内容正文:
2026年中考物理一轮复习重点题型突破
专题13 综合计算题1 简单运动相关计算
一.选择题(共5小题)
1.P、Q是同一直线上相距10m的两点,甲乙两小车分别经过P点向Q点做直线运动。它们的s﹣t图像分别如图
(a)、(b)所示,甲比乙早3秒通过Q点,则( )
A.甲比乙早1秒经过P点 B.乙比甲早1秒经过P点
C.甲比乙早2秒经过P点 D.乙比甲早2秒经过P点
2.甲乙两位同学在同一考点参加800m体考,t=0时同时起跑,t4时刻同时到达终点,其速度﹣时间图像如图所示,下列描述正确的是( )
A.0~t1时间内甲乙两同学都在做匀速直线运动
B.t1~t2时间内甲乙两同学保持相对静止
C.0~t3时间内甲同学的路程小于乙同学的路程
D.刚到达终点时,甲乙两同学速度相等
3.甲、乙两物体从同一位置沿同一方向做直线运动,其s﹣t图像如图所示,其中甲的图线为直线。下列分析正确的是( )
A.甲、乙两物体是从同一地点同时出发的
B.以乙物体为参照物,甲物体一直在运动
C.第4s~第19s,甲和乙的平均速度相等
D.整个过程中,甲的速度总是大于乙的速度
4.某汽车公司对自主研发的无人驾驶汽车性能进行测试,甲、乙两辆完全相同的汽车在同一水平路面上做匀速直线运动,且v甲<v乙,若不计空气阻力,则汽车受到的牵引力F甲和F乙以及牵引力在相同时间内所做的功W甲和W乙之间的关系正确的是( )
A.F甲<F乙,W甲<W乙 B.F甲>F乙,W甲>W乙
C.F甲=F乙,W甲<W乙 D.F甲=F乙,W甲=W乙
5.利用地震波中纵波和横波的传播速度不同可以监测震源的位置。图示两条直线分别表示这两种波从震源开始传播的距离(s)与所用时间(t)的关系,若测得这两种波先后到达某监测站的时间间隔为10s,则震源到该监测站的距离为( )
A.25km B.50km C.75km D.100km
二.填空题(共18小题)
6.小花在学习光学如识的时候知道了光在真空中的传播速度为3×108m/s,通过查资料又知道了太阳到地球的距离大约是1.5×1011m,聪明的小花算出了从太阳发出的光大约需要经 s才能传播到地球上来。
7.一辆小汽车于20:45驶入一高速公路某区间测速路段的起点,当日21:15驶出终点,全程40km,则该汽车在该路段的行驶时间 h,平均速度为 km/h。
8.如图所示,记录了一辆小汽车在平直公路上行驶的情况,该小汽车做的是 直线运动,它在整个运动过程中的平均速度是 m/s。
9.如图所示为西安城墙国际马拉松比赛的场景。跑步过程中以城墙上的标语牌为参照物,运动员是 (选填“静止”或“运动”)的;西安城墙全长约为13.74km,某选手跑完全程用时约1.2h,他的平均速度约为 km/h。
10.高铁上行驶的动车设计成流线型,是为了 。靠近村庄的铁路两侧安装隔音板是在 控制噪声。G8264次列车从扬州东站至宝应站用时27分钟,铁路线长约94.5km,其平均速度约是 km/h。
11.用如图甲的滑轮组提升重200N的物体,已知拉力F为80N,不计绳重和摩擦,物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示,反映绳子自由端运动的图线是 (选填“A”或“B”),动滑轮重为 N,3s内对物体做的有用功为 J。
12.甲、乙两辆小车在平直的路面上向东运动,小林测出它们运动的路程和时间,并由所测数据作出了相应的s﹣t图像,如图所示。由图可知v甲 v乙(选填“>”、“=”或“<”),以甲车为参照物,乙车向 (选填“东”或“西”)运动。
13.小明骑自行车2min行驶600m,他的平均速度为 m/s。马拉松运动员跑步的平均速度为10km/h,若二者在公路上以各自的平均速度同时向西运动,以自行车为参照物,马拉松运动员向 (选填“东”或“西”)运动。
14.以“中流击水,百年龙腾”为主题的中国龙舟大赛四川遂宁站的比赛在美丽的观音湖举行。在一场小组赛中,四个龙舟队沿200米赛道由北向南争先划行。当安居区龙舟队奋力超越旁边队伍时,以安居区龙舟队为参照物,旁边的队伍向 (选填“南”或“北”)运动;最终安居区龙舟队以40秒的成绩取得小组第一名,则该队全程的平均速度为 m/s。
15.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。
16.如图所示是甲、乙两车运动的s﹣t图象,当两车从同一地点,同时同向做匀速直线运动时,v甲:v乙= ,当时间t= s时,两车相距12m。
17.绵泸高铁内自泸段即将建成通车,据了解泸州乘高铁经内江到成都大约需要84min。其中泸州至内江约130km,按照设计速度250km/运行,泸州到内江列车大约需要 h。内江至成都约150km,从泸州经内江到成都全程的平均速度约为 km/h。某牵引力为9×104N的动车组在一段平直轨道上匀速行驶时速度为216km/h,则该动车组的输出功率为 W。
18.哈伊高铁设计全程长约300km,运行时间大约100min,伊春将进入高铁时代,极大促进林都伊春旅游业的快速发展,届时绿色伊春将会迎来八方来客。试求哈伊高铁列车运行全程的平均速度为 km/h;试想坐在高铁列车上。穿行于绿色林海之中,美丽迷人的景物纷纷“前来欢迎”远方客人,这是以 为参照物。
19.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制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。
20.如图所示,用125N的拉力F,把重力为300N的木箱匀速提升3m,滑轮组的机械效率为 ;假如在上升过程中,拉木箱的绳子突然断了,木箱由于 会继续向上运动一段距离。
21.如图所示,一木块沿固定光滑斜面下滑,木块(不计大小)的重力为10N,所受支持力为8N,则木块由斜面顶端滑到底端的过程中,重力做功为 J,支持力做功为 J。
22.如图,一个箱子静止在水平地面,小聪用150N的水平拉力将箱子移动了0.4m,小聪的拉力做功为 J。待箱子静止后,小明用80N的水平推力推这个箱子没有推动,小明的推力做功 J,此时箱子受到地面的摩擦力为 N。
23.电动扶梯在公共场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“5.5”“7.5”或“15”)kW的电动机。
三.综合能力题(共1小题)
24.阅读下列短文,回答问题。
超声波测速
超声波是振动频率高于20000Hz的声波,它具有指向性好、反射能力强、能量集中等特点,可用于测距、测速等。
测距是测速的基础,如图甲所示,超声波测速仪向静止的汽车发射超声波信号(简称信号),同时开始计时,信号传播过程中遇到汽车会被反射,测速仪接收到返回的信号停止计时,根据记录的时间及其与路程、速度的关系,可计算出汽车与测速仪之间的距离。图乙是信号传播过程的s﹣t图象,s表示信号与测速仪之间的距离,t表示信号传播的时间。
测速仪测量汽车速度的原理是:测速仪向运动的汽车先后发射两次信号,根据汽车在两次遇到信号之间所通过的路程及所用的时间,由速度公式可得出汽车的平均速度。
测速仪在公路上对某跑车进行测速时,向匀速驶来的跑车发射两次信号,两次发射信号的时间间隔是1.0s,第一次发射信号到接收用时0.6s,第二次发射信号到接收用时0.3s。经测速仪测定,该跑车超速,驾驶员将受到交警部门处罚。(超声波速度取340m/s)
(1)人耳 (选填“能”或“不能”)听到超声波,超声波测速是利用了超声波的指向性好、能量集中、 等特点。
(2)如图乙所示,若t0=0.4s,则静止的汽车与测速仪之间的距离为 m。
(3)通过计算,在图丙中,大致画出测速仪对该跑车发射的两次信号传播过程的s﹣t图象(t从第一次发射信号开始计时),跑车在两次遇到信号之间通过的路程为 m,跑车的速度大小为 m/s。
四.解答题(共1小题)
25.光速的测定在物理学中有多种方法。迈克耳逊曾用类似于下述方法在地球上较精确测定了光速。将激光发射器和接收装置按图示位置固定。装置a是四个侧面均镀有高反光涂层的正方体,可绕固定的中心轴转动(图示为俯视图)。当正方体转动到图示位置静止时,激光束恰能以45°角照射到某侧面中心P点处,反射到相距几十公里外的一个山顶上,经此处的光反射器(内部结构未画出,不计光在其中的传播时间)反射后,平行于原光线射到正方体另一侧面中心Q点处,最终被接收装置接收到。
(1)若光速为3×105km/s,正方体到光反射器之间的距离为30km,则光从P点射出到射回Q点所用的时间为 s;
(2)正方体快速转动一周,光反射器能接收到 次激光的照射;
(3)当正方体的转速为n圈/秒时,接收装置可接收到激光,正方体与对面山顶光反射器间距离用d(单位:m)表示,则测得的光速可能为 m/s(填写选项符号)
A.8nd B.12nd C.16nd D.20nd
五.计算题(共9小题)
26.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?
27.“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(如图)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5×104N的牵引力匀速前进1.5km,牵引力做功为多少?
28.张吉怀高速铁路总长246km,设计最高速度为350km/h。假设通车后,小君和她家人从怀化坐高速列车去张家界旅游、若该次高速列车的平均速度为307.5km/h。求:
站名
到达时间
开车时间
怀化
始发站
09:08
吉首
10:38
10:44
张家界
12:29
12:40
……
……
……
(1)小君和她家人经过多少分钟到达张家界;
(2)如表中为目前怀化站到北京西站的K268次列车运行时刻表(部分),请比较,小君和她家人坐高速列车去张家界比坐K268次列车去张家界节省多少分钟。
29.若汽车在平直公路上10min内匀速行驶了13.8km,消耗汽油2kg,发动机的输出功率为46kW。汽油热值q为4.6×107J/kg。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。
30.中尼两国共同宣布珠峰的最新高度为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。
31.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,汽车运动的路程是多少?
(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?
32.“天问一号”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,已知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。
33.“五一”期间,小明一家驱车外出旅游,如图所示,当车经过高速路段A点路标时,时间是8点15分;当车经过高速路段B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1150N,消耗的汽油为3kg。(汽油的热值为4.6×107J/kg)求:
(1)汽车在AB之间的速度;
(2)汽车在行驶过程中牵引力做的功;
(3)汽车发动机的效率。
34.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1m,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。
压力F/N
180
185
190
195
200
压敏电阻R/Ω
18
17
16
14
12
(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?
参考答案与试题解析
一.选择题(共5小题)
1.【解答】因为P、Q是同一直线上相距10m的两点,P点是起点(图象上是点O),Q点是终点(Q点位于纵轴的10m处)。由图可知:当两车的纵坐标都是10m时,甲车对应的时间是3s,而乙车对应的时间是5s,已知甲比乙早3秒通过Q点,如果两车同时从P点出发,则甲比乙早2秒通过Q点,所以,甲比乙早1秒经过P点,故A正确。
故选:A。
2.【解答】0~t1时间内甲乙两同学的v﹣t图象是过原点的一条直线,说明两人都在做加速运动,故A错误;
t1~t2时间内甲乙两同学的速度不变,均做匀速直线运动,但甲的速度小于乙的速度,所以甲乙两同学的距离越来越大,故B错误;
t4时刻同时到达终点,t3~t4时间内甲的速度大于乙的速度,所以甲通过的路程大于乙通过的路程,总路程相同,则0~t3时间内甲同学的路程小于乙同学的路程,故C正确;
刚到达终点时,甲的速度大于乙的速度,故D错误。
故选:C。
3.【解答】A、由图可知乙在甲出发3s后才出发,所以甲乙不是同时出发的,故A错误;
BD、由图可知第24s以前,甲乙之间的距离一直在发生变化,则以乙物体为参照物,甲物体一直在运动,但24s后两物体的s﹣t图象是一组平行线,两物体之间的距离不变,即两物体运动的速度相等,所以以乙物体为参照物,甲物体静止,故BD错误;
C、第4s~第19s,甲和乙运动的路程均为57m﹣12m=45m,运动时间相等,根据速度公式可知甲和乙的平均速度相等,故C正确;
故选:C。
4.【解答】(1)在水平方向上,甲、乙两辆汽车都受牵引力F与摩擦力f作用,两辆汽车都做匀速直线运动,处于平衡状态,所以F甲=f甲,F乙=f乙;
甲、乙两辆完全相同的汽车在同一水平路面上做匀速直线运动,两辆汽车对水平路面的压力相等,都等于汽车自身的重力;接触面的粗糙程度相同,所以两辆汽车所受的摩擦力大小相等,即f甲=f乙,所以牵引力F甲=F乙;
(2)因为v=,v甲<v乙,
所以在相同的时间内路程关系:
s甲<s乙,F甲=F乙。
根据W=Fs可知,W甲<W乙。
故选:C。
5.【解答】由图可知,纵波的速度为:v1===5km/s,横波的速度为:v2===3km/s,
测得这两种波先后到达某监测站的时间间隔为10s,由题意可得:﹣=10s,即﹣=10s,
解得:s=75km。
故选:C。
二.填空题(共18小题)
6.【解答】光在真空中的传播速度是3×108m/s,又知太阳到地球之间的距离为1.5×1011m,根据速度公式v=可得t===500s;
故答案为:500s。
7.【解答】一辆小汽车于20:45驶入一高速公路某区间测速路段的起点,当日21:15驶出终点,则运动的时间为:t=21:15﹣20:45=30min=0.5h;
汽车的平均速度为:v===80km/h。
故答案为:0.5;80。
8.【解答】由图可知小汽车每分钟通过的路程是不相等的,所以小汽车做的是变速直线运动,
小汽车的运动路程为3240m,时间为4min,它在整个运动过程中的平均速度是:v===13.5m/s。
故答案为:变速;13.5。
9.【解答】跑步过程中以城墙上的标语牌为参照物,运动员相对于标语牌的位置发生改变,故运动员是运动的;
西安城墙全长约为13.74km,某选手跑完全程用时约1.2h,他的平均速度约为:v===11.45km/h。
故答案为:运动;11.45。
10.【解答】列车行驶时,会受到空气的阻力作用,动车制成流线型主要是为了减小空气阻力作用,可以降低能耗;
靠近村庄的铁路两侧安装隔音板是在传播过程中减弱噪声,
G8264次列车的平均速度:v===210km/h。
故答案为:减小空气阻力;传播过程中;210。
11.【解答】
(1)由图甲可知,n=3,则拉力端移动距离s=3h,所以图乙中上面的倾斜直线A是绳子自由端运动的s﹣t图像,而下面的倾斜直线B是物体运动的s﹣t图像;
(2)不计绳重和摩擦,拉力F=(G+G动),则动滑轮重力:
G动=3F﹣G=3×80N﹣200N=40N;
(3)由图乙可知,t=3s时,物体运动的高度h=1.5m,
拉力做的有用功:W有用=Gh=200N×1.5m=300J。
故答案为:A;40;300。
12.【解答】
(1)由图知,甲和乙车都通过60m的路程时,t甲<t乙,由v=可知,v甲>v乙;
(2)甲、乙两辆小车在平直的路面上向东运动,且v甲>v乙,所以以甲为参照物,乙车向西运动。
故答案为:>;西。
13.【解答】小明骑自行车2min行驶600m,他的平均速度为:v===5m/s;
马拉松运动员跑步的平均速度为10km/h=≈2.78m/s,二者在公路上以各自的平均速度同时向西运动,小明骑自行车的速度大于运动员的平均速度,则两人的距离越来越大,所以以自行车为参照物,马拉松运动员向东运动。
故答案为:5;东。
14.【解答】在一场小组赛中,四个龙舟队沿200米赛道由北向南争先划行。当安居区龙舟队奋力超越旁边队伍时,以安居区龙舟队为参照物,旁边的队伍向北运动;
安居区龙舟队以40秒的成绩取得小组第一名,则该队全程的平均速度为:v===5m/s。
故答案为:北;5。
15.【解答】(1)根据v=可知用时t===30s;
(2)完成本次送菜,牵引力做功W=Fs=50N×30m=1500J。
故答案为:30;1500。
16.【解答】
(1)由图像可知,当s=24m时,t甲=4s,t乙=6s,
则甲的速度为:v甲===6m/s,乙的速度为:v乙===4m/s,
则甲、乙两车的速度之比为:v甲:v乙=6m/s:4m/s=3:2;
(2)设当时间为t时,两车相距12m,
根据v=可得s=vt,可得:v甲t﹣v乙t=12m,
即:6m/s×t﹣4m/s×t=12m,
解得,t=6s。
故答案为:3:2;6。
17.【解答】泸州到内江列车大约需要:t===0.52h;
泸州经内江到成都全程的距离为泸州至内江和内江至成都的路程之和,泸州经内江到成都全程的平均速度约为:v1===200km/h;
该动车组的输出功率为:P===Fv=9×104N×=5.4×106W。
故答案为:0.52;200;5.4×105。
18.【解答】(1)高铁全程长s=300km,运行时间t=100min=h,
则列车运行全程的平均速度:v===180km/h;
(2)坐在高铁列车上,穿行于绿色林海之中,以列车为参照物,景物与列车之间的相对位置发生了改变,所以美丽迷人的景物纷纷“前来欢迎”远方客人。
故答案为:180;列车。
19.【解答】(1)电磁波的传播不需要介质,能在真空中传播;
(2)天和核心舱沿椭圆轨道从近地点向远地点运行的过程中,是动能转化为重力势能,其质量不变,动能减小,速度变小;
从远地点到近地点运行的过程中,是重力势能转化为动能,其质量不变,动能增大,速度变大;
所以从近地点经远地点再回到近地点的过程中,天和核心舱的动能先减小后增大;
(3)天和核心舱的平均速度为:
v===7600m/s。
故答案为:(1)能;(2)先减小后增大;(3)7600。
20.【解答】(1)木箱的重力是300N,木箱升高的距离是3m,
滑轮组对木箱做的有用功W有用=Gh=300N×3m=900J,
动滑轮由三段绳子承担,则绳子自由端移动的距离s=nh=3×3m=9m,
绳子自由端拉力做功W总=Fs=125N×9m=1125J,
滑轮组的机械效率η===80%。
(2)滑轮组拉动木箱向上运动,拉木箱的绳子突然断了,木箱由于惯性会继续向上运动一段距离。
故答案为:80%;惯性。
21.【解答】木块由斜面顶端滑到底端的过程中,受到重力和支持力的作用,在重力的方向上通过了距离,在支持力的方向没有通过距离,所以重力对木块做功,支持力对木块不做功,即做功为0J。
木块在重力的方向上通过的距离:h=6cm=0.06m,
则重力做功:W=Gh=10N×0.06m=0.6J。
故答案为:0.6;0。
22.【解答】
(1)小聪拉力做的功为:W=Fs=150N×0.4m=60J;
(2)小明用80N的水平推力推这个箱子没有推动,小明对箱子施加了力的作用,但箱子没有在该力的方向上通过距离,所以小明的推力对箱子不做功,即推力做功为0J;
(3)小明用80N的水平推力推箱子,但没有推动,即此时箱子处于平衡状态,此时所受的推力和摩擦力是一对平衡力,故这两个力大小相等,所以此时箱子受到地面的摩擦力f=F推=80N。
故答案为:60;0;80。
23.【解答】(1)我国工厂用的动力电路的电压为380V;人在该电压下,由于电压很高,靠近时会发生高压电弧触电;为避免触电事故,该电动机工作时外壳必须接地。
(2)电动扶梯与水平面的夹角为30°,已知每层楼的高度为4.5m,则根据数学知识可知:楼梯长:s=2h=2×4.5m=9m,
由v=可得,上楼时间:t===18s;
根据P=Fv可知:由于电动机的功率一定,当动力变大时速度会减小,所以随电动扶梯一起上行的扶手的速度可以略大于0.50m/s;
若该电动扶梯上同时站立45人,则总重力:G总=m总g=nm人g=45×60kg×10N/kg=2.7×104N,
根据斜面原理可知电动机需要的拉力:F===1.35×104N,
则电动机的功率P=Fv=1.35×104N×0.50m/s=6750W=6.75kW,
因5.5kW<6.75kW<7.5kW,所以,应选择额定功率为7.5kW的电动机。
故答案为:
(1)380;电弧;必须;
(2)18;大于;7.5。
三.综合能力题(共1小题)
24.【解答】(1)人耳可听声的频率范围是:20Hz~20000Hz,超声波是振动频率高于20000Hz的声波,故人耳不能听到超声波;超声波具有指向性好、反射能力强、能量集中等特点,可用于测距、测速等;
(2)汽车遇到超声波时的时间为:t=0.5t0=0.5×0.4s=0.2s,
车与测速仪之间的距离为s=vt=0.2s×340m/s=68m;
(3)第一次超声波传播的距离为:s1=v1t1=0.6s×340m/s=204m,
第二次超声波传播的距离为:s2=v2t2=0.3s×340m/s=102m,
图像如图所示;
测速过程中,跑车通过的路程为:s车=0.5(s1﹣s2)=0.5×=51m,
跑车行驶的时间为:t车=0.5(t1+t2)+t间﹣t1=0.5×(0.6s+0.3s)+1.0s﹣0.6s=0.85s,
跑车的速度为:。
故答案为:(1)不能;反射能力强;(2)68;(3)图像如图所示;51;60。
四.解答题(共1小题)
25.【解答】(1)正方体到光反射器之间的距离为30km,则光所走的路程为2×30km=60km,光从P点射出到射回Q点所用的时间为:t===2×10﹣4 s;
(2)正方体有四个侧面,则有四个侧面中心点处,由图可知正方体快速转动一周,光反射器能接收到4次激光的照射;
(3)正方体与对面山顶光反射器间距离用d(单位:m)表示,则每反射一次光所走的路程为2d,正方体快速转动一周,光反射器能接收到4次激光的照射,当正方体的转速为n圈/秒时,光每秒所走的路程为2d×4×n=8nd,故选:A。
故答案为:(1)2×10﹣4;(2)4;(3)A。
五.计算题(共9小题)
26.【解答】(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。
27.【解答】(1)两站间的路程s=135km,时间t=54min=0.9h,
平均速度:.
(2)牵引力F=5×104N,通过的距离s'=1.5km=1500m,
牵引力做的功:W=Fs'=5×104N×1500m=7.5×107J.
答:(1)动车组从成都东站到乐山站的平均速度是150km/h;
(2)牵引力做的功为7.5×107J.
28.【解答】(1)由v=得,小君和她家人到达张家界的时间:
t===0.8h=48min;
(2)从K268次列车运行时刻表中可以看出,K268次列车从怀化到张家界的运动时间为:
t′=12:29﹣9:08=3:21=201min,
节省的时间为:
△t=t﹣t′=201min﹣48min=153min。
答:(1)小君和她家人经过48分钟到达张家界;
(2)小君和她家人坐高速列车去张家界比坐K268次列车去张家界节省153分钟。
29.【解答】(1)汽车在该路段的速度v===23m/s;
(2)根据P=可知汽车牵引力做的功W=Pt=46×103W×10×60s=2.76×107J;
(3)汽油完全燃烧放出的热量Q放=q汽油m=4.6×107J/kg×2kg=9.2×107J,
汽车发动机的效率η===30%。
答:(1)汽车行驶的速度为23m/s;
(2)汽车牵引力做的功为2.76×107J;
(3)汽车发动机的效率为30%。
30.【解答】(1)从重庆坐火车经过约40h行驶了约3080km到达拉萨,则火车的平均速度为:
v===77km/h;
(2)从拉萨到珠峰大本营海拔升高了1600m,该过程中克服小海重力做的功为:
W=Gh=500Nx1600m=8×105J。
答:(1)求火车的平均速度为77km/h;
(2)从拉萨到珠峰大本营海拔升高了1600m,该过程中克服小海重力做了8×105J的功。
31.【解答】(1)根据v=可知:汽车司机的反应时间内汽车运动的路程s1=v1t1=30m/s×0.5s=15m,
刹车后汽车运动的路程s2=v2t2=15m/s×10s=150m,
从司机发现情况到汽车停止这段时间,汽车运动的路程s=s1+s2=15m+150m=165m;
(2)汽车在平直公路上匀速行驶,处于平衡状态,所受阻力和牵引力大小相等,
正常行驶时受到的阻力为重力的0.3倍,则F牵=f=0.3G=0.3mg=0.3×3×103kg×10N/kg=9000N,
汽车在反应时间内牵引力做的功W=F牵s1=9000N×15m=1.35×105J。
答:(1)从司机发现情况到汽车停止这段时间,汽车运动的路程是165m;
(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1.35×105J。
32.【解答】
(1)祝融号在火星上的重力为:G火=mg火=m×0.38g=240kg×0.38×10N/kg=912N;
所受的阻力为:f=0.06G火=0.06×912N=54.72N;
(2)祝融号做匀速直线运动,受到平衡力的作用,故牵引力为:F=f=54.72N;
牵引力做功为:W=Fs=54.72N×100m=5472J;
(3)火星表面大气密度是地球表面大气密度的0.01倍,即ρ火=0.01ρ地,V排=V物;
物体在地球大气中受到的浮力为:F地=ρ地V排g地=ρ地V物g地,
在火星大气中受到的浮力为:F火=ρ火V排g火=ρ火V物g火,
故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为:
=====5000:19。
答:(1)祝融号所受的阻力为54.72N;
(2)在这段时间内牵引力做的功为5472J;
(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为5000:19。
33.【解答】(1)A、B 两地之间的距离为s=78km−42km=36km,汽车行驶的时间为t=8:45−8:15=30min=0.5h,
则从A处到B处的平均速度:v===72km/h;
(2)汽车匀速行驶时汽车受到的牵引力等于其受到的阻力,f=F=1150N,
汽车在行驶过程中牵引力做的功:W=Fs=1150N×36000m=4.14×107J;
(3)汽油燃烧放出的热量:Q=mq=3kg×4.6×107J/kg=1.38×108J,
则发动机的效率:η=100%==30%。
答:(1)汽车在AB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%。
34.【解答】(1)由图可知,水泵正常工作时电压为220V,
由P=UI可得,正常工作时通过的电流是:I1===2A;
(2)长方体的体积:V=Sh=0.02m2×1m=0.02m3,
长方体浸没在水中,其排开水的体积:V排=V=0.02m3,
则长方体受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m3=200N,
此时压敏电阻受到的压力:F压=F浮﹣G=200N﹣5N=195N,
由表可知,R压=14Ω,
R总===24Ω,
则定值电阻的阻值:R0=R压﹣R压=24Ω﹣14Ω=10Ω;
(3)根据ρ=可得,当空水箱注满水时,水的质量:m水=ρ水(V箱﹣V)=1.0×103kg/m3×(0.8m3﹣0.02m3)=780kg,
则水的重力所做的功:W=G水h水=m水gh=×780kg×10N/kg×1m=3900J。
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。
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