2026年高考物理二轮复习（上海）热点04 新能源汽车（热点专练）（解析版）

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..................................................................................................................................................10

考向03功与能..................................................................................................................................................15

考向04电磁学..................................................................................................................................................21

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100km/h的平均加速度约为。

某型号轿车的部分参数

功率P/kW301

百公里加速时间t/s6.71

最高速度v/kmh1265

(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m/s2，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60m，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，

2

则轿车的加速度a=m/s；轿车经过第2个路灯时的速度v2m/s。

22

(6)短跑运动员匀加速前进时，加速度大小为a12m/s，冲过终点匀减速时，加速度大小为a21m/s，全

程共52m，问：

①若运动员全程的最大速度为6m/s，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6m/s，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

79

(3)4.14m/s2(4)615(5)426(6)①9m，②s，③4m/s

6

【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。

100

0

（3）轿车从静止加速到100km/h的平均加速度约为v22

a3.6m/s4.14m/s

t6.71

（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4.5m，则每个小格的长度为1.5m，则

第一段位移为x141.5m6m

第二段位移为x281.5m12m

第三段位移为x3121.5m18m

2

由逐差法有x3x12aT

解得a6ms2

xx

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v2315ms

2T

12

（5）[1]根据题意，设汽车通过第1个路灯时的速度为v1，加速度大小为a，由运动学公式xvtat

02

11

代入数据有603va32，1205va52

0202

2

联立解得a4ms，v014ms

[2]由运动学公式vv0at，可得轿车经过第2个路灯时的速度为v21434m/s26m/s

2

（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2a1x1v

v262

解得达到最大速度时，位移为x1m9m

2a122

v

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t13s

a1

v262

运动员减速运动的位移大小为x2m18m

2a221

v

运动员减速运动的时间为t26s

a2

x总x1x25291825

运动员匀速运动的时间为t匀ss

v66

79

则所用的最短时间为tttts

1236

vmvm

③设最大速度为v，则整个过程有tv(t总tt)tx总52m

m21m1222

vv

mm

其中t总16s，又t1，t2

a1a2

联立解得vm4m/s

（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

108km/h的速度，只需3s，则下列说法正确的是（）

A．该汽车在这3s内行驶了60m

B．该汽车在这3s内的加速度为15m/s2

C．该汽车在这3s内的平均速度为15m/s

D．该汽车在3s末的瞬时速度为15m/s

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54km/h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5m/s2，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33m

C．从司机发现情况到停下来的过程，卡车的平均速度为8.75m/s

D．若卡车的初速度为72km/h，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c），每次发射时间约为百万分之一秒，两次发射时间间隔为t。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（）

1

A．第一次反射电磁波时汽车离雷达的距离为ct

21

1

B．第二次反射电磁波时汽车离雷达的距离为ct

22

ctt

C．汽车速度为12

2t

ctt

D．汽车速度为12

2tt1t2

【答案】2．C3．D4．BD5．ABD

v30

【解析】2．A．题意知v108km/h30m/s，则该汽车在这3s内行驶距离x1t13m45m，故A

22

错误；

v3022

B．该汽车在这3s内的加速度am/s10m/s，故B错误；

t13

v

C．该汽车在这3s内的平均速度v15m/s，故C正确；

2

D．该汽车在3s末的瞬时速度v3at2103m/s30m/s，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。

v

4．A．题意知卡车初速度v54km/h15m/s，则t0.6s03.6s，故A错误；

0a

v2

B．司机发现情况时，卡车与该老人的距离xv0.6s01.5m33m，故B正确；

02a

x33m

C．从司机发现情况到停下来的过程，卡车的平均速度为v9.2m/s，故C错误；

t3.6s

v2

D．若卡车的初速度为v72km/h20m/s，则卡车从刹车到停下运动距离Lv0.6s52m33m

2a

可知卡车将撞到老人，故D正确。

故选BD。

1

5．AB．汽车第一次反射电磁波时，汽车距离雷达的距离为sct

121

1

第二次反射电磁波时，汽车距离雷达的距离为sct，故AB正确；

222

ctt

CD．汽车两次反射电磁波的时间间隔内的位移为sss12

122

tt

两次反射电磁波的时间间隔tt12

22

sct1t2

则汽车的速度v，故C错误，D正确。

t2tt1t2

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L15m的轿车正在由西向东行驶，某时刻他发现一辆长度L220m的公共

汽车正在由南向北匀速行驶，此时轿车的速度v120m/s，公共汽车的速度v210m/s，轿车车头到十字路

口的距离s145m，公共汽车车头到十字路口的距离s220m，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。

35

【答案】1．B2．BB3．A4．5m/s25．m/s2

8

【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；

x36

D．列车在0−3s内的位移为36m，则平均速度vm/s12m/s，故D错误。

t3

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。

s2

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t12s

v2

1

对轿车有sLvtat2

1111211

2

联立解得a15m/s

则为避免两车相撞，求轿车加速度的最小值为5m/s2。

sL

22

5．设轿车匀减速的加速度最小值为a2，则公共汽车车尾匀速到达O点时间t24s

v2

1

对轿车有svtat2

112222

35

联立解得am/s2

28

35

则为避免两车相撞，求轿车加速度的最小值为m/s2。

8

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

2

的平方（v）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∶RBRC∶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vr，可得A、B轮边缘的线

：

速度大小之比为RARB；

v2

[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a，可得B、C轮边缘的向心加速

nR

：

度大小之比为RCRB。

（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Pmgvsin，可知重力功率始终

不变，故D正确。

故选D。

v2

（3）C．0～20m内，图像的表达式为x

5

222

结合匀变速直线运动公式vv02ax可知，汽车做匀加速直线运动，加速度大小为a2.5m/s

故C正确；

B．由图可知，20m时，汽车速度v110m/s

P0

根据牛顿第二定律有Ffma

v1

3

可得汽车运动过程中所受阻力为Ff210N故B错误；

A．由v1at1得，0～20m所用时间为t14s

P0

62.5m汽车开始匀速运动，速度大小为v225m/s

Ff

故A正确；

P

D．根据牛顿第二定律有0Fma

vf

P

可得汽车运动过程中的加速度大小为a0F

mvf

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）汽车匀加速直线运动过程中的最大速度v1at12212.0m/s24m/s

汽车受①到的阻力为fmgcos0.252000100.8N4000N

根据牛顿第二定律Ffmgsinma

解得牵引力为F2.0104N

5

汽车额定功率为PFv14.810W

②P

汽车在斜面AB上能到达的最大速度v30m/s

maxfmgsin

③v2

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mmaxmgcos37

R

④v2

整理得Rmax

gcos37

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m200kg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18s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018s过程中电动汽车牵引力做的总功为J。

(4)在818s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PmFvmfvm

P8103

可得汽车受到的阻力为fmN=800N

vm10

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Fmfma

v8

由图甲可得am/s2=1m/s2

t8

联立解得Fm1000N

（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

1

W81038J810310J1.12105J。

2

11

（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Ptfxmv2mv2

m2m21

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，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v072km/h

2

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fakv（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v0匀速运动时，发动机的输出功率P0；

③汽车以v0匀速运动时受到的驱动力F0的大小；

④若汽车发动机最大输出功率Pmax150kW，水泵功率P1恒定，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。通过计算说明该汽车能否以速率3v0匀速行驶。

【答案】(1)2c(2)B(3)RC：RB2v(4)1500562.5

(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

v2

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F向m，在速

r

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。

v2

（3）[1]B、C轮边缘的点线速度大小相同，根据向心加速度a，知a与r成反比，故有向心加速度之比

r

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；

v8242

最大速度vm=12m/s，0-6s内的加速度为am/s=m/s

t63

根据图线B可以机车的额定功率为P0=18000W

P18000

当牵引力等于阻力时，速度取到最大值，则阻力为f0N=1500N

vm12

P18000

匀加速运动的牵引力为F6N=2250N

v68

根据牛顿第二定律得F-f=ma

解得m=562.5kg

Nkgms2

2fa

（5）①根据fa=kv解得k故k的单位为2=22=kg/m

v2m/ssm

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，

'P2

设其比例系数为k′，即P2=k'vk

v

将v0=20m/s，P2=4kW代入可得k′=200N

'''''3

故当汽车的速度为原来的3倍匀速行驶时，P0P1P2P3P4P1k3v0k3v0fs3v0

f250

a

其中k22kg/m=0.625kg/m

v040

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