热点04 新能源汽车-2025年高考物理 热点 重点 难点 专练（上海专用）

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功与能
1．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由静止启动做直线运动，汽车先做加速度为a=4m/s2的匀加速直线运动。达到额定功率P=100kW后保持功率不变继续运动，最后做匀速直线运动，已知汽车的质量m=2×103kg，汽车受到的阻力为所受重力的，取重力加速度大小g=10m/s2，则下列说法正确的是（ ）
A．汽车从启动到最大速度的过程中，牵引力一直增大
B．汽车的最大速度为40m/s
C．汽车做匀加速直线运动的时间为2.5s
D．汽车从启动到最大速度所经历的时间为12.5s
【答案】C
【详解】A．汽车做匀加速直线运动过程，牵引力保持不变；当汽车功率达到额定功率后，保持功率不变，汽车做加速度逐渐减小的加速运动，牵引力逐渐减小，故A错误；
B．当牵引力等于阻力时，汽车速度达到最大，则有 故B错误；
C．汽车做匀加速直线运动时，根据牛顿第二定律可得
解得牵引力大小为
汽车刚达到额定功率时的速度为
则汽车做匀加速直线运动的时间为 故C正确；
D．若汽车从启动到最大速度一直做匀加速直线运动，则所有时间为
但汽车做匀加速到v后，开始做加速度逐渐减小的加速运动，所以汽车从启动到最大速度所经历的时间一定大于12.5s，故D错误。
故选C。
2．发展新能源汽车是我国一项重大能源安全战略，新能源汽车在能源节约、环境保护等方面有很大优势。以下为我国某知名新能源油电混合动力汽车部分参数及汽车在某次行驶过程中仪表盘的状态信息，仪表盘左边是汽车功率表，右边是车速表。请问这辆汽车在充满电后，按照仪表盘所示的状态行驶，大概可以行驶（ ）
A．80kmB．90kmC．110kmD．120km
【答案】B
【详解】由表中数据可知，当电池充满电后电池能量为16kW·h，而图中汽车行驶时功率为12kW，
速度为70km/h，则汽车可以行驶的路程为
故选B。
3．为了减少环境污染，适应能源结构调整的需要，我国对新能源汽车实行了发放补贴、免征购置税等优惠政策鼓励购买。在某次直线运动性能检测实验中，根据某辆新能源汽车的运动过程作出速度随时间变化的v-t图像。Oa为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc段是与b点相切的水平直线，则下列说法正确的是（ ）
A．0～t1时间内汽车做匀加速运动且功率保持不变
B．t1～t2时间内汽车牵引力做功为
C．t1～t2时间内的平均速度大于
D．t2～t3时间内汽车牵引力大于汽车所受阻力
【答案】C
【详解】A．0～t1时间内图像的斜率不变，加速度不变，汽车做匀加速运动；根据 ，汽车的牵引力不变；又因为 ，汽车的功率增大，A错误；
B．根据动能定理，t1～t2时间内汽车合力做功为，B错误；
C．根据 ， t1～t2时间内汽车做变加速运动，其位移大于匀加速运动的位移，所以汽车在该段时间内的平均速度大于，C正确；
D． t2～t3时间内汽车做匀速运动，牵引力等于汽车所受阻力，D错误。
故选C。
4．新能源汽车是低碳发展观念下的新型动力汽车，能够不依赖于传统能源。如图所示，某款新能源汽车质量为m，初速度为，以恒定功率P在平直公路上运动，经时间t达到该功率下的最大速度，设该车行驶过程所受到的阻力F保持不变。则该车在时间t内（ ）
A．牵引力的功率B．初始时刻牵引力大小为
C．为使速度增加，牵引力逐渐增大D．牵引力做功
【答案】A
【详解】A．汽车达到最大速度时，牵引力等于阻力，则牵引力的功率 选项A正确；
B．汽车以恒定的功率运动，则汽车做加速度减小的变加速运动，加速度
则初始时刻牵引力大小为 选项B错误；
C．保持功率不变，则速度增加时，牵引力逐渐减小，选项C错误；
D．根据动能定理
则牵引力做功 选项D错误。
故选A。
5．2024年3月5日，全国人大会议的政府工作报告中提出：鼓励和推动消费品以旧换新，提振智能网联新能源汽车、电子产品等大宗消费。智能网联汽车也将是未来的趋势。假设某智能网联汽车在平直路面上启动后的牵引力随时间变化的图像如图所示，已知该汽车以额定功率启动，在平直路面上运动的最大速度为，所受阻力恒定，由此可知该汽车（ ）
A．额定功率为
B．启动后速度为时的加速度为
C．在时间内克服阻力做功为
D．在时间内位移小于
【答案】C
【详解】A．该汽车以额定功率启动，根据图像可知，时刻之后，汽车牵引力大小等于阻力，汽车开始做匀速直线运动，则额定功率为 故A错误；
B．启动后速度为时有
根据牛顿第二定律有 解得 故B错误；
C．在时间内，令克服阻力做功为，根据动能定理有
解得 故C正确；
D．汽车以额定功率启动，根据 ，
可知，汽车在时间内做加速度减小得变加速直线运动，作出其图像如图所示
由于图像与时间轴所围几何图形的面积表示位移，可知在时间内，汽车的位移大于，故D错误。
故选C。
6．（22-23高三上·上海浦东新·阶段练习）我国是原油进口大国，进口的石油主要用于交通运输。燃油汽车过多不仅污染环境，还严重影响到我国的能源安全，大力发展新能源汽车是国家突破能源困局的重要举措。一辆电动汽车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为18m/s，利用传感器测得此过程中不同时刻电动汽车的牵引力F与对应的速度v，并描绘图像，图中AB、BC均为直线，若电动汽车行驶过程中所受的阻力恒定，由图像可知下列说法正确的是（ ）。
A．电动汽车行驶中所受的阻力为3000N
B．A到B阶段，牵引力的功率保持不变
C．若已知电动汽车总质量为1200kg，则汽车匀加速的时间是1.8s
D．电动汽车的额定功率为108kW
【答案】C
【详解】A．电动汽车速度最大时，合力为零，牵引力与阻力平衡。由图可知阻力为600N。故A错误；
B．A到B阶段，牵引力不变，电动汽车做匀加速直线运动，速度增加，根据
可知牵引力的功率增大。故B错误；
CD．电动汽车匀加速阶段，牵引力为3000N，根据牛顿第二定律可得 解得
匀加速末时刻电动汽车功率达到额定功率，一直到最大速度过程中保持额定功率不变，有
匀加速末时刻电动汽车的速度为
根据 解得 故C正确；D错误。
故选C。
7．新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。为检测新能源汽车的基本性能，某志愿者驾驶汽车以36 km/h的速度驶入水平长直试验场，某时刻开始刹车，汽车做匀减速直线运动直到速度减为0，然后马上使汽车做匀加速直线运动直到恢复最初的速度。从开始刹车到恢复最初速度的过程中汽车位移与速度的关系如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．汽车加速过程中加速度的大小为5m/s2
B．该过程中汽车的总位移为20m
C．该过程所用的总时间为8s
D．汽车刹车过程中加速度的大小为5m/s2
【答案】D
【详解】A.由图知，汽车加速过程发生的位移x1=20m，末速度v=36km/h=10m/s，
由匀加速直线运动的规律 v2=2a1x1
汽车加速过程中加速度的大小 a1==m/s2=2.5m/s2 A错误；
B. 汽车做匀减速直线运动的位移x2=10m，该过程中汽车的总位移 x=x1+x2=20m+10m=30m B错误；
C. 该过程所用的总时间 t==s=6s C错误；
D. 汽车刹车过程中加速度大小 a2==m/s2=5m/s2 D正确。
故选D。
8．（多选）我国新能源汽车近几年实现了新的跨越，“车能路云”融合发展，将构造全新的智能出行生态系统。某品牌不同型号的A、B两辆新能源汽车在同一条平直公路的两个车道上测试刹车性能，两车同时同地点刹车后，它们的速度v与刹车位移x的关系如图，刹车后两车恰好并排停下，刹车过程两车均做匀减速直线运动。则（ ）

A．刹车过程中A车始终在前面B．刹车过程中B车始终在前面
C．A、B两车刹车的加速度大小之比为D．A、B两车刹车的时间之比为
【答案】AD
【详解】C．又题意可知，两车刹车的位移大小相等，
根据匀变速直线运动速度与位移关系 可得
则A、B两车刹车的加速度大小之比为 故C错误；
D．根据逆向思维有 可得
则A、B两车刹车的时间之比为 故D正确；
AB．由于A车运动的时间短，又是同时刹车，所以A车始终在B车前面，故A正确，B错误。
故选AD。
9．为减少环境污染，实现我国“碳达峰、碳中和”的目标，中国大力发展新能源汽车。某型号国产新能源汽车的额定功率，整车总质量，该车在封闭测试路段以额定功率从静止出发，假设行驶过程受恒定阻力，当沿水平直线行驶距离x=875m时速率达到最大，然后以此速率匀速行驶。
（1）求该新能源汽车最大行驶速率；
（2）求从静止出发到刚达到最大行驶速率的时间。
【答案】（1）；（2）
【详解】（1）当速率达到最大时，加速度 a=0 则
根据功率，得
代入数据解得
（2）由动能定理可得
解得
10．一辆新能源汽车在专用道上进行起步测试，汽车沿平直的公路以恒定功率P从静止开始启动，车上装载的传感器记录了牵引力F随速度v变化的图像如图所示，加速过程在图中B点结束，所用的时间，经历的路程，10s后汽车做匀速运动，汽车运动过程中所受的阻力始终不变。求：
（1）汽车恒定功率P的大小；
（2）汽车匀速运动时的速度大小；
（3）汽车的质量。

【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）由图像A点可知汽车的恒定功率为
（2）由题可得加速过程在B点结束，汽车做匀速直线运动，则有
匀速运动时的牵引力等于阻力，由图可知
解得汽车匀速运动时速度大小为
（3）加速过程，根据动能定理可得
解得汽车的质量为
11．下面是某品牌新能源汽车介绍中的一段文字：
“将近6米的超长车身设计，使得整车车顶集成的太阳能芯片面积达到了6平方米左右。极富流线型的整车造型，隐藏式的轮毂设计，纤细的摄像头式后视镜，使整车风阻大幅下降。全车采用铝合金框架并结合碳纤维车身，整车质量仅700千克，这一轻量化设计使整车能耗极低。”
(1)设上述新能源汽车采用混合动力设计，发动机最大输出功率为30 kW，在厂区内的实验路段上行驶时所受总阻力约为车和驾驶员总重的0.1倍。试估算50 kg的工程师驾驶这种汽车在实验路段上行驶的最高车速；
(2)汽车牵引力F与车速倒数v−1间的关系图线ABC，如图2所示，请根据图线ABC判断汽车做什么运动，并求B点时发动机的输出功率：
(3)已知太阳辐射的总功率P0 = 4 × 1026 W，太阳到地球的距离r = 1.5 × 1011 m，太阳光传播到达地面的过程中大约有34%的能量损失。目前，制作太阳能电池的最好的材料为砷化镓，其将光能转化为电能的效率可达到31.6%。试通过计算分析，这种汽车只采用纯太阳能驱动，且能保持最大输出功率30 kW不变的可行性。
【答案】(1)40 m/s (2)见解析 (3)见解析
【详解】（1）当汽车的牵引力与阻力相等时，汽车的行驶速度最大，
则
则
（2）图中AB段F不变，可知汽车受合力不变，汽车做匀加速直线运动；
图中BC段F与v−1成正比例关系，即Fv为定值，根据
可知汽车在恒定功率下做加速运动，也就是做加速度逐渐减小的加速运动，则
（3）设能够使汽车保持输出功率30 kW的太阳能芯片面积为S，则
解得 S的值远大于车顶太阳能芯片的面积，不符合实际情况，可见这种汽车采用纯太阳能驱动保持输出功率30 kW是不可行的。
（23-24高三上·上海嘉定·期中）本届亚运会，杭州的组织工作兑现了向全世界呈现“中国特色、亚洲风采、精彩纷呈”盛会的庄严承诺。
12．本届田径赛场使用机器狗运送铁饼，裁判将2kg的铁饼夹到机器狗的背部后让其跑回运动员身边。某次机器狗单程的加速度a随时间t的变化关系如图所示。根据图像估算机器狗奔跑的最大速率 m/s，以最大速率前进的距离为 m。
13．本届亚运会使用了大量新能源汽车运送物资。
（1）我国新能源汽车电池的“能量密度”最高能达到500Wh/kg，其中“Wh/kg”用国际单位制中的基本单位可表示为( )
A．C B．J/kg C． D．
（2）如图，物流卡车以恒定功率在水平道路上匀速行驶，车速为。若其保持功率不变，沿斜坡驶上高架桥，且在驶上高架前再次达到匀速，速率为，则卡车在整个上坡阶段牵引力变化情况是 ，上坡过程的平均速度 （选填：“>”、“=”或“