2021年中考物理真题分类汇编功与机械能计算

这是一份2021年中考物理真题分类汇编功与机械能计算，共138页。试卷主要包含了6×107J/kg），杂技表演在我国具有悠久的历史，我国生产的无人机世界领先， 能 等内容，欢迎下载使用。
2021年中考物理真题分类汇编——专题十八：功与机械能计算
1.（2021赤峰）小红从赤峰到宁城，选择了尾气零排放的G8208次列车。经查询赤峰到宁城高铁运行里程约100km，运行时间约30min。若该列车全程匀速行驶在平直的轨道上，牵引力恒为2.7×105N,供电电路输入列车的电功率恒为2×107W。请你根据以上信息，解决下列问题：
(1)从赤峰站到宁城站段列车消耗的电能。
(2)求该列车从赤峰站至宁城站将电能转化为机械能的效率。




2.（2021铁岭、葫芦岛）如图是我国第一款纯电动疫苗接种车，疫苗车空车质量为41,车轮与水平地面接触的总面积为0. 2m2,发动机的输出功率为60kW不变。（g取10N/kg,汽油热值取4. 0x107J/kg)求：（1)疫苗车空车静止在水平地面时，对地面的压强。
（2)疫苗车在水平路面匀速直线行驶时，受到的阻力为3000N,疫苗车的速度。
（3)疫苗车以（2)中的速度在平直路面行驶50km,若换用效率为30%的汽油机提供动力，需要消耗汽油的质量。






3. （2021阜新）晓光同学酷爱自行车运动，他测量并记录了自己在一段平直路面上匀速骑行的有关数据。晓光的质量50 kg，自行车的质量15 kg，骑行1.5km用时5min；车子行驶时受到的阻力30N，车轮与地面接触的总面积为25 cm2（g取10 N/kg）。求：
（1）晓光骑行时，自行车对地面的压强是多少？
（2）晓光骑行的速度是多少？
（3）晓光在这段路程骑行时，所做的功和功率各是多少？




4．（2021丹东）某品牌汽车空载静止时对水平地面的压强为3×105Pa，轮胎与地面总接触面积为400cm2。当汽车以120km/h的速度沿直线匀速行驶时，功率为50kW。求：
（1）汽车的重力是多少？
（2）当汽车以120km/h的速度沿直线匀速行驶时，所受到的阻力是多少？
（3）当汽车以120km/h的速度沿直线匀速行驶100km时，燃浇10kg汽油，则发动机的效率是多少？（汽油热值q＝4.6×107J/kg）（结果保留到0.1%）




5. （2021北部湾）若汽车在平直公路上内匀速行驶了，消耗汽油。发动机的输出功率为。汽油热值为。求：
（1）汽车行驶的速度；
（2）汽车牵引力做的功；
（3）汽车发动机的效率。




6.（2021益阳）杂技表演在我国具有悠久的历史。如图所示为杂技“顶竿”表演，甲站在地面上，肩上顶着一根重为G1=50N的竖直竹竿，重为G2=550N的乙沿竹竿匀速上爬4m，然后甲顶着乙在水平地面上缓慢直立行走2m。求在此过程中：
（1）乙受到摩擦力的大小和方向；
（2）摩擦力对乙所做的功；
（3）甲对竿和乙做的功。





7．（2021沈阳）百度联手奇瑞汽车，在安徽省芜湖市打造了国内首个全无人车运营区域。某正在测试中的一款无人汽车，其质量为1.6×103kg，汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶75min，消耗汽油6.4kg，所受的阻力是汽车总重的0.05倍，汽油的热值是4.5×107J/kg。求：
（1）汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，汽车发动机的牵引力。
（2）汽车行驶75min牵引力做的功。
（3）汽车发动机的效率。




8．（2021抚顺）如图所示的小型汽油耕地机的质量为80kg，静止时与水平地面的接触面积为20cm2。在水平土地上匀速直线行驶时速度为2m/s，此时汽油机的输出功率为4kW，效率为25%。求：
（1）耕地机静止时对水平地面的压强。（g＝10N/kg）
（2）耕地机以2m/s匀速直线行驶时受到的阻力。
（3）耕地机以2m/s匀速直线行驶了2.3km，消耗汽油的质量。（q汽油＝4.6×107J/kg）





9．（2021抚顺）趣味蹦床可以有效锻炼小朋友的平衡能力。如图所示，小华离开蹦床上升过程中，经过A点（动能为E1）后到达最高点B，从B点下落时，再次经过A点（动能为E2）。不计空气阻力，请回答：
（1）从A上升到B的过程中，小华的重力势能如何变化？
（2）E1和E2的大小关系，并说明判断依据。





10. （2021大庆）某汽车在水平地面上以25m/s的速度匀速行驶，行驶600s汽车发动机产生的牵引力所做的功为，消耗汽油1kg（假设汽油在发动机气缸内完全燃烧，汽油热值取，）。针对这一过程，求：
（1）汽车行驶的路程；
（2）汽车受到的阻力；
（3）汽车发动机的效率。




11．（2021盐城）小明用30N的水平推力使超市购物车在水平路面上前进了20m，所用时间为40s，购物车的质量为20kg，g取10N/kg。求：
（1）购物车的重力。
（2）此过程中推力做的功。
（3）推力做功的功率。




12. （2021长沙）总部位于湖南省长沙市岳麓区的某股份有限公司，是一家持续创新的全球化企业。如图是这个公司生产的高空作业平台，它重心低，运行高效。求：
（1）作业平台以2m/s的速度在平直的路面上匀速行驶20s，它行驶的路程；
（2）作业平台用104N的支持力将货物竖直缓慢举高10m，支持力对货物所做的功；
（3）质量为3150kg的作业平台上装有850kg的货物，静止在水平地面上时，车轮与地面的总接触面积为0.04m2，此时作业平台对水平地面的压强。（取g=10N/kg）





13. （2021贵港）已知大山同学的质量为60kg，每只鞋底与地面的接触面积为0.015m2。大山在10s内用20N的水平拉力拉重为100N的物体沿拉力方向在水平地面上匀速前进了13m。（g取10N/kg）求：
（1）物体受到摩擦力的大小；
（2）大山前进的速度；
（3）拉力做功的功率；
（4）大山在水平地面上立正时对地面的压强。




14．(2021南通）如图所示为南通“濠河国际龙舟邀请赛”的比赛场景。500m直线赛项目的冠军队所使用龙舟的质量为300kg，运动员总质量为1500kg，比赛用时2min30s。假设比赛中龙舟作匀速直线运动，且龙舟受到的阻力是龙舟和运动员总重力的0.1倍，g取10N/kg。求：
（1）龙舟的重力；
（2）运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积；
（3）比赛过程中龙舟获得的动力做功的功率。





15．（2021云南）自行车骑行是生活中一种环保的出行方式。如图所示，小明骑自行车出行的途中，沿直线匀速经过一段长100m的平直路面，用时20s。该过程中前后轮与地面的总接触面积为20cm2。若小明的质量为55kg，自行车重150N，骑行时受到的阻力为总重的0.03倍。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）
（1）求骑行时车对水平地面的压强；
（2）该压强相当于多高水柱产生的压强？
（3）求骑行过程中动力做的功及功率。





16. （2021威海）某救援志愿小组利用救生筏开展海上救援演练。甲、乙2名志愿者将质量为100kg的救生筏（内含汽油发动机等）放在轮船的水平甲板上，救生筏与甲板接触面积为，已知甲、乙两人的质量均为50kg。（g=10N/kg，ρ海水=1.0×103kg/m3，q汽油=4.6×107J/kg）
（1）救生筏对甲板的压强是多少？
（2）演练地点离最近的海岸50km，将救生筏从轮船放入海中，甲、乙两人乘坐救生筏，救生筏沿海面匀速行驶，救生筏受到的阻力始终为开始出发时总重力的0.2倍，汽油完全燃烧放出热量的20%转化为推动救生筏前进的机械能。若发动机装有汽油3kg，请通过计算说明甲、乙能否安全抵达海岸。




17. （2021通辽）抗击新冠肺炎疫情期间，某市救护车转运患者集中隔离治疗，该车配置了负压装置，负压仓内气压小于外界气压，将内部空气“吸入”排风净化装置进行处理，有效避免了病毒的传播。某次转运病人时，救护车以的恒定功率在平直公路上匀速行驶，用时。
请解答下列问题：
（1）救护车匀速行驶牵引力做的功；
（2）救护车所受的阻力；
（3）按照卫生标准，负压仓内外气压差应为之间。经测量发现，该负压仓的面积上内外气体压力差为18N，通过计算判断负压仓内外气压差是否符合标准。




18．（2021营口）国产某品牌SUV汽车，质量为1.8t，四个轮胎的着地面积是0.06m2，在水平公路上，以72km/h的速度匀速行驶100km，发动机的功率恒定为30kW。求：（g取10N/kg，q＝4.5×107J/kg）
（1）该车静止在水平地面上时对地面的压强；
（2）该车匀速行驶时的牵引力和行驶100km牵引力做的功；
（3）若汽油完全燃烧释放的内能全部转化为车的机械能，该车行驶100km需要汽油多少千克。（结果保留一位小数）





19.（2021毕节）我国生产的无人机世界领先。如图所示是我国某品牌无人机，如表是有关它的一些飞行参数，根据表中资料信息，(空气阻力忽略不计)可知：

(1)无人机在空中悬停时受到的升力F= ______ N；
(2)在P模式下，无人机以最大速度匀速上升100m所需要的时间t= ______ s，此过程中升力对无人机做功的功率为P= ______ W。





20．（2021济南）随着国家发展改革委员会对《济南市城市轨道交通第二期建设规划（2020～2025年）》的批复，我市地铁建设步入快车道。如图为济南地铁建设某工地，工人在20s内用塔吊将质量为2500kg的混凝土预制件匀速提升了6m。若这个混凝土预制件的密度为2.2×103kg/m3。g取10N/kg，通过计算回答：
（1）它受到的重力是多少牛？
（2）它的体积是多少米3？
（3）在提升它的过程中，塔吊对它做了多少焦的功？
（4）塔吊对它做功的功率是多少瓦？





21. （2021玉林）如图所示，记录了两辆汽车在平直的公路上行驶时，在相同的时间内通过的路程。甲图中汽车做匀速运动，受到的阻力为1200N；乙图中汽车做加速运动。求：
(1)甲图中汽车的速度；
(2)乙图中汽车在前30s内的平均速度；
(3)甲图中汽车牵引力在40s内所做的功。





22. （2021贺州）随着科技的发展，低碳环保电瓶车的出现极大地方便了人们的出行。一天，小明的妈妈驾驶电瓶车送小明上学。假设小明的妈妈驾驶电瓶车是匀速行驶的，电瓶车的牵引力恒为100N，从家到学校的路程是1.5km，用时5min。求：
（1）电瓶车行驶的速度是多少m/s；
（2）电瓶车受到地面的摩擦力；
（3）电瓶车牵引力的功率。




23. （2021成都）“天府号”动车组在成绵乐城际高铁上投用，标志着成都、乐山、德阳、绵阳、眉山等城市铁路迎来公交化。一列“天府号”动车组（图）从成都东站驶出，用时54min抵达乐山站，成都东站到乐山站的路程是135km。求：
（1）该动车组从成都东站到乐山站的平均速度是多少km/h？
（2）该动车组在平直铁路上以的牵引力匀速前进1.5km，牵引力做功为多少？





24. （2021内江）现有一辆汽车以30m/s的速度在平直公路上匀速行驶，突然发现正前面有一辆因故障而停止的小货车，于是紧急刹车。汽车司机从发现这一情况到紧急刹车所需反应时间为0.5s，刹车后经过10s汽车停止，在刹车后汽车的平均速度为15m/s，g=10N/kg。求：
（1）从司机发现情况到汽车停止这段时间，汽车运动路程是多少？
（2）如果汽车的质量为3t，正常行驶时受到的阻力为重力的0.3倍，那么，汽车在反应时间内牵引力做的功是多少？




25.（2021重庆A）2020年12月8日,中尼两国共同宜布珠峰的最新高程为8848.86m。体重为500N的小海同学想一睹珠峰的雄伟魅力,从重庆坐火车经过约40h行驶了约3080km到达拉萨,然后坐汽车到达珠峰大本营。
(1)求火车的平均速度；
(2)从拉萨到珠峰大本营海拔升高了1600m,求该过程中克服小海重力做的功。




26. （2021泰州）为响应国家提出的“节能减排，低碳生活”的号召。质量为60kg的小明同学每天坚持骑自行车上学，他所骑自行车质量为15kg，轮胎与水平地面的总接触面积为30cm2，在水平路面上匀速骑行时所受阻力为总重力的0.02倍（g取10N/kg）。求：
（1）小明和自行车的总重力；
（2）他骑行时自行车对地面的压强；
（3）若他在水平路面上5min内匀速骑行了1500m，则他骑行时的功率是多大。




27．（2021岳阳）“绿色出行，低碳生活”。新能源汽车因环保、节能、高效等优势，成为人们日常使用的重要交通工具。如图是国内某型号的新能源汽车，满载时的总质量为1.6×103kg，在平直公路上匀速行驶1000m，用时50s，此过程中汽车牵引力做功1.5×106J。求满载时：
（1）汽车的总重力；
（2）汽车匀速行驶时的速度；
（3）汽车匀速行驶时所受的牵引力。





28. （2021眉山）改革开放以来，我国人民的生活水平不断提高，汽车已成为多数人的代步工具。某品牌国产汽车以的速度在平直公路上匀速行驶，消耗了汽油，汽车发动机功率为，已知：汽油的热值为，汽油的密度为。求该汽车匀速行驶过程中：
（1）消耗汽油的质量；
（2）发动机所做的功；
（3）发动机的效率（百分号前保留整数）。




29. （2021临沂）2021年3月24日，临沂市获得2020年山东16地市经济社会发展综合考核一等奖，同时还获得打赢污染防治攻坚战等单项奖励。绿化喷洒车对城区道路的卫生清洁保持工作功不可没。如图所示的绿化喷洒车空载时的质量为6t，罐体有效容积为8m3，该喷洒车从水源地装满水后，沿平直公路以15m/s的速度匀速驶向距离2.7km的目的地，行驶过程中喷洒车受到的阻力为1.5×104N，车轮与地面的总接触面积为0.4m2，g取10N/kg。求喷洒车从水源地到目的地：
（1）所用的时间；
（2）牵引力所做的功；
（3）对水平地面的压强。





30. （2021牡丹江、鸡西）一辆汽车以72 km/h的速度匀速行驶10 min，消耗的汽油为1.2 kg。汽车匀速行驶时受到的牵引力F = 1.2×103N，汽油的热值q = 4.6×107J/kg。
（1）汽车在这段时间做功是多少？
（2）这段时间内汽车的效率是多少？（百分号前保留一位小数）
（3）简要分析汽车效率低的原因（写出两条即可）。




31. （2021桂林）桂林经常使用喷雾车对街道进行降温除尘，总重为6104N的喷雾车静止在水平路面上时，车轮与路面的总接触而积为0.15m2，某次作业中喷雾车在8×103N的牵引力作用下，以4m/s的速度水平匀速行驶了30s.求：
（1）静止时，喷雾车对水平路面的压强等于多少帕斯卡？
（2）在这30s内，牵引力对喷雾车做功等于多少焦耳？




32. （2021安徽）如图所示，小明在单杠上做引体向上运动，每次引体向上身体上升的高度为握拳时手臂的长度。已知小明的体重为500N，握拳时手臂的长度为0.6m，完成4次引体向上所用的时间为10s。求：
（1）小明完成1次引体向上所做的功；
（2）10s内小明做引体向上的功率。





33.（2021昆明）“天向一号”火星探测器是中国人民的骄傲，因为它是我国首次登陆火星的探测 器。着陆火星的“祝融号"，质量为240kg,在牵引力的驱使下，30min匀速运动了 100m, 假设祝融号在火星上受到的阻力是其在火星上所受重力的0.06倍，己知g火=0.38g,火星表面大气密度是地球表面大气密度的0.01倍，g取10N/kg。
求：
（1）祝融号所受的阻力；
（2）在这段时间内牵引力做的功；
（3）同一物体在地球大气中受到的浮力与它在火星大气中受到的浮力之比。




34. （2021长春）某超市使用的一款售货机器人，在100N的牵引力作用下，水平匀速直线运动4m所用时间为10s。求：
（1）机器人运动的速度。
（2）机器人匀速直线运动时牵引力的功率。




35. （2021衡阳）“五一”期间，小明一家驱车外出旅游，如图所示，当车经过告诉路段A点路标时，时间是8点15分；当车经过高速路段点路标时，时间是8点45分。假设汽车在上述行驶过程中做匀速直线运动，受到的阻力为，消耗的汽油为（汽油的热值为），求
（1）汽车在之间的速度；
（2）汽车在行驶过程中牵引力做的功；
（3）汽车发动机效率。





36. （2021荆门）2021年4月25印度尼西亚的一艘排水量1390吨的潜艇在海下300m处断裂，通过水下搜索发现了海面下850m处的失事潜艇。应印方要求，我国派出排水量为7000吨的军舰协助施救。为了安全打捞一块排水体积为20m3的残骸，须进行相关的数据分析。假设残骸出水前以0.5m/s的速度向上做匀速直线运动，起重机的拉力1.5×106N。已知海水密度为1.03×103kg/m3。求：
（1）此潜艇残骸在海底受到的浮力；
（2）850m深处海水的压强；
（3）残骸在海水中向上做匀速直线运动时起重机的功率。




37. （2021荆门）2021年5月29日20时35分，长征七号火箭点火发射，将“天舟二号”货运飞船送入预定轨道，经过六个多小时飞行后，“天舟二号”与“天和”核心轨道舱成功交会对接，然后一起在环绕地球的轨道上运动，我国空间站的建设迈出了关键的一步。
（1）“天舟二号”在发射升空过程中机械能______（选填“增大”、“不变”或“减小”），交会对接后的飞行过程中“天舟二号”的运动状态______（选填“保持不变”或“不断变化”）；
（2）未来一到两年我国将全面建成空间站。空间站在轨运行时，通过太阳帆板将光能转化为电能作为补充能源。有阳光时，空间站光伏发电的功率为70kW，2h可发电______kW·h，宇航员在空间站外作业时，必须借助无线通信设备，而不能像在地面一样直接进行语音交流，是因为______。




38. （2021武汉）2021年4月29日，中国天宫空间站天和核心舱发射成功，标志着我国空间站时代已经到来。如图所示，天和核心舱沿椭圆轨道环绕地球运行，不受空气阻力，因此机械能守恒。

（1）天和核心舱与地面控刚中心通过电磁波传递信息，电磁波______（填“能”或“不能”）在真空中传播；
（2）天和核心舱沿椭圆轨道从近地点经远地点再回到近地点的过程中，天和核心舱的动能______（填“减小”“增大”“先减小后增大”或“先增大后减小”）；
（3）若天和核心舱在1min内运行的路程是456km，则它的平均速度是______m/s。




39. （2021荆州）体育课上，小明在同一位置用相同的力多次将足球踢出，发现足球斜向上飞出的角度越大，球运动得越高，但并不能运动得越远。小明查阅资料后知道：足球所做的运动叫做斜抛运动，其运动轨迹如图所示。足球起始运动方向与水平方向的夹角叫做推射角，抛出点到落地点的水平距离叫做射程，射程与抛出速度和抛射角的大小有关。若物体的动能大小EK=mv2，重力势能大小Ep=mgh不计空气阻力，g=10N/kg，则：
（1）若将质量为0.4kg足球从地面踢出时，具有的动能是120J，踢出后能达至的最大高度是5m，则足球在最高点时具有的动能是______；
（2）若足球的射程x与抛出速度、抛射角之间满足公式，当足球以20m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，足球的射程是______ ；

（3）足球运动的速度v可以分解成水平速度vx和竖直速度vy，三者可构成如图所示的矩形。足球在空中飞行时，水平速度保持不变，竖直速度先减小后增大。若足球在地面以10m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，当足球的速度与水平方向夹角为30°角时，此时足球距地面的高度是______m。（小数点后保留2位数字）




40. （2021荆州）经过三年的紧张施工建设，荆州复兴大道主线于2020年12月31日贯通，如图甲，为荆州市居民出行带来极大的方便。图乙为复兴大道高架桥的部分路段示意图，水平路面AB长400m、斜坡BC长200m、坡高CD高4m。总质量m为1.5t的小汽车，每个轮胎与水平路面接触面积为0.1m，当它以大小不变的速度v通过AB段和BC段，共用时36s；小汽车在AB段和BC段行驶时受到的阻力始终是车总重的0.01倍，小汽车通过AB段时，牵引力的功率为P1，通过BC段时，牵引力的功率为P2，g=10N/kg。求：
（1）小汽车静止在水平地面时对地面的压强p是多大?
（2）小汽车的速度v是多少km/h?
（3）小汽车通过AB段时，牵引力的功率P1是多少?
（4）小汽车牵引力的功率P1与P2之比是多少?






41. （2021武汉）如图甲所示，某款国产水陆两用挖掘机的机械臂可绕O点转动，这辆挖掘机有两条履带，每条履带内均有1个由合金材料制成的空心浮箱，每个浮箱（可视为长方体）宽为1.5m，高为2m，合金密度为8.0×103kg/m3。
（1）某次测试中，质量为60kg的驾驶员驾驶挖掘机，从6m高的平台沿斜坡向下缓慢行驶20m，到达水平地面。
①请在图乙中画出挖掘机沿斜坡向下缓慢行驶时，挖掘机对斜坡的压力的示意图；
②在上述过程中，驾驶员的重力做了多少功?
（2）如图甲所示，开始时机械臂伸直且静止，O、A、B三点在同一直线上，OA=10m，AB=0.5m，机械臂和斗铲整体的重心在A点；机械臂控制斗铲装取质量为1t的沙石后，机械臂、斗铲和伸缩杆缓慢运动到如图甲所示的位置时静止，这时机械臂、斗铲和沙石整体的重心在B点。已知伸缩杆先后两次对机械臂的支持力（支持力垂直于机械臂）之比为5:7，则机械臂和斗铲的总质量是多少?
（3）已知制作每个浮箱时所用合金的体积V与浮箱长度L的关系如图丙所示，不计履带排开水的体积和驾驶员的质量，除2个完全相同的浮箱外，挖掘机其余部分的质量为33t。若挖掘机漂浮在水中，2个浮箱浸入水中的深度均不超过1.5m，则每个浮箱的长度至少是多少?





42. （2021福建）为节约用水，小华为农场的储水箱设计了一个自动抽水控制装置。如图，水箱高为1 m，容积为0.8m3。在空水箱底部竖直放置一重5N的长方体，长方体高为1m、底面积为0.02m2，上端通过绝缘轻杆与控制电路的压敏电阻R接触，此时压敏电阻受到的压力为零。压敏电阻R的阻值随压力F的增大而减小，部分数据如下表。控制电路电源电压U=12V，定值电阻R0为保护电阻。当控制电路的电流I≥0.5A时，电磁铁将衔铁吸合，工作电路断开，水泵停止给储水箱抽水。
（1）若水泵的额定功率为440W，正常工作时通过的电流是多少？
（2）要使储水箱装满水时水泵恰能自动停止工作，R0应为多少？
（3）从水箱顶部给空水箱注满水的过程中，水的重力所做的功是多少？






43. （2021河南）电动清扫车以其环保、高效等优点，在创建卫生城市中大显身手。图16为一电动清扫车正在工作的情景。
（1）电动清扫车的主要部件的电动机，其工作原理是_____________；清扫过程中，驾驶员相对相对于清扫车是___________（选填“静止”或“运动”）的。
（2）清扫车停在水平路面上，总质量为800kg，清扫刷与路面不接触，轮胎与路面总接触面积为0.04m2，车对路面的压强为多少？g取10N/kg。
（3）清扫车完成任务后，在平直道路上，以5米每秒的速度匀速直线行驶，经10分钟到达垃圾处理站，行驶过程中车所受阻力大小恒为400N，则牵引力做的功为多少？





44. （2021常州）2021年4月21日，印度尼西亚“南伽拉”402号潜艇在巴厘岛附近海域训练。
（1）下潜过程中，潜艇受到海水压强的变化情况为 ___________。
（2）在某一深度，由于潜艇老旧，艇身破裂沉入海底，应印度尼西亚请求，中国派出“永兴岛”号打捞船展开救援。如图甲所示，打捞船向海底竖直发射超声波，1.1秒后收到回波信号，已知声音在海水中传播速度是1500m/s，海洋该处的深度是 ___________m。
（3）打捞船利用绳子以0.5m/s的速度竖直向上匀速吊起一块潜艇残骸，绳子拉力F与时间t的关系如图乙所示，已知ρ海水=1.1×103kg/m3，g取10N/kg，不计海水对残骸的阻力，问：
①残骸的密度有多大？（ ）
②拉力F功率的最大值有多大？（ ）






45. （2021陕西）暑假期间，小明和家人自驾去秦始皇兵马俑博物馆参观。
（1）全家人上车后，汽车对水平地面的压强比空载时______；
（2）若该车在某段水平路而上匀速行驶10min，牵引力做功4.8×107 J，此过程中牵引力的功率是多大？（3）到达目的地，他们将车停放在露天停车场后进入博物馆参观。参观完毕准备返回时，打开车门发现车内温度特别高，无法立刻进入。回家后小明想探究太阳暴晒对车内空气温度的影响，他回想起曾经看过的一档科普电视节目做过的实验，实验测得太阳暴晒下，3~5 min车内温度就能达到40~50℃。通过回看该节目，他获取了一组有关太阳辐射和小汽车的数据：夏天正午时，某城市地表上每秒每平方米获得的太阳辐射能量约500 J。其中能使物体吸热升温的主要是红外辐射，其能量约占太阳辐射能量的一半。小汽车的有效吸热面积约为8 m2 ，车内空气体积约为2m3，车内空气吸热效率约为50%；
①小明根据节目所给数据，计算出了理论上一定时间内车内空气升高的温度，并通过查阅资料了解到车内空气升温受车辆散热、空气流通等诸多因素影响，综合分析得出节目实测结果是可信的。请你写出理论上1 min 车内空气升高温度的计算过程[ρ空气=1.3kg/m3，c空气=1.0×103J/（kg·℃），结果保留一位小数]；（ ）
②若汽车不可避免地在太阳暴晒下停放较长时间，请你写出一条缓解车内气温快速上升措施：______。




46.（2021山西）2021年5月15日，“祝融号”火星车在火星上留下了属于中国的第一道印记，如图甲所示。发射前，火星车在水平地面上进行测试时，受到的摩擦力为200N，其速度v与时间t的关系图象如图乙所示。火星车的质量为240kg，车轮与地面接触的总面积约为0.2m2。(空气阻力忽略不计，g取10N/kg)求：

(1)火星车静止时，对水平地面的压强。
(2)火星车做匀速直线运动时，牵引力做的功。




47．（2021舟山）健康的生活既要注意平衡膳食，还要积极参加体育锻炼。如图所示为可调式握力器，可用于锻炼手部肌肉。锻炼时只要抓住左手柄，用力抓紧使其碰触右手柄上的计数按钮，即算完成一个握力动作。

（1）握力器的力度可以通过使用调节器移动弹簧下端的位置来改变。现在需要将力度调小，则应该将弹簧下端向______（选填“左”或“右”）移。
（2）小嘉用平均大小为500牛的力抓握力器的手柄，使手柄在力的方向上移动6厘米完成一个握力动作，则做功多少焦？
（3）小嘉饮用一罐净含量为330毫升的可乐后，获得的能量为540千焦。若获得能量的10%用于握力做功，则消耗这些能量需要完成多少个题（2）中的握力动作？




48．（2021温州）2021年5月，我国“天问一号”着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原（如图甲），实现了我国首次地外行星着陆。图乙是其阶段Ⅲ着陆过程中的高度随时间的变化关系。

（1）火星大气密度是地球的1%，大气中氧气含量为0.15%且没有液态水，表面平均温度为-55℃，绕日公转周期为687天。下列关于火星的说法不合理的是________。
A．表面平均温度比地球低 B．公转周期比地球长
C．大气中氧气含量比地球低 D．雨、雪天数比地球多
（2）图乙中t1～t2时段，着陆巡视器在竖直向上推力作用下，竖直下落的速度减小，该过程中推力F与重力G的大小关系是________。（不计大气阻力）
（3）着陆巡视器在火星上总重为4888牛，其重力在t2～t4时段做功________焦。




49.（2021绍兴）我国古代记录传统手工技术的著作《天工开物）里记载了一种捣谷用的舂，“横木穿插碓头，硬嘴为铁，足踏其末面舂之”，如图甲所示。若碓头质量为20千克，不计横木的重力和摩擦。

（1）图乙为脚用力向下踩舂时在某一位置的示意图，O点为支点，F2为阻力，请在图中作出阻力臂，此时舂属于________（选填“省力”、“等臂”或“费力”）杠杆。
（2）若每次碓头上升的高度为0.6米，1分钟撞击臼中的谷粒20次，则人克服碓头重力做功的功率为________瓦。




50.（2021温州）图甲所示为一种水下滑翔机，图乙是其部分结构示意图。该滑翔机通过液压泵将油在内、外油囊间来回转移，从而改变浮力大小以达到上浮和下潜的目的，再结合其它技术即可滑行，以执行海洋环境的监测任务。

（1）该滑翔机具有低能耗、高续航的特点，电池一次充电后能提供1千瓦时电能。它在整个运动过程中前进速度保持0.2米/秒，但只有9%的时间耗电，耗电时功率仅为4瓦。该滑翔机充电一次总共能航行的路程为多少千米？
（2）该滑翔机总重515牛。当外油囊中无油时，滑翔机排开水的体积为0.0495米3。已知海水密度随深度变化情况如图丙所示。当该滑翔机在600米深度悬浮时，外油囊中油的体积为多少米3？（忽略海水压强对油和滑翔机外壳体积的影响）




51.（2021衢州）我国继去年嫦娥五号成功登月之后，今年5月15日天问一号探测器携祝融号火星车又成功着陆火星乌托邦平原。天问一号探测器从进入火星大气到着陆火星表面的9分钟过程中，依靠自身完成弹开降落伞、反推发动机点火、悬停避障、缓冲着陆等多个动作，实现速度从4.9km/s降低到0m/s。月球和火星部分信息见下表。


（1）探测器着陆火星时离地球约为1.8×108km，根据相关报道，探测器着陆火星表面的9分钟过程中，它会“失去”地面指挥人员的控制，只能依靠自身独立完成各种精确动作。请你根据数据计算并分析探测器“失控”的原因：_____________________（提示：通讯信息是通过电磁波传递的，其速度为3×105km/s）。
（2）已知祝融号火星车质量为240kg，它随探测器降落至距离火星表面100m时，先悬停避障然后着陆到火星表面。请计算从距离火星表面100m处到着陆火星表面过程中火星车重力做了多少功?。
（3）自上个世纪60年代以来，人类对火星开展了40余次探测活动，成功的却不到一半，但人类探索太空的脚步并未停止，相信不远的将来，在火星上将会建立研究站进行长期考察。你认为在设计制定建立研究站计划时，需要考虑人类生存的问题有：______________________（写出一点即可）；
（4）如图为一幅网友自称来自月球车在月球上拍摄的照片，照片上呈现了类似地球上雨后“彩虹”光晕。很多网友问这是不是月球上的彩虹？请你作出判断并说明理由。




52.（2021盘锦）如图所示，容器中水深60cm，电动机以恒定不变的功率，向上匀速提升质量为1kg的石块，石块在水中上升速度为0.25m/s，石块的密度为2.5×103kg/m3。若提升过程中，石块受到水的阻力、绳子自重和摩擦等都不计。(g取10N/kg)请计算：

(1)石块露出水面前，水对容器底的压强；
(2)石块露出水面前受到的浮力；
(3)石块出水后匀速上升的速度。




53.（2021锦州）随者科技的发展，无人驾驶技术日趋成熟。如图所示是利用5G网络实现远程驾驶的纯电动汽车，其质量为1.8t，车轮与路面接触的总面积为750 cm2，该车在水平路面上匀速直线行驶12 km，用时10 min.这一过程中汽车发动机的功率恒为24 kW. （汽油热值q=4.5×10 J/kg，g取10 N/kg）求:

（1）该车静止在水平路面上对路面的压强是多少?
（2）在这一过程中汽车受到的阻力是多少?
（3）该车百公里消耗电能1.8×108J，若这些能量完全由燃烧汽油来获得，相
当于完全燃烧汽油多少千克?




54．（2021资阳）如图甲，是被大家认可的我国自主品牌混合动力畅销车型“比亚迪秦”。在某次性能测试中，汽车启动时内燃机工作，由内燃机提供能量驱动汽车以v1＝50km/h的速度匀速行驶，同时给初始能量为E0＝5.6×107J的蓄电池组充电，充电电压U1＝400V，充电电流I1＝50A；汽车行驶t1＝2h、内燃机消耗燃料m＝20kg后蓄电池组充电完成，改由电动机提供能量驱动汽车在水平路面上以v2＝90km/h的速度匀速行驶，此时蓄电池组加在电动机两端的电压U2＝320V，电动机的效率η＝80%；已知汽车蓄电池组所储存能量降为E0时即自动切换为内燃机工作。若汽车运动过程中车速v与所受阻力f的关系如图乙所示，所用燃料的热值q＝4.5×107J/kg，且燃料完全燃烧。不计汽车电路连接导线的电阻，忽略传动装置消耗的能量。求：

（1）内燃机工作时的效率η1（结果保留一位小数）；
（2）汽车蓄电池组储存能量的最大值Em；
（3）充电一次采用纯电动模式以v2＝90km/h的速度匀速行驶的最大里程sm。




55. （2021新疆）电动扶梯在公共场所的广泛应用为人们的生活带来了极大的便利。

（1）如图所示为某商场的电动扶梯，其电动机的额定电压与工厂用的动力电路的电压相同，该电压为______（填“220”或“380”）V，人在该电压下发生的触电事故一般为______（填“接触”或“电弧”）触电；该电动机工作时外壳______（填“必须”或“不必”）接地；
（2）若该商场每层楼的高度为4.5m，电动扶梯与水平面的夹角为30°，电动扶梯上行时运行速度为0.50m/s，则乘客站立在电动扶梯上从一楼到二楼所需要的时间为______s；按照电动扶梯安全规定，随电动扶梯一起上行的扶手的速度可以略______（填“大于”或“小于”）0.50m/s；若该电动扶梯上最多可同时站立45人，每个人的质量按60kg计算，则该电动扶梯应选择额定功率为______（填“5”“7. 5”或“15”）kW的电动机。




56. （2021新疆）2021年4月29日，我国“天问一号”火星探测器携带“祝融号”火星车成功着陆火星。
（1）“祝融号”火星车在火星上______（填“具有”或“没有”）惯性。匀速爬坡时，“祝融号”火星车的机械能 _______（填“增大”“减小”或“不变”）。照射在“祝融号”上的太阳光是由______（填“三”或“七”）种色光混合而成的。
（2）由于火星上没有类似于地磁场的磁场分布，所以在火星上______（ 填“能”或“不能”）使用指南针辨别方向。火星极地附近的干冰（固态二氧化碳）是大气中的二氧化碳______（填“液化”或“凝华”）形成的，该过程______（填“吸收”或“放出”）热量。
（3）小红设想分别在地球和火星上用同一滑轮组匀速提升同一重物。若在地球上绳子自由端的拉力为4.0 N，小红通过查阅资料后推算出，在火星上绳子自由端的拉力为1.5N，不计绳重与摩擦，则该滑轮组在地球上的机械效率______（填 “大于”“小于”或“等于”）在火星上的机械效率；若在火星上大气压能托起水银柱的最大高度为15 mm，则火星上的大气压为______Pa（已知水银的密度为13. 6×103kg/m3）。




57．（2021遵义）汽车工程师探究单个轮胎滚动阻力与行驶速度、轮胎气压、轮胎品牌的关系。根据收集到的数据，绘制了如图所示的图像：

（1）工程师在探究单个轮胎滚动阻力与轮胎气压的关系时，应控制的变量有 　 　；
（2）工程师在探究单个轮胎滚动阻力与行驶速度的关系时，轮胎克服最小阻力做功的功率大小
为 　 　W；
（3）实践证明，当汽车轮胎气压增大到一定值后，汽车的安全性会随之降低。请综合考虑汽车安全性，结合以上试验数据，提出能有效减小汽车能耗的建议：　 　。




58.（2021张家界）汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分，某研究小组对汽车开展调查研究。
(1)图甲是汽车的刹车结构示意图，根据图片分析，这是______ 杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”)；某段道路的标志牌如图乙所示，为什么同样的道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度______ 。
(2)(多选)汽车在行驶过程中遇到危急情况要紧急刹车。从发现情况到汽车停止的距离叫做停车距离，停车距离等于反应距离加上制动距离。下列行为会使停车距离变长的是______ 。
A.疲劳驾驶
B.酒后驾驶
C.接听电话
D.开车前系好安全带

(3)内燃机有四个工作冲程，图丙是内燃机的______ 冲程。
(4)假设某款纯电动汽车在平直公路上匀速行驶时，每百公里耗电30千瓦时，若电能转化为机械能效率为85%，则汽车匀速行驶时受到阻力为______ N。若质量和外形完全相同的燃油汽车，它的能量转化率为30%，以相同速度在同一路面上匀速行驶，每行驶百公里需要消耗的燃油为______ kg。(汽油的热值为q=4.6×107J/kg，结果保留1位小数)
(5)若电价为0.6元/千瓦时，汽油价格为7.0元/升，每行驶百公里，电动汽车比燃油汽车节省______ 元。(汽油的密度ρ=0.71×103kg/m3，结果保留1位小数)


59．（2021云南）中国首次火星探索任务“天问一号”探测器的成功发射，是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。如图所示是某火箭发射时的场景，目前运载火箭一般使用液态氢作为燃料、液态氧作为助燃剂。火箭燃料的发展如表1所示，表2是一些燃料的热值。


（1）使用氢作为燃料的主要优点是：　 　和 　 　。
（2）某火箭发射时携带了3×104kg液态氢燃料，这些燃料完全燃烧最多能将多少千克初温为20℃的水加热至沸腾？[c水＝4.2×103J/（kg•℃），当地大气压为1标准大气压]
（3）氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在气缸中燃烧。某次测试中，一辆氢能源车以70kW的功率匀速行驶0.5h，消耗了2kg燃料，求该发动机的效率。





60. （2021仙桃江汉油田潜江天门）我国自主研制的“蛟龙号”潜水器是目前世界上下潜能力最强的作业型载人潜水器，其主要技术参数如下表。“蛟龙号”主要采用声呐通讯，实现深海与陆地的联系；通过改变压载铁的数量，来控制其下沉或上浮；任务完成后，“向阳红09”船用牵引绳将其吊到甲板上。

（1）“蛟龙号”潜水器在深海工作主要通过______（选填“电磁波”或“声波”）通信与陆地联系；若每节蓄电池电压为1.6V，为保证“蛟龙号”正常供电，串联的蓄电池不得少于______节；
（2）“蛟龙号”下潜到深海7000m处，求海水对“蛟龙号”观察窗的玻璃上产生的压力；（ ）（不考虑大气压的影响）
（3）“蛟龙号”抛卸所有压载铁后上浮，直到漂浮在海面上，然后由起重装置将其吊离水面。图甲是某次起重装置将漂浮在海面上的无人空载“蛟龙号”匀速吊离水面的情景，牵引绳拉力的功率随时间变化的图象如图乙，图中，求时刻“蛟龙号”排开海水的体积。（ ）（不考虑海水的阻力）





61.（2021盐城）阅读短文，回答问题。
“天问一号”登陆火星的最后9分钟
2021年5月15日清晨4时许，我国“天问一号”着陆器（如图1甲）进入火星大气层，经过约9分钟的减速、悬停和缓冲，成功着落于火星表面，迈出了我国星际探测征程的重要一步。

着陆器刚进入大气层时，会迅速调整自己的姿势，使自身的运动方向、质心和压心处于一条直线上，以保持相对稳定的姿态下降，此时运动方向与轴线方向并不在同一直线上。下降一段时间后，当着陆器速度减小90%左右时，着陆器伸出“小翅膀”，通过向下压火星大气产生的反作用力，将其运动方向与轴线方向的夹角调整到0°，为安全打开降落伞摆正姿势。如图1乙所示，降落伞打开后减速到一定程度，先抛弃隔热大底，后抛弃背罩，让火星车和着陆平台（如图1丙）露出真容。随后，着陆平台打开发动机，通过向下喷燃气实现进一步减速，在距离火星地面100m高度处速度减为零，进入悬停状态。此时着陆平台开启雷达和光学相机等进行探测，寻找着陆点，在找准着陆点后继续下降，其速度先增大后减小，在经过高度20m后，维持恒定速度下降，平稳着陆。
（1）着陆器伸出“小翅膀”后，受到向上推力的施力物体是 　 　。
（2）从悬停到成功降落火星地面前，火星车的动能变化情况是 　 　。
A.增大→不变→减小
B.增大→减小→不变
C.不变→增大→减小
D.减小→增大→不变
（3）请在图1丙中画出火星车和着陆器平台处于悬停状态时，受到的“重力”G和气体对它的升力F升的示意图。
（4）如图2四幅图中，能反映着陆器刚进入大气层时维持相对稳定姿态下降的是 　 　。
（5）已知降落伞下降过程所受气体阻力大小与速度大小成正比，比例系数在火星和地球上分别为k1和k2。降落伞达到最小速度时，其所受的气体阻力与着陆器重力大小相等。若同一个降落伞在火星表面和地球表面下降能达到的最小速度分别为v1和v2，同一物体在火星表面受到的“重力”与地球上的重力之比为2：5，则k1：k2为 　 　。
A. B. C. D.




62．（2021湘潭）某安全设备厂研发了一种新型抗压材料，要求对该材料能承受的撞击力进行测试。如图甲所示，材料样品（不计质量）平放在压力传感器上，闭合开关S，将重物从样品正上方h＝5m处静止释放，撞击后重物和样品材料仍完好无损。从重物开始下落到撞击样品，并最终静止在样品上的过程中，电流表的示数I随时间t变化的图像如图乙所示，压力传感器的电阻R随压力F变化的图像如图丙所示。已知电源电压U＝12V，定值电阻R0＝10Ω，重物下落时空气阻力忽略不计。求：

（1）重物下落时，重物作 　 　速直线运动，其重力势能转化为 　 　能；
（2）0～t1时间内，重物在空中下落，电流表示数是 　 　A，压力传感器的电阻是 　 　Ω；
（3）t1～t3时间内，重物与样品撞击，通过电流表的最大电流是 　 　A，样品受到的最大撞击力是 　 　N；撞击后重物静止在样品上，定值电阻R0的功率是 　 　W；
（4）重物在空中下落的过程中，重力做功是多少？




63.（2021连云港）一位设计师设计了一种“重力灯”。无论你在地球哪一个角落，无论当地的天气如何，它都可以实现照明。如图甲是这种“重力灯”的结构简化图，当重物下落时拉动绳子，转轴转动时，小灯泡就可以发光。重复以上操作，可以实现长时间照明。现挂上一个质量为25kg的重物，该重物恰好可以缓慢匀速下落。在重物下落高度为2.4m的过程中，就可以供一个标有“3.6 V1W”字样的IED灯持续正常发光4min。（g取10N/kg）

（1）甲图虚线框内一定有__________，它的工作原理是__________。
（2）求重物下落时，重力做功的功率。
（3）求重物在一次下落过程中，甲图装置能量转化的效率。
（4）取下灯泡，将甲图装置的两个输出端接入乙图中的a、b两个接线柱进行实验（设该装置在短时间实验过程中可以稳定输出36V电压）。R0为标有“5Ω 0.3A”的定值电阻，滑动变阻器R1标有“50Ω 1A”，电流表选择量程为0～0.6A，电压表选择量程为0～3V。为了保证电路安全，求滑动变阻器接人电路的阻值变化范围。




64.（2021绥化）水槽的底面积S1=9×10-3m2，装有5cm深的水，将其置于水平面上。有一重力是9N，底面积S2=4×10-3m2、高L=10cm的圆柱体。如图所示，用弹簧测力计将其由水面位置缓慢放入水槽中，当其刚好接触水槽底部时，弹簧测力计的示数为5.4N。（两接触面之间的水忽略不计，且水没有溢出）求:

（1）圆柱体刚好接触水槽底部时，受到的浮力是多少?
（2）整个过程中，圆柱体的重力做功是多少?
（3）圆柱体静止后，撤走弹簧测力计，与放入圆柱体前相比，水槽对水平面的压强增加多少?
（4）圆柱体静止后，水对槽底的压强是多少?




65.（2021嘉兴）健康的生活既要注意平衡膳食，还要积极参加体育锻炼。如图所示为可调式握力器，可用于锻炼手部肌肉。锻炼时只要抓住左手柄，用力抓紧使其碰触右手柄上的计数按钮，即算完成一个握力动作。
(1)握力器的力度可以通过使用调节器移动弹簧下端的位置来改变。现在需要将力度调小，则应该将弹簧下端向______ (选填“左”或“右”)移。
(2)小嘉用平均大小为500牛的力抓握力器的手柄，使手柄在力的方向上移动6厘米完成一个握力动作，则做功多少焦？
(3)小嘉饮用一罐净含量为330毫升的可乐后，获得的能量为540千焦。若获得能量的10%用于握力做功，则消耗这些能量需要完成多少个题(2)中的握力动作？





66.（2021宁波）如图所示是世界上第一艘飞艇，它是由法国工程师吉法尔于1852年制造的。这艘飞艇的气囊充满氢气后，长44m，直径11.9m，体积2100m3，形状像一个巨大的橄榄。这年的9月24日，吉法尔乘坐该飞艇从巴黎的马戏场出发，用一台2.2kW的蒸汽机带动螺旋桨，以8km/h的速度，飞行了28km。
(1)飞艇的气囊形状像一个橄榄，在前进过程中可以减小______ 。
(2)充满氢气后气囊受到的浮力是多少？(空气密度取1.29kg/m3)
(3)这次飞行，飞行所需时间、蒸汽机做的功及飞行时受到的平均阻力各为多少？





67.（2021日照）2021年5月22日，“祝融号”火星车安全到达火星表面。“祝融号”相较于国外的火星车移动能力更强大，设计也更复杂。它的质量为240kg，采用主动悬架，6车轮独立驱动、独立转向，在火星的水平面上静止时，每个轮子与火星的接触面积为160cm³。在某次观测时，“祝融号”先用50s时间将车体重心升高1m，然后用1h的时间在一段平直火星面AB上匀速直线行驶了36m，这两个过程共消耗了1.24×104J的电能，“祝融号”将电能转化为机械能的效率为60%。已知物体在火星表面上的重力是地球表面上的25，地球表面上g取10N/kg。求：
(1)“祝融号”在AB段上运动的速度；
(2)“祝融号”静止时，对水平火星表面的压强：
(3)车体重心升高1m的过程中，电流做功的平均功率；
(4)“祝融号”在AB面上匀速直线行驶时所受的阻力。





68．（2021莱芜、钢城）随着国家发展改革委员会对《济南市城市轨道交通第二期建设规划（2020-2025年）》的批复，我市地铁建设步入快车道．右图为济南地铁建设某工地，工人在内用塔吊将质量为的混凝土预制件匀速提升了．若这个混凝土预制件的密度为，取，通过计算回答：

（1）它受到的重力是多少牛？
（2）它的体积是多少米？
（3）在提升它的过程中，塔吊对它做了多少焦的功？
（4）塔吊对它做功的功率是多少瓦？




69.（2021广州）如图 16，机将重为 5000N 的货物从地面 A 处竖直匀速提升 40s 到达 B 处.再水平匀速运送到 C处，最后竖直放到楼项 D 处。货物从 C 到 D 用时 50s，路程随时间变化图象如图 17 所示. g 取 10N/kg.

（1）求货物的质量。
（2）求 BC 段吊机对货物的拉力做的功。
（3）求 CD 段货物所受重力做功的功率。
（4）在图 18 中作出货物从 A 到 B 的速度随时间变化图象（仅作图，不用写出计算过程）













2021年中考物理真题分类汇编——专题十八：功与机械能计算参考答案
1.（2021赤峰）小红从赤峰到宁城，选择了尾气零排放的G8208次列车。经查询赤峰到宁城高铁运行里程约100km，运行时间约30min。若该列车全程匀速行驶在平直的轨道上，牵引力恒为2.7×105N,供电电路输入列车的电功率恒为2×107W。请你根据以上信息，解决下列问题：
(1)从赤峰站到宁城站段列车消耗的电能。
(2)求该列车从赤峰站至宁城站将电能转化为机械能的效率。
【答案】3.6×1010J 75％
2.（2021铁岭、葫芦岛）如图是我国第一款纯电动疫苗接种车，疫苗车空车质量为41,车轮与水平地面接触的总面积为0. 2m2,发动机的输出功率为60kW不变。（g取10N/kg,汽油热值取4. 0x107J/kg)求：（1)疫苗车空车静止在水平地面时，对地面的压强。
（2)疫苗车在水平路面匀速直线行驶时，受到的阻力为3000N,疫苗车的速度。
（3)疫苗车以（2)中的速度在平直路面行驶50km,若换用效率为30%的汽油机提供动力，需要消耗汽油的质量。

【答案】2×104Pa 20m/s 12.5kg
3. （2021阜新）晓光同学酷爱自行车运动，他测量并记录了自己在一段平直路面上匀速骑行的有关数据。晓光的质量50 kg，自行车的质量15 kg，骑行1.5km用时5min；车子行驶时受到的阻力30N，车轮与地面接触的总面积为25 cm2（g取10 N/kg）。求：
（1）晓光骑行时，自行车对地面的压强是多少？
（2）晓光骑行的速度是多少？
（3）晓光在这段路程骑行时，所做的功和功率各是多少？
【答案】
（1）

（2）
（3）


4．（2021丹东）某品牌汽车空载静止时对水平地面的压强为3×105Pa，轮胎与地面总接触面积为400cm2。当汽车以120km/h的速度沿直线匀速行驶时，功率为50kW。求：
（1）汽车的重力是多少？
（2）当汽车以120km/h的速度沿直线匀速行驶时，所受到的阻力是多少？
（3）当汽车以120km/h的速度沿直线匀速行驶100km时，燃浇10kg汽油，则发动机的效率是多少？（汽油热值q＝4.6×107J/kg）（结果保留到0.1%）
【答案】解：（1）根据p＝可知汽车空载静止时对水平地面的压力：F＝pS＝3×105Pa×400×10﹣4m2＝1.2×104N，
则汽车的重力G＝F＝1.2×104N。
（2）汽车的速度v＝120km/h＝m/s，
当汽车以120km/h的速度沿直线匀速行驶时，处于平衡状态，所受阻力和牵引力大小相等，
根据P＝＝＝Fv可知，汽车所受阻力：f＝F牵＝＝＝1500N；
（3）当汽车以120km/h的速度沿直线匀速行驶100km时，牵引力做功：W＝F牵s＝1500N×100×103m＝1.5×108J，
10kg汽油完全燃烧放出的热量：Q放＝qm＝4.6×107J/kg×10kg＝4.6×108J，
发动机的效率：η＝＝=32.6%。
5. （2021北部湾）若汽车在平直公路上内匀速行驶了，消耗汽油。发动机的输出功率为。汽油热值为。求：
（1）汽车行驶的速度；
（2）汽车牵引力做的功；
（3）汽车发动机的效率。
【答案】（1）；（2）；（3）
6.（2021益阳）杂技表演在我国具有悠久的历史。如图所示为杂技“顶竿”表演，甲站在地面上，肩上顶着一根重为G1=50N的竖直竹竿，重为G2=550N的乙沿竹竿匀速上爬4m，然后甲顶着乙在水平地面上缓慢直立行走2m。求在此过程中：
（1）乙受到摩擦力的大小和方向；
（2）摩擦力对乙所做的功；
（3）甲对竿和乙做的功。

【答案】 （1）根据二力平衡得，乙受到的摩擦力f = G2 = 550N
方向竖直向上。
（2）摩擦力对乙所做的功
W1= fs
= 550N×4m = 2200J
（3）甲对杆和乙做的功W2=0
7．（2021沈阳）百度联手奇瑞汽车，在安徽省芜湖市打造了国内首个全无人车运营区域。某正在测试中的一款无人汽车，其质量为1.6×103kg，汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶75min，消耗汽油6.4kg，所受的阻力是汽车总重的0.05倍，汽油的热值是4.5×107J/kg。求：
（1）汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，汽车发动机的牵引力。
（2）汽车行驶75min牵引力做的功。
（3）汽车发动机的效率。
【答案】解：
（1）汽车总重力：
G＝mg＝1.6×103kg×10N/kg＝1.6×104N，
汽车行驶时受到的阻力：
f＝0.05G＝0.05×1.6×104N＝800N，
因为汽车在平直公路上匀速行驶，
所以汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
F＝f＝800N；
（2）75min＝1.25h，
根据v＝可知，汽车行驶的距离为：
s＝vt＝72km/h×1.25h＝90km＝9×104m，
牵引力做功：
W＝Fs＝800N×9×104m＝7.2×107J；
（3）6.4kg汽油完全燃烧放出的热量：
Q放＝mq＝6.4kg×4.5×107J/kg＝2.88×108J，
汽车发动机的效率为：η＝＝×100%＝25%。
答：
（1）汽车发动机的牵引力是800N；
（2）牵引力做了7.2×107J的功；
（3）汽车发动机的效率为25%。
8．（2021抚顺）如图所示的小型汽油耕地机的质量为80kg，静止时与水平地面的接触面积为20cm2。在水平土地上匀速直线行驶时速度为2m/s，此时汽油机的输出功率为4kW，效率为25%。求：
（1）耕地机静止时对水平地面的压强。（g＝10N/kg）
（2）耕地机以2m/s匀速直线行驶时受到的阻力。
（3）耕地机以2m/s匀速直线行驶了2.3km，消耗汽油的质量。（q汽油＝4.6×107J/kg）

【答案】

9．（2021抚顺）趣味蹦床可以有效锻炼小朋友的平衡能力。如图所示，小华离开蹦床上升过程中，经过A点（动能为E1）后到达最高点B，从B点下落时，再次经过A点（动能为E2）。不计空气阻力，请回答：
（1）从A上升到B的过程中，小华的重力势能如何变化？
（2）E1和E2的大小关系，并说明判断依据。

【答案】

10. （2021大庆）某汽车在水平地面上以25m/s的速度匀速行驶，行驶600s汽车发动机产生的牵引力所做的功为，消耗汽油1kg（假设汽油在发动机气缸内完全燃烧，汽油热值取，）。针对这一过程，求：
（1）汽车行驶的路程；
（2）汽车受到的阻力；
（3）汽车发动机的效率。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】解：（1）由v＝得，汽车行驶的路程为：s＝vt＝25m/s×600s＝1.5×104m；
（2）因为汽车匀速直线行驶，所以受到的阻力和牵引力是平衡力，汽车受到的阻力为：
f＝F＝＝＝2×103N；
（3）1kg汽油完全燃烧放出的热量为：
Q放＝mq＝1kg×5×107J/kg＝5×107J；
汽车发动机的效率为：
η＝×100%＝×100%＝60%。
答：（1）汽车行驶的路程为1.5×104m；
（2）汽车受到的阻力为2×103N；
（3）汽车发动机的效率为60%。
11．（2021盐城）小明用30N的水平推力使超市购物车在水平路面上前进了20m，所用时间为40s，购物车的质量为20kg，g取10N/kg。求：
（1）购物车的重力。
（2）此过程中推力做的功。
（3）推力做功的功率。
【答案】解：（1）购物车的重力为：G＝mg＝20kg×10N/kg＝200N；
（2）此过程中推力做的功为：W＝Fs＝30N×20m＝600J；
（3）推力做功的功率为：P＝＝＝15W。
答：（1）购物车的重力为200N；
（2）此过程中推力做的功为600J；
（3）推力做功的功率为15W。
12. （2021长沙）总部位于湖南省长沙市岳麓区的某股份有限公司，是一家持续创新的全球化企业。如图是这个公司生产的高空作业平台，它重心低，运行高效。求：
（1）作业平台以2m/s的速度在平直的路面上匀速行驶20s，它行驶的路程；
（2）作业平台用104N的支持力将货物竖直缓慢举高10m，支持力对货物所做的功；
（3）质量为3150kg的作业平台上装有850kg的货物，静止在水平地面上时，车轮与地面的总接触面积为0.04m2，此时作业平台对水平地面的压强。（取g=10N/kg）

【答案】（1）40m；（2）；（3）
13. （2021贵港）已知大山同学的质量为60kg，每只鞋底与地面的接触面积为0.015m2。大山在10s内用20N的水平拉力拉重为100N的物体沿拉力方向在水平地面上匀速前进了13m。（g取10N/kg）求：
（1）物体受到摩擦力的大小；
（2）大山前进的速度；
（3）拉力做功的功率；
（4）大山在水平地面上立正时对地面的压强。
【答案】（1）20N；（2）；（3）；（4）
【解析】 （1）解：水平拉力拉重为100N的物体沿拉力方向在水平地面上匀速前进，物体处于平衡态，在水平路面上受到了拉力和摩擦力，故摩擦力和拉力是平衡力，故摩擦力的大小为20N。
答：摩擦力的大小为20N；

（2）解：大山前进的速度
答：大山前进的速度大山 ；

（3）解：拉力做功的功率
答：拉力做功的功率 ；

（4）解：大山在水平地面上立正时对地面的压强
答：大山在水平地面上立正时对地面的压强 。
14．(2021南通）如图所示为南通“濠河国际龙舟邀请赛”的比赛场景。500m直线赛项目的冠军队所使用龙舟的质量为300kg，运动员总质量为1500kg，比赛用时2min30s。假设比赛中龙舟作匀速直线运动，且龙舟受到的阻力是龙舟和运动员总重力的0.1倍，g取10N/kg。求：
（1）龙舟的重力；
（2）运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积；
（3）比赛过程中龙舟获得的动力做功的功率。

【答案】（1）龙舟的质量为300kg，龙舟的重力G=mg=300kg×10N/kg=3000N。
（2）运动员总质量为1500kg，运动员的重力，
运动员和龙舟的总重，
因为整体漂浮，运动员坐上龙舟后龙舟受到的浮力等于运动员和龙舟的总重力，所以龙舟排开水的体积。
（3）龙舟受到的阻力是龙舟和运动员总重力的0.1倍，故阻力大小，
因比赛中龙舟做匀速直线运动，根据二力平衡条件，龙舟获得的动力，
所用时间，
比赛过程中龙舟获得的动力做功的功率。
15．（2021云南）自行车骑行是生活中一种环保的出行方式。如图所示，小明骑自行车出行的途中，沿直线匀速经过一段长100m的平直路面，用时20s。该过程中前后轮与地面的总接触面积为20cm2。若小明的质量为55kg，自行车重150N，骑行时受到的阻力为总重的0.03倍。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）
（1）求骑行时车对水平地面的压强；
（2）该压强相当于多高水柱产生的压强？
（3）求骑行过程中动力做的功及功率。

【答案】解：（1）小明的重力为：G小明＝mg＝55kg×10N/kg＝550N，
小明和自行车对地面的压力为：F＝G小明+G自行车＝550N+150N＝700N，
自行车前后轮与地面的总接触面积为：S＝20cm2＝2×10﹣3m2；
骑行时自行车对地面的压强为：p＝＝＝3.5×105Pa；
（2）根据液体压强公式p＝ρ液gh可知：h＝＝＝35m；
（3）骑行时自行车受到的阻力为：f＝0.03（G小明+G自行车）＝0.03×700N＝21N，
由于自行车在做匀速直线运动，所以自行车受到的牵引力与阻力为一对平衡力，即：F＝f＝21N，
所以骑行过程中动力做的功为：W＝Fs＝21N×100m＝2100J，
骑行过程中动力做的功的功率为：P＝＝＝105w。
故答案为：（1）求骑行时车对水平地面的压强为3.5×105Pa；
（2）该压强相当于35m高水柱产生的压强；
（3）骑行过程中动力做的功为2100J，功率为105w。
16. （2021威海）某救援志愿小组利用救生筏开展海上救援演练。甲、乙2名志愿者将质量为100kg的救生筏（内含汽油发动机等）放在轮船的水平甲板上，救生筏与甲板接触面积为，已知甲、乙两人的质量均为50kg。（g=10N/kg，ρ海水=1.0×103kg/m3，q汽油=4.6×107J/kg）
（1）救生筏对甲板的压强是多少？
（2）演练地点离最近的海岸50km，将救生筏从轮船放入海中，甲、乙两人乘坐救生筏，救生筏沿海面匀速行驶，救生筏受到的阻力始终为开始出发时总重力的0.2倍，汽油完全燃烧放出热量的20%转化为推动救生筏前进的机械能。若发动机装有汽油3kg，请通过计算说明甲、乙能否安全抵达海岸。
【答案】（1）250Pa；（2）能安全到达
17. （2021通辽）抗击新冠肺炎疫情期间，某市救护车转运患者集中隔离治疗，该车配置了负压装置，负压仓内气压小于外界气压，将内部空气“吸入”排风净化装置进行处理，有效避免了病毒的传播。某次转运病人时，救护车以的恒定功率在平直公路上匀速行驶，用时。
请解答下列问题：
（1）救护车匀速行驶牵引力做的功；
（2）救护车所受的阻力；
（3）按照卫生标准，负压仓内外气压差应为之间。经测量发现，该负压仓的面积上内外气体压力差为18N，通过计算判断负压仓内外气压差是否符合标准。
【答案】（1）1.08×108J；（2）3×103N；（3）符合标准
【解析】解：（1）救护车的功率：P＝60kW＝6×104W，
救护车行驶的时间：t＝30min＝1800s，
救护车匀速行驶36km牵引力做的功：W＝Pt＝6×104W×1800s＝1.08×108J；
（2）救护车运动的距离：s＝36km＝3.6×104m，
由W＝Fs可得，牵引力：F＝＝＝3000N；
因为救护车做匀速直线运动，所以牵引力和阻力是一对平衡力，即f＝F＝3000N；
（3）负压仓内外气压差：
△p＝＝＝20Pa，
按照卫生部标准，负压仓内外气压差应在10～38Pa之间，而负压仓内外气压差是20Pa，符合标准。
答：（1）救护车匀速行驶18km动力做的功是1.08×108J；
（2）救护车所受的阻力是3000N；
（3）通过计算负压仓内外气压差为20Pa符合标准。
18．（2021营口）国产某品牌SUV汽车，质量为1.8t，四个轮胎的着地面积是0.06m2，在水平公路上，以72km/h的速度匀速行驶100km，发动机的功率恒定为30kW。求：（g取10N/kg，q＝4.5×107J/kg）
（1）该车静止在水平地面上时对地面的压强；
（2）该车匀速行驶时的牵引力和行驶100km牵引力做的功；
（3）若汽油完全燃烧释放的内能全部转化为车的机械能，该车行驶100km需要汽油多少千克。（结果保留一位小数）

【答案】解：
（1）汽车的重力为：G＝mg＝1.8×103kg×10N/kg＝1.8×104N，
汽车对地面的压力：F＝G＝1.8×104N，
则汽车静止时对地面的压强为：；
（2）汽车的速度为v＝72km/h＝20m/s，
由P＝Fv得汽车的牵引力为：
，
行驶100km牵引力做的功为：
W＝F牵s＝1500N×100×103m＝1.5×108J；
（3）若汽油完全燃烧释放的内能全部转化为车的机械能，则Q＝W；
根据Q＝mq可得，行驶100km需要汽油的质量为：
。
答：（1）该车静止在水平地面上时对地面的压强3×105Pa；
（2）该车匀速行驶时的牵引力是1500N，行驶100km牵引力做的功是1.5×108J；
（3）若汽油完全燃烧释放的内能全部转化为车的机械能，该车行驶100km需要汽油3.3千克。
19.（2021毕节）我国生产的无人机世界领先。如图所示是我国某品牌无人机，如表是有关它的一些飞行参数，根据表中资料信息，(空气阻力忽略不计)可知：

(1)无人机在空中悬停时受到的升力F= ______ N；
(2)在P模式下，无人机以最大速度匀速上升100m所需要的时间t= ______ s，此过程中升力对无人机做功的功率为P= ______ W。

【答案】11  25  44
【解析】解：(1)无人机的重力：G=mg=1100×10−3kg×10N/kg=11N；
因为无人机在空中悬停时处于平衡状态，此时无人机受到的重力和升力是一对平衡力，所以无人机在空中悬停时受到的升力：F=G=11N；
(2)由表中数据可知，无人机在P模式下最大上升速度为4m/s，则无人机以最大速度匀速上升100m所需要的时间：t=sv=100m4m/s=25s；
因为此过程中无人机做匀速直线运动，所以此时无人机受到的升力与重力还是一对平衡力，即F=G=11N，
因此升力对无人机做功的功率：P=Wt=Fst=Fv=11N×4m/s=44W。
故答案为：(1)11；(2)25；44。
20．（2021济南）随着国家发展改革委员会对《济南市城市轨道交通第二期建设规划（2020～2025年）》的批复，我市地铁建设步入快车道。如图为济南地铁建设某工地，工人在20s内用塔吊将质量为2500kg的混凝土预制件匀速提升了6m。若这个混凝土预制件的密度为2.2×103kg/m3。g取10N/kg，通过计算回答：
（1）它受到的重力是多少牛？
（2）它的体积是多少米3？
（3）在提升它的过程中，塔吊对它做了多少焦的功？
（4）塔吊对它做功的功率是多少瓦？

【答案】2.5×104N 1.14m3 1.5×105J 7.5×103W
【解析】

21. （2021玉林）如图所示，记录了两辆汽车在平直的公路上行驶时，在相同的时间内通过的路程。甲图中汽车做匀速运动，受到的阻力为1200N；乙图中汽车做加速运动。求：
(1)甲图中汽车的速度；
(2)乙图中汽车在前30s内的平均速度；
(3)甲图中汽车牵引力在40s内所做的功。

【答案】解：(1)甲图汽车做匀速直线运动，速度为v=st=1200m40s=30m/s；
(2)乙图汽车30s内通过的路程为s=750m，则这段时间内的平均速度为v'=s't'=750m30s=25m/s；
(3)甲图中40s内牵引力做的功为W=Fs=1200N×1200m=1.44×106J。
答：(1)甲图中汽车的速度为30m/s；
(2)乙图中汽车在前30s内的平均速度为25m/s；
(3)甲图中汽车牵引力在40s内所做的功为1.44×106J。
【解析】根据速度的计算公式v=st即可计算出两辆汽车的速度；根据W=Fs计算牵引力做的功。
本题考查速度和功的计算，难度不大，熟记公式是关键。
22. （2021贺州）随着科技的发展，低碳环保电瓶车的出现极大地方便了人们的出行。一天，小明的妈妈驾驶电瓶车送小明上学。假设小明的妈妈驾驶电瓶车是匀速行驶的，电瓶车的牵引力恒为100N，从家到学校的路程是1.5km，用时5min。求：
（1）电瓶车行驶的速度是多少m/s；
（2）电瓶车受到地面的摩擦力；
（3）电瓶车牵引力的功率。
【答案】（1）5m/s；（2）100N；（3）500W
【解析】解：
（1）小明的妈妈骑车的时间t＝5min＝300s，路程s＝1500m，
则小明的妈妈骑车的速度：
v＝＝＝5m/s；
（2）自行车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等。
电瓶车受到地面的摩擦力f＝F牵＝100N；
（3）电瓶车牵引力的功率：
P＝＝＝F牵v＝100N×5m/s＝500W。
答：（1）小明骑车的速度是5m/s；
（2）电瓶车受到地面的摩擦力为100N；
（3）小明的妈妈骑车的功率是500W。
23. （2021成都）“天府号”动车组在成绵乐城际高铁上投用，标志着成都、乐山、德阳、绵阳、眉山等城市铁路迎来公交化。一列“天府号”动车组（图）从成都东站驶出，用时54min抵达乐山站，成都东站到乐山站的路程是135km。求：
（1）该动车组从成都东站到乐山站的平均速度是多少km/h？
（2）该动车组在平直铁路上以的牵引力匀速前进1.5km，牵引力做功为多少？

【答案】（1）150km/h；（2）75J
24. （2021内江）现有一辆汽车以30m/s的速度在平直公路上匀速行驶，突然发现正前面有一辆因故障而停止的小货车，于是紧急刹车。汽车司机从发现这一情况到紧急刹车所需反应时间为0.5s，刹车后经过10s汽车停止，在刹车后汽车的平均速度为15m/s，g=10N/kg。求：
（1）从司机发现情况到汽车停止这段时间，汽车运动路程是多少？
（2）如果汽车的质量为3t，正常行驶时受到的阻力为重力的0.3倍，那么，汽车在反应时间内牵引力做的功是多少？
【答案】（1）165m；（2）
25.（2021重庆A）2020年12月8日,中尼两国共同宜布珠峰的最新高程为8848.86m。体重为500N的小海同学想一睹珠峰的雄伟魅力,从重庆坐火车经过约40h行驶了约3080km到达拉萨,然后坐汽车到达珠峰大本营。
(1)求火车的平均速度；
(2)从拉萨到珠峰大本营海拔升高了1600m,求该过程中克服小海重力做的功。
【答案】 (1)火车的平均速度:v=== 77km/h
(2)克服小海重力做的功 w=Gh=500Nx1600m=8×105J
26. （2021泰州）为响应国家提出的“节能减排，低碳生活”的号召。质量为60kg的小明同学每天坚持骑自行车上学，他所骑自行车质量为15kg，轮胎与水平地面的总接触面积为30cm2，在水平路面上匀速骑行时所受阻力为总重力的0.02倍（g取10N/kg）。求：
（1）小明和自行车的总重力；
（2）他骑行时自行车对地面的压强；
（3）若他在水平路面上5min内匀速骑行了1500m，则他骑行时的功率是多大。
【答案】（1）750N；（2）；（3）75W
【解析】解：（1）小明和自行车的总重力
G=(m1+m2)g=(60kg+15kg)×10N/kg=750N
（2）他骑行时自行车对地面的压强

（3）阻力为
f=0.02G=0.02×750N=15N
因为匀速，所以动力等于15N，速度为

他骑行时的功率是
P=Fv=15N×5m/s=75W
答：（1）小明和自行车的总重力750N；
（2）他骑行时自行车对地面的压强；
（3）若他在水平路面上5min内匀速骑行了1500m，则他骑行时的功率是75W。
27．（2021岳阳）“绿色出行，低碳生活”。新能源汽车因环保、节能、高效等优势，成为人们日常使用的重要交通工具。如图是国内某型号的新能源汽车，满载时的总质量为1.6×103kg，在平直公路上匀速行驶1000m，用时50s，此过程中汽车牵引力做功1.5×106J。求满载时：
（1）汽车的总重力；
（2）汽车匀速行驶时的速度；
（3）汽车匀速行驶时所受的牵引力。

【答案】解：
（1）该汽车的总重力：G＝mg＝1.6×103kg×10N/kg＝1.6×104N；
（2）汽车匀速行驶时的速度：v＝＝＝20m/s；
（3）根据W＝Fs可知，汽车匀速行驶时受到的牵引力为：F＝＝＝1500N。
答：（1）汽车的总重力为1.6×104N；
（2）汽车匀速行驶时的速度为20m/s；
（3）汽车匀速行驶时所受的牵引力为1500N。
28. （2021眉山）改革开放以来，我国人民的生活水平不断提高，汽车已成为多数人的代步工具。某品牌国产汽车以的速度在平直公路上匀速行驶，消耗了汽油，汽车发动机功率为，已知：汽油的热值为，汽油的密度为。求该汽车匀速行驶过程中：
（1）消耗汽油的质量；
（2）发动机所做的功；
（3）发动机的效率（百分号前保留整数）。
【答案】（1）4.2kg；（2）6×107J；（3）31%
【解析】解：（1）汽油的体积

由密度公式得

（2）汽车速度

路程

由速度公式得

汽车发动机功率

由功率公式 得

（3）燃料完全燃烧放出热量

发动机效率

答：（1）消耗汽油的质量4.2kg；
（2）发动机所做的功为6×107J；
（3）发动机的效率为31%。
29. （2021临沂）2021年3月24日，临沂市获得2020年山东16地市经济社会发展综合考核一等奖，同时还获得打赢污染防治攻坚战等单项奖励。绿化喷洒车对城区道路的卫生清洁保持工作功不可没。如图所示的绿化喷洒车空载时的质量为6t，罐体有效容积为8m3，该喷洒车从水源地装满水后，沿平直公路以15m/s的速度匀速驶向距离2.7km的目的地，行驶过程中喷洒车受到的阻力为1.5×104N，车轮与地面的总接触面积为0.4m2，g取10N/kg。求喷洒车从水源地到目的地：
（1）所用的时间；
（2）牵引力所做的功；
（3）对水平地面的压强。

【答案】（1）180s；（2）4.05×107J；（3）
【解析】解：（1）所用的时间

（2）因为匀速，所以牵引力等于阻力为1.5×104N，牵引力所做的功
W=Fs=1.5×104N×2700m=4.05×107J
（3）水质量为

总质量为

（3）对水平地面的压强

答：（1）所用的时间180s；
（2）牵引力所做的功4.05×107J；
（3）对水平地面的压强。
30. （2021牡丹江、鸡西）一辆汽车以72 km/h的速度匀速行驶10 min，消耗的汽油为1.2 kg。汽车匀速行驶时受到的牵引力F = 1.2×103N，汽油的热值q = 4.6×107J/kg。
（1）汽车在这段时间做功是多少？
（2）这段时间内汽车的效率是多少？（百分号前保留一位小数）
（3）简要分析汽车效率低的原因（写出两条即可）。
【答案】（1）1.44 × 107 J；（2）26.1%；（3）见解析
【解析】解：（1）由题意可知
v = 72km/h = 20m/s
t = 10min = 600s
汽车运动的路程为

汽车在这段时间做的功是
W = Fs= 1.2 × 103 N × 1.2 × 104 m = 1.44 × 107 J
（2）汽油完全燃烧放出的热量
Q = qm = 4.6 × 107 J/kg × 1.2 kg = 5.52 × 107 J
这段时间内汽车的效率

（3）汽车效率低的原因主要有：汽油不能完全燃烧，汽缸散失很多热量，尾气带走许多热量。
答：（1）汽车在这段时间做的功是1.44×107J；
（2）这段时间内汽车的效率是26.1%；
（3）汽车效率低的原因是：汽油不能完全燃烧，汽缸散失很多热量，尾气带走许多热量等。
31. （2021桂林）桂林经常使用喷雾车对街道进行降温除尘，总重为6104N的喷雾车静止在水平路面上时，车轮与路面的总接触而积为0.15m2，某次作业中喷雾车在8×103N的牵引力作用下，以4m/s的速度水平匀速行驶了30s.求：
（1）静止时，喷雾车对水平路面的压强等于多少帕斯卡？
（2）在这30s内，牵引力对喷雾车做功等于多少焦耳？
【答案】（1）4×105Pa；（2）9.6×105J
【解析】解：（1）静止时，喷雾车对水平路面的压力等于喷雾车的重力，即
F=G=6×104N
喷雾车对水平路面的压强


（2）喷雾车行驶的距离
s=vt=4m/s×30s=120m
牵引力对喷雾车做功
W=Fs=8×103N×120m=9.6×105J
答：（1）静止时，喷雾车对水平路面的压强等于4×105Pa；
（2）在这30s内，牵引力对喷雾车做功等于9.6×105J。
32. （2021安徽）如图所示，小明在单杠上做引体向上运动，每次引体向上身体上升的高度为握拳时手臂的长度。已知小明的体重为500N，握拳时手臂的长度为0.6m，完成4次引体向上所用的时间为10s。求：
（1）小明完成1次引体向上所做的功；
（2）10s内小明做引体向上的功率。

【答案】（1）300J；（2）120W
【解析】解：（1）小明完成1次引体向上使身体上升的高度等于握拳时手臂的长度，则所做的功为
W=Gh=500N×0.6m=300J
（2）10s内小明做了4次引体向上，则做引体向上的功率为
P=120W
答：（1）小明完成1次引体向上所做的功为300J；
（2）10s内小明做引体向上的功率为120W。
33.（2021昆明）“天向一号”火星探测器是中国人民的骄傲，因为它是我国首次登陆火星的探测 器。着陆火星的“祝融号"，质量为240kg,在牵引力的驱使下，30min匀速运动了 100m, 假设祝融号在火星上受到的阻力是其在火星上所受重力的0.06倍，己知g火=0.38g,火星表面大气密度是地球表面大气密度的0.01倍，g取10N/kg。
求：
（1）祝融号所受的阻力；
（2）在这段时间内牵引力做的功；
（3）同一物体在地球大气中受到的浮力与它在火星大气中受到的浮力之比。
【答案】

34. （2021长春）某超市使用的一款售货机器人，在100N的牵引力作用下，水平匀速直线运动4m所用时间为10s。求：
（1）机器人运动的速度。
（2）机器人匀速直线运动时牵引力的功率。
【答案】（1）0.4m/s；（2）40W
【解析】解：（1）机器人运动的速度

（2）机器人匀速直线运动时牵引力的功率

答：（1）机器人运动的速度为0.4m/s；
（2）机器人匀速直线运动时牵引力的功率为40W。
35. （2021衡阳）“五一”期间，小明一家驱车外出旅游，如图所示，当车经过告诉路段A点路标时，时间是8点15分；当车经过高速路段点路标时，时间是8点45分。假设汽车在上述行驶过程中做匀速直线运动，受到的阻力为，消耗的汽油为（汽油的热值为），求
（1）汽车在之间的速度；
（2）汽车在行驶过程中牵引力做的功；
（3）汽车发动机效率。

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】解：（1）A、B两地之间的距离为

汽车行驶的时间为

汽车在A、B两地的速度为

（2）汽车匀速行驶，所受的牵引力

汽车牵引力做的功

（3）汽油燃烧放出的热量

发动机效率

答：（1）汽车在A、B之间的速度为72km/h；
（2）汽车在行驶过程中牵引力做的功为4.14×107J；
（3）汽车发动机的效率为30%。
36. （2021荆门）2021年4月25印度尼西亚的一艘排水量1390吨的潜艇在海下300m处断裂，通过水下搜索发现了海面下850m处的失事潜艇。应印方要求，我国派出排水量为7000吨的军舰协助施救。为了安全打捞一块排水体积为20m3的残骸，须进行相关的数据分析。假设残骸出水前以0.5m/s的速度向上做匀速直线运动，起重机的拉力1.5×106N。已知海水密度为1.03×103kg/m3。求：
（1）此潜艇残骸在海底受到的浮力；
（2）850m深处海水的压强；
（3）残骸在海水中向上做匀速直线运动时起重机的功率。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】解：（1）此潜艇残骸在海底受到的浮力

（2）850m深处海水的压强

（3）起重机的功率

答：（1）此潜艇残骸在海底受到的浮力为；
（2）850m深处海水的压强为；
（3）残骸在海水中向上做匀速直线运动时起重机的功率为。
37. （2021荆门）2021年5月29日20时35分，长征七号火箭点火发射，将“天舟二号”货运飞船送入预定轨道，经过六个多小时飞行后，“天舟二号”与“天和”核心轨道舱成功交会对接，然后一起在环绕地球的轨道上运动，我国空间站的建设迈出了关键的一步。
（1）“天舟二号”在发射升空过程中机械能______（选填“增大”、“不变”或“减小”），交会对接后的飞行过程中“天舟二号”的运动状态______（选填“保持不变”或“不断变化”）；
（2）未来一到两年我国将全面建成空间站。空间站在轨运行时，通过太阳帆板将光能转化为电能作为补充能源。有阳光时，空间站光伏发电的功率为70kW，2h可发电______kW·h，宇航员在空间站外作业时，必须借助无线通信设备，而不能像在地面一样直接进行语音交流，是因为______。
【答案】 ①. 增大 ②. 不断变化 ③. 140 ④. 声音不能在真空里传播
【解析】[1] “天舟二号”在发射升空过程中速度变大，动能变大，高度变大，故重力势能变大，故机械能变大。
[2] “天舟二号”与“天和”核心轨道舱成功交会对接，然后一起在环绕地球的轨道上运动，方向一直在变化，故运动状态一直在变化。
[3] 2h可发电

2h可发电。
[4]宇航员在空间站外作业时，必须借助无线通信设备，而不能像在地面一样直接进行语音交流，语言即声音的传播需要介质，而在太空中，没有介质，故只能用无线电交流。
38. （2021武汉）2021年4月29日，中国天宫空间站天和核心舱发射成功，标志着我国空间站时代已经到来。如图所示，天和核心舱沿椭圆轨道环绕地球运行，不受空气阻力，因此机械能守恒。

（1）天和核心舱与地面控刚中心通过电磁波传递信息，电磁波______（填“能”或“不能”）在真空中传播；
（2）天和核心舱沿椭圆轨道从近地点经远地点再回到近地点的过程中，天和核心舱的动能______（填“减小”“增大”“先减小后增大”或“先增大后减小”）；
（3）若天和核心舱在1min内运行的路程是456km，则它的平均速度是______m/s。
【答案】 (1). 能 (2). 先减小后增大 (3). 7600
【解析】（1）[1]电磁波传播不需要介质，可以在真空中传播。
（2）[2]天和核心舱沿椭圆轨道从近地点远地点的过程中，动能转化为重力势能变大，动能减小；从远地点到近地点的过程中，重力势能变为动能，动能增大。
（3）[3]天和核心舱的平均速度

39. （2021荆州）体育课上，小明在同一位置用相同的力多次将足球踢出，发现足球斜向上飞出的角度越大，球运动得越高，但并不能运动得越远。小明查阅资料后知道：足球所做的运动叫做斜抛运动，其运动轨迹如图所示。足球起始运动方向与水平方向的夹角叫做推射角，抛出点到落地点的水平距离叫做射程，射程与抛出速度和抛射角的大小有关。若物体的动能大小EK=mv2，重力势能大小Ep=mgh不计空气阻力，g=10N/kg，则：
（1）若将质量为0.4kg足球从地面踢出时，具有的动能是120J，踢出后能达至的最大高度是5m，则足球在最高点时具有的动能是______；
（2）若足球的射程x与抛出速度、抛射角之间满足公式，当足球以20m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，足球的射程是______ ；

（3）足球运动的速度v可以分解成水平速度vx和竖直速度vy，三者可构成如图所示的矩形。足球在空中飞行时，水平速度保持不变，竖直速度先减小后增大。若足球在地面以10m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，当足球的速度与水平方向夹角为30°角时，此时足球距地面的高度是______m。（小数点后保留2位数字）
【答案】 ①. ②. 40 ③. 3.33
【解析】（1）[1]不计空气阻力，那么机械能守恒，在最低处所具有的机械能为120J，在最高点处的机械能仍然为120J，则此时具有的重力势能为

故最高点的动能为

（2）[2] 足球的射程是

（3）[3] 若足球在地面以10m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，则水平速度为10m/s，当足球的速度与水平方向夹角为30°角时，水平面的速度仍为10m/s，则速度的大小为m/s ，则此时的动能为

在水平地面时，机械能为

故此时的重力势能为

此时足球距地面的高度是

足球距地面的高度是。
40. （2021荆州）经过三年的紧张施工建设，荆州复兴大道主线于2020年12月31日贯通，如图甲，为荆州市居民出行带来极大的方便。图乙为复兴大道高架桥的部分路段示意图，水平路面AB长400m、斜坡BC长200m、坡高CD高4m。总质量m为1.5t的小汽车，每个轮胎与水平路面接触面积为0.1m，当它以大小不变的速度v通过AB段和BC段，共用时36s；小汽车在AB段和BC段行驶时受到的阻力始终是车总重的0.01倍，小汽车通过AB段时，牵引力的功率为P1，通过BC段时，牵引力的功率为P2，g=10N/kg。求：
（1）小汽车静止在水平地面时对地面的压强p是多大?
（2）小汽车的速度v是多少km/h?
（3）小汽车通过AB段时，牵引力的功率P1是多少?
（4）小汽车牵引力的功率P1与P2之比是多少?

【答案】（1）；（2）；（3）；（4）
【解析】解：（1）小汽车静止在水平地面时对地面的压力
F=G=mg=1.5103kg10N/kg=1.5104N
已知轮胎与水平路面总接触面积S=0.4m2，公交车静止在水平地面时对地面的压强

（2）小汽车的速度v是

（3）小汽车通过AB段时，牵引力

小汽车通过AB段时，牵引力的功率P1

（）通过BC段时，小汽车克服重力和摩擦了做功，BC段的摩擦力

通过BC段时，小汽车用的时间为12s，通过BC段时，牵引力的功率为P2等于重力做功的功率与阻力做功的功率之和

小汽车牵引力的功率P1与P2之比

答：（1）小汽车静止在水平地面时对地面的压强p是；
（2）小汽车的速度v是60km/h；
（3）小汽车通过AB段时，牵引力的功率P1是；
（4）小汽车牵引力的功率P1与P2之比是。
41. （2021武汉）如图甲所示，某款国产水陆两用挖掘机的机械臂可绕O点转动，这辆挖掘机有两条履带，每条履带内均有1个由合金材料制成的空心浮箱，每个浮箱（可视为长方体）宽为1.5m，高为2m，合金密度为8.0×103kg/m3。
（1）某次测试中，质量为60kg的驾驶员驾驶挖掘机，从6m高的平台沿斜坡向下缓慢行驶20m，到达水平地面。
①请在图乙中画出挖掘机沿斜坡向下缓慢行驶时，挖掘机对斜坡的压力的示意图；
②在上述过程中，驾驶员的重力做了多少功?
（2）如图甲所示，开始时机械臂伸直且静止，O、A、B三点在同一直线上，OA=10m，AB=0.5m，机械臂和斗铲整体的重心在A点；机械臂控制斗铲装取质量为1t的沙石后，机械臂、斗铲和伸缩杆缓慢运动到如图甲所示的位置时静止，这时机械臂、斗铲和沙石整体的重心在B点。已知伸缩杆先后两次对机械臂的支持力（支持力垂直于机械臂）之比为5:7，则机械臂和斗铲的总质量是多少?
（3）已知制作每个浮箱时所用合金的体积V与浮箱长度L的关系如图丙所示，不计履带排开水的体积和驾驶员的质量，除2个完全相同的浮箱外，挖掘机其余部分的质量为33t。若挖掘机漂浮在水中，2个浮箱浸入水中的深度均不超过1.5m，则每个浮箱的长度至少是多少?

【答案】（1）①，②3. 6×103J；（2）3t；（3）10m
【解析】解：（1）①压力的作用点在接触面上，压力的方向垂直于接触面，如图所示：
。
②已知驾驶员的质量为60kg，下降的高度为6m，则驾驶员的重力做的功为
W=Fs=Gh=mgh=60kg×10N/kg×6m=3.6×103N
（2）根据杠杆平衡条件，当机械臂控制斗铲未装取砂石时，可得出
F1l1=GAlOA
机械臂控制斗铲装取质量为1t的沙石后，动力臂不变,动力变为F2，可得出
F2l1=(GA+G石)lOB
因为伸缩杆先后两次对机械臂的支持力（支持力垂直于机械臂）之比为5:7，则F1:F2=5:7,则可得

带入数据可得

解得GA=3×104N，则机械臂和斗铲的总质量为

（3）由图丙可得到的函数关系式为
V=0.07m2L+0.05m3
由题意知，挖掘机漂浮在水中，则
F浮= G总=G排=ρ水gV排
挖掘机的总重力为

因为2个浮箱浸入水中的深度均不超过1.5m，则浮箱排开水的体积为

由以上各式联立可得

带入数据可得
解得L=10m。
答：（1）①挖掘机对斜坡的压力的示意图为
；
②在上述过程中，驾驶员的重力做了3. 6×103J的功；
（2）机械臂和斗铲的总质量是为3t；
（3）每个浮箱的长度至少为10m。
42. （2021福建）为节约用水，小华为农场的储水箱设计了一个自动抽水控制装置。如图，水箱高为1 m，容积为0.8m3。在空水箱底部竖直放置一重5N的长方体，长方体高为1m、底面积为0.02m2，上端通过绝缘轻杆与控制电路的压敏电阻R接触，此时压敏电阻受到的压力为零。压敏电阻R的阻值随压力F的增大而减小，部分数据如下表。控制电路电源电压U=12V，定值电阻R0为保护电阻。当控制电路的电流I≥0.5A时，电磁铁将衔铁吸合，工作电路断开，水泵停止给储水箱抽水。
（1）若水泵的额定功率为440W，正常工作时通过的电流是多少？
（2）要使储水箱装满水时水泵恰能自动停止工作，R0应为多少？
（3）从水箱顶部给空水箱注满水的过程中，水的重力所做的功是多少？


【答案】（1）2A；（2）10Ω；（3）3900J
【解析】解：（1）正常工作时通过的电流是

（2）长方体体积
V=Sh=0.02m2×1m=0.02m3
装满水时长方体浮力为
F浮=ρgV=103kg/m3×10N/kg×0.02m3=200N
对压敏电阻压力
F=200N-5N=195N
此时压敏电阻为14Ω，R0应为

（3）水体积为

水的重力

重心高度变化为0.5m，所以水的重力所做的功是

答：（1）若水泵的额定功率为440W，正常工作时通过的电流是2A；
（2）要使储水箱装满水时水泵恰能自动停止工作，R0应为10Ω；
（3）从水箱顶部给空水箱注满水的过程中，水的重力所做的功是3900J。
43. （2021河南）电动清扫车以其环保、高效等优点，在创建卫生城市中大显身手。图16为一电动清扫车正在工作的情景。
（1）电动清扫车的主要部件的电动机，其工作原理是_____________；清扫过程中，驾驶员相对相对于清扫车是___________（选填“静止”或“运动”）的。
（2）清扫车停在水平路面上，总质量为800kg，清扫刷与路面不接触，轮胎与路面总接触面积为0.04m2，车对路面的压强为多少？g取10N/kg。
（3）清扫车完成任务后，在平直道路上，以5米每秒的速度匀速直线行驶，经10分钟到达垃圾处理站，行驶过程中车所受阻力大小恒为400N，则牵引力做的功为多少？

【答案】

44. （2021常州）2021年4月21日，印度尼西亚“南伽拉”402号潜艇在巴厘岛附近海域训练。
（1）下潜过程中，潜艇受到海水压强的变化情况为 ___________。
（2）在某一深度，由于潜艇老旧，艇身破裂沉入海底，应印度尼西亚请求，中国派出“永兴岛”号打捞船展开救援。如图甲所示，打捞船向海底竖直发射超声波，1.1秒后收到回波信号，已知声音在海水中传播速度是1500m/s，海洋该处的深度是 ___________m。
（3）打捞船利用绳子以0.5m/s的速度竖直向上匀速吊起一块潜艇残骸，绳子拉力F与时间t的关系如图乙所示，已知ρ海水=1.1×103kg/m3，g取10N/kg，不计海水对残骸的阻力，问：
①残骸的密度有多大？（ ）
②拉力F功率的最大值有多大？（ ）

【答案】 ①. 变大 ②. 825 ③. ④. 3.95×103W
【解析】（1）[1]下潜过程中，深度增加，根据p=ρgh，潜艇受到海水压强变大。
（2）[2]海洋该处的深度是

（3）①[3]由图可知，残骸重力为7.9×103N，残骸完全浸没时，浮力为
F浮=7.9×103N-6.8×103N=1.1×103N
残骸体积为

残骸的密度

②[4]拉力F功率的最大值
P=F最大v=7.9×103N×0.5m/s=3.95×103W
45. （2021陕西）暑假期间，小明和家人自驾去秦始皇兵马俑博物馆参观。
（1）全家人上车后，汽车对水平地面的压强比空载时______；
（2）若该车在某段水平路而上匀速行驶10min，牵引力做功4.8×107 J，此过程中牵引力的功率是多大？（3）到达目的地，他们将车停放在露天停车场后进入博物馆参观。参观完毕准备返回时，打开车门发现车内温度特别高，无法立刻进入。回家后小明想探究太阳暴晒对车内空气温度的影响，他回想起曾经看过的一档科普电视节目做过的实验，实验测得太阳暴晒下，3~5 min车内温度就能达到40~50℃。通过回看该节目，他获取了一组有关太阳辐射和小汽车的数据：夏天正午时，某城市地表上每秒每平方米获得的太阳辐射能量约500 J。其中能使物体吸热升温的主要是红外辐射，其能量约占太阳辐射能量的一半。小汽车的有效吸热面积约为8 m2 ，车内空气体积约为2m3，车内空气吸热效率约为50%；
①小明根据节目所给数据，计算出了理论上一定时间内车内空气升高的温度，并通过查阅资料了解到车内空气升温受车辆散热、空气流通等诸多因素影响，综合分析得出节目实测结果是可信的。请你写出理论上1 min 车内空气升高温度的计算过程[ρ空气=1.3kg/m3，c空气=1.0×103J/（kg·℃），结果保留一位小数]；（ ）
②若汽车不可避免地在太阳暴晒下停放较长时间，请你写出一条缓解车内气温快速上升措施：______。
【答案】 (1). 大 (2). 8×104J (3). 23.1℃ (4). 车窗留缝，增加气体流动性
【解析】（1）[1]全家人上车后，汽车对水平地面的压强比空载时，压力变大，压强变大。
（2）[2] 牵引力的功率是

故此过程中牵引力的功率是。
（3）[3][4]空气吸收的热量为

那么空气升高的温度为

故空气升高的温度为23.1℃；缓解车内气温快速上升的措施，可以增加散热，故车窗留缝，增加气体流动性，带走一部分的热量。
46.（2021山西）2021年5月15日，“祝融号”火星车在火星上留下了属于中国的第一道印记，如图甲所示。发射前，火星车在水平地面上进行测试时，受到的摩擦力为200N，其速度v与时间t的关系图象如图乙所示。火星车的质量为240kg，车轮与地面接触的总面积约为0.2m2。(空气阻力忽略不计，g取10N/kg)求：

(1)火星车静止时，对水平地面的压强。
(2)火星车做匀速直线运动时，牵引力做的功。
【答案】解：(1)火星车静止时，对水平地面的压力：
F=G=mg=240kg×10N/kg=2400N，
对水平地面的压强：
p=FS=2400N0.2m2=1.2×104Pa；
(2)因火星车做匀速直线运动时处于平衡状态，牵引力和受到的摩擦力是一对平衡力，
所以，牵引力F′=f=200N，
由图乙可知，火星车做匀速直线运动时的速度v=20cm/s=0.2m/s，运动的时间t=40s−10s=30s，
由v=st可得，火星车匀速直线运动的距离：
s=vt=0.2m/s×30s=6m，
牵引力做的功：
W=F′s=200N×6m=1.2×103J。
答：(1)火星车静止时，对水平地面的压强为1.2×104Pa；
(2)火星车做匀速直线运动时，牵引力做的功为1.2×103J。
【解析】(1)火星车静止时，对水平地面的压力和自身的重力相等，根据F=G=mg求出其大小，利用p=FS求出对水平地面的压强；
(2)火星车做匀速直线运动时处于平衡状态，牵引力和受到的摩擦力是一对平衡力，二力大小相等，据此求出牵引力，根据图乙读出火星车做匀速直线运动时的速度和时间，根据s=vt求出火星车匀速直线运动的距离，利用W=Fs求出牵引力做的功。
47．（2021舟山）健康的生活既要注意平衡膳食，还要积极参加体育锻炼。如图所示为可调式握力器，可用于锻炼手部肌肉。锻炼时只要抓住左手柄，用力抓紧使其碰触右手柄上的计数按钮，即算完成一个握力动作。

（1）握力器的力度可以通过使用调节器移动弹簧下端的位置来改变。现在需要将力度调小，则应该将弹簧下端向______（选填“左”或“右”）移。
（2）小嘉用平均大小为500牛的力抓握力器的手柄，使手柄在力的方向上移动6厘米完成一个握力动作，则做功多少焦？
（3）小嘉饮用一罐净含量为330毫升的可乐后，获得的能量为540千焦。若获得能量的10%用于握力做功，则消耗这些能量需要完成多少个题（2）中的握力动作？
【答案】（1）向右移 （2）30J （3）1800个
48．（2021温州）2021年5月，我国“天问一号”着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原（如图甲），实现了我国首次地外行星着陆。图乙是其阶段Ⅲ着陆过程中的高度随时间的变化关系。

（1）火星大气密度是地球的1%，大气中氧气含量为0.15%且没有液态水，表面平均温度为-55℃，绕日公转周期为687天。下列关于火星的说法不合理的是________。
A．表面平均温度比地球低 B．公转周期比地球长
C．大气中氧气含量比地球低 D．雨、雪天数比地球多
（2）图乙中t1～t2时段，着陆巡视器在竖直向上推力作用下，竖直下落的速度减小，该过程中推力F与重力G的大小关系是________。（不计大气阻力）
（3）着陆巡视器在火星上总重为4888牛，其重力在t2～t4时段做功________焦。
【答案】（1）D （2）F＞G （3）4.88×105
49.（2021绍兴）我国古代记录传统手工技术的著作《天工开物）里记载了一种捣谷用的舂，“横木穿插碓头，硬嘴为铁，足踏其末面舂之”，如图甲所示。若碓头质量为20千克，不计横木的重力和摩擦。

（1）图乙为脚用力向下踩舂时在某一位置的示意图，O点为支点，F2为阻力，请在图中作出阻力臂，此时舂属于________（选填“省力”、“等臂”或“费力”）杠杆。
（2）若每次碓头上升的高度为0.6米，1分钟撞击臼中的谷粒20次，则人克服碓头重力做功的功率为________瓦。
【答案】（1） 费力 （2）40
50.（2021温州）图甲所示为一种水下滑翔机，图乙是其部分结构示意图。该滑翔机通过液压泵将油在内、外油囊间来回转移，从而改变浮力大小以达到上浮和下潜的目的，再结合其它技术即可滑行，以执行海洋环境的监测任务。

（1）该滑翔机具有低能耗、高续航的特点，电池一次充电后能提供1千瓦时电能。它在整个运动过程中前进速度保持0.2米/秒，但只有9%的时间耗电，耗电时功率仅为4瓦。该滑翔机充电一次总共能航行的路程为多少千米？
（2）该滑翔机总重515牛。当外油囊中无油时，滑翔机排开水的体积为0.0495米3。已知海水密度随深度变化情况如图丙所示。当该滑翔机在600米深度悬浮时，外油囊中油的体积为多少米3？（忽略海水压强对油和滑翔机外壳体积的影响）
【答案】（1）2000千米 （2）0.0005米3
51.（2021衢州）我国继去年嫦娥五号成功登月之后，今年5月15日天问一号探测器携祝融号火星车又成功着陆火星乌托邦平原。天问一号探测器从进入火星大气到着陆火星表面的9分钟过程中，依靠自身完成弹开降落伞、反推发动机点火、悬停避障、缓冲着陆等多个动作，实现速度从4.9km/s降低到0m/s。月球和火星部分信息见下表。


（1）探测器着陆火星时离地球约为1.8×108km，根据相关报道，探测器着陆火星表面的9分钟过程中，它会“失去”地面指挥人员的控制，只能依靠自身独立完成各种精确动作。请你根据数据计算并分析探测器“失控”的原因：_____________________（提示：通讯信息是通过电磁波传递的，其速度为3×105km/s）。
（2）已知祝融号火星车质量为240kg，它随探测器降落至距离火星表面100m时，先悬停避障然后着陆到火星表面。请计算从距离火星表面100m处到着陆火星表面过程中火星车重力做了多少功?。
（3）自上个世纪60年代以来，人类对火星开展了40余次探测活动，成功的却不到一半，但人类探索太空的脚步并未停止，相信不远的将来，在火星上将会建立研究站进行长期考察。你认为在设计制定建立研究站计划时，需要考虑人类生存的问题有：______________________（写出一点即可）；
（4）如图为一幅网友自称来自月球车在月球上拍摄的照片，照片上呈现了类似地球上雨后“彩虹”光晕。很多网友问这是不是月球上的彩虹？请你作出判断并说明理由。
【答案】（1）探测器着陆火星时离地球约为1.8×108km，通讯信息是通过电磁波传递的，其速度为3×105km/s，由可得，地面指挥人员发出的信息传播到火星所用的时间：=10min＞9min，所以探测器着陆火星表面的9分钟过程中，它会“失去”地面指挥人员的控制 （2）94080J （3）如何获取空气和水 （4）这不是月球上的彩虹。球上雨后“彩虹”光晕是太阳光传播过程中被空气中的雨滴色散形成的，而雨是空气中水蒸气遇冷液化形成的小水滴，因月球上没有空气和液态水，所以不会下雨，故不具备“彩虹”光晕形成的条件。
52.（2021盘锦）如图所示，容器中水深60cm，电动机以恒定不变的功率，向上匀速提升质量为1kg的石块，石块在水中上升速度为0.25m/s，石块的密度为2.5×103kg/m3。若提升过程中，石块受到水的阻力、绳子自重和摩擦等都不计。(g取10N/kg)请计算：

(1)石块露出水面前，水对容器底的压强；
(2)石块露出水面前受到的浮力；
(3)石块出水后匀速上升的速度。
【答案】解：(1)根据液体压强公式p=ρgh可得石块露出水面前，水对容器底的压强为
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.6m=6000Pa；
(2)根据密度公式ρ=mV变形公式V=mρ可得物体的体积
V=m物ρ物=1kg2.5×103kg/m3=4×10−4m3；
在石块露出水面前石块排开水的体积就等于自身体积，V排=V，
根据浮力公式F=ρV排g可得石块露出水面前受到的浮力
F=ρV排g=1.0×103kg/m3×4×10−4m3×10N/kg=4N；
(3)石块重力G=m物g=1kg×10N/kg=10N，当石块完全浸没在水中时，因其匀速运动，故绳子拉力F拉与石块受到的浮力之和等于石块的重力，
即F拉+F=G，代入数据得F拉+4N=10N，故F 拉=6N。
此时根据P=Fv可计算出电动机的功率P=F拉v=6N×0.25m/s=1.5W。
当石块出水后，只受绳子拉力F'与重力，因其匀速上升，故F'=G=10N；
由题干可知电动机功率不变，则P=F'v'=10N×v'=1.5W，故v'=0.15m/s。
答：(1)石块露出水面前，水对容器底的压强为6000Pa；
(2)石块露出水面前受到的浮力为4N；
(3)石块出水后匀速上升的速度为0.15m/s。
【解析】(1)根据液体压强公式p=ρgh直接计算；
(2)根据密度公式ρ=mV变形公式V=mρ计算物体的体积，在石块露出水面前石块排开水的体积就等于自身体积，可得其排开水的体积，再结合浮力公式F=ρV排g可得石块露出水面前受到的浮力；
(3)由题干知电动机功率不变，使用P=Fv公式，分别计算出水前后绳子的拉力，进而求出石块出水后匀速上升的速度。
53.（2021锦州）随者科技的发展，无人驾驶技术日趋成熟。如图所示是利用5G网络实现远程驾驶的纯电动汽车，其质量为1.8t，车轮与路面接触的总面积为750 cm2，该车在水平路面上匀速直线行驶12 km，用时10 min.这一过程中汽车发动机的功率恒为24 kW. （汽油热值q=4.5×10 J/kg，g取10 N/kg）求:

（1）该车静止在水平路面上对路面的压强是多少?
（2）在这一过程中汽车受到的阻力是多少?
（3）该车百公里消耗电能1.8×108J，若这些能量完全由燃烧汽油来获得，相
当于完全燃烧汽油多少千克?
【答案】

54．（2021资阳）如图甲，是被大家认可的我国自主品牌混合动力畅销车型“比亚迪秦”。在某次性能测试中，汽车启动时内燃机工作，由内燃机提供能量驱动汽车以v1＝50km/h的速度匀速行驶，同时给初始能量为E0＝5.6×107J的蓄电池组充电，充电电压U1＝400V，充电电流I1＝50A；汽车行驶t1＝2h、内燃机消耗燃料m＝20kg后蓄电池组充电完成，改由电动机提供能量驱动汽车在水平路面上以v2＝90km/h的速度匀速行驶，此时蓄电池组加在电动机两端的电压U2＝320V，电动机的效率η＝80%；已知汽车蓄电池组所储存能量降为E0时即自动切换为内燃机工作。若汽车运动过程中车速v与所受阻力f的关系如图乙所示，所用燃料的热值q＝4.5×107J/kg，且燃料完全燃烧。不计汽车电路连接导线的电阻，忽略传动装置消耗的能量。求：

（1）内燃机工作时的效率η1（结果保留一位小数）；
（2）汽车蓄电池组储存能量的最大值Em；
（3）充电一次采用纯电动模式以v2＝90km/h的速度匀速行驶的最大里程sm。
【答案】解：（1）内燃机燃烧完全放出的热量：
Q放＝qm＝4.5×107J/kg×20kg＝9×108J，
由题图乙可知v1＝50 km/h时，
汽车受到的阻力f1＝400 N，
t1时间内克服摩擦力做功：
W1＝f1s1＝f1v1t1＝400N×m/s×2×3600s＝4×107J，
t1时间蓄电池组充完电消耗的能量：
W2＝U1I1t1＝400V×50A×2×3600s＝1.44×108J，
则内燃机工作时的效率：η＝×100%＝×100%≈20.4%。
（2）蓄电池组充电的能量W2＝1.44×108J时，充电完成，
则电池组储存能量的最大值：Em＝E0+W2＝5.6×107J+1.44×108J＝2×108J。
（3）由题图乙可知，汽车以90km/h的速度行驶时受到的阻力f2＝480N，
由题意可知：W2×80%＝f2sm
则：sm＝＝＝2.4×105m＝240km。
答：（1）内燃机工作时的效率η1为20.4%；
（2）汽车蓄电池组储存能量的最大值Em为2×108J；
（3）充电一次采用纯电动模式以v2＝90km/h的速度匀速行驶的最大里程sm为240km。
55. （2021新疆）电动扶梯在公共场所的广泛应用为人们的生活带来了极大的便利。

（1）如图所示为某商场的电动扶梯，其电动机的额定电压与工厂用的动力电路的电压相同，该电压为______（填“220”或“380”）V，人在该电压下发生的触电事故一般为______（填“接触”或“电弧”）触电；该电动机工作时外壳______（填“必须”或“不必”）接地；
（2）若该商场每层楼的高度为4.5m，电动扶梯与水平面的夹角为30°，电动扶梯上行时运行速度为0.50m/s，则乘客站立在电动扶梯上从一楼到二楼所需要的时间为______s；按照电动扶梯安全规定，随电动扶梯一起上行的扶手的速度可以略______（填“大于”或“小于”）0.50m/s；若该电动扶梯上最多可同时站立45人，每个人的质量按60kg计算，则该电动扶梯应选择额定功率为______（填“5”“7. 5”或“15”）kW的电动机。
【答案】 (1). 380 (2). 电弧 (3). 必须 (4). 18 (5). 大于 (6). 7. 5
56. （2021新疆）2021年4月29日，我国“天问一号”火星探测器携带“祝融号”火星车成功着陆火星。
（1）“祝融号”火星车在火星上______（填“具有”或“没有”）惯性。匀速爬坡时，“祝融号”火星车的机械能 _______（填“增大”“减小”或“不变”）。照射在“祝融号”上的太阳光是由______（填“三”或“七”）种色光混合而成的。
（2）由于火星上没有类似于地磁场的磁场分布，所以在火星上______（ 填“能”或“不能”）使用指南针辨别方向。火星极地附近的干冰（固态二氧化碳）是大气中的二氧化碳______（填“液化”或“凝华”）形成的，该过程______（填“吸收”或“放出”）热量。
（3）小红设想分别在地球和火星上用同一滑轮组匀速提升同一重物。若在地球上绳子自由端的拉力为4.0 N，小红通过查阅资料后推算出，在火星上绳子自由端的拉力为1.5N，不计绳重与摩擦，则该滑轮组在地球上的机械效率______（填 “大于”“小于”或“等于”）在火星上的机械效率；若在火星上大气压能托起水银柱的最大高度为15 mm，则火星上的大气压为______Pa（已知水银的密度为13. 6×103kg/m3）。
【答案】 (1). 具有 (2). 增大 (3). 七 (4). 不能 (5). 凝华 (6). 放出 (7). 等于 (8). 2040
57．（2021遵义）汽车工程师探究单个轮胎滚动阻力与行驶速度、轮胎气压、轮胎品牌的关系。根据收集到的数据，绘制了如图所示的图像：

（1）工程师在探究单个轮胎滚动阻力与轮胎气压的关系时，应控制的变量有 　 　；
（2）工程师在探究单个轮胎滚动阻力与行驶速度的关系时，轮胎克服最小阻力做功的功率大小
为 　 　W；
（3）实践证明，当汽车轮胎气压增大到一定值后，汽车的安全性会随之降低。请综合考虑汽车安全性，结合以上试验数据，提出能有效减小汽车能耗的建议：　 　。
【答案】（1）行驶速度和轮胎品牌；（2）1050；（3）选择合适轮胎在较为合适的气压下以90km/h左右的速度行驶。
【解析】解：（1）由题知，单个轮胎滚动阻力与行驶速度、轮胎气压、轮胎品牌有关，所以探究单个轮胎滚动阻力与轮胎气压的关系时，应控制的变量有行驶速度和轮胎品牌；
（2）由f﹣v图象知，当速度为90km/h，即速度为25m/s时，阻力最小为42N，根据P＝Fv＝fv知，轮胎克服最小阻力做功的功率：
P＝fv＝42N×25m/s＝1050W；
（3）由f﹣v图象知，汽车速度为90km/h时，阻力最小，汽车能耗越低；由f﹣P图象知，轮胎气压越大时，能耗阻力越小，能耗也会越低。
所以为了有效减小汽车能耗应选择合适轮胎在较为合适的气压下以90km/h左右的速度行驶。
58.（2021张家界）汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分，某研究小组对汽车开展调查研究。
(1)图甲是汽车的刹车结构示意图，根据图片分析，这是______ 杠杆(选填“省力”、“费力”或“等臂”)；某段道路的标志牌如图乙所示，为什么同样的道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度______ 。
(2)(多选)汽车在行驶过程中遇到危急情况要紧急刹车。从发现情况到汽车停止的距离叫做停车距离，停车距离等于反应距离加上制动距离。下列行为会使停车距离变长的是______ 。
A.疲劳驾驶
B.酒后驾驶
C.接听电话
D.开车前系好安全带

(3)内燃机有四个工作冲程，图丙是内燃机的______ 冲程。
(4)假设某款纯电动汽车在平直公路上匀速行驶时，每百公里耗电30千瓦时，若电能转化为机械能效率为85%，则汽车匀速行驶时受到阻力为______ N。若质量和外形完全相同的燃油汽车，它的能量转化率为30%，以相同速度在同一路面上匀速行驶，每行驶百公里需要消耗的燃油为______ kg。(汽油的热值为q=4.6×107J/kg，结果保留1位小数)
(5)若电价为0.6元/千瓦时，汽油价格为7.0元/升，每行驶百公里，电动汽车比燃油汽车节省______ 元。(汽油的密度ρ=0.71×103kg/m3，结果保留1位小数)
【答案】省力  在相同的道路上，不同车型的机动车质量不同，速度相同时，质量大的动能大，制动距离大，质量小的动能小，制动距离小，当制动距离相同时，不同车型限速就不同  ABC  压缩  918  7.8  59
【解析】解：
(1)O点为支点，刹车油右侧的活塞对金属杆的力是阻力，脚对刹车踏板的力是动力，且动力臂大于阻力臂，所以这是一个省力杠杆；
在相同的道路上，不同车型的机动车质量不同，速度相同时，质量大的动能大，制动距离大，质量小的动能小，制动距离小，当制动距离相同时，不同车型限速就不同；
(2)疲劳驾驶、酒后驾驶、打手机都会使司机反映迟钝或者注意力不集中，增加反应时间，可使停车距离变长；开车前系好安全，不会增加反应距离的大小，不会影响到反应时间，不会使停车距离变长，故选ABC；
(3)由图可知，两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程；
(4)电能转化为机械能效率为85%，由公式W=Fs得该电动汽车匀速行驶时受到的牵引力为：
F=Ws=30×3.6×106J×85%100×103m=918N。
电动汽车在平直公路上匀速行驶，阻力和牵引力是一对平衡力，大小相等，所以，f=F=918N
由公式η=WQ得汽油释放的总能量：
Q=Wη′=30kW⋅ℎ30%=100kW⋅ℎ=3.6×108J，
因为Q=mq，所以需要汽油的质量：
m=Qq=3.6×108J4.6×107J/kg≈7.8kg；
(5)燃油汽车每百公里耗油7.8kg，汽油价格为7.0元/L，
由ρ=mV可得，燃油汽车每百公里耗油的体积：
V=mρ=7.8kg0.71×103kg/m3≈11.0×10−3m3=11.0L，
则每百公里燃油汽车的费用为11.0L×7.0元/L=77元，
每百公里电动汽车消耗的电能30kW⋅ℎ，
电动汽车充电价格为0.6元/kW⋅ℎ，
则每百公里电动汽车的费用30kW⋅ℎ×0.6元/kW⋅ℎ=18元，
所以，每百公里电动汽车比该燃油汽车节省的费用为77元−18元=59元。
故答案为：(1)省力；在相同的道路上，不同车型的机动车质量不同，速度相同时，质量大的动能大，制动距离大，质量小的动能小，制动距离小，当制动距离相同时，不同车型限速就不同；
(2)ABC；(3)压缩；(4)918；7.8；(5)59。
59．（2021云南）中国首次火星探索任务“天问一号”探测器的成功发射，是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。如图所示是某火箭发射时的场景，目前运载火箭一般使用液态氢作为燃料、液态氧作为助燃剂。火箭燃料的发展如表1所示，表2是一些燃料的热值。


（1）使用氢作为燃料的主要优点是：　 　和 　 　。
（2）某火箭发射时携带了3×104kg液态氢燃料，这些燃料完全燃烧最多能将多少千克初温为20℃的水加热至沸腾？[c水＝4.2×103J/（kg•℃），当地大气压为1标准大气压]
（3）氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在气缸中燃烧。某次测试中，一辆氢能源车以70kW的功率匀速行驶0.5h，消耗了2kg燃料，求该发动机的效率。

【答案】解：（1）运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量，另外氢气燃烧的生成物是水，不会造成污染；
（2）3×104kg液态氢完全燃烧释放的热量：Q＝mq＝3×104kg×1.4×108J/kg＝4.2×1012J，
一标准大气压下水的沸点为100℃，
水的质量为：m′＝＝＝1.25×107kg；
（3）氢能源车所做的功为：W＝Pt＝70000W×0.5×3600s＝1.26×108J，
2kg燃料完全燃烧释放的热量：Q′＝m″q＝2kg×1.4×108J/kg＝2.8×108J，
该发动机的效率为：η＝100%＝100%＝45%。
答：（1）热值大；无污染；
（2）这些燃料完全燃烧最多能将1.25×107kg初温为20℃的水加热至沸腾；
（3）该发动机的效率为45%。
60. （2021仙桃江汉油田潜江天门）我国自主研制的“蛟龙号”潜水器是目前世界上下潜能力最强的作业型载人潜水器，其主要技术参数如下表。“蛟龙号”主要采用声呐通讯，实现深海与陆地的联系；通过改变压载铁的数量，来控制其下沉或上浮；任务完成后，“向阳红09”船用牵引绳将其吊到甲板上。

（1）“蛟龙号”潜水器在深海工作主要通过______（选填“电磁波”或“声波”）通信与陆地联系；若每节蓄电池电压为1.6V，为保证“蛟龙号”正常供电，串联的蓄电池不得少于______节；
（2）“蛟龙号”下潜到深海7000m处，求海水对“蛟龙号”观察窗的玻璃上产生的压力；（ ）（不考虑大气压的影响）
（3）“蛟龙号”抛卸所有压载铁后上浮，直到漂浮在海面上，然后由起重装置将其吊离水面。图甲是某次起重装置将漂浮在海面上的无人空载“蛟龙号”匀速吊离水面的情景，牵引绳拉力的功率随时间变化的图象如图乙，图中，求时刻“蛟龙号”排开海水的体积。（ ）（不考虑海水的阻力）

【答案】 ①. 声波 ②. 125 ③. ④.
【解析】解：（1）[1][2]“蛟龙号”主要采用声呐通讯，故是靠声波通信与陆地联系；若每节蓄电池电压为1.6V，为保证“蛟龙号”正常供电，串联的蓄电池不得少于

故串联的蓄电池不得少于125节。
（2）[3]海水对“蛟龙号”观察窗的玻璃上产生的压力

（3）[4]设在、时刻牵引绳对“蛟龙号”的拉力分别为、，时刻“蛟龙号”受到的浮力为，“蛟龙号”上升的速度为。时刻，“蛟龙号”还没有完全离开水面，根据力的平衡条件可得：

即

时刻，“蛟龙号”已经完全离开水面，则

因为

即

所以


化简得

根据阿基米德原理可得，时刻“蛟龙号”的排水体积为

答： （2）海水对“蛟龙号”观察窗的玻璃上产生的压力为；
（3）时刻“蛟龙号”的排水体积为。
61.（2021盐城）阅读短文，回答问题。
“天问一号”登陆火星的最后9分钟
2021年5月15日清晨4时许，我国“天问一号”着陆器（如图1甲）进入火星大气层，经过约9分钟的减速、悬停和缓冲，成功着落于火星表面，迈出了我国星际探测征程的重要一步。

着陆器刚进入大气层时，会迅速调整自己的姿势，使自身的运动方向、质心和压心处于一条直线上，以保持相对稳定的姿态下降，此时运动方向与轴线方向并不在同一直线上。下降一段时间后，当着陆器速度减小90%左右时，着陆器伸出“小翅膀”，通过向下压火星大气产生的反作用力，将其运动方向与轴线方向的夹角调整到0°，为安全打开降落伞摆正姿势。如图1乙所示，降落伞打开后减速到一定程度，先抛弃隔热大底，后抛弃背罩，让火星车和着陆平台（如图1丙）露出真容。随后，着陆平台打开发动机，通过向下喷燃气实现进一步减速，在距离火星地面100m高度处速度减为零，进入悬停状态。此时着陆平台开启雷达和光学相机等进行探测，寻找着陆点，在找准着陆点后继续下降，其速度先增大后减小，在经过高度20m后，维持恒定速度下降，平稳着陆。
（1）着陆器伸出“小翅膀”后，受到向上推力的施力物体是 　 　。
（2）从悬停到成功降落火星地面前，火星车的动能变化情况是 　 　。
A.增大→不变→减小
B.增大→减小→不变
C.不变→增大→减小
D.减小→增大→不变
（3）请在图1丙中画出火星车和着陆器平台处于悬停状态时，受到的“重力”G和气体对它的升力F升的示意图。
（4）如图2四幅图中，能反映着陆器刚进入大气层时维持相对稳定姿态下降的是 　 　。
（5）已知降落伞下降过程所受气体阻力大小与速度大小成正比，比例系数在火星和地球上分别为k1和k2。降落伞达到最小速度时，其所受的气体阻力与着陆器重力大小相等。若同一个降落伞在火星表面和地球表面下降能达到的最小速度分别为v1和v2，同一物体在火星表面受到的“重力”与地球上的重力之比为2：5，则k1：k2为 　 　。
A. B. C. D.
【答案】（1）火星大气；（2）B；（3）如图；（4）A；（5）A。
【解析】解：（1）着陆器伸出“小翅膀”后，给火星大气一个向下的力，由于物体间力的作用是相互的，则火星大气给小翅膀一个向上的推力，所以受到向上推力的施力物体是火星大气；
（2）在找准着陆点后继续下降，其速度先增大后减小，在经过高度20m后，维持恒定速度下降，其速度先增大后减小，火星车的质量不变，则动能先增大后减小，最后保持不变，故选B；
（3）悬停时，火星车和着陆器平台处于平衡状态，受到的“重力”G和气体对它的升力F升的大小相同，方向相反，都作用在物体的质心上，故力的示意图为：
；
（4）根据题意可知，着陆器刚进入大气层时，会迅速调整自己的姿势，使自身的运动方向、质心和压心处于一条直线上，故A正确；
（5）已知降落伞下降过程所受气体阻力大小与速度大小成正比，比例系数在火星和地球上分别为k1和k2，则：f＝kv；
降落伞达到最小速度时，其所受的气体阻力与着陆器重力大小相等，即f＝G；则：G＝kv；
同一个降落伞在火星表面和地球表面下降能达到的最小速度分别为v1和v2，同一物体在火星表面受到的“重力”语地球上的重力之比为2：5；
则k1：k2＝：＝×＝，故A正确。
62．（2021湘潭）某安全设备厂研发了一种新型抗压材料，要求对该材料能承受的撞击力进行测试。如图甲所示，材料样品（不计质量）平放在压力传感器上，闭合开关S，将重物从样品正上方h＝5m处静止释放，撞击后重物和样品材料仍完好无损。从重物开始下落到撞击样品，并最终静止在样品上的过程中，电流表的示数I随时间t变化的图像如图乙所示，压力传感器的电阻R随压力F变化的图像如图丙所示。已知电源电压U＝12V，定值电阻R0＝10Ω，重物下落时空气阻力忽略不计。求：

（1）重物下落时，重物作 　 　速直线运动，其重力势能转化为 　 　能；
（2）0～t1时间内，重物在空中下落，电流表示数是 　 　A，压力传感器的电阻是 　 　Ω；
（3）t1～t3时间内，重物与样品撞击，通过电流表的最大电流是 　 　A，样品受到的最大撞击力是 　 　N；撞击后重物静止在样品上，定值电阻R0的功率是 　 　W；
（4）重物在空中下落的过程中，重力做功是多少？
【答案】（1）加；动；（2）0.1；110；（3）0.8；400；0.4；（4）重物在空中下落的过程中重力做的功为500J。
【解析】解：（1）重物下落时，质量不变，高度减小，重力势能减小，重力势能转化为动能，动能增加，速度增加，重物做加速直线运动；
（2）在重物下落的过程中，压力传感器受到的压力最小且保持不变，总电阻最大，电路中的电流最小，由图乙可知，此时的电流I＝0.1A，
由I＝得电路中的总电阻：
R总＝＝＝120Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，压力传感器R的阻值：
R＝R总﹣R0＝120Ω﹣10Ω＝110Ω；
（3）在测试过程中，样品受到的撞击力最大时，压敏电阻的阻值最小，电路中的电流最大，
由图乙可知，电路中的最大电流I′＝0.8A，
此时电路中的总电阻：
R总′＝＝＝15Ω，
则此时压力传感器R的阻值：
R′＝R总′﹣R0＝15Ω﹣10Ω＝5Ω，
由图丙可知，样品受到的最大撞击力为400N；
当重物在样品上静止时，重物对样品的压力大小等于重物的重力大小；
此时与撞击过程相比，压力减小，电阻变大，电流减小；
由图乙可知，此时的电流为I2＝0.2A，
定值电阻R0的功率为：
P0＝R0＝（0.2A）2×10Ω＝0.4W；
（3）根据欧姆定律，当重物在样品上静止时电路的总电阻为：
R总″＝＝＝60Ω，
根据串联电路电阻的规律可得，此时压力传感器的电阻：
R″＝R总″﹣R0＝60Ω﹣10Ω＝50Ω，
由丙图可知，此时的压力F′＝100N，所以物体的重力为100N，
下落过程中做的功为：
W＝Gh＝100N×5m＝500J。
63.（2021连云港）一位设计师设计了一种“重力灯”。无论你在地球哪一个角落，无论当地的天气如何，它都可以实现照明。如图甲是这种“重力灯”的结构简化图，当重物下落时拉动绳子，转轴转动时，小灯泡就可以发光。重复以上操作，可以实现长时间照明。现挂上一个质量为25kg的重物，该重物恰好可以缓慢匀速下落。在重物下落高度为2.4m的过程中，就可以供一个标有“3.6 V1W”字样的IED灯持续正常发光4min。（g取10N/kg）

（1）甲图虚线框内一定有__________，它的工作原理是__________。
（2）求重物下落时，重力做功的功率。
（3）求重物在一次下落过程中，甲图装置能量转化的效率。
（4）取下灯泡，将甲图装置的两个输出端接入乙图中的a、b两个接线柱进行实验（设该装置在短时间实验过程中可以稳定输出36V电压）。R0为标有“5Ω 0.3A”的定值电阻，滑动变阻器R1标有“50Ω 1A”，电流表选择量程为0～0.6A，电压表选择量程为0～3V。为了保证电路安全，求滑动变阻器接人电路的阻值变化范围。
【答案】（1）发电机 电磁感应 （2）2.5W （3）40% （4）7~25Ω
【解析】（1）将重力势能转化为电能，即机械能转化为电能，此装置中必定有发电机，而发电机的工作原理是电磁感应；
（2）W总=Gh=mgh=25×10×2.4J=600J

（3）W有用=P有用t=1×4×60J=240J

（4）电路中最大电流为0.3A，根据欧姆定律得:

解得:R1=7Ω，即:R1最小阻值为7Ω。
电压表最大示数为3V，则:

解得:R1=25Ω，即:R1最大阻值为25Ω。
所以，为了保证电路安全，R1接入电路的阻值变化范围为7～25Ω。
64.（2021绥化）水槽的底面积S1=9×10-3m2，装有5cm深的水，将其置于水平面上。有一重力是9N，底面积S2=4×10-3m2、高L=10cm的圆柱体。如图所示，用弹簧测力计将其由水面位置缓慢放入水槽中，当其刚好接触水槽底部时，弹簧测力计的示数为5.4N。（两接触面之间的水忽略不计，且水没有溢出）求:

（1）圆柱体刚好接触水槽底部时，受到的浮力是多少?
（2）整个过程中，圆柱体的重力做功是多少?
（3）圆柱体静止后，撤走弹簧测力计，与放入圆柱体前相比，水槽对水平面的压强增加多少?
（4）圆柱体静止后，水对槽底的压强是多少?
【答案】（1）物体所受浮力
F浮=G-F=9N-5.4N=3.6N（l分）
（2）四柱体下降距离h=5cm=0.05m
圆柱体重力做的功
W=Gh
=9N×0.05m=0.45J
（3）方法一
水对水平面压力的增加量
△F=G=9N
水棉对水平面压强的增加量

方法二
未放入圆柱体前，水平面所受压强

放入圆柱体后，水平面所受压强

压强的增加量



（）（）（）
（4）方法一
圆柱体排开水的体积

圆柱体浸入水中的深度

此时，圆柱体没入水中深度h1小于圆柱体的高度L
由此判断圆柱体没有被浸没
水槽中水的深度即为圆柱体浸入水中的深度
水对底部压强

方法二
圆柱体排开水的体积

圆柱体的高L=10cm=0.1m
圆柱体的体积


所以圆柱体没有被浸没
圆柱体浸入水中前后，水的体积不变。


水深
水对底部压强

方法三
圆柱体排开水的体积

圆柱体的高L=10cm=0.1m
四柱体的体积


所以圆柱体没有被浸没
将圆柱体放入水槽中体积关系满足
V总=V排+V水

水深
水对底部压强

方法四
圆柱体排开水的体积

圆柱体的高L=10cm=0.1m
四柱体的体积


所以圆柱体没有被浸没
水面上升距离

水深h1=h+△h=0.05m+0.04m=0.09m
水对槽底部压强

65.（2021嘉兴）健康的生活既要注意平衡膳食，还要积极参加体育锻炼。如图所示为可调式握力器，可用于锻炼手部肌肉。锻炼时只要抓住左手柄，用力抓紧使其碰触右手柄上的计数按钮，即算完成一个握力动作。
(1)握力器的力度可以通过使用调节器移动弹簧下端的位置来改变。现在需要将力度调小，则应该将弹簧下端向______ (选填“左”或“右”)移。
(2)小嘉用平均大小为500牛的力抓握力器的手柄，使手柄在力的方向上移动6厘米完成一个握力动作，则做功多少焦？
(3)小嘉饮用一罐净含量为330毫升的可乐后，获得的能量为540千焦。若获得能量的10%用于握力做功，则消耗这些能量需要完成多少个题(2)中的握力动作？

【答案】右
【解析】解：(1)弹簧拉伸的形变程度越大，其弹力越大，所需的握力就越大，反之，所需的握力就越小。向右调节调节器，可使弹簧的伸长量变小，所需力度就变小；
(2)已知握力大小F=500N，移动的距离s=6cm=0.06m，完成一个动作做的功：W=Fs=500N×0.06m=30J．
(3)获得的总能量Q=540×103J×10%=5.4×104J，完成一个动作需做功：W=30J，
动作个数：n=QW=5.4×104J30J/个=1800个．
 答：(1)向右移；
(2)完成一个握力动作需做功30J；
(3)消耗这些能量需要完成1800个题(2)中的握力动作。
66.（2021宁波）如图所示是世界上第一艘飞艇，它是由法国工程师吉法尔于1852年制造的。这艘飞艇的气囊充满氢气后，长44m，直径11.9m，体积2100m3，形状像一个巨大的橄榄。这年的9月24日，吉法尔乘坐该飞艇从巴黎的马戏场出发，用一台2.2kW的蒸汽机带动螺旋桨，以8km/h的速度，飞行了28km。
(1)飞艇的气囊形状像一个橄榄，在前进过程中可以减小______ 。
(2)充满氢气后气囊受到的浮力是多少？(空气密度取1.29kg/m3)
(3)这次飞行，飞行所需时间、蒸汽机做的功及飞行时受到的平均阻力各为多少？

【答案】空气阻力
【解析】解：(1)飞艇的气囊形状像一个橄榄，在前进过程中可以减小空气阻力；
(2)充满氢气后气囊受到的浮力：F浮=ρ空气gV排=1.29kg/m3×10N/kg×2100m3=27090N；
(3)由v=st可得，飞行所需时间：t=sv=28km8km/h=3.5h；
蒸汽机做的功：W=Pt=2.2×103W×3.5×3600s=2.772×107J；
飞艇飞行时，受到的阻力与牵引力是一对平衡力，则由W=Fs可得，飞行时受到的平均阻力：f=F=Ws=2.772×107J2.8×104m=990N。
答：(1)空气阻力；
(2)充满氢气后气囊受到的浮力是27090N；
(3)这次飞行，飞行所需时间为3.5h；蒸汽机做的功为2.772×107J；
飞行时受到的平均阻力为990N。
67.（2021日照）2021年5月22日，“祝融号”火星车安全到达火星表面。“祝融号”相较于国外的火星车移动能力更强大，设计也更复杂。它的质量为240kg，采用主动悬架，6车轮独立驱动、独立转向，在火星的水平面上静止时，每个轮子与火星的接触面积为160cm³。在某次观测时，“祝融号”先用50s时间将车体重心升高1m，然后用1h的时间在一段平直火星面AB上匀速直线行驶了36m，这两个过程共消耗了1.24×104J的电能，“祝融号”将电能转化为机械能的效率为60%。已知物体在火星表面上的重力是地球表面上的25，地球表面上g取10N/kg。求：
(1)“祝融号”在AB段上运动的速度；
(2)“祝融号”静止时，对水平火星表面的压强：
(3)车体重心升高1m的过程中，电流做功的平均功率；
(4)“祝融号”在AB面上匀速直线行驶时所受的阻力。

【答案】0.01m/s 1×104Pa 32W 300N
68．（2021莱芜、钢城）随着国家发展改革委员会对《济南市城市轨道交通第二期建设规划（2020-2025年）》的批复，我市地铁建设步入快车道．右图为济南地铁建设某工地，工人在内用塔吊将质量为的混凝土预制件匀速提升了．若这个混凝土预制件的密度为，取，通过计算回答：

（1）它受到的重力是多少牛？
（2）它的体积是多少米？
（3）在提升它的过程中，塔吊对它做了多少焦的功？
（4）塔吊对它做功的功率是多少瓦？
【答案】解：（1），它受到的重力

（2）由公式，得：它的体积

（3）因为预制件被匀速提升，
所以
塔吊对它做的功

（4）塔吊对它做功的功率
69.（2021广州）如图 16，机将重为 5000N 的货物从地面 A 处竖直匀速提升 40s 到达 B 处.再水平匀速运送到 C处，最后竖直放到楼项 D 处。货物从 C 到 D 用时 50s，路程随时间变化图象如图 17 所示. g 取 10N/kg.

（1）求货物的质量。
（2）求 BC 段吊机对货物的拉力做的功。
（3）求 CD 段货物所受重力做功的功率。
（4）在图 18 中作出货物从 A 到 B 的速度随时间变化图象（仅作图，不用写出计算过程）
【答案】

（4）