【备考2023】浙教版科学中考核心考点训练（九）：功和功率的计算【word，含解析】
文档属性
| 名称 | 【备考2023】浙教版科学中考核心考点训练（九）：功和功率的计算【word，含解析】 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 286.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 浙教版 | ||
| 科目 | 科学 | ||
| 更新时间 | 2023-03-28 12:50:56 | ||
图片预览
文档简介
功和功率的计算
1.如图是小科同学在校运动会上投掷实心球的场景，当实心球脱手时，重心离地面的高度是1.8m，当实心球至最高点时，重心上升了0.9m。已知实心球质量为2千克，小科的质量为55千克。（g取10N/kg）
（1）若小科每只脚与地面的接触面积是200cm2，则小科手握实心球双脚站立在水平地面时，脚对地面的压强为多大？
（2）实心球从最高点至落地的过程中，实心球重力所做的功是多少？
（3）实心球自脱手至落地的过程中（不计空气摩擦），下列关于其动能、势能和机械能的大小分别随时间变化的曲线中，其中正确的是 （填序号）。
2.校车安全备受社会关注，国家出台了《校车安全管理条例》。如图是宁波大市内中小学投入使用的新型安全校车，这种校车的性能完全符合安全标准，车的总质量为5380千克。则：
（1）校车设计最高时速达到80km/h，但《校车安全管理条例》中规定校车最高时速为60km/h，其实质是为了控制校车的不至于过大。
A．惯性 B．势能 C．动能 D．摩擦力
（2）一个质量为60千克的驾驶员驾驶校车空载，每个轮子跟地面的接触面积为400cm2，求校车对地面的压强。
（3）小科乘坐该校车回家，校车以45km/h的速度在水平路面上匀速行驶了20分钟后到达目的地，校车受到的阻力为2000N，求校车克服阻力所做的功。
3.电动自行车在中国保有量巨大，有整整5亿辆。2018年5月，国务院颁布了《电动车新国标》，并于2019年4月正式施行。电动车也有了行业标准，如图： 小敏家购置了一辆整车质量55Kg的符合新国标的电动车，体重为65Kg小敏骑行该电动车以21.6km/h的速度在水平路面上匀速行驶20 min，电动车受到的阻力是车重的0.1倍。求：
（1）对蓄电池充电时，电能转化为 能；
（2）新国标对电动车的整车质量、最高速度都进行了限制，这样做主要是为了防止车的 较大，以减小行车危险。
（3）电动车在这段行驶过程中所做的功
4.近年来，衢州城市面貌焕然一新，这离不开环卫工人们的辛苦付出。如图，洒水车某次在平直的道路上以15千米/时的速度匀速行驶，进行洒水作业。洒水车的部分参数如下表。
项目 数值
空载质量（吨） 2.4
满载装水量（吨） 20
满载时车轮与水平地面接触总面积（米2） 0.4
正常洒水流量（吨/时） 50
（1）若洒水车满载并按正常洒水流量洒水，它在本次洒水过程中最多可连续喷洒多少路程？
（2）求洒水车满载时，停在水平地面上对地面的压强。
（3）在本次洒水过程中，洒水车的机械能大小变化情况是 。
5．风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源。风力发电机是将风能（气流的动能，动能表达式Ek= mv2)转化为电能的装置，其主要部件包括风轮机、齿轮箱，发电机等。如图所示。
（1）风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积。设空气密度为ρ，气流速度为v，风轮机叶片长度为r。求单位时间内流向风轮机的最大风能Pm；在风速和叶片数确定的情况下，要提高风轮机单位时间接受的风能，简述可采取的措施。
（2）已知风力发电机的输出电功率P与Pm成正比。某风力发电机的风速v1=9m/s时能够输出电功率P1=540kW。我国某地区风速不低于v2=6m/s的时间每年约为5000小时，试估算这台风力发电机在该地区的最小年发电量是多少千瓦时。
6.甲、乙两位同学对雨滴的下落速度很感兴趣，于是他们对此展开研究。雨滴接近地面时可看做匀速直线运动。把雨滴看做球形，其半径为r，密度为ρ，球的体积为V=4/3πr。(注：所有结果均用字母表示)
（1）半径为r的雨滴重力为 。
（2）在接近地面时，雨滴在下落过程中机械能 (选填“增大”“不变”“减小”)。
（3）假设半径为r的雨滴在近地面下落h高度的过程中，重力对它做了多少功？
7．风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源。风力发电机是将风能（气流的动能，动能表达式Ek= mv2)转化为电能的装置，其主要部件包括风轮机、齿轮箱，发电机等。如图所示。
（1）风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积。设空气密度为ρ，气流速度为v，风轮机叶片长度为r。求单位时间内流向风轮机的最大风能Pm；在风速和叶片数确定的情况下，要提高风轮机单位时间接受的风能，简述可采取的措施。
（2）已知风力发电机的输出电功率P与Pm成正比。某风力发电机的风速v1=9m/s时能够输出电功率P1=540kW。我国某地区风速不低于v2=6m/s的时间每年约为5000小时，试估算这台风力发电机在该地区的最小年发电量是多少千瓦时。
8.为控制疫情，市政管理部门配备了如图所示的消毒车按时对人流密集的主干道路进行消毒。消毒车罐体容积为4500L，空载质量约5000kg，每个轮胎与地面的接触面积是250cm2发动机的额定功率约为95kW。(ρ药水=1.0x103kg/m3)
（1）如图，消毒车在水平地面上匀速行驶并消毒时，具有的动能 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
（2）空载时，消毒车对水平地面的压强是多少
（3）当该车装满药水，在水平公路上以额定功率匀速行驶时，测得速度为10m/s，则发动机在2min内所做的功是多少？受到的阻力是多少？
9.如图甲所示是某种升降电梯工作原理图，它由轿厢、对重、电动机、钢丝绳、滑轮等部件连接组成。电动机和对重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力，连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近，轿厢与对重的运动方向始终相反。对重的质量为400千克，空轿厢的质量是500千克，额定载重量是1000千克，某次电梯满载上升时的v-t图象如图乙所示。不计钢丝绳重力和一切摩擦。求：
（1）电梯匀速上升的高度是多少？
（2）电梯匀速运动阶段，对重的重力做的功是多少？
（3）电梯匀速运动时，电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率是多少？（g取10牛/千克)
10.我国“长剑10”是一种国产新型隐身巡航导弹，主要以巡航状态在稠密的大气层内飞行。下图是“长剑10”的飞行路线图。
导弹速度v（米/秒） 50 100 150 200
导弹受到的阻力f（牛） 50 200 450 800
（1）发射升空阶段：发动机点火后，燃气向下高速喷出，导弹以极快的速度快速升空。这是因为 。
（2）俯冲加速阶段：导弹升空后，发动机处于关闭状态，导弹向下俯冲，速度越来越快。这是因为 。
（3）巡航飞行阶段：当“巡航状态”时，主发动机的推力与阻力平衡，弹翼的升力与重力平衡后，可以实现远距离发射，超低空高速飞行，精确打击目标，已知该导弹的速度和阻力测试数据如上表。若该导弹在末端巡航飞行过程中以200米/秒的速度匀速直线飞行60秒，求该过程内发动机的推力做功为多少？
11.抗击疫情期间，工作人员用无人机向疫区运送防疫物资，既降低被感染的风险，又大大提高效率。下表为某无人机的基本参数。
机身尺寸（分米） 4×3×2
机身质量（千克） 30
飞机着地总面积（米 ） 0.002
最大载物质量（千克） 12
最大飞行速度（米／秒） 8
（1）无人机满载物资，在空中水平匀速飞行 500 米，它克服重力做功 焦；
（2）无人机满载物资静止在地面上时，求它对地面产生的压强；
（3）在某次物资配送任务中，若无人机以最大速度直线飞行3.2千米，所需的时间是多少？
12.2020年12月，“嫦娥五号”探测器在月球上采集了一些月壤。月壤中含有的“氦-3”被科学家称为“完美能源”。
（1）使用“氦-3”作为能源，需通过 （选填“轻核聚变”或“重核裂变”）释放其内部的核能。
（2）如图是“嫦娥五号”着陆器停留在月球表面的情景，已知着陆器总质量为2400千克，“脚掌”与月球的总接触面积约为1米2，则着落器对月面的压强为多大？（已知物体在月球表面受到的重力是地球上的 ）
（3）在返回过程中，探测器发动机以3000牛的推力将探测器成功送入离月球表面约15千米的预定轨道，用时6分钟。则探测器发动机的功率至少为多大？
答案及解析
1.（1）解：
（2）解：
（3）②③④
【解析】（1）脚对地面的压力： ；
双脚与地面的接触面积；
脚对地面的压强：。
（2）实心球重力所做的功： 。
（3）实心球自脱手至落地的过程中（不计空气摩擦），速度先减小后增大，因此动能先减小后增大。当铅球到达最高点时，铅球水平方向的速度不为零，因此此时动能不为零，故选②；
实心球自脱手至落地的过程中（不计空气摩擦），高度先增大后减小，那么重力势能先增大后减小，故选④；
不计空气摩擦，机械能没有损失，即机械能守恒，故选③。
那么正确的是②④③。
2.（1）C
（2）解：F＝G车+G人＝(5380kg+60kg)ｘ10N/kg=54400N
P= =3.4ｘ105Pa
（3）解：S=Vt=1.5ｘ104m
W=FS=fs= 2000Nｘ1.5ｘ104m=3ｘ107J
3.（1）化学（2）动能
（3）电动车受到的牵引力F=f=0.1G总=（55kg+65kg）×10N/kg×0.1=120N；
电动车行驶的路程s=vt=21.6km/h×=7.2km=7200m；
电动车做的功：W=Fs=120N×7200m=8.64×105J。
【解析】（1）对蓄电池充电时，电能转化为化学能；
（2）新国标对电动车的整车质量、最高速度都进行了限制，这样做主要是为了防止车的动能较大，以减小行车危险；
（3）电动车受到的牵引力F=f=0.1G总=（55kg+65kg）×10N/kg×0.1=120N；
电动车行驶的路程s=vt=21.6km/h×=7.2km=7200m；
电动车做的功：W=Fs=120N×7200m=8.64×105J。
4.（1）解:洒水时间
可喷酒路面的距离:s=vt=15km/hX0.4h=6km
答:最多可连续喷洒6km
（2）解:洒水车的总质量:m= m车+m水=2.4t+20t= 22.4t=2.24×104kg
洒水车的总重:G=mg=2.24X104kgX10N/kg=2.24X105N
洒水车对路面的压力:F=G=2.24×105N
洒水车对路面的压强:
答:洒水车对地面的压强为5. 6×105 Pa
（3）变小
【解析】（1）洒水时间： ；
可喷酒路面的距离：s=vt=15km/hX0.4h=6km；
（2）洒水车的总质量：m= m车+m水=2.4t+20t=22.4t=2.24×104kg；
洒水车的总重：G=mg=2.24×104kg×10N/kg=2.24×105N；
洒水车对路面的压力：F=G=2.24×105N；
洒水车对路面的压强： 。
（3） 在本次洒水过程中，洒水车的质量减小，速度不变，因此动能减小；质量减小高度不变，因此重力势能减小；根据机械能=动能+重力势能可知，洒水车的机械能不断减小。
5．（1）解：风垂直流向风轮机时，提供的风能功率最大。单位时间内垂直流向叶片旋转面积的气体质量m=pV=putS（S=ππ），单位时间内的最大风能。 ；故可采取的措施：如增加风轮机叶片长度，安装调向装置保持风轮机正面迎风等（答对一条即可）；
（2）解：设风能功率和输出功率之间的转化常数为k，则风力发电机在风速为功时能够输出的电功率P1=kPm= k·πρr2v13，风力发电机在风速v2时能够输出电功率P2=号 k·πρr2v13，故P1：P2=（ k·πρr2v13）：（ k·πρr2v23）= v13：v23=（9m/s）3：（6 m/s）3=27：8，则P2= P1= ×540kW=160kW，故这台风力发电机在该地区的最小年发电量W=P2t=160kW×5000h=8×105kW·h。
【解析】（1）流过风轮机叶片的气体可以看做一个圆柱，这个圆柱的横截面积S=πr2，那么单位时间内流过风轮机的气体体积为：V=Sv=πr2v，然后根据密度公式计算出单位时间内垂直流向风轮机的气体质量，最后根据动能公式 Ek= mv2 计算单位时间内风轮机获得的最大风能；根据得到的最大风能的数学表达式，分析影响风能的因素，从中寻找提高风能的措施；
（2）根据上面得到的风能的数学表达式可知，发电机的输出功率与风速的三次方成正比，即，据此计算某地区的发电机的功率，然后再根据W=Pt计算最小年发电量。
6.（1）4/3πr3ρg（2）减小（3）4/3πr3ρgh
【解析】（1） 半径为r的雨滴重力为 G=mg=ρVg= 4/3πr3ρg ；
（2） 在接近地面时，雨滴做匀速直线运动，那么它的质量不变，速度不变，因此动能不变；质量不变高度减小，那么它的重力势能减小；根据公式机械能=动能+重力势能可知，雨滴在下落过程中机械减小；
（3）假设半径为r的雨滴在近地面下落h高度的过程中，重力对它做功：W=Gh=4/3πr3ρgh。
7．（1）解：风垂直流向风轮机时，提供的风能功率最大。单位时间内垂直流向叶片旋转面积的气体质量m=pV=putS（S=ππ），单位时间内的最大风能。 ；故可采取的措施：如增加风轮机叶片长度，安装调向装置保持风轮机正面迎风等（答对一条即可）；
（2）解：设风能功率和输出功率之间的转化常数为k，则风力发电机在风速为功时能够输出的电功率P1=kPm= k·πρr2v13，风力发电机在风速v2时能够输出电功率P2=号 k·πρr2v13，故P1：P2=（ k·πρr2v13）：（ k·πρr2v23）= v13：v23=（9m/s）3：（6 m/s）3=27：8，则P2= P1= ×540kW=160kW，故这台风力发电机在该地区的最小年发电量W=P2t=160kW×5000h=8×105kW·h。
【解析】（1）流过风轮机叶片的气体可以看做一个圆柱，这个圆柱的横截面积S=πr2，那么单位时间内流过风轮机的气体体积为：V=Sv=πr2v，然后根据密度公式计算出单位时间内垂直流向风轮机的气体质量，最后根据动能公式 Ek= mv2 计算单位时间内风轮机获得的最大风能；根据得到的最大风能的数学表达式，分析影响风能的因素，从中寻找提高风能的措施；
（2）根据上面得到的风能的数学表达式可知，发电机的输出功率与风速的三次方成正比，即，据此计算某地区的发电机的功率，然后再根据W=Pt计算最小年发电量。
8.（1）变小
（2）S=0.025m2×4=0.1m2
P= =5×105pa
（3）w=pt=95×103w×2×60s=1.14×107焦耳
因为车子匀速行驶f=F=P/v=95×103w/10m/s=9.5×103牛
【解析】（1）动能与物体的质量和速度有关；
（2）消毒车与地面的接触面积等于每个轮胎与地面接触面积的4倍，而消毒车对地面的压力等于自身重力，最后根据计算出它对水平地面的压强即可。
（3）根据公式W=Pt计算出发动机做的功。根据功率的变形式计算出发动机的牵引力，再根据二力平衡计算出车子行驶受到的阻力。
9.（1）解：
答：电梯匀速上升的高度是12m；
（2）解：
答：对重的重力做的功是 ；
（3）解：
答：电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率是
10.（1）物体间力的作用是相互的或力能改变物体的运动状态
（2）导弹受到的重力大于阻力，所以向下加速
（3）解：解：s=vt=200m/s×60s=12000m
W=Fs=fs=800N×12000m=9.6×106J
【解析】（1）发射升空阶段：发动机点火后，燃气向下高速喷出，导弹以极快的速度快速升空。这是因为物体间力的作用是相互的或力能改变物体的运动状态。
（2）俯冲加速阶段：导弹升空后，发动机处于关闭状态，导弹向下俯冲，速度越来越快。这是因为：导弹受到的重力大于阻力，所以向下加速。
11.（1）0
（2）解：F=G=mg=(30kg+12kg)×10N/kg=420NP=F/S=420N/0.002m2=2.1×105Pa
（3）解：s=3.2km=3200m
t= =400s
【解析】（1）无人机水平飞行500m，但是在竖直方向上运动的距离为0，根据W=Gh可知，它克服重力做功0J。
12.（1）轻核聚变
（2）解：
（3）解：
(
1
)
1.如图是小科同学在校运动会上投掷实心球的场景，当实心球脱手时，重心离地面的高度是1.8m，当实心球至最高点时，重心上升了0.9m。已知实心球质量为2千克，小科的质量为55千克。（g取10N/kg）
（1）若小科每只脚与地面的接触面积是200cm2，则小科手握实心球双脚站立在水平地面时，脚对地面的压强为多大？
（2）实心球从最高点至落地的过程中，实心球重力所做的功是多少？
（3）实心球自脱手至落地的过程中（不计空气摩擦），下列关于其动能、势能和机械能的大小分别随时间变化的曲线中，其中正确的是 （填序号）。
2.校车安全备受社会关注，国家出台了《校车安全管理条例》。如图是宁波大市内中小学投入使用的新型安全校车，这种校车的性能完全符合安全标准，车的总质量为5380千克。则：
（1）校车设计最高时速达到80km/h，但《校车安全管理条例》中规定校车最高时速为60km/h，其实质是为了控制校车的不至于过大。
A．惯性 B．势能 C．动能 D．摩擦力
（2）一个质量为60千克的驾驶员驾驶校车空载，每个轮子跟地面的接触面积为400cm2，求校车对地面的压强。
（3）小科乘坐该校车回家，校车以45km/h的速度在水平路面上匀速行驶了20分钟后到达目的地，校车受到的阻力为2000N，求校车克服阻力所做的功。
3.电动自行车在中国保有量巨大，有整整5亿辆。2018年5月，国务院颁布了《电动车新国标》，并于2019年4月正式施行。电动车也有了行业标准，如图： 小敏家购置了一辆整车质量55Kg的符合新国标的电动车，体重为65Kg小敏骑行该电动车以21.6km/h的速度在水平路面上匀速行驶20 min，电动车受到的阻力是车重的0.1倍。求：
（1）对蓄电池充电时，电能转化为 能；
（2）新国标对电动车的整车质量、最高速度都进行了限制，这样做主要是为了防止车的 较大，以减小行车危险。
（3）电动车在这段行驶过程中所做的功
4.近年来，衢州城市面貌焕然一新，这离不开环卫工人们的辛苦付出。如图，洒水车某次在平直的道路上以15千米/时的速度匀速行驶，进行洒水作业。洒水车的部分参数如下表。
项目 数值
空载质量（吨） 2.4
满载装水量（吨） 20
满载时车轮与水平地面接触总面积（米2） 0.4
正常洒水流量（吨/时） 50
（1）若洒水车满载并按正常洒水流量洒水，它在本次洒水过程中最多可连续喷洒多少路程？
（2）求洒水车满载时，停在水平地面上对地面的压强。
（3）在本次洒水过程中，洒水车的机械能大小变化情况是 。
5．风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源。风力发电机是将风能（气流的动能，动能表达式Ek= mv2)转化为电能的装置，其主要部件包括风轮机、齿轮箱，发电机等。如图所示。
（1）风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积。设空气密度为ρ，气流速度为v，风轮机叶片长度为r。求单位时间内流向风轮机的最大风能Pm；在风速和叶片数确定的情况下，要提高风轮机单位时间接受的风能，简述可采取的措施。
（2）已知风力发电机的输出电功率P与Pm成正比。某风力发电机的风速v1=9m/s时能够输出电功率P1=540kW。我国某地区风速不低于v2=6m/s的时间每年约为5000小时，试估算这台风力发电机在该地区的最小年发电量是多少千瓦时。
6.甲、乙两位同学对雨滴的下落速度很感兴趣，于是他们对此展开研究。雨滴接近地面时可看做匀速直线运动。把雨滴看做球形，其半径为r，密度为ρ，球的体积为V=4/3πr。(注：所有结果均用字母表示)
（1）半径为r的雨滴重力为 。
（2）在接近地面时，雨滴在下落过程中机械能 (选填“增大”“不变”“减小”)。
（3）假设半径为r的雨滴在近地面下落h高度的过程中，重力对它做了多少功？
7．风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源。风力发电机是将风能（气流的动能，动能表达式Ek= mv2)转化为电能的装置，其主要部件包括风轮机、齿轮箱，发电机等。如图所示。
（1）风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积。设空气密度为ρ，气流速度为v，风轮机叶片长度为r。求单位时间内流向风轮机的最大风能Pm；在风速和叶片数确定的情况下，要提高风轮机单位时间接受的风能，简述可采取的措施。
（2）已知风力发电机的输出电功率P与Pm成正比。某风力发电机的风速v1=9m/s时能够输出电功率P1=540kW。我国某地区风速不低于v2=6m/s的时间每年约为5000小时，试估算这台风力发电机在该地区的最小年发电量是多少千瓦时。
8.为控制疫情，市政管理部门配备了如图所示的消毒车按时对人流密集的主干道路进行消毒。消毒车罐体容积为4500L，空载质量约5000kg，每个轮胎与地面的接触面积是250cm2发动机的额定功率约为95kW。(ρ药水=1.0x103kg/m3)
（1）如图，消毒车在水平地面上匀速行驶并消毒时，具有的动能 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
（2）空载时，消毒车对水平地面的压强是多少
（3）当该车装满药水，在水平公路上以额定功率匀速行驶时，测得速度为10m/s，则发动机在2min内所做的功是多少？受到的阻力是多少？
9.如图甲所示是某种升降电梯工作原理图，它由轿厢、对重、电动机、钢丝绳、滑轮等部件连接组成。电动机和对重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力，连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近，轿厢与对重的运动方向始终相反。对重的质量为400千克，空轿厢的质量是500千克，额定载重量是1000千克，某次电梯满载上升时的v-t图象如图乙所示。不计钢丝绳重力和一切摩擦。求：
（1）电梯匀速上升的高度是多少？
（2）电梯匀速运动阶段，对重的重力做的功是多少？
（3）电梯匀速运动时，电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率是多少？（g取10牛/千克)
10.我国“长剑10”是一种国产新型隐身巡航导弹，主要以巡航状态在稠密的大气层内飞行。下图是“长剑10”的飞行路线图。
导弹速度v（米/秒） 50 100 150 200
导弹受到的阻力f（牛） 50 200 450 800
（1）发射升空阶段：发动机点火后，燃气向下高速喷出，导弹以极快的速度快速升空。这是因为 。
（2）俯冲加速阶段：导弹升空后，发动机处于关闭状态，导弹向下俯冲，速度越来越快。这是因为 。
（3）巡航飞行阶段：当“巡航状态”时，主发动机的推力与阻力平衡，弹翼的升力与重力平衡后，可以实现远距离发射，超低空高速飞行，精确打击目标，已知该导弹的速度和阻力测试数据如上表。若该导弹在末端巡航飞行过程中以200米/秒的速度匀速直线飞行60秒，求该过程内发动机的推力做功为多少？
11.抗击疫情期间，工作人员用无人机向疫区运送防疫物资，既降低被感染的风险，又大大提高效率。下表为某无人机的基本参数。
机身尺寸（分米） 4×3×2
机身质量（千克） 30
飞机着地总面积（米 ） 0.002
最大载物质量（千克） 12
最大飞行速度（米／秒） 8
（1）无人机满载物资，在空中水平匀速飞行 500 米，它克服重力做功 焦；
（2）无人机满载物资静止在地面上时，求它对地面产生的压强；
（3）在某次物资配送任务中，若无人机以最大速度直线飞行3.2千米，所需的时间是多少？
12.2020年12月，“嫦娥五号”探测器在月球上采集了一些月壤。月壤中含有的“氦-3”被科学家称为“完美能源”。
（1）使用“氦-3”作为能源，需通过 （选填“轻核聚变”或“重核裂变”）释放其内部的核能。
（2）如图是“嫦娥五号”着陆器停留在月球表面的情景，已知着陆器总质量为2400千克，“脚掌”与月球的总接触面积约为1米2，则着落器对月面的压强为多大？（已知物体在月球表面受到的重力是地球上的 ）
（3）在返回过程中，探测器发动机以3000牛的推力将探测器成功送入离月球表面约15千米的预定轨道，用时6分钟。则探测器发动机的功率至少为多大？
答案及解析
1.（1）解：
（2）解：
（3）②③④
【解析】（1）脚对地面的压力： ；
双脚与地面的接触面积；
脚对地面的压强：。
（2）实心球重力所做的功： 。
（3）实心球自脱手至落地的过程中（不计空气摩擦），速度先减小后增大，因此动能先减小后增大。当铅球到达最高点时，铅球水平方向的速度不为零，因此此时动能不为零，故选②；
实心球自脱手至落地的过程中（不计空气摩擦），高度先增大后减小，那么重力势能先增大后减小，故选④；
不计空气摩擦，机械能没有损失，即机械能守恒，故选③。
那么正确的是②④③。
2.（1）C
（2）解：F＝G车+G人＝(5380kg+60kg)ｘ10N/kg=54400N
P= =3.4ｘ105Pa
（3）解：S=Vt=1.5ｘ104m
W=FS=fs= 2000Nｘ1.5ｘ104m=3ｘ107J
3.（1）化学（2）动能
（3）电动车受到的牵引力F=f=0.1G总=（55kg+65kg）×10N/kg×0.1=120N；
电动车行驶的路程s=vt=21.6km/h×=7.2km=7200m；
电动车做的功：W=Fs=120N×7200m=8.64×105J。
【解析】（1）对蓄电池充电时，电能转化为化学能；
（2）新国标对电动车的整车质量、最高速度都进行了限制，这样做主要是为了防止车的动能较大，以减小行车危险；
（3）电动车受到的牵引力F=f=0.1G总=（55kg+65kg）×10N/kg×0.1=120N；
电动车行驶的路程s=vt=21.6km/h×=7.2km=7200m；
电动车做的功：W=Fs=120N×7200m=8.64×105J。
4.（1）解:洒水时间
可喷酒路面的距离:s=vt=15km/hX0.4h=6km
答:最多可连续喷洒6km
（2）解:洒水车的总质量:m= m车+m水=2.4t+20t= 22.4t=2.24×104kg
洒水车的总重:G=mg=2.24X104kgX10N/kg=2.24X105N
洒水车对路面的压力:F=G=2.24×105N
洒水车对路面的压强:
答:洒水车对地面的压强为5. 6×105 Pa
（3）变小
【解析】（1）洒水时间： ；
可喷酒路面的距离：s=vt=15km/hX0.4h=6km；
（2）洒水车的总质量：m= m车+m水=2.4t+20t=22.4t=2.24×104kg；
洒水车的总重：G=mg=2.24×104kg×10N/kg=2.24×105N；
洒水车对路面的压力：F=G=2.24×105N；
洒水车对路面的压强： 。
（3） 在本次洒水过程中，洒水车的质量减小，速度不变，因此动能减小；质量减小高度不变，因此重力势能减小；根据机械能=动能+重力势能可知，洒水车的机械能不断减小。
5．（1）解：风垂直流向风轮机时，提供的风能功率最大。单位时间内垂直流向叶片旋转面积的气体质量m=pV=putS（S=ππ），单位时间内的最大风能。 ；故可采取的措施：如增加风轮机叶片长度，安装调向装置保持风轮机正面迎风等（答对一条即可）；
（2）解：设风能功率和输出功率之间的转化常数为k，则风力发电机在风速为功时能够输出的电功率P1=kPm= k·πρr2v13，风力发电机在风速v2时能够输出电功率P2=号 k·πρr2v13，故P1：P2=（ k·πρr2v13）：（ k·πρr2v23）= v13：v23=（9m/s）3：（6 m/s）3=27：8，则P2= P1= ×540kW=160kW，故这台风力发电机在该地区的最小年发电量W=P2t=160kW×5000h=8×105kW·h。
【解析】（1）流过风轮机叶片的气体可以看做一个圆柱，这个圆柱的横截面积S=πr2，那么单位时间内流过风轮机的气体体积为：V=Sv=πr2v，然后根据密度公式计算出单位时间内垂直流向风轮机的气体质量，最后根据动能公式 Ek= mv2 计算单位时间内风轮机获得的最大风能；根据得到的最大风能的数学表达式，分析影响风能的因素，从中寻找提高风能的措施；
（2）根据上面得到的风能的数学表达式可知，发电机的输出功率与风速的三次方成正比，即，据此计算某地区的发电机的功率，然后再根据W=Pt计算最小年发电量。
6.（1）4/3πr3ρg（2）减小（3）4/3πr3ρgh
【解析】（1） 半径为r的雨滴重力为 G=mg=ρVg= 4/3πr3ρg ；
（2） 在接近地面时，雨滴做匀速直线运动，那么它的质量不变，速度不变，因此动能不变；质量不变高度减小，那么它的重力势能减小；根据公式机械能=动能+重力势能可知，雨滴在下落过程中机械减小；
（3）假设半径为r的雨滴在近地面下落h高度的过程中，重力对它做功：W=Gh=4/3πr3ρgh。
7．（1）解：风垂直流向风轮机时，提供的风能功率最大。单位时间内垂直流向叶片旋转面积的气体质量m=pV=putS（S=ππ），单位时间内的最大风能。 ；故可采取的措施：如增加风轮机叶片长度，安装调向装置保持风轮机正面迎风等（答对一条即可）；
（2）解：设风能功率和输出功率之间的转化常数为k，则风力发电机在风速为功时能够输出的电功率P1=kPm= k·πρr2v13，风力发电机在风速v2时能够输出电功率P2=号 k·πρr2v13，故P1：P2=（ k·πρr2v13）：（ k·πρr2v23）= v13：v23=（9m/s）3：（6 m/s）3=27：8，则P2= P1= ×540kW=160kW，故这台风力发电机在该地区的最小年发电量W=P2t=160kW×5000h=8×105kW·h。
【解析】（1）流过风轮机叶片的气体可以看做一个圆柱，这个圆柱的横截面积S=πr2，那么单位时间内流过风轮机的气体体积为：V=Sv=πr2v，然后根据密度公式计算出单位时间内垂直流向风轮机的气体质量，最后根据动能公式 Ek= mv2 计算单位时间内风轮机获得的最大风能；根据得到的最大风能的数学表达式，分析影响风能的因素，从中寻找提高风能的措施；
（2）根据上面得到的风能的数学表达式可知，发电机的输出功率与风速的三次方成正比，即，据此计算某地区的发电机的功率，然后再根据W=Pt计算最小年发电量。
8.（1）变小
（2）S=0.025m2×4=0.1m2
P= =5×105pa
（3）w=pt=95×103w×2×60s=1.14×107焦耳
因为车子匀速行驶f=F=P/v=95×103w/10m/s=9.5×103牛
【解析】（1）动能与物体的质量和速度有关；
（2）消毒车与地面的接触面积等于每个轮胎与地面接触面积的4倍，而消毒车对地面的压力等于自身重力，最后根据计算出它对水平地面的压强即可。
（3）根据公式W=Pt计算出发动机做的功。根据功率的变形式计算出发动机的牵引力，再根据二力平衡计算出车子行驶受到的阻力。
9.（1）解：
答：电梯匀速上升的高度是12m；
（2）解：
答：对重的重力做的功是 ；
（3）解：
答：电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率是
10.（1）物体间力的作用是相互的或力能改变物体的运动状态
（2）导弹受到的重力大于阻力，所以向下加速
（3）解：解：s=vt=200m/s×60s=12000m
W=Fs=fs=800N×12000m=9.6×106J
【解析】（1）发射升空阶段：发动机点火后，燃气向下高速喷出，导弹以极快的速度快速升空。这是因为物体间力的作用是相互的或力能改变物体的运动状态。
（2）俯冲加速阶段：导弹升空后，发动机处于关闭状态，导弹向下俯冲，速度越来越快。这是因为：导弹受到的重力大于阻力，所以向下加速。
11.（1）0
（2）解：F=G=mg=(30kg+12kg)×10N/kg=420NP=F/S=420N/0.002m2=2.1×105Pa
（3）解：s=3.2km=3200m
t= =400s
【解析】（1）无人机水平飞行500m，但是在竖直方向上运动的距离为0，根据W=Gh可知，它克服重力做功0J。
12.（1）轻核聚变
（2）解：
（3）解：
(
1
)
同课章节目录