2026年高考物理二轮复习（上海）热点03 无人驾驶（热点专练）（解析版）

热点03无人驾驶

目录

........................................................................................................................................................................................2

1.核心热点考点...................................................................................................................................................2

2.聚焦多模块物理知识.......................................................................................................................................2

3.贴合实际应用考查...........................................................................................................................................2

........................................................................................................................................................................................2

【核心知识点】............................................................................................................................................2

【常见题型】................................................................................................................................................4

【考向分析】................................................................................................................................................5

【备考建议】................................................................................................................................................6

........................................................................................................................................................................................6

考向01运动学....................................................................................................................................................6

考向02圆周运动..............................................................................................................................................12

考向03功能原理..............................................................................................................................................19

考向04综合应用..............................................................................................................................................22

无人驾驶成为上海新高考物理的热门出题素材，既依托上海本地无人驾驶产业的领先发展优势，也契合

上海新高考物理“情境统领、素养导向”的命题改革方向：

1.核心热点考点

无人驾驶已被纳入上海高考物理热点专项练习范畴。这类命题多依托无人驾驶的真实技术场景，将物理

核心知识点与实际应用结合，考查考生对知识的灵活运用能力，而非单纯的理论记忆。

技术应用场景转化为物理试题情境，比如激光雷达的激光传播、信号反馈等过程，能关联波动光学与运

动学计算，而车辆制动场景则适配匀减速直线运动等力学知识点，让试题摆脱抽象理论，贴合技术实际。

2.聚焦多模块物理知识

命题集中覆盖多个物理重点模块。在力学方面，常围绕汽车上坡下坡、加速减速等场景，考查牛顿运动

定律、机械能守恒、匀变速直线运动等知识点，比如通过无人驾驶汽车恒定功率上坡的运动过程，考查

力、位移、速度的关系计算；在电磁学方面，结合车载传感器、无线充电等技术，考查电磁感应、电路

分析等内容；此外，还会涉及波动光学（如激光雷达的光传播相关知识）等模块，适配高考物理对多知

识点综合应用和数学处理物理问题能力的考查要求。

3.贴合实际应用考查

题目多以无人驾驶测试、运营中的真实问题为题干，例如车辆避障时的运动分解、巡航系统的速度控制

等，要求考生从复杂场景中提炼物理模型，符合上海高考物理注重联系实际、考查核心素养和实践能力

的命题趋势。

【核心知识点】

1.匀变速直线运动相关知识

这是无人驾驶相关试题中最核心的知识点，常围绕车辆刹车、启动等场景出题。比如试题会给出无人驾

驶汽车和人类驾驶的反应时间、停车总位移，通过联立公式求解汽车初速度和刹车加速度；也会依据刹

车痕迹长度，反推刹车前的行驶速度。同时，反应时间内车辆的匀速直线运动相关计算也常结合该知识

点考查，需区分反应阶段的匀速运动与刹车阶段的匀减速运动。

核心公式：

匀加速直线运动自由落体

①速度公式v=gt

②位移公式

③位移—速度公式v2=2gh

④平均速度22

v0vt

(=vtvs)

222

⑤(初速度任意)Δs=aT2同样适用

上述公式均是矢量公式：规定一个正方向，与正方向相同为正，相反则为负。

其中①和②含有时间t，③不含时间t，这是区别使用哪个公式的关键。

灵活应用平均速度公式④会简化计算。

2.圆周运动与向心力知识

该知识点多对应无人驾驶汽车过弯道的场景。当车辆行驶在水平弯道时，通常由静摩擦力提供向心力，

v22

核心公式Fnmm2rm()2r，试题会据此判断车速过大时车辆是否会因所需向心力超过最

rT

大静摩擦力而侧滑；当弯道为倾斜路面时，知识点聚焦重力与支持力的合力提供向心力的情况，常考查

道路内外侧高低设计的合理性，比如判断为防止侧滑需外侧高内侧低的路面设计原理，以此加深对向心

力来源和公式应用的考查。

3.功和能的相关知识

主要围绕无人驾驶汽车行驶中的能量转化展开，核心涉及动能定理、功率公式等。

1212

动能定理W＝mv2－mv1，常应用于刹车过程，用于计算刹车过程中合外力做功与动能变化的关系，或

22

通过动能变化求解刹车距离；功率相关知识点则多结合车辆恒定功率行驶的场景，如无人驾驶货车爬坡、

高速巡航等，核心公式为P=Fv，试题会考查不同车速下牵引力的变化，或是已知额定功率、阻力等参数，

求解车辆的最大行驶速度，同时还会涉及牵引力做功、克服阻力做功与重力势能变化的综合计算。

4.运动图像解读知识

常以v−t、x−t图像为载体考查，是分析无人驾驶汽车运动状态的重要知识点。

对于v−t图像，需掌握图像斜率表示加速度、与坐标轴围成的面积表示位移，比如通过图像分析车辆启动、

巡航、制动等不同阶段的运动性质，计算对应阶段的位移和加速度；

对于x−t图像，其斜率表示速度，试题可能通过该图像判断无人驾驶汽车与前车的相遇时刻、速度相等时

刻的距离等，以此考查对图像与实际运动过程对应关系的理解。

5.少量波动与光学相关知识

这类知识点多依托无人驾驶车辆的激光雷达、毫米波雷达等传感设备出题。比如激光雷达运用的激光属

于电磁波，部分试题会关联光的偏振知识，考查光的横波特性；毫米波雷达测速则可结合多普勒效应，

通过发射与接收电波的频率变化，判断前车的运动状态，以此将传感技术与波动相关的物理知识点结合，

拓展考查维度。

【常见题型】

结合上海新高考物理针对无人驾驶的专项练习及模拟试题来看，其题型集中于选择题、计算题两大核心

类别，部分题目会涉及图像分析类小题，且每类题型都紧密贴合无人驾驶的真实场景，精准对接物理核

心考点，具体总结如下：

1.选择题

这类题型常围绕无人驾驶的基础物理现象和简单规律设置，考查对多个知识点的综合判断，选项具有

一定迷惑性，需结合场景拆解物理模型。

(1)运动与功率分析类：例如考查无人驾驶汽车以恒定加速度启动达到最大速度的过程中，牵引力、功

率与速度的关系，要求选出符合该过程的F-v、P-v等图像；还有题目设定小车在水平段和斜坡段

以不同速度恒定功率匀速行驶，判断牵引力、阻力等相关物理量的大小关系。

(2)传感与波动类：依托无人驾驶车载雷达的工作原理出题，比如利用多普勒效应，通过传感器发射和

接收无线电波的频率变化，判断前车运动状态及自身所需的行驶调整动作；也会关联激光雷达的偏

振光相关知识，考查光的偏振所表明的光的波的类型。

(3)基础力学判断类：针对无人驾驶汽车碰撞时的安全防护、刹车过程等场景，判断动量、冲量、动能

变化或作用力大小等，比如分析安全气囊弹出时对人体相关物理量的影响。

2.计算题

该类题型多为综合大题，题干信息完整，场景贴近无人驾驶测试或运营实际，需运用多个物理公式联

立求解，部分还会分小问逐步引导，侧重考查逻辑推导和计算能力。

(1)运动学与动能计算类：给定无人驾驶汽车的行驶速度、刹车加速度等参数，将刹车过程简化为匀减

速直线运动，计算前进距离、动能变化量等；也会以无人驾驶货车上坡为场景，已知额定功率、位

移等，求解上坡过程中牵引力做功、克服阻力做功等能量相关问题。

(2)多过程综合计算类：模拟复杂行驶场景设计多步骤计算，比如设定无人驾驶汽车先匀速行驶，遇到

障碍物后启动制动，已知反应时间、制动加速度等，计算总停车时间、总位移；还有题目以无人驾

驶月球车为对象，已知其额定功率、阻力与车重的比例等，计算从静止启动到达到最大速度过程中

运动的距离。

3.图像分析类（多嵌入选择或计算题）

这类题型主要考查对运动图像的解读与应用能力。比如给出无人驾驶汽车与货车的行驶过程，要求选

出符合两车运动规律的x-t或v-t图像；也会在计算题中提供车辆启动、巡航、制动的v-t图像，

让考生根据图像斜率求加速度，或通过图像与坐标轴围成的面积计算位移等。

【考向分析】

结合上海新高考物理“情境化、重应用”的命题特点和无人驾驶相关复习专练试题可知，该领域考

题集中围绕力学核心模块，同时关联少量能量、图像分析类考点，题型涵盖选择、计算等，着重考查

学生提炼物理模型和解决实际问题的能力，具体考向如下：

1.运动学规律计算

这是无人驾驶相关试题中最核心的考向，多结合车辆制动、跟车、避障等真实测试场景出题。常考查

匀变速直线运动的公式应用，比如通过对比无人驾驶与人类驾驶的反应时间、刹车距离，求解汽车的

初速度、刹车加速度等物理量。例如试题会给出无人驾驶汽车和疲劳驾驶时从发现紧急情况到停车的

总位移与反应时间，通过运动学公式联立方程计算初速度和加速度；也会以刹车痕迹长度为已知条件，

反推汽车刹车前的初速度。此外，弯道行驶场景还会涉及向心力相关计算，比如判断水平或倾斜弯道

中车辆防侧滑的车速控制、道路高低设计等问题。

2.运动图像分析

该考向常以v-t、x-t等图像为载体，呈现无人驾驶汽车的启动、加速、巡航、制动等全过程。题目可

能要求根据图像判断汽车的运动状态，比如区分匀加速阶段和匀速阶段；或通过图像斜率、面积求解

加速度、位移等关键物理量。例如给出自动驾驶汽车与货车的x-t图像，判断两车相遇时刻、速度相

等时刻的距离；也会设计汽车恒定加速度启动至最大速度的v-t图像题，让考生选出符合运动过程的

图像选项，以此考查对不同运动阶段图像特征的理解。

3.功和能的综合应用

此考向聚焦无人驾驶汽车行驶中的能量转化与功率问题，多结合车辆爬坡、匀速巡航等场景。比如以

小型无人驾驶货车为研究对象，已知其额定功率和质量，分析它在不同路况下的牵引力与速度关系；

也会考查上坡过程中的能量变化，如汽车以恒定功率上坡，从静止启动到达到最大速度的过程中，计

算牵引力做功、克服阻力做功等，还会通过比较不同工况下的功率，判断重力势能变化和摩擦力做功

情况。同时，部分题目会涉及动能变化分析，例如计算无人驾驶汽车刹车过程中动能的减小量，或结

合动能定理求解刹车距离。

4.多车运动的追及与相遇问题

该考向模拟无人驾驶汽车在道路上与其他车辆的行驶互动场景，重点考查临界状态的分析能力。题干

通常设定两车同向行驶，判断两车是否会相撞，或求解避免相撞所需的加速度范围。例如无人驾驶汽

车发现前方同向匀速行驶的车辆后启动制动，已知反应时间和制动加速度，计算从发现目标到停止的

总时间，并判断是否会发生碰撞；也会要求计算两车并排后，再次并排前的最大距离等。这类题目需

要考生精准把握速度相等这一临界条件，结合运动学公式分析位移关系。

【备考建议】

1.聚焦核心关联知识点：无人驾驶相关试题本质是对物理基础知识点的灵活考查，需重点掌握和无人

驾驶场景强绑定的内容。比如运动学中的匀加速、匀减速直线运动，常结合无人驾驶刹车距离、反应

时间出题计算；力学方面，汽车启动、爬坡、制动时的功率、牵引力、阻力问题频繁出现，像以恒定

功率上坡达到最大速度的计算；还有波动光学知识，车载激光雷达、传感器用到的光的偏振、多普勒

效应等，要牢记相关概念和公式，明确横波与纵波的偏振特性差异等关键要点。

2.针对性刷题总结题型：搜集上海高考物理真题、高三模拟题中无人驾驶相关题目，如2025年上海

专用的物理热点专练题等。刷题时重点关注题型规律，比如选择题常考传感器相关的光学、波动知识，

计算题多围绕运动过程分析和能量、功率计算展开。做完后整理错题，标注错误原因，比如混淆反应

时间内的匀速运动和制动后的匀减速运动，或是对功率公式P=Fv的应用场景理解不清，避免同类错

误重复出现。

3.结合技术场景深化理解：不要孤立记公式，要结合无人驾驶的实际场景消化知识。例如思考激光雷

达如何通过光的传播判断距离，对应到运动学中速度、时间和位移的关系；分析无人驾驶汽车紧急制

动时，安全气囊的作用和动量定理的关联。还可关注上海本地无人驾驶测试道路开放、网约车试运行

等资讯，将实际场景转化为物理模型，提升知识点应用能力。

考向01运动学

1．科技的核心是服务于人，其发展让我们的生活体验持续优化。自动驾驶汽车已从实验室驶向真实道路，

图甲为某型无人驾驶的智能汽车的测试照片。为了增加乘员乘坐舒适性，程序设定汽车制动时汽车加速度

大小随位移均匀变化。某次测试汽车直线运动的“ax”关系图线如图乙所示，汽车的制动距离为12m。

(1)描述汽车的运动：汽车做加速度（选填“增大”“减小”或“不变”）的（选填“加速”“减速”或“匀

速”）运动。

(2)微元法是一种常用的研究方法，对于直线运动，可以由vt图像来求位移。请你借鉴此方法，推理求解

汽车初速度v0的大小。

(3)为了求汽车的制动时间，小明同学的求解过程如下：

06

在汽车制动过程中加速度的平均值为a3m/s2

2

1

将汽车的减速过程看成反向加速过程，将12m的制动距离代入运动学公式xat2，可得制动时间t22s。

20

判断：汽车实际的制动时间tt0（选填“”“”或“”）。要求对此判断进行推理论证。

【答案】(1)增大减速(2)v062ms(3)

【详解】（1）[1][2]汽车制动过程，由图2可知其加速度a随位移x均匀增大，做加速度逐渐增大的减速运

动。

22

（2）由匀变直线运动中位移与速度的关系vv02ax

汽车做非匀变速运动，运用“微元法”，可知“ax”图线与x轴所围图形的“面积”即“速度平方变化量的

v201

一半”，即0612解得v62ms

220

（3）若汽车以3ms2的加速度做匀减速运动时，图像如图中直线所示

位移大小仍为12m不变，即vt图像与t围成的面积为12，可得t022s

由at图像可知，汽车做加速度逐渐增大的减速运动，若制动距离为12m，实际vt图像如图中曲线所示，

即实际制动时间小于22s。

2．（24-25高一上·上海·期中）科技的发达促进了交通工具的进步，各种智能汽车应运而生。

(1)现用频闪照片测速，某车辆做直线运动的频闪照片如图1所示，则可判定该车________。

A．加速度一定向右B．加速度一定向左

C．一定做向右减速运动D．一定做速度向左的运动

(2)智能汽车车头装有激光雷达和传感器，可以探测前方的车辆和行人，在距离车辆或行人比较近的时候，

可以自发启动制动系统，有效避免碰撞事故的发生。为了测试智能汽车自动防撞系统的性能，智能汽车在

水平面匀速直线前行，当检测到前方26m处有静止障碍物时，系统立即自动控制汽车，使之做加速度大小

为a1的匀减速直线运动，并向驾驶员发出警告，驾驶员在此次测试中未进行任何操作，汽车继续前行至某

处时自动触发“紧急制动”，即在切断动力系统的同时提供阻力使汽车做加速度大小为a2的匀减速直线运动，

最终该汽车恰好没有与障碍物发生碰撞。全程汽车速度的平方随位移变化的图像如图2所示。

①测试汽车在前后两个阶段的加速度分别为a1，a2。

②测试汽车从检测到有障碍物到停止运动所用的总时间为。

(3)若智能汽车在某平直路段匀速行驶时速度大小为20m/s，刹车的最大加速度为4m/s2，不计激光传播时

间。

①为确保安全，求该情形下激光雷达的最小探测距离；

②若该无人驾驶汽车正前方有另一辆汽车沿同一方向以12m/s的速度匀速行驶，为避免相撞，求无人驾驶

汽车至少离前面汽车多远自发启动制动系统。

【答案】(1)B(2)1m/s24m/s24s(3)①50m；②8m

【详解】（1）小车可能向右运动，也可能向左运动，不能断定小车的速度方向。

若小车向右运动，小车在连续相等时间内通过的位移逐渐减小，则小车做减速运动，加速度方向与速度

方向相反故向左；

若小车向左运动，小车在连续相等时间内通过的位移逐渐增大，则小车做加速运动，加速度方向与速度

方向相同故向左；

所以可以断定小车的加速度向左。

故选B。

22

（2）①[1][2]根据匀变速直线运动速度与位移的关系式可得v0v2ax

22

可得vv02ax

可知图像的斜率大小等于加速度大小的2倍，故

110064

am/s21m/s2

1218

164

am/s24m/s2

222618

②[3]汽车的初速度大小为10m/s,后一阶段初速度大小为8m/s，汽车做加速度大小为a1的匀减速直线

v0v

运动所用时间t12s

a1

v

汽车做加速度大小为a2的匀减速直线运动所用时间t22s

a2

所以从做减速运动开始计时到汽车停止运动经过的时间为tt1t24s

2

（3）①辅助驾驶系统启动，汽车刹车时做匀减速直线运动，由v02ax1解得x150m

②设从刹车到两车速度相等经历时间为t，则v2v1at得t=2s

vv

后方汽车的位移x12t32m前方汽车的位移xvt24m

2232

两车最小间距xx2x38m

（25-26高一上·上海松江·期中）现如今，汽车已经走进了家家户户，是日常生活中不可或缺的交通工具。

3．汽车等交通工具在加速时会使乘客产生不适感，其中不适感的程度可用“急动度”来描述。急动度是描述

a

加速度变化快慢的物理量，即j。汽车工程师用急动度作为评判乘客不舒适程度的指标，按照这一指

t

标，具有零急动度的汽车，乘客感觉较舒适。图为某汽车加速过程的急动度j随时间t的变化规律。下列说

法正确的是（）

A．在0~5.0s时间内，汽车做匀加速直线运动

B．在5.0~10.0s时间内，汽车做匀加速直线运动

C．在0~5.0s时间内，汽车加速度的变化量大小为2.0m/s2

D．在5.0~10.0s时间内，乘客感觉较舒适

4．甲、乙两辆无人驾驶汽车在平直公路上从同一地点同时出发做匀变速直线运动，两车位移和时间的比值

x

与时间t之间的关系如图所示，下列说法正确的是（）

t

A．3s末两车相遇

B．乙车的加速度大小为4m/s2

C．甲车追上乙车前，两车间最远距离为12m

D．乙车停止时，甲车在其前方72m处

5．如图是汽车仪表盘，它显示的“速度”是汽车的（选填“瞬时速率”或“平均速率”）。一般情况

下，汽车高速行驶时，遇到前方道路问题，司机从发现情况到采取刹车措施所需要的时间（反应时间）约

为1.5s，若车速为100km/h，在此反应时间内，汽车已经行驶了m。若完成刹车减速过程所需的

距离为50米，汽车司机起码和前车保持m车距才能避免交通事故。（结果均保留两位有效数字）

6．自卸式运输车是车厢配有自动倾卸装置的汽车，由汽车底盘、液压举升机构、取力装置和货厢组成。如

图，在车厢由水平位置逐渐抬起的过程中，货物最终会顺着车厢底部滑出，有关货物所受车厢的支持力FN

和摩擦力Ff，下列说法中正确的是（）

A．摩擦力Ff逐渐减小B．摩擦力Ff先增大后减小

C．支持力FN逐渐减小D．支持力FN先增大后减小

7．很多城市开通了“绿波速度”，是在一定的范围内统一协调了红绿灯信号，使得车辆能够在这个划定的范

围内减少等红绿灯的时间。如图在一条限速80km/h平直的道路上有三个红绿灯A、B、C，其中AB间距

L2=560m，BC间距L3=167.5m，三个灯都是绿灯持续t1=20s，红灯持续t2=10s，且同步变灯，假设红绿灯切

换不需要时间，汽车可视为质点，不考虑其它车辆的影响，要求安全行驶。

（1）甲车以8m/s匀速行驶，在距A灯L1=40m处发现红灯即将亮起，为保证安全，经过1s的反应时间再

采取刹车措施，恰好停在A处，求汽车刹车过程加速度的大小；

（2）停在A处的乙车，在A处绿灯亮起时立即以加速度a=5m/s2匀加速到“绿波速度”，接着以“绿波速度”

能绿灯通过B、C处（即到达B处时B为绿灯，到达C处时C为绿灯），求该车“绿波速度”的最大值。

【答案】3．C4．AD5．瞬时速率42926．BC7．（1）1m/s2；（2）20m/s

a

【解析】3．A．急动度j，表示加速度的变化率，0~5.0s内j增大，加速度变化率变大，加速度

t

不恒定，不是匀加速直线运动，故A错误；

B．5.0~10.0s内j恒定，加速度变化率恒定，加速度均匀增加，汽车不是做匀加速直线运动，故B错误；

1

C．j-t图像的面积表示加速度变化量a，0~5.0s内j-t图像面积为a0.85m/s22m/s2

2

即加速度变化量为2m/s2，故C正确；

D．零急动度乘客才舒适，5.0~10.0s内j≠0，乘客感觉不舒适，故D错误。

故选C。

1x1

4．B．根据xvtat2，可得vat可知乙车的初速度v12m/s

02t0220

1129

加速度大小a1m/s2可得a2m/s2，故B错误；

2232

A．前3s，两车平均速度相同，所走位移相同，故A正确；

x1

C．当两车共速时相距最远，由vat，结合图像得，甲的加速度为a6m/s2

t021

初速度v100两车速度相等时va1tv20a2t解得t=1.5s

11

则甲车追上乙车前，两车间最远距离为xvtat2at2解得x9m，故C错误；

202221

v

2012

D．乙车停下时间为tm6s这段时间甲的位移为x1a1tm108m

a22

甲车在乙车前方xx1x272m，故D正确。

故选AD。

5．[1]汽车仪表盘，它显示的“速度”是汽车的瞬时速率。

5

[2]在司机反应时间内，汽车已经行驶的位移大小xvt1001.5m42m

18

[3]若完成刹车减速过程所需的距离为50米，避免交通事故，汽车司机起码和前车保持的车距为

xxx'42m50m92m

6．令车厢与水平方向夹角为，对货物进行分析，开始阶段，货物相对车厢静止，根据平衡条件可得

Ffmgsin，FNmgcos，车厢由水平位置逐渐抬起的过程中，增大，sin增大，cos减小，则摩

'

擦力Ff逐渐增大，支持力FN逐渐减小；当货物相对车厢产生滑动时，则FfmgcosFNmgcos，则

增大，cos减小，则摩擦力逐渐减小，支持力FN仍逐渐减小。

故选BC。

v2

7．（1）依题意，可得vt0L解得a1m/s2

002a1

v2v

（2）由题意，乙车最快30秒到B灯，有vtL2解得v20m/s

2aa

v2v

最慢50秒到C灯，有vtL2L3解得v15m/s

2aa

则“绿波速度”范围为15m/s至20m/s，最大速度为20m/s。

考向02圆周运动

（25-26高三上·上海·期中）智能停车场

1．停车场出入口设立了智能道闸，有车辆出入时能实现自动抬杆，其简化模型如图所示。初始时闸门OMN

处于静止状态，当有车辆靠近时，M点即绕O点做匀速圆周运动，运动过程中M、N始终保持在同一高度，

OM段和MN段的杆长相同。匀速率抬杆的过程中，下列说法正确的是（）

A．M点的加速度不变B．N点在竖直方向做匀速运动

C．M、N点的加速度不相等D．M、N点的速度大小相等

2．如果闸杆上M点在转动过程中某一时刻的角速度为，随时间t的变化规律如图所示，则闸杆O转过

的最大角度为rad，转动过程中闸杆OM的平均角速度为rad/s，在加速转动过程中闸杆OM角速

度增加的快慢程度为rad/s2。（计算结果用圆周率表示）

3．很多停车场采用了多层停车的结构。管理员正在“移送”车辆的过程如图所示。假设“移送”过程中车辆相

对于底板始终静止；底板始终保持水平，则下列说法正确的是（）

A．车子在被水平向右“移送”的过程中，底板对车子的摩擦力一直水平向左

B．车子在被水平向右“移送”的过程中，底板对车子的摩擦力不可能水平向左

C．车子在被竖直向下“移送”的过程中，车子对底板的力可能小于底板对车子的力

D．车子在被竖直向下“移送”的过程中，底板对车子的力可能大于车子自身的重力

4．若上题中一辆汽车从地面被“移送”至第5层，安装在第2层的传感器测得其向上“移送”过程中的位置x与

时间t的关系如图所示，则汽车速度v与时间t的关系图像可能正确的是（）

A．B．

C．D．

5．一辆汽车在停车场半径为19.6m的水平弯道上行驶，如果路面能够提供的向心力不会超过车重的0.5倍，

那么为了保证该车不冲出弯道，车速应不超过m/s。（g9.8m/s2）

6．一台拥有“超强大脑”的机器人在停车场沿平直轨道做巡检工作，机器人运动过程中动能随时间的变化关

系如图所示，其中20~30s的图像为平行于时间轴的直线，其它时间内的图像均为抛物线。已知机器人与轨

道间的摩擦阻力恒定，则机器人在（）

A．0~20s内做匀加速直线运动

B．20~30s内做匀速直线运动

C．10~20s机器人所受合力的功率与时间成正比

D．0~20s内机器人受到的牵引力做功20J

【答案】1．D2．3．D4．A5．9.86．ABC

242

【解析】1．A．M绕O做匀速圆周运动，M点加速度大小不变，方向变化，指向圆心，即M点的加速度

时刻变化，故A错误；

CD．由于M、N始终保持在同一高度，二者相对静止，则M、N速度的水平分量和竖直分量均相等，

可知两点的运动情况完全相同，所以N的加速度和M相等，故C错误，D正确。

B．M点在竖直方向的位移为yOMsint

可知M点在竖直方向不做匀速运动，可知N点在竖直方向不做匀速运动，故B错误。

故选D。

2．[1]随时间t的变化图像围成的面积表示转过的角度，可知闸杆O转过的最大角度为

m2

[2]根据可得平均角速度为2

trad/srad/s

24

[3]角速度增加的快慢程度为随时间t的变化图像的斜率，可知加速转动过程中斜率为k，

2

可知角速度增加的快慢程度为rad/s2

2

3．AB．车子在被水平向右“移送”的过程中，若减速向右移送，则车子对底板的摩擦力水平向左，

若加速向右移送，则车子对底板的摩擦力水平向右，故AB错误；

C．车子对底板的力与底板对车子的力是一对作用力和反作用力，任何时刻都大小相等，方向相反，

故C错误；

D．车子在被竖直向下“移送”的过程中，若减速向下移动，则加速度向上，即FNmgma

即底板对车子的力可能大于车子自身的重力，故D正确。

故选D。

4．位置x与时间t的图像的斜率表示速度，可知0t1斜率越来越大，说明汽车做加速运动；t1t2斜率不变，

汽车做匀速运动；t2t3斜率越来越小，说明汽车做减速运动。

故选A。

2

vm

5．当路面提供的向心力达到最大时，有0.5mgm可知车速应不超过vm9.8m/s

R

6．A．20~30s的图像为平行于时间轴的直线，其它时间内的图像均为抛物线，可知动能与时间是二次函数

1

关系，考虑到初速度为零，根据Emv2可知速度与时间是正比关系，即vat，故0~20s内做匀加

k2

速直线运动，故A正确；

B．20~30s内动能不变，可知机器人做匀速直线运动，故B正确；

2

C．10~20s机器人所受合力的功率P合mavmat，可知与时间成正比，故C正确；

D．0~20s内机器人动能变化为20J，根据动能定理可知合力做功为20J，机器人受摩擦力，不是牵引力

做功为20J，故D错误。

故选ABC。

（24-25高一下·上海浦东新·期中）我们对圆周运动并不陌生，游乐场里的过山车，路边的共享单车，乃至

浩瀚宇宙中的行星运动，都是圆周运动的体现。

7．游客乘坐过山车，在圆弧轨道最低点处获得的向心加速度达到20m/s2，g取10m/s2，那么此位置座椅对

游客的作用力相当于游客重力的（）

A．1倍B．2倍C．3倍D．4倍

8．公路急转弯处通常是交通事故多发地带。如图，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为vc时，

汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势。则在该弯道处（）（多选）

A．路面外侧高内侧低

B．车速只要低于vc，车辆便会向内侧滑动

C．车速虽然高于vc，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动

D．当路面结冰时，与未结冰时相比，vc的值变小

9．三个在地球表面静止的物体A、B、C分别放在北京、上海和广州，则它们角速度ωA、ωB、ωC三者的大

小关系是，线速度vA、vB、vC三者的大小关系是，周期TA、TB、TC三者的大小关系是。

10．某种变速自行车有六个飞轮和三个链轮，链轮和飞轮的齿数如下表，前后轮直径为660mm，人骑该车

行进速度为5m/s，脚踩踏板做匀速圆周运动的最大角速度约为（）

名称链轮飞轮

齿数N/个483828151618212428

A．7.6rad/sB．15.2rad/sC．24.2rad/sD．48.5rad/s

11．在用高级沥青铺设的高速公路上，汽车的设计速度是108km/h，汽车在这种水平路面上行驶时，它的

3

轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的，试求：

5

（1）如果汽车在这种高速路的水平路面弯道上转弯，其弯道的最小半径是多少？

（2）如果弯道的路面设计为倾斜，弯道半径为360m，要使汽车通过此弯道时不产生侧向摩擦力，则弯道

路面的倾斜角度的正切值tanθ是多少？

【答案】7．C8．AC9．ABCvAvBvCTATBTC10．B

1

11．（1）150m；（2）tan

4

【解析】7．游客乘坐过山车，在圆弧轨道最低点处获得的向心加速度达到20m/s2，

根据牛顿第二定律可得Fmgma可得F3mg

可得此位置座椅对游客的作用力相当于游客重力的3倍。

故选C。

8．AD．汽车行驶的速率为vc时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，此时重力和支持力的合力刚好

v2

提供向心力，则路面外侧高内侧低；设路面倾角为，由牛顿第二定律可得mgtanmc

R

可得vcgRtan，可知路面结冰时，与未结冰时相比，vc的值不变，故A正确，D错误；

B．车速低于vc时，重力和支持力的合力大于所需向心力，汽车有向心运动趋势，但不一定会向内侧滑动，

故B错误；

C．车速高于vc时，重力和支持力的合力小于所需向心力，汽车有离心运动趋势，但如果汽车受到的

静摩擦力没有达到最大静摩擦力，则车辆便不会向外侧滑动，故C正确。

故选AC。

9．[1]三个在地球表面静止的物体A、B、C分别放在北京、上海和广州，它们的角速度都等于地球自转

角速度，则有ABC

[2]由于北京的纬度大于上海的纬度，上海的纬度大于广州的纬度，则有RARBRC

根据vr可知，vAvBvC

[3]物体A、B、C分别放在北京、上海和广州，它们的周期都等于地球自转周期，则有TATBTC

10．当自行车行驶速度一定时，即后轮的角速度一定，飞轮的角速度一定，根据链N链飞N飞

由于脚踏板和链轮有相同的角速度，当脚踏板做匀速圆周运动的角速度最大时，N链最少，N飞最多，

飞d

即N链28，N飞28又v

2

可得脚踩踏板做匀速圆周运动的最大角速度脚链15.2rad/s故选B。

v2

11．（1）如果汽车在这种高速路的水平路面弯道上转弯，根据牛顿第二定律可得fm

maxr

3

其中fmg，v108km/h30m/s

max5

解得其弯道的最小半径为r150m

v2

（2）要使汽车通过此弯道时不产生侧向摩擦力，此时重力和支持力的合力提供向心力，则有mgtanm

R

v21

可得弯道路面的倾斜角度的正切值为tan

gR4

（25-26高三上·上海杨浦·开学考试）在现代社会汽车已成为交通运输的重要手段，安全行车不仅关系到驾

驶员自己的生命安全，同时也是尊重他人生命的体现，是构筑和谐社会的重要因素。

12．《中华人民共和国道路交通安全法》第五十一条中规定：机动车行驶时驾驶人、乘坐人员应当按规定

使用安全带。这是因为系好安全带（）

A．可以减小人的惯性

B．可以减小车的惯性

C．可以减少因人的惯性而造成的伤害

D．可以减少因车的惯性而造成的伤害

13．一辆汽车在半径为19.6m的水平弯道上行驶，如果路面能够提供的向心力不会超过车重的0.5倍，那么

为了保证该车不冲出弯道，车速应不超过m/s。（g9.8m/s2）

14．如图为汽车进入停车场的道闸设备，当车辆进入识别区时，闸杆会自动转过一个角度让车辆通过。

（1）闸杆上有A、B两点，当闸杆转动时A、B两点的线速度分别为vA、vB，则()

A．vAvBB．vAvBC．vAvB

（2）设闸杆在转动过程中某一时刻的角速度为,随时间t的变化规律如图所示，则闸杆转过的最大角度

为rad，转动过程中闸杆的平均角速度为rad/s，在加速转动过程中闸杆角速度增加

的快慢程度为rad/s²。（计算结果用圆周率表示）

【答案】12．C13．9.814．B

242

【解析】12．惯性是物体的固有属性，只和物体的质量相关，系好安全带只能减少因人的惯性而造成的

伤害，而不能减小车或者人的惯性。故选C。

v2

13．根据向心力表达式Fm结合F=0.5mg，解得v=9.8m/s

r

故车速应不超过9.8m/s；

14．（1）[1]闸杆上A、B两点属于同轴转动，角速度相同，即ωA=ωB，根据角速度和线速度的关系v=ωr

由于rB＞rA，故vA＜vB

故选B。

（2）[2][3][4]根据t可知图像与坐标轴围成的面积等于转过的角度，根据图可得，闸杆转过的

1

最大角度为2radrad

m222

平均角速度为rad/s

t4

在加速转动过程中闸杆角速度增加的快慢程度为0

2rad/s2rad/s2

12

考向03功能原理

1．如图所示的太阳能无人驾驶试验汽车，该车的质量为200kg。在某次启动中，汽车以1250W的恒定功率

启动，所受阻力与速度成正比，比例系数为k，汽车的最大速度为90km/h，下列说法正确的是（）

A．启动过程中汽车的牵引力保持不变

B．汽车以最大速度行驶时牵引力大小为40N

C．比例系数k的值为2Ns/m

D．启动过程中，当车速为10m/s时，汽车的加速度大小为1.05m/s2

【答案】C

【详解】A．汽车以恒定功率启动，根据PFv

启动过程中速度v增大，功率P不变，则牵引力F减小，A错误；

B．当汽车达到最大速度vm时，牵引力F等于阻力f。先将最大速度vm90km/h25m/s

P1250

根据PFvm可得FN50N

vm25

即汽车以最大速度行驶时牵引力大小为50N，B错误；

C．当汽车达到最大速度时，阻力fF50N

f50

又因为阻力与速度成正比fkvm则kNs/m2Ns/mC正确；

vm25

P1250

D．当车速v10m/s，根据PFv可得牵引力FN125N

v10

阻力fkv20N根据牛顿第二定律Ffma可得a0.525m/s2D错误。

故选C。

2．截至2024年8月，我国已累计发放自动驾驶汽车测试号牌1.6万张，开放了公共测试道路3.2万公里，

有力支撑了自动驾驶技术验证和更新迭代。某无人驾驶汽车在平直的封闭道路上测试，t=0时刻开始无动力

滑行一段时间，然后以额定功率加速行驶，速度传感器记录汽车的v—t