第十章 功和机械能（综合题30道）-【刷好题】2025-2026学年八年级物理下册热点题型专练（2024北师大北京版）

第十章 功和机械能（综合题30道） 1．为了提高身体素质，应积极进行体育锻炼。质量为50kg的小明在某次跳绳运动中，小明1min跳180次，每次跳起时离开地面的平均高度为4cm。 （1）小明站立在水平地面时，脚与地面的总接触面积为400cm2，则小明站立在水平地面时对地面的压强是多少？___________； （2）小明跳绳一次时克服自身重力所做的功是多少？___________ （3）小明在1min跳绳中克服自身重力做功的功率是多少？___________ （4）结合所学的物理知识，为了提高1min跳绳的成绩，小明每次跳起时离开地面的平均高度应略 ___________（选填“大”或“小”）一些。 2．如图甲所示，游乐场过山车是比较惊险刺激的项目，小明游玩后对此项目比较感兴趣，准备对过山车到达竖直平面内的圆形轨道内侧的顶端而不会掉下来的情况进行研究。他从网上购买如图乙所示的离心轨道，把质量为的钢球从斜轨的处由静止释放，到达轨道最低点处后，再沿竖直平面内的圆形轨道内侧经最高处点，走完圆形轨道，再爬上斜轨到达处停下。结合实验过程，回答下列问题。 （1）实验时，为达到与过山车相同的效果，应选择较______（选填“光滑”或“粗糙”）的轨道； （2）从处由静止释放钢球，到达轨道处，此过程中钢球的重力做功为______； （3）把钢球放在与处等高点处由静止释放，钢球______（选填“能”或“不能”）到达圆轨内侧最高点处？请结合功能关系写出理由：______。 3．火星，太阳系八大行星之一，其直径约为地球的53%，火星地表大气压强约为680Pa。在火星上物体的重力与质量的比值为地球表面的40%（地球地表上的g，取10N/kg）。 2021年我国首个火星探测器“天问一号”一次性完成“绕、落、巡”三大任务，世界航天史上没有先例。 “绕”，探测器经过7个月的长途飞行，其着陆器（如图）进入火星大气层，之后沿椭圆轨道绕火星运动，其着陆器沿椭圆轨道绕火星运动，实现火星的远火点、近火点环绕探测。 “落”， 我国利用探月的技术积累，将质量为240kg的探测器着陆火星表面。它将是一个更艰巨的挑战，需在7分钟内，使探测器的时速降至0m/s。我国利用探月的技术积累，通过四个阶段减速。 “巡”，当探测器到达火星后，放出巡视车，为下一步探测打好基础。 （1）探测器沿椭圆轨道绕火星运动时，不受空气阻力，只发生动能和势能的相互转化。由近火点向远火点运动时，_____能转化成 ________能。 （2）到火星后，其重力为 ________N。 （3）若在火星地表做托里拆利实验，则水银柱高度h约为 _________mm（水银密度为13.6g/cm3）。 4．为了解决能源和污染问题，气象飞艇的研发受到重视。我国研发的平流层某气象飞艇（如图甲）依靠浮力可升到20km高的平流层，其推进系统由太阳能电池提供能量，推进器产生的推力与气流对飞艇的水平作用力平衡，可使气象飞艇长时间悬停。 (1)当气象飞艇从近地面升到平流层高空时，其内外气压差将__________（选填“变大”“不变”或“变小”）。 (2)若气象飞艇的气囊体积为3×104m3，则飞艇在平流层受到的浮力约为__________N。（平流层空气密度ρ空气=0.06kg/m3，g取10N/kg） (3)若气象飞艇所受的空气阻力与风速的关系如图乙，推进器的功效（功效是指推进器的推力与功率的比值）为0.01N/W，当平流层风速为40m/s时，求飞艇推进器的功率为_________W。 5．物体在流体（气体或液体）中运动时，会受到阻力作用，该阻力叫做流体阻力。流体阻力大小与物体运动速度大小有关，速度越大，阻力越大，流体阻力大小还跟物体的横截面积有关，横截面积越大，阻力越大；此外，流体阻力跟物体的形状有关，头圆尾尖（这种形状通常叫做流线型）的物体受到的阻力较小。物体（例如雨滴）从高空由静止下落，速度会越来越大，所受阻力也越来越大，下落一段距离后，将以某一速度做匀速直线运动，这个速度通常被称为收尾速度。 （1）雨滴在高空形成后从静止开始下落，速度越来越大，动能 ___________，重力势能 ___________（前两空选填“增大”“减小”或“不变”），此过程中若雨滴受到的外力全部消失，雨滴将 ___________（选填“静止”、“加速直线运动”或“匀速直线运动”）； （2）雨滴下落过程中，随着雨滴速度的增大，受到的重力 ___________，受到的阻力 ___________（前两空均选填“增大”“减小”或“不变”）。当雨滴受到的阻力 ___________（选填“大于”“小于”或“等于”）重力时，雨滴开始匀速直线下落。 6．2023年10月31日8时11分，神舟十六号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱在距离地面十千米的高度打开降落伞，逐步减速，直至距地面1米高度时，启动反推发动机向下喷火。实现进一步减速、最终安全直立着陆。已知返回舱的总质量约为，返回舱着陆后与水平地面接触面积约为。 （1）启动反推发动机实现减速是利用了______。返回舱在下降过程中受到的______（选填“是”或者“不是”）平衡力； （2）返回舱着陆后静止在水平地面时对地面的压强是多少？______ （3）返回舱距离地面直至落地过程中，返回舱重力做功多少？______ 7．电动自行车已成为大众喜爱的一种交通工具。小明测得家里新买的电动自行车每个车轮与地面的接触面积为50cm2，说明书相关参数如下表。该车达到最大载重时在平直的路面上由静止开始运动通过测试获得如图甲、乙所示的速度随时间变化的关系图像和牵引力随时间变化的关系图像。 车型 26电动自行车 整车质量 40kg 最大载重质量 120kg （1）电动自行车行驶过程中，将电能转化为____________能； （2）该车达到最大载重时对路面的压强为多少____________； （3）该测试过程中7﹣12s内电动自行车直行时，克服阻力做功的功率为多大____________？ 8．请回答下列问题 单板滑雪 单板滑雪（即滑板滑雪）又称冬季的冲浪运动，单板滑雪选手用一个滑雪板而不是一双滑雪板，利用身体和双脚来控制方向。1994年国际滑联（FIS）将滑板滑雪定为冬奥会正式项目。 无论你是个顶级高手还是第一次踏上滑雪单板，你的滑雪体验直接与你的装备质量相关，好的装备会增加你滑雪的乐趣。滑雪装备可划分为两大部分，一是硬件——用于滑雪，包括滑板、靴子和固定器；二是软件——使你保持温暖，如夹克、裤子、头盔等。滑板的底板材料主要由塑料或高分子尼龙材料制成，高分子材料的底板更为光滑。 应如何选择一块合适的滑板呢？合适的滑板长度应依赖于使用者的滑雪方式、身高和体重来选择，大多数人需要的滑板竖立在地面上时应该达到使用者的下巴或嘴唇附近（如图甲所示）。宽度是挑选单板的另一个非常重要的因素，基本原则是：当使用者横向站在滑板上时，人的靴子底长度应该与滑雪板宽齐平或稍稍超过其边缘。 北京2022年冬奥会共设有男女U型场地技巧、坡面障碍技巧、平行大回转、大跳台和障碍追逐等项目，一共产生11枚金牌，其中障碍追逐混合团体比赛是北京冬奥会新增小项。我国运动员苏翊鸣在北京冬奥会摘得了单板滑雪坡面障碍技巧银牌和大跳台金牌。 （1）如图乙所示，中国选手苏翊鸣向上腾空跃起到最高点的过程中，他的速度______（填“增大”或“减小”）。 （2）苏翊鸣在空中下落过程中（如图丙所示），他受力______填“平衡”或“不平衡”）。 （3）小强要去玩单板滑雪，他的身高为170cm，体重为600N，穿40码的鞋。你会帮他从下列三种型号的滑板中选择型号______的滑板最为合适。 型号①：长度约100cm，宽度约20cm；型号②：长度约150cm，宽度约25cm；型号③：长度约170cm，宽度约40cm。 （4）请估算小强在进行单板滑雪时雪板对雪地的压强约为______Pa。（雪板质量可忽略） 9．2024年4月16日，“雪龙2号”完成中国第40次南极科学考察任务返回上海港。“雪龙2号”是我国第一艘自主建造的极地科考破冰船，“雪龙2号”破冰船满载时的排水量为。 （1）“雪龙2号”满载时在海水中受到的浮力为______N； （2）“雪龙2号”破冰船“首柱削尖”的构造是通过______方法从而______（选填“增大”或“减小”）压强的，更容易切开厚重的冰层； （3）“雪龙2号”能在极地厚的冰环境中以的速度匀速破冰航行，此时受到的阻力为，则破冰动力做的功为______，破冰船推进的功率为______。 10．某运动员做蹦极运动，从高处自由下落，如图所示。A点是弹性绳自由伸长时的终点，B点是弹性绳拉力与运动员重力相等的位置，C点是第一次下落的最低点。    （1）蹦极运动中，橡皮绳发生的是______形变； （2）运动员在C点受______（选填“平衡力”或“非平衡力”）； （3）如果不考虑空气阻力，从A点到C点下落过程中，橡皮绳的弹性势能______；运动员的机械能______。（均选填“增大”、“减小”、“先增大后减小”、“先减小后增大”或“不变”） 11．2017年12月24日，我国自主研制的最大水陆两栖飞机AG600在广东珠海首飞成功。AG600可以在地面成水上起飞和降落，20秒内可一次吸满水12吨，主要用于大型灭火和水上救援。已知飞机空载质量为41.5吨，最大巡航速度500千米/时。（g取10牛/千克） (1)为了使飞机获得向上的升力，机翼的上侧做成凸圆形状，而下侧成平面形状，其科学原理是____________； (2)某次灭火演习中，AG600器满水后加速起飞，然后以最大巡航速度水平飞往演习火场的上空，将水箱中的水一次性全部注下，下列有关说法正确的是（    ） A．用水灭火可以降低可燃物的着火点 B．加速起飞过程中，飞机的动能减小 C．飞机以最大巡航速度水平匀速直线飞行时，飞机受到平衡力的作用 (3)在某次水面滑行测试中，蓄有8.5吨水的飞机，在水面上以10m/s的速度匀速直线滑行1分钟，若滑行过程中所受阻力为总重的0.5倍，则飞机的牵引力做功__________J，此时飞机的实际功率为__________W。（） 12．小明买了一辆电动自行车，部分参数如下表所示。已知小明质量为60kg，假定电动自行车在水平骑行过程中受到的阻力始终为总重力的0.08倍。（g=10N/kg） 项目 参数 最高车速（km/h） 25 整车质量（kg） 40 最大功率（W） 400 （1）车轮上刻花纹的目的是_____________； （2）小明在水平公路上骑电动自行车，匀速行驶5km过程中克服阻力做了多少功_________? （3）若小明骑行过程中电动车以最大功率输出，匀速行驶时的车速为多少_________? 13．在北京冬奥会上，中国运动员苏翊鸣勇夺单板滑雪大跳台金牌。 （1）滑雪板底做得越宽大，在它对雪地的压力一定时，对雪地的压强 ___________； （2）如图所示，苏翊鸣由A点运动到B点时动能 ___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）； （3）若滑雪板与雪地的总接触面积为0.4m2，苏翊鸣和滑雪板的总质量为72kg，当他穿着滑雪板站立在水平雪地上时，对雪地的压强为 ___________Pa。（g取10N/kg）    14．下图是湖北省博物馆收藏的战国青铜尊盘。该青铜尊盘的质量为30kg，平放在水平地面时与地面的接触面积为20cm2。某天，工作人员用时12s将该青铜尊盘从地面搬到1.2m高的水平陈列台上。（g取10N/kg） （1）青铜尊盘对水平地面的压强是多少？ （2）工作人员克服青铜尊盘重力所做的功是多少？做功的功率是多少？ （3）为了减小青铜尊盘对陈列台的压强，可以采取什么方法？（写出一种即可） 15．科技小组设计了一款消毒机器人，如图所示。使用前对机器人进行测试：将储液箱中装满消毒液，关闭喷洒装置并使机器人在水平地面上做匀速直线运动，相关数据如下表。（消毒液密度ρ取，g取10 N/kg）求： 设备参数 空载质量/kg 50 储液箱容积/L 30 履带着地总面积/m2 0.2 测试数据 行驶时间/min 1 行驶路程/m 60 行驶功率/W 120 （1）该次测试中，装满消毒液的机器人运动过程中动能___________，机械能___________（选填“增大”“减小”或“不变”）； （2）装满消毒液的机器人受到的总重力；___________ （3）装满消毒液的机器人静止时对水平地面的压强；___________ （4）该次测试中装满消毒液的机器人在行驶时所受的牵引力。___________    16．如图所示是我国自行研制的祝融号火星车，其质量为240kg，在火星上连续行驶一小时可前进40m。天问一号环绕器运行在火星中继通信轨道，主要为祝融号火星车进行中继通信，火星上的g值约为4N/kg。 （1）以天问一号为参照物，祝融号火星车是______ 的； （2）火星车轮子与火星表面的接触面积约为160cm2，则其静止在火星表面时对星表面的压强为( ) ； （3）如果火星车以上述速度沿着火星水平表面匀速直线行驶，所受阻力大小恒为200N，则前进30min电动机做功( ) ； （4）若火星车匀速前进时电能转化机械能的效率是80%，则电动机的电功率为( ) （保留一位小数）。    17．研学活动中，同学们记录了质量为40kg 的小芳跳绳时的数据，并绘制了跳绳时重心移动的高度h 随时间t变化的图像，如图所示。（g 取 10 N/kg） （1）求小芳每跳绳一次克服自身所受重力做的功； （2）求小芳1min 内跳绳克服自身所受重力做功的平均功率； （3）小芳想要提高 1min 内跳绳测试的成绩，请你从物理学的角度给小芳提供一条合理的建议。    18．如图甲所示的是我国自主设计建造的首艘大洋钻探船——梦想号。它是目前世界上唯一一艘具备11000m超深水钻探能力的大洋钻探船，其满载时的排水量为，某次钻探中，梦想号的吃水深度为，科研人员通过绳索在隔水管内（管内没有海水）将一块地质岩样品竖直向上匀速提升了，如图乙所示。经测量，样品的质量为。（取，取） (1)若将地质岩样品自接在海水中提升至上表面刚接触水面，这个过程中，地质岩样品受到海水的压强________，受到海水的浮力________。（均选填“变大”“变小”或“不变”） (2)梦想号满载时受到海水的浮力是多少________？ (3)本次钻探中，船底受到海水的压强是多少________？ (4)本次钻探中，绳索对地质岩样品做的功是多少_________？ 19．为净化空气、美化环境，内乡县每天出动多台雾炮车进行抑尘工作。如图所示，该雾炮车共有10个车轮，空载时的质量为10t，罐体的最大载水量为8000L，每个轮胎与地面的接触面积为。（g取10N/kg，） （1）雾炮车沿着水平路面匀速前进并向空中喷雾的过程中，雾炮车的动能______（选填“增大”“减小”或“不变”）； （2）雾炮车满载静止在水平路面上时，它对路面的压强为多大______? （3）雾炮车满载时，沿水平路面匀速前进2km用时200s，所受阻力是总重的0.1倍，此过程中牵引力所做的功和功率分别是多少______? 20．如图是一台火灾现场侦察、灭火的消防机器人，其质量为500kg，机器人保持72km/h的速度匀速直线运动了10min，行驶时所受阻力为自重的0.02倍（g取10N/kg），请回答下列问题： (1)该消防机器人在水平地面匀速直线行驶的过程中始终在持续洒水，它具有的机械能将_______，动能将______（选填“变小”、“变大”或“不变”）； (2)求机器人前进过程中的牵引力； (3)在水平地面匀速直线前进的过程中，消防机器人牵引力做了多少功和功率（此问忽略质量的变化）。 21．随着科技的发展，郑州已开通多条地铁线路，使城市交通更加便利。某节地铁列车的质量（含乘客）大约为，地铁列车与轨道的接触面积约为，g取。 （1）地铁列车在平直轨道上静止时，对轨道的压强有多大； （2）如果该地铁列车在某水平路段以的速度匀速运行1km，在此路段所受阻力约为，求在此路段地铁列车的牵引力做的功以及做功的功率； （3）地铁隧道一般是两边高中间低，如图所示，可使出站的列车由于下坡而很快提高速度，进站的列车借助上坡来降低速度，这种建造方法在运营时更加节能降耗。请你用学过的物理知识解释这样做节能的原因。    22．雾炮车在创建良好的生活环境中大显身手，如图所示，雾炮车正在对街道进行除尘消毒。作业前该雾炮车的总重为4.8×104N，车轮与路面总接触面积为0.12m2，装载深度为1.2m的药液。作业时，雾炮车在大小恒定为6×103N的牵引力作用下，沿平直路面以7.2km/h的速度匀速行驶5min消耗汽油0.4kg。（g取10N/kg，ρ药液＝1.0×103kg/m3，q汽油＝4.5×107J/kg）    （1）雾炮车作业过程中对路面的压强_________，雾炮车的机械能_________。（均选填“变大”、“变小”或“不变”） （2）作业前雾炮车对水平路面的压强及水罐底部20cm2面积上受到药液的压力各是多少_________？ （3）雾炮车发动机的热机效率是多少_________？ 23．爸爸开满载质量为1.5×103kg的小轿车带小明去旅行，如图1所示，若汽车做直线运动，牵引力的功率恒为9×104W；运动过程中受到的阻力保持不变，运动的速度v与时间t的关系如图2所示，则： （1）在0~10s内，牵引力的大小______汽车受到的阻力（选填“大于”“小于”或“等于”），牵引力做了多少功？______ （2）运动过程中受到的阻力是多少？______ （3）小轿车满载时，车轮与地面的接触总面积为0.04m2，则地面受到的压强是多大？______ 24．阅读短文，回答问题。 活塞式抽水机俗称压水井，其结构设计体现古代劳动人民的智慧.它的工作原理如题23图所示，该装置由手柄、连杆、活塞、圆筒（储水腔）、只能向上开启的阀门A、B及出水管组成.其中，活塞跟筒壁紧密接触同时又可以上下移动，手柄（DOE）可绕支点O转动，通过D下的连杆与活塞连接。使用时，提起活塞，阀门A受到大气压的作用而关闭，活塞的下面空气稀薄，气压小于外界的大气压，于是，低处的水受到大气压的作用推开阀门B进入圆筒，如图甲所示。当压下活塞时，阀门B被水压下而关闭，水受阻不能向下流动，于是冲开阀门A进入圆筒的上部，如图乙所示。再提起活塞时，活塞上面的水迫使阀门A关闭，水从出水管流出，与此同时，低处的水又在大气压的作用下推开阀门B而进入圆筒.这样，活塞不停地上下移动，水就从管口连续不断地流出。已知：活塞直径（圆筒竖直部分的内径）为10cm，阀门A和B直径、出水管直径均为4cm，标准大气压取，取，g取，取3。 (1)在手柄E处向下施力F，提起活塞，手柄（DOE）可视为______（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆，阀门B下方的水是在______的作用下进入圆筒； (2)标准大气压下，理论计算抽水高度为10m，实际抽水高度要小一些，原因是______； (3)反复提压手柄使水从液面a开始上升，当活塞和水升至图甲位置时，活塞与圆筒的摩擦力为10N，则F至少为______N，此过程中，水克服重力所做功为______J；（忽略连杆、手柄和活塞的重力，忽略活塞厚度） (4)如图丙所示，若匀速提压手柄使活塞在G、H间往返运动，水每次上升的最大高度均到液面b处，活塞往返一次用时2s，则出水管口处水的平均流速为______m/s。 小梦是一名八年级的学生，在学习了机械功这一节后，观察生活中围绕在身边有关功的问题。请完成下列小题。 25．上学过程中，小梦同学对书包做了功的情况是（　　） A．背着书包站立不动 B．背着书包沿着水平路面匀速前进 C．背着书包站在匀速上楼梯 D．背着书包坐在沿水平方向行驶的公交车上 26．早上她从教学楼一楼走到三楼的过程中，她克服自身重力做功约为（　　） A．500J B．1000J C．3000J D．5000J 27．如图所示是小梦荡秋千的情景，下列说法正确的是（　　） A．从最高点荡到最低点的过程中，木板的支持力对人做了功 B．从最高点荡到最低点的过程中，绳子的拉力对人做了功 C．从最高点荡到最低点的过程中，重力对人做了功 D．从最低点荡到最高点瞬间若所有力都消失，则人将做匀速直线运动 28．如图所示，利用滑轮拉着重物沿水平方向匀速运动，若物体重为600N，物体受到的阻力为重力的0.2倍，移动速度为2m/s，运动时间为5s。求： (1)拉力F所做的功。 (2)拉力F做功的功率。 29．数学是表述物理规律最精确的语言，初中物理中有很多物理量间的关系满足正比例函数关系。如下图所示： （1）如果y轴为某机械所做的机械功（W），x轴为做功所用的时间（t），则由图像可知，A、B两个机械做功的______不同（填物理量）； （2）如图，如果y轴为实心物体质量（m），x轴为实心物体的体积（V），则 ①该图能反应出A、B两种材料的哪个物理量有差异_______？ ②比较A、B该量的大小关系_______； ③说明比较的依据_______。 30．2025年1月22日上午，中国人民解放军海军054B护卫舰首舰漯河舰在山东青岛某军港交接入列。如图所示，漯河舰是我国自主研制建造的新一代护卫舰，在舰艇隐身技术、作战指挥系统、火力集成控制等方面取得突破，各项性能显著增强，是海军转型发展的重要设备。 漯河舰的舰长154m，舷宽18m，满载排水量5000t，最大吃水深度6m，最大航速30节（1节≈0.5m/s），g取10 N/kg。 (1)当满载的漯河舰从长江驶入大海时，漯河舰受到的浮力________（选填“变大”“变小”或“不变”），舰身会________（选填“上浮”或“下沉”）一些。 (2)请画出漯河舰静止在海面上所受浮力的示意图（舰上黑点为重心）。 (3)当漯河舰满载在海上以最大航速匀速直线航行时，若漯河舰所受海水的阻力是其总重的0.1倍，它动力的功率是多少? (4)当护航编队执行护航任务时，在海上全速前进的两艘护卫舰间能否近距离并排行驶?请说明原因。___________ 31．关于安全行车有很多警示语，其中“十次车锅九次快”可猜想：汽车的动能可能跟______有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟______有关。如图，汽车载着木箱向左做匀速直线运动，画出汽车突然减速时木箱受到的力的示意图。_______________ 32．如图所示是工厂中常见的传送带装置。质量为m的物体从高度为H的光滑斜面Q点，下滑到长为L、摩擦系数为μ（与接触面粗糙程度有关，接触面越粗糙、μ越大）的静止传送带上，最终落在地面上的P点，空气阻力忽略不计。 当传送带启动后，物体落地的位置是否会发生变化？ 这需要用到动能定理。动能定理是指，物体动能的变化量等于其受到的外力做功之和。如果外力对物体做功，则物体的动能增加；如果物体克服摩擦力做功，则物体的动能会减少。 物体动能大小与其质量m、速度v有关，表达式为Ek=0.5mv2，物体势能大小和其质量m、高度h有关，表达式为Ep=mgh。 滑动摩擦力Ff大小与摩擦系数μ、压力FN有关，可记为Ff=μ∙FN。 请尝试完成下列题目： （1）物体到达传送带时的速度vM=_____； （2）物体离开传送带时的速度vN=_____； （3）当传送带逆时针转动时，物体 _____（“可能”、“不可能”）回到Q点； （4）当传送带顺时针转动时，物体一定会落在P点的 _____（“左”、“右”）边。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十章 功和机械能（综合题30道） 1．为了提高身体素质，应积极进行体育锻炼。质量为50kg的小明在某次跳绳运动中，小明1min跳180次，每次跳起时离开地面的平均高度为4cm。 （1）小明站立在水平地面时，脚与地面的总接触面积为400cm2，则小明站立在水平地面时对地面的压强是多少？___________； （2）小明跳绳一次时克服自身重力所做的功是多少？___________ （3）小明在1min跳绳中克服自身重力做功的功率是多少？___________ （4）结合所学的物理知识，为了提高1min跳绳的成绩，小明每次跳起时离开地面的平均高度应略 ___________（选填“大”或“小”）一些。 【答案】 1.25×104Pa 20J 60W 小 【详解】（1）[1]小明的重力 G=mg=50kg×10N/kg=500N 小明站立时，他对地面的压力 F=G=500N 脚与地面的总接触面积为 他对地面的压强 （2）[2]小明跳一次时克服自身重力所做的功 W1=Gh=500N×0.04m=20J （3）[3]小明1min跳180次做的总功为 W=180W1=180×20J=3600J 小明2min克服自身重力做功的功率 （4）[4]相同时间里，跳的次数越多成绩越好，功率一定的情况下；每次做的功越少，成绩才越好，可以降低跳起的高度。 2．如图甲所示，游乐场过山车是比较惊险刺激的项目，小明游玩后对此项目比较感兴趣，准备对过山车到达竖直平面内的圆形轨道内侧的顶端而不会掉下来的情况进行研究。他从网上购买如图乙所示的离心轨道，把质量为的钢球从斜轨的处由静止释放，到达轨道最低点处后，再沿竖直平面内的圆形轨道内侧经最高处点，走完圆形轨道，再爬上斜轨到达处停下。结合实验过程，回答下列问题。 （1）实验时，为达到与过山车相同的效果，应选择较______（选填“光滑”或“粗糙”）的轨道； （2）从处由静止释放钢球，到达轨道处，此过程中钢球的重力做功为______； （3）把钢球放在与处等高点处由静止释放，钢球______（选填“能”或“不能”）到达圆轨内侧最高点处？请结合功能关系写出理由：______。 【答案】 光滑 不能 小球运动时需要克服摩擦力做功，小球的机械能减小 【详解】（1）[1]实验时，为达到与过山车相同的效果，应选择较光滑的轨道，因为这样消耗的机械能会变小。 （2）[2]从到的过程中，减小的高度为 钢球的重力做功为 （3）[3][4]把钢球放在与处等高点处由静止释放，由于小球与轨道之间存在摩擦力，小球运动时需要克服摩擦力做功，小球的机械能减小，所以钢球不能达到圆轨内侧最高点处。 3．火星，太阳系八大行星之一，其直径约为地球的53%，火星地表大气压强约为680Pa。在火星上物体的重力与质量的比值为地球表面的40%（地球地表上的g，取10N/kg）。 2021年我国首个火星探测器“天问一号”一次性完成“绕、落、巡”三大任务，世界航天史上没有先例。 “绕”，探测器经过7个月的长途飞行，其着陆器（如图）进入火星大气层，之后沿椭圆轨道绕火星运动，其着陆器沿椭圆轨道绕火星运动，实现火星的远火点、近火点环绕探测。 “落”， 我国利用探月的技术积累，将质量为240kg的探测器着陆火星表面。它将是一个更艰巨的挑战，需在7分钟内，使探测器的时速降至0m/s。我国利用探月的技术积累，通过四个阶段减速。 “巡”，当探测器到达火星后，放出巡视车，为下一步探测打好基础。 （1）探测器沿椭圆轨道绕火星运动时，不受空气阻力，只发生动能和势能的相互转化。由近火点向远火点运动时，_____能转化成 ________能。 （2）到火星后，其重力为 ________N。 （3）若在火星地表做托里拆利实验，则水银柱高度h约为 _________mm（水银密度为13.6g/cm3）。 【答案】 动 重力势 960 12.5 【详解】（1）[1][2]不受空气阻力，探测器由近火点向远火点运动时器机械能守恒，当探测器由近火点向远火点运动时，质量不变，高度增加，重力势能增加，则探测器将动能转化为重力势能。 （2）[3]探测器在地球上的重力为 在火星上物体的重力与质量的比值g为地球表面的40%，则探测器到火星后，其重力为 （3）[4]火星地表上的重力常数 由可得，水银柱高度 4．为了解决能源和污染问题，气象飞艇的研发受到重视。我国研发的平流层某气象飞艇（如图甲）依靠浮力可升到20km高的平流层，其推进系统由太阳能电池提供能量，推进器产生的推力与气流对飞艇的水平作用力平衡，可使气象飞艇长时间悬停。 (1)当气象飞艇从近地面升到平流层高空时，其内外气压差将__________（选填“变大”“不变”或“变小”）。 (2)若气象飞艇的气囊体积为3×104m3，则飞艇在平流层受到的浮力约为__________N。（平流层空气密度ρ空气=0.06kg/m3，g取10N/kg） (3)若气象飞艇所受的空气阻力与风速的关系如图乙，推进器的功效（功效是指推进器的推力与功率的比值）为0.01N/W，当平流层风速为40m/s时，求飞艇推进器的功率为_________W。 【答案】(1)变大 (2)1.8×104 (3)1.44×105 【详解】（1）海拔越高，空气越稀薄，大气压越小，飞艇内的气压不变，故其内外气压差将变大。 （2）飞艇在平流层受到的浮力F浮=ρ空气gV排=ρ空气gV气囊=0.06kg/m3×10N/kg×3×104m3=1.8×104N （3）由图乙可知，飞艇受到的阻力与风速的平方成正比，且当风速的平方为400m2/s2时，飞艇受到的阻力f=360N，当平流层风速为40m/s时，飞艇受到的阻力 飞艇悬停在空中，此时飞艇受到的水平推力和阻力是一对平衡力，所以，水平推力F=f′=1440N 已知推进器的功效（功效是指推进器的推力与功率的比值）为0.01N/W，则此时飞艇推进器的功率 5．物体在流体（气体或液体）中运动时，会受到阻力作用，该阻力叫做流体阻力。流体阻力大小与物体运动速度大小有关，速度越大，阻力越大，流体阻力大小还跟物体的横截面积有关，横截面积越大，阻力越大；此外，流体阻力跟物体的形状有关，头圆尾尖（这种形状通常叫做流线型）的物体受到的阻力较小。物体（例如雨滴）从高空由静止下落，速度会越来越大，所受阻力也越来越大，下落一段距离后，将以某一速度做匀速直线运动，这个速度通常被称为收尾速度。 （1）雨滴在高空形成后从静止开始下落，速度越来越大，动能 ___________，重力势能 ___________（前两空选填“增大”“减小”或“不变”），此过程中若雨滴受到的外力全部消失，雨滴将 ___________（选填“静止”、“加速直线运动”或“匀速直线运动”）； （2）雨滴下落过程中，随着雨滴速度的增大，受到的重力 ___________，受到的阻力 ___________（前两空均选填“增大”“减小”或“不变”）。当雨滴受到的阻力 ___________（选填“大于”“小于”或“等于”）重力时，雨滴开始匀速直线下落。 【答案】 增大 减小 匀速直线运动 不变 增大 等于 【详解】（1）[1][2]雨滴在高空形成后从静止开始下落，速度越来越大，质量不变，动能变大；高度变小，重力势能减小；雨滴在高空形成后从静止开始下落后，由于开始重力大于阻力，合力方向向下，所以速度越来越大。 [3]动能的大小与质量、速度有关，重力势能的大小与质量、高度有关；物体运动加快，说明合力方向与运动方向相同；一切物体不受力的作用时保持静止或匀速直线运动状态。 （2）[4][5]雨滴下落过程中，质量不变，由公式G＝mg知，受到的重力不变。 由“流体阻力大小与物体运动速度大小有关，速度越大，阻力越大”知，雨滴下落过程中受到的阻力随速度的增加而增大。 [6]当雨滴受到的阻力等于重力时，雨滴的速度不再改变，开始做匀速直线运动。 6．2023年10月31日8时11分，神舟十六号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱在距离地面十千米的高度打开降落伞，逐步减速，直至距地面1米高度时，启动反推发动机向下喷火。实现进一步减速、最终安全直立着陆。已知返回舱的总质量约为，返回舱着陆后与水平地面接触面积约为。 （1）启动反推发动机实现减速是利用了______。返回舱在下降过程中受到的______（选填“是”或者“不是”）平衡力； （2）返回舱着陆后静止在水平地面时对地面的压强是多少？______ （3）返回舱距离地面直至落地过程中，返回舱重力做功多少？______ 【答案】 力的作用是相互的 不是 【详解】（1）[1][2]启动反推发动机向下喷火，由于力的作用是相互的，喷射出的气体对返回舱产生向上的作用力，使返回舱减速；返回舱在下降过程中速度逐渐减小，运动状态发生了改变，受到的不是平衡力。 （2）[3]返回舱静止在水平地面上，对地面的压力为 对地面的压强是 （3）[4]返回舱重力做功 7．电动自行车已成为大众喜爱的一种交通工具。小明测得家里新买的电动自行车每个车轮与地面的接触面积为50cm2，说明书相关参数如下表。该车达到最大载重时在平直的路面上由静止开始运动通过测试获得如图甲、乙所示的速度随时间变化的关系图像和牵引力随时间变化的关系图像。 车型 26电动自行车 整车质量 40kg 最大载重质量 120kg （1）电动自行车行驶过程中，将电能转化为____________能； （2）该车达到最大载重时对路面的压强为多少____________； （3）该测试过程中7﹣12s内电动自行车直行时，克服阻力做功的功率为多大____________？ 【答案】 机械 1.6×105Pa 216W 【详解】（1）[1]电动机工作时，将电能主要转化为机械能。 （2）[2]最大载重时车对水平路面的压力为 路面的受力面积为 自行车对路面的压强为 （3）[3] 7﹣12s内自行车做匀速直线运动，受到的阻力大小等于牵引力的大小，克服阻力做功的功率为 8．请回答下列问题 单板滑雪 单板滑雪（即滑板滑雪）又称冬季的冲浪运动，单板滑雪选手用一个滑雪板而不是一双滑雪板，利用身体和双脚来控制方向。1994年国际滑联（FIS）将滑板滑雪定为冬奥会正式项目。 无论你是个顶级高手还是第一次踏上滑雪单板，你的滑雪体验直接与你的装备质量相关，好的装备会增加你滑雪的乐趣。滑雪装备可划分为两大部分，一是硬件——用于滑雪，包括滑板、靴子和固定器；二是软件——使你保持温暖，如夹克、裤子、头盔等。滑板的底板材料主要由塑料或高分子尼龙材料制成，高分子材料的底板更为光滑。 应如何选择一块合适的滑板呢？合适的滑板长度应依赖于使用者的滑雪方式、身高和体重来选择，大多数人需要的滑板竖立在地面上时应该达到使用者的下巴或嘴唇附近（如图甲所示）。宽度是挑选单板的另一个非常重要的因素，基本原则是：当使用者横向站在滑板上时，人的靴子底长度应该与滑雪板宽齐平或稍稍超过其边缘。 北京2022年冬奥会共设有男女U型场地技巧、坡面障碍技巧、平行大回转、大跳台和障碍追逐等项目，一共产生11枚金牌，其中障碍追逐混合团体比赛是北京冬奥会新增小项。我国运动员苏翊鸣在北京冬奥会摘得了单板滑雪坡面障碍技巧银牌和大跳台金牌。 （1）如图乙所示，中国选手苏翊鸣向上腾空跃起到最高点的过程中，他的速度______（填“增大”或“减小”）。 （2）苏翊鸣在空中下落过程中（如图丙所示），他受力______填“平衡”或“不平衡”）。 （3）小强要去玩单板滑雪，他的身高为170cm，体重为600N，穿40码的鞋。你会帮他从下列三种型号的滑板中选择型号______的滑板最为合适。 型号①：长度约100cm，宽度约20cm；型号②：长度约150cm，宽度约25cm；型号③：长度约170cm，宽度约40cm。 （4）请估算小强在进行单板滑雪时雪板对雪地的压强约为______Pa。（雪板质量可忽略） 【答案】 减小 不平衡 ② 1600 【详解】（1）[1]中国选手苏翊鸣向上腾空跃起到最高点的过程中，他的动能转化为重力势能，速度减小。 （2）[2]苏翊鸣在空中下落过程中，运动状态在发生改变，受力不平衡。 （3）[3]小强要去玩单板滑雪，他的身高为170cm，需要的滑板竖立在地面上时应该达到使用者的下巴或嘴唇附近，需要的滑板长约150cm，40码鞋的长度约为25cm，当使用者横向站在滑板上时，人的靴子底长度应该与滑雪板宽齐平或稍稍超过其边缘，所以，滑板的宽度约为25cm，选择型号为②的滑板。 （4）[4]小强在进行单板滑雪时雪板对雪地的压强约为 9．2024年4月16日，“雪龙2号”完成中国第40次南极科学考察任务返回上海港。“雪龙2号”是我国第一艘自主建造的极地科考破冰船，“雪龙2号”破冰船满载时的排水量为。 （1）“雪龙2号”满载时在海水中受到的浮力为______N； （2）“雪龙2号”破冰船“首柱削尖”的构造是通过______方法从而______（选填“增大”或“减小”）压强的，更容易切开厚重的冰层； （3）“雪龙2号”能在极地厚的冰环境中以的速度匀速破冰航行，此时受到的阻力为，则破冰动力做的功为______，破冰船推进的功率为______。 【答案】 1.4×108 减小受力面积 增大 1.8×1010 3×107 【详解】（1）[1]“雪龙2号”满载时在海水中受到的浮力为 （2）[2][3]破冰船“首柱削尖”的构造，减小了与冰层之间的受力面积，从而增大对冰层的压强，更容易切开厚重的冰层。 （3）[4][5]破冰船匀速破冰航行时，受到的动力与阻力二力平衡 速度为 破冰船推进的功率为 则破冰动力做的功为 10．某运动员做蹦极运动，从高处自由下落，如图所示。A点是弹性绳自由伸长时的终点，B点是弹性绳拉力与运动员重力相等的位置，C点是第一次下落的最低点。    （1）蹦极运动中，橡皮绳发生的是______形变； （2）运动员在C点受______（选填“平衡力”或“非平衡力”）； （3）如果不考虑空气阻力，从A点到C点下落过程中，橡皮绳的弹性势能______；运动员的机械能______。（均选填“增大”、“减小”、“先增大后减小”、“先减小后增大”或“不变”） 【答案】 弹性 非平衡力 增大 减小 【详解】（1）[1]蹦极运动中，橡皮绳受到拉力作用，形状发生变化，撤去拉力后能够自己恢复原状，所以橡皮绳发生的是弹性形变。 （2）[2]运动到C点为最低点，此时橡皮绳的形变最大，所以弹力最大，则运动员受到拉力最大，大于运动员的重力，因此运动员受非平衡力。 （3）[3]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，橡皮绳的弹性势能增大到最大值，所以从A点到C点的过程中，橡皮绳的弹性势能增大。 [4]如果不考虑空气阻力，而运动员的机械能转化为橡皮绳的弹性势能，因此运动员的机械能减小。 11．2017年12月24日，我国自主研制的最大水陆两栖飞机AG600在广东珠海首飞成功。AG600可以在地面成水上起飞和降落，20秒内可一次吸满水12吨，主要用于大型灭火和水上救援。已知飞机空载质量为41.5吨，最大巡航速度500千米/时。（g取10牛/千克） (1)为了使飞机获得向上的升力，机翼的上侧做成凸圆形状，而下侧成平面形状，其科学原理是____________； (2)某次灭火演习中，AG600器满水后加速起飞，然后以最大巡航速度水平飞往演习火场的上空，将水箱中的水一次性全部注下，下列有关说法正确的是（    ） A．用水灭火可以降低可燃物的着火点 B．加速起飞过程中，飞机的动能减小 C．飞机以最大巡航速度水平匀速直线飞行时，飞机受到平衡力的作用 (3)在某次水面滑行测试中，蓄有8.5吨水的飞机，在水面上以10m/s的速度匀速直线滑行1分钟，若滑行过程中所受阻力为总重的0.5倍，则飞机的牵引力做功__________J，此时飞机的实际功率为__________W。（） 【答案】(1)见解析 (2)BC (3) 1.5×108 2.5×106 【详解】（1）机翼的上侧做成凸圆形状，而下侧成平面形状；空气通过机翼上表面的流速大，通过下表面的流速较小；因为机翼上方的空气流速大、压强较小，机翼下方的空气流速小、压强大，所以机翼受到一个向上的压强差，从而产生向上的升力。 （2）A．着火点是可燃物的属性，不能降低，故A错误； B．飞机在加速起飞过程中，质量不变，速度增大，动能增大，故B正确； C．飞机以最大巡航速度水平直线飞行时处于平衡状态，则飞机受到平衡力的作用，故C正确； 故选BC。 （3）[1]飞机飞行过程中所受阻力 f=0.5G总=0.5m总g=0.5(m飞机+m水)g=0.5×(41.5+8.5)×103kg×10N/kg=2.5×105N 因为匀速直线飞行，所以牵引力和阻力是平衡力，牵引力 F=f=2.5×105N 飞机飞行的距离 s=vt=10m/s×60s=600m 牵引力做功 W=Fs=2.5×105N×600m=1.5×108J [2]飞机的实际功率 12．小明买了一辆电动自行车，部分参数如下表所示。已知小明质量为60kg，假定电动自行车在水平骑行过程中受到的阻力始终为总重力的0.08倍。（g=10N/kg） 项目 参数 最高车速（km/h） 25 整车质量（kg） 40 最大功率（W） 400 （1）车轮上刻花纹的目的是_____________； （2）小明在水平公路上骑电动自行车，匀速行驶5km过程中克服阻力做了多少功_________? （3）若小明骑行过程中电动车以最大功率输出，匀速行驶时的车速为多少_________? 【答案】 增大接触面粗糙程度，增大摩擦力 4×105J 5m/s 【详解】（1）车轮上刻花纹，能增大接触面的粗糙程度，可以增大摩擦。 （2）根据题意知道，骑行过程中电动自行车受到的阻力 f=0.08G总=0.08×1000N=80N 匀速行驶5km过程中克服阻力做的功 W=fs=80N×5×103m=4×105J （3）由知道，以最大功率输出匀速行驶时的车速是 答：（1）车轮上刻花纹的目的是增大接触面粗糙程度，增大摩擦力； （2）小明在水平公路上骑电动自行车，匀速行驶5km过程中克服阻力做功4×105J； （3）若小明骑行过程中电动车以最大功率输出，匀速行驶时的车速为5m/s。 13．在北京冬奥会上，中国运动员苏翊鸣勇夺单板滑雪大跳台金牌。 （1）滑雪板底做得越宽大，在它对雪地的压力一定时，对雪地的压强 ___________； （2）如图所示，苏翊鸣由A点运动到B点时动能 ___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）； （3）若滑雪板与雪地的总接触面积为0.4m2，苏翊鸣和滑雪板的总质量为72kg，当他穿着滑雪板站立在水平雪地上时，对雪地的压强为 ___________Pa。（g取10N/kg）    【答案】 越小 减小 1800 【详解】（1）[1]压强的大小与压力大小和受力面积大小有关，所以滑雪板底面越宽大，在压力相同的情况下，由于受力面积越大，所以滑雪板对雪地的压强越小。 （2）[2]他在飞行过程中，上升阶段：质量不变，速度减小，动能减小，高度增加，重力势能增加，动能转化为重力势能，苏翊鸣由A点运动到B点时动能减小。 （3）[3]苏翊鸣和滑雪板的总重力 当他穿着滑雪板站立在水平雪地上时，对雪地的压力 对雪地的压强为 14．下图是湖北省博物馆收藏的战国青铜尊盘。该青铜尊盘的质量为30kg，平放在水平地面时与地面的接触面积为20cm2。某天，工作人员用时12s将该青铜尊盘从地面搬到1.2m高的水平陈列台上。（g取10N/kg） （1）青铜尊盘对水平地面的压强是多少？ （2）工作人员克服青铜尊盘重力所做的功是多少？做功的功率是多少？ （3）为了减小青铜尊盘对陈列台的压强，可以采取什么方法？（写出一种即可） 【答案】（1）；（2）360J，；（3）在青铜尊盘和陈列台之间加一个柔软的垫子 【详解】解：（1）青铜尊盘对水平地面的压强 （2）工作人员克服青铜尊盘重力所做的功 其做功的功率 （3）为了减小青铜尊盘对陈列台的压强，可以在青铜尊盘和陈列台之间加一个柔软的垫子。 答：（1）青铜尊盘对水平地面的压强是1.5×105Pa； （2）工作人员克服青铜尊盘重力所做的功是360J，做功的功率是30W； （3）为了减小青铜尊盘对陈列台的压强，可以在青铜尊盘和陈列台之间加一个柔软的垫子。 15．科技小组设计了一款消毒机器人，如图所示。使用前对机器人进行测试：将储液箱中装满消毒液，关闭喷洒装置并使机器人在水平地面上做匀速直线运动，相关数据如下表。（消毒液密度ρ取，g取10 N/kg）求： 设备参数 空载质量/kg 50 储液箱容积/L 30 履带着地总面积/m2 0.2 测试数据 行驶时间/min 1 行驶路程/m 60 行驶功率/W 120 （1）该次测试中，装满消毒液的机器人运动过程中动能___________，机械能___________（选填“增大”“减小”或“不变”）； （2）装满消毒液的机器人受到的总重力；___________ （3）装满消毒液的机器人静止时对水平地面的压强；___________ （4）该次测试中装满消毒液的机器人在行驶时所受的牵引力。___________    【答案】 不变 不变 800N 4000Pa 120N 【详解】（1）[1][2]该次测试中，将储液箱中装满消毒液，关闭喷洒装置并使机器人在水平地面上做匀速直线运动，运动过程中质量不变，速度不变，动能不变，高度不变，重力势能不变，机械能不变。 （2）[3]由知道，装满消毒液时消毒液的质量 消毒液和车的总重力 （3）[4]装满消毒液的机器人静止时对水平地面的压强 （4）[5]机器人做的功 该次测试中消毒机器人在行驶时所受的牵引力 16．如图所示是我国自行研制的祝融号火星车，其质量为240kg，在火星上连续行驶一小时可前进40m。天问一号环绕器运行在火星中继通信轨道，主要为祝融号火星车进行中继通信，火星上的g值约为4N/kg。 （1）以天问一号为参照物，祝融号火星车是______ 的； （2）火星车轮子与火星表面的接触面积约为160cm2，则其静止在火星表面时对星表面的压强为( ) ； （3）如果火星车以上述速度沿着火星水平表面匀速直线行驶，所受阻力大小恒为200N，则前进30min电动机做功( ) ； （4）若火星车匀速前进时电能转化机械能的效率是80%，则电动机的电功率为( ) （保留一位小数）。    【答案】 运动 6×104 Pa 4000J 2.8W 【详解】（1）[1]祝融号火星车前进过程中，与天问一号之间位置不断发生变化，所以以天问一号为参照物，祝融号火星车是运动的。 （2）[2]祝融号火星车在火星上受到的重力 火星车静止在火星表面时对星表面的压力 火星车静止在火星表面时对星表面的压强 （3）[3]火星车的速度 由可知，火星车前进，行驶的路程 火星车匀速行驶时，火星车电动机的牵引力与受到的阻力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知，火星车电动机的牵引力 前进电动机所做的功 （4）[4]由可知，电动机消耗的电能 电动机的电功率 17．研学活动中，同学们记录了质量为40kg 的小芳跳绳时的数据，并绘制了跳绳时重心移动的高度h 随时间t变化的图像，如图所示。（g 取 10 N/kg） （1）求小芳每跳绳一次克服自身所受重力做的功； （2）求小芳1min 内跳绳克服自身所受重力做功的平均功率； （3）小芳想要提高 1min 内跳绳测试的成绩，请你从物理学的角度给小芳提供一条合理的建议。    【答案】（1）；（2）；（3）降低每次跳绳跳起的高度 【详解】解：（1）由图像可知，小芳每次跳的高度为5cm，小芳每跳绳一次克服自身所受重力做的功 （2）由图像可知，小芳在0.4s内完成一次跳绳动作，所以在 1min内跳绳的次数 1min内跳绳克服自身所受重力做的总功 1min内跳绳克服自身所受重力做功的平均功率 （3）想要提高1min内跳绳次数，可以降低每次跳绳跳起的高度。 答：（1）每跳绳一次克服自身所受重力做的功为20J； （2）1min内跳绳克服自身所受重力做功的平均功率为50W； （3）想要提高1min内跳绳测试的成绩，可以降低每次跳绳跳起的高度。 18．如图甲所示的是我国自主设计建造的首艘大洋钻探船——梦想号。它是目前世界上唯一一艘具备11000m超深水钻探能力的大洋钻探船，其满载时的排水量为，某次钻探中，梦想号的吃水深度为，科研人员通过绳索在隔水管内（管内没有海水）将一块地质岩样品竖直向上匀速提升了，如图乙所示。经测量，样品的质量为。（取，取） (1)若将地质岩样品自接在海水中提升至上表面刚接触水面，这个过程中，地质岩样品受到海水的压强________，受到海水的浮力________。（均选填“变大”“变小”或“不变”） (2)梦想号满载时受到海水的浮力是多少________？ (3)本次钻探中，船底受到海水的压强是多少________？ (4)本次钻探中，绳索对地质岩样品做的功是多少_________？ 【答案】(1) 变小 不变 (2) (3) (4) 【详解】（1）[1]当地质岩样品在海水中上升时，深度h逐渐减小，而海水密度ρ海水和g不变，由p=ρgh可知，地质岩样品受到海水的压强变小。 [2]地质岩样品在海水中上升过程中，排开海水的体积V排不变，海水密度ρ海水和g也不变，由F浮=ρ液gV排可知，所以地质岩样品受到海水的浮力不变。 （2）满载时的排水量 梦想号满载时受到海水的浮力 （3）船底受到海水的压强 （4）绳索对样品的拉力大小等于样品所受的重力大小 绳索对样品做的功 19．为净化空气、美化环境，内乡县每天出动多台雾炮车进行抑尘工作。如图所示，该雾炮车共有10个车轮，空载时的质量为10t，罐体的最大载水量为8000L，每个轮胎与地面的接触面积为。（g取10N/kg，） （1）雾炮车沿着水平路面匀速前进并向空中喷雾的过程中，雾炮车的动能______（选填“增大”“减小”或“不变”）； （2）雾炮车满载静止在水平路面上时，它对路面的压强为多大______? （3）雾炮车满载时，沿水平路面匀速前进2km用时200s，所受阻力是总重的0.1倍，此过程中牵引力所做的功和功率分别是多少______? 【答案】 减小 ， 【详解】（1）[1]雾炮车沿着水平路面匀速前进并向空中喷雾的过程中，雾炮车的质量减小，速度不变，则动能减小。 （2）[2]水的质量为 则雾炮车满载时的总质量为 则雾炮车满载静止在水平路面上时，它对路面的压力为 则对路面的压强为 （3）[3]雾炮车满载沿水平路面匀速前进时受力平衡，牵引力为 此过程中牵引力所做的功为 则牵引力的功率为 20．如图是一台火灾现场侦察、灭火的消防机器人，其质量为500kg，机器人保持72km/h的速度匀速直线运动了10min，行驶时所受阻力为自重的0.02倍（g取10N/kg），请回答下列问题： (1)该消防机器人在水平地面匀速直线行驶的过程中始终在持续洒水，它具有的机械能将_______，动能将______（选填“变小”、“变大”或“不变”）； (2)求机器人前进过程中的牵引力； (3)在水平地面匀速直线前进的过程中，消防机器人牵引力做了多少功和功率（此问忽略质量的变化）。 【答案】(1) 变小 变小 (2) (3)2000W 【详解】（1）[1][2]该消防机器人在水平地面匀速直线行驶的过程中始终在持续洒水，消防机器人的质量减小，速度不变，动能减小；它的重心降低，重力势能减小，它具有的机械能将变小 （2）机器人匀速前进，牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，机器人前进过程中的牵引力 （3）消防机器人牵引力做的功 消防机器人牵引力做功的功率 21．随着科技的发展，郑州已开通多条地铁线路，使城市交通更加便利。某节地铁列车的质量（含乘客）大约为，地铁列车与轨道的接触面积约为，g取。 （1）地铁列车在平直轨道上静止时，对轨道的压强有多大； （2）如果该地铁列车在某水平路段以的速度匀速运行1km，在此路段所受阻力约为，求在此路段地铁列车的牵引力做的功以及做功的功率； （3）地铁隧道一般是两边高中间低，如图所示，可使出站的列车由于下坡而很快提高速度，进站的列车借助上坡来降低速度，这种建造方法在运营时更加节能降耗。请你用学过的物理知识解释这样做节能的原因。    【答案】（1）；（2），；（3）见解析 【详解】解：（1）列车的重力 因为列车静止在水平轨道上，所以列车对轨道的压力等于列车所受重力大小，即 列车对轨道的压强为 （2）该地铁列车匀速直线运动，牵引力和阻力是平衡力，牵引力 在此路段地铁列车的牵引力 牵引力做功的功率 （3）出站的列车需要消耗能量获得动能，利用下坡，将重力势能转化为动能而节能，进站的列车借助于上坡将动能转化为重力势能而减速； 答：（1）地铁列车在平直轨道上静止时，对轨道的压强是； （2）在此路段地铁列车的牵引力做的功是，做功的功率是； （3）出站的列车需要消耗能量获得动能，利用下坡，将重力势能转化为动能而节能，进站的列车借助于上坡将动能转化为重力势能而减速。 22．雾炮车在创建良好的生活环境中大显身手，如图所示，雾炮车正在对街道进行除尘消毒。作业前该雾炮车的总重为4.8×104N，车轮与路面总接触面积为0.12m2，装载深度为1.2m的药液。作业时，雾炮车在大小恒定为6×103N的牵引力作用下，沿平直路面以7.2km/h的速度匀速行驶5min消耗汽油0.4kg。（g取10N/kg，ρ药液＝1.0×103kg/m3，q汽油＝4.5×107J/kg）    （1）雾炮车作业过程中对路面的压强_________，雾炮车的机械能_________。（均选填“变大”、“变小”或“不变”） （2）作业前雾炮车对水平路面的压强及水罐底部20cm2面积上受到药液的压力各是多少_________？ （3）雾炮车发动机的热机效率是多少_________？ 【答案】 变小 变小 1.2×104Pa ；24N 20% 【详解】（1）[1]雾炮车作业过程中对路面的压力等于重力，重力G＝mg，雾炮车消毒时药液逐渐减少，质量减少，重力减小，则对路面的压力变小, 根据　可知，对路面的压强变小。 [2]雾炮车作业过程中质量不断变小，动能变小，重力势能变小，所以机械能变小。 （2）[3]雾炮车作业过程中对路面的压力 F＝G＝4.8×104N 雾炮车作业过程中对路面的压强 水罐底部受到药液的压强 p′＝ρ药液gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1.2m＝1.2×104Pa 水罐底部受到药液的压力 F′＝p′S＝1.2×104Pa×20×10﹣4m2＝24N （3）[4]雾炮车行驶的路程 雾炮车发动机做的功 W＝F牵引s＝6×103N×600m＝3.6×106J 消耗的汽油完全燃烧放出的热量 Q放＝mq汽油＝0.4kg×4.5×107J/kg＝1.8×107J 雾炮车发动机的热机效率 23．爸爸开满载质量为1.5×103kg的小轿车带小明去旅行，如图1所示，若汽车做直线运动，牵引力的功率恒为9×104W；运动过程中受到的阻力保持不变，运动的速度v与时间t的关系如图2所示，则： （1）在0~10s内，牵引力的大小______汽车受到的阻力（选填“大于”“小于”或“等于”），牵引力做了多少功？______ （2）运动过程中受到的阻力是多少？______ （3）小轿车满载时，车轮与地面的接触总面积为0.04m2，则地面受到的压强是多大？______ 【答案】 大于 9×105J 3000N 3.75×105Pa 【详解】解：（1）[1][2]由图可知，在0~10s内，汽车在做加速直线运动，牵引力大于阻力；牵引力做的功为 W＝Pt＝9×104W×10s＝9×105J （2）[3]由图可知，在10~15s内，汽车在做匀速直线运动，v＝30m/s，牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，根据P=Fv可知，受到的阻力为 （3）[4]地面受到的压力为 F压＝G＝1.5×103kg×10N/kg＝1.5×104N 地面受到的压强为 答（1）在0~10s内，牵引力大于汽车受到的阻力，牵引力做了9×105J的功； （2）运动过程中受到的阻力是3000N； （3）地面受到的压强是3.75×105Pa； 24．阅读短文，回答问题。 活塞式抽水机俗称压水井，其结构设计体现古代劳动人民的智慧.它的工作原理如题23图所示，该装置由手柄、连杆、活塞、圆筒（储水腔）、只能向上开启的阀门A、B及出水管组成.其中，活塞跟筒壁紧密接触同时又可以上下移动，手柄（DOE）可绕支点O转动，通过D下的连杆与活塞连接。使用时，提起活塞，阀门A受到大气压的作用而关闭，活塞的下面空气稀薄，气压小于外界的大气压，于是，低处的水受到大气压的作用推开阀门B进入圆筒，如图甲所示。当压下活塞时，阀门B被水压下而关闭，水受阻不能向下流动，于是冲开阀门A进入圆筒的上部，如图乙所示。再提起活塞时，活塞上面的水迫使阀门A关闭，水从出水管流出，与此同时，低处的水又在大气压的作用下推开阀门B而进入圆筒.这样，活塞不停地上下移动，水就从管口连续不断地流出。已知：活塞直径（圆筒竖直部分的内径）为10cm，阀门A和B直径、出水管直径均为4cm，标准大气压取，取，g取，取3。 (1)在手柄E处向下施力F，提起活塞，手柄（DOE）可视为______（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆，阀门B下方的水是在______的作用下进入圆筒； (2)标准大气压下，理论计算抽水高度为10m，实际抽水高度要小一些，原因是______； (3)反复提压手柄使水从液面a开始上升，当活塞和水升至图甲位置时，活塞与圆筒的摩擦力为10N，则F至少为______N，此过程中，水克服重力所做功为______J；（忽略连杆、手柄和活塞的重力，忽略活塞厚度） (4)如图丙所示，若匀速提压手柄使活塞在G、H间往返运动，水每次上升的最大高度均到液面b处，活塞往返一次用时2s，则出水管口处水的平均流速为______m/s。 【答案】(1) 省力 大气压 (2)活塞与圆筒密封不严（阀门泄漏、摩擦阻力及气蚀等因素导致实际真空度不足，无法完全利用大气压） (3) 33.5 39.375 (4)0.625 【详解】（1）[1]由图可知手柄DOE为杠杆，其中为动力臂，为阻力臂，动力臂＞阻力臂，故为省力杆杆； [2]当操作者拉动活塞时，泵体内腔体积增大，内部气压降低，低于外界大气压，此时进水阀打开，水源中的液体被吸入泵内。故阀门B下方的水是在大气压的作用下进入圆筒。 （2）活塞与圆筒密封不严（阀门泄漏、摩擦阻力及气蚀等因素导致实际真空度不足，无法完全利用大气压），会导致实际抽水高度要小一些。 （3）[1]由于上、下大气压和水柱的作用，产生的对活塞的压力 F0=Sp0=3×0.0025m2×1.0×103kg/m3×10N/kg×2.1m=157.5N 阻力 根据，求动力为 [2]上升水的体积为 上升水的重力为 水克服重力所做功为 （4）由于相同时间内流经的水的体积是不变的，则，则 小梦是一名八年级的学生，在学习了机械功这一节后，观察生活中围绕在身边有关功的问题。请完成下列小题。 25．上学过程中，小梦同学对书包做了功的情况是（　　） A．背着书包站立不动 B．背着书包沿着水平路面匀速前进 C．背着书包站在匀速上楼梯 D．背着书包坐在沿水平方向行驶的公交车上 26．早上她从教学楼一楼走到三楼的过程中，她克服自身重力做功约为（　　） A．500J B．1000J C．3000J D．5000J 27．如图所示是小梦荡秋千的情景，下列说法正确的是（　　） A．从最高点荡到最低点的过程中，木板的支持力对人做了功 B．从最高点荡到最低点的过程中，绳子的拉力对人做了功 C．从最高点荡到最低点的过程中，重力对人做了功 D．从最低点荡到最高点瞬间若所有力都消失，则人将做匀速直线运动 【答案】25．C 26．C 27．C 【解析】25．A．背着书包站立不动，人对书包有一个力的作用，而书包没有在力的方向上通过距离，不做功，故A不符合题意； B．背着书包沿着水平路面匀速前进，背书包的力与书包的运动方向垂直，力没有对书包做功，故B不符合题意； C．背着书包站在匀速上楼梯，人对书包有一个向上的力，书包在力的方向上通过了距离，所以人对书包做了功，故C符合题意； D．背着书包坐在沿水平方向行驶的公交车上，背书包的力与书包的运动方向垂直，力没有对书包做功，D不符合题意。 故选C。 26．中学生受到的重力约为500N，从一楼走到三楼上升的高度约为6m，他克服自身重力做功约为W=Gh=500N×6m=3000J 故选C。 27．A．从最高点荡到最低点的过程中，没有在木板的支持力的方向上通过距离，所以不做功，故A错误； B．从最高点荡到最低点的过程中，没有在拉力的方向上通过距离，所以不做功，故B错误； C．从最高点荡到最低点的过程中，在重力的方向上通过了距离，重力对人做了功，故C正确； D．从最低点荡到最高点瞬间，处于静止状态，若所有力都消失，则人将静止，故D错误。 故选C。 28．如图所示，利用滑轮拉着重物沿水平方向匀速运动，若物体重为600N，物体受到的阻力为重力的0.2倍，移动速度为2m/s，运动时间为5s。求： (1)拉力F所做的功。 (2)拉力F做功的功率。 【答案】(1)1200J (2)240W 【详解】（1）拉力F的大小 拉力F移动的距离s=nh=nvt=2×2m/s×5s=20m 拉力F所做的功W=Fs=60N×20m=1200J （2）拉力F做功的功率 29．数学是表述物理规律最精确的语言，初中物理中有很多物理量间的关系满足正比例函数关系。如下图所示： （1）如果y轴为某机械所做的机械功（W），x轴为做功所用的时间（t），则由图像可知，A、B两个机械做功的______不同（填物理量）； （2）如图，如果y轴为实心物体质量（m），x轴为实心物体的体积（V），则 ①该图能反应出A、B两种材料的哪个物理量有差异_______？ ②比较A、B该量的大小关系_______； ③说明比较的依据_______。 【答案】 功率 密度 A的密度大于B的密度 见解析 【详解】（1）[1]由W=Pt可知，y轴为某机械所做的机械功（W），x轴为做功所用的时间（t），A、B两个机械做功的功率不同。 （2）①[2]由m=ρV可知，y轴为实心物体质量（m），x轴为实心物体的体（V），A、B两种材料的密度不同。 ②③[3][4]由图可知，体积相同时，A的质量较大，由可知A的密度较大，即 ρ甲>ρ乙 30．2025年1月22日上午，中国人民解放军海军054B护卫舰首舰漯河舰在山东青岛某军港交接入列。如图所示，漯河舰是我国自主研制建造的新一代护卫舰，在舰艇隐身技术、作战指挥系统、火力集成控制等方面取得突破，各项性能显著增强，是海军转型发展的重要设备。 漯河舰的舰长154m，舷宽18m，满载排水量5000t，最大吃水深度6m，最大航速30节（1节≈0.5m/s），g取10 N/kg。 (1)当满载的漯河舰从长江驶入大海时，漯河舰受到的浮力________（选填“变大”“变小”或“不变”），舰身会________（选填“上浮”或“下沉”）一些。 (2)请画出漯河舰静止在海面上所受浮力的示意图（舰上黑点为重心）。 (3)当漯河舰满载在海上以最大航速匀速直线航行时，若漯河舰所受海水的阻力是其总重的0.1倍，它动力的功率是多少? (4)当护航编队执行护航任务时，在海上全速前进的两艘护卫舰间能否近距离并排行驶?请说明原因。___________ 【答案】(1) 不变 上浮 (2) (3) (4)不能，见解析 【详解】（1）[1][2]当满载的漯河舰从长江驶入大海时，漯河舰始终处于漂浮状态，浮力等于重力，重力不变，故漯河舰受到的浮力不变。长江水的密度小于大海水的密度，据可知漯河舰排开长江水的体积大于排开大海水的体积，故舰身会上浮一些。 （2）河舰静止在海面上受到海水对它竖直向上的浮力。如图所示： （3）漯河舰的满载排水量 重力 漯河舰所受海水的阻力是其总重的0.1倍，其阻力 最大航速 匀速航行时动力 它动力的功率 （4）当两舰高速并行时，舰体之间的水流通道变窄，流速加大，根据伯努利原理，流速越大处压强越小。此时两舰外侧的水流速度较小，压强较大。外侧高压会向内挤压两舰，可能导致舰体失控碰撞。故当护航编队执行护航任务时，在海上全速前进的两艘护卫舰间不能近距离并排行驶。 31．关于安全行车有很多警示语，其中“十次车锅九次快”可猜想：汽车的动能可能跟______有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟______有关。如图，汽车载着木箱向左做匀速直线运动，画出汽车突然减速时木箱受到的力的示意图。_______________ 【答案】 速度 质量 【详解】[1] “十次车祸九次快”中的“快”指的是运动的快慢，说明汽车的动能可能与速度有关。 [2] “安全驾驶莫超载”中的“超载”指的是质量过大，说明汽车的动能可能与质量有关。 [3]木箱在竖直方向上静止，处于平衡状态，受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，从木箱的重心分别沿竖直向下的方向画出重力，沿竖直向上的方向画出支持力；车向左做减速直线运动，木箱相对于车向左滑动，在水平方向上受到向右的摩擦力，从木箱重心，沿水平向右的方向画一条有向线段，用表示，如图： 32．如图所示是工厂中常见的传送带装置。质量为m的物体从高度为H的光滑斜面Q点，下滑到长为L、摩擦系数为μ（与接触面粗糙程度有关，接触面越粗糙、μ越大）的静止传送带上，最终落在地面上的P点，空气阻力忽略不计。 当传送带启动后，物体落地的位置是否会发生变化？ 这需要用到动能定理。动能定理是指，物体动能的变化量等于其受到的外力做功之和。如果外力对物体做功，则物体的动能增加；如果物体克服摩擦力做功，则物体的动能会减少。 物体动能大小与其质量m、速度v有关，表达式为Ek=0.5mv2，物体势能大小和其质量m、高度h有关，表达式为Ep=mgh。 滑动摩擦力Ff大小与摩擦系数μ、压力FN有关，可记为Ff=μ∙FN。 请尝试完成下列题目： （1）物体到达传送带时的速度vM=_____； （2）物体离开传送带时的速度vN=_____； （3）当传送带逆时针转动时，物体 _____（“可能”、“不可能”）回到Q点； （4）当传送带顺时针转动时，物体一定会落在P点的 _____（“左”、“右”）边。 【答案】 不可能 右 【详解】（1）[1]斜面光滑，物体从斜面上下滑时，受到竖直向下的重力及垂直于斜面的支持力的作用，所以只有重力做功，机械能守恒，重力势能转化为动能，以传送带所在的位置为0势能点，在Q点时，物体的动能为0，重力势能为mgH，滑到传送带时，动能为0.5mvM2，重力势能为0。则有 mgH=0.5mMv2 解得，物体到达传送带时的速度 （2）[2]物体在传送带上时，受到竖直方向的重力和支持力作用，这两个力不做功，此时的重力和支持力是一对平衡力，大小相等，而压力和支持力是相互作用力，所以重力等于压力。物体离开传送带时，需要克服水平方向的滑动摩擦力做功。滑动摩擦力 Ff=��FN=��mg 摩擦力所做的功 W=FfL=��mgL 即 代入数据有 mgH-0.5mvN2=μmgL 解得。 （3）[3]传送带逆时针转动时，需要克服摩擦做功，物体的机械能减小，所以不可能回到Q点。 （4）[4]传送带顺时针转动时，不管传送带的速度大于、小于或等于物体的速度，物体离开传送带的速度都比传送带静止时，物体离开时的速度大，物体的动能增大，物体落在P点的右边。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $