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四、综合应用题（共2题，共15分）
22.
为促进先进节能技术的应用，2026年起我国实行电动汽车能耗限值新标准。以一吨重
汽车为例，每行驶100km消耗动力电池的电能由原来12.5kW·h降低为10kW·h。
根据新标准，工程师设计了将太阳能电池集成于天窗的方案，天窗经充足光照8h能发
电2.4kW·h。(7分)
(1)求太阳能电池的发电功率。
(2)2.4kW·h的电能可供“12V2A”的车载风扇工作多少小时？
(3)求新标准下电动汽车消耗12.5kW·h动力电池电能可行驶的路程。
(4)受上述方案启发，小宇希望以跨学科实践的方式，借助AI辅助他设计新标准下
降低汽车能耗的方案，请帮他完善【任务分析】中的内容。
电动汽车能量消耗在哪些方面？
A)电动汽车的能量消耗主要集中在行驶阻力耗能、电机与电控系统耗能、车载附件耗能三大方
面，行驶时的阻力耗能是最大的能耗部分。
一、行驶阻力耗能（占比最大）
·空气阻力（风阻）：车辆行驶时需推开前方空气，空气阻力与车速的平方成正比。所以车
速翻倍时，克服风阻所需的能量会增至约8倍。这是电动汽车高速行驶时能耗急剧上升的主
要原因。
·滚动阻力：轮胎与路面接触产生的摩擦和形变产生阻力。该阻力与车辆的总质量（车重+载
重)和胎压密切相关。负载越重阻力越大，而胎压不足会增加轮胎接触地面的面积，从而
增大滚动阻力。
·加速/爬坡阻力：在上坡路段，车辆需要克服重力；在急加速时，电机需提供更大功率以增
大牵引力。
二、
电机与电控系统耗能（核心损耗）
山
明知入笔记
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【任务提出】
我是汽车工程师，准备设计降低电动汽车能耗的一种方案。
【任务分析】
我准备分析行驶阻力中的
因素，我从生活经验
和现象（例子)：
得到启
发，分析其原理能更好地帮我进行设计。
【任务分解】
请按照如下步骤：
1.详细分析该因素的物理及工程原理。
2.调查该因素影响能耗的现状及最新科研成果。
3.提出2~3个具体的设计方案。
【任务评估】
请用表格做可行性评估及定量估算，并给出优化后的预估
数据。
物理·化学试题第7页共14页
23.图甲呈现的是长江武汉段“智慧航道”系统，它能通过精准的实时数据采集分析了解
航道运行和水域地质情况。可通过无人船的声呐系统向水下发射超声波，利用声波往返
时间和发射角度勘测水底地形（图乙)。已知船的质量为30kg,空载时吃水深度为0.1m。
(g取10Nkg,P*=1.0x103kg/m3)(8分)
光人积无人信管现环烧
/从借世0沙
/餐师容量为
/有nHa)7
aASHE
无人船
江面
图甲
图乙
(1)求无人船的重力。
(2)求无人船搭载6kg设备后的吃水深度（船体可视为长方体）。
(3)无人船沿OA、OB方向发射的两束声波均经0.04s反射回来，OA竖直向下，OB
与0A夹角为60°，水中声速取1500m/s。求：
①OA的距离；
②A、B两处的高度差大小。
60°
B
物理·化学试题第8页共14页

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