陕西省咸阳市2021届新高考物理模拟试题(3)含解析 17页

陕西省咸阳市 2021 届新高考物理模拟试题（ 3） 一、单项选择题：本题共 6 小题，每小题 5 分，共 30 分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合 题目要求的 1．2019 年 4 月 10 日 21 点，科学家发布了黑洞人马座 A *的照片。黑洞强大的引力致使以 3 108m/s 的速 度传播的光都不能逃逸。已知人马座 A * 的直径为 4400 万公里，则人马座 A * 与地球的质量之比约为（ ） (可能用到的数据有：地球半径 6400km ；地球的环绕速度为 7.9km/s ；天体的逃逸速度为该天体环绕速度 的 2 倍 ) A． 1011 B．1012 C．1013 D． 1014 【答案】 B 【解析】 【详解】 设地球的质量为 m，半径用 r 表示，则地球的环绕速度可表示为 Gmv r ；黑洞的逃逸速度为 c，设人 马座 A *的质量为 M ，半径用 R 表示，则有 2 c GM R 2 22 M c R m v r 带入数据，人马座 A *与地球的质量之比 122.5 10M m 故 ACD 错误， B 正确。 故选 B。 2．如图， △OMN 为玻璃等腰三棱镜的横截面。 a、b 两束可见单色光从空气垂直射入棱镜底面 MN ，在 棱镜侧面 OM 、ON 上反射和折射的情况如图所示，由此可知（ ） A．从玻璃射向空气， a 光的临界角小于 b 光的临界角 B．玻璃对 a 光的折射率小于玻璃对 b 光的折射率 C．在玻璃中， a 光的速度小于 b 光的速度 D．在双缝干涉实验中， a 光干涉条纹宽度小于 b 光干涉条纹宽度 【答案】 B 【解析】 【分析】 【详解】 AB ．由光路图看出，光线 b 在 NO 面上发生了全反射，而光线 a 在 MO 面上没有发生全反射，而入射角 相同， 则知 b 光的临界角小于 a 光的临界角， 由 1sinC n 可知， 玻璃对 a 光的折射率小于 b 的折射率小， 故 A 错误， B 正确； C．玻璃对 a 光的折射率小于 b 的折射率小，由 cv n 可知，在玻璃中， a 光的速度大于 b 光的速度，故 C 错误； D．由于玻璃对 a 光的折射率小于 b 的折射率小，则 a 光的频率比 b 光的低， a 光的波长比 b 光的长，由 公式 Lx d 可知， a 光的双缝干涉条纹宽度比 b 光的大，故 D 错误。 故选 B。 3．如图是飞机在上海市由北往南飞行表演过程画面，当飞机从水平位置飞到竖直位置时，相对于飞行员 来说，关于飞机的左右机翼电势高低的说法正确的是（ ） A．不管水平飞行还是竖直向上飞行，都是飞机的左侧机翼电势高 B．不管水平飞行还是竖直向上飞行，都是飞稱的右机翼电势高 C．水平飞行时，飞机的右侧机翼电势高，竖直向上飞行时，飞机的左侧机翼电势高 D．水平飞行时，飞机的左侧机翼电势高；竖直向上飞行时，飞机的右侧机翼电势高 【答案】 D 【解析】 【详解】 地磁场在北半球有竖直向下和由南向北的水平分量， 水平由北向南飞行时， 飞机的两翼切割竖直向下的磁 感线，根据右手定则可知，左侧机翼电势高；竖直向上飞行时，两翼切割水平方向的磁感线，根据右手定 则可知，机翼右侧电势高， D 正确， ABC 错误。 故选 D。 4．如图甲所示，虚线右侧有一方向垂直纸面的有界匀强磁场，磁场的磁感应强度口随时间 t 变化关系如 图乙所示（取磁场垂直纸面向里的方向为正方向） ，固定的闭合导线框一部分在磁场内。从 t=0 时刻开始， 下列关于线框中感应电流 i、线框 ab 边受到的安培力 F 随时间 t 变化图象中，可能正确的是（取线框中逆 时针方向的电流为正，安培力向右为正方向） （ ） A． B． C． D． 【答案】 B 【解析】 【分析】 【详解】 AB ．由图可知，在 0 ~ 2 T 内线圈中磁感应强度的变化率相同，故 0 ~ 2 T 内电流的方向相同，由楞次定律 可知， 电路中电流方向为逆时针， 即电流为正方向； 在 ~ 2 T T 内内线圈中磁感应强度的变化率相同， 故 ~ 2 T T 内电流的方向相同，由楞次定律可知，电路中电流方向为顺时针，即电流为负方向；根据法拉第电磁感应 定律有 2 B SE t 则感应电流为 2 E B Si R t R 由图可知两段时间内的磁感应强度大小相等，故两段时间内的感应电流大小相等，故 A 错误， B 正确； CD ．由上分析可知，一个周期内电路的电流大小恒定不变，根据 F BIL 可知 F 与 B 成正比，则在 0 ~ 4 T 内磁场垂直纸面向外减小，电流方向由 b 到 a，根据左手定则可知，线框 ab 边受到的安培力 F 方向向右，为正方向，大小随 B 均匀减小；在 ~ 4 2 T T 内磁场垂直纸面向里增大，电 流方向由 b 到 a，根据左手定则可知，线框 ab 边受到的安培力 F 方向向左，为负方向，大小随 B 均匀增 大；在 3~ 2 2 T T 内磁场垂直纸面向里减小，电流方向由 a 到 b，根据左手定则可知，线框 ab 边受到的安培 力 F 方向向右，为正方向，大小随 B 均匀减小；在 3 ~ 2 T T 内磁场垂直纸面向外增大，电流方向由 a 到 b， 根据左手定则可知，线框 ab 边受到的安培力 F 方向向左，为负方向，大小随 B 均匀增大，故 CD 错误。 故选 B。 5．用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是 A．改用红光照射 B．改用 X 射线照射 C．改用强度更大的原紫外线照射 D．延长原紫外线的照射时间 【答案】 B 【解析】 【分析】 【详解】 发生光电效应的原因是入射的光子能量 h 超过了金属表面电子逸出的逸出功 0W ，若不能发生光电效应， 说明入射光子能量过小，频率太低，应该换用频率更高的入射光，对照选项 B 对． 6．如图，倾角为 α =45°的斜面 ABC 固定在水平面上，质量为 m 的小球从顶点 A 先后以初速度 v0 和 2vo 向左水平抛出，分别落在斜面上的 P1、P2 点，经历的时间分别为 t1、t 2；A 点与 P1、Pl 与 P2 之间的距离 分别为 l 1 和 l 2，不计空气阻力影响。下列说法正确的是（ ） A． t1： t 2=1：1 B． ll：l 2=1：2 C．两球刚落到斜面上时的速度比为 1：4 D．两球落到斜面上时的速度与斜面的夹角正切值的比为 1：1 【答案】 D 【解析】 【分析】 【详解】 A．根据 2 0 0 1 2tan 2 gt gt v t v ＝ ＝ 得 02 tanvt g 因为初速度之比为 1：2，则运动的时间之比为 1：2，故 A 错误。 B．水平位移 2 0 0 2 tanvx v t g ＝ 因为初速度之比为 1：2，则水平位移之比为 1：4，由 2l x 可知 l l：l 2=1：4 故 B 错误。 C．根据动能定理 2 2 0 1 1 2 2 mv mv mgy 其中 y=x ，则 2 2 2 0 0 0 02 4 tan45 5v v gy v v vo 则两球刚落到斜面上时的速度比为 1：2，选项 C 错误； D．平抛运动某时刻速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的 2 倍，由于落在斜 面上，位移方向相同，则速度方向相同，即两球落到斜面上时的速度与斜面的夹角正切值的比为 1：1， 故 D 正确。 故选 D。 二、多项选择题：本题共 6 小题，每小题 5 分，共 30 分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目 要求．全部选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分 7．以下说法正确的是（ ） A．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内分子数及气体分子的平均动能都有关 B．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子不停息地做无规则热运动 C．当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最小 D．如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体的平均动能一定增大，因此压强也必然增大 E.当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小 【答案】 ACE 【解析】 【分析】 【详解】 A．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与分子密度和分子平均速率有关，即与单位体积内分 子数及气体分子的平均动能都有关，故 A 正确； B．布朗运动是悬浮小颗粒的无规则运动，反映了液体分子的无规则热运动，故 B 错误； C．两分子从无穷远逐渐靠近的过程中，分子间作用力先体现引力，引力做正功，分子势能减小，当分子 间的引力和斥力平衡时，分子势能最小，之后体现斥力，斥力做负功，分子势能增大，故 C 正确； D．根据理想气体状态方程 pV C T 可知温度升高，体积变化未知，即分子密度变化未知，所以压强变化未知，故 D 错误； E．当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，故 E 正确。 故选 ACE 。 8．有四个完全相同的灯泡连接在理想变压器的原、副线圈中，如图所示。若开关 S 接在位置 1 时，四个 灯泡发光亮度相同；若将开关 S 接在位置 2 时，灯泡均未烧坏。下列说法正确的是（ ） A．该变压器是降压变压器，原、副线圈匝数之比为 3∶1 B．该变压器是升压变压器，原、副线圈匝数之比为 1∶3 C．开关 S 接在位置 2 时，副线圈中的灯泡发光亮度均减弱 D．开关 S 接在位置 2 时，副线圈中的灯泡发光亮度均加强 【答案】 AD 【解析】 【分析】 【详解】 AB ．四个灯泡发光程度相同，所以原线圈电流与副线圈电流之比为 1： 3，根据 1 2 2 1 3 1I n I n ＝ ＝ 可知该变压器是降压变压器，原副线圈匝数比为 3：1，故 A 正确， B 错误； CD ．接到 2 位置，原线圈电压变大，根据电压与匝数的关系可知副线圈电压变大，所以副线圈中的灯泡 的电流变大，发光亮度均加强，故 D 正确， C 错误。 故选 AD 。 9．下列说法正确的是（ ） A．不能用气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数估算气体分子的体积 B．质量相同、温度也相同的氢气和氧气，内能相同 C．任何热机都不可能使燃料释放的热量完全转化为机械能 D．在失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强 E.当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大 【答案】 ACE 【解析】 【详解】 A．气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数只能求出每个气体分子平均占有的空间和气体分子间的距离，不能 估算气体分子本身的体积，故 A 正确； B．内能的大小与物质的量、温度、物体体积都有关，质量相同、温度也相同的氢气和氧气，它们的物质 的量不同，则内能不相同，故 B 错误； C．根据热力学第二定律可知，任何热机都不可能使燃料释放的热量完全转化为机械能，故 C 正确； D．密闭容器内气体压强是由分子不断撞击器壁而产生的，在完全失重情况下，气体分子仍然不断撞击器 壁，仍然会产生压强，故 D 错误； E．当分子力表现为斥力时，分子力随分子间距离的减小而增大，间距减小斥力做负功分子势能增大，故 E 正确。 故选 ACE 。 10．如图甲所示为 t=1s 时某简谐波的波动图象，乙图为 x=4cm 处的质点 b 的振动图象。则下列说法正确 的是（ ） A．该简谐波的传播方向沿 x 轴的正方向 B． t=2s 时，质点 a 的振动方向沿 y 轴的负方向 C． t=2s 时，质点 a 的加速度大于质点 b 的加速度 D． 0~3s 的时间内，质点 a 通过的路程为 20cm E.0~3s 的时间内，简谐波沿 x 轴的负方向传播 6cm 【答案】 BCE 【解析】 【详解】 A．由图象可知 t=1s 时质点 b 的振动方向沿 y 轴的负方向， 则由质点的振动方向和波的传播方向关系可知， 该简谐横波的传播方向沿 x 轴的负方向，故 A 项错误； B．由图甲知 t=1s 时，质点 a 的振动方向沿 y 轴的正方向；由乙图可知波的周期为 2s，则 t=2s 时，质点 a 的振动方向沿 y 轴的负方向，故 B 项正确； C．由以上分析可知， t=2s 时，质点 b 处在平衡位置向上振动，质点 a 处在平衡位置 +y 侧向 y 轴的负方向 振动，因此质点 a 的加速度大于质点 b 的加速度，故 C 项正确； D． 0~3s 的时间为 3 2 T ，则质点 a 通过的路程为振幅的 6 倍，即为 30cm ，故 D 项错误； E．由图可知，波长 λ =4cm、周期 T=2s，则波速 4 cm/s 2cm/s 2 v T 0~3s 的时间内，波沿 x 轴的负方向传播的距离 x=vt=6cm 故 E 项正确。 11．如图是某初中地理教科书中的等高线图（图中数字的单位是米） 。小山坡的右侧比左侧更陡些，如果 把一个球分别从山坡左右两侧滚下（把山坡的两侧看成两个斜面，不考虑摩擦等阻碍） ，会发现右侧小球 加速度更大些。现在把该图看成一个描述电势高低的等势线图，左右两侧各有 a、b 两点，图中数字的单 位是伏特，下列说法正确的是（ ） A． b 点电场强度比 a 点大 B．左侧电势降低的更快 C．同一电荷在电势高处电势能也一定大 D．同一电荷在电场强度大处所受电场力也一定大 【答案】 AD 【解析】 【分析】 【详解】 A．根据 U=Ed 相同电势差右侧 b 点的距离更小，所以 b 点电场强度比 a 点大，故 A 正确； B．等势线越密集的地方电势降落的越快， b 点等势线更密集，所以右侧电势降低的更快，故 B 错误； C．电势能还与电荷的正负有关，所以同一电荷在电势高处电势能也不一定大，故 C 错误； D．同一电荷在电场强度大处所受电场力一定大，故 D 正确。 故选 AD 。 12．两列在同一介质中的简谐横波沿相反方向传播，某时刻两列波相遇，如图所示，其中实线波的频率为 2.50Hz ，图示时刻平衡位置 x＝3m 处的质点正在向上振动。则下列说法正确的是（ ） A．实线波沿 x 轴正方向传播，虚线波沿 x 轴负方向传播 B．两列波在相遇区域发生干涉现象 C．两列波的波速均为 25m/s D．从图示时刻起再过 0.025s，平衡位置 x＝1.875m 处的质点将位于 y＝30cm 处 【答案】 AD 【解析】 【分析】 【详解】 A．图示时刻平衡位置 x=3m 处的质点正在向上振动，根据波动规律可知，实线波沿 x 轴正方向传播，则 虚线波沿 x 轴负方向传播，故 A 正确； B．介质决定波速，两列波传播速度大小相同，由图可知，实线波的波长 λ1=6m ，虚线波的波长 λ2=9m ， 由 v=λf可知，实线波和虚线波的频率之比为 f 1： f2=λ2：λ1=3：2 由于 f 1不等于 f2，故两列波在相遇区域不会发生稳定的干涉现象，故 B 错误； C．实线波的频率为 2.50Hz，波长 λ1=6m，则波速 1 15m/sv f 故 C 错误； D．实线波波峰传到平衡位置 x＝1.875m 处的质点所用时间为 1 1.875 1.5s 0.025s 15 t 虚线波波峰传到平衡位置 x＝1.875m 处的质点所用时间为 2 2.25 1.875s 0.025s 15 t 说明从图示时刻起再过 0.025s，平衡位置 x＝1.875m 处的质点处于波峰位置，由波的叠加可知，平衡位置 x＝1.875m 处的质点将位于 y＝30cm ，故 D 正确。 故选 AD 。 三、实验题 :共 2 小题，每题 8 分，共 16 分 13．某实验小组做 “验证力合成的平行四边形定则 ”实验，涉及以下问题，请分析解答。 (1)实验的部分步骤如下： ①将橡皮筋的一端固定在 A点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连一个弹簧测力计 ②如图所示， 沿相互垂直的两个方向分别拉两个弹簧测力计， 使橡皮筋的绳套端被拉到某一点 O，由弹簧 测力计的示数记录两个拉力 1F 、 2F 的大小，此时 1F _________ N ， 2F ______ N ③再用一个弹簧测力计将橡皮筋的绳套端拉至 O 点，读出拉力 F 大小并确定其方向 ④在如图所示的方格纸上以每格 1N 为标度，作出拉力 1F 、 2F ⑤应用平行四边形定则作出 1F 、 2F 的合力 F合 的图示，并按每格 1N 的标度读出合力的大小 ⑥若在误差允许的范围内， F 与 F合 满足 __________，则验证了力合成的平行四边形定则 (2)实验中，下列器材中必须要用的是 __________ (3)下列实验操作正确的是 ________。 A．拉动橡皮筋时，弹簧测力计要与木板平面平行 B．每次拉伸橡皮筋时，两个弹簧测力计间的夹角越大越好 C．描点确定拉力方向时，两点间的距离应尽可能大一些 【答案】 4.80N 3.60N 大小相等，方向相同 C AC 【解析】 【详解】 (1)[1][2] ②弹簧测力计的分度值为 0.1N ，估读至 0.01N，则示数分别为 1 4.80NF ， 2 3.60NF [3] ⑥若在误差允许的范围内， F 与 F 合满足大小相等，方向相同，则验证了力合成的平行四边形定则； (2)[4] 实验还需要用毫米刻度尺画直线、并进行长度的测量，所以 C 正确， A 、B 错误； 故选 C； (3)[5]A ．实验是通过在白纸上作力的图示来验证平行四边形定则， 为了减小实验误差， 弹簧测力计、 细绳、 橡皮筋都应与木板平行，这样各力的图示能够正确体现相应力的大小，故 A 正确； B．为减小作图过程中产生的误差，两个弹簧测力计拉力间的夹角不能太小，也不能太大，故 B 错误； C．描点确定拉力方向时，两点之间的距离应尽可能大一些，以减小实验的误差，故 C 正确； 故选 AC 。 14．小明同学用如图所示装置验证机械能守恒定律，轻绳两端跨过转轴光滑的轻滑轮系着质量均为 M 的 重物 A 和 B，将质量为 m 的小砝码 C 挂在在物体 B 上， B 下方距离为 h 处固定一个光电门，物块 B 装有 一宽度很小的挡光片，测得挡光片宽度为 d，将系统静止释放，当挡光片通过光电门（固定光电门的装置 未画出）时，可通过计算机系统记录挡光时间 △t。改变高度差 h，重复实验，采集多组 h 和 △t 的数据。 (1)若某次记录的挡光时间为 △t1，则挡光片到达光电门处时 B 的速度大小为 __。 (2)小明设想，为了确定 △t 与 h 的关系，可以分别对 △t 与 h 取对数，并以 lg△t 为纵轴，以 lgh 为横轴建 立坐标系，得到的 lg△t﹣lgh 图线为一直线，该直线的斜率为 __。 (3)若 lg△t﹣lgh 图线与纵轴交点坐标为 c，若机械能守恒，可以得到该地重力加速度 g=__。 【答案】 1 d t 1 2 2 2 2 2 10 c M m d mg 【解析】 【详解】 (1)[1] 根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，挡光片到达光电门处 B 的速度大小为： 1 dv t (2)[2] 系统重力势能的减小量等于系统动能的增加量，有： 21 2 2 mgh M m v 即： 2 2 1 1 2 2 dmgh M m t 整理可得： 221 1 2 2 2 M m dlg t lg lgh mg 若 lg t lgh 图线为一直线，则该图线的斜率为 1 2 (3)[3] 根据 2 2 1 1 2 2 dmgh M m t 得： 2 2 1 2 2 M m d t mgh 则有： 222 2 M m dlg t lg lgh mg 所以有： 221 1 2 2 2 M m dt lg lgh mg 可知纵轴截为： 221 2 2 M m dc lg mg 解得： 2 2 2 2 10 c M m d g mg 四、解答题：本题共 3 题，每题 8 分，共 24 分 15．如图甲所示，内壁光滑、导热良好、质量为 0 3 p S g 的汽缸开口向上竖直放置在水平地面上，上部分的 横截面积为 S，下部分的横截面积为 2S，下部分汽缸高 L ，汽缸内有两个质量忽略不计、厚度不计的活塞 A、 B 封闭了Ⅰ、Ⅱ两部分理想气体， A 活塞正好处在汽缸上下两部分的分界处， B 活塞处在下部分汽缸 的正中间位置处。现将该装置挂起来，气缸脱离地面稳定后如图乙所示。 A 活塞始终未与汽缸脱离，已知 重力加速度为 g，外界温度为 T，大气压强为 P0。 ①若环境温度保持不变，求乙图中 A 活塞向上移动的距离； ②若环境温度缓慢升高， B 活塞恰能升到下部分汽缸的顶部，求此时的环境温度？ 【答案】① L ② 4 3 T 【解析】 【详解】 ①以两部分气体为一个整体为研究对象，状态 1 1 0 1 2p p V SL， 再次平衡为状态 2 0 2 0 2 3 M g pp p S 缸 根据玻意耳定律可得 1 1 2 2pV p V ，解得 2 3V SL 乙图中 A 活塞向上移动的距离 2 1 A V Vx L S ②以Ⅱ为研究对象，状态 1： 1 0 1 1p p V SL T T， ， 状态 2： 2 0 0 2 2 2 3 M g p p p V SL S 缸 ， 根据理想气体的状态方程可得 ' ' ' ' 1 1 2 2 ' ' 1 2 pV p V T T ，解得 ' 2 4 3 T T 16．如图所示， AB 为竖直平面内的细管状半圆轨道， AB 连线为竖直直径，轨道半径 R=6.4m ，轨道内壁 光滑， A 、B 两端为轨道的开口。 BC 为粗糙水平轨道，其长度 s=8.4m 。CD 为倾角 θ=37°的斜面。用两个 小物块 a、b 紧靠在一轻弹簧的两端将弹簧压缩，用细线将两物块绑住，沿轨道静置于 C 点。弹簧很短， 物块与弹簧均不拴接，物块 a 的线度略小于细管的内径。烧断细线，两物块先后落到斜面的 M 点， CM 两点之间的距离 L=12m 。已知物块跟水平轨道之间的动摩擦因数 1 7 ，忽略空气阻力，取重力加速度 g=10m/s 2，sin37 °=0.6， cos37°=0.8。求： （ 1）物块 b 刚离开弹簧的瞬间，其速率 v0 是多少； （ 2）设物块 a、b 的质量分别为 m 1、 m 2，则 1 2 m m 是多少？（结果可以用根式表示） 【答案】 (1) 8m / s； (2) 8 19 或 2 7 7 【解析】 【分析】 【详解】 （ 1）物块 b 离开弹簧后做平抛运动。设从 C 运动到 M 历时为 t，则 21sin 37 2 L gt ， 0cos37L v t 代入数据解得 1.2st ， 0 8m / sv (2) ①物块 a 能够经过 A 点做平抛运动落到斜面的 M 点。设物块 a 经过 A 点的速率为 vA，从 A 运动到 M 历时为 t 1，则 2 1 12 sin37 2 R L gt ， 1cos37 As L v t 解得 1 2st ， 9m / sAv 设物块 a 刚被弹簧弹开时的速率为 vCl ，在从 C 运动到 A 的过程中，由动能定理得 2 2 1 1 1 1 1 1 2 2 2A Cm v m v m gs mgR 解得 vCl =19m/s 弹簧弹开物块 a、 b 的过程中，物块 a、 b 动量守恒。选向右的方向为正方向，由动量守恒定律得 2 0 1 1 0Cm v m v 解得 1 2 8 19 m m ②物块 a 被弹簧弹开后不能到达 A 点，物块 a 从 C 点做平抛运动落到斜面的 M 点，做平抛运动的初速度 大小也是 v0。设物块 a 刚被弹簧弹开时的速率为 vC2，在物块 a 从 C 向左运动到再次回到 C 点的过程中， 由动能定理得 2 2 1 0 1 2 1 1 1 2 2 2 Cm v m v m gs 解得： 2 4 7m/ sCv 弹簧弹开物块 a、 b 的过程中，物块 a、 b 动量守恒。选向右的方向为正方向，由动量守恒定律得 2 0 1 2 0Cm v m v 解得 1 2 2 7 7 m m 17．电动自行车已经成为人们日常出行的一种常用交通工具，以下是某型号电动自行车的相关参数： 名称 车身 质量 满载 载重 前后 车轮 直径 额定转速 电动机额 定 电压 电动机 额定 电流 额定机械 输出功率 参数 40kg 80kg 40cm 4500 2 r/min 48V 20A 835W 该电动自行车采用后轮驱动直流电动机， 其中额定转速是电动自行车在满载情况下在平直公路上以额定功 率匀速行进时的车轮转速，求： （ 1）电动自行车以额定转速行进时的速度 v0； （ 2）在额定工作状态时，损失的功率有 80% 是由于电动机绕线电阻生热而产生的，则电动机的绕线电阻 为多大； （ 3）满载（车身质量 +满载载重）情况下，该车以速度 v=5m/s 沿着坡度为 θ=4.59°的长直坡道向上匀速行 驶时，受到的摩擦阻力为车重（含载重）重量的 0.02 倍，求此状态下电动自行车实际运行机械功率 （ sin4.59 °=0.08；重力加速度 g=10m/s 2）。 【答案】 （1） 15m/s（ 2）0.25 Ω（3）600W 【解析】 【详解】 （ 1）在额定状态下电机以额定的转速转动，则 0 2 dv ① 2 n ② 由①②两式联立得： 0 4500 0.42 2 m/s 15m/s 2 2 60 2 dv n 电动机在额定工作状态时， P UI P损耗 输出 ③ 损失的电功率 80％转化为电热功率，则 280 P I R损耗％ ④ 由③④两式联立得： 2 2 80 80 48 20 835 0.25 20 UI P R I 输出％ ％ 当电动自行车在斜坡上匀速行驶时，受力分析如图： 由牛顿定律得： sinF M m g k M m g ⑤ 电动自行车的实际功率： P Fv ⑥ 由⑤⑥得： sin 600WP M m g k M m g v