17.力学计算——功率、功、效率大题计算-2025年中考科学三轮复习精练突破（浙江专用）

力学计算——功率、功、效率大题计算 1、为缓解城市交通拥堵，嘉兴市区建设有轨电车交通系统。 （1）电车运行前须进行满载测试，为确保安全，测试时用沙袋来模仿代替人，如图。某次测试，车厢内放了30袋沙，每袋体积为0.5米3。这相当于车厢内坐了质量为60千克的人多少个？（沙堆积后的密度ρ取1.6×103千克/米3） （2）1号线从嘉兴南站首发，终点站为嘉兴火车站。某同学乘车从南站出发到嘉兴一中上学，途经6站，总路程约为8千米，途经各站共停留6分钟，电车行驶时的平均时速为40千米时，若该同学打算7∶00前到校，那么他应该乘最迟几点前从南站出发的车？ （3）电车设计的最高速度为72千米/时，若电车总质量为80吨，行驶时受到的阻力为自重的0.05倍，那么，当车辆以最高速度运行时，功率为多少瓦？（g取10牛/千克） 2、在“碳中和、碳达峰”理念下，电动汽车越来越受人们的欢迎。下表是某品牌电动汽车部分参数： 整车质量 2t 充电一次最大行驶里程 600km 最大载重量 400kg 每个车轮与地面接触面积 100cm2 （1）空车停在路上对路面的压强是多少？ （2）在最大载重时，该电动汽车在平直公路上以72km/h的速度匀速行驶2分钟，此时阻力为车重的0.1倍，求牵引力所作的功； （3）若匀速行驶时汽车所受阻力与速度的关系为f=kv2，当汽车分别以100km/h和60km/h的速度在平直路面匀速行驶时，其牵引功率之比为。 3、为减少汽车尾气排放造成大气污染的加剧，新能源汽车正逐渐成为汽车行业的焦点。插电式混动汽车是常见的一种新能源汽车，行驶动力可由电动机或燃油发动机单独提供，也可以由二者同时提供。前不久，小科家新买了一辆新能源汽车，好奇的小科查看了该汽车的说明书，发现了如下表列出的部分有关数据： 整车质量/kg 燃油发动机额定功率/kW 轮胎与地面总接触面积/cm2 燃油标号 1200 90 2000 95号 结合以上数据分析并计算： （1）当电池电量充足时，该汽车行驶时通过电池使电动机转动，从而驱动汽车行驶。此过程中电能转化为 能； （2）计算该小汽车静止在水平地面上时，对地面的压强为多大？ （3）若该小汽车使用燃油发动机单独提供动力，在平直高速路上以额定功率匀速运动的速度是108km/h，计算该车行驶10km燃油发动机牵引力所做的功为多大？ 4、传统的公共充电桩充电电流在32A到80A之间。充电电流小会使充电速度过慢，用户等待时间长。日前，华为数字能源助力打造的全液冷超级充电桩正式上线，最大充电电压为1000V，对应的最大充电功率是600kW。该产品具有充电快、噪音低、寿命长的特点，用“遥遥领先”的技术为国家环保减排事业再立新功。（“全液冷系统”是一种密闭式液冷系统，通过冷板和风液换热器两种高效换热部件将产生的热量通过液体带出机体）请结合以上信息。 （1）该充电桩最大充电电流是多少？ （2）新款比亚迪唐纯电车搭配有108kW•h容量的磷酸铁锂电池，若使用最大功率给该车充电，让电池的电量从25%充到100%，理论上需要多少分钟？ （3）传统充电桩没有冷却系统，为什么华为超级充电桩需要用“全液冷系统”？ 5、图是家用的手持“吸拖一体机”，它集合了吸尘器、拖把的优点，可实现随手吸尘和去除污渍，其相关数据如表所示。 项目 参数 充电电压/V 220 充电电流/A 0.5 充满电的时间/h 4 整机使用功率/W 220 续航时长/min 48 （1）消耗的电能主要转化为 能； （2）若将手持“吸拖一体机”的蓄电池充满电，需要消耗电能多少千瓦时？ （3）已知该机使用时电能的转化效率为20~30%，请计算判断实际续航时间能不能达到48min？ 6、快捷酒店常用智能机器人为旅客送递物品。如图是一款质量为80kg的智能机器人。工作时，该机器人在地面上匀速直线移动的速度为1m/s，所受阻力是机器人重力的0.05倍。求： （1）机器人所受重力； （2）机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力； （3）机器人在水平地面上匀速直线移动30s，此过程中牵引力做功的功率。 7、某汽车空载静止时对水平地面的压强为3.5×105Pa，轮胎与地面总接触面积为0.04m2.当汽车以20m/s的速度匀速直线行驶时，发动机的输出功率为 20kW。求： （1）汽车空载时的质量； （2）当汽车以20m/s的速度匀速直线行驶时所受的阻力； （3）当汽车以20m/s的速度匀速直线行驶时油耗为10L/100km， 则该汽车发动机的效率。（汽油热值：（4.0×107J/kg，汽油密度： 0.8kg/L） 8、我国新能源汽车年产销售全球占比已超过。国产某品牌新能源汽车的部分信息如下： 制造年月：2022年02月 驱动电机型号：××7005BEV1 电池容量： 车身尺寸：长宽高：4840/1950/1560（mm） 续航版本：300公里四驱性能版 交流充电桩功率：7千瓦 车身质量： 轴距： （1）若该汽车停在水平地面时，每个轮胎与地面的接触面积为，则汽车对地面的压强为多少？ （2）该车某次行驶时平均车速为，用时10分钟，则汽车行驶了多少距离？ （3）若该汽车的电量显示为，假设交流充电桩充电功率为7千瓦不变，则该车充满电需要多少时间？ 9、我国“华为”公司是当今世界通讯领域的龙头企业，华为“Mate60pro”不仅采用超大容量电池，并且采用“超级快充”技术，不到10分钟可把电池电量充达一半以上，极大方便了人们的使用。该电池的部分参数如表甲所示，小科家有一个标有“66瓦”字样的超级快速充电器，他认为充电过程功率应该不是保持全程66瓦，他测量出充电过程中充电器输出的电流和电压，并绘制图像如图乙所示。 电池名称 锂电子电池 电压 3.7伏 容量 5000毫安·时 完成下列问题： （1）该手机电池充满电时储存的电能为多少？ （2）利用测量得出的数据，通过计算来证明小科的猜测是否正确； （3）该手机充电器还支持“5V ；4.5A”“4.5V； 5A”这两种输出规格，选用的充电线一样，则在充电的过程中哪种充电器的充电效率会更高？从能量转化的角度分析。 10、如图是一款国产纯电双人智能飞行器，该款飞行器配备高清摄像头采用自动驾驶模式，精准航行。请完成下列问题： （1）地表景物通过飞行器摄像头所成像的性质是倒立、缩小的 像； （2）该飞行器水平飞行2千米用时3分20秒，飞行器的平均速度为多少？ （3）总质量为760 kg的飞行器以恒定速度竖直升高100米用时19秒，求此过程中飞行器克服重力做功的功率大小？ 11、如图甲为某品牌打桩机，其内部部分构造如图乙所示。打桩机启动时先用起重机把大铁块吊起来，铁块底部有一个圆形空间（气缸），下面是一个活塞，当铁块被提起时，气缸内充满空气，释放铁块自由落下，气缸内的空气被压缩，温度升高至300℃左右。恰在此时，由高压泵喷入燃料，燃料会剧烈燃烧，把大铁块重新推到最高点，此时气缸内的废气会自动释放，新鲜空气重新填充到气缸内。大铁块在重力的作用下重新落下，如此循环往复。 燃料 着火点 热值 乙醇（70%） 363℃ 焦/升 汽油 280℃ 焦/升 航空煤油 256℃ 焦/升 柴油 210℃ 焦/升 请用所学相关科学知识及以上资料信息完成下列问题： （1）大铁块下降时，缸内的空气被压缩，此过程中。 ①大铁块的重力势能转化为桩的动能和缸内气体的______能； ②这个过程类似于燃油发动机的______ A．吸气冲程　　B．压缩冲程　　C．做功冲程　　D．排气冲程 （2）喷入高压气缸内的燃料通常会选用柴油，理由是：______； （3）若铁块下落时打在活塞上的压力为，活塞上表面面积为0.04m2，求此时铁块对活塞的压强； （4）若打桩机每天消耗柴油200升，计算它们完全燃烧时产生的能量是多少焦？ 12、电动汽车以其环保的优势逐渐进入大众生活，已知某品牌电动汽车的部分参数如下： 空车质量 2000千克 最大承载 400千克 车轮与地面接触总面积 0.04米2 （1）空车停在水平路面上对路面的压强是多少帕？ （2）在最大载重时，该电动汽车在平直公路上以90千米/时的速度匀速行驶1小时，其阻力为车总重的0.1倍，求牵引力所做的功。 13、4月25日，神舟十八号载人飞船顺利发射升空，自新中国成立以来，喜事连连。如表是中国首个空间站核心舱“天和”号搭载“长征”五号B运载火箭成功发射时相关数据，请回答下列问题。 名称 长征五号B遥二运载火箭 名称 天和核心舱 总长 53.7米 全长 166米 起飞重量 837.5吨 最大直径 4.2米 运载能力 大于22吨 质量 22.5吨 （1）对于火箭上升的“升力”来源，下列说法正确的是__________； A.火箭上升的“升力”来自于地面对火箭的作用力 B.火箭上升的“升力”来自于空气对火箭的作用力 C.火箭上升的“升力“来自于火箭向下喷出的高温气体对火箭的作用力 （2）起飞前，火箭搭载天和核心舱安静的矗立在发射塔内，假设火箭底部发射塔的总接触面积为0.5m2，则其对发射塔的压强为多大？ （3）已知天河号核心舱发射时最大速度为8600m/s，若以该速度竖直向上匀速行驶（不计空气阻力），火箭对核心舱做功的功率多大？ 14、电动自行车以其快捷，轻便、经济的特点备受消费者青睐。如图所示是国标某两轮电动自行车的刹车车把，是由刹车线，刹车闸和支点构成的一个杠杆，如表所示为该电动自行车的主要技术参数表。 蓄电池 额定功率 整车质量 最高车速 载重量 正常胎压 （1）刹车时，若在刹车闸处施加一个如图所示的力F，此时构成一个 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆； （2）车把表层上有许多花纹，是为了通过 来增大摩擦； （3）计算下列问题： ①若骑车的人重，行驶时两轮胎与地面总接触面积为，那么车对地面的压强为多大？ ②蓄电池可以贮存多少电能？ ③电动自行车充满电，在某平直路段上以额定功率最高车速匀速行驶，能行驶多少路程？ 15、如图是一款爬绳机，这款爬绳机可以不消耗人的体能，轻松攀爬、下降，可用于消防救援、矿井救援及桥梁检测维修等等。爬绳机的质量为10kg，静止在水平地面上时与地面的接触面积为0.1m2。在某次爬升中，将一个质量为70kg的工人从地面匀速提升12m高，用时1min。求： （1）爬绳机上升的速度为多少m/s？ （2）爬绳机静止在水平地面上时，对地面的压强大小； （3）爬绳机对工人做功的功率大小。 16、图为某公司发布的一款电动飞行汽车。该飞行汽车整体质量为680千克，采用四旋翼垂直起降，最大飞行高度可达1000米。 （1）该飞行汽车与大小相近的普通汽车相比，质量小得多。则制作车身的材料应该具备 的特点。 （2）该飞行汽车静止在水平地面上时，若轮胎与地面的总接触面积为0.4平方米，则该汽车对地面的压强为多少？ （3）一个70千克的成人驾驶该飞行汽车在空中竖直匀速上升100米，若该过程汽车电动机将电能转化为机械能的效率为75%，请计算这一过程中汽车消耗的电能。 17、如图所示“鲲龙-600”(AG600)是我国大飞机三剑客之一，是我国自行设计、研制的大型灭火、水上救援水陆两栖飞机，是世界在研最大的水陆两用飞机。该飞机最大起飞质量为53.5t，最大巡航速度为500km/h。在某次测试中，飞机在水面以12m/s的速度沿直线匀速行驶，水平动力的功率（g取10N/kg）为2.4×106W。 （1）“鲲龙-600”在匀速上升的过程中，机械能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）的，飞机相对于地面的树木是 （选填“静止”或“运动”）的。 （2）飞机以最大起飞质量从水面竖直升至150m高空时，克服重力做功为多少J？ （3）水陆两栖飞机在水面匀速行驶10s的过程中，水平动力是多大？ 18、有一款家用电动车，图甲是某型号剪式千斤顶的结构示意图。更换汽车轮胎时，将底部支撑台置于水平地面，保持千斤顶竖直，将顶升置于汽车车身下，用手摇动扳手使扳手绕O点不断旋转，带动丝杆转动。通过杠杆水平拉动左端铰链，使支架向内收缩，顶升升高，从而将汽车车身顶起，丝杆上刻有梯形扣，图乙是梯形扣的实物图。 （1）从手机APP上可以看到车辆的主要信息，手机和车辆是通过 传递信息的，该车电动机的工作原理是： ； （2）该型号的剪式千斤顶是由一些简单机械组合而成的，在顶起车身的过程中，丝杆上的梯形扣属于下列简单机械中的 ； A. 滑轮 B. 滑轮组 C. 杠杆 D. 斜面 （3）现使用该剪式千斤顶更换轮胎，顶起汽车车身后，若顶升受到车身竖直向下的压力大小始终为10000N，且等于顶升对车身的支持力，千斤顶自身重量忽略不计。顶起汽车车身后，为了方便更换轮胎，需要继续摇动扳手，使顶升继续升高一段距离，若人摇动扳手使顶升在1min内升高12cm，用千斤顶顶起车身时的机械效率为80%，则人做功的功率是多大？ 19、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Π着陆过程中的高度随时间的变化关系。已知着陆巡视器在火星上总重4888牛，着陆后与火星地面的接触面积为12.6米2。 （1）着陆巡视器时段重力做功多少焦？ （2）着陆巡视器着陆后对火星地面的压强是多少帕？（保留一位小数） （3）当着陆巡视器距火星地面2~4米时，着陆巡视器会向下喷气，使着陆巡视器竖直下落的速度减小，请利用所学知识对速度减小的原因做出解释 。 20、如图甲是我国自主研制的全球最大集装箱船舶“地中海·泰莎”号，它于2023年3月下水，该船一次可装载24116只标准集装箱，满载排水量为30万吨，是当之无愧的“海上巨无霸”和“带货之王”．（，g取10N/kg）求： （1）货船满载正常航行时所受浮力为多少？ （2）某单个标准集装箱及货物的总质量为12t，箱体外部长6m，宽2.5m，高2.5m，将其平放在水平甲板上，它对甲板的压强为多少？ （3）若“地中海·泰莎”号匀速直线航行时，航速为27km/h，发动机的主机功率为，求其以该速度匀速直线航行时所受的阻力。 21、抽水蓄能电站的工作原理如图所示；用电低谷时（如深夜），电站利用电网多余电能把水从下水库抽到上水库中储存起来；用电高峰时，再利用上水库中的水发电；浙江宁海抽水蓄能电站总装机容量140万千瓦，安装4台35万千瓦可逆式水轮发电机组，设计年平均发电量14亿千瓦时，年抽水电量18.6亿千瓦时，建成后主要承担浙江电网的调峰、填谷及事故备用等任务；计划2024年9月首台机组投入商业运行； （1）抽水蓄能电站把水从下水库抽到上水库的时段最可能是 ； A．0︰00~6︰00 B．6︰00~12︰00 C．12︰00~18︰00 D．18︰00~24︰00 （2）抽水蓄能电站在实现能量转换时存在着能量损失，常用所发电量与抽水电量之比值来表示其综合效率，则该电站的综合效率为；（保留整数） （3）建成后发电时，若该电站上水库可用于发电的库容量为，上、下水库平均水位差460米，上水库中可用于发电的水流到下水库，水的重力做功为多少焦； （4）该电站试运行阶段某天一台发电机发电时间为4小时，则可发 度电； （5）《抽水蓄能中长期发展规划（2021-2035年）》要求加快抽水蓄能电站核准建设；各地在筹建抽水蓄能电站时，选址时除了需要考虑上、下水库的平均高度差外，还应该考虑哪些因素 。 22、“2030年碳达峰，2060年碳中和。”这是我国对世界的庄严承诺。碳达峰是指在某个时间点，二氧化碳的排放不再增长，达到峰值，之后逐步回落。碳中和是指通过节能减排和吸收二氧化碳，实现二氧化碳的“零排放”。 （1）“碳”吸收。自然界有多种途径吸收，其中最重要的途径是绿色植物通过 吸收。 （2）“碳”排放。国家大力推行风力发电，风能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 （3）“碳平衡”。我国某地建设的光伏电站每天能提供约的电能，减小了对天然气发电时依赖。若天然气发电站中天然气燃烧释放的热能只有40%可转换为电能，天然气完全燃烧排放二氧化碳约，天然气的热值为，则该技术每天可减排二氧化碳约多少吨？（不计热损失） 23、如图甲是建筑工地上的“塔吊”示意图，其配重箱A重4000kg，起重臂上有一个可以沿水平方向左右移动的滑车B，图乙为滑车B及滑轮组中钢绳的穿绳示意图，滑车B内装的电机可卷动钢绳提升重物。现用该装置吊起重的物体C，不计起重臂、滑车B、钢绳、动滑轮重及摩擦。 （1）若配重箱A到支点O的距离为5m，则滑车B可向右移动的最远距离是多少？ （2）若电机在内将物体竖直向上匀速吊起，此时电机工作的实际功率为，则该电机的机械效率为多少？ 24、小龙爸爸最近想买一辆新车，在买纯电车还是燃油车的问题上，出现了纠结，于是小龙查阅了一些资料，从能量转化和成本等方面作出了一些分析。已知燃油车每百公里耗油10升，油价8.5元/升、纯电车每百公里耗电23度，以1元/度计量。假设两种类型的车子在水平路面上匀速行驶时每百公里克服摩擦力做功均为，汽油的热值，汽油的密度为。通过计算回答： （1）从能量转化效率考虑，燃油车和纯电车分别转化为机械能的效率哪个大？请通过计算说明。 （2）从经济效益考虑，每行驶1万公里，使用电动车比使用燃油车能节省多少钱？ 25、电动汽车因其绿色环保而备受人们的青睐。电动汽车提供能量的装置是车内的电池组。某电动汽车的部分参数如表所示。 某电动汽车性能参数表 空车质量 1380千克 充电电压 220伏 最高车速 225千米/时 充电功率 7千瓦 （1）若空载时轮胎与地面接触总面积400厘米2，则此时车对地面的压强为多少帕？ （2）对该车充电，电池容量从30%至100%，需用5小时。充满电后，质量为60千克的司机驾车匀速行驶了40千米，此时仪表盘显示电池剩余容量为80%。若汽车行驶时所受阻力为总重力的0.05倍，则该电动汽车将电能转化为机械能的效率为多少？ 26、电动汽车因其绿色环保而备受人们的青睐。电动汽车提供能量的装置是车内的电池组。某电动汽车的部分参数如表所示。 某电动汽车性能参数表 空车质量 1380千克 充电电压 220伏 最高车速 225 千米/时 充电功率 7千瓦 （1）若空载时轮胎与地面接触总面积400 厘米²，则此时车对地面的压强为多少帕？ （2）对该车充电，电池容量从30%至100%，需用5小时。充满电后，质量为60千克的司机驾车匀速行驶了40千米，此时仪表盘显示电池剩余容量为80%。若汽车行驶时所受阻力为总重力的0.05倍，则该电动汽车将电能转化为机械能的效率为多少？ 27、为了缓解城市交通拥堵，某大学两位研究生设计出“都市蚂蚁”概念车（如图所示），荣获全国汽车创新设计大赛最高奖项。该车外表似蚂蚁，小巧实用，质量仅有400kg，总体积0.75，轮胎与地面的总接触面积200，标准乘载100kg。请解答标准乘载时的下列问题： （1）“都市蚂蚁”车对水平路面的压强多大？ （2）“都市蚂蚁”车以5m/s的速度在公路上匀速行驶时，受到的阻力是车总重的0.4倍，则发动机的输出功率多大？ （3）科技社团的同学想将此车改造成“水陆两栖蚂蚁车”，若该车密封良好，请通过计算判断它能否浮在水面上？ 28、近年来越来越多的人喜欢骑单车（单车与地面的接触面积）健身。某公司设计了一款附设USB接口的小型发电机，其主体部分为一个黑色盒子，内置电池及发电装置，只需将它固定在车架上，当踩动车链时，即可发电为手机等装置充电。请回答下列问题： 骑车速度/千米每小时 10 14 18 22 26 输出电流/毫安 220 280 360 450 580 （1）从能量角度分析，该单车发电装置的原理是 ； （2）已知小平自重50kg，单车重10kg，所受阻力为人和车总重力的0.02倍，他骑该款单车20min行驶了6km，则该单车空载时对地面的压强是多少？需要克服阻力做功是多少？ （3）该USB发电机的输出电流与骑车速度之间的关系如下表。若小平以18km/h的速度边骑单车边给手机充电，要将电池容量为的手机电量从0%充达50%，至少需要骑车多少小时？（假定USB发电机所发的电全用于手机充电） 29、近年来国产电动汽车发展迅猛，如图为某型号电动汽车，其电池容量为450A·h，输出电压为100V。当电动机工作时，把电能的80%转化为机械能，之后需重新充电。（已知） （1）该汽车以额定功率9.6kW在水平公路上匀速行驶，当速度为36km/h时，求所受平均阻力。 （2）该汽车充满电后，在9.6kW的额定功率下最多可以匀速行驶多长时间？ （3）实际行驶过程中，使用空调、内部线路电阻发热等而让电能转化为机械能的效率降低。若把以上电阻等效为一个定值电阻，该电阻发热的功率为1000W，通过电阻的电流为5A，则该定值电阻的阻值为多大？ （4）燃油汽车把汽油燃烧放出的能量转化为机械能的效率为25%。与燃油汽车相比电动汽车内部的电池充满一次电来提供机械能，燃油汽车需要燃烧多少千克的汽油？（结果保留一位小数） 30、如图甲所示，工人用推力F将重为1000N的箱子沿斜面推至水平车厢中，斜面长3m、高1.5m，F始终与箱子运动方向相同。箱子运动路程随时间变化关系如图乙所示，推力F随时间变化关系如图丙所示。求： （1）0~20s内工人对箱子做的功； （2）斜面的机械效率； （3）箱子在斜面上受到的摩擦力。 31、如图，电动履带式爬楼机被称为载人载物的爬楼神器，因其具有“大载重”“便捷使用”等特点，被人们广泛使用。爬楼机直立时与地面的总接触面积为10cm2，部分参数如表所示，求： 名称 电动履带式爬楼机 输出功率 800W/500W 设备净重 40kg 上升速度 快挡：35台阶/分钟 慢挡：24台阶/分钟 最大载重 260kg 满电爬楼 约1800个台阶 （1）爬楼机空载直立静止在水平地面上时，对地面的压强。 （2）空载测试时，爬楼机以慢档在水平地面上匀速直线行驶，若受到的阻力为自重的0.1倍，爬楼机的行驶速度。 （3）估算爬楼机以最大载重满电爬楼时克服重力最多做功。（已知每个台阶的高度约15cm） 32、福建舰作为国产第一艘弹射型航母，是全球第二款电磁弹射型航母，计划于2025年服役。福建舰标准配备可达70架各式舰载机，包括歼-15T、歼-15D、歼-35等，战斗力与美国超级航母相当。下表是辽宁舰航母的主要参数值。（g取10N/kg，海水密度取）求： 相关的量 主要参数值 航母满载时总质量（包括舰载飞机） 每架舰载飞机的总质量 17500kg 每架舰载飞机与甲板的总接触面积 航母正常航行速度 54km/h 航母以正常航行速度行驶时所受阻力 （1）福建舰匀速航行时，以停留在甲板上的歼-15战斗机为参照物，福建舰是 （选填“静止”或“运动”）的； （2）若舰载机静止时，对甲板的压强为多少？ （3）若其中一架舰载飞机起飞后，求航母排开海水的体积减少了多少立方米？ （4）根据央视报道，福建舰采用了蒸汽轮机作为动力，若航母正常航行时，其功率有多大？ 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 力学计算——功率、功、效率大题计算 1、为缓解城市交通拥堵，嘉兴市区建设有轨电车交通系统。 （1）电车运行前须进行满载测试，为确保安全，测试时用沙袋来模仿代替人，如图。某次测试，车厢内放了30袋沙，每袋体积为0.5米3。这相当于车厢内坐了质量为60千克的人多少个？（沙堆积后的密度ρ取1.6×103千克/米3） （2）1号线从嘉兴南站首发，终点站为嘉兴火车站。某同学乘车从南站出发到嘉兴一中上学，途经6站，总路程约为8千米，途经各站共停留6分钟，电车行驶时的平均时速为40千米时，若该同学打算7∶00前到校，那么他应该乘最迟几点前从南站出发的车？ （3）电车设计的最高速度为72千米/时，若电车总质量为80吨，行驶时受到的阻力为自重的0.05倍，那么，当车辆以最高速度运行时，功率为多少瓦？（g取10牛/千克） 【答案】（1）400人 （2）6∶42 （3）8×105W 【解析】（1）沙袋的总质量 这相当于车厢内坐了质量为60千克的人的人数 （2）电车不停留的时间 总时间 该同学打算7∶00前到校，那么他所乘车的最迟出发的时间 （3）电车设计的最高速度为 电车运行时受到的阻力因电车匀速行驶时，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，电车的牵引力 电车以最高速度空载匀速运行时牵引力的功率。 2、在“碳中和、碳达峰”理念下，电动汽车越来越受人们的欢迎。下表是某品牌电动汽车部分参数： 整车质量 2t 充电一次最大行驶里程 600km 最大载重量 400kg 每个车轮与地面接触面积 100cm2 （1）空车停在路上对路面的压强是多少？ （2）在最大载重时，该电动汽车在平直公路上以72km/h的速度匀速行驶2分钟，此时阻力为车重的0.1倍，求牵引力所作的功； （3）若匀速行驶时汽车所受阻力与速度的关系为f=kv2，当汽车分别以100km/h和60km/h的速度在平直路面匀速行驶时，其牵引功率之比为。 【答案】（1） 5×105Pa （2）5.76×106J （3）125∶27 【解析】（1）汽车对地面的压力F=G=mg=2000kg×10N/kg=20000N 汽车与地面的接触面积S=4×100cm2=400cm2=0.04m2 则汽车对地面的压强 （2）汽车受到的牵引力F=f=0.1G总=0.1×（2000kg+400kg）×10N/kg=2400N 汽车经过的路程s=vt=20m/s×120s=2400m 则牵引力做的功W=Fs=2400N×2400m=5.76×106J （3）匀速行驶时汽车所受牵引力等于阻力，由 则牵引功率之比。 3、为减少汽车尾气排放造成大气污染的加剧，新能源汽车正逐渐成为汽车行业的焦点。插电式混动汽车是常见的一种新能源汽车，行驶动力可由电动机或燃油发动机单独提供，也可以由二者同时提供。前不久，小科家新买了一辆新能源汽车，好奇的小科查看了该汽车的说明书，发现了如下表列出的部分有关数据： 整车质量/kg 燃油发动机额定功率/kW 轮胎与地面总接触面积/cm2 燃油标号 1200 90 2000 95号 结合以上数据分析并计算： （1）当电池电量充足时，该汽车行驶时通过电池使电动机转动，从而驱动汽车行驶。此过程中电能转化为 能； （2）计算该小汽车静止在水平地面上时，对地面的压强为多大？ （3）若该小汽车使用燃油发动机单独提供动力，在平直高速路上以额定功率匀速运动的速度是108km/h，计算该车行驶10km燃油发动机牵引力所做的功为多大？ 【答案】（1）机械能 （2）6×104Pa （3）3×107J 【解析】（1）汽车行驶时消耗电能而运动，即将电能转化为机械能。 （2）该小汽车静止在水平地面上时，对地面的压力为 对地面的压强为 （3）燃油发动机单独提供的牵引力为 该车行驶10km燃油发动机牵引力所做的功为。 4、传统的公共充电桩充电电流在32A到80A之间。充电电流小会使充电速度过慢，用户等待时间长。日前，华为数字能源助力打造的全液冷超级充电桩正式上线，最大充电电压为1000V，对应的最大充电功率是600kW。该产品具有充电快、噪音低、寿命长的特点，用“遥遥领先”的技术为国家环保减排事业再立新功。（“全液冷系统”是一种密闭式液冷系统，通过冷板和风液换热器两种高效换热部件将产生的热量通过液体带出机体）请结合以上信息。 （1）该充电桩最大充电电流是多少？ （2）新款比亚迪唐纯电车搭配有108kW•h容量的磷酸铁锂电池，若使用最大功率给该车充电，让电池的电量从25%充到100%，理论上需要多少分钟？ （3）传统充电桩没有冷却系统，为什么华为超级充电桩需要用“全液冷系统”？ 【答案】（1）600A （2）8.1min （3）与传统充电桩相比，华为超级充电桩的电流大，当电阻和通电时间相同，根据焦耳定律可知，华为超级充电桩通电时产生的热量多，所以华为超级充电桩需要用“全液冷系统”来降温。 【解析】（1）由P＝UI可知，该充电桩最大充电电流 （2）电池充满电消耗的电能W＝（100%﹣25%）W电＝75%×108kW•h＝81kW•h 由可知，需要的时间 （3）与传统充电桩相比，华为超级充电桩的电流大，根据焦耳定律可知，所以华为超级充电桩需要用“全液冷系统”来降温。 答：（1）该充电桩最大充电电流是600A； （2）若使用最大功率给该车充电，让电池的电量从25%充到100%； （3）与传统充电桩相比，华为超级充电桩的电流大，根据焦耳定律可知，所以华为超级充电桩需要用“全液冷系统”来降温。 5、图是家用的手持“吸拖一体机”，它集合了吸尘器、拖把的优点，可实现随手吸尘和去除污渍，其相关数据如表所示。 项目 参数 充电电压/V 220 充电电流/A 0.5 充满电的时间/h 4 整机使用功率/W 220 续航时长/min 48 （1）消耗的电能主要转化为 能； （2）若将手持“吸拖一体机”的蓄电池充满电，需要消耗电能多少千瓦时？ （3）已知该机使用时电能的转化效率为20~30%，请计算判断实际续航时间能不能达到48min？ 【答案】（1）机械能 （2）0.44kW⋅h （3）见解析 【解析】（1）吸尘器工作时，消耗电能后运动，即将电能转化为机械能。 （2）充满电，需要消耗电能 （3）转化后可以使用的最少电能则 续航时间为，达不到48min。 6、快捷酒店常用智能机器人为旅客送递物品。如图是一款质量为80kg的智能机器人。工作时，该机器人在地面上匀速直线移动的速度为1m/s，所受阻力是机器人重力的0.05倍。求： （1）机器人所受重力； （2）机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力； （3）机器人在水平地面上匀速直线移动30s，此过程中牵引力做功的功率。 【答案】（1）800N （2）40N （3）40W 【解析】（1）机器人的重力 （2）机器人在水平地面受到的阻力机器人匀速直线运动时，机器人的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，即 （3）此过程中牵引力做的功 此过程中牵引力做功的功率。 7、某汽车空载静止时对水平地面的压强为3.5×105Pa，轮胎与地面总接触面积为0.04m2.当汽车以20m/s的速度匀速直线行驶时，发动机的输出功率为 20kW。求： （1）汽车空载时的质量； （2）当汽车以20m/s的速度匀速直线行驶时所受的阻力； （3）当汽车以20m/s的速度匀速直线行驶时油耗为10L/100km， 则该汽车发动机的效率。（汽油热值：（4.0×107J/kg，汽油密度： 0.8kg/L） 【答案】（1） （2）1000N （3）31.25% 【解析】（1）由 知道，汽车空载静止时对水平地面的压力为 则汽车的重力为 由G=mg知道，汽车空载时的质量为 （2）当汽车以20m/s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，由于 汽车所受阻力 （3）当汽车以20m/s的速度匀速直线行驶时油耗为10L/100km，则当汽车以20m/s的速度沿直线匀速行驶100km时，牵引力做功为 由知道，10L汽油的质量为 汽油完全燃烧放出的热量为 该汽车发动机的效率为。 8、我国新能源汽车年产销售全球占比已超过。国产某品牌新能源汽车的部分信息如下： 制造年月：2022年02月 驱动电机型号：××7005BEV1 电池容量： 车身尺寸：长宽高：4840/1950/1560（mm） 续航版本：300公里四驱性能版 交流充电桩功率：7千瓦 车身质量： 轴距： （1）若该汽车停在水平地面时，每个轮胎与地面的接触面积为，则汽车对地面的压强为多少？ （2）该车某次行驶时平均车速为，用时10分钟，则汽车行驶了多少距离？ （3）若该汽车的电量显示为，假设交流充电桩充电功率为7千瓦不变，则该车充满电需要多少时间？ 【答案】（1）120000Pa （2）6km （3）3.6h 【解析】（1）车身质量m= 2400kg，汽车对水平地面的压力F为 每个轮胎与地面的接触面积为，4个轮胎，故受力面积S为 汽车对地面的压强为 （2）该车行驶时间为，故汽车行驶的距离为 （3）已知电池容量为，汽车的电量显示为，交流充电桩充电功率为7千瓦不变，该车充满电需要的时间为 答：（1）汽车对地面的压强为120000Pa； （2）汽车行驶了6km； （3）该车充满电需要3.6h。 9、我国“华为”公司是当今世界通讯领域的龙头企业，华为“Mate60pro”不仅采用超大容量电池，并且采用“超级快充”技术，不到10分钟可把电池电量充达一半以上，极大方便了人们的使用。该电池的部分参数如表甲所示，小科家有一个标有“66瓦”字样的超级快速充电器，他认为充电过程功率应该不是保持全程66瓦，他测量出充电过程中充电器输出的电流和电压，并绘制图像如图乙所示。 电池名称 锂电子电池 电压 3.7伏 容量 5000毫安·时 完成下列问题： （1）该手机电池充满电时储存的电能为多少？ （2）利用测量得出的数据，通过计算来证明小科的猜测是否正确； （3）该手机充电器还支持“5V ；4.5A”“4.5V； 5A”这两种输出规格，选用的充电线一样，则在充电的过程中哪种充电器的充电效率会更高？从能量转化的角度分析。 【答案】（1）；（2）充电过程功率不是保持全程66W；（3）选择规格为“5V ；4.5A”的充电器的充电效率会更高 【解析】（1）该手机电池充满电时储存的电能 （2）充电器的5~10秒功率 或充电器的10~20秒功率所以充电过程功率不是保持全程66W。 （3）选择规格为“5V ；4.5A”的充电器的充电效率会更高；因为“输出5V 4.5A”的充电器的充电电流更小，根据焦耳定律公式可知，当电阻和通电时间相同时，电流越小产生的热量越小，充电过程中的能量损耗更少，所以充电效率会更高。 答：（1）该手机电池充满电时储存的电能为6.66×104J； （2）见解析； （3）见解析。 10、如图是一款国产纯电双人智能飞行器，该款飞行器配备高清摄像头采用自动驾驶模式，精准航行。请完成下列问题： （1）地表景物通过飞行器摄像头所成像的性质是倒立、缩小的 像； （2）该飞行器水平飞行2千米用时3分20秒，飞行器的平均速度为多少？ （3）总质量为760 kg的飞行器以恒定速度竖直升高100米用时19秒，求此过程中飞行器克服重力做功的功率大小？ 【答案】（1）实 （2）10m/s （3） 【解析】（1）摄像头是利用凸透镜成倒立、缩小实像的原理制成的。 （2）根据题意知道，飞行距离 飞行时间 由知道，飞行器的平均速度为 （3）此过程中飞行器克服重力做功 此过程中飞行器克服重力做功的功率。 11、如图甲为某品牌打桩机，其内部部分构造如图乙所示。打桩机启动时先用起重机把大铁块吊起来，铁块底部有一个圆形空间（气缸），下面是一个活塞，当铁块被提起时，气缸内充满空气，释放铁块自由落下，气缸内的空气被压缩，温度升高至300℃左右。恰在此时，由高压泵喷入燃料，燃料会剧烈燃烧，把大铁块重新推到最高点，此时气缸内的废气会自动释放，新鲜空气重新填充到气缸内。大铁块在重力的作用下重新落下，如此循环往复。 燃料 着火点 热值 乙醇（70%） 363℃ 焦/升 汽油 280℃ 焦/升 航空煤油 256℃ 焦/升 柴油 210℃ 焦/升 请用所学相关科学知识及以上资料信息完成下列问题： （1）大铁块下降时，缸内的空气被压缩，此过程中。 ①大铁块的重力势能转化为桩的动能和缸内气体的______能； ②这个过程类似于燃油发动机的______ A．吸气冲程　　B．压缩冲程　　C．做功冲程　　D．排气冲程 （2）喷入高压气缸内的燃料通常会选用柴油，理由是：______； （3）若铁块下落时打在活塞上的压力为，活塞上表面面积为0.04m2，求此时铁块对活塞的压强； （4）若打桩机每天消耗柴油200升，计算它们完全燃烧时产生的能量是多少焦？ 【答案】（1）内 B （2）柴油的着火点较低 （3） （4） 【解析】（1）大铁块下降时，缸内的空气被压缩，温度升高，此过程中，大铁块的重力势能转化为桩的动能和缸内气体的内能。大铁块下降时，缸内的空气被压缩，温度升高，相当于燃油发动机的压缩冲程，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。 （2）气缸内的空气被压缩，温度升高至300℃左右，由表格数据知道，柴油的着火点较低，易于点燃。 （3）由 知道，此时铁块对活塞的压强 （4）由知道，柴油燃烧时产生的能量是 。 12、电动汽车以其环保的优势逐渐进入大众生活，已知某品牌电动汽车的部分参数如下： 空车质量 2000千克 最大承载 400千克 车轮与地面接触总面积 0.04米2 （1）空车停在水平路面上对路面的压强是多少帕？ （2）在最大载重时，该电动汽车在平直公路上以90千米/时的速度匀速行驶1小时，其阻力为车总重的0.1倍，求牵引力所做的功。 【答案】（1）；（2） 【解析】（1）空车停在水平路面上对路面的压强 （2）最大载重时，电动汽车的总重力 电动汽车在平直公路上以90千米/时的速度匀速行驶1小时，行驶路程电动汽车在平直公路上匀速行驶时，受到的牵引力等于阻力，阻力为车总重的0.1倍，则电动汽车受到的牵引力 牵引力所做的功。 答：（1）空车停在水平路面上对路面的压强是5×105Pa； （2）牵引力所做的功为2.16×108J。 13、4月25日，神舟十八号载人飞船顺利发射升空，自新中国成立以来，喜事连连。如表是中国首个空间站核心舱“天和”号搭载“长征”五号B运载火箭成功发射时相关数据，请回答下列问题。 名称 长征五号B遥二运载火箭 名称 天和核心舱 总长 53.7米 全长 166米 起飞重量 837.5吨 最大直径 4.2米 运载能力 大于22吨 质量 22.5吨 （1）对于火箭上升的“升力”来源，下列说法正确的是__________； A.火箭上升的“升力”来自于地面对火箭的作用力 B.火箭上升的“升力”来自于空气对火箭的作用力 C.火箭上升的“升力“来自于火箭向下喷出的高温气体对火箭的作用力 （2）起飞前，火箭搭载天和核心舱安静的矗立在发射塔内，假设火箭底部发射塔的总接触面积为0.5m2，则其对发射塔的压强为多大？ （3）已知天河号核心舱发射时最大速度为8600m/s，若以该速度竖直向上匀速行驶（不计空气阻力），火箭对核心舱做功的功率多大？ 【答案】 （1） C （2）火箭对发射塔的压强为1.72×107Pa （3）火箭对核心舱做功的功率为1.935×109W 【解析】（1）火箭发射时向下喷出高温高压的燃气，给燃气施加一个向下的力，燃气对火箭施加一个向上的推力，故C符合题意，AB不符合题意。故选C。 （2）火箭对发射塔压力等于自身重力，即 火箭对发射塔的压强为 （3）天河号核心舱发射时最大速度为8600m/s，若以该速度竖直向上匀速行驶受到的推力等于自身重力，火箭对核心舱做功的功率 。 14、电动自行车以其快捷，轻便、经济的特点备受消费者青睐。如图所示是国标某两轮电动自行车的刹车车把，是由刹车线，刹车闸和支点构成的一个杠杆，如表所示为该电动自行车的主要技术参数表。 蓄电池 额定功率 整车质量 最高车速 载重量 正常胎压 （1）刹车时，若在刹车闸处施加一个如图所示的力F，此时构成一个 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆； （2）车把表层上有许多花纹，是为了通过 来增大摩擦； （3）计算下列问题： ①若骑车的人重，行驶时两轮胎与地面总接触面积为，那么车对地面的压强为多大？ ②蓄电池可以贮存多少电能？ ③电动自行车充满电，在某平直路段上以额定功率最高车速匀速行驶，能行驶多少路程？ 【答案】（1）省力 （2）增大接触面的粗糙程度 （3）6×104Pa，1.728×106J，30km 【解析】（1）在刹车闸处施加一个如图所示的力F，此时动力臂大于阻力臂，根据杠杆的平衡条件可知为省力杠杆。 （2）车把表层上有许多花纹，是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。 （3）车对地面的压力为 车对地面的压强为 蓄电池贮存的电能为 已知额定功率P=320W，则行驶时间为 能行驶的路程为。 15、如图是一款爬绳机，这款爬绳机可以不消耗人的体能，轻松攀爬、下降，可用于消防救援、矿井救援及桥梁检测维修等等。爬绳机的质量为10kg，静止在水平地面上时与地面的接触面积为0.1m2。在某次爬升中，将一个质量为70kg的工人从地面匀速提升12m高，用时1min。求： （1）爬绳机上升的速度为多少m/s？ （2）爬绳机静止在水平地面上时，对地面的压强大小； （3）爬绳机对工人做功的功率大小。 【答案】（1） （2） （3）140W 【解析】（1）爬绳机上升高度h=12m，用时 爬绳机上升的速度 （2）爬绳机静止在水平地面上时，对地面的压力 静止在水平地面上时与地面的接触面积为0.1m2，则对地面的压强 （3）爬绳机对工人的作用力由于工人与爬绳机相对静止，故爬升的速度相同，所以爬绳机对工人做功的功率 。 16、图为某公司发布的一款电动飞行汽车。该飞行汽车整体质量为680千克，采用四旋翼垂直起降，最大飞行高度可达1000米。 （1）该飞行汽车与大小相近的普通汽车相比，质量小得多。则制作车身的材料应该具备 的特点。 （2）该飞行汽车静止在水平地面上时，若轮胎与地面的总接触面积为0.4平方米，则该汽车对地面的压强为多少？ （3）一个70千克的成人驾驶该飞行汽车在空中竖直匀速上升100米，若该过程汽车电动机将电能转化为机械能的效率为75%，请计算这一过程中汽车消耗的电能。 【答案】（1）密度小 （2）见解析 （3）见解析 【解析】（1）该飞行汽车与大小相近的普通汽车相比，体积不变，质量小得多，由知制作车身的材料应该具备密度小的特点。 （2）飞行汽车的重力G=mg=680kg×10N/kg=6800N 则汽车静止在水平地面上，对地面的压力F=G=6800N 该汽车对地面的压强为 （3）飞行汽车做的功为W机械=G总h=（680kg+70kg）×10N/kg×100m=7.5×105J 这一过程中汽车消耗的电能为。 17、如图所示“鲲龙-600”(AG600)是我国大飞机三剑客之一，是我国自行设计、研制的大型灭火、水上救援水陆两栖飞机，是世界在研最大的水陆两用飞机。该飞机最大起飞质量为53.5t，最大巡航速度为500km/h。在某次测试中，飞机在水面以12m/s的速度沿直线匀速行驶，水平动力的功率（g取10N/kg）为2.4×106W。 （1）“鲲龙-600”在匀速上升的过程中，机械能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）的，飞机相对于地面的树木是 （选填“静止”或“运动”）的。 （2）飞机以最大起飞质量从水面竖直升至150m高空时，克服重力做功为多少J？ （3）水陆两栖飞机在水面匀速行驶10s的过程中，水平动力是多大？ 【答案】（1）增大 运动 （2） （3） 【解析】（1）“鲲龙-600”在匀速上升的过程中，质量和速度不变，高度增加，动能不变，重力势能增大，故机械能增大。飞机相对于地面的树木位置不断改变，故以地面为参照物，飞机是运动的。 （2）飞机的最大起飞重力为飞机以最大起飞质量从水面竖直升至150m高空时，克服重力做功为 （3）由P=Fv可知，飞机水平飞行的动力是。 18、有一款家用电动车，图甲是某型号剪式千斤顶的结构示意图。更换汽车轮胎时，将底部支撑台置于水平地面，保持千斤顶竖直，将顶升置于汽车车身下，用手摇动扳手使扳手绕O点不断旋转，带动丝杆转动。通过杠杆水平拉动左端铰链，使支架向内收缩，顶升升高，从而将汽车车身顶起，丝杆上刻有梯形扣，图乙是梯形扣的实物图。 （1）从手机APP上可以看到车辆的主要信息，手机和车辆是通过 传递信息的，该车电动机的工作原理是： ； （2）该型号的剪式千斤顶是由一些简单机械组合而成的，在顶起车身的过程中，丝杆上的梯形扣属于下列简单机械中的 ； A. 滑轮 B. 滑轮组 C. 杠杆 D. 斜面 （3）现使用该剪式千斤顶更换轮胎，顶起汽车车身后，若顶升受到车身竖直向下的压力大小始终为10000N，且等于顶升对车身的支持力，千斤顶自身重量忽略不计。顶起汽车车身后，为了方便更换轮胎，需要继续摇动扳手，使顶升继续升高一段距离，若人摇动扳手使顶升在1min内升高12cm，用千斤顶顶起车身时的机械效率为80%，则人做功的功率是多大？ 【答案】（1）电磁波 见详解 （2）D （3）25W 【解析】（1）电磁波可以在真空中传播，且传播速度快，可以传递信息，故手机和车辆是通过电磁波传递信息的。通导体在磁场中受到力的作用，电动机是根据通电导体在磁场中受力运动的原理工作的。 （2）丝杆上的梯形扣是变形的斜面，可以达到省力的目的，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。 （3）由题意可知顶升对车身的支持力F支=F压=10000N，且人摇动扳手使顶升在1min内升高12cm=0.12m，则千斤顶对车做的有用功 人做的总功为 人做功的功率是。 19、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Π着陆过程中的高度随时间的变化关系。已知着陆巡视器在火星上总重4888牛，着陆后与火星地面的接触面积为12.6米2。 （1）着陆巡视器时段重力做功多少焦？ （2）着陆巡视器着陆后对火星地面的压强是多少帕？（保留一位小数） （3）当着陆巡视器距火星地面2~4米时，着陆巡视器会向下喷气，使着陆巡视器竖直下落的速度减小，请利用所学知识对速度减小的原因做出解释 。 【答案】（1）4.888×105J （2）387.9Pa （3）见解析 【解析】（1）由图乙知，着陆巡视器在时段在重力方向上通过的距离为100m，着陆巡视器在时段重力做功为W=Gh=4888N×100m=4.888×105J （2）着陆巡视器着陆后对火星地面的压力大小F=G=4888N 着陆巡视器着陆后对火星地面的压强是 （3）着陆巡视器会向下喷气，因为力的作用是相互的，喷出气体对巡视器产生竖直向上的力，力可以改变物体的运动状态，所以着陆巡视器竖直下落的速度减小。 20、如图甲是我国自主研制的全球最大集装箱船舶“地中海·泰莎”号，它于2023年3月下水，该船一次可装载24116只标准集装箱，满载排水量为30万吨，是当之无愧的“海上巨无霸”和“带货之王”．（，g取10N/kg）求： （1）货船满载正常航行时所受浮力为多少？ （2）某单个标准集装箱及货物的总质量为12t，箱体外部长6m，宽2.5m，高2.5m，将其平放在水平甲板上，它对甲板的压强为多少？ （3）若“地中海·泰莎”号匀速直线航行时，航速为27km/h，发动机的主机功率为，求其以该速度匀速直线航行时所受的阻力。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】（1）货船满载航行时处于漂浮状态，浮力等于满载时船和货物的总重力，等于船满载时排开水的总重力，货船满载正常航行时所受浮力 （2）集装箱的底面积 集装箱对地面的压力 集装箱对地面的压强 （3）航行的速度 船航行时的功率 货船匀速直线航行时所受的牵引力 因为货船匀速行驶，货船收到的阻力和牵引力是一对平衡力，因此其以该速度匀速直线航行时所受的阻力。 答：（1）货船满载正常航行时所受浮力为； （2）某单个标准集装箱及货物对甲板的压强为； （3）其以该速度匀速直线航行时所受的阻力为。 21、抽水蓄能电站的工作原理如图所示；用电低谷时（如深夜），电站利用电网多余电能把水从下水库抽到上水库中储存起来；用电高峰时，再利用上水库中的水发电；浙江宁海抽水蓄能电站总装机容量140万千瓦，安装4台35万千瓦可逆式水轮发电机组，设计年平均发电量14亿千瓦时，年抽水电量18.6亿千瓦时，建成后主要承担浙江电网的调峰、填谷及事故备用等任务；计划2024年9月首台机组投入商业运行； （1）抽水蓄能电站把水从下水库抽到上水库的时段最可能是 ； A．0︰00~6︰00 B．6︰00~12︰00 C．12︰00~18︰00 D．18︰00~24︰00 （2）抽水蓄能电站在实现能量转换时存在着能量损失，常用所发电量与抽水电量之比值来表示其综合效率，则该电站的综合效率为；（保留整数） （3）建成后发电时，若该电站上水库可用于发电的库容量为，上、下水库平均水位差460米，上水库中可用于发电的水流到下水库，水的重力做功为多少焦； （4）该电站试运行阶段某天一台发电机发电时间为4小时，则可发 度电； （5）《抽水蓄能中长期发展规划（2021-2035年）》要求加快抽水蓄能电站核准建设；各地在筹建抽水蓄能电站时，选址时除了需要考虑上、下水库的平均高度差外，还应该考虑哪些因素 。 【答案】（1）A （2）75% （3） （4） （5）地理位置上靠近用电负荷中心、河流的泥沙条件、地质条件稳定、水资源丰富等 【解析】（1）由于电站利用电网多余电能把水从下水库抽到上水库中储存起来；用电高峰时，再利用上水库中的水发电；在0︰00~6︰00时，用电需求少，所以该段时间抽水蓄能电站把水从下水库抽到上水库，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 （2）由于年平均发电量14亿千瓦时，年抽水电量18.6亿千瓦时，所以该电站的综合效率 （3）上水库可用于发电的水的质量 上水库可用于发电的水的重力 上、下水库平均水位差460米，上水库可用于发电的水的重力做功 （4）35万千瓦水轮发电机组，一台发电机发电时间为4小时，则可发电 （5）在筹建抽水蓄能电站时，要考虑地理位置上靠近用电负荷中心、河流的泥沙条件、地质条件稳定、水资源丰富等因素。 22、“2030年碳达峰，2060年碳中和。”这是我国对世界的庄严承诺。碳达峰是指在某个时间点，二氧化碳的排放不再增长，达到峰值，之后逐步回落。碳中和是指通过节能减排和吸收二氧化碳，实现二氧化碳的“零排放”。 （1）“碳”吸收。自然界有多种途径吸收，其中最重要的途径是绿色植物通过 吸收。 （2）“碳”排放。国家大力推行风力发电，风能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。 （3）“碳平衡”。我国某地建设的光伏电站每天能提供约的电能，减小了对天然气发电时依赖。若天然气发电站中天然气燃烧释放的热能只有40%可转换为电能，天然气完全燃烧排放二氧化碳约，天然气的热值为，则该技术每天可减排二氧化碳约多少吨？（不计热损失） 【答案】（1）光合作用 （2）可再生 （3）①天然气燃烧释放的能量： ②热能转化为电能： ③光伏电站提供的电能 ④减排吨 答：该技术每天可减排二氧化碳约250吨。 【解析】（1）自然界有多种途径吸收CO2，其中最重要的途径是绿色植物通过光合作用吸收CO2，绿色植物在光的作用下，利用二氧化碳和水合成有机物并释放氧气； （2）国家大力推行风力发电，风能属于可再生能源。可再生能源是指在自然界中可以不断再生、永续利用的能源，风能取之不尽，用之不竭，属于可再生能源； （3）见答案。 23、如图甲是建筑工地上的“塔吊”示意图，其配重箱A重4000kg，起重臂上有一个可以沿水平方向左右移动的滑车B，图乙为滑车B及滑轮组中钢绳的穿绳示意图，滑车B内装的电机可卷动钢绳提升重物。现用该装置吊起重的物体C，不计起重臂、滑车B、钢绳、动滑轮重及摩擦。 （1）若配重箱A到支点O的距离为5m，则滑车B可向右移动的最远距离是多少？ （2）若电机在内将物体竖直向上匀速吊起，此时电机工作的实际功率为，则该电机的机械效率为多少？ 【答案】（1）25cm （2）64% 【解析】（1）配重箱的重力相当于动力，即 重物的重力相当于阻力根据杠杆平衡条件知道，滑车B可向右移动的最远距离为 （2）该电机克服物体C重力做功 该电机克服物体C重力做功的功率为 电机所做的功为 该电机的机械效率为。 24、小龙爸爸最近想买一辆新车，在买纯电车还是燃油车的问题上，出现了纠结，于是小龙查阅了一些资料，从能量转化和成本等方面作出了一些分析。已知燃油车每百公里耗油10升，油价8.5元/升、纯电车每百公里耗电23度，以1元/度计量。假设两种类型的车子在水平路面上匀速行驶时每百公里克服摩擦力做功均为，汽油的热值，汽油的密度为。通过计算回答： （1）从能量转化效率考虑，燃油车和纯电车分别转化为机械能的效率哪个大？请通过计算说明。 （2）从经济效益考虑，每行驶1万公里，使用电动车比使用燃油车能节省多少钱？ 【答案】（1）电车机械能的效率；（2）6200元 【解析】（1）燃油车每百公里耗油10L，汽油的质量为 汽油完全燃烧放出的热量为 汽油汽车的效率 纯电车每百公里耗电23度，即 纯电车的效率，故电车的效率比燃油车高。 （2）一万公里消耗的油费 行驶一万公里消耗的电费 可节约的费用。 答：（1）从能量转化效率考虑，纯电车效率大； （2）从经济效益考虑，每行驶1万公里，使用电动车比使用燃油车能节省6200元。 25、电动汽车因其绿色环保而备受人们的青睐。电动汽车提供能量的装置是车内的电池组。某电动汽车的部分参数如表所示。 某电动汽车性能参数表 空车质量 1380千克 充电电压 220伏 最高车速 225千米/时 充电功率 7千瓦 （1）若空载时轮胎与地面接触总面积400厘米2，则此时车对地面的压强为多少帕？ （2）对该车充电，电池容量从30%至100%，需用5小时。充满电后，质量为60千克的司机驾车匀速行驶了40千米，此时仪表盘显示电池剩余容量为80%。若汽车行驶时所受阻力为总重力的0.05倍，则该电动汽车将电能转化为机械能的效率为多少？ 【答案】（1）3.45×105 Pa （2）80% 【解析】（1）电动汽车对水平地面的压力F=G车=m车g=1380kg×10N/kg=1.38×104N 电动汽车对水平地面的压强 （2）汽车重力G总=(m车+m人)g=(1380kg+60kg)×10N/kg=1.44×104N因汽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，所以，电动汽车的牵引力 F′=f=0.05G总=0.05×1.44×104N=720N电动汽车匀速行驶40km，牵引力所做的功W=F′s=720N×40×103m=2.88×107J由“电池容量从30%至100%，需用5小时。充满电后，质量为60千克的司机驾车匀速行驶了40千米，此时仪表盘显示电池剩余容量为80%”可得消耗的电能为W电=Pt=7×1000W×5×3600s (100−30)% ×(1-80%)=3.6×107J 则该电动汽车将电能转化为机械能的效率为。 26、电动汽车因其绿色环保而备受人们的青睐。电动汽车提供能量的装置是车内的电池组。某电动汽车的部分参数如表所示。 某电动汽车性能参数表 空车质量 1380千克 充电电压 220伏 最高车速 225 千米/时 充电功率 7千瓦 （1）若空载时轮胎与地面接触总面积400 厘米²，则此时车对地面的压强为多少帕？ （2）对该车充电，电池容量从30%至100%，需用5小时。充满电后，质量为60千克的司机驾车匀速行驶了40千米，此时仪表盘显示电池剩余容量为80%。若汽车行驶时所受阻力为总重力的0.05倍，则该电动汽车将电能转化为机械能的效率为多少？ 【答案】（1）3.45×105Pa；（2）80% 【解析】（1）电动汽车对水平地面的压力 电动汽车对水平地面的压强 （2）汽车重力 因汽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，所以，电动汽车的牵引力 电动汽车匀速行驶40km,牵引力所做的功 （3）由“电池容量从30%至100%，需用5小时。充满电后，质量为60千克的司机驾车匀速行驶了40千米，此时仪表盘显示电池剩余容量为80%”知道，消耗的电能为 则该电动汽车将电能转化为机械能的效率为。 答：（1）此时车对地面的压强为3.45×105Pa； （2）该电动汽车将电能转化为机械能的效率为80%。 27、为了缓解城市交通拥堵，某大学两位研究生设计出“都市蚂蚁”概念车（如图所示），荣获全国汽车创新设计大赛最高奖项。该车外表似蚂蚁，小巧实用，质量仅有400kg，总体积0.75，轮胎与地面的总接触面积200，标准乘载100kg。请解答标准乘载时的下列问题： （1）“都市蚂蚁”车对水平路面的压强多大？ （2）“都市蚂蚁”车以5m/s的速度在公路上匀速行驶时，受到的阻力是车总重的0.4倍，则发动机的输出功率多大？ （3）科技社团的同学想将此车改造成“水陆两栖蚂蚁车”，若该车密封良好，请通过计算判断它能否浮在水面上？ 【答案】（1）2.5×105Pa；（2）1×104W；（3）“水陆两栖蚂蚁车”能浮在水面上 【解析】（1）“都市蚂蚁”车标准乘载时对地面的压力 F=G总=（m车+m人）g=（400kg+100kg）×10N/kg=5×103N 对水平路面的压强 （2）“都市蚂蚁”车匀速行驶时，牵引力F=f=0.4G总=0.4×5×103N=2×103N 发动机的输出功率 （3）“都市蚂蚁”车浸没水中时受到的浮力 F浮=ρ水gV车=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.75m3=7.5×103N 由于F浮＞G总，所以“都市蚂蚁”车可以浮在水面上。 答：（1）“都市蚂蚁”车对水平路面的压强是2.5×105Pa； （2）发动机的输出功率为1×104W； （3）“水陆两栖蚂蚁车”能浮在水面上。 28、近年来越来越多的人喜欢骑单车（单车与地面的接触面积）健身。某公司设计了一款附设USB接口的小型发电机，其主体部分为一个黑色盒子，内置电池及发电装置，只需将它固定在车架上，当踩动车链时，即可发电为手机等装置充电。请回答下列问题： 骑车速度/千米每小时 10 14 18 22 26 输出电流/毫安 220 280 360 450 580 （1）从能量角度分析，该单车发电装置的原理是 ； （2）已知小平自重50kg，单车重10kg，所受阻力为人和车总重力的0.02倍，他骑该款单车20min行驶了6km，则该单车空载时对地面的压强是多少？需要克服阻力做功是多少？ （3）该USB发电机的输出电流与骑车速度之间的关系如下表。若小平以18km/h的速度边骑单车边给手机充电，要将电池容量为的手机电量从0%充达50%，至少需要骑车多少小时？（假定USB发电机所发的电全用于手机充电） 【答案】（1）机械能转化为电能 （2） （3）2.5h 【解析】（1）发电机的原理是电磁感应，从能量角度分析，该单车发电装置的原理是机械能转化为电能。 （2）根据题意知道，骑车速度 该单车空载时的重力 由 知道，该单车空载时对地面的压强是 骑行是总重力 车所受到的阻力 人克服阻力做的功 （3）根据题意知道，若小平以18km/h的速度边骑单车边给手机充电，充电电流I=360mA 要将电池容量为1800mA•h的手机电量从0%充达50%，需要的电量 充电时间。 答：（1）机械能转化为电能。 （2）该单车空载时对地面的压强是，需要克服阻力做功是7.2×104J； （3）至少需要骑车2.5小时。 29、近年来国产电动汽车发展迅猛，如图为某型号电动汽车，其电池容量为450A·h，输出电压为100V。当电动机工作时，把电能的80%转化为机械能，之后需重新充电。（已知） （1）该汽车以额定功率9.6kW在水平公路上匀速行驶，当速度为36km/h时，求所受平均阻力。 （2）该汽车充满电后，在9.6kW的额定功率下最多可以匀速行驶多长时间？ （3）实际行驶过程中，使用空调、内部线路电阻发热等而让电能转化为机械能的效率降低。若把以上电阻等效为一个定值电阻，该电阻发热的功率为1000W，通过电阻的电流为5A，则该定值电阻的阻值为多大？ （4）燃油汽车把汽油燃烧放出的能量转化为机械能的效率为25%。与燃油汽车相比电动汽车内部的电池充满一次电来提供机械能，燃油汽车需要燃烧多少千克的汽油？（结果保留一位小数） 【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【解析】（1）根据 和二力平衡可知，该汽车所受平均阻力等于牵引力，即 （2）该汽车充满电后，电池中的电能是 根据可知，在9.6kW的额定功率下最多可以匀速行驶的时间 （3）根据 可知，该定值电阻的阻值为 （4）当电动机工作时，把电能的80%转化为机械能，根据效率的计算可知，电动汽车内部的电池充满一次电来提供机械能 根据题意可知燃油汽车把汽油燃烧放出的能量转化为机械能的效率为25%，所以根据可知，燃油汽车需要燃烧汽油的质量。 答：（1）所受平均阻力； （2）该汽车充满电后，在9.6kW的额定功率下最多可以匀速行驶； （3）该定值电阻的阻值为； （4）燃油汽车需要燃烧的汽油。 30、如图甲所示，工人用推力F将重为1000N的箱子沿斜面推至水平车厢中，斜面长3m、高1.5m，F始终与箱子运动方向相同。箱子运动路程随时间变化关系如图乙所示，推力F随时间变化关系如图丙所示。求： （1）0~20s内工人对箱子做的功； （2）斜面的机械效率； （3）箱子在斜面上受到的摩擦力。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】（1）由图乙可知，0~10s内，箱子做匀速直线运动，箱子移动的距离是3m，此时的推力F是600N，此时做的功 10~20s内，箱子做匀速直线运动，箱子移动的距离是8m-3m=5m 此时的推力F是200N，此时做的功 0~20s内工人对箱子做的功 （2）斜面的有用功 斜面的机械效率 （3）克服摩擦力做的功 故摩擦力的大小。 答：（1）0~20s内工人对箱子做的功； （2）斜面的机械效率； （3）箱子在斜面上受到的摩擦力。 31、如图，电动履带式爬楼机被称为载人载物的爬楼神器，因其具有“大载重”“便捷使用”等特点，被人们广泛使用。爬楼机直立时与地面的总接触面积为10cm2，部分参数如表所示，求： 名称 电动履带式爬楼机 输出功率 800W/500W 设备净重 40kg 上升速度 快挡：35台阶/分钟 慢挡：24台阶/分钟 最大载重 260kg 满电爬楼 约1800个台阶 （1）爬楼机空载直立静止在水平地面上时，对地面的压强。 （2）空载测试时，爬楼机以慢档在水平地面上匀速直线行驶，若受到的阻力为自重的0.1倍，爬楼机的行驶速度。 （3）估算爬楼机以最大载重满电爬楼时克服重力最多做功。（已知每个台阶的高度约15cm） 【答案】（1）4×105Pa；（2）12.5m/s；（3）8.1×105J 【解析】（1）爬楼机空载直立静止在水平地面上时，它对地面的压力大小等于它的重力，则它对地面的压强 （2）爬楼机以慢挡在水平地面上匀速直线行驶时，它的动力与阻力是一对平衡力，大小相等，即 由得爬楼机的行驶速度 （3）爬楼机最大载重满电爬楼时克服重力 爬楼机满电爬楼的高度爬楼机以最大载重满电爬楼时克服重力最多做功。 答：（1）对地面的压强是4×105Pa； （2）爬楼机的行驶速度是12.5m/s； （3）爬楼机以最大载重满电爬楼时克服重力最多做功8.1×105J。 32、福建舰作为国产第一艘弹射型航母，是全球第二款电磁弹射型航母，计划于2025年服役。福建舰标准配备可达70架各式舰载机，包括歼-15T、歼-15D、歼-35等，战斗力与美国超级航母相当。下表是辽宁舰航母的主要参数值。（g取10N/kg，海水密度取）求： 相关的量 主要参数值 航母满载时总质量（包括舰载飞机） 每架舰载飞机的总质量 17500kg 每架舰载飞机与甲板的总接触面积 航母正常航行速度 54km/h 航母以正常航行速度行驶时所受阻力 （1）福建舰匀速航行时，以停留在甲板上的歼-15战斗机为参照物，福建舰是 （选填“静止”或“运动”）的； （2）若舰载机静止时，对甲板的压强为多少？ （3）若其中一架舰载飞机起飞后，求航母排开海水的体积减少了多少立方米？ （4）根据央视报道，福建舰采用了蒸汽轮机作为动力，若航母正常航行时，其功率有多大？ 【答案】（1）静止 （2）3.5×105Pa （3）17.5m3 （4）5.4×109W 【解析】（1）福建舰匀速航行时，以停留在甲板上的歼-15战斗机为参照物，福建舰的位置没有发生变化，所以福建舰是静止的。 （2）每架舰载飞机的总质量为17500kg，则舰载飞机的重力G=mg=17500kg×10N/kg=1.75×105N 每架舰载飞机与甲板的总接触面积为0.5m2，则舰载机静止时，对甲板的压强 （3）舰载飞机与航母处于漂浮状态，舰载飞机起飞后，航母减少的浮力等于舰载飞机的重力 ∆F浮=G机=1.75×105N 则航母排开海水的体积减少量 （4）航母以正常航行速度行驶时，所受牵引力等于阻力F=F阻=3.6×108N 航母正常航行速度v=54km/h=15m/s 航母正常航行时，其功率P=Fv=3.6×108N×15m/s=5.4×109W。 答：（1）福建舰匀速航行时，以停留在甲板上的歼-15战斗机为参照物，福建舰是静止的； （2）若舰载机静止时，对甲板的压强为3.5×105Pa； （3）若其中一架舰载飞机起飞后，求航母排开海水的体积减少了17.5立方米； （4）根据央视报道，福建舰采用了蒸汽轮机作为动力，若航母正常航行时，其功率有5.4×109W。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$