2021年科學中考真題分類匯編11：功和能

一、單選題

1.（2021.金華）生活中處處有科學。下列日常工作，在使用時屬于費力杠桿的是（）

D.大側刀

【答案】C

【解析】A.使用獨輪車時，車輪為支點，重力為阻力，作用在重心上，動力作用在手柄上，此時動力臂

大于阻力臂，為省力杠桿，故A不合題意；

B.使用開瓶器時，它與瓶蓋上表面的接觸點為支點，阻力作用在瓶蓋下面，動力作用在手柄上，此時動

力臂大于阻力臂，為省力杠桿，故B不合題意；

C.使用釣魚竿時，靠近胸口的手所在的位置為支點，動力作用在魚竿的中間，而阻力作用在魚竿的頂端，

此時動力臂小于阻力臂，為費力杠桿，故C符合題意；

D.使用大側刀時，刀片頂端的轉軸為支點，阻力作用在刀口中間，動力作用在手柄上，此時動力臂大于

阻力臂，為省力杠桿，故D不合題意。故選C。

2.（2021.衢州）如圖所示，物塊在拉力F的作用下沿斜面向上做勻速直線運動。物塊的相關科學量隨時間

變化規律的圖像正確的是（）

【答案】B

【解析】A.物體沿斜面做勻速直線運動，則v不變，根據s=vt可知，它通過的路程與時間成正比，圖像

為一條通過坐標原點的斜線，故A錯誤；

B.物塊的速度不變，質量不變，那么它的動能不變，故B正確；

C.物塊的高度增大，質量不變，那么它的重力勢能增大，故C錯誤；

D.根據機械能=動能+重力勢能可知，物塊的機械能不斷增大，故D錯誤。故選B。

3.（2021.寧波）在如圖所示的“汽油機模型”實驗中，將少量的汽油噴入筒內，用軟木塞塞住筒口，搖動起電

機，觀察到放電針放電，汽油燃燒，軟木塞被高溫高壓的氣體沖出。該實驗可模擬四沖程汽油機工作時

的（）

，軟木塞

,圓筒

放電針

連接起電機

A.吸氣沖程B.壓縮沖程C.做功沖程D.排氣沖程

【答案】C

【解析】汽油燃燒，生成高溫高壓的燃氣，燃氣推動軟木塞跳出，將內能轉化為機械能，這和四沖程內

燃機的做功沖程相同，故C正確，而A、B、D錯誤。故選C。

4.（2021.金華）立定跳遠是我是體育中考項目之一，其動作分解如圖所示。下列對運動員在立定跳遠過程

中的相關分析正確的是（）

A.起跳時，沒有受到地面對它的作用B.起跳后，能繼續往前是，由于他具有慣性

C.騰空到達最高點時，速度大小剛好減為零D.落地后站穩，機械能全部轉化為化學能

【答案】B

【解析】A.起跳時，由靜止變為運動，運動員的運動狀態發生改變，那么肯定受到地面對它力的作用,

故A錯誤；

B.起跳后，能繼續往前是由于他具有慣性，故B正確；

C.騰空到達最高點時，它豎直方向上的速度為零，而水平方向上的速度保持不變，故C錯誤；

D.落地后站穩，機械能全部轉化為內能，故D錯誤。故選B。

5.（2021.溫州）停放自行車時，若要從如圖四點中選擇一點施加豎直向上的力，將后輪略微提起。其中最

省力的點是（）

A.A點B.B點C.C點D.D點

【答案】D

【解析】根據圖片可知，將后輪提起時，前面的車輪相當于杠桿的支點，阻力為自行車的重力，動力為

手提的力。根據杠桿的平衡條件RLkF2L2可知，在阻力和阻力臂不變的情況下，D點的動力臂最長，則

此時最省力，故D正確，而A、B、C錯誤。故選D。

6.（2021?溫州）一番茄從手中由靜止開始下落，撞擊水面時濺起許多水珠（如圖），同時番茄仍有較大速度

并繼續下沉。若不計一切機械能損耗，番茄從開始下落至剛好浸沒時減少的勢能（）

A.等于所有濺起的水珠在撞擊過程中增加的機械能總和

B.大于所有濺起的水珠在撞擊過程中增加的機械能總和

C.等于所有濺起的水珠在空中上升過程中增加的機械能總和

D.小于所有濺起的水珠在空中上升過程中增加的機械能總和

【答案】B

【解析】番茄從開始下落至剛好浸沒時減少的勢能，一部分轉化為番茄自身的動能，另一部分轉化為濺

起的水珠增加的機械能，則番茄減小的勢能肯定大于濺起水珠增加的機械能，故B正確，而A、C、D錯

誤。故選B。

7.（2021?紹興）滑板是深受青少年喜歡的一項體育運動。如圖是U型滑臺和運動員姿勢的簡化示意圖。運

動員在滑臺A處由靜止自由下滑，不計滑臺摩擦和空氣阻力，僅依靠滑行過程中運動員姿勢的自然（不用

力）變化，最有可能滑到滑臺C處的是（）

【答案】B

【解析】不計滑臺摩擦和空氣阻力，即運動過程中沒有機械能的損失。運動員從滑臺的A端滑下時，它

只能到達與它等高的B處，要運動到C點就需要額外的能量。運動員在A端時站立，在滑下的過程中下

蹲，那么運動員的重心下降，這部分減小的重力勢能會轉化為運動員的動能，使其可能繼續沿水平面前

進到達C點，故B正確，而A、C、D錯誤。故選B。

8.（2021?紹興）如圖所示,在試管內裝適量的水，用橡皮塞塞緊管口，加熱一段時間后橡皮塞沖出，同時管口附

近產生“白氣”。以下分析不正確的是（）

A.水溫上升時,水的內能增加B.加熱時管內的水不斷汽化

C.管內氣體對橡皮塞做功，其內能減少D.試管口的“白氣”是水蒸氣

【答案】D

【解析】A.水溫上升時，水的內能增加，故A正確不合題意；

B.加熱時管內的水吸熱，從液體變成氣體不斷汽化，故B正確不合題意；

C.管內氣體對橡皮塞做功，將內能轉化為橡皮塞的機械能，則其內能減少，故C正確不合題意;

D.試管口的“白氣”不是水蒸氣，是水蒸氣液化而成的小水珠，故D錯誤符合題意。故選D。

9.（2021?嘉興）如圖是雨滴在空中下落過程中速度與時間的關系圖。雨滴在t「t3三個時刻中具有的動能分

別是Ei、E2、E3,不考慮下落過程中雨滴的質量變化，則動能的大小關系是（）

A.E]〈E2<E3B.E]>E2>E3C.EI<E2=E3D.E]=E2VE3

【答案】c

【解析】根據圖像可知，在t|~t3三個時刻中，速度W<V2=V3，那么雨滴的動能E|<E2=E3,故C正

確，而A、B、D錯誤。故選C。

10.（2021?湖州）一端封閉的兩個完全相同的玻璃管（如右圖所示），甲中裝水，乙中裝食用油。兩個完全相

同的金屬小球從。處靜止釋放，下落到P處，小球在食用油中下落的時間更長。比較兩小球從。處到P處

的下落情況，則小球（）

A.重力勢能變化量不相同B.獲得的動能相同C.在食用油中重力做功慢D.機械能不變

【答案】C

【解析】A.小球的質量相同，下落的高度相同，那么小球重力勢能的變化量相同，故A錯誤；

B.小球在食用油中卜落的時間更長，根據口=：可知，它在食用油中下落的速度小，則獲得的動能小，故

B錯誤；

C.小球在食用油中下落的速度小，根據P=Fv=Gv可知，小球在食用油中功率小，做功慢，故C正確：

D.在小球卜落的過程中，克服阻力將機械能轉化為內能，則機械能減小，故D錯誤。故選C。

二、填空題

11.（2021?寧波）2021年5月10日，成都市某小區電梯內發生一起電瓶車自燃事故。

控制器

④電梯門

（1）電瓶車自燃的原因很多，常見的是由于電源短路，形成大電流并產生大量的熱。這一過程中，化學

能轉化為電能，電能再轉化為能。

（2）針對上述電梯內電瓶車自燃隱患，寧波市未雨綢繆，早就采取了相應的措施，其中“阻車感應系統”

己在多個小區推行.如圖所示某阻車感應系統在電梯轎廂內的信息傳遞示意圖，一旦電瓶車進入電梯，

就會被攝像頭檢測到，語音告警器將進行語音提示，同時電梯門不會關閉。這一信息傳遞過程與反射

弧類似，圖中的（填序號）類似于反射弧中的感受器。

（3）電動汽車一般由電池包供電。若電池包意外進水，可能引發電動汽車自燃，其機理如下：

水電解-可燃性氣體累積一遇明火，氣體燃燒一引燃整車

這里的可燃性氣體是o

【答案】（1）內（2）①（3）氫氣（H?）

【解析】（1）電瓶車自燃過程，能量轉化是化學能轉化為電能，電能轉化為內能（或熱能）；

（2）感受器是接受外界刺激的，而圖中的電瓶車識別預警攝像頭起到的作用類似感受器：

（3）水電解產生氫氣和氧氣兩種氣體，具有可燃性的是氫氣；

12.（2021?衢州）綠色生態理念要求人們注重環保節能。如圖是額定功率為5W的LED燈與60W的白熾燈，

LED燈直接把電轉化為光，白熾燈由燈絲通電加熱發光，正常工作時，它們亮度相同。

IT

iiiX

LED燈白熾燈

（1）使用燈照明更符合綠色生態理念。

（2）兩燈都正常工作時，相等時間內通過LED燈和白熾燈的電流所做的功之比為

【答案】（1）LED（2）1：12

【解析】（1）LED燈將電能轉化為光能，而白熾燈將電能轉化為內能和光能，可見LED燈更符合綠色生

態理念。（2）通過LED燈和白熾燈的電流所做的功之比舅=會=察=第=j

Vv2P2tP260W12

13.（2021?衢州）“認真觀察和仔細分析”是科學研究的基本要求。

（1）如圖甲，在靜止指向南北方向的小磁針上方平行地放一根直導線。閉合開關，原來靜止的小磁針發

生轉動，原來靜止的直導線仍然未動。

①小磁針發生轉動，可以說明它一定受到力的作用，因為。

②直導線仍然未動，此時偏轉的小磁針對直導線（填“有''或"沒有"）力的作用。

（2）如圖乙是某飲水器水龍頭的結構示意圖，A是固定的出水口，B是一根手柄，C是一根連接在閥門

上的桿，由彈簧將它拉緊，Oi是連接B、C的一根銷釘。可將手柄簡化為一根杠桿，手柄與A的接觸

點02為支點，下壓手柄，C就上升，閥門打開水流出；放手后，C自動恢復原位，水龍頭關閉。

①請在答題紙相應位置圖中畫出動力F,的力臂ho

②正常使用手柄取水時，手柄屬于杠桿。

【答案】（1）力是改變物體運動狀態的原因；有（2）°八;省力

【解析】（1）①小磁針發生轉動，可以說明它一定受到力的作用，因為力是改變物體運動狀態的原因；

②物體間力的作用是相互的，雖然直導線未動，但此時偏轉的小磁針對直導線有力的作用。

（2）①通過支點02作R的作用線的垂線，Ch到垂足之間的距離就是動力臂Li,如下圖所示：

6

②根據圖片可知，在正常使用手柄取水時，動力臂大于阻力臂，則手柄屬于省力杠桿-

14.（2021?臺州）某電熱器的簡化電路如圖所示，可通過轉動旋鈕開關實現加熱和保溫功能。該電熱器額定

電壓為220伏，Ri=2000歐,R2=484歐。

。電源o

（1）開關轉至ac位置時，電阻Ri和R2的連接方式是。

（2）開關轉至bd位置時，該電熱器可實現功能、它的額定功率是瓦。

【答案】（1）串聯（2）加熱；1000

【解析】（1）開關轉至ac位置時，電流依次經過Ri和R?,它們首尾相連，因此為串聯。

（2）開關轉至bd位置時，只有電阻R2工作，此時總電阻為R?。

根據公式P="可知，因為R">R2，所以總功率P“<P2。

n

則前者為保溫狀態，后者為加熱狀態.

那么它的額定功率為：P.戲="=黑暮=1000W。

部/?2484/2

15.（2021.寧波）某品牌電熱水壺的銘牌（部分內容）如表所示.當該電熱水壺正常工作時，至少需要:

才能把質量為2.0kg、初溫為25℃的水加熱到100℃。［水的比熱容為4.2xl03j/（kgC）］

額定電壓

額定功率1500W

【答案】420

【解析】水吸收的熱量Q=cmat=4.2xl（）3j/（kg℃）x2kgx（100℃-25℃）=6.3x105J；

電水壺的加熱時間t=曰=鬻翳=420s。

16.（2021.杭州）如圖所示，為兩個光滑的圓弧槽和一段粗糙的水平面相連接的裝置。將質量為m的物體從

左側圓弧槽A點由靜止釋放，最高到達右側圓弧槽B點處，然后再次滑下，最高到達左側圓弧槽C點處，

其中A、B兩點距離水平面的高度分別為H、h?(忽略空氣阻力)

(1)物體從A點滑到水平面時，重力所做的功為o

(2)物體從A點滑到B點的過程中，損失的機械能轉化為物體內能的效率為中則物體到達B點時溫度

升高了。(物體比熱容用c表示)

(3)C點距離水平面的高度為。

【答案】(1)mgH(2)(H-h)gq/c(3)2h-H

【解析】(1)物體從A點滑到水平面時，重力所做的功為：W=Gh=mgH；

(2)物體從A點滑到B點的過程中，機械能減少：mgH-mgh；

物體吸收的熱量Q=(mgH-mgh)r)=mg(H-h)q；

物體到達B點時溫度升高了：△t=2=些業2上=92、

cmcmc

(3)物體從A點到B點，再回到C點時具有的機械能：mgH-2(mgH-mgh)=2mgh-mgH；

則C點到地面的高度為：〃=咚=2'必2=2%-以

Gmg

17.(2021?溫州)2021年5月，我國“天問一號”著陸巡視器成功著陸于火星烏托邦平原(如圖甲實現了我國

首次地外行星著陸。圖乙是其階段III著陸過程中的高度隨時間的變化關系。

(1)火星大氣密度是地球的1%,大氣中氧氣含量為0.15%且沒有液態水，表面平均溫度為-55℃,繞日

公轉周期為687天。下列關于火星的說法不合理的是。

A.表面平均溫度比地球低B.公轉周期比地球長

C.大氣中氧氣含量比地球低D.雨、雪天數比地球多

(2)圖乙中ti~t2時段，著陸巡視器在豎直向上推力作用下，豎直下落的速度減小，該過程中推力F與重

力G的大小關系是。(不計大氣阻力)

(3)著陸巡視器在火星上總重為4888牛，其重力在t2~t4時段做功焦。

【答案】(1)D(2)推力大于重力(3)4.888x105

【解析】（1）A、火星表面的平均溫度是-55C,地球的平均溫度20℃左右，故A正確；

B、火星的公轉周期是687天，地球的公轉周期是365天，所以火星的公轉周期更長；故B正確；

C、火星大氣含氧量為0.15%,地球大氣中的含氧量為21%,所以火星大氣含氧量比地球低；故C正確；

D、火星大氣中沒有液態水，所以不存在雨雪天氣：故D錯誤；

（2）t-t2時段，著陸巡視器在減速過程中，所以其反方向的推力要大于其自身重力；

（3）在t2~Q時段，著陸巡視器下降了100m,所以重力做功為：V/=G/=4888/Vx100m=488800/；

18.（2021?溫州）疫情期間只允許體溫正常的師生進入校園。為此，小明設計了一款“智能門禁”，能檢測體

溫并進行人臉識別。工作原理為：

①若體溫正常開關S1閉合，人臉識別成功開關S2閉合，電動機M工作（門打開），警示燈不亮；

②若體溫異常S1不閉合，人臉識別成功S2閉合，電動機M不工作且警示燈亮起；

③不管體溫是否正常，若人臉識別失敗S2不閉合，電動機M不工作且警示燈不亮。

（1）下列電路設計符合要求的是。（可多選）

ABCD

（2）若警示燈工作時，兩端電壓為3伏，電阻為10歐，其工作時的功率為瓦。

【答案】（1）BC（2）0.9

【解析】（1）A.開關8斷開時，電磁鐵不能吸引銜鐵，此時已經接通燈泡所在的電路，即無論人臉識別

開關S2是否閉合，警示燈都會亮起，故A錯誤；

BC.體溫正常開關si閉合，電磁鐵吸引銜鐵，接通電動機的電路；人臉識別成功開關S2閉合，電動機M

啟動（門打開），此時警示燈不亮；若體溫異常&不閉合，此時銜鐵不能被吸引，接通燈泡所在的電路,

人臉識別成功S2閉合，電動機M不工作且警示燈亮起，故B、C正確；

D.體溫正常開關與閉合，電磁鐵吸引銜鐵，接通電動機的電路，此時無論人臉識別開關S2是否閉合，

電動機都會啟動，與題目不符，故D錯誤。

故選BC。（2）警示燈工作時的功率為：。=仁=曲=0.9皿。

R10X2

19.（2021?紹興）我國古代記錄傳統手工技術的著作《天工開物》里記載了一種搗谷用的舂，“橫木穿插碰頭,

窿嘴為鐵，足踏其末而舂之”,如圖甲所示。若碰頭質量為20千克，不計橫木的重力和摩擦。

（1）圖乙為腳用力向下踩舂時在某一位置的示意圖,o點為支點,F2為阻力，請在圖中作出阻力臂,

此時春屬于（選填“省力”、”等臂”或"費力”）杠桿。

（2）若每次破頭上升的高度為0.6米,1分鐘撞擊臼中的谷粒20次，則人克服破頭重力做功的功率為

【解析】（1）從支點O做阻力F2力的作用線的垂線，從O點到垂足之間的距離就是阻力臂L2,如下

圖所示：

動力作用在杠桿的下端，此時動力臂小于阻力臂，為費力杠桿。

（2）克服錘頭做功W=Gh=20kgxl0N/kgx（0.6mx20）=2400J：

做功的功率P=v=噌=40Wo

t60s

三、解答題

20.（2021?杭州）如圖電路中，電源電壓恒為4.5V,燈泡規格是“3V0.75”。

（1）燈泡正常工作時，電壓表V1、V2示數分別為多少?滑動變阻器接入的電阻為多少?

（2）燈泡正常工作4分鐘，整個電路消耗的電能是多少？

【答案】（1）解：Ui=3V5=U-Ui=4.5v-3V=l.5v

燈泡常工作電流1=今=陪=0.25A

U13V

滑動變阻器接人電阻：R=牛=或=6。

（2）解：W=UIt=4.5Vx0.25Ax4x60s=270J

21.（2021?衢州）我國繼去年嫦娥五號成功登月之后，今年5月15日天問一號探測器攜祝融號火星車又成

功著陸火星烏托邦平原。天問一號探測器從進入火星大氣到著陸火星表面的9分鐘過程中，依靠自身完成

彈開降落傘、反推發動機點火、懸停避障、緩沖著陸等多個動作，實現速度從4.9km/s降低到Om/s。月球

和火星部分信息見下表。

天體離地球距離天體表面物體受表面狀況大氣壓情況

到的重力

火星5.5xlO7km-4xlO8km約為地球上的2/5巖石、高山、平原只有地球大氣壓的1%,大氣中95%

為二氧化碳

月球3.6x107km-4x]08km約為地球上的1/6環形山、高地、平原沒有

（1）探測器著陸火星時離地球約為1.8x108km,根據相關報道，探測器著陸火星表面的9分鐘過程中，

它會“失去”地面指揮人員的控制，只能依靠自身獨立完成各種精確動作。請你根據數據計算并分析探測器

“失控”的原因。（提示：通訊信息是通過電磁波傳遞的，其速度為3xl05km/s）

（2）已知祝融號火星車質量為240kg,它隨探測器降落至距離火星表面100m時，先懸停避障然后著陸

到火星表面。請計算從距離火星表而100m處到著陸火星表面過程中火星車重力做了多少功。

（3）自上個世紀60年代以來，人類對火星開展了40余次探測活動，成功的卻不到五半，但人類探索太

空的腳步并未停止，相信不遠的將來，在火星上將會建立研究站進行長期考察。你認為在設計制定建

立研究站計劃時，需要考慮人類生存的問題有：（寫出一點即可）。

（4）如圖為一幅網友自稱來自月球車在月球上拍攝的照片，照片上呈現了類似地球上雨后“彩虹”光暈。

很多網友問這是不是月球上的彩虹？請你作出判斷并說明理由。

【答案】（1）地球指揮人員與火星車之間依靠電磁波傳遞信息，電磁波以光速傳播，由于火星車著落

時離地球的距離有1.8x108km

根據公式：t=s/v=1.8xl08km/3.0xl（）5km/s=600s=10min,從火星車上發出要著落的信號后，地球上的指揮

員收到上述信息需要10分鐘時間，地球上的指揮員發出指令到達火星車的時間又需要10分鐘，此時，

火星車早就在地球上指揮人員收到信息前就完成著陸過程了。因此，該過程地面指揮人員對火星車“失去”

了控制，祝融號著陸的9分鐘過程中只能完全依靠自身識別、判斷，地面指揮人員無法代替祝融號作出

反應。

（2）解：方法一：

G}H=mg=240kgx10N/kg=2400N

G火=2/5xG他=2/5x2400N=960N

W",=Fs=G火s=960Nxl00m=96000J

方法二：

W*=Fs=Gs=mgs=240kgx1ON/kgx100m:=240000J（2分）

W火=2/5W地=240000JX2/5=96000J

（3）如何獲得氧氣、水和燃料，如何獲得食物，獲得什么食物等。

（4）不是彩虹，因為月球上空沒有液態小水滴，所以不能形成彩虹。

22.（2021?臺州）如圖所示，隨著深海載入探測技術的不斷發展，人們對深海的了解也越來越多。

早期19世紀1977年20世紀末

（1）早起科學家任務1000米以下的海洋深處沒有生命，其原因可能是。

（2）19世紀科學家推測，深海生物的食物主要來自上次水域生物下沉的排泄物、尸體等，是因為他們認

為深海生態系統缺乏能將無機物轉化為有機物的某一成分。該成分是。

（3）深海地殼內噴出豐富的硫化氫、氫氣等物質.周圍微生物可以通過氧化硫化氫、氫氣來獲取能量,

從而將無機物轉化為有機物，為附近的動物提供能量，形成了特殊的熱泉生態系統，該生態系統的能

量主要來自于—.

A.核能B.化學能C.機械能

（4）研究深海生物的科學意義有。

【答案】（1）深海中水壓過大。（合理即可）（2）生產者（3）B（4）保護生態系統的多樣性。（合理即

可）

【解析】（1）水的壓強隨著深度的增大而增大，1000米以下壓強很大，生物難以承受;

（2）生態系統中將無機物轉化為有機物的成分是生產者；

（3）該生態系統的能量主要來自微生物分解硫化氫和緞氣等化學物質來獲得能量，所以生態熊的能量

來源是化學能；（4）研究深海生物的科學意義，對生物的進化有著重要的意義，同樣也可以對生態系

統保護有著重要的作用；

23.（2021.寧波）反思是一種良好的學習品質。

Z尸

Y

G

（1）一根輕質硬棒AB,在力的作用下能繞固定點。轉動。現在硬棒AB上施加兩個力B和F2,O

點到B和F2的作用線的距離分別為d,和d2o小寧認為，只要滿足Bxd產F?xd2,則硬棒AB一定保

持靜止狀態或勻速轉動。你認為小寧的想法正確嗎？請說出你的理由。

（2）在“動滑輪”實驗中，小寧通過如圖所示裝置進行實驗，得到結論：使用動滑輪勻速提升物體，豎直

向上的拉力F小于物重G。小寧思考后認為，即使不計摩擦和繩重，上述結論要成立，物重G和動滑

輪重G動之間也必須滿足一定條件。請你說出這一條件，并予以證明。

【答案】（1）小寧的想法不正確

如果硬棒AB在B的作用下繞固定點O發生轉動的方向，與在F2的作用下繞固定點O發生轉動的方向

相同，那么即使Bxdi=F2Xd2成立，硬棒AB也不可能保持靜止狀態或勻速轉動。

（2）條件：物重G大手動滑輪重G動（G>G初）

G+G

證明過程：在不計繩重和摩擦的情況下，F=V

G+G-x

因為F<G,所以F2VG,得出G>GM

24.（2021?寧波）如圖所示是世界上第一艘飛艇，它是由法國工程師吉法爾于1852年制造的。這艘飛艇的

氣囊充滿氫氣后，長44m,直徑11.9m,體積2100m3,形狀像一個巨大的橄欖。這年的9月24日,

吉法爾乘坐該飛艇從巴黎的馬戲場出發，用一臺2.2kW的蒸汽機帶動螺旋槳，以8km/h的速度，飛行了

28km。

（1）飛艇的氣囊形狀像一個橄欖，在前進過程中可以減小

(2)充滿氫氣后氣囊受到的浮力是多少？(空氣密度取1.29kg/m3)

(3)這次飛行，飛行所需時間、蒸汽機做的功及飛行時受到的平均阻力各為多少？

【答案】(1)空氣阻力

33

(2)解：F浮=「，ogVn=p,然gV1囊=1.29kg/mx10N/kgx2100m=27090N

答：飛艇受到的空氣浮力為27090N。

(3)解：仁三=空"=3.5h

v8km/A

w=Pt=2.2x10(Wx3.5x3.6xlO3s=2.772xlO7J

答：這次飛行，飛行所需時間為3.5h；蒸汽機做的功為2.772X107J

飛行時受到的平均阻力為990N。

25.(2021?杭州)已知一根質量分布均勻的圓柱體木料質量為60kg,體積為O.lnK問:

(1)此木料的密度為多少？

(2)如圖所示，甲、乙兩人分別在A點和B點共同扛起此本料并恰好水平，其中AO=BC,O為木料的

中點。求此時乙對木料的作用力大小。

(3)若在(2)中當乙的作用點從B點向0點靠近時，請列式分析此過程中甲對木料作用力大小變化情況。

【答案】(1)解：p=*=6OOKg/m3

V0.1m3

(2)解：G=mg=60kgx10N/kg=600N

以A為支點，根據杠桿平衡條件FiXl,=F2xl2

得Fz.xAB=G

即F乙=—=0.5G=300N

AB

(3)解：當乙的作用點向O點靠近時，此時作用點記為B，

以A為支點，根據杠桿平衡條件：F,xl1=F2xl2

得：FxAB'=GxAO

即F6=GXA0/AB'

因為AB'減小，而GxAO不變，所以F乙變大

而F/.+F”，=G,所以F單變小

26.（2021?金華）金義東（金華一義烏一東陽）線是金華輕軌的首條線路，全長約108千米，該線路的建成

有助于打造金義都市區“一小時通勤圈”。金義東線所用列車空載時的質量約為200噸，停靠時車輪跟鐵軌

接觸總面積為0.8平方米，最高設計速度為120千米/小時。

完成下列問題:

（1）若列車全程以最高設計速度行駛，途中不停靠，則從金華到東陽共需要多少小時？

（2）停靠時，空載列車對鐵軌的壓強為多少？

（3）若空載列車以最高設計速度勻速直線行駛時，所受阻力為車重的004倍，此時該列車的功率為多少

瓦？

【答案】（1）從金華到東陽共需要t=-=衛￡_=a%

v120km/力

（2）停靠時，空載列車對鐵軌的壓強：P=g=?==2.5X106匕；

SS0.8mz

（3）歹ij車的牽弓|力F=f=0.04G=200xl03kgxi0N/kgx0.04=8xl04N：

列車的速度v=120km/h=—m/s=—m/s；

3.63

則該歹U車的功率：P=Fv=8x104Nxym/s=2.7x106W。

27.（2021?金華）便攜式無線加濕器，讓你隨時隨地實現加濕自由。某品牌便攜式無線加濕器，通過旋轉開

關S接觸不同觸點，實現高、低兩個檔位的轉換，其簡化的工作電路如圖所示，銘牌上的部分參數如下

項目參數

工作電壓（V）20

低檔位功率（W）5

高檔位功率（W）10

（1）旋轉開關S接觸“be”兩觸點時，加濕器屬于檔位:

(2)加濕器低檔位工作時，電路通過的電流多大？

(3)加濕器高檔位工作6小時，將消耗多少電能？

【答案】(1)低

(2)當開關S與be接觸時，只有電阻R2工作，加濕器低檔位工作時，

此時通過電路的電流/"=)=黑=0.254：

s

(3)高溫檔消耗的電能：W=Pfflt=10Wx(3600sx6)=2.16xlOJ.

【解析】(1)旋轉開關S接觸“be”兩觸點時，只有電阻R2工作，此時總電阻為R2；

旋轉開關S接觸“cd”時，兩個電阻并聯，此時總電阻為R并；

則R2>R井;

根據公式P=(■可知，此時總功率P2Vp杵;

則前者為低檔，后者為高檔。

28.(2021?溫州)圖甲所示為一種水下滑翔機，圖乙是其部分結構示意圖。該滑翔機通過液壓泵將油在內、

外油囊間來回轉移，從而改變浮力大小以達到上浮和下潛的目的，再結合其它技術即可滑行，以執行海

洋環境的監測任務。

(1)該滑翔機具有低能耗、高續航的特點，電池一次充電后能提供1千瓦時電能。它在整個運動過程中

前進速度保持0.2米/秒，但只有9%的時間耗電，耗電時功率僅為4瓦。該滑翔機充電一次總共能航行

的路程為多少千米？

(2)該滑翔機總重515牛。當外油囊中無油時，滑翔機排開水的體積為0.0495米3。已知海水密度隨深

度變化情況如圖丙所示。當該滑翔機在600米深度懸浮時，外油囊中油的體積為多少米3。(忽略海水

壓強對油和滑翔機外殼體積的影響)

【答案】(1)解：t='=丁等=竺曄邂=9x105秒

P4瓦4瓦

"戶箋譬?=]X1()7秒

s=vt折0.2米/秒X1X105秒=2x1。5米=2000千米

答：充電一次總共航行路程2000千米。(其它合理解法也可)

(2)解：該滑翔機處于懸浮狀態時，F“=G物=515牛

由F浮=p液gV打，得V#=2=--------卑--------=0.05米3

P犍1.03X103手矽米X10牛/千克

所以V油=0.05米3-0.0495米3=5x10-4米3

答：該滑翔機在600米深度懸浮時，外油囊中訕體積為5x104米?其它合理解法也可)

29.(2021.紹興)某興趣小組設計了一種恒溫箱電路，如圖甲所示，工作電路電源電壓Ui=220VR=242Q。控

制電路電源電壓U2=3V,R2=300Q,熱敏電阻R能即時感知恒溫箱內溫度，其阻值與溫度的關系如圖乙，不計

線圈的電阻。當線圈中的電流大于或等于40mA時，繼電器的銜鐵被吸合，動觸點A與靜觸點B接觸；當

線圈中的電流小于或等于30mA時銜鐵被釋放，動觸點A與靜觸點C接觸。求：

乙

(1)閉合開關S1和S2,恒溫箱開始工作，此時銜鐵的動觸點A與(選填"B”或"C”)靜觸點相接觸。

(2)電熱絲Ri正常工作5分鐘消耗的電能。

(3)分析計算恒溫箱正常工作時的溫度變化范圍。

【答案】(DC

(2)W=竺t=(2201/產*$*6s=6x104J

R242。

(3)當恒溫箱的溫度達到最高時，銜鐵被吸下，即此時控制電路的電流I=0.04A,故恒溫箱內溫度達到

最高值瞬間R=U2/I=3V/O.O4A=75。，由乙圖可知恒溫箱內的最高溫度為100℃；

當電磁鐵銜鐵被吸合時，Ri與Rz并聯。當恒溫箱溫度最低時，控制電路的電流

I'=0.03A。

l2=U2/R2=3V/3000=0.01A,

IR=I'-I2=O.O3A-O.O1A=0.02A,

R'=U2/IR=3V/0.02A=150Q,

由乙圖可知恒溫箱內的最低溫度為90℃。

故恒溫箱內的溫度變化范圍為90℃-100℃?

【解析】(1)閉合開關，和S2,恒溫箱開始工作，那么上面的電阻Ri所在的電路必須接通，即此時

銜鐵的動觸點A與靜觸點C相接觸。

（2）根據公式計算出電熱絲Ri消耗的電能；

（3）當恒溫箱的溫度達到最高時，銜鐵被吸下的瞬間，即此時控制電路的電流l=0.04A,只有熱敏電阻

R，根據公式/?=華計算出此時它的電阻，根據圖乙確定此時的最高溫度；

電磁鐵銜鐵被吸合時，&與R?并聯，此時恒溫箱溫度最低時，控制電路的電流I'=0.03A。首先根據

/2=察計算出通過R2的電流，再根據IR=M2計算出通過熱敏電阻的電流，最后根據R'=%計算出熱敏

電阻的阻值，根據圖像確定恒溫箱的最低溫度。

30.（2021.紹興）2021年3月，中央財經會議明確把碳達峰、碳中和納入生態文明建設整體布局，爭取在2060

年前實現碳中和。"碳中和''是指在一定時間內產生的二氧化碳排放總量，通過二氧化碳去除手段來抵消掉

這部分碳排放，達到“凈零排放''的目的。

（2）科學家已經研究出多種方式來實現二氧化碳的轉化。

①浙江大學研發的“二氧化碳煙氣微藻減排技術”，利用微型藻類吸收二氧化碳實現固碳。微型藻類是

（選填“真核”或"原核”）生物,該技術的本質是利用微藻的作用實現固碳。

②固碳的另一種方法是將收集的二氧化碳和水混合后注入地下玄武巖中，最終與巖石中的礦物質作用形成

固態的石頭碳酸鹽。這種固碳方式屬于變化（選填“物理”或“化學”）。

③我國研發的“液態太陽燃料合成技術”（乙），甲醵（CHQH）等液體燃料被形象地稱為“液態陽光”。甲醇制取

過程中能量轉化是太陽能-電能—能。

甲醇合成時，若碳元素全部來自于二氧化碳，則制取10噸甲醇需要消耗二氧化碳噸。

（二氧化碳轉化成甲醇的方程式為:CCh+3H2一定條仍CH3OH+H2O）

（3）交通領域的“以電代油”可以來實現“減碳”目標。圖丙為某純電動汽車與某燃油汽車的相關數據,

請回答：

每發電lkW?h平?■每百公里.耗金燒］kg汽油戶!每百公里

均排放二氧化碳電20kWh卵放二觸化耗油10L

0.785kg碳3.857kg

①與燃油汽車相比，純電動汽車每行駛100km會向空氣減少排放kg的二氧化碳。

（p汽油=0.7xl（Pkg/m3,結果精確至U0.1）

②從獲取電能的各種方式看，相對于燃煤發電，符合“減碳”理念的是發電。

【答案】（1）大氣中二氧化碳濃度升高，全球平均氣溫也升高，且趨勢相同（合理即可）

（2）真核；光合；化學；化學；13.75（3）11.3；光伏（水力、風力等合理即可）

【解析】（1）圖甲中顯示大氣中二氧化碳濃度升高時，大氣溫度也在升高，可以說明二氧化碳是引起溫

室效應的主要氣體；

（2）①藻類具有成形的細胞核，屬于真核生物：微藻能夠通過光合作用吸收二氧化碳；

②二氧化碳加水與礦物質作用形成碳酸鹽，有新物質的生成，因此該過程屬于化學變化；

③二氧化碳和氫氣在一定條件下生成甲醇，其中涉及的能量轉化是把太陽能最終轉化為甲醇中的化學

能儲存；

設消耗CO2X噸

CO2+3H2一定條為CH3OH+H2O

4432

X10t

44_32

10t

X=13.75t；

（3）由圖可知，電動車每行駛100km會釋放20x0.785kg=15.7kgCO2；

3

而燃油車每行駛100km會釋放1Ox10'm'xO,Vx10kg/mx3.857=26.99kgCO2,

則少釋放CO226.999kg-15.7kg=11,299kg=l1.3kg；

符合減碳的理念，則說明新的發電方式沒有產生二氧化碳，如光伏發電、水力發電、風力發電、地熱能

發電等等；

31.（2021?嘉興）健康的生活既要注意平衡膳食，還要積極參加體育鍛煉，如圖所示為可調式握力器，可用

于鍛煉手部肌肉。鍛煉時只要抓住左手柄，用力抓緊使其碰觸右手柄上的計數按鈕，即算完成一個握力

動作。

（1）握力器的力度可以通過使用調節器移動彈簧下端的位置來改變。現在需要將力度調小，則應該將彈

簧下端向（選填“左”或“右”）移。

（2）小嘉用平均大小為500牛的力抓握力器的手柄，使手柄在力的方向上移動6厘米完成一個握力動作，

則做功多少焦？

（3）小嘉飲用一罐凈含量為330毫升的可樂后，獲得的能量為540千焦。若獲得能量的10%用于握力做

功，則消耗這些能量需要完成多少個題（2）中的握力動作？

【答案】3）右

⑵解：W=Fs=500Nx0.06m=30J

答：完成一個握手動作做功30J

（3）解：5—。％=1800

307

答：飲用可樂后獲得的能量相當于完成握手動作1800次的能量

【解析】（1）根據圖片可知，O點為支點，彈簧對杠桿施加阻力，手對杠桿施加動力。根據HL產F2L2可

知，在彈簧拉力F2和動力臂L不變的情況下，要減小動力R就必須減小阻力臂L2,即將彈簧下端向

右移動。

（2）完成一個握力動作做功：W=Fs=500Nx0.06m=30J；

（3）消耗這些能量需要完成題（2）中的握力動作的個數：隨當絆=1800次.

30〃

32.（2021.臺州）是某簡易吊裝機、其簡化結構如圖乙所示。

C

B

甲

(1)吊裝機工作時，頂端定滑輪的作用是0

(2)吊裝機總重為1500牛，其重力作用線通過A點。結合乙圖數據計算，當吊裝機勻速吊起重物時，

為防止翻倒，最多能吊起多少牛的重物？

(3)吊裝機在使用時，通常在一定位置壓上配重防止翻倒。將同一配重分別放在圖中D,E,F處時，能

達到最佳防翻效果的是。

(4)電動機的額定功率是1200瓦，正常工作時消耗的電能有75%轉化為重物的機械能。當吊裝機配重

足夠時，可在10秒內使重物勻速上升3米，求所吊重物受到的重力大小。

【答案】(1)改變力的方向

(2)設物體重為G,動力臂Li=1.25m,阻力為吊裝機總重，F2=1500N,阻力臂L2=1.5-L25=0.25m。

根據杠桿的平衡條件RL產F2L2得到：GLI=F2L2,

Gxl.25m=1500x0.25m,

解得：G=300No

(3)F

(4)電機工作產生的機械能全部用來使拾升物體，

所以W啊=G』=r|W電；

G物h=r|Pt；

G物x3m=75%x1200Wx1Os；

代入數據即可解得：G粉=3000N。

【解析】(1)吊裝機工作時，頂端定滑輪的作用是改變力的方向。

(2)設物體重為G,動力臂Li=1.25m,阻力為吊裝機總重,F2=1500N,阻力臂L?=1.5-1.25=0.25m。

根據杠桿的平衡條件F1L1=F?L2得到：GL1=F2L2>

Gxl.25m=1500x0.25m,

解得：G=300N。

(3)根據杠桿的平衡條件可知，所加配置為阻力，當阻力臂越大的時候，吊裝機越不容易傾倒，故選F；

(4)電機工作產生的機械能全部用來使拾升物體，

所以W?；=G的h=r]Wit.；

G初h=r]Pt；

G?ix3m=75%xl2(X)Wxl0s；

代入數據即可解得：G物=3000N。

33.(2021?寧波)如圖甲所示電路，電源電壓恒定不變，燈泡L上標有“6V2.4W"字樣，其燈絲電阻隨溫度

的升高而增大；OA、OB、0C是三條阻值不同且不變、粗細均勻的金屬絲(同一條金屬絲的阻值與其長度

成正比)。閉合開關S,當滑片P從A點滑到0點過程中，電流表示數和燈泡L亮度均保持不變。

甲乙

(1)求燈泡L正常發光時，通過燈泡L的電流大小。

(2)金屬絲0A的電阻Ra=Q。

(3)繼續滑動圖甲中滑片P到OB段，當PB=|OB時，電流表示數為0.36A；當PB=：0B時，小燈

泡正常發光。用圖甲中的電源、小燈泡和三條金屬絲連成圖乙所示電路。閉合開關S,使滑片P在0C

上移動，當