【2024浙江中考高频考点考前冲刺】2021-2023年初中科学中考真题考点——能量转化及转移、功

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【2024浙江中考高频考点考前冲刺】2021-2023年初中科学中考真题考点——能量转化及转移、功

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【2024浙江中考高频考点考前冲刺】2021-2023年初中科学中考真题考点
——能量转化及转移、功
一.选择题(共9小题)
1.某同学研究滑轮的作用,用重为0.2牛的滑轮,把2牛的钩码匀速提升1米。在不计绳重和摩擦的情况下,拉力F做的功为(  )
A.0焦 B.1.1焦 C.2.2焦 D.4.4焦
2.白鹤滩水电站装机容量位列全球第二,年平均发电量达624亿千瓦时,这些能量来自大坝拦截的水所具有的(  )
A.机械能 B.内能 C.化学能 D.电能
3.2023年5月11日,天舟六号货运飞船与空间站完成对接。这是我国改进型货运飞船首发船,其发射成功意义重大。下列说法正确的是(  )
A.起飞时,燃料的化学能全部转化为火箭的机械能
B.对接完成后,以空间站为参照物,飞船是静止的
C.货物从地面运到空间站,其质量与重力都保持不变
D.完成对接后,空间站绕地球运动时运动状态保持不变
4.如图所示,物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动。物块的相关科学量随时间变化规律的图像正确的是(  )
A. B.
C. D.
5.如图是雨滴在空中下落过程中速度与时间的关系图。雨滴在t1﹣t3三个时刻中具有的动能分别是E1、E2、E3,不考虑下落过程中雨滴的质量变化,则动能的大小关系是(  )
A.E1<E2<E3 B.E1>E2>E3 C.E1<E2=E3 D.E1=E2<E3
6.如图是滚摆完成一次下降和上升的示意图。该过程中,滚摆处于甲、乙位置时(  )
A.重力势能不同,动能相同
B.重力势能不同,动能不同
C.重力势能相同,动能相同
D.重力势能相同,动能不同
7.滑板是深受青少年喜欢的一项体育运动。如图是U形滑台和运动员姿势的简化示意图。运动员在滑台A处由静止自由下滑,不计滑台摩擦和空气阻力,仅依靠滑行过程中运动员姿势的自然(不用力)变化,最有可能滑到滑台C处的是(  )
A. B.
C. D.
8.一端封闭的两个完全相同的玻璃管(如图所示),甲中装水,乙中装食用油。两个完全相同的金属小球从O处静止释放,下落到P处,小球在食用油中下落的时间更长。比较两小球从O处到P处的下落情况,则小球(  )
A.重力势能变化量不相同
B.获得的动能相同
C.在食用油中重力做功慢
D.机械能不变
9.核酸检测采样时使用的“采样拭子”,其顶端是如图所示的植绒拭子,安全、无毒。有一种植绒方式是:植绒机产生数万伏的高压静电,通过电子转移让喷头中的绒毛带上负电荷,然后在被植绒物体表面喷涂上胶粘剂,移动喷头靠近被植绒物体,绒毛在高压静电作用下从喷头中飞升到被植绒物体表面,呈垂直状植在涂有胶粘剂的物体表面。上述植绒过程中蕴含了许多科学知识,下列描述不合理的是(  )
A.喷头中的绒毛带上负电荷,是由于绒毛得到了电子
B.以移动的喷头为参照物,被植绒物体是运动的
C.绒毛能在高压静电作用下运动,是由于能量可以创生
D.绒毛从喷头中飞升到被植绒物体表面,是由于力能改变物体的运动状态
二.填空题(共10小题)
10.如图是小明在做俯卧撑和引体向上的锻炼场景。
(1)图甲中小明静止时地面对双手的支持力为F1,图乙中小明静止悬挂在单杠上时,单杠对他的作用力为F2,则F1   F2(选填“大于”“小于”“等于”)。
(2)重为600牛的小明按图乙做一个引体向上,需克服自身重力做功约为    焦。
(3)运动时,人体产热增加,散热也加快,使体温维持稳定。写出此时散热的一种方式:   。
11.某同学发明一自动升降排水井盖(如图甲),暴雨时通过收集雨水实现井盖自动抬升(如图乙),加快路面雨水的排放。
(1)井盖抬升过程中,定滑轮的作用是    。
(2)某次排水过程中,重150牛的井盖被抬升0.1米。此过程中,克服井盖重力做功    焦。
(3)要使降水量稍小时就能抬升井盖,可采取的措施有:   。(写出一点)
12.重为0.027牛的乒乓球,从1米高的A点自由下落,第一次落地弹起至0.6米的最高点B(如图甲),将乒乓球置于装有适量水的杯子中,一起从1米高处自由下落,杯子落地后乒乓球弹起的高度远大于1米(如图乙)。
(1)图甲中的乒乓球从A点下落到弹起至B点的过程中,机械能减少    焦;
(2)图乙中的乒乓球弹起的高度远大于1米,是由于乒乓球弹起瞬间机械能增大,此时对乒乓球做功的物体是    。
13.如图所示为蹦极运动的简化示意图,弹性绳一端系在运动员双脚上,另一端固定在跳台O点。运动员由静止开始自由下落,A点处弹性绳正好处于原长;B点处运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等;C点处是蹦极运动员到达的最低点。(整个过程忽略空气阻力,弹性绳的自重不计)
(1)从O点到A点的过程中,运动员的机械能    (选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”)。
(2)从A点到C点的过程中,弹性绳的弹性势能    (选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”,下同);运动员的动能    。
14.你一定剪过指甲吧!为什么指甲被剪断之后不是原地掉下来,而是“飞”出去?原来,指甲受到指甲钳的挤压,改变了    ,当指甲被指甲钳剪断后,指甲的    转化为指甲的动能,让指甲“飞”出去。
15.2022年3月,我国最大推力的氢氧发动机在北京完成首次试车。氢氧发动机为火箭腾飞提供“硬核”动力,结构简图如图。
(1)为便于运输和储存,通常采用降温和压缩体积的方式将氢气和氧气    (填物态变化名称)后分别储存于火箭的液氢贮箱和液氧贮箱。
(2)燃料燃烧产生的高温高压气体,使发动机对火箭持续做功,直至上升到特定轨道,该过程中能量的转化是    。
16.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,“横木穿插硾头,硾嘴为铁,足踏其末而舂之”,如图甲所示。若硾头质量为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)若每次硾头上升的高度为0.6米,1分钟撞击臼中的谷粒20次,则人克服硾头重力做功的功率为    瓦。
17.福建舰是我国完全自主设计制造的第三艘航母,其配置的电磁弹射是当今世界少数国家掌握的先进技术。电磁弹射的结构示意如图甲,其科学原理如图乙。
(1)航母上的发射轨道相当于图乙中两根金属导轨,弹射车相当于金属棒ab,通电后磁场对弹射车产生    ,从而使弹射车牵引飞机快速运动,当弹射车运动到轨道末端停下来时,由于飞机具有    而保持原来的运动状态,并在发动机动力的作用下加速飞离甲板。
(2)电磁弹射原理虽简单,但是建造所需的技术难度极高。如电磁弹射需要强大的电力储能系统,能在3秒内提供1.2×108焦的电能,将几十吨的飞机加速到几百米/秒,该系统的功率至少达    瓦。
18.跳台滑雪是冬奥会比赛项目之一
(1)北京冬奥会上某运动员在跳台滑雪比赛时的运动轨迹如图所示,该运动员沿跳台从A点到B点的下滑过程中,重力势能大小的变化是    ;
(2)跳台采用的人造雪可循环利用,体现绿色奥运理念。造雪时不断吸入水,喷出粉状雪,该造雪过程中水发生的主要物态变化是    。
19.如图所示,为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放,最高到达右侧圆弧槽B点处;然后再次滑下,最高到达左侧圆弧槽C点处。其中A、B两点距离水平面的高度分别为H、h。(忽略空气阻力)
(1)物体从A点滑到水平面时,重力所做的功为    。
(2)物体从A点滑到B点的过程中,损失的机械能转化为物体内能的效率为η,则物体到达B点时温度升高了    。(物体比热容用c表示)
(3)C点距离水平面的高度为    。
三.计算题(共1小题)
20.金义东(金华﹣义乌﹣东阳)线是金华轻轨的首条线路,全长约108千米,该线路的建成有助于打造金义都市区“一小时通勤圈”。金义东线所用列车空载时的质量约为200吨,停靠时车轮跟铁轨接触总面积为0.8平方米,最高设计速度为120千米/小时。完成下列问题:
(1)若列车全程以最高设计速度行驶,途中不停靠,则从金华到东阳共需要多少小时?
(2)停靠时,空载列车对铁轨的压强为多少?
(3)若空载列车以最高设计速度匀速直线行驶时,所受阻力为车重的0.04倍,此时该列车的功率为多少瓦?
四.解答题(共12小题)
21.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。
天体 离地球距离 天体表面物体受到的重力 表面状况 大气压情况
火星 5.5×107km~4×108km 约为地球上的 岩石、高山、平原 只有地球大气压的1%,大气中95%为二氧化碳
月球 3.6×105km~4×105km 约为地球上的 环形山、高地、平原 没有
(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。    。
22.科技改变生活,某餐馆用智能送菜机器人(如图)替代人工送菜。
(1)该机器人以1米/秒的速度运行30米将菜送到客人桌前,用时    秒;
(2)若机器人工作时牵引力恒为50牛,完成本次送菜,牵引力做功    焦。
23.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?
24.2060年前我国要实现“碳中和”目标,其中碳减排、碳封存是实现碳中和的主要途径。
(1)人们常说“电动汽车比燃油车环保”,为了探明电动和燃油两种汽车的碳排放量,科学家对A品牌某款电动汽车和B品牌某款燃油汽车进行四个维度的对比,相关信息如下表。
对比维度 电动汽车 燃油车
汽车生产及回收 每生产和回收一辆共排放约20.5吨碳(其中生产和回收锂电池组约占一半的碳排放) 每生产和回收一辆共排放约10.1吨碳
能源生成 使用绿色能源为其供电,年均消耗的电能相当于排放约0.7吨碳 动力来自化石燃料的燃烧,年均排放约3.3吨碳
使用维护 一年保养维护排放约0.15吨碳 一年保养维护排放约0.15吨碳
电池使用年限 锂电池组平均寿命8年 /
根据以上信息,从碳排放的角度来看,你是否赞同“电动汽车比燃油车环保”这个观点,并说明理由。
(2)该电动汽车匀速通过高速公路上一段3km的平直路段,用时0.03h,消耗的电能为2.25×106J。请计算:①汽车行驶的速度。②若消耗电能的80%用于驱动汽车前进,汽车在该路段行驶时受到的阻力。
(3)全球排放的CO2,大约有30%~40%被海洋吸收,导致海水酸化。捕获海水中的CO2比捕获空气中的成本更低,科学家计划从海水中捕获CO2,收集后压缩成液态,再注入海底废弃的油田封存。
①封存CO2能有效减缓    效应。②为实现碳中和目标,我们应该如何践行低碳生活    。
A.天天使用一次性筷子
B.节约纸张,节约用水用电
C.减少或拒绝使用一次性塑料袋
D.走路、骑车或乘坐公共交通工具上学放学
25.2021年5月10日,成都市某小区电梯内发生一起电瓶车自燃事故。
(1)电瓶车自燃的原因很多,常见的是由于电源短路,形成大电流并产生大量的热。这一过程中,化学能转化为电能,电能再转化为    能。
(2)针对上述电梯内电瓶车自燃隐患,宁波市未雨绸缪,早就采取了相应的措施,其中“阻车感应系统”已在多个小区推行。如图1所示是某阻车感应系统在电梯轿厢内的信息传递示意图,一旦电瓶车进入电梯,就会被摄像头检测到,语音告警器将进行语音提示,同时电梯门不会关闭。这一信息传递过程与反射弧类似,图中的    (填序号)类似于反射弧中的感受器。
(3)电动汽车一般由电池包供电。若电池包意外进水,可能引发电动汽车自燃,其机理图如图2,这里的可燃性气体是    。
26.汽车在给人们的出行带来便利的同时,也带来了能源消耗、尾气污染等问题。
材料一:如图是一辆小汽车行驶时的能耗分配图。汽油在汽缸内完全燃烧时放出的能量,大约只有13%用于驱动汽车前进,而其余87%的能量则被损耗掉了。
材料二:排出的尾气除了CO2、H2O外,还有CO、NO、NO2及未燃烧的碳氢化合物等有害气体。
结合材料:
(1)对汽车行驶时能量形式的转化与损耗途径作出分析。
(2)请从节能、减排等方面对燃油汽车提出技术改进建议。
27.如图甲是清代的手持消防水枪,它在消防灭火中发挥过一定作用,其部分结构如图乙:枪身由内外两个套筒组成,外筒底部是进水口,内筒顶端是喷水口、底部有活塞。使用时将进水口浸没在水中,先向上提内筒吸水,再向下压内筒喷水,如此反复。
【原理分析】使用消防水枪吸水时,主要是利用了    ;
【方案设计】如图丙和丁是小丽设计的消防水枪进水口的两种结构,合理的是    ;
【尝试实践】为了解消防水枪的使用效果,小丽和小科仿制了消防水枪并进行演示,用30秒将20千克水喷到15米高处,求他们对水做功的功率。
28.太阳能将成为全球未来供电的主要能源。某学校开展了“制作太阳能动力小车”的项目活动。小科制作的小车已经完成,测定的参数如下:小车的质量为100g,车长8cm、宽6.5cm、高3cm,轮胎与地面的总接触面积为2cm2。完成下列问题:
(1)小车静止在水平地面时,对地面的压强为多少?
(2)某次测试中,小车在阳光照射下行驶40米用时1分20秒,该次测试中小车的速度为多少?
(3)测试中,小车以最快速度0.8m/s在水平地面上匀速直线行驶,若受到的阻力为重力的0.1倍,此时小车的功率为多少瓦?
29.如图所示为自动升降单杆晾衣架,顶盒中有牵引装置,甲、乙是连接牵引装置和水平晾杆的竖直钢丝绳,水平晾杆上有7个挂衣孔,相邻两孔间距相等,甲、乙钢丝绳悬挂晾杆的点分别与1号、7号孔中心对齐。现把重为30N的衣服(含衣架)挂在5号孔(不计晾杆和绳的重力,不计摩擦和空气阻力)。
(1)绳甲对晾杆的拉力为F甲,绳乙对晾杆的拉力为F乙,则F甲   F乙,(选填“大于”“等于”或“小于”)。
(2)此时绳甲对晾杆的拉力F甲为多少?
(3)闭合开关,牵引装置工作,将晾杆保持水平状态匀速提升1.2m,用时10s,此过程该装置牵引钢丝绳做功的功率是多少?
30.我国设计生产的无人机世界领先,具有高效、轻巧、功率大等特点,广泛应用于工业、农业、军事等领域。如图为某型号农用无人机,主要用于播种、施肥、打药等,铭牌上的部分参数如下表所示,完成下列问题。
整机型号 N420
最大起飞质量 56kg
药箱额定容量 30L
作业速度 1~12m/s
(1)这款无人机以5m/s的作业速度共水平飞行3.6km,需要多少小时?
(2)这款无人机以最大起飞质量停放在水平地面,对地面的压强约7000Pa,无人机与地面的总接触面积约为多少平方米?
(3)若这款无人机以最大起飞质量、1.2m/s速度竖直向上匀速飞行,不计空气阻力,则按此要求计算无人机的功率至少是多少瓦?
31.2023年,广交会上展出的可骑行电动行李箱,受到许多客商的欢迎。某品牌电动行李箱的部分参数如下表。质量为50千克的测试者坐在空行李箱上(如图),以最大速度在展厅匀速直线骑行20秒,骑行时所受阻力是总重的0.04倍。
部分参数
最大速度 3米/秒
空箱质量 10千克
轮子与地面的总接触面积 0.003米2
(1)测试者在20秒内骑行的路程为    米;
(2)求测试者坐在电动行李箱上时,行李箱对水平地面的压强;
(3)求测试过程中电动行李箱克服阻力做功的功率。
32.在湖州看见美丽中国,美丽湖州吸引越来越多的外地游客驾车前来休闲度假。某房车的总质量为3×103千克,在一段平直的高速公路上匀速行驶3千米,用时2分钟,运动过程中受到的阻力为车重的0.1倍。高速公路上限速120千米/时。
(1)高速上限速,实际上是为了避免汽车的    (填选项)过大,减少车祸发生时的危害。
A.惯性
B.动能
C.势能
D.摩擦力
(2)通过计算判断该房车在此路段是否超速。
(3)计算在这3千米路程内房车牵引力所做的功。
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【2024浙江中考高频考点考前冲刺】2021-2023年初中科学中考真题考点
——能量转化及转移、功 答案
一.选择题(共9小题)
1.解:(1)不计绳重和摩擦,拉力:F=(G+G轮)=×(2N+0.2N)=1.1N;
(2)拉力端移动的距离:s=2h=2×1m=2m,
拉力做功:W=Fs=1.1N×2m=2.2J。
故选:C。
2.解:水电站是通过水的机械能转化为电能,因此这些能量来自大坝拦截的水所具有的机械能,故B、C、D错误,A正确。
故选:A。
3.解:A、在能量的转化和转移的过程中,有能量的散失,所以燃料的化学能不可能全部转化为火箭的机械能,故A错误;
B、飞船与空间站组合体对接完成后,飞船相对于空间站的位置没有改变,所以以空间站为参照物,飞船相对静止,故B正确;
C、货物从地面带到“天宫”后,所含物质的多少并没有改变,所以其质量不变;物体由于地球的吸引而受到的力叫重力,货物在太空中处于失重状态,重力为零,因此货物重力发生变化,故C错误;
D、空间站绕地球运动过程中,运动的方向不断变化,运动状态不断变化,故D错误。
故选:B。
4.解:A、物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动,路程与时间成正比,图像应为正比例函数,而选项的图中表示路程不随时间发生变化,故A错误;
B、物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动,质量不变,速度不变,动能不变,故B正确;
C、物块在斜面上的位置逐渐升高,重力势能随时间的增加而增大,而选项的图中表示重力势能不变,故C错误;
D、运动过程中,物块动能不变,重力势能增加,则机械能增加,而选项的图中表示机械能不变,故D错误。
故选:B。
5.解:根据图像可知,雨滴在t1﹣t2时刻中,速度逐渐变大,质量不变,动能变大,所以E1<E2,雨滴在t2﹣t3时刻中,速度保持不变,质量不变,动能不变,所以E2=E3,故动能的大小关系是:E1<E2=E3。
故选:C。
6.解:整体过程中,滚摆的质量不变,由图可知,滚摆起点位置的高度大于滚摆上升的最高高度,由重力势能影响因素可知,滚摆起点位置的重力势能大于滚摆上升到最高位置的重力势能,而这两个位置时的速度为零,由动能影响因素可知,这两个位置时的动能为零,而机械能等于重力势能加动能,因此滚摆起点位置的机械能大于滚摆上升到最高位置的机械能,说明滚摆在运动的过程中机械能在不断的减小,因此滚摆乙位置时的机械性能小于在甲位置时的机械能,由于甲、乙两位置滚摆的高度相同,由重力势能影响因素可知,滚摆在甲、乙两位置时的重力势能相等,因此滚摆在乙位置时的动能小于在甲位置时动能,即该过程中,滚摆处于甲、乙位置时重力势能相同,动能不同,故D正确。
故选:D。
7.解:不计滑台摩擦和空气阻力,则运动员在整个过程中机械能守恒;
A、若运动员站立着从A开始滑行,到达U形滑台另一侧最高位置B点时,若是站立着,则此时重力势能等于A点的重力势能,动能为零,所以运动员不会继续向前滑行,就不会到达C点,故A错误;
B、若运动员站立着从A开始滑行,到达U形滑台另一侧最高位置B点时,若是全蹲着,则此时重力势能小于A点的重力势能,则A点部分重力势能转化为动能,动能此时不为零,所以运动员会继续向前滑行,就可能会到达C点,故B正确;
CD、若运动员全蹲着从A开始滑行,到达U形滑台另一侧最高位置B点时,也应该是全蹲着(前后两次重力势能相等,动能均为零),因为若是站着到达或者平蹲着到达B点,则运动员在B点的重力势能大于初始的A点(违反机械能守恒定律),故CD错误。
故选:B。
8.解:
A、两个完全相同的金属小球从O处静止释放,下落到P处,下落的高度相同,小球的质量相同,则小球的重力势能变化量相同,故A错误;
B、小球在食用油中下落的时间更长,则小球在食用油中的速度小,质量相同,小球在食用油中的动能小,故B错误;
C、小球的质量相同,重力相同,根据P===Gv可知,小球在食用油中重力做功慢,故C正确;
D、小球在运动过程中受到液体的阻力,克服阻力做功,机械能会变小,故D错误。
故选:C。
9.解:A、喷头中的绒毛带上负电荷,是由于绒毛得到了电子,故A合理;
B、以移动的喷头为参照物,被植绒物体与喷头的位置不断变化是运动的,故B合理;
C、能量不能被创生,也不能被消灭,能量是守恒的,总量不变,故C不合理;
D、绒毛从喷头中飞升到被植绒物体表面,是由于力能改变物体的运动状态,故D合理。
故选:C。
二.填空题(共10小题)
10.解:(1)图甲中小明静止时地面对双手的支持力为F1,此时地面对双手的支持力和双脚的支持力的和等于小明自身的重力大小;
图乙中小明静止悬挂在单杠上时,单杠对他的作用力F2等于小明自身的重力,此时则F1小于F2;
(2)重为600牛的小明按图乙做一个引体向上,需克服自身重力做功W=Gh=600N×0.7m=420J;
(3)运动时,人体产热增加,散热也加快,使体温维持稳定,此时散热的一种方式为通过汗液蒸发散热。
故答案为:(1)小于;(2)420;(3)通过汗液蒸发散热。
11.解:(1)井盖抬升过程中,定滑轮的作用是改变力的方向;
(2)已知井盖的重力G=150N,井盖上升的距离h=0.1m,则克服井盖重力做功W=Fs=Gh=150N×0.1m=15J;
(3)由图乙可知,水槽以及水槽中水的重力等于井盖的重力,因此要使降水量稍小时就能抬升井盖,可采取的措施有减小井盖的重力。
故答案为:(1)改变力的方向;(2)15;(3)减小井盖的重力。
12.解:(1)由题意知,乒乓球从A点下落到弹起至B点的过程中,减少的高度为:
Δh=1m﹣0.6m=0.4m,
则减少的机械能为 W=GΔh=0.027N×0.4m=0.0108J;
(2)水和杯子一起向下运动,落地瞬间杯子由于受到阻力停止运动,水由于惯性要继续运动,所以水对杯底要产生一个压力,因为物体间的作用力是相互的,所么用杯底对水一个反作用力,小球在水的作用力的方向生移动距离,所以水对乒乓球做了功。
故答案为:(1)0.0108;(2)水。
13.解:(1)O点到A点,运动员自由下落,其重力势能转化为动能,由于不计空气阻力,所以运动员的机械能不变;
(2)在从A点至C点运动员的动能和重力势能转化为绳的弹性势能;A点到B点的过程中,重力大于弹性绳对运动员拉力,因此速度越来越大,动能越来越大;到达C点动能变为0,弹性势能增大到最大值,所以从A点到C点的过程中,弹性绳的弹性势能增大,而运动员的动能先增大后减小。
故答案为:(1)不变;(2)增大;先增大后减小。
14.解:指甲被挤压后发生形变,此时指甲具有弹性势能,当指甲被指甲钳剪断后,指甲的弹性势能转化为指甲的动能。
故答案为:形状;弹性势能。
15.解:(1)为方便运输和储存,通常采用降温和压缩体积的方式将氢气和氧气液化后分别储存于火箭的液氢贮箱和液氧贮箱;
(2)燃料在燃烧的过程中产生的高温高压气体,使发动机对火箭持续做功,内能转化为机械能。
故答案为:(1)液化;(2)内能转化为机械能。
16.解:(1)由图可知,O是支点,从O点向阻力F2的作用线引垂线,可得阻力臂L2,如图所示:
舂在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。
(2)不计横木的重力和摩擦,1min内人克服硾头重力做功:
W总=nW=20×Gh=20×mgh=20×20kg×10N/kg×0.6m=2400J,
做功的功率:
P===40W。
故答案为:(1)见解答;费力;(2)40。
17.解:(1)飞机受到弹射车的推力而向前弹射飞出,表明磁场对弹射车内的导体产生力的作用,从而使弹射车牵引飞机快速运动;
由于飞机具有惯性而保持原来的运动状态,所以在发动机动力的作用下加速飞离甲板。
(2)系统的功率:
P===4×107W。
故答案为:(1)力的作用;惯性;(2)4×107。
18.解:(1)运动员沿跳台从A点到B点的下滑过程中,质量不变,高度降低,所以重力势能变小;
(2)造雪时不断吸入水,喷出粉状雪,是液态变为固态,所以该造雪过程中水发生的物态变化是凝固。
故答案为:(1)变小;(2)凝固。
19.解:
(1)质量为m的物体的重力为:G=mg,物体从A点滑到水平面时,重力所做的功:W=GH=mgH;
(2)A、B两点距离水平面的高度分别为H、h,
物体从A点滑到B点的过程中,损失的机械能(重力势能的减少量)为:ΔE=GΔh=mg(H﹣h),
机械能转化为物体内能的效率为η,则物体增加的内能(吸收的热量):Q吸=ΔEη=mg(H﹣h)η,
由Q吸=cmΔt可知,物体到达B点时温度升高了:Δt===;
(3)再次滑下的过程,水平面的粗糙程度不变,长度也不变,即物体克服摩擦力做的功不变,即损失的机械能不变,
所以达到C点时物体的机械能(此时只有重力势能):EC=EB﹣ΔE=mgh﹣mg(H﹣h)=mg(2h﹣H),
由W=Gh可得,C点距离水平面的高度为:hC====2h﹣H。
故答案为:(1)mgH;(2);(3)2h﹣H。
三.计算题(共1小题)
20.解:(1)根据v=可知,从金华到东阳需要的时间为:t===0.9h;
(2)停靠时,空载列车对铁轨的压力等于自身的重力,空载列车对铁轨的压强为:
p=====2.5×106Pa;
(3)列车运行时受到的阻力:f=0.04G=0.04mg=0.04×200×103kg×10N/kg=8×104N;
因列车匀速行驶时,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,所以,列车的牵引力:F=f=8×104N,
则列车以最高速度空载匀速运行时牵引力的功率:
P=Fv=8×104N×m/s≈2.67×106W。
答:(1)若列车全程以最高设计速度行驶,途中不停靠,则从金华到东阳共需要0.9小时;
(2)停靠时,空载列车对铁轨的压强为2.5×106Pa;
(3)若空载列车以最高设计速度匀速直线行驶时,所受阻力为车重的0.04倍,此时该列车的功率为2.67×106W。
四.解答题(共12小题)
21.解:(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v=可得,地面指挥人员发出的信息传播到火星所用的时间:t===600s=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)祝融号火星车在火星表面受到的重力:G火=G地=mg=×240kg×9.8N/kg=940.8N,
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的功:W=G火h=940.8N×100m=94080J;
(3)人类生存需要空气和水,而火星上没有空气和水,设计制定建立研究计划时,需要考虑人类生存的问题有:如何获取空气和水;
(4)地球上雨后“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。
故答案为:(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v=可得,地面指挥人员发出的信息传播到火星所用的时间:t===600s=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(合理即可);
(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。
22.解:(1)由v=得,机器人用时:
t===30s;
(2)完成本次送菜,牵引力做功:
W=Fs=50N×30m=1500J。
故答案为:(1)30;(2)1500。
23.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:.
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。
24.解:(1)赞同,燃油车和电动汽车按照8年的使用年限来计算,电动汽车排放的碳为20.5t+0.7t×8+0.15t×8=27.3t;燃油车排放的碳为10.1t+3.3t×8+0.15t×8=37.7t;电动汽车的碳排放量低于燃油车的碳排放量。
(2)①汽车行驶的速度为:=27.8m/s;
②若消耗电能的80%用于驱动汽车前进,汽车在该路段行驶时的牵引力为:=600N;
因为汽车匀速行驶时,牵引力和阻力是一对平衡力,所以有:f=F=600N。
(3)①封存CO2能有效减缓温室效应;
②A.天天使用一次性筷子,增加木材的使用,不利于低碳生活,故A不符合题意;
B.节约纸张,节约用水用电,有利于低碳生活,故B符合题意;
C.减少或拒绝使用一次性塑料袋,有利于低碳生活,故C符合题意;
D.走路、骑车或乘坐公共交通工具上学放学,有利于低碳生活,故D符合题意。
故选:BCD。
答:(1)赞同,燃油车和电动汽车按照8年的使用年限来计算,电动汽车排放的碳为20.5t+0.7t×8+0.15t×8=27.3t;燃油车排放的碳为10.1t+3.3t×8+0.15t×8=37.7t;电动汽车的碳排放量低于燃油车的碳排放量。
(2)①汽车行驶的速度为100km/h;②若消耗电能的80%用于驱动汽车前进,汽车在该路段行驶时受到的阻力为600N;
(3)①温室;②BCD。
25.解:(1)电源短路,形成大电流并产生大量的热.这一过程中,化学能转化为电能,电能再转化为内能或热能;
(2)阻车感应系统中的信息传递过程与反射弧类似,系统中电瓶车识别预警摄像头的作用是检测是否有电瓶车进入电梯,相当于反射弧中接受信息的感受器;
(3)电解水时生成氢气和氧气,具有可燃性的气体为氢气。
故答案为:(1)内(或热);
(2)①;
(3)氢气。
26.答:(1)汽车行驶时的能量转化分析:汽油的化学能转化为气体内能,然后再转化为活塞机械能,最后为汽车机械能,转化率很低;
损耗途径分析:绝大部分是以内能形式损失的,部分是未完全燃烧的碳氢化合物损失,还有少量是汽油蒸发损失。
(2)技术改进建议:减少散热器、排气管和发动机的热损失;减少汽油的蒸发;使汽油充分燃烧;研制和使用混合动力或者纯电动的新能源汽车。
27.解:
(1)使用消防水枪吸水时,首先用力推动活塞,将水枪筒内的空气排出,然后将进水口浸入水中,再拉动活塞,此时筒内气压减小,在外界大气压的作用下,水被压入水枪筒内,故使用消防水枪吸水时,主要是利用了大气压;
(2)将进水口浸没在水中,先向上提内筒吸水,此时阀门应打开,再向下压内筒喷水,阀门应关闭,由消防水枪的结构看,丙符合要求,而丁图中吸水时阀门会关闭,喷水时阀门会打开;
(3)喷水时对水做的功:
W=Gh=mgh=20kg×10N/kg×15m=3000J,
对水做功的功率:
P===100W。
故答案为:(1)大气压;(2)丙;(3)对水做功的功率为100W。
28.解:(1)小车的重力:G=mg=100×10﹣3kg×10N/kg=1N,
小车对水平地面的压力:F=G=1N,
则小车对地面的压强:p===5000Pa;
(2)测试过程中小车行驶的时间:t=1min20s=80s,
则该次测试中小车的速度:v===0.5m/s;
(3)小车受到的阻力:f=0.1G=0.1×1N=0.1N,
因为小车在水平地面上匀速直线运动,所以小车的牵引力:F=f=0.1N,
则此时小车的功率:P===Fv=0.1N×0.8m/s=0.08W。
答:(1)小车静止在水平地面时,对地面的压强为5000Pa;
(2)该次测试中小车的速度为0.5m/s;
(3)此时小车的功率为0.08W。
29.解:
(1)若以5号孔为支点,结合图可知F甲的力臂大于F乙的力臂,且力臂关系为L甲:L乙=2:1,由杠杆的平衡条件F甲L甲=F乙L乙可知,F甲小于F乙;
(2)若以7号孔为支点,结合图可知F甲和F衣的力臂关系为L甲:L衣=3:1,
衣服和衣架对晾杆的拉力F衣=G衣=30N,
根据杠杆的平衡条件得F甲L甲=F衣L衣,
代入数值解得F甲=10N;
(3)牵引钢丝绳做功W=G衣h=30N×1.2m=36J,
牵引钢丝绳做功的功率P===3.6W。
故答案为:(1)小于;(2)此时绳甲对晾杆的拉力F甲为10N;(3)此过程该装置牵引钢丝绳做功的功率是3.6W。
30.解:(1)5m/s=18km/h,由速度v=可知,
需要的时间:t===0.2h;
(2)无人机以最大起飞质量停放在水平地面,对地面的压力:F=G=mg=56kg×10N/kg=560N,
无人机与地面的总接触面积S===0.08m2,
(3)无人机以最大起飞质量、1.2m/s速度竖直向上匀速飞行,不计空气阻力,克服重力做功,
则无人机的功率:P===Gv=560N×1.2m/s=672W。
答:(1)这款无人机以5m/s的作业速度共水平飞行3.6km,需要0.2h;
(2)无人机与地面的总接触面积为0.08m2;
(3)无人机的功率至少为672W。
31.解:(1)由v=可知,测试者在20秒内骑行的路程:s=vt=3m/s×20s=60m;
(2)行李箱和测试者的总重力:G总=m总g=(50kg+10kg)×10N/kg=600N,
测试者坐在电动行李箱上时,行李箱对水平地面的压力:F压=G总=600N,
行李箱对水平地面的压强:p===2×105Pa;
(3)由题意可知,测试过程中电动行李箱受到的阻力:f=0.04G=0.04×600N=24N,
电动行李箱克服阻力做功的功率:P===fv=24N×3m/s=72W。
答:(1)60;
(2)行李箱对水平地面的压强为2×105Pa;
(3)电动行李箱克服阻力做功的功率为72W。
32.解:(1)动能的大小与质量和速度有关,质量一定时,速度越大,动能越大,而惯性、势能和摩擦力均与速度大小无关,所以高速上限速,实际上是为了避免汽车的动能过大,减少车祸发生时的危害。故应选B。
(2)房车的速度:v===90km/h,
因为90km/h<120km/h,所以该房车在此路段没有超速。
(3)因为房车在一段平直的高速公路上匀速行驶,所以牵引力F=f=0.1G=0.1mg=0.1×3×103kg×10N/kg=3×103N,
则在这3千米路程内房车牵引力所做的功:W=Fs=3×103N×3×103m=9×106J。
答:(1)B;
(2)计算可知该房车在此路段没有超速。
(3)在这3千米路程内房车牵引力所做的功为9×106J。
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