严格意义上指的是轮胎内部空气压强，是汽车行车安全及动力性能一个重要指标。从微观角度看，压强的影响因素有：分子的质量、分子热运动的剧烈程度和 ；通常为了安全起见，汽车轮胎内的压强是在2.3−2.5bar（1bar=105Pa），请用国际单位制基本单位表示压强的单位1Pa=1 。 (2)如图所示是某小区出口自动门控制电路局部示意图，当有车辆经过门前10m处位置时，由于压力增大、埋在道路上的压力传感器阻值Rx变大，A、B间的电压发生变化，控制电路接通，大门自动打开，电路中电源内阻r不能忽略。当有车辆通过时，下列判断正确的是（　　） A．通过R0的电流变大 B．电源内阻r消耗功率变小 C．R0两端的电压变大 D．A、B间的电压变大 (3)炎热的夏天，在高速公路上疾驶的汽车极易发生“爆胎”的现象，从而引发车祸，必须引起人们足够的重视。一辆停在地下车库内的汽车，行驶前轮胎内气体压强为2.5atm，温度为27℃；该汽车从车库驶出后奔向高速公路，在高速公路上长时间疾驶导致爆胎，爆胎时胎内气体的压强为2.8atm，轮胎中的空气可看作理想气体。已知T=t+273K，爆胎前轮胎体积可视为不变。则：爆胎时轮胎内气体的温度为 ℃；若爆胎后气体迅速外泄，来不及与外界发生热交换，分析此过程的内能如何变化。具体分析过程： (4)在一个检测某款电动车性能的某次实验中，质量为600kg的电动车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为30m/s，整个过程所用时间为20s。利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力F与对应的速度v，并描绘出的图象如图：（图中AB、BO均为直线）。假设电动车行驶中所受的阻力恒定，求：则： ①该环保电动车的额定功率为 W； ②求整个过程中环保电动车运动的总位移 m。 【答案】(1) 分子的密集程度 kg⋅m−1⋅s−2 (2)BD (3) 63 见解析 (4) 24000 172.5 【详解】（1）[1]从微观角度看，压强的影响因素有：分子的质量、分子热运动的剧烈程度和分子的密集程度； [2]根据， 可知国际单位制基本单位表示压强的单位 （2）AC．当有车辆通过时，由于压力增大，埋在道路上的压力传感器阻值Rx变大，电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流I总减小，路端电压U外增大；由于通过R1的电流减小，R1两端电压减小，则R2两端电压增大，通过R2的电流增大，所以通过R0的电流变小，R0两端的电压变小，故AC错误； B．根据 由于电路总电流I总减小，所以电源内阻r消耗功率变小，故B正确； D．由于路端电压U外增大，R1两端电压减小，则R0与压力传感器串联部分的电压增大，又R0两端的电 压变小，所以A、B间的电压变大，故D正确。 故选BD。 （3）[1]根据查理定律可得 其中，， 解得 则爆胎时轮胎内气体的温度为 [2]若爆胎后气体迅速外泄，来不及与外界发生热交换，由于气体体积变大，外界对气体做负功，根据热 力学第一定律，由于Q=0，W<0，则有ΔU<0，可知此过程气体的内能减少。 （4）①[1]当牵引力等于阻力时，电动车速度达到最大，此时有， ②[2]由题图可知，电动车先做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得 可得加速度大小为 汽车匀加速结束时的速度为 电动车做匀加速过程经历的时间为 电动车做匀加速过程的位移大小为 电动车过B点后在额定功率下做变加速运动，由动能定理得 代入数据解得 则整个过程中环保电动车运动的总位移为 （23-24高二下·上海·阶段练习）节能环保 5．江苏启动“263”专项行动，打响碧水蓝天保卫战，根据群众举报“263”暗访组对某化工厂的排污管进行了测量。如图所示，是排污管末端安装的流量计，测量管由绝缘材料制成，其长为L、直径为D，左右两端开口，匀强磁场方向垂直纸面向里，在上下两个内侧面a、b固定有金属板作为电极，a、b行水入口两端连接显示器（图中未画出）。污水充满管口从左向右流经测量管时，a、b两端电压为U，显示仪器显示污水流量Q（单位时间内排出的污水体积）。则a侧电势比b侧电势 （选填“高”或“低”），由题中条件可得污水流量Q= 。 6．为了创建文明城市，某城市新装的一批节能路灯（图甲），1该路灯通过光控开关实现自动控制电灯亮度，如图乙为其内部电路简化原理图，电源电动势为E，内阻为r，Rt为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小）。（电流表为理想电流表）当光照强度增加时，下列判断正确的是（　　） A．A灯亮度不变，B灯变暗 B．流经Rt的电流减小 C．电源的输出功率增大 D．流经Rt的电流变化量大于R0上的电流变化量 7．电磁船是利用安培力作为动力的一种环保新型船，简化原理如图所示，AB和CD是与电源相连的导体板，固定在船上的超导线圈在船体内部产生垂直纸面向里的匀强磁场，船体沉浸在海水中。下列说法正确的是（　　） A．要使船前进，海水中的电流方向从CD板流向AB板 B．使船前进的力是磁场对海水的安培力 C．船所获得的推力大小与船体上电源的电动势的大小无关 D．船所获得的推力大小与超导线圈产生的磁场强弱有关 8．绿色环保、低碳出行已经成为一种时尚，新能源汽车越来越受市民的喜爱，正在加速“驶入”百姓家，某物理老师为自家电动汽车安装充电桩的电路图如下，已知总电源的输出电压为U1=220V，输出功率为P1=3.3×105W，输电线的总电阻r=12Ω，变压器视为理想变压器，其中升压变压器的匝数比为n1：n2=1:15，汽车充电桩的额定电压为50V。则下列说法中正确的有（　　） A．输电线上的电流为100A B．用户获得的功率为1.5×105W C．降压变压器的匝数比为n3:n4=66:1 D．若充电桩消耗的功率增大，在总电压不变的情况下，充电桩用户端获得的电压减小 9．在能源领域，半导体技术可以通过提高电子设备的能效，实现节能减排的目的。半导体掺杂是集成电路生产中最基础的工作，即通过离子注入的方式优化半导体。某半导体掺杂机的简化模型如图所示，在棱长为L的正方体区域中存在着互相垂直的匀强电场和匀强磁场，一束带电粒子（重力不计）从面中央处以速度垂直射入正方体后，恰好不改变运动方向。若粒子入射时只有磁场存在，则粒子从bc边中点N离开正方体区域。若粒子入射时只有电场存在，粒子从abcd面离开，求离开的位置与N点之间的距离。 【答案】5．高 6．D 7．D 8．AD 9． 【解析】5．[1]污水中正、负离子向右移动，受到洛伦兹力，根据左手定则，正离子向a偏转，负离子向b偏转，所以a侧电势比b侧电势高； [2]离子受到洛伦兹力和电场力作用，受力平衡，有 可得 由题中条件可得污水流量为 6．A．光照强度增大，光敏电阻阻值减小，电路总电阻减小，故电路总电流I增大，消耗在内阻上的电压增大，路端电压 减小，即A灯两端电压减小，通过A灯的电流IA减小，所以A灯变暗；通过定值电阻R0的电流 增大，所以R0两端的电压增大，B灯两端的电压 减小，B灯变暗，故A错误； B．由前面的分析可知B灯变暗，流过B灯的电流减小，则流经Rt的电流增大，故B错误； C．电源电动势不变，电路总电流I增大，但路端电压U减小，因为不知道电源内电阻与外电阻之间的具 体关系，所以电源的输出功率无法确定，故C错误； D．通过R0上电流等于通过光敏电阻Rt电流与通过灯B的电流之和，即 根据前面的分析，通 过灯B的电流IB减小，通过定值电阻R0的电流I0增大，故Rt上电流的变化量大于R0上电流变化量，故 D正确。 故选D。 7．A．若海水的电流方向从CD板流向AB板，根据左手定则，海水所受的安培力向右，根据牛顿第三定律可知，海水对船的磁场力向左，使船后退，A错误； B．使船前进的力是海水对船的作用力，故B错误； CD．根据F=BIL可知，船所获得的推力与通过海水的电流大小和超导线圈产生的磁场强弱有关，而通过 海水的电流大小又受电源电动势的影响，所以电源电动势的改变也会使船获得的推力大小改变，C错误， D正确。 故选D。 8．A．升压变压器原线圈电流为 根据原副线圈电流与线圈匝数的关系知，输电线上的电流为 故A正确； B．输电线损耗的功率为 所以用户获得的功率为 故B错误； C．升压变压器副线圈电压为 输电线损耗的电压为 所以降压变压器的匝数比为 故C错误； D．若充电桩消耗的功率增大，则电源输入总功率变大，因为总电压不变，由可知升压变压器原线 圈电流变大，升压变压器副线圈电流变大，则输电线上的损耗电压变大，降压变压器原线圈电压变小， 则降压变压器副线圈电压也变小。故D正确。 故选AD。 9．带电粒子垂直射入正方体，恰好不改变运动方向，粒子做匀速直线运动 粒子入射时只有磁场存在，根据洛伦兹力提供向心力有 根据几何关系有 粒子入射时只有电场存在，粒子做类平抛运动，有 ，， 离开的位置与N点之间的距离为 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $