《领跑高中》物理高考二轮复习 热点情境 情境8 交通出行类情境 习题课件

(共33张PPT)
情境8 交通出行类情境
高考专题辅导与测试·物理
情境类型 考情统计 分析预测
交通工具 2024·新课标卷T20，电动
汽车制动；2024·全国甲卷
T24，救护车；2024·河北
卷T1，新能源汽车；
2023·山东卷T6，公交车；
2022·湖北卷T6，高铁出
行；2022·山东卷T8，无人
配送小车 考情分析：近几年的高考物理卷
中多次出现有关交通出行的情境
题，主要考查匀变速直线运动、
匀速圆周运动等。在平时的复习
中，同学们要注意培养运动与相
互作用观念等物理核心素养。
高考预测：命题人经常以高铁、
列车、汽车、飞机、自行车等交
通工具为情境命制高考题，平常
学习中要多注意此类情境与物理
知识的结合
交通安全 2024·广东卷T14，汽车的
安全带和安全气囊
【例1】　（2023·山东高考6题）如图所示，电动公交车做匀减速直线运动
进站，连续经过R、S、T三点，已知ST间的距离是RS的两倍，RS段的平均
速度是10 m/s，ST段的平均速度是5 m/s，则公交车经过T点时的瞬时速度
为（　　）
A. 3 m/s B. 2 m/s
C. 1 m/s D. 0.5 m/s
解析：根据题意，设RS间的距离为s，则ST间的距离为2s，设R点速度为
vR，S点速度为vS，T点速度为vT，加速度为a，根据运动学公式，有－
＝2as，－＝2a×2s，根据在匀变速直线运动中平均速度等于
初、末速度的平均值，有＝10 m/s，＝5 m/s，联立解得vT＝1
m/s，C正确。
答案：C
【例2】　（2022·山东高考8题）无人配送小车某次性能测试路径如图所
示，半径为3 m的半圆弧BC与长8 m的直线路径AB相切于B点，与半径为4
m的半圆弧CD相切于C点。小车以最大速度从A点驶入路径，到适当位置调
整速率运动到B点，然后保持速率不变依次经过BC和CD。为保证安全，小
车速率最大为4 m/s，在ABC段的加速度最大为2 m/s2，CD段的加速度最大
为1 m/s2。小车视为质点，小车从A到D所需最短时间t及在AB段做匀速直线
运动的最长距离l为（　　）
A. t＝（2＋）s，l＝8 m
B. t＝（＋）s，l＝5 m
C. t＝（2＋＋）s，l＝5.5 m
D. t＝[2＋＋]s，l＝5.5 m
答案：B
解析：依题意知小车在BC段运动的最大速率为v1＝＝ m/s，在CD
段运动的最大速率为v2＝＝2 m/s，所以经过BC段和CD段的最大速
率为v2＝2 m/s，因此在BC段和CD段运动的最短时间t3＝ s＝ s，在B
点的速率最大为v2＝2 m/s，设在AB段小车以最大加速度做减速运动的距离
为x，则根据匀变速直线运动规律得＝－2a1x，解得x＝3 m，t2＝
＝1 s，所以在AB段做匀速直线运动的最大距离l＝8 m－x＝5 m，运动
时间t1＝ s，从A到D所需最短时间t＝t1＋t2＋t3＝（＋）s，B正确。
【例3】　（2024·全国甲卷24题）为抢救病人，一辆救护车紧急出发，鸣
着笛沿水平直路从t＝0时由静止开始做匀加速运动，加速度大小a＝2
m/s2，在t1＝10 s时停止加速开始做匀速运动，之后某时刻救护车停止鸣
笛，t2＝41 s时在救护车出发处的人听到救护车发出的最后的鸣笛声。已知
声速v0＝340 m/s，求：
（1）救护车匀速运动时的速度大小；
答案： 20 m/s　
解析： 根据题意可知，救护车匀速运动时的速度大小为v＝at1
代入数据解得v＝20 m/s。
解析：设救护车在t＝t0时停止鸣笛，则由运动学规律可知，此时救护
车距出发处的距离为
x＝a＋v（t0－t1）
又x＝v0（t2－t0）
联立并代入数据解得x＝680 m。
（2）在停止鸣笛时救护车距出发处的距离。
答案： 680 m
【例4】　（2024·广东高考14题）汽车的安全带和安全气囊是有效保护乘
客的装置。
（1）安全带能通过感应车的加速度自动锁定，其原理的简化模型如图甲
所示。在水平路面上刹车的过程中，敏感球由于惯性沿底座斜面上
滑直到与车达到共同的加速度a，同时顶起敏感臂，使之处于水平状
态，并卡住卷轴外齿轮，锁定安全带。此时敏感臂对敏感球的压力
大小为FN，敏感球的质量为m，重力加速度为g。忽略敏感球受到的
摩擦力。求斜面倾角的正切值tan θ。
解析： 敏感球受竖直向下的重力mg和敏感臂向下的压力FN以及
斜面的支持力FN1作用，则由牛顿第二定律可知（mg＋FN）tan θ＝ma
解得tan θ＝。
答案： 　
（2）如图乙所示，在安全气囊的性能测试中，可视为质点的头锤从离气
囊表面高度为H处做自由落体运动。与正下方的气囊发生碰撞。以头
锤到气囊表面为计时起点，气囊对头锤竖直方向作用力F随时间t的变
化规律，可近似用图丙所示的图像描述。已知头锤质量M＝30 kg，H
＝3.2 m，重力加速度大小取g＝10 m/s2。求：
①碰撞过程中F的冲量大小和方向；
②碰撞结束后头锤上升的最大高度。
答案： ①330 N·s，方向竖直向上　②0.2 m
解析： ①由图像可知碰撞过程中F的冲量大小IF＝×0.1×6 600 N·s＝
330 N·s，方向竖直向上；
②头锤落到气囊上时的速度v0＝＝8 m/s
与气囊作用过程由动量定理（向上为正方向）IF－mgt＝mv－（－mv0）
解得v＝2 m/s
则上升的最大高度h＝＝0.2 m。
1. （2024·广东广州12月月考）中国是目前世界上高速铁路运行里程最长
的国家，如图，已知“复兴号”高铁长度为400 m，车厢高为4 m，正常
行驶速度为360 km/h，假设地面附近地磁场的水平分量约为40 μT，将列
车视为一整块导体，只考虑地磁场的水平分量，则“复兴号”列车在自
西向东正常行驶的过程中（　　）
A. 车厢顶部电势高于车厢底部，电势差大小均为0.016 V
B. 车厢顶部电势低于车厢底部，电势差大小约为0.016 V
C. 车头电势高于车尾，电势差大小约为1.6 V
D. 车头电势低于车尾，电势差大小约为1.6 V
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解析： 　地磁场方向由南指向北，根据右手定则，车厢顶部电势高于
车厢底部，根据E＝Blv≈40×10－6×4×100 V＝0.016 V，可知电势差
大小约为0.016 V，选项A正确。
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2. 汽车尾气排放对大气造成的污染一直广为诟病，交通运输方面的节能减
排由此受到各地关注。为了节能减排，减少停车，降低能耗，一辆公交
车在距离十字路口50 m的车站停留，乘客上下完后，司机发现路口红绿
灯还有10 s转为绿灯，司机启动公交车，假设该路口允许的最大速度为
10 m/s，要使公交车尽快通过十字路口且不违章，则公交车启动后的运
动图像可能是（　　）
√
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解析： 　为使公交车尽快通过十字路口且不违章，则公交车在10 s内
通过的位移小于或等于50 m，由v-t图像与坐标轴围成的面积表示位移，
可知只有C项图像公交车在10 s内通过的位移可能小于50 m，故选C。
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3. （多选）（2024·河北石家庄开学考试）在修筑铁路时，弯道处的外轨
会略高于内轨。如图所示，当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨
均不会受到轮缘的挤压，设此时火车的速度大小为v，重力加速度为g，
两轨所在面的倾角为θ，则（　　）
A. 该弯道的半径r＝
B. 当火车质量改变时，规定的行驶速度大小不变
C. 当火车速率大于v时，内轨将受到轮缘的挤压
D. 当火车速率小于v时，内轨将受到轮缘的挤压
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√
√
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解析： 　当火车以速率v转弯时，恰好由重力和支持力的合力提供
向心力，由牛顿第二定律可得mgtan θ＝m，解得r＝，v＝
，该临界速度与火车质量无关，故当火车质量改变时，规定的
行驶速度大小不变，A、B正确；当火车速率大于v时，重力与支持力的
合力不足以提供向心力，火车有做离心运动的趋势，故外轨将受到轮缘
的挤压，C错误；当火车速率小于v时，重力与支持力的合力大于所需的
向心力，火车有做向心运动的趋势，内轨将受到轮缘的挤压，D正确。
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4. （2024·广东茂名一模）大雾天气，司机以10 m/s的速度在水平路面上向
前行驶，突然发现汽车已开到一个丁字路口（如图所示），前方15 m处
是一条小河，司机可采用紧急刹车或紧急转弯两种方法避险。已知汽车
与地面之间的动摩擦因数为0.6，g＝10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩
擦力，下列措施中正确的是（　　）
A. 紧急刹车 B. 紧急转弯
C. 两种都可以 D. 两种都不可以
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解析： 　由题意知紧急刹车的位移为x＝，又由牛顿第二定律得μmg
＝ma，解得x≈8.3 m＜15 m，故紧急刹车是安全的，转弯时静摩擦力
提供向心力，最大静摩擦力为μmg，根据向心力公式有μmg＝，解得
rm≈16.7 m＞15 m，若转弯半径小于rm＝16.7 m，则需要更大的向心
力，汽车容易发生侧翻是不安全的，选项A正确。
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5. （2024·湖南永州模拟）沙尘暴天气会严重影响交通。有一辆卡车以54
km/h的速度匀速行驶，司机突然模糊看到正前方十字路口一个老人跌
倒，该司机立即停车进行救护。设司机的反应时间为0.6 s，刹车后卡车
匀减速前进，最后停在老人前1.5 m处，避免了一场事故。已知刹车过
程中卡车加速度大小为5 m/s2，则（　　）
A. 司机发现情况后，卡车经过3 s停下
B. 司机发现情况时，卡车与该老人的距离为33 m
C. 从司机发现情况到停下来过程中卡车的平均速度为11 m/s
D. 若司机的反应时间为0.75 s，其他条件都不变，则卡车将撞不到老人
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解析： 　卡车原来的速度v＝54 km/h＝15 m/s。卡车减速到零的时间t1
＝＝ s＝3 s，则t＝t'＋t1＝0.6 s＋3 s＝3.6 s，司机发现情况后，卡
车经过3.6 s停下，故A错误；在反应时间内的位移x1＝v0t'＝15×0.6 m
＝9 m，匀减速直线运动的位移x2＝＝ m＝22.5 m，则司机
发现情况时，卡车与该老人的距离s＝x1＋x2＋1.5 m＝33 m，故B正确；
平均速度v＝＝ m/s＝8.75 m/s，故C错误；若司机的反应时间为
0.75 s，则卡车在司机反应时间内通过的位移为x3＝vt″＝15×0.75 m＝
11.25 m，由于x3＋x2＝33.75 m＞s＝33 m，所以卡车将撞到老人，故D
错误。
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6. 假设高速公路上甲、乙两车在同一平直车道上同向行驶。甲车在前，乙
车在后，速度均为v0＝30 m/s。甲、乙相距s0＝100 m，t＝0时刻甲车遇
紧急情况后，甲、乙两车的加速度随时间变化关系分别如图a、b所示。
取运动方向为正方向，下面说法正确的是（　　）
A. t＝3 s时两车相距最近
B. 0～9 s内两车位移之差为45 m
C. t＝6 s时两车距离最近，为10 m
D. 两车在0～9 s内会相撞
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解析： 　由a-t图像可画出两车的v-t图像，
如图所示，由图像可知，t＝6 s时两车速度
相等，此时距离最近，图中阴影部分面积表
示0～6 s内两车位移之差，为Δx＝x乙－x甲＝
m＝90 m＜s0＝100 m，即两车在t＝6 s时两车距离最近，为smin＝s0－Δx＝10 m，选项A错误，C正确；0～9 s内两车位移之差Δx'＝10 m＋×30×（9－6）m＝55 m，甲车一直在前，
两车不会相撞，选项B、D错误。
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7. （2024·广东广州模拟）某科技小组设计了一种“车辆闯红灯违规记录
仪”，在路面停止线前侧埋上压敏电阻，其阻值随压力的变化关系如图
甲所示，和压敏电阻组合的仪器如图乙所示，仪器主要由控制电路和工
作电路组成，控制电路中的光控开关接收到红光时会自动闭合，接收到
绿光或黄光时会自动断开；控制电路中电源的电动势为9 V，内阻为2
Ω，继电器线圈电阻为8 Ω，滑动变阻器连入电路的电阻为50 Ω；当控
制电路中的电流大于0.06 A时，衔铁会被吸引，从而启动工作电路，电
控照相机拍照记录违规车辆。
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（1）由图甲可判断，压敏电阻的阻值随压力减小而 （选填
“增大”“减小”或“不变”）。
解析： 由图甲可判断，压敏电阻的阻值随压力减小而增大。
增大
（2）当红灯亮时，若车辆越过停止线，电流表A的示数会变
（选填“大”或“小”）。
解析： 当红灯亮时，若车辆越过停止线，压敏电阻所受压力
增大，阻值减小，控制电路中总电阻减小，电流增大，电流表的
示数会变大。
大
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（3）车辆对压敏电阻的压力超过 N后，车辆闯红灯时才会
被拍照记录。
解析： 设压敏电阻阻值为R时，控制电路中的电流等于0.06
A，则R总＝＝ Ω＝150 Ω，R总＝2 Ω＋8 Ω＋50 Ω＋R，解得R
＝90 Ω，由题图甲可知，此时压敏电阻受到的压力为5×103 N，
所以车辆对压敏电阻的压力超过5×103 N后，车辆闯红灯时才会
被拍照记录。
5×103
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（4）若要增大“车辆闯红灯违规记录仪”的灵敏度，即违规车辆的质
量比第（2）问结果小，也会被拍照记录，则滑动变阻器的滑片应
向 （选填“a”或“b”）端滑动。
解析： 若要增大“车辆闯红灯违规记录仪”的灵敏度，即车
辆对压敏电阻的压力小于5×103 N时也要拍照，当压力小于5×103
N时，压敏电阻阻值大于90 Ω，此时若要拍照，电路中的总电阻
不能大于150 Ω，就要减小滑动变阻器接入电路的阻值，故滑片应
该向b端滑动。
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8. （2024·广东广州1月质检）随着杭州第19届亚运会的举办，在浙江
杭州、湖州等多座城市街头出现很多无人驾驶小巴士（如图），车
长6.5米。
（1）无人驾驶巴士车头装有一个激光雷达，就像车辆的“鼻子”，随
时“嗅”着前方100 m范围内车辆和行人的“气息”。若无人驾驶
巴士在某平直路段刹车时的最大加速度为4.5 m/s2，为了不撞上前
方静止的障碍物，该巴士在该路段的最大速度是多少？
答案： 30 m/s　
解析： 利用逆向思维，根据速度与位移的关系式有＝2a0x0
解得vmax＝ m/s＝30 m/s。
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（2）若该无人驾驶巴士以v1＝20 m/s的速度沿平直路段匀速行驶时，突
然发现正前方L＝22 m处一辆有人驾驶的汽车沿同向以v2＝10 m/s
的速度匀速行驶，为避免发生追尾，巴士立即刹车，该无人驾驶
巴士刹车时加速度至少为多大？（结果保留2位有效数字）
答案： 2.3 m/s2　
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解析：当无人驾驶巴士减速至与有人驾驶的汽车速度相等时，恰好
没有追尾，此时加速度最小
利用逆向思维，对无人驾驶巴士，有
－＝2aminx1
v2＝v1－amint'
对有人驾驶的汽车，有x2＝v2t'
由于恰好没有追尾，则有
x1＝x2＋L
解得amin＝2.3 m/s2。
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（3）在（2）问情境下，若前方有人驾驶的汽车以初速度v2＝10 m/s，
a2＝1.5 m/s2的加速度做匀减速直线行驶，为避免发生追尾事故，
无人驾驶巴士开始以a1＝3.5 m/s2的加速度刹车，经过一段时间t1
后发现仍可能发生碰撞，随即以最大加速度刹车，为避免碰撞，t1
的最长时间是多少？
答案： 2 s
解析：为避免碰撞，即速度相等时，恰好没有追尾，所以
v2－a2t＝（v1－a1t1）－a0（t－t1）
x1'＝x2'＋L，其中x1'＝（v1t1－a1）＋（v1－a1t1）·（t－t1）－
a0（t－t1）2，x2'＝v2t－a2t2
联立解得t1＝2 s或t1＝8 s（舍去）。
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感谢您的观看！
高考专题辅导与测试·物理