2023年高考物理时事热点：环保主题（附答案解析）

2023年高考物理时事热点：环保主题

一.选择题（共8小题）

1.（2022秋•张家界期末）两轮自平衡电动车具有运动灵活、操作简单，绿色环保等优点,

如图所示，下列分析正确的是（）

A.自平衡电动车运动灵活是因为惯性比较小

B.轮胎上凹凸不平的花纹是为了增加车与地面的压力

C.自平衡电动车及人受到的重力和对地面的压力是一对平衡力

D.地面对自平衡电动车的支持力是由于自平衡电动车发生形变而产生的

2.（2023春•南阳期中）为实现“绿水青山就是金山银山”的发展目标，环保人员加大了对

环境保护的检查力度。在一次巡查中发现，某工厂两根相同的排污管甲和乙（如图所示）

正在向外满口排出大盘污水，污水的落点分别为A和B,忽略空气阻力，甲、乙两管的

流量分别为Qi、Q2（单位时间排出的污水体积），则（）

B.QI=Q2

C.QI<Q2

D.两管离地的高度未知，无法比较Q的大小

3.（2023•鼓楼区校级一模）礼花喷射器原理如图。通过扭动气阀可释放压缩气罐内气体产

生冲击，将纸管里填充的礼花彩条喷向高处，营造气氛。在喷出礼花彩条的过程中，罐

内气体（）

气阀

A.内能减少

B.分子热运动加剧

C.由于来不及发生热传递，故温度保持不变

D.礼花喷射器宜在高温干燥环境保存

4.（2022秋•陕西月考）今年我国南方多地出现重度气象干旱，鄱阳湖、洞庭湖等湖泊水位

持续走低。为了缓解气候干燥，环保部门每天派出大量洒水车上街进行空气净化、除尘。

洒水车正常工作时始终以较小的速度匀速运动，水在水泵作用下，以雾状均匀喷出（不

考虑反冲作用），如图所示。已知洒水车受到的阻力与自身受到的重力成正比，则洒水车

正常工作时（）

A.动能保持不变

B.受到的阻力不断减小

C.牵引力的功率随时间均匀增加

D.牵引力的大小跟洒水时间成反比

5.（2023•闵行区二模）倾角为。的斜面上，有质量为m,同一材质制成的均匀光滑金属圆

环，其直径d恰好等于平行金属导轨的内侧宽度。如图，电源提供电流I,圆环和轨道接

触良好。下面的匀强磁场，能使圆环保持静止的是（）

A.磁场方向垂直于斜面向上，磁感应强度大小等于1ngsin8

Id

B.磁场方向垂直于斜面向下，磁感应强度大小等于1ngsin8

Id

C.磁场方向竖直向下，磁感应强度大小等于1ngtanB

I兀d

D.磁场方向竖直向上，磁感应强度大小等于1nstan8

I兀d

6.（2022秋•衢州期末）利用太阳能发电是实现“碳中和”的有益途径。某太阳能电池驱动

的环保汽车（无蓄电池储能），总质量为m,当它在水平路面上以正常速度v匀速行驶时,

驱动电机的输入电流I,电压U,若驱动电机能够将输入功率的90%转化用于牵引汽车前

进的机械功率。已知太阳辐射的总功率Po,太阳到地球的距离r,太阳光传播到达地面

的过程中大约有30%的能量损耗，该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15%。则

（）

A.驱动电机的机械功率为UI

B.汽车匀速行驶所受阻力与车重之比为国

mgv

2

C.汽车正常行驶，其太阳能电池板的最小面积为工兀二UL

0.15X0.7P0

D.风力发电、核能发电和天然气发电都可以减少二氧化碳的排放量

7.（2023•辽宁二模）“风云系列气象卫星”是我国民用遥感卫星效益发挥最好、应用范围最

广的卫星之一，为气象、海洋、农业、林业、水利、航空、航海和环境保护等领域提供

了大量的专业性服务。其中“风云一号”是极轨卫星（轨道过地球的南北两极），周期是

120分钟，“风云四号”是静止轨道卫星，与地球自转同步。卫星的运动均可以看成是匀

速圆周运动下列说法正确的是（）

A.“风云一号”卫星比“风云四号”卫星的线速度小

B.“风云一号”卫星比“风云四号”卫星的向心加速度大

C.“风云一号”卫星的线速度大于第一宇宙速度

D.若某一时刻“风云四号”卫星恰好在“风云一号”卫星的正上方，则经过12小时•“风

云四号"卫星恰好又通过“风云一号”卫星的正上方

8.（2023•天河区二模）风力发电是一种环保的电能获取方式。如图为某风力发电示意图。

设计每台风力发电机的功率为40kWo实验测得风的动能转化为电能的效率约为20%.空

气的密度是1.29kg/m3,当地水平风速约为10m/s,则风力发电机的叶片长度约为多少才

能满足设计要求（）

齿轮箱与

发电机

风力发电机示意图

A.10mB.5mC.100mD.2m

二.多选题（共5小题）

（多选）9.（2022秋•江岸区期末）我国碳排放目标为：在2030年左右C02排放达到峰值

且将努力早日达峰，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降60%-65%。为实现碳排放

目标，我国正大力开发清洁新能源，硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。

如图所示为一节硅光电池在一定强度光照下路端电压U和电流I的关系图像（电池电动

势不变，内阻不是常量），给一个额定电压为6V,线圈电阻为R=2C的小型直流电动机

供电，电动机刚好正常工作（）

A.电动机正常工作时输出的机械功率P=2.295W

B.此时，硅光电池的内阻r=8.89Q

C.电动机的机械效率85%

D.电池的效率66.67%

（多选）10.（2022秋•宁县校级期末）硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。

如图所示，图线a是该电池在某光照射强度下路端电压U和电流I的关系图（电池电动

势不变，内阻不是常量），图线b是某电阻的U-I图像，倾斜虚线是过a、b交点的切线。

在某光照强度下将它们组成闭合回路时，下列相关叙述正确的是（）

A.此时硅光电池的内阻为12.5Q

B.此时硅光电池的总功率为0.72W

C.此时硅光电池的输出效率约为56%

D.若把内阻为10。的直流电动机接到该电池上，电动机的输出功率为0.4W

（多选）11.（2022春•镜湖区校级期中）为减少机动车尾气排放，我市奇瑞公司推出新型

节能环保电动车。在检测该款电动车性能的实验中，质量为8Xl（）2kg的电动车由静止开

始沿平直公路行驶，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,并描绘出如图所示的卜」图像（图中AB、BO均为直线），假设电动车行驶中所受阻

v

力恒定，最终匀速运动，重力加速度g取10m/s2,则（）

A.电动车匀加速运动过程中的最大速度为15m/s

B.该车启动后，先做匀加速运动，然后匀速运动

C.该车做匀加速运动的时间是1.5s

D.该车加速度大小为0.75m/s2时，动能为L44X1（）4J

（多选）12.（2022•成都开学）一款质量为m=1000kg的家庭轿车，行驶速度vW54km/h

时靠电动机输出动力；行驶速度在54km/h<vW90km/h范围内时自动转换为靠汽油发动

机输出动力；行驶速度v>90km/h时汽油发动机和电动机同时工作，这种混合动力汽车

更节能环保。该轿车在一条平直的公路上由静止启动，其牵引力F随运动时间t的变化

关系图像如图所示，在行驶过程中所受阻力大小恒为1000N。已知轿车在ti时刻车速达

到54km/h时第一次切换动力引擎，以后保持恒定功率继续行驶到第16s末，则下列说法

正确的是（）

F/N

5000

4000

3000

0h16z/s

A.ti=3.75s

B.在0〜16s内，动力引擎输出的最大功率为75kW

C.轿车在16s时的速度大小为20m/s

D.轿车在0〜16s内的位移大小为662.5m

（多选）13.（2022秋•宜丰县校级期末）新能源是可持续发展道路上的一项重要产业，硅

光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。某同学想对比普通电源和硅光电池的

特性，首先研究了普通电源，如图所示，图线a为某电源的U-I图线，图线b、c是某

两个电阻的U-I图线。用该电源分别与b、c组成闭合的电路，下列相关叙述正确的是

（）

A.电源的内阻为10。

B.与b组成回路时电源的输出功率大于与c组成回路时的输出功率

C.与b组成回路时电源的效率小于与c组成回路时的效率

D.若把内阻为5。的直流电动机接到该电源上，电动机的电流为0.4A

三.计算题（共2小题）

14.（2022秋•临渭区期末）随着全球能源危机加剧，电动汽车逐渐成为家庭购车的首选，

电动汽车比传统汽车更环保、更节能。中国的汽车电池企业“宁德时代”，和整车企业“比

亚迪”，在全球新能源汽车领域处于领先地位。小任同学和爸爸晚上开车回家，小任同学

坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗。

汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示，已知汽车电源电动势为

10.5V,内阻为0.05Q,电动机线圈电阻为o.om»车灯接通，电动机未启动时，电流表

示数为10A；电动机启动的瞬间，电流表示数达到50A,电流表为理想电表，车灯的电

阻认为不变。求：

（1）车灯电阻R；

（2）电动机启动后，车灯的功率减少了多少;

（3）电动机启动后，电动机的输出功率。

15.（2023•浙江模拟）如图所示是一种环保高温蒸汽锅炉，其质量为500kg。为了更方便监

控高温蒸汽锅炉外壁的温度变化，在锅炉的外壁上镶嵌一个导热性能良好的气缸，气缸

内气体温度可视为与锅炉外壁温度相等，气缸开口向上，用质量为m=2kg的活塞封闭

一定质量的理想气体，活塞横截面积为S=1.5cm2o当气缸内温度为27℃时，活塞与气

缸底间距为L=1cm,活塞上部距活塞0.5cm处有一用轻质绳悬挂的重物M。当绳上拉力

为零时，与绳相连的警报器会发生报警，从而可以有效地防止事故发生。已知室外空气

压强po=l.OXl（）5pa,活塞与器壁之间摩擦可忽略。求：

（1）当活塞刚刚碰到重物M时,锅炉外壁温度为多少？

（2）当活塞刚刚碰到重物M时，气体吸收了20J的热量，那么气体的内能变化了多少？

（3）若锅炉外壁的安全温度为887℃,那么重物M的质量应是多少？

2023年高考物理时事热点：环保主题

参考答案与试题解析

一.选择题（共8小题）

1.（2022秋•张家界期末）两轮自平衡电动车具有运动灵活、操作简单，绿色环保等优点,

如图所示，下列分析正确的是（）

A.自平衡电动车运动灵活是因为惯性比较小

B.轮胎上凹凸不平的花纹是为了增加车与地面的压力

C.自平衡电动车及人受到的重力和对地面的压力是一对平衡力

D.地面对自平衡电动车的支持力是由于自平衡电动车发生形变而产生的

【考点】惯性与质量；作用力与反作用力；弹力的产生、方向.

【专题】定性思想；推理法；牛顿运动定律综合专题；理解能力.

【答案】A

【分析】二力平衡的特点：作用在同一个物体上，大小相等、方向相反、作用在同一直

线上；相互作用力的特点：作用在两个不同的物体上，大小相等、方向相反、作用在同

一直线上；弹力是由于施力物体的形变产生的。

【解答】解：A.由于自平衡电动车的质量较小，惯性较小，运动状态容易改变，因此自

平衡电动车运动灵活是因为惯性比较小，故A正确；

B.轮胎上凹凸不平的花纹是为了增大车与地面之间的粗糙程度，进而增加运动时的摩擦

力，故B错误：

C.自平衡电动车及人受到的重力和对地面的压力作用在不同物体上，这两个力不是一对

平衡力，故C错误；

D.弹力是由于施力物体的形变产生的，地面对自平衡电动车的支持力是由于地面发生形

变而产生的，故D错误。

故选：A«

【点评】本题考查了平衡力和相互作用力的区分，把握这两种力的特点是解题的关键，

是力学常见问题的考查；知道一切物体都有惯性，惯性的大小只与质量有关，与其他都

无关。

2.（2023春•南阳期中）为实现“绿水青山就是金山银山”的发展目标，环保人员加大了对

环境保护的检查力度。在一次巡查中发现，某工厂两根相同的排污管甲和乙（如图所示）

正在向外满口排出大盘污水，污水的落点分别为A和B,忽略空气阻力，甲、乙两管的

流量分别为Qi、Q2（单位时间排出的污水体积），则（）

A.QI>Q2

B.QI=Q2

C.QI<Q2

D.两管离地的高度未知，无法比较Q的大小

【考点】平抛运动.

【专题】比较思想；推理法；平抛运动专题.

【答案】C

【分析】污水做平抛运动，水平方向做匀速直线运动、竖直方向做自由落体运动，列相

应位移一时间公式，比较速度，再根据流量公式，比较流量.

【解答】解：污水做平抛运动，水平方向做匀速直线运动v*,竖直方向做自由落体运

动h蒋gt2

由图可知x乙＞*甲

有v甲Vv乙

又流量Q=Sv

两管S相同，故有Q1VQ2,故C正确，ABD错误。

故选：Co

【点评】本题解题关键是掌握平抛规律，水平方向做匀速直线运动、竖直方向做自由落

体运动。

3.（2023•鼓楼区校级一模）礼花喷射器原理如图。通过扭动气阀可释放压缩气罐内气体产

生冲击，将纸管里填充的礼花彩条喷向高处，营造气氛。在喷出礼花彩条的过程中，罐

内气体（）

气阀

A.内能减少

B.分子热运动加剧

C.由于来不及发生热传递，故温度保持不变

D.礼花喷射器宜在高温干燥环境保存

【考点】热力学第一定律及其应用；物体的内能；气体的等容变化及查理定律.

【专题】定性思想；推理法；物体的内能专题；热力学定律专题；推理能力.

【答案】A

【分析】外界对物体做功，物体内能增加，温度升高；物体对外界做功，物体内能减少,

温度降低。

【解答】解：在喷出礼花彩条的过程中，罐内的压缩空气对礼花彩条做功，空气内能转

化为礼花彩条的机械能；罐内气体内能减少，温度降低，分子热运动速度减慢，通过做

功的形式改变自身内能；故BCD错误，A正确。

故选：A。

【点评】本题考查了做功改变物体内能以及这一过程中的能量转化，对物体做功，物体

内能会增加，物体对外做功，物体内能会减小。

4.（2022秋•陕西月考）今年我国南方多地出现重度气象干旱，鄱阳湖、洞庭湖等湖泊水位

持续走低。为了缓解气候干燥，环保部门每天派出大量洒水车上街进行空气净化、除尘。

洒水车正常工作时始终以较小的速度匀速运动，水在水泵作用下，以雾状均匀喷出（不

考虑反冲作用），如图所示。已知洒水车受到的阻力与自身受到的重力成正比，则洒水车

正常工作时（）

A.动能保持不变

B.受到的阻力不断减小

C.牵引力的功率随时间均匀增加

D.牵引力的大小跟洒水时间成反比

【考点】动量定理；功率、平均功率和瞬时功率；动能定理.

【专题】信息给予题；定量思想；控制变量法；功率的计算专题；理解能力.

【答案】B

【分析】对车和水受力分析，当洒水车在平直路面上匀速行驶并且匀速洒水时，车与水

的质量在减小，故摩擦阻力在减小，空气阻力恒定不变，则牵引力在减小，合力为零。

牵引力的大小随洒水时间均匀减小，但不成反比。

牵引力功率随时间均匀减小。

【解答】解：AB.洒水车匀速工作过程中质量不断减小，物体的动能Ek=/mv2不断减

小，所受重力减小，洒水车受到的阻力与自身受到的重力成正比，则受到的阻力不断减

小，故A错误，B正确；

CD.设单位时间内洒水车减小的重力为G,初始重力为Go,阻力与重力的比例系数为k,

洒水车匀速行进，牵引力与阻力等大，则有F=f=k(Go-Gt)

即牵引力随时间均匀减小，牵引力的功率为P=Fv=k(Go-Gt)v

可知，牵引力的功率随时间均匀减小，但跟洒水时间不成反比关系，故CD错误；

故选：B,

【点评】本题考查功率的计算，解题的关键是对车和水进行受力分析，得出牵引力的关

系式，确定研究对象的运动情况。

5.(2023•闵行区二模)倾角为。的斜面上，有质量为m,同一材质制成的均匀光滑金属圆

环，其直径d恰好等于平行金属导轨的内侧宽度。如图，电源提供电流I,圆环和轨道接

触良好。下面的匀强磁场，能使圆环保持静止的是()

A.磁场方向垂直于斜面向上，磁感应强度大小等于1ngsin8

Id

B.磁场方向垂直于斜面向下，磁感应强度大小等于1ngsin8

Id

C.磁场方向竖直向下，磁感应强度大小等于1nstan8

I兀d

D.磁场方向竖直向上，磁感应强度大小等于1nstanB

I兀d

【考点】安培力的计算；一般情况下的共点力平衡；左手定则一一磁场对通电导线的作

用.

【专题】定量思想；方程法；磁场磁场对电流的作用；推理能力.

【答案】B

【分析】圆环处于静止状态，根据左手定则判断磁场的方向，根据平衡条件求解磁感应

强度的大小。

【解答】解：根据题图可知，圆环的上下两部分并联，在磁场中的有效长度为d。通过两

个半圆弧的电流相等，均为工，圆环受到的安培力为两个半圆弧受到的安培力的合力。

2

AB、根据安培定则可知，要使圆环保持静止，磁场方向可以垂直于斜面向下，且有：Bld

=mgsin。，解得：B=1nss遥8,故A错误、B正确；

Id

CD、要使圆环保持静止，磁场方向可以竖直向下，且有：BIdcos0=mgsin6,解得：B=

1ngtan8,故CD错误。

Id

故选：Bo

【点评】本题主要是考查安培力作用下的平衡问题，关键是进行受力分析、利用平行四

边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程

进行解答。

6.（2022秋•衢州期末）利用太阳能发电是实现“碳中和”的有益途径.某太阳能电池驱动

的环保汽车（无蓄电池储能），总质量为m,当它在水平路面上以正常速度v匀速行驶时，

驱动电机的输入电流I,电压U,若驱动电机能够将输入功率的90%转化用于牵引汽车前

进的机械功率。已知太阳辐射的总功率Po,太阳到地球的距离r,太阳光传播到达地面

的过程中大约有30%的能量损耗，该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15%。则

()

A.驱动电机的机械功率为UI

B.汽车匀速行驶所受阻力与车重之比为坦

mgv

2

C.汽车正常行驶，其太阳能电池板的最小面积为■-/兀三UI.

0.15X0.7P0

D.风力发电、核能发电和天然气发电都可以减少二氧化碳的排放量

【考点】功率、平均功率和瞬时功率；电功和电功率；能量守恒定律：能源的分类与应

用.

【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理能力.

【答案】C

【分析】根据P=UI计算电动机的总功率的大小，根据P=Fv计算机械功率的大小，根

据总的能量守恒计算面积的大小。

【解答】解：AB、驱动电机的输入功率P,（i=UI

牵引汽车前进的机械功率Pm=0.9P电=O.9Ul=Fv=fv

则汽车所受阻力f=°・比1

V

则汽车所受阻力与车重的比值工=2处，故AB错误；

mgmgv

C、当太阳光垂直电磁板入射时，所需板面积最小，设其为S,距太阳中心为r的球面面

积So=4nr2

若没有能量的损耗，太阳能电池板接受到的太阳能功率为P',则匕=§

P0S0

设太阳能电池板实际接收到的太阳能功率为P，所以P=（1-30%）P1

由于P电=15%P

所以电池板的最小面积满足:_________________.S

P0X(1-30%)X15%

4H2m

可得s=r故C正确;

0.15X0.7Po

D、风力发电、核能发电可以减少二氧化碳的排放量，天然气发电仍然有二氧化碳等有毒

气体排放，故D错误。

故选：C。

【点评】本题考查电功率和机械功率的理解，注意能量转化效率，不是所用的能量都能

够转化成电能。

7.（2023•辽宁二模）“风云系列气象卫星”是我国民用遥感卫星效益发挥最好、应用范围最

广的卫星之一，为气象、海洋、农业、林业、水利、航空、航海和环境保护等领域提供

了大量的专业性服务。其中“风云一号”是极轨卫星（轨道过地球的南北两极），周期是

120分钟，“风云四号”是静止轨道卫星，与地球自转同步。卫星的运动均可以看成是匀

速圆周运动下列说法正确的是（）

A.“风云一号”卫星比“风云四号”卫星的线速度小

B.“风云一号”卫星比“风云四号”卫星的向心加速度大

C.“风云一号”卫星的线速度大于第一宇宙速度

D.若某一时刻“风云四号”卫星恰好在“风云一号”卫星的正上方，则经过12小时“风

云四号"卫星恰好又通过“风云一号”卫星的正上方

【考点】人造卫星；万有引力定律的应用；第一、第二和第三宇宙速度.

【专题】定量思想；推理法；万有引力定律的应用专题；推理能力.

【答案】B

【分析】“风云一号”“风云四号”卫星都是万有引力提供向心力，先写出与周期相关的

公式，求出它们的半径关系；再写出与线速度和向心加速度的公式，根据公式进行讨论

即可；第一宇宙速度是最大的环绕速度；经过t时刻“风云一号”卫星比“风云四号”

卫星多转过一圈，从而求解再次到达正上方的时间。

【解答】解：AB、根据万有引力提供向心力有

GMm-4H22

mr=m-v-=ma

r2y2r

解得

=GM

r

由于“风云一号”的周期较小，所以轨道半径较小，则加速度和线速度比“风云四号•”

卫星的大，故A错误，B正确；

C、第一宇宙速度是最大的环绕速度，“风云一号”卫星的线速度小于第一宇宙速度，故

C错误；

D、“风云一号”的周期为T=120min=2h,“风云四号•”的周期T，=24h,设经过t时刻

“风云四号”卫星恰好又通过“风云一号”卫星的正上方，则满足

（牛等L）t=2兀

解得

t=—h

5

故D错误；

故选：Bo

【点评】该题考查万有引力定律的应用，写出与周期、线速度、角速度和向心加速度有

关的公式，根据公式进行讨论即可.属于简单题.

8.（2023•天河区二模）风力发电是一种环保的电能获取方式。如图为某风力发电示意图。

设计每台风力发电机的功率为40kWe实验测得风的动能转化为电能的效率约为20%.空

气的密度是1.29kg/m3,当地水平风速约为10m/s,则风力发电机的叶片长度约为多少才

风力发电机示意图

A.10mB.5mC.100mD.2m

【考点】能量守恒定律；功率、平均功率和瞬时功率；电功和电功率.

【专题】定量思想；推理法；功能关系能量守恒定律；推理能力.

【答案】A

【分析】解决此题的关键是建立正确的模型，即风的动能转换为电能.

【解答】解：t时间内通过叶片的风是以叶片为半径，以vt为高的圆柱体的空气，其质

量为m=pV=pirL2vt

2

圆柱体的空气的动能为EJ-mv

k2

发电的功率为

解得：P=/p7TL2V3T|

代入数据可得L=10m

故A正确，BCD错误；

故选：Ao

【点评】本题的解题关键是根据能量守恒定律列式求解，计算要细心.

二.多选题（共5小题）

（多选）9.（2022秋•江岸区期末）我国碳排放目标为：在2030年左右CO2排放达到峰值

且将努力早日达峰，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降60%-65%。为实现碳排放

目标，我国正大力开发清洁新能源，硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。

如图所示为一节硅光电池在一定强度光照下路端电压U和电流I的关系图像（电池电动

势不变，内阻不是常量），给一个额定电压为6V,线圈电阻为R=2Q的小型直流电动机

供电，电动机刚好正常工作（）

A.电动机正常工作时输出的机械功率P=2.295W

B.此时，硅光电池的内阻r=8.89C

C.电动机的机械效率85%

D.电池的效率66.67%

【考点】电功和电功率；闭合电路的欧姆定律.

【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理能力.

【答案】ABC

【分析】电动机正常工作时，两端的电压为6V,根据图像求解电流，根据功率公式求解

输出的机械功率；根据闭合电路欧姆定律求解硅光电池的内阻；根据效率公式求解电动

机的机械效率和电池的效率。

【解答】解：A、电动机正常工作时，两端电压为U=6V

由图像得，电流I=0.45A

输出的机械功率P=UI-0R=（6X0.45-0.452X2）W=2.295W

故A正确；

C、电动机的机械效率为T]*X100%=&警%X100%=85%

UI6X0.45

故C正确：

B、根据闭合电路欧姆定律可知，电动机正常工作时，硅光电池的内阻

E-UJ0-6Q

r-I-0,45Q8,89

故B正确；

D、电池的效率T1唱X100%=舟;可梨100%=60%

Bl1U人U.43

故D错误。

故选：ABCo

【点评】本题考查对U-I图象的理解能力，对于线性元件可直接利用欧姆定律研究；对

于非线性元件不能直接利用欧姆定律求解。

（多选）10.（2022秋•宁县校级期末）硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。

如图所示，图线a是该电池在某光照射强度下路端电压U和电流I的关系图（电池电动

势不变，内阻不是常量），图线b是某电阻的U-I图像，倾斜虚线是过a、b交点的切线。

在某光照强度下将它们组成闭合回路时，下列相关叙述正确的是（）

A.此时硅光电池的内阻为12.5。

B.此时硅光电池的总功率为0.72W

C.此时硅光电池的输出效率约为56%

D.若把内阻为10。的直流电动机接到该电池上，电动机的输出功率为0.4W

【考点】电功和电功率；闭合电路的欧姆定律.

【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理能力.

【答案】BC

【分析】电源的U-I图像与电阻的u-I图像交点表示将电阻接到电源两端时的工作状

态，结合图像和闭合电路欧姆定律求解电源的内阻；根据P=EI求解总功率；根据P=

UI求解电池的输出功率，进而求解输出效率；电动机为非纯电阻电路，总功率为输出功

率与热功率之和。

【解答】解：A.由闭合电路欧姆定律得U=E-Ir

由图像得，当1=0时，E=U

图线a与纵轴的交点为电动势，即E=3.6V

两图像的交点处的状态即为将电阻R接到电源两端时的工作状态，则电阻R两端的电压

为2.0V,电流为0.2A,则电源内阻「乌浮尹•Q=8.0。

故A错误；

B、此时硅光电池的总功率为P总=IE=0.2X3.6W=0.72W

故B正确；

C、此时硅光电池的输出功率P出=IU=2.0X0.2W=0.4W

此时硅光电池的输出效率为“100%=°~^X100%=55.6%

Pa0.72W

故C正确；

D、若把内阻为ion的直流电动机接到该电池上，电动机为非纯电阻电路，故电动机的

输出功率小于0.4W,故D错误；

故选：BCo

【点评】本题考查非纯电阻电路的计算，解题关键是知道电源的U-I图像与电阻的U-

I图像交点表示将电阻接到电源两端时的工作状态，知道非纯电阻电路不能有U=IR求

解。

（多选）11.（2022春•镜湖区校级期中）为减少机动车尾气排放，我市奇瑞公司推出新型

节能环保电动车。在检测该款电动车性能的实验中，质量为8Xl（）2kg的电动车由静止开

始沿平直公路行驶，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,并描绘出如图所示的F,图像（图中AB、BO均为直线），假设电动车行驶中所受阻

力恒定，最终匀速运动，重力加速度g取10m/s2,则（)

A.电动车匀加速运动过程中的最大速度为15m/s

B.该车启动后，先做匀加速运动，然后匀速运动

C.该车做匀加速运动的时间是1.5s

D.该车加速度大小为O75m/s2时,动能为1.44X1()4J

【考点】功率、平均功率和瞬时功率；动能定理；牛顿第二定律.

【专题】定量思想；推理法；功率的计算专题；推理能力.

【答案】CD

【分析】AB过程牵引力不变，电动车做匀加速直线运动，根据图像求解最大速度；BC

段图线的斜率表示电动车的功率，斜率不变，则功率不变，根据功率与牵引力的关系，

判断BC段的运动情况；速度达到最大时，牵引力等于阻力，根据牛顿第二定律求解加

速度，根据功率公式求解匀加速运动的末速度，根据速度一时间公式求解匀加速运动的

时间；根据动能公式求解动能。

【解答】解：AB、AB段牵引力不变，根据牛顿第二定律知，电动车的加速度不变，电

动车做匀加速直线运动，该阶段最大速度为B点速度，即3m/s；BC段，图线的斜率表

示电动车的功率，知BC段功率不变，牵引力减小，加速度减小，做加速度减小的加速

运动，故AB错误;

2000-400

C、电动机的功率为:w=60()()w

匀加速运动的末速度为：v=E=6000

F2000”

当牵引力等于阻力时，速度最大，由图像可知，f=400N

根据牛顿第二定律得，匀加速运动的加速度大小a=fzl=2000-40。M2=2m/s2

m800皿$

则匀加速运动的时间t=*=3s=l.5s

a2

故C正确；

D、当车加速度为0.75m/s2时，由牛顿第二定律得：F-f=ma

代入数据解得，牵引力大小F=600N

此时的速度为：VI=E=6000ujs=iom/s

F600

24

则车的动能为：Ek=4mvf=^X800X6J=1.44X10J

故D正确。

故选：CD。

【点评】本题考查机车启动问题，解决本题的关键能够从图线中分析出电动车在整个过

程中的运动情况，知道当牵引力等于阻力时，速度达到最大。

（多选）12.（2022•成都开学）一款质量为m=1000kg的家庭轿车，行驶速度vW54km/h

时靠电动机输出动力；行驶速度在54km/h<v^90km/h范围内时自动转换为靠汽油发动

机输出动力；行驶速度v>90km/h时汽油发动机和电动机同时工作，这种混合动力汽车

更节能环保。该轿车在一条平直的公路上由静止启动，其牵引力F随运动时间t的变化

关系图像如图所示，在行驶过程中所受阻力大小恒为lOOONo已知轿车在ti时刻车速达

到54km/h时第一次切换动力引擎，以后保持恒定功率继续行驶到第16s末，则下列说法

正确的是（）

A.ti=3.75s

B.在0〜16s内，动力引擎输出的最大功率为75kW

C.轿车在16s时的速度大小为20m/s

D.轿车在0〜16s内的位移大小为662.5m

【考点】匀变速直线运动规律的综合运用.

【专题】定量思想；推理法；功率的计算专题；推理能力.

【答案】BD

【分析】对汽车运动过程进行分析，运用速度=时间关系公式求出匀加速的时间；再运

用功率和速度关系公式求解功率：根据动能定理，结合W=Pt公式，从而即可求解。

【解答】解：A、由题意知，第一次换引擎时速度为vi=54km/h=15m/s,0-ti时间内

由牛顿第二定律得Fi-f=mai,解得ai=3m/s2,则ti=3_=』&=5s,故A错误；

a[3

B、设换引擎后瞬间的牵引力为F2=5000N,根据P'=F2V1=5000X15W=7.5X104W,

所以0〜16s时刻，动力引擎最大输出功率为75kW,故B正确；

CD,16s时刻的牵引力为F3=3000N,速度大小为丫2=上=7-5义1O’m/s=25m/s,0

F33000

-16s时间内根据动能定理得P（16-ti）-fx=—解得x=662.5m；故C错误，D

22

正确；

故选：BD»

【点评】本题主要是考查机车的启动问题，知道在功率恒定的情况下，机车做变加速，

最后做匀速直线运动，掌握牛顿第二定律与运动学公式的应用，理解动能定理表达式的

内容，要注意P=Fv,&W=Pt的使用。

（多选）13.（2022秋•宜丰县校级期末）新能源是可持续发展道路上的一项重要产业，硅

光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。某同学想对比普通电源和硅光电池的

特性，首先研究了普通电源，如图所示，图线a为某电源的U-I图线，图线b、c是某

两个电阻的U-I图线。用该电源分别与b、c组成闭合的电路，下列相关叙述正确的是

()

A.电源的内阻为10。

B.与b组成回路时电源的输出功率大于与c组成回路时的输出功率

C.与b组成回路时电源的效率小于与c组成回路时的效率

D.若把内阻为5。的直流电动机接到该电源上，电动机的电流为0.4A

【考点】闭合电路的欧姆定律；电功和电功率.

【专题】比较思想；图析法；恒定电流专题；理解能力.

【答案】AC

【分析】电源的U-I图线的斜率绝对值等于电源的内阻。电源的U-I图线与电阻的U

-I图线的交点表示该电源与该电阻组成回路时的路端电压和电流，由P=UI分析电源的

输出功率关系。根据电源的输出功率与总功率之比求出电源的效率。电动机工作时为非

纯电阻电路，不能运用闭合电路欧姆定律求通过电动机的电流。

【解答】解：A、图线a为电源的U7图线，由图线a的斜率的绝对值可得电源的内阻

为r=|0卫10。，故A正确；

△I0.6

B、电源与b组成回路时，图线a与b交点的纵、横坐标，分别表示电源的路端电压和电

流，由图像可知交点坐标为（0.4A,2V）,则电源的输出功率为Pb=UbIb=2X0.4W=0.8W

电源与c组成回路时，图线a与c交点坐标为（0.2A,4V）,则电源的输出功率为Pc=

Udc=4X0.2W=0.8W,所以与b组成回路时电源的输出功率等于与c组成回路时的输出

功率，故B错误；

C、与b组成回路时电源的效率为心="旦义100%=[且X100%=2X100%*33.3%

EIbE6

与c组成回路时电源的效率为皿=吧9..X1OO%=^£.X100%=Ax100%Q66.7%,所

EICE6

以T]bVT]c,故C正确；

D、电动机为非纯电阻电路，所以流过电动机的电流IMW—^―=—^A=0.4A,故D

RM4T5+10

错误。

故选：AC。

【点评】解答本题时，要理解电源的U7图线与电阻的U-I图线的物理意义，明确两

图线的交点表示该电源与该电阻组成回路时的路端电压和电流，由P=UI可计算电源的

输出功率。

三.计算题（共2小题）

14.（2022秋•临渭区期末）随着全球能源危机加剧，电动汽车逐渐成为家庭购车的首选，

电动汽车比传统汽车更环保、更节能。中国的汽车电池企业“宁德时代”，和整车企业“比

亚迪”，在全球新能源汽车领域处于领先地位。小任同学和爸爸晚上开车回家，小任同学

坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗。

汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示，己知汽车电源电动势为

10.5V,内阻为0.05ft,电动机线圈电阻为o.om»车灯接通，电动机未启动时，电流表

示数为10A；电动机启动的瞬间，电流表示数达到50A,电流表为理想电表，车灯的电

阻认为不变。求：

(1)车灯电阻R；

(2)电动机启动后，车灯的功率减少了多少;

(3)电动机启动后，电动机的输出功率。

【考点】电功和电功率；闭合电路的欧姆定律.

【专题】定量思想；推理法；恒定电流专题；推理能力.

【答案】(1)车灯电阻为1(1；

(2)电动机启动后，车灯的功率减少了36W；

(3)电动机启动后，电动机的输出功率为318.36W。

【分析】(1)根据欧姆定律得出车灯的电阻；

(2)分别计算出电动机启动前后车灯的功率再相减即可；

(3)根据欧姆定律得出电动机的输入功率和产热功率，两者相减即可得到