功与能2021中考题解析公开课

功与能2021中考题解析

一、单选题

1.（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

【考点】速度公式及其应用，动能和势能的大小变化

【解析】【分析】（1）根据匀速直线运动的定义判断；

（2）动能的大小与质量和速度大小有关；

（3）重力势能的大小与质量和高度有关；

（4）机械能=动能+重力势能，据此分析判断。

【解答】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Bo

2.（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（）

，圆筒

应.

也连接起电机

A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程

【答案】C

【考点】热机

【解析】【分析】四冲程汽油机的压缩冲程，将机械能转化为内能；做功冲程，将内能转化为机械能，据

此分析判断。

【解答】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Co

3.（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

【考点】惯性，力与运动的关系，能量的相互转化和转移

【解析】【分析】（1）根据力与运动的关系判断；

（2）物体保持运动状态不变的性质叫惯性；

（3）从竖直和水平两个方向分析速度是否为零；

（4）根据能量转化的过程分析。

【解答】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,

二、填空题

4.（202L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的臼炽灯，

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。

1

T

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】⑴LED

（2）1：12

【考点】能量的相互转化和转移，电功计算公式的应用

【解析】【分析】（1）根据能量转化的知识确定哪种灯泡更节能；

（2）根据W=Pt计算电流通过灯泡的做功之比。

【解答】（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£=£=£=熟=*。

5.（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"

已在多个小区推行。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：

水电解玲可燃性气体累积少遇明火，气体燃烧玲引燃整车

这里的可燃性气体是。

【答案】（1）内

⑵①

（3）氢气（Hz）

【考点】应答性反应与反射弧，能量的相互转化和转移

【解析】【分析】能量转化是指各种能量之间在一定条件下互相转化过程。一个典型的反射弧包括感受

器、传入神经、中间神经元、传出神经和效应器五部分。

【解答】（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；

故答案为：（1）内；（2）①；（3）氢气（H2）.

6.（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。

（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q-则物体到达B点时温度

升高了o（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）gn/c

（3）2h-H

【考点】功的计算公式的应用，动能和势能的大小变化

【解析】【分析】（1）根据W=Gh计算出重力做的功；

（2）根据W=Gh分别计算出A、B两点时的机械能，然后将它们相减再乘以n计算出水平面上物体克服

阻力做的功，也就是它增加的内能，最后根据公式△《=2计算升高的温度。

cm

（3）物体从A到B,再从B到C,会在水平面上克服阻力做两次功，用物体最初的机械能减去克服摩擦

做功的2倍得到物体在C点时的机械能，最后根据〃=号计算C点到水平面的高度。

【解答】（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='H…=””丝工

（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：h'=匕=也吐皿=2力-H。

Gmg

三、解答题

7.（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。

天离地球距离天体表面物体受到的表面状况大气压情况

体重力

火5.5xl07km-4xl08km约为地球上的2/5岩石、高山、平只有地球大气压的1%,大气中95%为二

星原氧化碳

月3.6xl07km-4xl08km约为地球上的1/6环形山、高地、没有

球平原

（1）探测器着陆火星时离地球约为L8xl08km,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3xlO5km/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1.8xl08km

根据公式：t=s/v=1.8xl08km/3.0xl05km/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好mg=240kgxl0N/kg=2400N

G火=2/5xG)g=2/5x2400N=960N

WA=FS=GAS=960Nxl00m=96000J

方法二：

分)

Wift=Fs=Gs=mgs=240kgxl0N/kgxl00m=240000J(2

火

W=2/5W)ft=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。

【考点】光的传播速度与光年，速度公式及其应用，重力的大小，功的计算公式的应用

【解析】【分析】（1）由于火星与地球相距甚远，电磁波信号的传递需要一定的时间，所以根据5』1计

算信号传递的时间即可；

（2）已知火星车的质量，根据W=Gh=mgh,计算出其重力做功即可；

（3）在火星上生存要考虑食物、氧气的来源，及能量的来源；

（4）彩虹是光的色散现象，即太阳光通过大气时，通过液态小水滴的折射形成的，而火星大气中没有液

态水，所以不可能是彩虹.

8.（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

（）解：空气空，33

2F>?.=pgV!（=ptgV<t#=1.29kg/mxl0N/kgx2100m=27090N

答：飞艇受到的空气浮力为27090N。

28km

解：

(3)t=;Skm//i=3.5h

w=Pt=2.2xl03Wx3.5x3.6xl03s=2.772xl07J

2.772X1077

f=F=-==990N

s2.8xl04m

答：这次飞行，飞行所需时间为3.5h；蒸汽机做的功为2.772x10〃

飞行时受到的平均阻力为990N..

【考点】速度公式及其应用，阿基米德原理，功率计算公式的应用

【解析】【分析】（1）物体的形状越接近流线型，空气对它的阻力越小；

（2）根据阿基米德原理F浮=p的gV件计算出气囊受到的浮力；

（3）根据公式1=:计算出飞行时间，根据公式W=Pt计算出蒸汽机做的功，根据f=F=?计算飞行时

受到的阻力。

9.（2021•金华）金义东（金华一义乌―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