衡水金卷先享题2022-2023上学期高三年级期末考试(老高考)英语答案

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16.(9分)电动汽车具有零排放、低噪音、低速阶段提速快等优点。随着储电技术的不断提高，电池成本的不断下降，电动汽车逐渐普及。(1)电动机是电动汽车的核心动力部件，其原理可以简化为如图甲所示的装置：无限长平行光滑金属导轨相距L,导轨平面水平，电源电动势为E,内阻不计。垂直于导轨放置一根质量为m的导体棒MN,导体棒在两导轨之间的电阻为R,导轨电阻忽略不计。导轨平面存在垂直于平面向下的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B,导体棒运动过程中，始终与导轨垂直且接触良好。闭合开关S,导体棒由静止开始运动，运动过程中切割磁感线产生动生电动势，该电动势总要削弱电源电动势的作用，我们把这个电动势称为反电动势E反，此时闭合回路的电流大小可用IE一E反来计算。R①在图乙中定性画出导体棒运动的v-图像，并通过公式推导分析说明电动汽车低速比高速行驶阶段提速更快的原因；②求导体棒从开始运动到稳定的过程中流过的总电荷量q。(2)电动汽车行驶过程中会受到阻力作用，阻力F阻与车速v的关系为F阻=k2,其中k为未知常数。某品牌电动汽车的电动机最大输出功率Pm=180kW,最高车速vm=180km/h,车载电池最大输出电能A=60kW·h.若该车以速度v=60km/h在平直公路上匀速行驶时，电能转化为机械能的总转化率为90%，求该电动汽车在此条件下的最大行驶路程s。×M××××××XXXXXBXXX×N××X×XX甲乙mE【答案】(1)①见解析②B2L2(2)486km【解析】(1)①设导体棒运动的速度大小为，根据闭合电路欧姆定律知，导体棒中的电流E-BLvR由牛顿第二定律有BIL=ma联立解得a=(E-BLv)BL(1分)mR由此可知，导体棒做加速度减小的加速运动，直至做匀速运动。导体棒运动的-图像如图所示(1分)电动汽车在低速行驶时，电动机产生的反电动势较小，车辆加速度较大，提速更快(1分)②当a=0时，导体棒达到最大速度vm,根据法拉第电磁感应定律有E=BLvm(1分)由动量定理有BIL△t=mvm(1分)根据电流的定义有g=It联立解得q=mEB2L2(1分)(2)电动汽车做匀速运动时，有F=Fa电动机的功率P=Fv=Fuv=kv3所以电动汽车以速度)行驶时电动机的功率(1分)由题意可知P90%A=(1分)解得s=486km(1分)

15.(9分)如图甲所示，一直角金属框架abc放置在光滑水平面上，b为顶点，ab垂直于bc,且ab、bc长度足够大。以b点所在位置为坐标原点O,沿abc框架的对称轴向右建立x轴。一足够长的导体棒MN被两个小圆柱固定在金属框架的上方，导体棒MN过坐标原点O,且与x轴垂直，导体棒MN单位长度的电阻为R。,整个装置处在垂直于水平面向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。框架在沿x轴正方向的水平力F的作用下，以大小为。的速度沿Ox方向做匀速直线运动。从框架开始运动的时刻开始计时，不计导体棒与框架的摩擦以及框架的电阻，导体棒与框架接触良好。(1)求金属框架位移为x时F的大小。(2)若R。=1n、B=1T、v。=2m/s,请在图乙中画出水平力F随位移x变化的图像，并求出0~2s时间内回路中产生的焦耳热Q和通过的电荷量q。1.×××X↑FN××*网×××××16xx xxxX×××X××8B×××T×××××N4x/m甲乙【答案】(1)2B2xvoRo(2)见解析图32J4C【解析】(1)当金属框架位移为x时，其切割磁感线的有效长度为2x,感应电动势大小为E=B·2xv0(1分)回路中的感应电流为1-(1分)解得I=BvoRo框架所受安培力大小为F安=BI·2x(1分)根据平衡条件可得F=F安解得F=2B2xvo(1分)Ro(2)若R。=1n、B=1T、vo=2m/s,有F=2B'xv0=4I N5(1分)Ro水平力F随位移x变化的图像如图所示◆FN168-024x划/m(1分)0~2s内，金属框架的位移为x=vot=4 m(1分)t=2s时，水平力F为F=16N由于金属框架做匀速运动，根据能量守恒定律可知，电路中产生的焦耳热等于F做的功WF,由F-x图像可知，F-x图线与x轴所围图形的面积表示W,则回路中产生的焦耳热为Q-WF--×4×16J=32J(1分)通过回路的电荷量为Bvotq=It==4C(1分)R