2021年中考物理真題全國及解析：功和機(jī)械能

2021年中考物理真題全國精選及解析：功和機(jī)械能

1.（2021安徽）圖示為游樂場中在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動的摩天輪，小紅乘坐該摩天輪時速度大小

不變，則她從最低點(diǎn)上升到最高點(diǎn)的過程中（）

C.機(jī)械能增大D.機(jī)械能不變

【答案】C

【解析】A.小紅的質(zhì)量不變，乘坐該摩天輪時速度大小不變，則她從最低點(diǎn)上升到最高點(diǎn)

的過程中動能不變，故A不符合題意；

B.小紅的質(zhì)量不變，她從最低點(diǎn)上升到最高點(diǎn)的過程中高度升高，則重力勢能變大，故B

不符合題意；

CD.機(jī)械能等于動能與勢能之和，從最低點(diǎn)上升到最高點(diǎn)的過程中，小紅的動能不變，重

力勢能變大，則機(jī)械能變大，故C符合題意，D不符合題意。

故選C。

2.（2021河南）為迎接2022年北京冬奧會，運(yùn)動員積極訓(xùn)練。關(guān)于圖7中的項(xiàng)目，下列

說法正確的是（）

跳臺滑笛短道速滑花樣滑冰冰啜

圖7

A.跳臺滑雪運(yùn)動員在下落過程中，重力對運(yùn)動員做功

B.短道速滑運(yùn)動員在轉(zhuǎn)彎滑行過程中，運(yùn)動狀杰不變

C.花樣滑冰運(yùn)動員向前滑行，是由于受到慣性的作用

D.擲出后的冰壺對冰面的壓力與其重力是相互作用力

【答案】A

3.（2021郴州）2下列說法正確的是（）

A.貨運(yùn)飛船加速上升過程中機(jī)械能守恒

B.貨運(yùn)飛船加速上升過程中動能轉(zhuǎn)化為重力勢能

C.貨運(yùn)飛船加速上升過程中重力勢能轉(zhuǎn)化為動能

D.對接成功后貨運(yùn)飛船與天和核心倉處于相對靜止?fàn)顟B(tài)

【答案】D

【解析】ABC.機(jī)械能是動能和勢能之和，貨運(yùn)飛船加速上升過程中，重力勢能和動能都增

大，機(jī)械能變大，是將燃料的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故ABC錯誤；

D.對接成功后天貨運(yùn)飛船與天和核心倉的相對位置沒有發(fā)生改變，同步運(yùn)行，處于相對靜

止?fàn)顟B(tài)，故D正確。

故選D。

4.（2021黃石）如圖甲所示，在一個罐子的蓋和底各開兩個小洞。將小鐵塊用細(xì)繩圖的中

部穿入罐中，橡皮筋兩端穿過小洞用竹簽固定，如圖乙為其截面圖。做好后如圖丙所示，

將該罐子從不太陡的斜面/點(diǎn)由靜止釋放，滾到水平面。點(diǎn)停止，下列說法正確的

是（）

甲乙丙

A.罐子在4點(diǎn)的重力勢能最大，橡皮筋在。點(diǎn)的彈性勢能最大

B.罐子從4點(diǎn)滾動到C點(diǎn)的過程中，重力勢能只轉(zhuǎn)化為動能

C.若罐內(nèi)沒有橡皮筋和小鐵塊，罐子可能返回滾上斜面

D.第一次返回斜面，向上滾動的過程中，罐子整體在C點(diǎn)時的機(jī)械能小于在8點(diǎn)時的機(jī)械

能

【答案】A

【解析】A.罐子在4點(diǎn)時高度最大，所以重力勢能最大；到達(dá)，點(diǎn)時罐子移動最遠(yuǎn)，橡皮

筋纏的最多最緊，所以彈性勢能最大，故A正確；

B.罐子從4點(diǎn)滾動到C點(diǎn)的過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能和橡皮筋的彈性勢能，故B錯誤

C.罐子返回是靠橡皮筋的彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能，若罐內(nèi)沒有橡皮筋和小鐵塊，罐子不可能

返回，故C錯誤；

D.返回時，由于罐子在地面上滾動，一部分能量會轉(zhuǎn)化為地面的內(nèi)能，造成能量損失，運(yùn)

動的時間越長，能量損失越大，故罐子整體在C點(diǎn)時的機(jī)械能大于在8點(diǎn)時的機(jī)械能。故D

錯誤。

故選Ao

5.（2021哈爾濱）下列生活現(xiàn)象與其對應(yīng)的物理知識，說法不正確的是（）

A.輪胎有花紋可以增大摩擦

C蕩秋千時，小孩機(jī)械能守恒

D.盤山公路可省力，但費(fèi)距離

【答案】C

【解析】A.輪胎有花紋是在壓力一定時，通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦的，故A

正確，不符合題意;

B.剎車時，由于慣性，人要保持原來的運(yùn)動狀杰繼續(xù)向前運(yùn)動，因此人體容易前傾，故B

正確，不符合題意;

C.蕩秋千時，由于小孩要克服空氣阻力做功，因此小孩的機(jī)械能不守恒，故C錯誤，符合

題意;

D.盤山公路相當(dāng)于斜面，可省力，但要費(fèi)距離，故D正確，不符合題意。

故選C。

6.（2021昆明）2021年5月15日凌晨2時，我國“天問一號"火星探測器從距離火星表面

125千米的高度，約2萬千米/時的速度，經(jīng)過三個減速階段，井在距離火星表面100米時,

處于懸停狀態(tài)，完成精避障后再緩速下降，歷時9分鐘，成功登陸火星。以下說法錯誤的

是

A.打開降落傘進(jìn)行傘系減速階段，探測器的動能不斷增加，重力勢能不斷減小

B.探測器的外殼需要防熱性強(qiáng)的材料

C.探測器處于懸停狀態(tài)時，受到平衡力的作用

D.火星離地球上億公里，地面發(fā)出的指令并不能立刻被探測器接收到

【答案】A

7.（2021桂林）如圖所示，小桂和小林一起坐在秋千凳上蕩秋千，他們的重力分別是G、

G,且G<G,某次從最高點(diǎn)下擺到最低點(diǎn)的過程中，他們重力做功的大小分別為第、膾,重

力做功的快慢分別為R、則（）

A.%>眄B.%=%

C.P<PzD.

【答案】C

【解析】AB.從最高點(diǎn)下擺到最低點(diǎn)的過程中，重力做的功為

叱=G〃

W,=G2h

因?yàn)榉较嗤?，且G<G,則叱VW2,故AB不符合題意；

獷

CD.由夕=一可知

t

「2中

因?yàn)榇笙嗤?，用V%，所以故c符合題意，D不符合題意。

故選C

8.（2021桂林）高空墜物危害大，就算一個蘋果從十層高樓自由落下都可能把汽車玻璃砸

爛。下列說法正確的是（）

A.運(yùn)動的蘋果具有動能B.高空的蘋果沒有重力勢能

C.下落過程中蘋果的動能減小D.下落過程中蘋果的重力勢能增大

【答案】A

【解析】A.物體由于運(yùn)動而具有的能叫做動能，所以運(yùn)動的革果具有動能，故A正確

B.物體由于處在一定高度并受到重力而具有的能叫做重力勢能，高空的蘋果具有重力勢能

故B錯誤；

CD.蘋果下落過程中質(zhì)量不變，速度越來越快，所以動能增大，高度降低，所以重力勢能

減小，故CD錯誤。

故選Ao

10.（2021武漢）如圖所示，運(yùn)動員迎著飛來的足球奔跑，騰空躍起將足球頂出?？紤]空

氣阻力的影響，下列說法正確的是（）

A.運(yùn)動員在跑步階段運(yùn)動狀態(tài)不變，在騰空階段運(yùn)動狀態(tài)改變

B.足球與運(yùn)動員相互作用的過程中，足球的彈性勢能逐漸增大

C.足球從被頂出至剛落地的過程中，足球機(jī)械能減小，內(nèi)能增大

D.足球?qū)\(yùn)動員的作用力與運(yùn)動員對地面的作用力是一對平衡力

【答案】C

【解析】A.運(yùn)動員在跑步階段不一定勻速，所以運(yùn)動狀杰可能改變，故A錯誤；

B.足球與運(yùn)動員相互作用的過程中，彈性勢能先增大后減小，故B錯誤；

C.足球從被頂出至剛落地的過程中，有空氣阻力，部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以機(jī)械能減

小，內(nèi)能增大，故C正確；

D.足球?qū)\(yùn)動員的作用力與運(yùn)動員對地面的作用力不在同一物體上，不是一對平衡力，故

D錯誤。

故選c。

11.（2021長春）某校舉行足球比賽。在賽場上，球員用力將足球從地面踢向空中，說明

力可以改變物體的;足球加速下落過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為和內(nèi)能。

【答案】①.運(yùn)動狀態(tài)②.動能

【解析】［1］足球被踢出后，足球的運(yùn)動方向和速度都發(fā)生了變化，說明力可以改變物體的

運(yùn)動狀杰。

［2］足球加速下落過程中，質(zhì)量不變，高度減小，速度增加，重力勢能減少，動能增加，部

分重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，與空氣摩擦，內(nèi)能增加，部分重力勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

12.（2021昆明）采用功與時間比值的方法，得到“單位時間”內(nèi)做的功.這樣就方便比較

做功的快慢了，這個比值叫做.這種方法，實(shí)質(zhì)上還是用_（選填”時間

相同比較功”或”功相同比較時間”）來比較做功快慢的.

【答案】功率時間相同比較功

13.（2021宜昌）小東和小紅從頂端滑到底端的過程中，重力勢能—,機(jī)械能o（選

填“增大”、“減小”或“不變”）

【答案】（1）.減?。?）.減小

【解析】口】小東和小紅從頂端滑到底端的過程中高度減小，重力勢能減小。

［2］下滑過程中，速度越來越快，一部分重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；由于滑板與滑道之間有摩擦,

克服摩擦還要做功，一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故機(jī)械能減小。

14.（2021宜昌）小勇放學(xué)后，背著重40N的書包沿水平路面走了200m,用時3min,又用

Imin爬上了大約9m高的四樓回到了家，小勇的重力為600N。則他在回家過程中對書包所

做的功為J,他所做總功的功率是Wo

【答案】(1).360(2).24

【解析】［1］小勇回家過程中對書包的作用力沿豎直方向，所以他背著書包在水平路面行走

時，他對書包不做功，只在爬樓過程對書包做了功。所做的功

W=G〃=4()Nx9m=360J

［2］上樓時，小勇不僅要克服書包的重力做功，還要克服自身重力做功。克服自身重力做的

功

W人=G人〃=600Nx9m=540(“

做的總功

Wg=w+W人=360J+5400J=5760J

整個過程所用時間

/總=t\+L=3min+1min=4min=240s

所做總功的功率

p=^=5760J=24w

t&240s

15.(2021郴州)物體在空氣中運(yùn)動時受到的阻力與物體的外形、體積和運(yùn)動速度有關(guān)。

現(xiàn)用根不可伸長的輕繩將體積相同、重力不同的A、B兩球連在一起，A球重4N、B球重5N。

在兩球勻速豎直下落的過程中，機(jī)械能(選填“增大”、“減小”或"不變”)，輕繩

的拉力是N?

【答案】①.減小②.0.5

【解析】［1］兩球勻速豎直下落的過程中，質(zhì)量不變，速度不變，所以動能不變；但物體所

處高度變小，重力勢能減小，所以機(jī)械能減小。

[2]兩小球體積相同、運(yùn)動的速度也相同，所以兩小球受到的阻力相同。對A球進(jìn)行受力分

析，A球受豎直向下的重力豎直向下的輕繩對小球A的拉力廠也以及豎直向上的空氣阻

力HB球受豎直向下的重力G,豎直向上的輕繩對小球B的拉力尸拉以及豎直向上的空氣

阻力/1，對A球而言

/=GA+/

對B球而言

/=GB-F直

所以

GA+%=GB-%

即

4N+%=5Nf

解得理=().5N。

16.(2021恩施州)探測器準(zhǔn)備登陸火星表面，著陸器設(shè)計(jì)了四個腳、每個腳上都安裝了

一個較大的圓盤，這是為了;剛著陸的瞬間著陸器周圍塵土飛揚(yáng)，這(選填

“能”或“不能”)說明分子在做無規(guī)則運(yùn)動；火星表面有稀薄的空氣，在降落過程中著陸

器的機(jī)械能(選填“增大"、“不變”或“減小”)；地面是通

過遙控使降落傘張開的。

【答案】(1).減小壓強(qiáng)(2).不能(3).減小(4).電磁波

【解析】［1］著陸器設(shè)計(jì)了四個腳、每個腳上都安裝了一個較大的圓盤，增大受力面積減小

壓強(qiáng)。

［2］剛著陸的瞬間著陸器周圍塵土飛揚(yáng)，塵土不是分子，故塵土飛揚(yáng)并不是分子運(yùn)動

［3］火星表面有稀薄的空氣，在降落過程中著陸器，克服空氣阻力做功，故機(jī)械能減小

［4］地面是通過電磁波遙控使降落傘張開的，因?yàn)殡姶挪軌蛟诳諝庵袀鞑ァ?/p>

17.（20212鄂州）火星探測器所攜帶的火星車成功著陸火星。著陸前，祝融號與環(huán)繞器分

離。分離后，環(huán)繞器飛行在距火星最近200余km、最遠(yuǎn)12000余km的大橢圓軌道上，在地

球和祝融號之間提供信號中繼服務(wù)，當(dāng)它從距火星200余km向12000余km運(yùn)行的過程中，

能量的轉(zhuǎn)化情況是轉(zhuǎn)化為（均選填“動能”或“勢能祝融號時刻跟隨火

星自轉(zhuǎn)，依靠太陽能進(jìn)行工作，它跟隨火星自轉(zhuǎn)時，相對于地球是（選填“運(yùn)動”

或“靜止”）的。目前人類已知火星表面引力約為地球的38%,假設(shè)未來人類登上了火星，

某質(zhì)量為100kg的運(yùn)動員站在火星的水平表面上，鞋底與火星表面的總接觸面積為500cm②，

則站在火星上的運(yùn)動員對火星表面產(chǎn)生的壓強(qiáng)為Pa。

【答案】①.動能②.勢能③.運(yùn)動④.7600

【解析】［1］［2］當(dāng)它從距火星200余km向12000余km運(yùn)行的過程中，高度變高，重力勢

能變大，所以是將動能轉(zhuǎn)化為重力勢能。

［3］祝融號時刻跟隨火星自轉(zhuǎn)，依靠太陽能進(jìn)行工作，它跟隨火星自轉(zhuǎn)時，相對于地球是位

置發(fā)生變化，故相對于地球是運(yùn)動的。

［4］站在火星上的運(yùn)動員對火星表面產(chǎn)生的壓強(qiáng)為

F_mg100kgxION/kgx38%

=7600Pa

~S--F-SOOxlO^m2

故站在火星上的運(yùn)動員對火星表面產(chǎn)生的壓強(qiáng)為760（）Pao

18.（2021河北）圖所示是一幅撐桿跳高的圖片，關(guān)于撐竿跳高運(yùn)動涉及的物理知識，回

答下列問題。

（1）問題：運(yùn)動員對竿的力的作用效果是什么？

回答：O

（2）請從機(jī)械能角度提出一個問題并回答。

問題：?回答：O

【答案】①.力可以使物體發(fā)生形變②.見解析③.見解析

【解析】（1）[1]由圖可知，竿變彎，說明力可以使物體發(fā)生形變。

（2）[2][3]問題：運(yùn)動員從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)動能和重力勢能如何轉(zhuǎn)化？回答：動能轉(zhuǎn)化為

重力勢能。

19.（2021安順）如圖所示，斜面底端的擋板上固定一輕質(zhì)彈簧，物塊從力點(diǎn)由靜止開始

沿斜面自由下滑，最終在斜面上的8點(diǎn)保持靜止。請比較這一過程物塊重力做功照和克服

摩擦力做功及的大小關(guān)系，并從能量轉(zhuǎn)化的角度說明理由。（不計(jì)空氣阻力）

【答案】不計(jì)空氣阻力，說明機(jī)械能守恒，濟(jì)〉法物塊通過重力做功（制，將物體的重力勢

能最終轉(zhuǎn)化為克服摩擦力做功（的）產(chǎn)生的內(nèi)能和克服彈簧彈力做功產(chǎn)生的彈性勢能，所以

20.（2021安順）如圖所示，相同的甲、乙兩木塊用一無彈性的細(xì)線相連后靜置于粗糙水

平地面，橡皮筋的兩端分別與墻面和甲木塊相連，圖中橡皮筋松弛而細(xì)線處于繃直狀杰。

現(xiàn)用水平力尸拉動乙木塊沿直線向右運(yùn)動時開始計(jì)時，0?九時間內(nèi)橡皮筋逐漸被拉直至原

長；友時刻細(xì)線恰好被拉斷；友?右乙木塊繼續(xù)向右運(yùn)動，整個過程乙木塊的速度始終保持

不變。請?jiān)诖痤}卡坐標(biāo)中畫出o-友時間內(nèi)，力廠的大小隨時間才變化關(guān)系的大致圖像。

【解析】0?6時間內(nèi)，拉力產(chǎn)克服物體甲和乙受到的摩擦力做功，拉力和摩擦力大小相等，

故0?6時間內(nèi)，拉力大小不變；友?友時刻隨著橡皮筋被拉長，拉力尸不僅要克服物體甲

和乙受到的摩擦力做功，還要克服橡皮筋的拉力做功，隨著橡皮筋逐漸伸長，橡皮筋產(chǎn)生

的拉力也逐漸增大，故心?益時間內(nèi)，拉力尸逐漸增大；友時刻細(xì)線被拉斷，拉力尸只克服

乙物體受到的摩擦力做功，所以拉力變小，且灰?友時間內(nèi)，拉力大小保持不變。如圖所

示：

21.（20212鄂州）汽車超載、超速是造成重大交通事故的重要原因。某物理興趣小組決定

對超載超速問題進(jìn)行模擬探究。如圖，將小車從同一斜面上由靜止開始滑下，推動同一木

塊向前移動一段距離后停下，完成甲、乙、丙三次實(shí)驗(yàn)。其中方產(chǎn)加>友，a=?<ao請根據(jù)實(shí)

驗(yàn)現(xiàn)象完成下列問題。

(1)實(shí)驗(yàn)中超載、超速帶來的危害程度是通過來表示的;

(2)研究超載帶來的危害程度時，選擇甲、乙、丙三次實(shí)驗(yàn)中的進(jìn)行比較

(3)研究超速帶來的危害程度時，選擇甲、乙、丙三次實(shí)驗(yàn)中的進(jìn)行比較

(4)若本實(shí)驗(yàn)中水平面絕對光滑，則(選填“能”或“不能”)得出正確結(jié)論

【答案】①.木塊被推動(移動)的距離②.甲、丙③.甲、乙④.不能

【解析】(1)[1]根據(jù)轉(zhuǎn)換法，通過比較木塊被推動(移動)的距離來表示超載、超速帶來

的危害程度。

(2)[2]研究超載帶來的危害程度時，由控制變量法，要保持速度不變，只改變質(zhì)量大小，

故小車從應(yīng)斜面的同一高度滑下，因A=/h,血〈屈，故選擇甲、乙、丙三次實(shí)驗(yàn)中的甲、丙

進(jìn)行比較。

(3)[3]研究超速帶來的危害程度時，由控制變量法，要保持質(zhì)量不變，只改變速度大小，

故小車應(yīng)從斜面不同的高度滑下。已知h〉fh,財(cái)=您，故選擇甲、乙、丙三次實(shí)驗(yàn)中的甲、

乙進(jìn)行比較。

(4)[4]若本實(shí)驗(yàn)中水平面絕對光滑，由牛頓第一定律，小車到達(dá)水平面時將作勻速直線

運(yùn)動，不能比較木塊推動(移動)的距離，故不能得出正確結(jié)論。

22.(2021荊門)2021年5月29日20時35分，長征七號火箭點(diǎn)火發(fā)射，將"天舟二號"

貨運(yùn)飛船送入預(yù)定軌道，經(jīng)過六個多小時飛行后，“天舟二號”與“天和”核心軌道艙成功

交會對接，然后一起在環(huán)繞地球的軌道上運(yùn)動，我國空間站的建設(shè)邁出了關(guān)鍵的一步。

(1)“天舟二號”在發(fā)射升空過程中機(jī)械能(選填“增大”、“不變”或“減小”)，

交會對接后的飛行過程中“天舟二號”的運(yùn)動狀態(tài)(選填“保持不變”或“不斷變

化”)；

(2)未來一到兩年我國將全面建成空間站?？臻g站在軌運(yùn)行時，通過太陽帆板將光能轉(zhuǎn)化

為電能作為補(bǔ)充能源。有陽光時，空間站光伏發(fā)電的功率為70kW,2h可發(fā)電kW-h,

宇航員在空間站外作業(yè)時，必須借助無線通信設(shè)備，而不能像在地面一樣直接進(jìn)行語音交

流，是因?yàn)閛

【答案】①.增大②.不斷變化③.140④.聲音不能在真空里傳播

【解析】[1]“天舟二號”在發(fā)射升空過程中速度變大，動能變大，高度變大，故重力勢

能變大，故機(jī)械能變大。

[2]“天舟二號”與“天和”核心軌道艙成功交會對接，然后一起在環(huán)繞地球的軌道上運(yùn)

動，方向一直在變化，故運(yùn)動狀杰一直在變化。

⑶2h可發(fā)電

W=Pf=70kWx2h=140kW-h

2h可發(fā)電14()kW-h。

[4]宇航員在空間站外作業(yè)時，必須借助無線通信設(shè)備，而不能像在地面一樣直接進(jìn)行語音

交流，語言即聲音的傳播需要介質(zhì)，而在太空中，沒有介質(zhì)，故只能用無線電交流。

23.(2021武漢)天和核心艙沿橢圓軌道環(huán)繞地球運(yùn)行，不受空氣阻力，因此機(jī)械能守恒。

(1)天和核心艙與地面控剛中心通過電磁波傳遞信息，電磁波—(填“能”“不能”)在

真空中傳播；

(2)天和核心艙沿橢圓軌道從近地點(diǎn)經(jīng)遠(yuǎn)地點(diǎn)再回到近地點(diǎn)的過程中，天和核心艙的動

能(填“減小”“增大”“先減小后增大”或“先增大后減小”)；

(3)若天和核心艙在Imin內(nèi)運(yùn)行的路程是456km,則它的平均速度是m/s?

【答案】(1).能(2).先減小后增大(3).7600

【解析】(1)[1]電磁波傳播不需要介質(zhì)，可以在真空中傳播。

(2)[2]天和核心艙沿橢圓軌道從近地點(diǎn)遠(yuǎn)地點(diǎn)的過程中，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能變大，動

能減??；從遠(yuǎn)地點(diǎn)到近地點(diǎn)的過程中，重力勢能變?yōu)閯幽?，動能增大?/p>

(3)[3]天和核心艙的平均速度

—=456x10%=76x0m/s

t60s

24.(2021荊州)體育課上，小明在同一位置用相同的力多次將足球踢出，發(fā)現(xiàn)足球斜向

上飛出的角度越大，球運(yùn)動得越高，但并不能運(yùn)動得越遠(yuǎn)。小明查閱資料后知道：足球所

做的運(yùn)動叫做斜拋運(yùn)動，其運(yùn)動軌跡如圖所示。足球起始運(yùn)動方向與水平方向的夾角叫做

推射角，拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離叫做射程，射程與拋出速度和拋射角的大小有關(guān)。若

物體的動能大小區(qū)重力勢能大小耳=0劭不計(jì)空氣阻力，^10N/kg,則：

(1)若將質(zhì)量為0.4kg足球從地面踢出時，具有的動能是120J,踢出后能達(dá)至的最大高度

是5m,則足球在最高點(diǎn)時具有的動能是;

（2）若足球的射程x與拋出速度、拋射角8之間滿足公式當(dāng)足球以

g

20m/s的速度且與水平方向成45°角被踢出，足球的射程是

最高點(diǎn)

（3）足球運(yùn)動的速度y可以分解成水平速度匕和豎直速度％,三者可構(gòu)成如圖所示的矩形

足球在空中飛行時，水平速度保持不變，豎直速度先減小后增大。若足球在地面

以10^/2m/s的速度且與水平方向成45,角被踢出，當(dāng)足球的速度與水平方向夾角為30°角

時，此時足球距地面的高度是（小數(shù)點(diǎn)后保留2位數(shù)字）

【答案】①.100J②.40③.3.33

【解析】（1）口］不計(jì)空氣阻力，那么機(jī)械能守恒，在最低處所具有的機(jī)械能為120J,在最

高點(diǎn)處的機(jī)械能仍然為120J,則此時具有的重力勢能為

Ep="zg6=0.4kgx1ON/kgx5m=20J

故最高點(diǎn)的動能為

Ek=E&_Ep=l20J-20J=100J

（2）［2］足球的射程是

2V2sin6cos62x（20m/s）2

g1ON/kg

（3）［3］若足球在地面以lO0m/s的速度且與水平方向成45.角被踢出，則水平速度為

10m/s,當(dāng)足球的速度與水平方向夾角為30。角時，水平面的速度仍為10m/s,則速度的大

20

小為國m/s,則此時的動能為

Ek=0.4kg=26.67J

在水平地面時,機(jī)械能為

11,

22

耳-/w=-x0.4kgx(1oV2m/s)=40J

故此時的重力勢能為

Ep=4一Ek=40J-26.67J=13.33J

此時足球距地面的高度是

@33J一

?3.33m

mg0.4kgx1ON/kg

足球距地面的高度是3.33m。

25.（2021昆明）著陸火星的“祝融號”，質(zhì)量為240kg,在牽引力的驅(qū)使下，30min勻速運(yùn)

動了100m,假設(shè)祝融號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,火星表面大氣密度是地球表面大氣密度的0.01倍，g取10N/kgo

求:

（1）祝融號所受的阻力;

（2）在這段時間內(nèi)牽引力做的功;

（3）同一物體在地球大氣中受到的浮力與它在火星大氣中受到的浮力之比。

【答案】

(I)G?=mg*=240kgx0.38xION/kg=912N

%-0.06GA-0.06*9I2N-54.72N......3分

(2)因?yàn)檫@段時間內(nèi)祝融號做勻速直線運(yùn)動

=54.72N

吟$=54.72Nx100m=5472J..........-3分

(3)洋力F-pgV

%=皿-------esH.—星........3分

&O.OIpxO.38gF19

26.（2021福建）為節(jié)約用水，小華為農(nóng)場的儲水箱設(shè)計(jì)了一個自動抽水控制裝置。

如圖水箱高為1m,容積為0.8m"在空水箱底部豎直放置一重5N的長方體，長方體高為

加、底面積為0.02m2,上端通過絕緣輕桿與控制電路的壓敏電阻R接觸，此時壓敏電阻受

到的壓力為零。壓敏電阻月的限值隨壓力尸的增大而減小，部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表?？刂齐娐冯?/p>

源電壓312V,定值電阻尼為保護(hù)電阻。當(dāng)控制電路的電流40.5A時，電磁鐵將銜鐵吸

合，工作電路斷開，水泵停止給儲水箱抽水。

（1）若水泵的額定功率為440W,正常工作時通過的電流是多少？

（2）要使儲水箱裝滿水時水泵恰能自動停止工作，面應(yīng)為多少？

（3）從水箱頂部給空水箱注滿水的過程中，水的重力所做的功是多少？

壓力Fl*18018b19019b200

壓敏電用加。1817161412

控

制

電

躋小糧電阻K

【答案】（1）2A；（2）10Q；（3）3900J

【解析】解：（1）正常工作時通過的電流是

/=P=440W=2A

U220V

（2）長方體體積

片以=0.02m2X1m=0.02m3

裝滿水時長方體浮力為

F?=Pg片lOR/n?X10N/kgX0.02m3=200N

對壓敏電阻壓力

6200N-5N=195N

此時壓敏電阻為14Q,必應(yīng)為

12V

4=口U-7?=上工-14。=10。

/,0.5A

(3)水體積為

K=%_V=o.8m3-O.O2m3=0.78m3

水的重力

G=mg=0-g=IO?kg/m'x0.78m3x10N/kg=7.8xlO3N

重心高度變化為0.5m,所以水的重力所做的功是

W=G4=7.8x1(戶Nx().5m=39()()J

27.(2021河南)電動清掃車以其環(huán)保、高效等優(yōu)點(diǎn)，在創(chuàng)建衛(wèi)生城市中大顯身手。圖16

為一電動清掃車正在工作的情景。

(1)電動清掃車的主要部件的電動機(jī)，其工作原理是;清掃過程中，駕駛

員相對相對于清掃車是(選填“靜止”或“運(yùn)動")的。

(2)清掃車停在水平路面上，總質(zhì)量為800kg,清掃刷與路面不接觸，輪胎與路面總接觸

面積為0.0如2,車對路面的壓強(qiáng)為多少？g取10N/kg。

(3)清掃車完成任務(wù)后，在平直道路上，以5米每秒的速度勻速直線行駛，經(jīng)10分鐘到

達(dá)垃圾處理站，行駛過程中車所受阻力大小恒為400N,則牽引力做的功為多少？

圖16

【答案】

(1)通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用；靜止。

(2)F=G=mg=800kgxl0N/kg=8000N,P=—=S()(>()N-=2xl05Pa.

S0.04m~

(3)t=10min=600s?

5=v/=5m/sx600s=3000m,

由于勻速運(yùn)動，牽引力和阻力是一對平衡力，

故q7/=400N,JF=^s=400Nx3000m=1.2xl0t,J?

28.(2021荊門)2021年4月25印度尼西亞的一艘排水量1390噸的潛艇在海下300m處

斷裂，通過水下搜索發(fā)現(xiàn)了海面下850m處的失事潛艇。應(yīng)印方要求，我國派出排水量為7000

噸的軍艦協(xié)助施救。為了安全打撈一塊排水體積為20nl3的殘骸，須進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)分析。

假設(shè)殘骸出水前以0.5m/s的速度向上做勻速直線運(yùn)動，起重機(jī)的拉力1.5X10%。已知海

水密度為LOBXlO^kg/m、求：

(1)此潛艇殘骸在海底受到的浮力；

(2)8501n深處海水的壓強(qiáng)；

(3)殘骸在海水中向上做勻速直線運(yùn)動時起重機(jī)的功率。

【答案】⑴2.06X105N;(2)8.755xlO6Pa;(3)7.5xl05W

【解析】解：(1)此潛艇殘骸在海底受到的浮力

35

Fn=pVg=lODK'g/m?20ni?10N/kg=2.06?10N

(2)850m深處海水的壓強(qiáng)

p=0g/j=LO3?336

(3)起重機(jī)的功率

p=Fv=L5?106N?0.5m/s=7.5?105W

29.(2021荊州)圖乙為復(fù)興大道高架橋的部分路段示意圖，水平路面相長400m、斜坡

BC^200m,坡高或高4m?？傎|(zhì)量勿為1.5t的小汽車，每個輪胎與水平路面接觸面積為

0.1m,當(dāng)它以大小不變的速度y通過形段和究段，共用時36s；小汽車在四段和比1段行

駛時受到的阻力始終是車總重的0.01倍，小汽車通過四段時，牽引力的功率為通過

死段時，牽引力的功率為^10N/kgo求:

(1)小汽車靜止在水平地面時對地面的壓強(qiáng)。是多大?

(2)小汽車的速度y是多少km/h?

(3)小汽車通過四段時，牽引力的功率K是多少？

(4)小汽車牽引力的功率K與E之比是多少？

甲乙

【答案】(1)3.75x104Pa;(2)60km/h；(3)2500W；(4)1

【解析】解：(1)小汽車靜止在水平地面時對地面的壓力

后會始1.5xl()3kgx10N/kg=l.5X104N

已知輪胎與水平路面總接觸面積故0.4m2,公交車靜止在水平地面時對地面的壓強(qiáng)

F_1.5X104N

=3.75xl04Pa

~S~0.4m2

(2)小汽車的速度r是

s,+s400m+200m50.

v=—~~7-=------------=—m/s=60km/h

36s3

(3)小汽車通過協(xié)段時，牽引力

=/=0.01G=0.01xl.5xl04N=150N

小汽車通過四段時，牽引力的功率R

R=心V=150Nx=2500W

36s

()通過宛段時，小汽車克服重力和摩擦了做功，比段的摩擦力

fBC=0.01G=0.01X1.5X1(尸N=15()N

通過比'段時，小汽車用的時間為12s,通過死段時，牽引力的功率為月等于重力做功的

功率與阻力做功的功率之和

H=/V+GM=150Nx^1^+1.5xl(ytNx—=7500W

212s12s

小汽車牽引力的功率K與R之比

_2500W_1

K-7500W-3

答：(1)小汽車靜止在水平地面時對地面的壓強(qiáng)p是3.75xl()4pa；

(2)小汽車的速度「是60km/h；

(3)小汽車通過四段時，牽引力的功率巴是2500W；

(4)小汽車牽引力的功率R與R之比是:。

30.(2021安徽)如圖所示，小明在單杠上做引體向上運(yùn)動，每次引體向上身體上升的高

度為握拳時手臂的長度。已知小明的體重為500N,握拳時手臂的長度為0.6m,完成4次引

體向上所用的時間為10so求：

(1)小明完成1次引體向上所做的功；

(2)10s內(nèi)小明做引體向上的功率。

【答案】(1)300J；(2)120W

【解析】解：(1)小明完成1次引體向上使身體上升的高度等于握拳時手臂的長度，則所

做的功為

胎必=500NX0.6m=300J

(2)10s內(nèi)小明做了4次引體向上，則做引體向上的功率為

4W4x300J

片------------=--1-20W

t10s

31.(2021桂林)桂林經(jīng)常使用噴霧車對街道進(jìn)行降溫除塵，總重為6X104N的噴霧車靜止

在水平路面上時，車輪與路面的總接觸而積為0.ism?,某次作業(yè)中噴霧車在8X10%的牽引

力作用下，以4m/s的速度水平勻速行駛了30s.求：

(1)靜止時，噴霧車對水平路面的壓強(qiáng)等于多少帕斯卡？

(2)在這30s內(nèi)，牽引力對噴霧車做功等于多少焦耳？

【答案】(1)4X10%；(2)9.6X105J

【解析】解：(1)靜止時，噴霧車對水平路面的壓力等于噴霧車的重力，即

戶俏6X104N

噴霧車對水平路面的壓強(qiáng)

￡=9=4x103

S0.15m2

(2)噴霧車行駛的距離

s=F?=4m/sX30s=120m

牽引力對噴霧車做功

胎加8X1()3NX120m=9.6X105J

32.(2021牡丹江、雞西)一輛汽車以72km/h的速度勻速行駛10min,消耗的汽油為1.2

kgo汽車勻速行駛時受到的牽引力尸=1.2X103N,汽油的熱值g=4.6X10?J/kg。

(1)汽車在這段時間做功是多少？

（2）這段時間內(nèi)汽車的效率是多少？（百分號前保留一位小數(shù)）

（3）簡要分析汽車效率低的原因（寫出兩條即可）。

【答案】（1）1.44X107J；（2）26.1%；（3）見解析

【解析】解：（1）由題意可知

v-72km/h=20m/s

t=lOmin=600s

汽車運(yùn)動的路程為

s=vt=20m/sx600s=1.2x104m

汽車在這段時間做的功是

#=Ff1.2XIO3NX1.2X104nl=1.44X107J

（2）汽油完全燃燒放出的熱量

0=敦=4.6XIO7J/kgX1.2kg=5.52X107J

這段時間內(nèi)汽車的效率

1.44X107J

7=—xlOO%xl00%?26.1%

Q5.52X107J

（3）汽車效率低的原因主要有：汽油不能完全燃燒，汽缸散失很多熱量，尾氣帶走許多熱

量。

33.（2021武漢）如圖甲所示，某款國產(chǎn)水陸兩用挖掘機(jī)的機(jī)械臂可繞。點(diǎn)轉(zhuǎn)動，這輛挖

掘機(jī)有兩條履帶，每條履帶內(nèi)均有1個由合金材料制成的空心浮箱，每個浮箱（可視為長

方體）寬為1.5m,高為2m,合金密度為8.OXlO'kg/n^

（1）某次測試中，質(zhì)量為60kg的駕駛員駕駛挖掘機(jī)，從6m高的平臺沿斜坡向下緩慢行駛

20m,到達(dá)水平地面。

①請?jiān)趫D乙中畫出挖掘機(jī)沿斜坡向下緩慢行駛時，挖掘機(jī)對斜坡的壓力的示意圖;

②在上述過程中，駕駛員的重力做了多少功？

（2）如圖甲所示，開始時機(jī)械臂伸直且靜止，三點(diǎn)在同一直線上，〃4=10m,AB=O.5m,

機(jī)械臂和斗鏟整體的重心在力點(diǎn)；機(jī)械臂控制斗鏟裝取質(zhì)量為It的沙石后，機(jī)械臂、斗鏟

和伸縮桿緩慢運(yùn)動到如圖甲所示的位置時靜止，這時機(jī)械臂、斗鏟和沙石整體的重心在8

點(diǎn)。已知伸縮桿先后兩次對機(jī)械臂的支持力（支持力垂直于機(jī)械臂）之比為5:7,則機(jī)械臂

和斗鏟的總質(zhì)量是多少？

（3）已知制作每個浮箱時所用合金的體積〃與浮箱長度工的關(guān)系如圖丙所示，不計(jì)履帶排

開水的體積和駕駛員的質(zhì)量，除2個完全相同的浮箱外，挖掘機(jī)其余部分的質(zhì)量為33t。若

挖掘機(jī)漂浮在水中，2個浮箱浸入水中的深度均不超過1.5m,則每個浮箱的長度至少是多

少？

【解析】解：（1）①壓力的作用點(diǎn)在接觸面上，壓力的方向垂直于接觸面，如圖所示:

②已知駕駛員的質(zhì)量為60kg,下降的高度為6m,則駕駛員的重力做的功為

照后詼*60kgX10N/kgX6m=3.6X103N

(2)根據(jù)杠桿平衡條件，當(dāng)機(jī)械臂控制斗鏟未裝取砂石時，可得出

FI1\=GK1OK

機(jī)械臂控制斗鏟裝取質(zhì)量為It的沙石后，動力臂不變，動力變?yōu)榭傻贸?/p>

K1I=(G+G：5)JOB

因?yàn)樯炜s桿先后兩次對機(jī)械臂的支持力(支持力垂直于機(jī)械臂)之比為5:7,則用用=5：7,

則可得