情境8 交通出行类情境
1.〔多选〕（2025·湖南衡阳一模）一列有8节车厢的动车一般是4动4拖，其中第1节、第3节、第6节、第8节车厢是带动力的，其余4节车厢是不带动力的。如图所示，该动车在平直轨道上匀加速向右启动时，若每节动力车厢提供的牵引力大小均为F，每节车厢质量均为m，每节车厢所受阻力均为该节车厢重力的k倍，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A.整列车的加速度大小为
B.整列车的加速度大小为
C.第4节车厢对第5节车厢的作用力大小为0
D.第4节车厢对第5节车厢的作用力大小为F
2.（2025·内蒙古赤峰二模）如图甲，高速公路收费站设有“ETC”通道（即不停车收费通道），某汽车通过笔直的“ETC”通道时先减速至某一限定速度，然后匀速通过收费区，再加速驶离，其速度—时间图像如图乙所示。则汽车位移—时间图像可能正确的是（ ）
3.〔多选〕一列复兴号动车进站时做匀减速直线运动，车头经过站台上三个立柱A、B、C，对应时刻分别为t1、t2、t3，其x-t图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.t1∶t2∶t3＝1∶∶
B.车头经过立柱A的速度为
C.车头经过立柱B的速度不等于
D.车头经过立柱A、B过程中的平均速度为
4.〔多选〕（2025·江西景德镇二模）目前我国新能源汽车的销量持续火爆，火爆的销量离不开车企的严谨务实的前期测试。某国产新能源汽车上市之前在一直线跑道上进行“单踏板模式”性能测试，测试过程分为三个阶段。阶段Ⅰ：驾驶员踩下电门至某一位置，汽车由静止启动，其加速度的倒数与速度v的关系如图所示，当汽车加速至v1＝20 m/s时进入阶段Ⅱ。阶段Ⅱ：驾驶员通过适当调节电门，使汽车做匀加速直线运动，以加速度a'＝2 m/s2加速至v2＝30 m/s时进入阶段Ⅲ。阶段Ⅲ：驾驶员松开电门，汽车的能量回收制动系统启动，汽车开始减速直至停下，该减速过程中汽车的加速度a″与速度v满足关系式a″＝－kv（其中k＝1 s－1）。则下列说法正确的是（ ）
A.阶段Ⅱ汽车运动的时间为10 s
B.阶段Ⅱ汽车运动的位移大小为125 m
C.阶段Ⅰ经历的时间为20 s
D.阶段Ⅲ汽车的位移大小为30 m
5.（2025·辽宁沈阳二模）某国产汽车百公里加速时间（从静止加速到100公里/小时的时间）仅为1.98秒，最高时速可达到350公里/小时，最大功率高达1 150千瓦。其独特的尾翼设计，使气流对整车产生的高达285千克力（1千克力＝10牛）的下压力，大大提升了高速行驶及转弯时的稳定性。已知下压力与速度的平方成正比，即FN＝kv2（k为下压力系数，可认为恒定），重力加速度g＝10 m/s2。则（ ）
A.百公里加速过程，平均加速度约为1.4g
B.下压力系数约为0.03 kg/m
C.最大速度行驶时可提供牵引力最大为3×104 N
D.其他条件相同的情况下，下压力系数越大，最小转弯半径越大
6.（2025·广东佛山二模）2024年12月28日，广州地铁11号线开通。某天列车在华师站启动时，加速度a随其位移s变化的图像大致如图所示。则列车在运行前450 m的过程中（ ）
A.运行200 m时开始减速
B.运行200 m时，速度达到最大值
C.从s＝200 m到s＝450 m之间的平均速度小于25 m/s
D.从s＝200 m到s＝450 m之间运行的时间等于10 s
7.（2025·安徽黄山模拟）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。
（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。
情境8 交通出行类情境
1.AC 对8节车厢整体受力分析，由牛顿第二定律得4F－8kmg＝8ma，解得整列车的加速度大小为a＝，故A正确，B错误；对5～8节车厢整体受力分析，由牛顿第二定律得F45＋2F－4kmg＝4ma，解得第4节车厢对第5节车厢的作用力大小为F45＝0，故C正确，D错误。
2.D 如图乙所示，汽车先做正向匀减速直线运动，然后做正向匀速运动，最后做正向匀加速直线运动。A项中的图像反映汽车先做负向匀速运动后静止，再做正向匀速运动，A错误；B项中的图像反映汽车先做正向匀速运动后静止，再做负向匀速运动，B错误；C项中的图像反映汽车先做正向减速直线运动后静止，再做正向加速直线运动，C错误；D项中的图像反映汽车先做正向减速直线运动，然后做正向匀速运动，最后做正向加速直线运动，D正确。
3.CD 根据初速度为0的匀加速直线运动的规律，连续通过相同位移所需时间的比为1∶∶，而动车做的是有一定初速度的匀减速运动，故A错误；因为动车做匀减速直线运动，所以车头经过立柱A的速度大于0～t1时间的平均速度，B错误；t1～t3时间段的平均速度为vB＝，匀变速直线运动中间时刻的速度等于该段位移内的平均速度，而B点属于该段的位移中点，C正确；车头经过立柱A、B过程中的平均速度为v＝，D正确。
4.BCD 由题意可计算阶段Ⅱ汽车运动的时间为t2＝＝＝5 s，位移为x2＝t2＝t2＝125 m，故A错误，B正确；根据图像可得关系式＝v＋，根据加速度的定义式a＝，整理可得Δt＝，故-v图线与坐标轴所围面积为加速时间，则阶段Ⅰ经历的时间为t1＝ s＝20 s，故C正确；阶段Ⅲ汽车的加速度a″＝－kv，因此其a-t图像与坐标轴围成的面积是v-t图像与坐标轴围成的面积的k倍，故速度改变量的大小是位移大小的k倍，则有｜0－v2｜＝kx，解得x＝30 m，故D正确。
5.A v＝100 km/h≈27.78 m/s，依题意有a＝＝ m/s2≈14 m/s2，又g＝10 m/s2，故可知a＝1.4g，即百公里加速过程，平均加速度约为1.4g，故A正确；当汽车达到最高时速vmax＝350 km/h≈97.22 m/s，下压力FN＝285×10 N＝2 850 N，由题意FN＝kv2，可得k＝＝ kg/m≈0.3 kg/m，即下压力系数约为0.3 kg/m，故B错误；汽车在最大速度行驶时，根据P＝Fv可得最大牵引力约为F＝＝≈1.2×104 N，故C错误；其他条件相同的情况下，下压力系数越大，对应速度下的下压力越大，最大静摩擦力越大，根据μFN＝m可知最小转弯半径越小，故D错误。
6.C 0～200 m内，列车做匀加速直线运动，200～450 m内，列车做加速度减小的加速运动，450 m时加速度减为零，速度达到最大，故A、B错误；0～200 m内，根据速度与位移关系＝2ax，v1＝at1，可得v1＝20 m/s，t1＝20 s，若200～450 m内列车仍然以加速度a＝1 m/s2做匀加速直线运动，有x'＝v1t2＋a，解得t2＝10 s，而实际上200～450 m内，列车做加速度减小的加速运动，则运行时间大于10 s，平均速度小于25 m/s，故C正确，D错误。
7.（1） （2）①330 N·s，方向竖直向上 ②0.2 m
解析：（1）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＝。
（2）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。
3 / 3情境8 交通出行类情境
情境类型 考情统计 分析预测
交通工具 2025·安徽卷T4，汽车；2025·重庆卷T3，立体交通；2025·山东卷T5，电动小车；2025·广西卷T3，火车；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 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 2025·陕晋宁青卷T12，卡车轮胎的标准胎压范围；2025·湖南卷T12，车辆超载监测；2025·江苏卷T1，新能源汽车辅助驾驶系统；2025·海南卷T3，汽车通过ETC过程； 2024·广东卷T14，汽车的安全带和安全气囊
【例1】 （2025·安徽高考4题）汽车由静止开始沿直线从甲站开往乙站，先做加速度大小为a的匀加速运动，位移大小为x；接着在t时间内做匀速运动，最后做加速度大小也为a的匀减速运动，到达乙站时速度恰好为0。已知甲、乙两站之间的距离为8x，则（ ）
A.x＝at2 B.x＝at2
C.x＝at2 D.x＝at2
尝试解答
【例2】 （2025·重庆高考3题）“魔幻”重庆的立体交通层叠交错，小明选取其中两条线探究车辆的运动。如图所示，轻轨列车与汽车以速度2v0分别从M和N向左同时出发，列车做匀速直线运动，汽车在长为s的NO段做匀减速直线运动并以速度v0进入半径为R的OP圆弧段做匀速圆周运动。两车均视为质点，则（ ）
A.汽车到O点时，列车行驶距离为s
B.汽车到O点时，列车行驶距离为
C.汽车在OP段向心加速度大小为
D.汽车在OP段向心加速度大小为
尝试解答
情境8 交通出行类情境
真题体现
【例1】 A 设汽车匀加速运动的时间为t0，则汽车匀速运动的位移x1＝at0t，由对称性可知，汽车匀加速运动过程和匀减速运动过程的位移均为x＝a，又x1＋2x＝8x，联立解得t0＝t，所以x＝at2，A正确。
【例2】 B 对汽车，s＝·t，对列车，s'＝2v0t，解得s'＝s，B正确，A错误；根据an＝可得汽车在OP段向心加速度大小为an＝，C、D错误。
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情境8 交通出行类情境
情境类型 考情统计
交通工具 2025·安徽卷T4，汽车；2025·重庆卷T3，立体交通；2025·山东卷T5，电动小车；2025·广西卷T3，火车；
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
交通安全 2025·陕晋宁青卷T12，卡车轮胎的标准胎压范围；2025·湖南卷T12，车辆超载监测；2025·江苏卷T1，新能源汽车辅助驾驶系统；2025·海南卷T3，汽车通过ETC过程； 024·广
东卷T14，汽车的安全带和安全气囊
分析预测
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
【例1】 （2025·安徽高考4题）汽车由静止开始沿直线从甲站开往乙站，
先做加速度大小为a的匀加速运动，位移大小为x；接着在t时间内做匀速运
动，最后做加速度大小也为a的匀减速运动，到达乙站时速度恰好为0。已
知甲、乙两站之间的距离为8x，则（ A ）
解析：设汽车匀加速运动的时间为t0，则汽车匀速运动的位移x1＝at0t，由
对称性可知，汽车匀加速运动过程和匀减速运动过程的位移均为x＝
a，又x1＋2x＝8x，联立解得t0＝t，所以x＝at2，A正确。
A
【例2】 （2025·重庆高考3题）“魔幻”重庆的立体交通层叠交错，小明
选取其中两条线探究车辆的运动。如图所示，轻轨列车与汽车以速度2v0分
别从M和N向左同时出发，列车做匀速直线运动，汽车在长为s的NO段做匀
减速直线运动并以速度v0进入半径为R的OP圆弧段做匀速圆周运动。两车
均视为质点，则（ B ）
B
A. 汽车到O点时，列车行驶距离为s
解析：对汽车，s＝·t，对列车，s'＝2v0t，解得s'＝s，B正确，A错
误；根据an＝可得汽车在OP段向心加速度大小为an＝，C、D错误。
热点情境专项练
1. 〔多选〕（2025·湖南衡阳一模）一列有8节车厢的动车一般是4动4拖，
其中第1节、第3节、第6节、第8节车厢是带动力的，其余4节车厢是不带
动力的。如图所示，该动车在平直轨道上匀加速向右启动时，若每节动力
车厢提供的牵引力大小均为F，每节车厢质量均为m，每节车厢所受阻力均
为该节车厢重力的k倍，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
C. 第4节车厢对第5节车厢的作用力大小为0
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√
√
解析： 对8节车厢整体受力分析，由牛顿第二定律得4F－8kmg＝
8ma，解得整列车的加速度大小为a＝，故A正确，B错误；对5～8
节车厢整体受力分析，由牛顿第二定律得F45＋2F－4kmg＝4ma，解得第4
节车厢对第5节车厢的作用力大小为F45＝0，故C正确，D错误。
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2. （2025·内蒙古赤峰二模）如图甲，高速公路收费站设有“ETC”通道
（即不停车收费通道），某汽车通过笔直的“ETC”通道时先减速至某一
限定速度，然后匀速通过收费区，再加速驶离，其速度—时间图像如图乙
所示。则汽车位移—时间图像可能正确的是（ ）
√
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解析： 如图乙所示，汽车先做正向匀减速直线运动，然后做正向匀速
运动，最后做正向匀加速直线运动。A项中的图像反映汽车先做负向匀速
运动后静止，再做正向匀速运动，A错误；B项中的图像反映汽车先做正向
匀速运动后静止，再做负向匀速运动，B错误；C项中的图像反映汽车先做
正向减速直线运动后静止，再做正向加速直线运动，C错误；D项中的图像
反映汽车先做正向减速直线运动，然后做正向匀速运动，最后做正向加速
直线运动，D正确。
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3. 〔多选〕一列复兴号动车进站时做匀减速直线运动，车头经过站台上三
个立柱A、B、C，对应时刻分别为t1、t2、t3，其x-t图像如图所示。下列说
法正确的是（ ）
√
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解析： 根据初速度为0的匀加速直线运动的规律，连续通过相同位移
所需时间的比为1∶∶，而动车做的是有一定初速度的匀减速运动，
故A错误；因为动车做匀减速直线运动，所以车头经过立柱A的速度大于
0～t1时间的平均速度，B错误；t1～t3时间段的平均速度为vB＝，匀
变速直线运动中间时刻的速度等于该段位移内的平均速度，而B点属于该
段的位移中点，C正确；车头经过立柱A、B过程中的平均速度为v＝，
D正确。
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4. 〔多选〕（2025·江西景德镇二模）目前我国新能源汽车的销量持续火爆，火爆的销量离不开车企的严谨务实的前期测试。某国产新能源汽车上市之前在一直线跑道上进行“单踏板模式”性能测试，测试过程分为三个阶段。阶段Ⅰ：驾驶员踩下电门至某一位置，汽车由静止启动，其加速度的倒数与速度v的关系如图所示，当汽车加速至v1＝20 m/s时进入阶段Ⅱ。阶段Ⅱ：驾驶员通过适当调节电门，使汽车做匀加速直线运动，以加速度a'＝2 m/s2加速至v2＝30 m/s时进入阶段Ⅲ。阶段Ⅲ：驾驶员松开电门，汽车的能量回收制动系统启动，汽车开始减速直至停下，该减速过程中汽车的加速度a″与速度v满足关系式a″＝－kv（其中k＝1 s－1）。则下列说法正确的是（ ）
A. 阶段Ⅱ汽车运动的时间为10 s
B. 阶段Ⅱ汽车运动的位移大小为125 m
C. 阶段Ⅰ经历的时间为20 s
D. 阶段Ⅲ汽车的位移大小为30 m
√
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解析： 由题意可计算阶段Ⅱ汽车运动的时间为t2＝＝＝5 s，位
移为x2＝t2＝t2＝125 m，故A错误，B正确；根据图像可得关系式
＝v＋，根据加速度的定义式a＝，整理可得Δt＝，故-v图线与坐标
轴所围面积为加速时间，则阶段Ⅰ经历的时间为t1＝ s＝20 s，
故C正确；阶段Ⅲ汽车的加速度a″＝－kv，因此其a-t图像与坐标轴围成的
面积是v-t图像与坐标轴围成的面积的k倍，故速度改变量的大小是位移大
小的k倍，则有｜0－v2｜＝kx，解得x＝30 m，故D正确。
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5. （2025·辽宁沈阳二模）某国产汽车百公里加速时间（从静止加速到100
公里/小时的时间）仅为1.98秒，最高时速可达到350公里/小时，最大功率
高达1 150千瓦。其独特的尾翼设计，使气流对整车产生的高达285千克力
（1千克力＝10牛）的下压力，大大提升了高速行驶及转弯时的稳定性。
已知下压力与速度的平方成正比，即FN＝kv2（k为下压力系数，可认为恒
定），重力加速度g＝10 m/s2。则（ ）
A. 百公里加速过程，平均加速度约为1.4g
B. 下压力系数约为0.03 kg/m
C. 最大速度行驶时可提供牵引力最大为3×104 N
D. 其他条件相同的情况下，下压力系数越大，最小转弯半径越大
√
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解析： v＝100 km/h≈27.78 m/s，依题意有a＝＝ m/s2≈14
m/s2，又g＝10 m/s2，故可知a＝1.4g，即百公里加速过程，平均加速度约
为1.4g，故A正确；当汽车达到最高时速vmax＝350 km/h≈97.22 m/s，下压
力FN＝285×10 N＝2 850 N，由题意FN＝kv2，可得k＝＝
kg/m≈0.3 kg/m，即下压力系数约为0.3 kg/m，故B错误；汽车在最大速度
行驶时，根据P＝Fv可得最大牵引力约为F＝＝≈1.2×104 N，
故C错误；其他条件相同的情况下，下压力系数越大，对应速度下的下压力越大，最大静摩擦力越大，根据μFN＝m可知最小转弯半径越小，故D错误。
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6. （2025·广东佛山二模）2024年12月28日，广州地铁11号线开通。某天
列车在华师站启动时，加速度a随其位移s变化的图像大致如图所示。则列
车在运行前450 m的过程中（ ）
A. 运行200 m时开始减速
B. 运行200 m时，速度达到最大值
C. 从s＝200 m到s＝450 m之间的平均速度小于25 m/s
D. 从s＝200 m到s＝450 m之间运行的时间等于10 s
√
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解析： 0～200 m内，列车做匀加速直线运动，200～450 m内，列车做
加速度减小的加速运动，450 m时加速度减为零，速度达到最大，故A、B
错误；0～200 m内，根据速度与位移关系＝2ax，v1＝at1，可得v1＝20
m/s，t1＝20 s，若200～450 m内列车仍然以加速度a＝1 m/s2做匀加速直线
运动，有x'＝v1t2＋a，解得t2＝10 s，而实际上200～450 m内，列车做
加速度减小的加速运动，则运行时间大于10 s，平均速度小于25 m/s，故C
正确，D错误。
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7. （2025·安徽黄山模拟）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。
答案：
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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＝。
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（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：
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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。
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