2021年科学中考真题分类汇编11：功和能（解析版）

2021年科学中考真题分类汇编11：功和能

一、单选题

1.（2021.金华）生活中处处有科学。下列日常工作，在使用时属于费力杠杆的是（）

D.大侧刀

【答案】C

【解析】A.使用独轮车时，车轮为支点，重力为阻力，作用在重心上，动力作用在手柄上，此时动力臂

大于阻力臂，为省力杠杆，故A不合题意；

B.使用开瓶器时，它与瓶盖上表面的接触点为支点，阻力作用在瓶盖下面，动力作用在手柄上，此时动

力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故B不合题意；

C.使用钓鱼竿时，靠近胸口的手所在的位置为支点，动力作用在鱼竿的中间，而阻力作用在鱼竿的顶端，

此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故C符合题意；

D.使用大侧刀时，刀片顶端的转轴为支点，阻力作用在刀口中间，动力作用在手柄上，此时动力臂大于

阻力臂，为省力杠杆，故D不合题意。故选C。

2.（2021.衢州）如图所示，物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动。物块的相关科学量随时间

变化规律的图像正确的是（）

【答案】B

【解析】A.物体沿斜面做匀速直线运动，则v不变，根据s=vt可知，它通过的路程与时间成正比，图像

为一条通过坐标原点的斜线，故A错误；

B.物块的速度不变，质量不变，那么它的动能不变，故B正确；

C.物块的高度增大，质量不变，那么它的重力势能增大，故C错误；

D.根据机械能=动能+重力势能可知，物块的机械能不断增大，故D错误。故选B。

3.（2021.宁波）在如图所示的“汽油机模型”实验中，将少量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电

机，观察到放电针放电，汽油燃烧，软木塞被高温高压的气体冲出。该实验可模拟四冲程汽油机工作时

的（）

，软木塞

,圆筒

放电针

连接起电机

A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程

【答案】C

【解析】汽油燃烧，生成高温高压的燃气，燃气推动软木塞跳出，将内能转化为机械能，这和四冲程内

燃机的做功冲程相同，故C正确，而A、B、D错误。故选C。

4.（2021.金华）立定跳远是我是体育中考项目之一，其动作分解如图所示。下列对运动员在立定跳远过程

中的相关分析正确的是（）

A.起跳时，没有受到地面对它的作用B.起跳后，能继续往前是，由于他具有惯性

C.腾空到达最高点时，速度大小刚好减为零D.落地后站稳，机械能全部转化为化学能

【答案】B

【解析】A.起跳时，由静止变为运动，运动员的运动状态发生改变，那么肯定受到地面对它力的作用,

故A错误；

B.起跳后，能继续往前是由于他具有惯性，故B正确；

C.腾空到达最高点时，它竖直方向上的速度为零，而水平方向上的速度保持不变，故C错误；

D.落地后站稳，机械能全部转化为内能，故D错误。故选B。

5.（2021.温州）停放自行车时，若要从如图四点中选择一点施加竖直向上的力，将后轮略微提起。其中最

省力的点是（）

A.A点B.B点C.C点D.D点

【答案】D

【解析】根据图片可知，将后轮提起时，前面的车轮相当于杠杆的支点，阻力为自行车的重力，动力为

手提的力。根据杠杆的平衡条件RLkF2L2可知，在阻力和阻力臂不变的情况下，D点的动力臂最长，则

此时最省力，故D正确，而A、B、C错误。故选D。

6.（2021•温州）一番茄从手中由静止开始下落，撞击水面时溅起许多水珠（如图），同时番茄仍有较大速度

并继续下沉。若不计一切机械能损耗，番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能（）

A.等于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和

B.大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和

C.等于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和

D.小于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和

【答案】B

【解析】番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能，一部分转化为番茄自身的动能，另一部分转化为溅

起的水珠增加的机械能，则番茄减小的势能肯定大于溅起水珠增加的机械能，故B正确，而A、C、D错

误。故选B。

7.（2021•绍兴）滑板是深受青少年喜欢的一项体育运动。如图是U型滑台和运动员姿势的简化示意图。运

动员在滑台A处由静止自由下滑，不计滑台摩擦和空气阻力，仅依靠滑行过程中运动员姿势的自然（不用

力）变化，最有可能滑到滑台C处的是（）

【答案】B

【解析】不计滑台摩擦和空气阻力，即运动过程中没有机械能的损失。运动员从滑台的A端滑下时，它

只能到达与它等高的B处，要运动到C点就需要额外的能量。运动员在A端时站立，在滑下的过程中下

蹲，那么运动员的重心下降，这部分减小的重力势能会转化为运动员的动能，使其可能继续沿水平面前

进到达C点，故B正确，而A、C、D错误。故选B。

8.（2021・绍兴）如图所示,在试管内装适量的水，用橡皮塞塞紧管口，加热一段时间后橡皮塞冲出，同时管口附

近产生“白气”。以下分析不正确的是（）

A.水温上升时,水的内能增加B.加热时管内的水不断汽化

C.管内气体对橡皮塞做功，其内能减少D.试管口的“白气”是水蒸气

【答案】D

【解析】A.水温上升时，水的内能增加，故A正确不合题意；

B.加热时管内的水吸热，从液体变成气体不断汽化，故B正确不合题意；

C.管内气体对橡皮塞做功，将内能转化为橡皮塞的机械能，则其内能减少，故C正确不合题意;

D.试管口的“白气”不是水蒸气，是水蒸气液化而成的小水珠，故D错误符合题意。故选D。

9.（2021・嘉兴）如图是雨滴在空中下落过程中速度与时间的关系图。雨滴在t「t3三个时刻中具有的动能分

别是Ei、E2、E3,不考虑下落过程中雨滴的质量变化，则动能的大小关系是（）

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

【答案】c

【解析】根据图像可知，在t|~t3三个时刻中，速度W<V2=V3，那么雨滴的动能E|<E2=E3,故C正

确，而A、B、D错误。故选C。

10.（2021・湖州）一端封闭的两个完全相同的玻璃管（如右图所示），甲中装水，乙中装食用油。两个完全相

同的金属小球从。处静止释放，下落到P处，小球在食用油中下落的时间更长。比较两小球从。处到P处

的下落情况，则小球（）

A.重力势能变化量不相同B.获得的动能相同C.在食用油中重力做功慢D.机械能不变

【答案】C

【解析】A.小球的质量相同，下落的高度相同，那么小球重力势能的变化量相同，故A错误；

B.小球在食用油中卜落的时间更长，根据口=：可知，它在食用油中下落的速度小，则获得的动能小，故

B错误；

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

D.在小球卜落的过程中，克服阻力将机械能转化为内能，则机械能减小，故D错误。故选C。

二、填空题

11.（2021•宁波）2021年5月10日，成都市某小区电梯内发生一起电瓶车自燃事故。

控制器

④电梯门

（1）电瓶车自燃的原因很多，常见的是由于电源短路，形成大电流并产生大量的热。这一过程中，化学

能转化为电能，电能再转化为能。

（2）针对上述电梯内电瓶车自燃隐患，宁波市未雨绸缪，早就采取了相应的措施，其中“阻车感应系统”

己在多个小区推行.如图所示某阻车感应系统在电梯轿厢内的信息传递示意图，一旦电瓶车进入电梯，

就会被摄像头检测到，语音告警器将进行语音提示，同时电梯门不会关闭。这一信息传递过程与反射

弧类似，图中的（填序号）类似于反射弧中的感受器。

（3）电动汽车一般由电池包供电。若电池包意外进水，可能引发电动汽车自燃，其机理如下：

水电解-可燃性气体累积一遇明火，气体燃烧一引燃整车

这里的可燃性气体是o

【答案】（1）内（2）①（3）氢气（H?）

【解析】（1）电瓶车自燃过程，能量转化是化学能转化为电能，电能转化为内能（或热能）；

（2）感受器是接受外界刺激的，而图中的电瓶车识别预警摄像头起到的作用类似感受器：

（3）水电解产生氢气和氧气两种气体，具有可燃性的是氢气；

12.（2021・衢州）绿色生态理念要求人们注重环保节能。如图是额定功率为5W的LED灯与60W的白炽灯，

LED灯直接把电转化为光，白炽灯由灯丝通电加热发光，正常工作时，它们亮度相同。

IT

iiiX

LED灯白炽灯

（1）使用灯照明更符合绿色生态理念。

（2）两灯都正常工作时，相等时间内通过LED灯和白炽灯的电流所做的功之比为

【答案】（1）LED（2）1：12

【解析】（1）LED灯将电能转化为光能，而白炽灯将电能转化为内能和光能，可见LED灯更符合绿色生

态理念。（2）通过LED灯和白炽灯的电流所做的功之比舅=会=察=第=j

Vv2P2tP260W12

13.（2021・衢州）“认真观察和仔细分析”是科学研究的基本要求。

（1）如图甲，在静止指向南北方向的小磁针上方平行地放一根直导线。闭合开关，原来静止的小磁针发

生转动，原来静止的直导线仍然未动。

①小磁针发生转动，可以说明它一定受到力的作用，因为。

②直导线仍然未动，此时偏转的小磁针对直导线（填“有''或"没有"）力的作用。

（2）如图乙是某饮水器水龙头的结构示意图，A是固定的出水口，B是一根手柄，C是一根连接在阀门

上的杆，由弹簧将它拉紧，Oi是连接B、C的一根销钉。可将手柄简化为一根杠杆，手柄与A的接触

点02为支点，下压手柄，C就上升，阀门打开水流出；放手后，C自动恢复原位，水龙头关闭。

①请在答题纸相应位置图中画出动力F,的力臂ho

②正常使用手柄取水时，手柄属于杠杆。

【答案】（1）力是改变物体运动状态的原因；有（2）°八;省力

【解析】（1）①小磁针发生转动，可以说明它一定受到力的作用，因为力是改变物体运动状态的原因；

②物体间力的作用是相互的，虽然直导线未动，但此时偏转的小磁针对直导线有力的作用。

（2）①通过支点02作R的作用线的垂线，Ch到垂足之间的距离就是动力臂Li,如下图所示：

6

②根据图片可知，在正常使用手柄取水时，动力臂大于阻力臂，则手柄属于省力杠杆-

14.（2021・台州）某电热器的简化电路如图所示，可通过转动旋钮开关实现加热和保温功能。该电热器额定

电压为220伏，Ri=2000欧,R2=484欧。

。电源o

（1）开关转至ac位置时，电阻Ri和R2的连接方式是。

（2）开关转至bd位置时，该电热器可实现功能、它的额定功率是瓦。

【答案】（1）串联（2）加热；1000

【解析】（1）开关转至ac位置时，电流依次经过Ri和R?,它们首尾相连，因此为串联。

（2）开关转至bd位置时，只有电阻R2工作，此时总电阻为R?。

根据公式P="可知，因为R">R2，所以总功率P“<P2。

n

则前者为保温状态，后者为加热状态.

那么它的额定功率为：P.戏="=黑暮=1000W。

部/?2484/2

15.（2021.宁波）某品牌电热水壶的铭牌（部分内容）如表所示.当该电热水壶正常工作时，至少需要:

才能把质量为2.0kg、初温为25℃的水加热到100℃。［水的比热容为4.2xl03j/（kgC）］

额定电压

额定功率1500W

【答案】420

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

电水壶的加热时间t=曰=鬻翳=420s。

16.（2021.杭州）如图所示，为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从

左侧圆弧槽A点由静止释放，最高到达右侧圆弧槽B点处，然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C点处，

其中A、B两点距离水平面的高度分别为H、h»(忽略空气阻力)

(1)物体从A点滑到水平面时，重力所做的功为o

(2)物体从A点滑到B点的过程中，损失的机械能转化为物体内能的效率为中则物体到达B点时温度

升高了。(物体比热容用c表示)

(3)C点距离水平面的高度为。

【答案】(1)mgH(2)(H-h)gq/c(3)2h-H

【解析】(1)物体从A点滑到水平面时，重力所做的功为：W=Gh=mgH；

(2)物体从A点滑到B点的过程中，机械能减少：mgH-mgh；

物体吸收的热量Q=(mgH-mgh)r)=mg(H-h)q；

物体到达B点时温度升高了：△t=2=些业2上=92、

cmcmc

(3)物体从A点到B点，再回到C点时具有的机械能：mgH-2(mgH-mgh)=2mgh-mgH；

则C点到地面的高度为：〃=咚=2'必2=2%-以

Gmg

17.(2021•温州)2021年5月，我国“天问一号”着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原(如图甲实现了我国

首次地外行星着陆。图乙是其阶段III着陆过程中的高度随时间的变化关系。

(1)火星大气密度是地球的1%,大气中氧气含量为0.15%且没有液态水，表面平均温度为-55℃,绕日

公转周期为687天。下列关于火星的说法不合理的是。

A.表面平均温度比地球低B.公转周期比地球长

C.大气中氧气含量比地球低D.雨、雪天数比地球多

(2)图乙中ti~t2时段，着陆巡视器在竖直向上推力作用下，竖直下落的速度减小，该过程中推力F与重

力G的大小关系是。(不计大气阻力)

(3)着陆巡视器在火星上总重为4888牛，其重力在t2~t4时段做功焦。

【答案】(1)D(2)推力大于重力(3)4.888x105

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

B、火星的公转周期是687天，地球的公转周期是365天，所以火星的公转周期更长；故B正确；

C、火星大气含氧量为0.15%,地球大气中的含氧量为21%,所以火星大气含氧量比地球低；故C正确；

D、火星大气中没有液态水，所以不存在雨雪天气：故D错误；

（2）t-t2时段，着陆巡视器在减速过程中，所以其反方向的推力要大于其自身重力；

（3）在t2~Q时段，着陆巡视器下降了100m,所以重力做功为：V/=G/=4888/Vx100m=488800/；

18.（2021•温州）疫情期间只允许体温正常的师生进入校园。为此，小明设计了一款“智能门禁”，能检测体

温并进行人脸识别。工作原理为：

①若体温正常开关S1闭合，人脸识别成功开关S2闭合，电动机M工作（门打开），警示灯不亮；

②若体温异常S1不闭合，人脸识别成功S2闭合，电动机M不工作且警示灯亮起；

③不管体温是否正常，若人脸识别失败S2不闭合，电动机M不工作且警示灯不亮。

（1）下列电路设计符合要求的是。（可多选）

ABCD

（2）若警示灯工作时，两端电压为3伏，电阻为10欧，其工作时的功率为瓦。

【答案】（1）BC（2）0.9

【解析】（1）A.开关8断开时，电磁铁不能吸引衔铁，此时已经接通灯泡所在的电路，即无论人脸识别

开关S2是否闭合，警示灯都会亮起，故A错误；

BC.体温正常开关si闭合，电磁铁吸引衔铁，接通电动机的电路；人脸识别成功开关S2闭合，电动机M

启动（门打开），此时警示灯不亮；若体温异常&不闭合，此时衔铁不能被吸引，接通灯泡所在的电路,

人脸识别成功S2闭合，电动机M不工作且警示灯亮起，故B、C正确；

D.体温正常开关与闭合，电磁铁吸引衔铁，接通电动机的电路，此时无论人脸识别开关S2是否闭合，

电动机都会启动，与题目不符，故D错误。

故选BC。（2）警示灯工作时的功率为：。=仁=曲=0.9皿。

R10X2

19.（2021・绍兴）我国古代记录传统手工技术的著作《天工开物》里记载了一种捣谷用的舂，“横木穿插碰头,

窿嘴为铁，足踏其末而舂之”,如图甲所示。若碰头质量为20千克，不计横木的重力和摩擦。

（1）图乙为脚用力向下踩舂时在某一位置的示意图,o点为支点,F2为阻力，请在图中作出阻力臂,

此时春属于（选填“省力”、”等臂”或"费力”）杠杆。

（2）若每次破头上升的高度为0.6米,1分钟撞击臼中的谷粒20次，则人克服破头重力做功的功率为

【解析】（1）从支点O做阻力F2力的作用线的垂线，从O点到垂足之间的距离就是阻力臂L2,如下

图所示：

动力作用在杠杆的下端，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。

（2）克服锤头做功W=Gh=20kgxl0N/kgx（0.6mx20）=2400J：

做功的功率P=v=噌=40Wo

t60s

三、解答题

20.（2021・杭州）如图电路中，电源电压恒为4.5V,灯泡规格是“3V0.75”。

（1）灯泡正常工作时，电压表V1、V2示数分别为多少?滑动变阻器接入的电阻为多少?

（2）灯泡正常工作4分钟，整个电路消耗的电能是多少？

【答案】（1）解：Ui=3V5=U-Ui=4.5v-3V=l.5v

灯泡常工作电流1=今=陪=0.25A

U13V

滑动变阻器接人电阻：R=牛=或=6。

（2）解：W=UIt=4.5Vx0.25Ax4x60s=270J

21.（2021•衢州）我国继去年嫦娥五号成功登月之后，今年5月15日天问一号探测器携祝融号火星车又成

功着陆火星乌托邦平原。天问一号探测器从进入火星大气到着陆火星表面的9分钟过程中，依靠自身完成

弹开降落伞、反推发动机点火、悬停避障、缓冲着陆等多个动作，实现速度从4.9km/s降低到Om/s。月球

和火星部分信息见下表。

天体离地球距离天体表面物体受表面状况大气压情况

到的重力

火星5.5xlO7km-4xlO8km约为地球上的2/5岩石、高山、平原只有地球大气压的1%,大气中95%

为二氧化碳

月球3.6x107km-4x]08km约为地球上的1/6环形山、高地、平原没有

（1）探测器着陆火星时离地球约为1.8x108km,根据相关报道，探测器着陆火星表面的9分钟过程中，

它会“失去”地面指挥人员的控制，只能依靠自身独立完成各种精确动作。请你根据数据计算并分析探测器

“失控”的原因。（提示：通讯信息是通过电磁波传递的，其速度为3xl05km/s）

（2）已知祝融号火星车质量为240kg,它随探测器降落至距离火星表面100m时，先悬停避障然后着陆

到火星表面。请计算从距离火星表而100m处到着陆火星表面过程中火星车重力做了多少功。

（3）自上个世纪60年代以来，人类对火星开展了40余次探测活动，成功的却不到五半，但人类探索太

空的脚步并未停止，相信不远的将来，在火星上将会建立研究站进行长期考察。你认为在设计制定建

立研究站计划时，需要考虑人类生存的问题有：（写出一点即可）。

（4）如图为一幅网友自称来自月球车在月球上拍摄的照片，照片上呈现了类似地球上雨后“彩虹”光晕。

很多网友问这是不是月球上的彩虹？请你作出判断并说明理由。

【答案】（1）地球指挥人员与火星车之间依靠电磁波传递信息，电磁波以光速传播，由于火星车着落

时离地球的距离有1.8x108km

根据公式：t=s/v=1.8xl08km/3.0xl（）5km/s=600s=10min,从火星车上发出要着落的信号后，地球上的指挥

员收到上述信息需要10分钟时间，地球上的指挥员发出指令到达火星车的时间又需要10分钟，此时，

火星车早就在地球上指挥人员收到信息前就完成着陆过程了。因此，该过程地面指挥人员对火星车“失去”

了控制，祝融号着陆的9分钟过程中只能完全依靠自身识别、判断，地面指挥人员无法代替祝融号作出

反应。

（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）如何获得氧气、水和燃料，如何获得食物，获得什么食物等。

（4）不是彩虹，因为月球上空没有液态小水滴，所以不能形成彩虹。

22.（2021・台州）如图所示，随着深海载入探测技术的不断发展，人们对深海的了解也越来越多。

早期19世纪1977年20世纪末

（1）早起科学家任务1000米以下的海洋深处没有生命，其原因可能是。

（2）19世纪科学家推测，深海生物的食物主要来自上次水域生物下沉的排泄物、尸体等，是因为他们认

为深海生态系统缺乏能将无机物转化为有机物的某一成分。该成分是。

（3）深海地壳内喷出丰富的硫化氢、氢气等物质.周围微生物可以通过氧化硫化氢、氢气来获取能量,

从而将无机物转化为有机物，为附近的动物提供能量，形成了特殊的热泉生态系统，该生态系统的能

量主要来自于—.

A.核能B.化学能C.机械能

（4）研究深海生物的科学意义有。

【答案】（1）深海中水压过大。（合理即可）（2）生产者（3）B（4）保护生态系统的多样性。（合理即

可）

【解析】（1）水的压强随着深度的增大而增大，1000米以下压强很大，生物难以承受;

（2）生态系统中将无机物转化为有机物的成分是生产者；

（3）该生态系统的能量主要来自微生物分解硫化氢和缎气等化学物质来获得能量，所以生态熊的能量

来源是化学能；（4）研究深海生物的科学意义，对生物的进化有着重要的意义，同样也可以对生态系

统保护有着重要的作用；

23.（2021.宁波）反思是一种良好的学习品质。

Z尸

Y

G

（1）一根轻质硬棒AB,在力的作用下能绕固定点。转动。现在硬棒AB上施加两个力B和F2,O

点到B和F2的作用线的距离分别为d,和d2o小宁认为，只要满足Bxd产F?xd2,则硬棒AB一定保

持静止状态或匀速转动。你认为小宁的想法正确吗？请说出你的理由。

（2）在“动滑轮”实验中，小宁通过如图所示装置进行实验，得到结论：使用动滑轮匀速提升物体，竖直

向上的拉力F小于物重G。小宁思考后认为，即使不计摩擦和绳重，上述结论要成立，物重G和动滑

轮重G动之间也必须满足一定条件。请你说出这一条件，并予以证明。

【答案】（1）小宁的想法不正确

如果硬棒AB在B的作用下绕固定点O发生转动的方向，与在F2的作用下绕固定点O发生转动的方向

相同，那么即使Bxdi=F2Xd2成立，硬棒AB也不可能保持静止状态或匀速转动。

（2）条件：物重G大手动滑轮重G动（G>G初）

G+G

证明过程：在不计绳重和摩擦的情况下，F=V

G+G-x

因为F<G,所以F2VG,得出G>GM

24.（2021•宁波）如图所示是世界上第一艘飞艇，它是由法国工程师吉法尔于1852年制造的。这艘飞艇的

气囊充满氢气后，长44m,直径11.9m,体积2100m3,形状像一个巨大的橄榄。这年的9月24日,

吉法尔乘坐该飞艇从巴黎的马戏场出发，用一台2.2kW的蒸汽机带动螺旋桨，以8km/h的速度，飞行了

28km。

（1）飞艇的气囊形状像一个橄榄，在前进过程中可以减小

(2)充满氢气后气囊受到的浮力是多少？(空气密度取1.29kg/m3)

(3)这次飞行，飞行所需时间、蒸汽机做的功及飞行时受到的平均阻力各为多少？

【答案】(1)空气阻力

33

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

答：飞艇受到的空气浮力为27090N。

(3)解：仁三=空"=3.5h

v8km/A

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

答：这次飞行，飞行所需时间为3.5h；蒸汽机做的功为2.772X107J

飞行时受到的平均阻力为990N。

25.(2021•杭州)已知一根质量分布均匀的圆柱体木料质量为60kg,体积为O.lnK问:

(1)此木料的密度为多少？

(2)如图所示，甲、乙两人分别在A点和B点共同扛起此本料并恰好水平，其中AO=BC,O为木料的

中点。求此时乙对木料的作用力大小。

(3)若在(2)中当乙的作用点从B点向0点靠近时，请列式分析此过程中甲对木料作用力大小变化情况。

【答案】(1)解：p=*=6OOKg/m3

V0.1m3

(2)解：G=mg=60kgx10N/kg=600N

以A为支点，根据杠杆平衡条件FiXl,=F2xl2

得Fz.xAB=G

即F乙=—=0.5G=300N

AB

(3)解：当乙的作用点向O点靠近时，此时作用点记为B，

以A为支点，根据杠杆平衡条件：F,xl1=F2xl2

得：FxAB'=GxAO

即F6=GXA0/AB'

因为AB'减小，而GxAO不变，所以F乙变大

而F/.+F”，=G,所以F单变小

26.（2021・金华）金义东（金华一义乌一东阳）线是金华轻轨的首条线路，全长约108千米，该线路的建成

有助于打造金义都市区“一小时通勤圈”。金义东线所用列车空载时的质量约为200吨，停靠时车轮跟铁轨

接触总面积为0.8平方米，最高设计速度为120千米/小时。

完成下列问题:

（1）若列车全程以最高设计速度行驶，途中不停靠，则从金华到东阳共需要多少小时？

（2）停靠时，空载列车对铁轨的压强为多少？

（3）若空载列车以最高设计速度匀速直线行驶时，所受阻力为车重的004倍，此时该列车的功率为多少

瓦？

【答案】（1）从金华到东阳共需要t=-=卫£_=a%

v120km/力

（2）停靠时，空载列车对铁轨的压强：P=g=?==2.5X106匕；

SS0.8mz

（3）歹ij车的牵弓|力F=f=0.04G=200xl03kgxi0N/kgx0.04=8xl04N：

列车的速度v=120km/h=—m/s=—m/s；

3.63

则该歹U车的功率：P=Fv=8x104Nxym/s=2.7x106W。

27.（2021・金华）便携式无线加湿器，让你随时随地实现加湿自由。某品牌便携式无线加湿器，通过旋转开

关S接触不同触点，实现高、低两个档位的转换，其简化的工作电路如图所示，铭牌上的部分参数如下

项目参数

工作电压（V）20

低档位功率（W）5

高档位功率（W）10

（1）旋转开关S接触“be”两触点时，加湿器属于档位:

(2)加湿器低档位工作时，电路通过的电流多大？

(3)加湿器高档位工作6小时，将消耗多少电能？

【答案】(1)低

(2)当开关S与be接触时，只有电阻R2工作，加湿器低档位工作时，

此时通过电路的电流/"=)=黑=0.254：

s

(3)高温档消耗的电能：W=Pfflt=10Wx(3600sx6)=2.16xlOJ.

【解析】(1)旋转开关S接触“be”两触点时，只有电阻R2工作，此时总电阻为R2；

旋转开关S接触“cd”时，两个电阻并联，此时总电阻为R并；

则R2>R井;

根据公式P=(■可知，此时总功率P2Vp杵;

则前者为低档，后者为高档。

28.(2021•温州)图甲所示为一种水下滑翔机，图乙是其部分结构示意图。该滑翔机通过液压泵将油在内、

外油囊间来回转移，从而改变浮力大小以达到上浮和下潜的目的，再结合其它技术即可滑行，以执行海

洋环境的监测任务。

(1)该滑翔机具有低能耗、高续航的特点，电池一次充电后能提供1千瓦时电能。它在整个运动过程中

前进速度保持0.2米/秒，但只有9%的时间耗电，耗电时功率仅为4瓦。该滑翔机充电一次总共能航行

的路程为多少千米？

(2)该滑翔机总重515牛。当外油囊中无油时，滑翔机排开水的体积为0.0495米3。已知海水密度随深

度变化情况如图丙所示。当该滑翔机在600米深度悬浮时，外油囊中油的体积为多少米3。(忽略海水

压强对油和滑翔机外壳体积的影响)

【答案】(1)解：t='=丁等=竺晔邂=9x105秒

P4瓦4瓦

"户笺譬•=]X1()7秒

s=vt折0.2米/秒X1X105秒=2x1。5米=2000千米

答：充电一次总共航行路程2000千米。(其它合理解法也可)

(2)解：该滑翔机处于悬浮状态时，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：该滑翔机在600米深度悬浮时，外油囊中讪体积为5x104米«其它合理解法也可)

29.(2021.绍兴)某兴趣小组设计了一种恒温箱电路，如图甲所示，工作电路电源电压Ui=220VR=242Q。控

制电路电源电压U2=3V,R2=300Q,热敏电阻R能即时感知恒温箱内温度，其阻值与温度的关系如图乙，不计

线圈的电阻。当线圈中的电流大于或等于40mA时，继电器的衔铁被吸合，动触点A与静触点B接触；当

线圈中的电流小于或等于30mA时衔铁被释放，动触点A与静触点C接触。求：

乙

(1)闭合开关S1和S2,恒温箱开始工作，此时衔铁的动触点A与(选填"B”或"C”)静触点相接触。

(2)电热丝Ri正常工作5分钟消耗的电能。

(3)分析计算恒温箱正常工作时的温度变化范围。

【答案】(DC

(2)W=竺t=(2201/产*$*6s=6x104J

R242。

(3)当恒温箱的温度达到最高时，衔铁被吸下，即此时控制电路的电流I=0.04A,故恒温箱内温度达到

最高值瞬间R=U2/I=3V/O.O4A=75。，由乙图可知恒温箱内的最高温度为100℃；

当电磁铁衔铁被吸合时，Ri与Rz并联。当恒温箱温度最低时，控制电路的电流

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,

由乙图可知恒温箱内的最低温度为90℃。

故恒温箱内的温度变化范围为90℃-100℃„

【解析】(1)闭合开关，和S2,恒温箱开始工作，那么上面的电阻Ri所在的电路必须接通，即此时

衔铁的动触点A与静触点C相接触。

（2）根据公式计算出电热丝Ri消耗的电能；

（3）当恒温箱的温度达到最高时，衔铁被吸下的瞬间，即此时控制电路的电流l=0.04A,只有热敏电阻

R，根据公式/?=华计算出此时它的电阻，根据图乙确定此时的最高温度；

电磁铁衔铁被吸合时，&与R?并联，此时恒温箱温度最低时，控制电路的电流I'=0.03A。首先根据

/2=察计算出通过R2的电流，再根据IR=M2计算出通过热敏电阻的电流，最后根据R'=%计算出热敏

电阻的阻值，根据图像确定恒温箱的最低温度。

30.（2021.绍兴）2021年3月，中央财经会议明确把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局，争取在2060

年前实现碳中和。"碳中和''是指在一定时间内产生的二氧化碳排放总量，通过二氧化碳去除手段来抵消掉

这部分碳排放，达到“净零排放''的目的。

（2）科学家已经研究出多种方式来实现二氧化碳的转化。

①浙江大学研发的“二氧化碳烟气微藻减排技术”，利用微型藻类吸收二氧化碳实现固碳。微型藻类是

（选填“真核”或"原核”）生物,该技术的本质是利用微藻的作用实现固碳。

②固碳的另一种方法是将收集的二氧化碳和水混合后注入地下玄武岩中，最终与岩石中的矿物质作用形成

固态的石头碳酸盐。这种固碳方式属于变化（选填“物理”或“化学”）。

③我国研发的“液态太阳燃料合成技术”（乙），甲醵（CHQH）等液体燃料被形象地称为“液态阳光”。甲醇制取

过程中能量转化是太阳能-电能—能。

甲醇合成时，若碳元素全部来自于二氧化碳，则制取10吨甲醇需要消耗二氧化碳吨。

（二氧化碳转化成甲醇的方程式为:CCh+3H2一定条仍CH3OH+H2O）

（3）交通领域的“以电代油”可以来实现“减碳”目标。图丙为某纯电动汽车与某燃油汽车的相关数据,

请回答：

每发电lkW・h平・■每百公里.耗金烧］kg汽油户!每百公里

均排放二氧化碳电20kWh卵放二触化耗油10L

0.785kg碳3.857kg

①与燃油汽车相比，纯电动汽车每行驶100km会向空气减少排放kg的二氧化碳。

（p汽油=0.7xl（Pkg/m3,结果精确至U0.1）

②从获取电能的各种方式看，相对于燃煤发电，符合“减碳”理念的是发电。

【答案】（1）大气中二氧化碳浓度升高，全球平均气温也升高，且趋势相同（合理即可）

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

【解析】（1）图甲中显示大气中二氧化碳浓度升高时，大气温度也在升高，可以说明二氧化碳是引起温

室效应的主要气体；

（2）①藻类具有成形的细胞核，属于真核生物：微藻能够通过光合作用吸收二氧化碳；

②二氧化碳加水与矿物质作用形成碳酸盐，有新物质的生成，因此该过程属于化学变化；

③二氧化碳和氢气在一定条件下生成甲醇，其中涉及的能量转化是把太阳能最终转化为甲醇中的化学

能储存；

设消耗CO2X吨

CO2+3H2一定条为CH3OH+H2O

4432

X10t

44_32

10t

X=13.75t；

（3）由图可知，电动车每行驶100km会释放20x0.785kg=15.7kgCO2；

3

而燃油车每行驶100km会释放1Ox10'm'xO,Vx10kg/mx3.857=26.99kgCO2,

则少释放CO226.999kg-15.7kg=11,299kg=l1.3kg；

符合减碳的理念，则说明新的发电方式没有产生二氧化碳，如光伏发电、水力发电、风力发电、地热能

发电等等；

31.（2021・嘉兴）健康的生活既要注意平衡膳食，还要积极参加体育锻炼，如图所示为可调式握力器，可用

于锻炼手部肌肉。锻炼时只要抓住左手柄，用力抓紧使其碰触右手柄上的计数按钮，即算完成一个握力

动作。

（1）握力器的力度可以通过使用调节器移动弹簧下端的位置来改变。现在需要将力度调小，则应该将弹

簧下端向（选填“左”或“右”）移。

（2）小嘉用平均大小为500牛的力抓握力器的手柄，使手柄在力的方向上移动6厘米完成一个握力动作，

则做功多少焦？

（3）小嘉饮用一罐净含量为330毫升的可乐后，获得的能量为540千焦。若获得能量的10%用于握力做

功，则消耗这些能量需要完成多少个题（2）中的握力动作？

【答案】3）右

⑵解：W=Fs=500Nx0.06m=30J

答：完成一个握手动作做功30J

（3）解：5—。％=1800

307

答：饮用可乐后获得的能量相当于完成握手动作1800次的能量

【解析】（1）根据图片可知，O点为支点，弹簧对杠杆施加阻力，手对杠杆施加动力。根据HL产F2L2可

知，在弹簧拉力F2和动力臂L不变的情况下，要减小动力R就必须减小阻力臂L2,即将弹簧下端向

右移动。

（2）完成一个握力动作做功：W=Fs=500Nx0.06m=30J；

（3）消耗这些能量需要完成题（2）中的握力动作的个数：随当绊=1800次.

30〃

32.（2021.台州）是某简易吊装机、其简化结构如图乙所示。

C

B

甲

(1)吊装机工作时，顶端定滑轮的作用是0

(2)吊装机总重为1500牛，其重力作用线通过A点。结合乙图数据计算，当吊装机匀速吊起重物时，

为防止翻倒，最多能吊起多少牛的重物？

(3)吊装机在使用时，通常在一定位置压上配重防止翻倒。将同一配重分别放在图中D,E,F处时，能

达到最佳防翻效果的是。

(4)电动机的额定功率是1200瓦，正常工作时消耗的电能有75%转化为重物的机械能。当吊装机配重

足够时，可在10秒内使重物匀速上升3米，求所吊重物受到的重力大小。

【答案】(1)改变力的方向

(2)设物体重为G,动力臂Li=1.25m,阻力为吊装机总重，F2=1500N,阻力臂L2=1.5-L25=0.25m。

根据杠杆的平衡条件RL产F2L2得到：GLI=F2L2,

Gxl.25m=1500x0.25m,

解得：G=300No

(3)F

(4)电机工作产生的机械能全部用来使拾升物体，

所以W啊=G』=r|W电；

G物h=r|Pt；

G物x3m=75%x1200Wx1Os；

代入数据即可解得：G粉=3000N。

【解析】(1)吊装机工作时，顶端定滑轮的作用是改变力的方向。

(2)设物体重为G,动力臂Li=1.25m,阻力为吊装机总重,F2=1500N,阻力臂L?=1.5-1.25=0.25m。

根据杠杆的平衡条件F1L1=F?L2得到：GL1=F2L2>

Gxl.25m=1500x0.25m,

解得：G=300N。

(3)根据杠杆的平衡条件可知，所加配置为阻力，当阻力臂越大的时候，吊装机越不容易倾倒，故选F；

(4)电机工作产生的机械能全部用来使拾升物体，

所以W»；=G的h=r]Wit.；

G初h=r]Pt；

G»ix3m=75%xl2(X)Wxl0s；

代入数据即可解得：G物=3000N。

33.(2021•宁波)如图甲所示电路，电源电压恒定不变，灯泡L上标有“6V2.4W"字样，其灯丝电阻随温度

的升高而增大；OA、OB、0C是三条阻值不同且不变、粗细均匀的金属丝(同一条金属丝的阻值与其长度

成正比)。闭合开关S,当滑片P从A点滑到0点过程中，电流表示数和灯泡L亮度均保持不变。

甲乙

(1)求灯泡L正常发光时，通过灯泡L的电流大小。

(2)金属丝0A的电阻Ra=Q。

(3)继续滑动图甲中滑片P到OB段，当PB=|OB时，电流表示数为0.36A；当PB=：0B时，小灯

泡正常发光。用图甲中的电源、小灯泡和三条金属丝连成图乙所示电路。闭合开关S,使滑片P在0C

上移动，当