新能源与新材料-2025年广东高考物理专练

热点04新能源与新材料

；熬点解读

新能源与新材料涉及到各个方面的知识，可以在与生活、生产、科技结合的情境中考察。

（建议用时：40分钟）

考点01

牛顿运动定律

1.（24-25高三上•四川成都•阶段练习）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。为

测试某款电动汽车的制动性能，使该电动汽车在平直公路上以10m/s的速度行驶，"0时刻撤去牵引力

并踩下刹车，其速度v随时间/变化的关系图像如图所示，不计空气阻力，则在0~5s内，下列说法正

确的是（）

A.电动汽车的位移大小大于25m

B.电动汽车的位移大小等于25m

C.电动汽车受到的制动阻力越来越小

D.电动汽车受到的制动阻力保持不变

【答案】A

【详解】AB.v-f图线与坐标轴所围面积表示位移，若汽车匀减速到零，则其位移为

x=—vZ=—xl0x5m=25m

2n02

电动汽车图线所围面积大于匀减速到零的面积，故实际位移大于25m,A正确，B错误；

CD.v-f图线切线的斜率表示加速度，图线斜率逐渐增大，故汽车加速度在增大，由牛顿第二定律知其

制动阻力在增大，CD错误。

故选A。

2.（24-25高一上・甘肃白银•期末）我国新能源汽车行业正在加速发展，其中纯电动公交车的发展非常迅

速，为百姓的出行带来便利与舒适。纯电动公交车如图所示，关于这种公交车，下列说法正确的是

（）

A.该公交车的速度越大，其惯性越大

B.该公交车上的乘客越多，整个公交车（包括乘客）的惯性越大

C.该公交车行驶时的牵引力越大，其惯性越大

D.当该公交车刹车时，由于惯性，在车内原地向上起跳的乘客仍将落回起跳点

【答案】B

【详解】ABC.惯性只与质量有关，与牵引力大小及速度大小均无关，选项AC错误，B正确；

D.当该公交车刹车时，由于惯性，在车内原地向上起跳的乘客将保持原来的水平速度，落地后水平位

移大于公交车的位移，则将落到起跳点前方，选项D错误。

故选Bo

3.（22-23高一下•广东广州•开学考试）电动汽车对环境无污染、噪声小，比汽油车还有更快的起步加速，

越来越受到人们的欢迎。物理学中常用加速度对时间的变化率来表示加速度的变化快慢，称之为"加加

速度”，用符号了表示，如果,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，值通常在0.4〜1.0之间。如图为某国产新能源电动轿车，测得其启动后。与时间f的变化关

系为a=3-0.57,则（）

A.国际单位制中了的单位是m/s一2B.J为0的运动一定是匀速直线运动

C.该轿车启动后）的值大小为0.5D.该轿车启动后做匀变速直线运动

【答案】C

【详解】A.由题意，"加加速度”可表示为

,Atz

7=I7

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=3—0.5/

可得

j=—=-0.5m/s3

Af

故该汽车启动后）的大小为0.5m/s3,C正确;

D.由。与时间，的变化关系

a=3—0.5/

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，D错误。

故选Co

4.（22-23高三上•贵州贵阳•期末）中国汽车工业协会日前公布的最新数据显示，2022年前10个月，我国

新能源汽车产销量均超500万辆，持续保持高增长态势。为了测试某品牌新能源汽车的性能，某实验

小组对一辆新能源汽车在同一平直轨道上进行了①②两次实验，其速度大小v随时间t的变化关系如

图所示，第②次实验中变速阶段加速度的大小相同；两次实验中汽车所受阻力大小相等且恒定，汽车

运动距离相等。对于第①次和第②次实验（）

A.汽车最大牵引力之比为2:1B.汽车运动时间之比为2:3

C.汽车输出的最大功率之比为4:1D.汽车牵引力所做的功之比为1:1

【答案】BD

【详解】A.V—图像的斜率的绝对值表示加速度想，对实验①②有

耳2-/=加%=加&匕月皿，_/=加&=机孑

解得

2〃?％+

A错误；

C.根据

解得

C错误；

B.由于第②次实验中变速阶段加速度的大小相同，可知加速与减速过程的时间均为。，令匀速运动的

时间为，，由于V—图像的面积表示位移，则有

2%，2九1,1

---=5%%+%，+5%%

解得

t'=to

则第①次和第②次实验汽车运动时间之比

4_2to_2

f2fo+t'+，03

B正确；

D.根据图像可知，汽车初速度与末速度均为0,根据动能定理有

昨-%克=。

由于阻力大小相等，运动的总位移相等，可知两次实验克服阻力做功相等，可知汽车牵引力所做的

功，即汽车牵引力所做的功之比为1:1,D正确。

故选BDo

5.（23-24高二上•甘肃定西•开学考试）电动汽车某工厂在一段平直道路上进行新能源汽车性能测试，汽车

发动机的额定功率为200kW,从f=0时刻启动由静止开始做匀加速直线运动，/=/时刻达到额定功

率，速度达到%,之后汽车保持额定功率不变继续做直线运动，，=3.5%时刻汽车达到最大速度2%,

已知汽车（含驾驶员）的质量为2000kg,汽车所受阻力恒定为4000N,g^lOm/s2,下列说法正确的

是（）

A.汽车匀加速直线运动的加速度a=2m/s2

B.汽车匀加速直线运动的时间J=25s

C.汽车保持功率不变做直线运动的位移大小为1000m

D.0~3.5/。时间内汽车的位移大小为1250m

【答案】AD

【详解】A.汽车由静止开始做匀加速直线运动，汽车的牵引力为R额定功率为阻力为则有

P°=F%=f.2%

汽车做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可得

联立可得

2

v0=25m/s,F=8000N,a=2m/s

故A正确；

B.汽车匀加速直线运动的时间为

t0=%=12.5s

a

故B错误；

CD.汽车做匀加速运动阶段位移为

12

芯=5%=156.25m

汽车保持额定功率不变做直线运动阶段，由动能定理可得

1,1,

《（3.5%—玲）一户2=］机（2%）一］加%

解得

x2-1093.75m

因此0~3.时间内汽车的位移大小为

x=xx+x2=1250m

故C错误，D正确。

故选AD。

曲线运动

7.如图是一种广泛应用于新能源汽车的高精度同轴齿轮，高精度机车在同一个钢锭上车铳出半径不同的

两个齿轮，以严格保证两个齿轮同步转动，用V、。、。、T分别表示两点的线速度、角速度、向心加速

度、周期，下列说法正确的是（）

A.vA=vBB.coA>a)B

C.aA>aBD.TA<TB

【答案】C

【详解】/、2属于同轴转动，角速度相等，周期相等，即

0A=°B，TA=TB

根据

v—cor

a=a）2r

可知，/点转动半径较大，则

aa

V，>VB，A>B

故选Co

8.石墨稀是近年发现的一种新材料，其超高强度及超强导电、导热等非凡的物理化学性质有望使21世纪

的世界发生革命性的变化。科学家们设想，用石墨稀制作超级缆绳，搭建"太空电梯"，通过地球同步轨

道站向地面垂下一条缆绳至赤道基站，电梯仓沿着这条缆绳运行，实现外太空和地球之间便捷的物资

交换.已知地球半径为R,自转周期为7,表面重力加速度为g,下面说法正确的是（）

同步轨道站

A."太空电梯〃上各处角速度不相间

B.乘''太空电梯〃匀速上升时乘客对电梯压力逐渐减小

D

C.当电梯仓停在距地面高度为历处时，仓内质量为心的人对电梯仓内地板无压力

“太空电梯"长度为L史军

D.

\4乃2

【答案】B

【详解】A.由题意可知缆绳各处角速度相同，A错误；

B.离地面渐远，根据尸=9坐可知，人所受万有引力渐小，故匀速上升时对电梯压力渐减，B正确；

r

C.电梯仓停在空中，由于万有引力大于所需向心力，故人受到的万有引力与支持力一起向心力，故人

对地板也有压力，C错误；

D.电梯长度为同步卫星距地面高度，根据

Mm4兀2m(R+L)

(♦+♦)2-

解得

D错误。

故选Bo

9.进入21世纪，低碳环保、注重新能源的开发与利用的理念，已经日益融入生产、生活之中。某节水喷

灌系统如图所示，喷口距地面的高度〃=1.8m,能沿水平方向旋转，喷口离转动中心的距离a=1.0m。

水可沿水平方向喷出，喷水的最大速率vo=lOm/s,每秒喷出水的质量加0=7Qkg。所用的水是从井下

抽取的，井中水面离地面的高度H=3.2m,并一直保持不变。水泵由电动机带动，电动机电枢线圈电

阻r=5.0Q。电动机正常工作时，电动机的输入电压U=220V,输入电流/=4.0A。不计电动机的摩擦

损耗，电动机的输出功率等于水泵所需要的最大输入功率。水泵的输出功率与输入功率之比称为水泵

的抽水效率。下列说法正确的是（）

A.最大喷灌圆面半径6m

B.落在地面上时水流的最大速率为2jT7m/s

C.电动机的热功率为80W

D.水以最大速率喷出时水泵的抽水效率为87.5%

【答案】CD

【详解】A.水从喷口喷出后做平抛运动，下落的高度是

,12

h=]gt-

解得

s=0.6s

则有最大喷灌圆面半径为

R=a+vQt=1.0m+10x0.6m=7.0m

A错误；

B.水从喷口到落到地面由机械能守恒定律可得

机机匕x

解得落在地面上时水流的最大速率为

=42gh+片=A/2X10X1.8+102m/s=2^/34m/s

B错误;

C.由电功率公式，可得电动机的热功率为

P^=I2r=4.02x5.0W=80.0W

C正确；

D.电动机的输入功率

整=〃=220x4.0W=880.0W

电动机的输出功率等于水泵所需要的最大输入功率，则有

以=埼一%=880.0W-80.0W=800.0W

水泵的输出功率

mg(^H+h)+—mvl

端=--------

其中

m=mQt

联立解得

为=700.0W

水以最大速率喷出时水泵的抽水效率为

&=222^xl00%=87.5%

P入800.0

D正确。

故选CD。

10.据报道，石墨烯是近些年发现的一种新材料，其超高强度及超强导电、导热等非凡的物理化学性质有

望使21世纪的世界发生革命性变化，其发现者由此获得2010年诺贝尔物理学奖。用石墨烯超级缆

绳，人类搭建"太空电梯"的梦想有望在本世纪实现。科学家们设想，通过地球同步轨道站向地面垂下

一条缆绳至赤道基站，电梯舱沿着这条缆绳运行，实现外太空和地球之间便捷的物质交换，如图所

zj\O

(1)若"太空电梯”将货物从赤道基站运到距地面高度为用的同步轨道站，求轨道站内质量为叫的货

物相对地心运动的动能。设地球自转的角速度为。，地球半径为R；

(2)当电梯舱停在距地面高度4=4&的站点时，求舱内质量啊=50kg的人对水平地板的压力大小。

取地面两极附近的重力加速度g=10m/s2,地球自转的角速度0=7.3xIO-乱麻，地球半径

R=6.4xl03km;

（3）用火箭发射人造地球卫星时，将卫星以一定的速度送入预定轨道。发射场一般选择在尽可能靠

近赤道的地方。请分析这样选址有什么优点？

【答案】（1）叫“（♦+%）；（2）11.5N；

（3）见解析

2

【详解】（1）设货物相对地心的距离为外，线速度为匕

n=R+h[

匕=corx

联立解得

匕=矶R+%)

货物相对地心运动的动能

2

1

（2）设地球质量为人相对地心的距离为弓，向心加速度为勺，受地球的万有引力为产，水平地

板对人的支持力大小为外，则有

丫?=R+h2

an=心丫2

丫2

F-F^=m2an

联立并代入数据得

综=1L5N

人对水平地板的压力大小为"'，由牛顿第三定律

用；=片=1L5N

(3)发射场一般选择在尽可能靠近赤道的地方，这样选址优点：由于发射卫星需要将卫星以一定的

速度送入运动轨道，在靠进赤道处的地面上的物体的线速度最大，发射时较节能。

考点03

功和能

11.2024年10月23日，国务院新闻办举行新闻发布会，前三季度新能源汽车产销同比分别增长31.7%和

32.5%„某新能源汽车在一次试驾过程中行驶在平直公路上，一开始保持恒定功率尸以速度%匀速行

驶，。时刻试驾员加大油门，将汽车的功率瞬间增大到2尸。马时刻，试驾员又将汽车的功率立即减小

到尸继续行驶。假设新能源车所受阻力恒定，则该过程中新能源车的速度V、加速度。随时间f变化

的关系可能正确的是()

’1’2

【答案】B

【详解】新能源车以％初速度匀速行驶，可得

当功率增大为2倍时，牵引力同时增大为两倍，根据牛顿第二定律可知

m

当新能源车速度增大时，牵引力减小，加速度减小，可知，％时间内，新能源车做加速度减小的

加速运动，最大速度为

2P

%=了=2%12之后，汽车的功率立即减小到尸继续行驶，此时牵引力小于阻力，汽车做减速运动，

牵引力增大，则汽车做加速度减小的减速运动，最终以％做匀速运动，根据牛顿第二定律得

a=-------

m

由于新能源车的速度与时间不是反比关系，故加速度。与时间，不是线性变化。

故选Bo

12.一辆质量加的小型新能源电动汽车在水平的公路上由静止启动且沿直线前行，该汽车运动的速度与时

间的关系如图所示，设汽车在运动过程中所受阻力大小恒为4。在%内汽车做匀加速运动，％时刻

达到额定功率尸，在。〜弓内汽车保持额定功率做变加速运动，,2时刻末汽车的速度恰好达到最大。则

)

A.汽车受到阻力为《

B.在^2时刻末，汽车的输出功率为［耳+加乜K

C.在芍时刻末，汽车达到的最大速度为卜+也二⑷

Vm

D.在4々2内，汽车的位移小于W

【答案】B

【详解】A.时刻末汽车的速度恰好达到最大，此时汽车加速度为零，根据尸=尸丫可知汽车受到阻

力为

耳=£

%

A错误；

B.在6内，汽车以额定功率行驶，在％时刻末，汽车的输出功率等于。时刻的功率为

尸=尸丫=［耳+机:

B正确;

C.在4内，汽车以额定功率行驶，设这个过程中的位移为X,根据动能定理可知

mv

P(t2-tJ-Ffx=-mv2~~i

解得

y212P(t2—1)—2耳力

V2=

m

C错误;

D.若汽车在％内做匀加速度运动，根据图像包围的面积等于位移可知匀加速的位移为

&+M&―1)

X——

2

实际上汽车做变加速运动，图像中实线的面积大于、十%)&F),D错误；

2

故选B。

13.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。质量为机的某新能源汽车在水平路

面上以恒定加速度启动，其V-，图像如图所示，其中段和5c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了,图中4、，2、%、4、%均为已知量，下列说法正确的是

八v

畛

B\C

%

t

O123

A.汽车功率为孑时，速度为三

B.Z,时刻汽车的功率达到额定功率P

C.汽车N2段前进的路程）

D.汽车AB段前进的路程x_

/

【答案】BC

【详解】A.由图可知，汽车最大速度为%,当汽车达到最大速度后由

P=M

可知

p

/=一0~。内牵引力尸不变，4时刻

%

P=Fvl

当汽车速度为/时，功率

P'=F-^-=-

22

故A错误；

B.0~4时间内汽车做匀加速运动，

F—f=ma

P=Fv

汽车速度增大过程中，牵引力不变，功率增大，速度达到最大时，功率达到额定功率，故B正确;

C.%〜右内若做匀变速运动，则位移满足

由实际位移时间图像可知

故c正确；

D.，［〜内由动能定理得

解得

Pg—J-；机"+；机v；

x=-------------------

故D错误。

故选BC,

14.某新能源汽车在车轮上安装了小型发电机，将减速时的部分动能转化并储存在蓄电池中，以达到节能

的目的。某次测试中，汽车以额定功率沿直线行驶一段距离后关闭发动机，测得汽车动能纭随位移x

的变化如图所示，其中①是关闭储能装置时的关系图线，②是开启储能装置时的关系图线。己知汽

车的质量为2x103kg,设汽车运动过程中所受地面阻力恒定，不计空气阻力。求：

x/(xlO2m)

（1）汽车行驶过程中所受地面的阻力大小;

⑵汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能;

⑶测试过程中汽车加速行驶的时间。

【答案】⑴2.25x107

(2)4.5X105J

（3）24s

【详解】（1）关闭储能装置过程，汽车减速到。的位移为

x=(ll-7)xl02m=4xl02m

根据动能定理，有

一力=0-凡

解得

/=2.25X103N

(2)汽车开启储能装置后，汽车减速到0的位移为

,22

x=(9-7)xl0m=2xl0m

汽车受到的阻力做功为

少=*=-4.5xl()5j

所以汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能为

£=£；+少=4.5xl()5j

(3)如图可知，汽车关闭发动机前已做匀速运动，有

1,5

E.=_mv~=9X105J

112

可得

v=30m/s

额定功率为

P=/V=6.75X104W

汽车加速行驶过程中，根据动能定理有

Pt~抹0=Ek-Ek0

解得加速行驶的时间

t=24s

15.2024年4月，我国新能源汽车零售占比首次超过50%,正式与燃油车平分天下。如图为某新能源汽车

装配车间流水线的一部分，其中N2是半径为R的光滑半圆轨道，2C是长度为5尺的水平粗糙轨道，

CD是长度为10R的沿逆时针方向匀速转动的水平粗糙传送带。一零件以巳的速率从4点沿

半圆轨道下滑，到达轨道最低点3处后沿水平轨道8c滑动，最后滑上传送带CD。已知零件与水

平轨道5C、传送带CD间的动摩擦因数分别为4=04、4=0.5,重力加速度大小为g。

(1)求零件滑到B点时对轨道的压力大小；

(2)要使零件以最短的时间经过传送带CD,则传送带CD转动的速度应满足什么条件？

(3)调整零件在/点的速度可以调整零件通过水平轨道2c的时间。要使零件既不脱轨又能滑上传

送带CD,则零件通过水平轨道BC的时间最长是多少？

H

【答案】(1)7mg；(2)v>2^^gR；(3)♦回

2g

【详解】（1）零件从N滑到8过程，由动能定理，可得

2

2mgR=；mVg-；mvA

又

F-mg=—

tiK

联立，解得

&=7mg

根据牛顿第三定律可知

尸、=稣=7/g

（2）零件从8滑到C过程，由动能定理，可得

-jUxmgx5R=；mvj-；mv；

若零件由C到。一直加速，则传送时间最短，设加速获得的最大速度为％,由动能定理

1212

N2mgxlOA=—mvm--mvc

联立，解得

则传送带速度应满足

v>2y/3gR

（3）若要保证不脱轨，则产品在/点的最小速度满足

mg=加比

同理，可得

,2

2mgR=^mvB-^mv}m

解得零件到达8点的最小速度为

V'B=4^

零件减速到0的距离为S,由动能定理得

-jLijngs二°一；mvB

解得滑行距离为

s=6.257?>5R

能到达传送带上，零件通过水平轨道3C的时间最长，有

v'l-v；2=-2^gx57?

又

^C=VB~^St

联立，解得

5心一1）阿

2g

考点04

动量

17.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

P,若水的重力影响不计，则此新材料受到水的冲力大小为（)

P兀d2VDp兀d2s

A.p7id2VD.------C.pnd'v1

4..4

【答案】D

【详解】在f时间内，射到材料上的水质量为

m=pV=vtp

对这些水，根据动量定理

Ft=mv

解得

l

F_p兀d2v

4

故选Do

18.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t=0时刻沿平直公路由

静止开始以恒定加速度启动，发动机在4时刻达到额定功率，然后保持功率不变继续加速，4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.、动量p、牵引

力尸、功率尸随时间t的变化规律正确的是（）

【详解】时间内做匀加速运动，加速度。不变，速度均匀增加，牵引力尸保持不变，根据

p=Fv=Fat

p=mv=mat

可知功率P随时间均匀增加，动量。随时间均匀增加；。口2时间内，功率保持不变，根据

可知，随速度的增加，加速度。减小，牵引力尸减小，动量p增大；马时刻后匀速行驶，加速度。等

于零，速度不变，牵引力尸等于阻力不变，功率。不变，动量0不变。

故选Bo

19.近年来，国产新能源汽车的销量得到大幅增长。为检测某新能源汽车的刹车性能，现在平直公路上做

实验。如图甲，汽车质量为2xl（）3kg（可看作质点）在平直公路上行驶，其中尸。路段为柏油路，QM

路段为沙石路，汽车从尸地运动到M地的过程，其速度v随时间/的变化规律如图乙所示，已知汽车

在尸。路段受到的阻力为其重力的1，在整个行驶过程中汽车的功率保持不变，g=10m/s2,则以下

说法中正确的是（)

Mv/(in-s_1)

////////////z/z/z/z

p

QMo51015

甲乙

A.汽车的功率为2xl()3w

B.汽车的功率为2xl()5w

C.汽车从。地运动到M地的过程中克服阻力做的功2.75x104J

D.汽车从0地运动到M地的过程中，牵引力的冲量3X1()4N.S

【答案】D

【详解】AB.根据题意可知，汽车在尸0路段受到的阻力为

3

/=-L,„g=2xlON

10

由图乙可知，汽车在尸。段以10m/s速度匀速行驶时，此时，汽车的牵引力等于阻力为

^=/=2xlO3N

根据公式尸=外可得，汽车的功率为

P=2X104W

C.汽车从0地运动到M地的过程中，设阻力做功为沙，根据动能定理有

11

Pt-W=—2——mv2

22n2

代入数据解得

FF=2.75X105J

故C错误;

D.由图乙可知，汽车在段，最终以5m/s的速度做匀速运动，设此时的牵引力为尸，阻力为一,

则有

P=FVM=fvM

解得

f=4000N

汽车从0地运动到川地的过程中，设牵引力的冲量为/，根据动量定理有

I-f't=mvM-mvQ

解得

/=3X104N-S

故D正确。

故选D。

20.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，保持恒定功率尸=100kW不变，由静止启动做直线运动，汽车运动过程受到的阻力/=H

（其中"=40N-s/m）,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

汽车的质量加=2xl（）3kg,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O.Sm/s?

C.汽车关闭发动机后还能继续滑行1.25x103m

D.汽车关闭发动机后克服阻力做的功为2.5X106J

【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

P=Fv

F-kv=ma

代入数据的

a=1.95m/s2

若汽车处于减速阶段，根据

kv=ma

得

a=0.5m/s2

B正确；

C.关闭发动机时汽车速度为50m/s,根据动量定理

fv-t=mv

又

x=vt

得

x=2.5x103m

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

1,,

W=-mVi=2.5xlO6]

2

D正确。

故选BD。

21.为京津冀地区"减煤治霾"，河北张家口草原天路景区新建新能源项目1500万千瓦，风力发电机如图所

示，风力带动三个叶片转动，叶片再带动转子（磁极）转动，使定子（线圈不计电阻）中产生电流，

实现风能向电能的转化。已知叶片长为/,风速为v,空气的密度为。，空气遇到叶片旋转形成的圆面

后一半减速为零，一半原速率穿过，求：

（1）一台风力发电机获得风能的功率；

（2）空气对风力发电机一个叶片的平均作用力。

【答案】（1）\p^-,（2）：加2/

46

【详解】（1）单位时间t内经过叶片的空气质量为

m0=pjrl~vt

空气遇到叶片旋转形成的圆面后一半减速为零，一半原速率穿过，则损失的动能为

♦=口当卜岛

由能量守恒定律可得，单位时间/内，一台风力发电机获得风能为

E=Ek=:Q/T/W

一台风力发电机获得风能的功率为

P二处

tt4

(2)根据题意，设空气对风力发电机叶片的平均作用力后由动量定理有

如v

2

代入数据可得

2

—v—pjilvty1

则空气对风力发电机一个叶片的平均作用力为

F'=-F=-p^l2v2

36

考点05

机械振动、光学

22.某新能源汽车开启最新技术的"隐私声盾”功能后，司机将无法听到后排乘客说话的内容。"隐私声盾"

系统能采集后排乘客的声音信号，并通过司机头枕音箱发出自适应的抵消声波，将对话声音抵消，从

而屏蔽90%以上的后排对话信息，提高驾驶员的专注度，同时保护后排乘客的隐私。下列说法正确的

是()

A."隐私声盾"技术运用了多普勒效应

B.抵消声波与后排说话声波的频率相同

C.抵消声波比后排说话声波的传播速度快

D.抵消声波比后排说话声波的波长更长

【答案】B

【详解】A."隐私声盾”利用的是两列声波相互干涉的原理，故A错误；

B.由于两列声波需要相互干涉，故抵消声波与后排说话声波的频率相同，故B正确；

C.机械波的传播速度与介质有关，故抵消声波与后排说话声波的传播速度一样快，故C错误;

D.抵消声波与后排说话声波波长相等，故D错误。

故选Bo

23.国产新能源汽车安装了“防撞预警安全系统"。如图所示，其配备的雷达会发射毫米级电磁波（毫米

波），并对前车反射的毫米波进行处理。下列说法正确的是（）

A.毫米波是由于原子核受到激发而产生

B.毫米波由空气进入水时传播速度会变小

C.毫米波遇到前车时会发生明显衍射现象

D.毫米波不能发生偏振现象

【答案】B

【详解】A.毫米波是由LC振荡电路产生的电磁波，故A错误；

B.毫米波由空气进入水时传播速度会变小，故B正确；

C.毫米波的波长远小于车的大小，所以遇到前车时不会发生明显衍射现象，故C错误；

D.偏振是横波特有的现象，毫米波是横波，能发生偏振现象，故D错误。

故选Bo

24.近年来，我国国产新能源汽车的自动驾驶技术快速发展，已跻身世界前列，汽车的自动驾驶离不开电

磁波技术的应用，某新能源汽车发出的一列横波在，=0时的波形图像如图1所示，图2为尸点的振动

图像，则下列说法中正确的是（）

A.该波沿x轴负方向传播

B.0-ls时间内，质点P沿x轴运动了1.6cm

C.在任意Is的时间内，质点尸运动的路程一定是2m

D.该波的波速为L6m/s

【答案】C

【详解】A.由图2知，=0时质点P位于平衡位置沿了轴正向振动，由图1根据波的平移法知该波沿x

轴正方向传播，故A错误；

B.质点尸不随波迁移，不沿x轴运动，故B错误；

C.由图1知振幅为/=5xl()-6m,在任意Is的时间内，质点尸运动的路程

S=工x4/=——---x4x5xl0-6m=2m

T1x105

故C正确；

D.由图1知该波的波长由图2知该波的周期则该波的波速X=1.6xl(r2m,7=lxl(T5s,则

m/s=1.6xl03m/s

v=—T=、16义.1吗03

故D错误。

故选Co

25.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。的法线成e角射入。⑺为光学传感器，可以探测光的强度。从N2面反射回

来的光强随入射角。变化的情况如图乙所示，则下列说法正确的是()

A.入射角e越大，则反射光越强

B.当入射角夕=60。时，光在界面上同时发生反射和折射

c.若将图甲中的角e减小，则反射光线和折射光线的夹角将增大

D.该新材料的折射率〃=0.8

【答案】C

【详解】A.题图乙可知，当8253。时，反射光强度不变，故A错误；

B.当6=53。时，恰好发生全发射，则当入射角6=60。时，光