2020年春基于核心素养中考物理特色专题——交通运输航天中物理问题含解析

专题13 交通运输航天中物理问题
本专题涉及的交通运输航天工具有飞机、卫星、轮船、航母、潜艇、汽车、火车、自行车、摩托车等。中考试题里，交通运输航天工具考查的物理知识点大致包括以下几个方面：
1.压强的大小及其计算，功率计算公式的应用．综合性强，是全国各地中考命题重要的热点素材；2.掌握动能、重力势能、弹性势能大小的影响因素，掌握动能、重力势能、弹性势能、机械能的大小变化情况；3.考查对浮沉条件的应用、惯性的理解、平衡状态的辨别，以及流体压强与流速的关系，有一定综合性，但难度不大；4.考查对牛顿第一定律的理解；5.电学、热学、声学等其他方面。
【例题1】共享单车是节能环保的交通工具。关于小秦骑共享单车上学的情形，下列说法正确的是（ ）
A．小秦骑行的速度最高可以达到50m/s
B．小秦骑车转弯时，运动状态没有发生改变
C．小秦下坡时不蹬车，单车越来越快是因为惯性增大
D．在骑行过程中，相对于路旁的建筑物是运动的
【答案】D
【解析】本题考查了速度、参照物、惯性和物体运动状态的变化。骑自行车的速度约为5m/s；
物体运动方向和运动速度大小的变化都属于运动状态的变化；惯性是物体的属性，大小只跟物体的质量大小有关；判断物体是运动还是静止，取决于所选择的参照物，即：
A．共享单车的速度约为5m/s，而不可以达到50m/s；故A错误；
B．小秦骑车转弯时，运动方向不断变化，因此运动状态不断变化，故B错误；
C．小秦下坡时不蹬车，单车质量不变，惯性大小不变，故C错误；
D．在骑行过程中，以路旁的建筑物为参照物，小秦是运动的，故D正确。
【例题2】为了监督司机遵守限速规定,交管部门在公路上设置了固定测速仪,如图所示,汽车向放置在道路中间的测速仪匀速驶来,测速仪向汽车发出两次短促的(超声波)信号。第一次发出信号到测速仪接收到信号用时0.5s，第二次发出信号到测速仪接收到信号用时0.3s，若发出两次信号的时间间隔是0.9s，超声波的速度是340m/s，汽车在两次接受信号间隔过程中行驶的距离是 m，汽车的速度是 m/s（超声波速度是340m/s）
【答案】34； 42.5。
【解析】求汽车的速度必须知道行驶的距离和相应的时间：（1）测速仪第一次发出超声波时，经过了0.25s到达了汽车处，而信号从汽车处返回测速仪，也行驶了0.25s的时间；在第二次发出的信号，在与汽车相遇返回到测速仪时，超声波行驶了0.15s；这两次汽车与测速仪的距离差就是汽车行驶的距离；（2）找出汽车在两次接收到信号间隔过程中所用的时间（汽车运动的时间为从第一次与超声波相遇开始，到第二次与超声波相遇结束。求出这个时间，就是汽车运动的时间），利用速度公式求解汽车速度。第一次发出信号到测速仪接收到信号用时0.5s，所以第一次信号到达汽车的时间为0.25s，则汽车接收到第一次信号时，汽车距测速仪：s1=v声t1=340m/s×0.25s=85m；
第二次发出信号到测速仪接收到信号用时0.3s，所以第二次信号到达汽车的时间为0.15s，汽车接收到第二次信号时，汽车距测速仪：s2=v声t2=340m/s×0.15s=51m；
汽车在两次信号的间隔过程中，行驶了：s3=s1-s2=85m-51m=34m；
这34m共用时：t3=△t-t1+t2=0.9s-0.25s+0.15s=0.8s，
所以汽车的车速为：v3==s3/t3=34m/0.8s=42.5m/s
【例题3】国产舰载机在“辽宁号”航母上的成功起降，标志着中国航母时代的到来．下列关于舰载机的说法错误的是（ ）
A．飞机的速度越大，惯性越大
B．飞机起飞的过程中，运动状态不断改变
C．飞机飞离航母后，航母所受的浮力变小
D．飞机飞行时，机翼上方空气流速大压强小
【答案】A．
【解析】A．惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性，惯性的大小与物体的质量有关，质量越大，惯性越大；惯性的大小与速度的大小无关，故A错误；
B．飞机起飞的过程中，速度越来越块，运动状态改变了，故B正确；
C．飞机飞离航母后，航母的总重力减小，由于航母仍然漂浮在水中，所受浮力与自身重力相等，所以受到的浮力减小，故C正确；
D．飞机的机翼上凸下平，飞机飞行时，空气经过机翼上方的路程长，速度大，压强小；空气经过下方的路程短，速度小，压强大，从而使飞机获得向上的升力，故D正确．
【例题4】目前家庭汽车保有量越来越高，以下跟汽车有关的热现象中说法错误的是（ ）
A．汽车玻璃起“雾”影响行车安全，是车内水蒸气液化形成的
B．冬天排气管冒出的“白气”，是水蒸气凝华成的小冰晶
C．汽车水箱中加入适量酒精降低了水的凝固点，防止水结冰胀破水箱
D．空调制冷时，制冷剂汽化吸热、液化放热，将车内的“热”“搬”到车外
【答案】B
【解析】（1）汽车玻璃起“雾”是车内水蒸气液化形成的附着在内表面；
（2）“白气”不是气，是小水滴悬浮在空气中形成的；
（3）溶液的凝固点比纯水低；
（4）物质由气态变成液态的过程叫液化。液化过程放热；液化的方法由降低温度和压缩体积；物质由液态变为气态的过程叫汽化，汽化过程放热。
A．汽车玻璃起“雾”是车内水蒸气液化形成的小水滴附着在内表面，故A正确；
B．冬天排气管冒出的“白气”，是水蒸气遇冷液化形成的小水滴，故B错误；
C．汽车水箱中加入适量酒精能降低水的凝固点，防止水结冰胀破水箱，故C正确；
D．空调制冷时，液态制冷剂在车内热交换器内吸热由液态变为气态，发生汽化，气态制冷剂又由压缩机压入车外的热交换器，在交换器内放热液化，即将车内的“热”“搬”到车外，故D正确。
【例题5】如图所示，汽车装有日间行车灯可以提高行车安全，当汽车启动时，S1闭合，日间行车灯L1立即亮起：再闭合S2车前大灯L2也亮起。符合这一情况的电路图是（　　）

A B C D
【答案】D
【解析】A．由电路图可知，只闭合S1时，两灯泡均不亮，故A不符合题意；
B．由电路图可知，只闭合S1时，两灯泡都亮，再闭合S2时，L1不亮，故B不符合题意；
C．由电路图可知，只闭合S1时，近灯光L2亮，再闭合S2时，日间行车灯L1亮，故C不符合题意；
D．由电路图可知，只闭合S1时，日间行车灯L1亮，再闭合S2时，近灯光L2亮，故D符合题意。
一、选择题
1.如图为某品牌共享电单车，其涉及到的物理知识正确的是（ ）

A．没有网络传递信息，是无法实现手机扫二维码开锁的
B．车座呈马鞍型，增大了人与车座的受力面积，压强增大
C．车胎上有凹凸不平的花纹，可以减小与地面的摩擦力
D．后轮上的电动机，利用电磁感应原理将电能转化为机械能
【答案】A
【解析】（1）手机扫二维码开锁利用的是电磁波传递信息；
（2）减小压强的方法：是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强；是在受力面积一定时，通过减小压力来减小压强。
（3）增大摩擦力的方法：在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦力；在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
（4）发电机是利用电磁感应原理制成的，工作时机械能转化成电能；电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，工作时把电能转化成机械能。
A．手机扫二维码开锁利用的是电磁波传递信息，所以没有网络传递信息，是无法实现手机扫二维码开锁的。故A正确；
B．车座呈马鞍型，增大了人与车座的受力面积，压力一定是，压强减小。故B错误；
C．车胎上有凹凸不平的花纹，接触面粗糙程度增大，在压力一定时，可以增大与地面的摩擦力。故C错误；
D．后轮上的电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，工作时把电能转化成机械能。故D错误。
2.如图所示，是某学生设计的“都市蚂蚁”概念车，这款概念车小巧实用，有利于缓解城市交通拥堵。下列关于“都市蚂蚁”概念车的说法正确的是（ ）

A．车载GPS全球定位系统是利用超声波工作的
B．概念车在加速时，人往后仰是由于人受到惯性作用
C．安全带做的比较宽大，是为了增大受力面积减小压强
D．概念车行驶过程中，轮胎与地面摩擦生热是通过热传递改变其内能
【答案】C
【解析】（1）GPS是通过电磁波传递信息进行定位与导航的；（2）任何物体都具有保持原来运动状态的性质叫惯性，一切物体都具有惯性，据此分析；（3）减小压强的方法：减小压力、减小受力面积；（4）改变内能的方式有做功和热传递。
A．车载GPS导航系统是利用电磁波进行定位和导航的，故A错误；
B．汽车突然加速时，车上的人下半身随车向前运动，而上半身由于惯性要保持原来的状态，所以人会向后仰，故B错误；
C．安全带做的比较宽大，是为了增大受力面积减小压强，故C正确；
D．“摩擦生热”，是通过克服摩擦做功的方式来改变内能，故D错误。
3.某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9km，用时5min45s，消耗燃油1.5kg，已知汽车的牵引力是2000N，燃油的热值为4.6×107J/kg，假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是（ ）
①汽车行驶速度是20km/h ②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107J
③汽车牵引力做功的功率是30kW ④汽车发动机的效率是20%
A．只有①和② B．只有②和③ C．只有①和④ D．只有②和④
【答案】D
【解析】（1）已知汽车行驶的时间和路程，利用速度公式即可求解；
（2）根据Q放=mq可求热量；
（3）根据车受到的阻力为车重的0.1倍求得车受到的阻力，因为匀速行驶，所以牵引力等于阻力，利用W=Fs可求得该汽车牵引力所做的功，再利用P=W/t求功率；
根据燃油密度和体积求得其质量，利用Q=mq可求得消耗的总能量，再利用效率公式求出该汽车的效率。
①汽车的行驶速度：
S=6.9km
t=5min45s=300s+45s=345s=345×1/3600h=(345/3600)h=(69/720)h
v=s/t=6.9km/(69/720)h=72km/h，故①错误；
（2）消耗的燃油完全燃烧放出的热量：
Q放=mq=1.5kg×4.6×107J/kg=6.9×107J，故②正确；
（3）因为匀速行驶，所以汽车受到的牵引力：F=f=2×103N，
该汽车牵引力所做的功：
W=Fs=2×103N×6.9×103m=1.38×107J，
该汽车牵引力所做功的功率：
P=W/t=1.38×107J /345s=40000W=40kW，故③错误；
（4）汽车消耗燃油的产生的热量：
Q放=mq=1.5kg×4.6×107J/kg=6.9×107J，
该汽车的效率：
η= W / Q放=1.38×107J /6.9×107J×100%=20%，故④正确。
4.如图所示是我国研制的大型特种用途民用飞机“鲲龙”AG600，AG600是一款大型水陆两栖飞机，最大航速是460km/h；最大起飞质量时53.5t，一次可吸水12t；可以满足森林灭火和水上救援的需要。下面说法错误的是（　　）
A．飞机飞行时，机翼上表面受到酌气压小于机翼下表面的气压
B．飞机静止在水面上，吸水后飞机底部受到水的压强将变大
C．飞机在空中水平匀速飞行时，受到的升力最大为5.35×104N
D．飞机静止在水面上，吸满水后浸入水中的体积将增大12m3
【答案】C
【解析】A．机翼的形状是上凸下平，相同时间内空气通过机翼上方的路程大于下方的路程，则机翼上方的空气流速大于下方的空气流速，机翼上方的压强小于下方的压强，从而产生向上的升力作用，故A正确；
B．飞机静止在水面上，吸水后，飞机底部所处的深度变大，由p＝ρgh可知水对飞机底部的压强将变大，故B正确；
C．由于飞机的最大起飞质量是53.5t，则飞机的最大重力G最大＝m最大g＝53.5×103kg×10N/kg＝5.35×105N，
飞机在空中水平匀速飞行时，受力平衡，则受到的最大升力：F升最大＝G最大＝5.35×105N，故C错误；
D．飞机静止在水面上时处于漂浮状态，浮力等于重力，
所以，吸满水后静止在水面上时增加的浮力△F浮＝G水；
根据阿基米德原理可得：ρ水g△V排＝m水g，
则浸入水中体积的增大量：△V排＝＝＝12m3；故D正确。
5.近来共享电动汽车成为人们低碳出行的交通工具，某共享汽车30min行驶20km，则该车的平均速度为（ ）
A．40km/h B．1.5km/min C．15m/s D．40m/s
【答案】A
【解析】根据v=s/t算出平均速度即可解答。1m/s=3.6km/h
共享汽车行驶的路程s=20km，时间t=30min=1/2h；
共享汽车的平均速度：
v=s/t=20km/1/2h=40km/h=40×1km/60min=0.67km/min
=40×1000m/3600s=11.1m/s，
故A正确，BCD错误。
6.共享单车是节能环保的交通工具。?关于小秦骑共享单车上学的情形，说法正确的是（ ）
A.小秦骑行的速度最高可以达到50m/s
B.小秦骑车转弯时，运动状态没有发生改变
C.小秦下坡时不蹬车，单车越来越快是因为惯性增大
D.?在骑行过程中，相对于路旁的建筑物是运动的
【答案】D
【解析】本题考查了机械运动及惯性。50m/s=180km/h，超过了汽车在高速公路上的速度，自行车显然达不到，A错误；骑车转弯时，自行车的运动方向发生改变，所以运动状态也发生了改变，B错误；惯性由物体的质量决定，质量不变惯性不变。自行车下坡时速度变快是因为重力势能转化成为动能，所以C错误；骑行过程中，自行车相对于路边的建筑，位置发生了改变，所以是运动的。
二、填空题
7.小明的爸爸新买了一辆燃油小汽车，小明估测了一下小汽车的宽大约为200_______（填长度单位）；刚打开车门，他就闻到一股气味，爸爸告诉他这其实是物理学中的________现象；汽车对地面的压力是由于_______（选填“轮胎”、“地面”）发生形变而产生的；汽车依靠发动机工作时的_______冲程获得动力.
【答案】cm；扩散；轮胎；做功冲程。
【解析】小汽车的宽度在2m左右，也就是200cm；汽车中的气味是因为汽车中物质的扩散而来；轮胎变形对地面产生了压力；汽油机工作时，做功冲程对外做功提供动力。
【知识点】长度的估测；弹力；分子动理论；热机原理。
8.某家庭用的电热水器将体积为60L，温度为20℃的自来水加热到50℃，则水吸收的热量为________J［水的比热容4.2×103J/（kg·℃）］. 若热水器的功率为2000w，用时5000s，则该热水器的效率为_________.
【答案】7.56×106；75.6%。
【解析】
Q=cmΔt=4.2×103J/（kg·℃）×1.0×103kg/m3×60×10-3m3×（50℃-20℃）=7.56×106 J；
W=Pt=2000w×5000s=1.0×107J
效率为：η=Q/W=7.56×106 J /1.0×107J=75%
三、综合应用题
9.如图甲是我市一款按租用时间收费的共享电动汽车。五一期间，小柯一家租用电动汽车去旅游，从租车点到目的地，手机导航显示行驶72千米，共花去租车费45元。表一是该车与某型号燃油汽车部分项目比较表。

甲 乙
项目
电动汽车
某型号燃油汽车
空载质量（t）
0.8
1.5
每个轮胎与水平地面接触面积（cm2）
50
80
工作时尾气排放情况
0
燃烧1升汽油排放2.4kg二氧化碳
每百公里油耗
10升
租车或燃油价格
0.5元/分钟
6.2元/升
续航里程（km）
200
500——600
（1）当该电动汽车空载停在水平地面上时，求汽车对地面的压强。
（2）电动汽车载着小柯全家（人和行李共200千克）从一坡底行驶到坡顶，如乙图。求在该过程中，汽车电动机克服重力所做的功。
（3）若小柯全家驾驶表一中的燃油汽车行驶72千米，所需油费_______元，汽车排放二氧化碳_______千克。
（4）分析（3）题数据，小柯认为他们没有必要租用电动汽车，因为没有给家庭带来经济上的节约。对小柯的这种想法，你如何评价并说明理由。
【答案】（1）4×105Pa；（2）5×105J；（3）44.64；17.28；
（4）赞成租用电动车：电动车可以减少二氧化碳的排放，没有污染，费用相对较低。
【解析】(1)电动车对地面的压力为：
；
对地面的压强为：
；
（2）电动车克服重力所做的功为：
；
（3）行驶72km需要燃烧燃油的体积为：
；
需要的油费为：
；
排放二氧化碳的质量为：
；
（4）赞成租用电动车：电动车可以减少二氧化碳的排放，没有污染，费用相对较低。
10.一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其ν﹣t图象如图所示，在第10s时速度达到20m/s，通过的路程为120m。求：
（1）在0～10s内汽车的平均速度；
（2）设汽车在行驶过程中所受阻力不变，大小为f=4000N那么在10～20s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是多少焦耳？
（3）若发动机的转化效率为80%，则10～20s内燃烧了多少千克汽油？（已知汽油的热值大约为5×107J/kg）。
【答案】（1）在0～10s内汽车的平均速度为12m/s；
（2）在10～20s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是8×105J。
（3）若发动机的转化效率为80%，则10～20s内燃烧了0.02千克汽油。
【解析】（1）由题知，在0～10s内汽车通过的路程为120m，
则在0～10s内汽车的平均速度：
v===12m/s；
（2）由图象可知，10～20s汽车做匀速直线运动，速度v′=20m/s，
则在10～20s汽车通过的路程为：s′=v′t′=20m/s×10s=200m；
根据二力平衡条件可得，此时的牵引力：F=f=4000N，
在10﹣20s内汽车发动机产生的牵引力所做的功：
W=Fs=4000N×200m=8×105J；
（3）已知发动机的转化效率η=80%，
由η==可得消耗汽油的质量：
m===0.02kg。
11.如图所示，是我市著名民营企业生产的力帆100E型电动微型轿车．轿车载着乘客在水平公路上匀速直线行驶1 min所通过的路程为720 m．已知轿车总质量m＝ 600 kg．受到的阻力f大小恒为轿车总重的0.1倍，轮胎与路面接触的总面积S＝3×10-2m2．求：
(1)轿车行驶的速度大小．
(2)轿车对路面产生的压强．
(3)牵引力对轿车做功的功率．
【答案】(1)轿车行驶的速度大小为12m/s．
(2)轿车对路面产生的压强为2×105Pa。．
(3)牵引力对轿车做功的功率为7200W．
【解析】（1）根据公式v=s/t，求出轿车行驶的速度大小。
轿车行驶的速度：
；
（2）根据公式G=mg，求出轿车的总重力，轿车对地面的压力等于轿车的总重力，再根据公式P=F/S，求出轿
车对路面产生的压强。
轿车总重力：
，
轿车对路面的压力：，
轿车对路面产生的压强：
；
（3）根据轿车在水平公路上做匀速直线运动，所受阻力和牵引力是平衡力，求出轿车受到的牵引力，根据公式
P=W/t=FV，求出牵引力对轿车做功的功率．
∵轿车在水平公路上做匀速直线运动，所受阻力和牵引力是平衡力，
∴轿车受到的牵引力：
，
牵引力对轿车做功的功率：
．
12.“沙场点兵，扬我军威”。2017年8月1日，习近平总书记在朱日和军事基地乘坐检阅车对三军将士进行检阅。某检阅车质量为2400kg，在600s内沿水平方向匀速前进了3000m，牵引力大小为2000N．求
（1）检阅车的重力（g=10N/kg）
（2）检阅车的速度
（3）牵引力的功率

【答案】（1）检阅车的重力为24000N；
（2）检阅车的速度为5m/s；
（3）牵引力的功率10kW。
【解析】考查了重力公式、速度公式和功率公式的应用，第三问也可以分步计算：先利用W=Fs求检阅车牵引力做的功，再利用P=W/t求牵引力的功率。知道检阅车的质量，利用G=mg求其重力；利用速度公式v=s/t求检阅车的速度；利用P=W/t=Fv求牵引力的功率。
（1）检阅车的重力：
G=mg=2400kg×10N/kg=24000N；
（2）检阅车的速度：
v=s/t=5m/s；
（3）牵引力的功率：
P=W/t=Fv=2000N×5m/s=10000W=10kW。
13.我国首款大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600如图所示，该飞机蓄满水后总质量53.5t。为检测飞机性能，先后进行了模拟灭火和水面滑行测试。在灭火测试中：飞机盘悬在火场上方150m处，将所蓄水分次投下，每次投水200kg，用时20s到达地面。在水面滑行测试中：飞机在水平面上以10m/s的速度沿直线匀速滑行了60s，若飞机发动机牵引力的总功率始终保持2.5×106W．（ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）
求（1）飞机蓄满水静止在水面上时排开水的体积；
（2）每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率；
（3）飞机在水面沿直线匀速滑行时，飞机所受的牵引力。
【答案】（1）飞机蓄满水静止在水面上时排开水的体积为53.5m3；
（2）每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率为1.5×104W；
（3）飞机在水面沿直线匀速滑行时，飞机所受的牵引力为2.5×105N。
【解析】（1）因为AG600蓄满水后静止在水面上，
所以飞机受到的浮力：F浮=G=mg=53.5×103kg×10N/kg=5.35×105N，
由F浮=ρ水gV排可得，排开水的体积：
V排= F浮/ρ水g =53.5m3；
（2）每次投下的水在下落过程中重力做功：
W=Gh=m水gh=200kg×10N/kg×150m=3×105J，
重力做功的平均功率：
P=W/t=1.5×104W；
（3）飞机发动机牵引力的总功率始终保持2.5×106W，
因为P=W/t=Fv，
所以，飞机在水面沿直线匀速滑行时，飞机所受的牵引力：
F= P总/v =2.5×106W /10m/s =2.5×105N。
14.近几年来，我国大力推广新能源汽车，2017年12月宜昌市正式发放新能源汽车牌照，某款电动汽车（如图）以60km/h的速度匀速行驶了80km,所受的牵引力720N，耗电18kW?h,请解答下列问题：
（1)牵引力所做的功及功率各是多少？
（2上述行驶过程中，电动车的效率是多少？
（3）有一款与它外形、重量均相同的汽油车，在相同路面上以60km/h的速度行驶80km，其效率25％，需要消耗多少kg汽油？（q汽油=4.5×107J/kg)
（4）我们常说新能源汽车能够“节能减排”，请你回答，“减排”为什么是和“节能”连在一起的？
【答案】见解析。
【解析】（1）牵引力所做的功：
牵引力的功率：
（2）消耗的电能即总功：
新能源车的效率：
（3）汽油燃烧放出的热量：
汽油的质量：
（4）因为目前人类使用的主要能源是化石能源，其燃烧会产生二氧化碳、二氧化硫及其污染物，所以要“减
排”就必须减少化石能源的消耗，即“节能”。