专题11 功和能的综合运用（解析版）-学易金卷：5年（2019-2023）中考1年模拟物理分项汇编（广东专用）

专题11功和能综合应用1．（2023·广东·统考中考真题）阅读材料，回答问题风力发电风能是一种清洁的可再生能源，利用风力发电将助力我国实现碳中和目标，风力发电机组主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成，其简化结构如题图甲所示。叶片横截面的设计原理如图乙所示，一面较平，另一面较弯曲。叶片在风的作用下旋转，经过齿轮箱增速后，发电机转子高速旋转发电。某风力发电机组利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈。风力发电机组输出功率P与风速v的关系如图丙所示。在的范围内5m/s≤v≤10m/s，P与v的三次方成正比。风力发电机组所在风场某段时间内的风速v与时间t的关系如图丁所示。（为方便计算，图丙和图丁数据已作简化处理。）（1）完成下列风力发电的主要能量转化流程图：①，②；

（2）当风正面垂直吹向静止叶片时，如图乙所示，从正面看，叶片A会（选填“顺时针”或“逆时针”）转动；（3）当风速为12m/s时，风力发电机组工作1h输出的电能相当于kg的煤完全燃烧放出的热量；（q煤=3.0×107J/kg）（4）当风速为13m/s时，发电机转子1min转400圈，若发电机输出电能1kWh，叶片需要转动圈；（5）若14∶00~15∶00和15∶00~16∶00两段时间内输出电能之比为1∶3，则14∶00~20∶00的时间段内风力发电机组的输出电能为kW·h。【答案】机械能（或动能）电能顺时针3641084.3【详解】（1）[1][2]风吹动叶片转动，将风的风能转化为叶片的机械能（或动能），经过齿轮箱增速后，发电机转子高速旋转，带动发电机工作，将机械能转化为电能。（2）[3]叶片上平下凸，当风流过叶片时，下表面的风速大，压强小，上表面的风速小，压强大，叶片上下表面压强差的作用下顺时针转动。（3）[4]根据图丙可知，当风速为12m/s时，功率为300kW，根据可得，风力发电机组工作1h输出的电能为由Q=mq可得，这些电能相当于完全燃烧煤的质量为（4）[5]若发电机输出电能1kW·h，当风速为13m/s时，功率为300kW，需要的时间为由于发电机转子1min转400圈，当发电机输出电能1kW·h，发动机需要转的圈数为80圈，又风力发电机组利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈，则叶片转4圈。（5）[6]根据丁图可知，15∶00-16∶00这段时间风速12~13m/s，由丙图可知，此时间段的功率为300kW，根据W=Pt可知，此段时间产生的电能为W′=Pt=300kW×1h=300kW·h14∶00-15∶00和15∶00-16∶00两段时间内输出电能之比为1∶3，可知14∶00-15∶00这段时间产生的电能为由于14∶00-14∶30这时间段，风速小于3m/s，由丙图可知，输出功率为0，输出电能为0；由于14∶00-15∶00这段时间产生的电能为100kW·h，所以14∶30-15∶00这时间段，风速等于10m/s，输出电能为100kW·h；16∶00~17∶00这段时间，风速大于12m/s，输出的电能为300kW·h；17∶00~17∶30这段时间，风速为10m/s，输出的电能为100kW·h；17∶30~18∶00这段时间，风速为7m/s，满足5m/s≤v≤10m/s，由题意可知P与v的三次方成正比，即P=kv3，将速度v1=10m/s、v2=7m/s分别带入Pt=kv3t可得，W2=34.3kW·h；18∶00~19∶00这段时间，风速小于3m/s，由丙图可知，输出电能为0；19∶00~19∶30这段时间，风速为10m/s，输出的电能为100kW·h；19∶30~20∶00这段时间，风速大于12m/s，输出的电能为所以14∶00-20∶00的时间段内风力发电机组的输出电能为100kW·h+300kW·h+300kW·h+100kW·h+34.3kW·h+100kW·h+150kW·h=1084.3kW·h2．（2022·广东·统考中考真题）关于能量和能源，下列说法正确的是（）A．煤、石油、天然气都是可再生能源 B．电能是一次能源C．水力发电是将水的机械能转化为电能 D．太阳释放的能量是核裂变产生的【答案】C【详解】A．煤、石油、天然气不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故A错误；B．生活中所使用的电能是从自然界中的一次能源转化而来的，因此电能属于二次能源，故B错误；C．水力发电时，消耗水的机械能，转化为电能，因此水力发电是将水的机械能转化为电能，故C正确；D．太阳内部发生的是热核反应，太阳释放的的巨大能量是由核聚变产生的，故D错误；故选C。3．（2022·广东·统考中考真题）图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C，D、E点的动能和重力势能大小的示意图，则过山车的动能在点最大，B点重力势能的大小E点动能的大小。在这个过程中，过山车的机械能是（选填“变化”或“不变”）的。【答案】C等于变化【详解】（1）[1]过山车在B点重力势能最大，在下降的过程中，重力势能转化为动能，再加上之前前进的动能，所以在C点动能最大。[2]由图乙可知，B点的重力势能与E点的动能大小在一个水平线上。所以大小相等。[3]因为有摩擦以及空气阻力的原因，一部分机械能转化为内能，所以过山车的机械能是变化的。4．（2020·广东·统考中考真题）目前人们正致力于开发太阳能、核能、风能、海洋能、氢能……其中核能是（选填“可再生”或“不可再生”）能源，核电站利用原子核（选填“聚变”或“裂变”）释放的能量发电，电能属于（选填“一次能源”或“二次能源”）。【答案】不可再生裂变二次能源【详解】[1]核能利用了放射性核材料，一旦消耗不可再生，故属于不可再生能源。[2]核裂变和核聚变都能释放能量，核裂变是可控的，核电站是利用原子核发生裂变释放能量来发电的。[3]电能是由一次性能源转化而来的，故属于二类能源。5．（2019·广东·中考真题）如图甲所示为某太阳能百叶窗的示意图，它既能遮阳，还能发电．它的构造特点是百叶窗的叶片为太阳能电池板（以下简称电池板），其工作电路示意图如图乙所示，电池板将太阳能转化为电能（转化效率为10%），为蓄电池充电，蓄电池再向节能灯供电．设太阳每秒钟辐射到每平方米电池板上的能量为1.2×103J（即为1.2×103W/m2），电池板对蓄电池充电的功率为60W．蓄电池充满电后，能够让10盏“12V3W”节能灯正常工作6小时．不考虑蓄电池充电和供电时的电能损耗．则：（1）电池板对蓄电池充电，是将电能转化为能的过程．（2）白天蓄电池处于充电不供电状态，在图乙中应闭合开关．（3）10盏“12V

3W”节能灯正常工作时的总电功率为W．（4）要将剩余一半电量的蓄电池充满电，电池板需对蓄电池充电小时，若充电电压为20V，则充电电流为A．（5）该百叶窗电池板的面积为m2．【答案】化学S1301.530.5【详解】（1）电池板对蓄电池充电时，是将电能转化为化学能的过程；（2）由图乙知，要给蓄电池充电，需要闭合开关S1；（3）一盏节能灯正常工作时消耗的电功率为3W，则10盏同样的节能灯正常工作时的总电功率为10×3W=30W；（4）因为蓄电池充满电后，能够让10盏“12V

3W”节能灯正常工作6小时，说明充满电后的蓄电池具有的能量为：W=nPt=10×3W×6×3600s=6.48×105J，当蓄电池的电量只有一半时，若要给蓄电池充满电，则需要充电能量为W=0.5×6.48×105J=3.24×105J，又由得电池板需对蓄电池充电的时间为:，若充电电压为U=20V，则充电电流为；（5）太阳的辐射功率为，设太阳辐射到每平方米电池板的功率为P1，则百叶窗电池板的面积为．1．（2023·广东广州·统考中考真题）某路灯照明系统的太阳能电池白天将太阳能转化为电能，对蓄电池充电，晚上蓄电池对路灯供电，对下图方框中能量形式判断正确的是（）

A．甲是“电能” B．乙是“太阳能” C．丙是“电能” D．丁是“机械能”【答案】C【详解】由题意可知整个过程是太阳能通过太阳能电池将太阳能转化为电能，电能通过蓄电池将电能转化为化学能储存在蓄电池中，晚上蓄电池对外放电，将化学能转化为电能供应路灯工作，路灯工作时将电能转化为光能，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。2．（2023·广东广州·统考中考真题）物体A重5N，如图1，A在水平拉力F1作用下，在水平面从M匀速直线运动到N用时3s；如图2，在A上放置一个钩码，A在水平拉力F2作用下，在另一水平面从Р匀速直线运动到Q用时2s。

（1）在MN，PQ段，A的速度分别为v1、v2，A所受摩擦力分别为f1、f2，则v1v2，f1f2；（均选填“>”“=”“<”）（2）A从M运动到N，F1做的功为J、功率为W，A所受重力做的功为J。【答案】＜＞0.30.10【详解】（1）[1]在MN段，A的速度为在PQ段，A的速度为则。[2]A在水平拉力F1作用下做匀速直线运动，由二力平衡可知A在水平拉力F2作用下做匀速直线运动，由二力平衡可知则。（2）[3]F1做的功为[4]F1的功率为[5]A只在水平方向运动发生距离，竖直方向没有发生距离，所以A所受重力做的功为0J。3．（2022·广东广州·统考中考真题）如图，小芳设想利用升降台让球越弹越高。将球从M点竖直向下以某速度抛出，球经静止在位置a的台面反弹后，到达的最高点为N。经台面反弹后上升过程球的动能（选填“增大”“不变”“减小”），N比M高（选填“可能”“不可能”）。球从N点下降时，台面已升至合适的位置b并保持静止，球再次经反弹后，到达的最高点P比N高（选填“可能”“不可能”）。【答案】减小可能不可能【详解】[1]球经台面反弹后上升的过程中，质量不变，速度变小，高度升高，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。[2]球以一定速度从M点抛出，下降过程，重力势能转化为动能，动能增大；球接触台面的过程，动能转化为弹性势能及内能；反弹过程，弹性势能转化为动能，但此时的动能比接触台面时的动能小；上升过程，动能转化为重力势能，到达M点时，重力势能与下降时相同，动能一定比下降时的小，但不一定为0，那么球仍可向上升，直到速度为0，所以N可能比M高。[3]小球从N点下降时，初速度为0，与台面接触的过程，有部分机械能转化内能，则再次上升过程，速度为0时，高度小于N点。4．（2021·广东广州·统考中考真题）如图，太阳能汽车利用太阳能电池将太阳能转化为电能，储存在车上的蓄电池内，为汽车提供动力。下列说法正确的是（）A．太阳能是一种不可再生能源B．蓄电池为汽车提供动力时，将电能转化为化学能C．太阳能汽车不能将接收到的太阳能全部转化为机械能D．太阳能汽车将太阳能转化为内能，再将内能转化为动能【答案】C【详解】A．太阳能取之不尽、用之不竭，所以是可再生能源，故A错误；B．蓄电池为汽车提供动力时，将化学能转化为电能，故B错误；C．太阳能汽车不能将接收到的太阳能全部转化为机械能，有一部分太阳能会转化为内能等其它形式的能，故C正确；D．太阳能汽车将太阳能转化为电能，再将电能转化为动能，故D错误。故选C。5．（2021·广东广州·统考中考真题）如图，小丽站在商场的手扶电梯上，随梯匀速下楼，运动轨迹如图虚线所示。（2）此过程中，小丽的动能（选填“增大”“不变”或“减小”），机械能（选填“增大”“不变”或“减小”）。【答案】不变减小【详解】（2）[2][3]下降过程中，小红的质量不变，速度不变，所以，动能不变；高度降低，重力势能减小，故机械能减小。6．（2020·广东广州·统考中考真题）球竖直向上运动，并落回地面，这过程中先后经过M、S两点。球在这两点的动能和重力势能如图所示，则球在M点的（）A．速度比在S点的大B．机械能大于在S点的C．机械能等于在S点的D．离地高度比在S点的低【答案】B【详解】A．由图可知，M点的动能小于S点的动能，所以球在M点的速度比在S点的小，故A不符合题意；BC．由图可知，M点的动能和重力势能之和大于S点的动能和重力势能之和，故M点的机械能大于在S点的机械能，故B符合题意，C不符合题意；D．由图可知，M点的重力势能大于S点的重力势能，所以M点的离地高度比在S点的高，故D不符合题意。故选B。7．（2019·广东广州·中考真题）运动员从高空竖直向下跳伞，人(包括装各)的质量为80kg，只考虑人受到的重力和空气阻力，下落时的速度----时间图线如图所示(1)人在前50s内下落了2100m，求这段时间内人的平均速度．(2)人在前30s内下落了1500m，求这段时间内人所受重力做的功和功率(g=10N/kg)(3)从第10到第30s这个过程中，人的动能、重力势能、机械能是如何变化的?(4)人在第30s时所受空气阻力第50s时所受空气阻力(选填“大于”、“等于”、“小于”).【答案】42m/s1.2×106J；4×104W10~30s内，前一段，人的动能增大，重力势能减小，机械能减小；后一段，人的动能不变，重力势能减小，机械能减小．等于【详解】(1)人在前50s内下落了2100m，则这段时间内人的平均速度：；(2)人在前30s内下落了1500m，这段时间内人所受重力做的功：W=mgh=80kg×10N/kg×1500m=1.2×106J，功率：；(3)由图像可得，从第10到第30s这个过程中，前一段，人的速度增加，动能增大，人下落，重力势能减小，速度虽然在增加，但增加的越来越慢，所以人下落时，需要克服阻力做功，机械能减小，后一段，人匀速下落，动能不变，势能减小，机械能减小．(4)人在第30s时，做匀速直线运动，受力平衡，所受空气阻力等于人的重力，在50s时，也做匀速直线运动，所受空气阻力仍然等于人的重力，所以这两个时刻受到的空气阻力相等．1．（2022·广东深圳·统考中考真题）如图为冬奥会男子滑雪过程中，空气阻力不计，下列正确的是（）A．①到②，重力势能全部转化为动能 B．③只受到重力作用C．④到⑤，停下来是因为摩擦力的作用 D．⑤失去惯性【答案】BC【详解】A．①到②的过程中，运动员质量不变、高度减小、速度增大，其重力势能大部分转化为动能，由于受到雪地的摩擦，还会有一部分转化为内能，故A错误；B．由于不计空气阻力，在③位置，即运动员在空中，此时运动员只受重力，故B正确；C．④到⑤过程中，因为摩擦力的作用运动员停下来，是摩擦力改变了运动员的运动状态，故C正确；D．惯性是一切物体保持原来运动状态不变的性质，一切物体都具有惯性，因此在⑤位置时，运动员仍有惯性，故D错误。故选BC。2．（2020·广东深圳·统考中考真题）2020年6月30日，北斗三号最后一颗全球组网卫星成功定点地球同步轨道。对卫星在加速上升的过程中能量的变化，说法正确的是（）A．动能增大，势能不变，机械能增大 B．动能增大，势能增大，机械能增大C．动能增大，势能增大，机械能不变 D．动能减小，势能增大，机械能不变【答案】B【详解】卫星从地面发射升空的过程中，卫星是加速升空的，卫星的质量不变，速度增大，动能增大；质量不变，高度增大，重力势能增大；卫星升空时，没有发生弹性形变，不具有弹性势能；机械能等于动能与重力势能之和，故机械能增大；故B符合题意。故选B。3．（2019·广东深圳·中考真题）如图，弧形轨道ab段光滑，bc段粗糙，小球从a点经最低点b运动至c点．下列分析正确的是（）A．从a到b的过程中，小球动能转化为重力势能B．经过b点时，小球动能最大C．从b到c的过程中，小球动能增大D．从a到c的过程中，小球机械能守恒【答案】B【详解】A．从a到b的过程中，小球高度降低，重力势能转化为动能，故A错误；B．小球从a运动到b动能增大；从b运动到c动能减小，则在b点处小球动能最大，故B正确；C．小球从b到c的过程中，高度增加，同时克服摩擦力做功，速度减小，则小球的动能减小，故C错误；D．bc段弧形轨道粗糙，因此小球在bc段运动时会克服摩擦力做功，会有一部分机械能转化为内能，则机械能会减小，故D错误．4．（2019·广东深圳·中考真题）如图所示，甲图是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置，让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，在粗糙程度不同的水平面上运动．乙图是探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置，让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，碰到同一木块上．请回答：（2）乙实验中的研究对象是（选填“钢球”或“木块”），实验目的是探究物体的动能大小与的关系．【答案】钢球速度大小【详解】（2）让钢球从斜面上由静止滚下，获得初始速度，进而获得动能，进行研究，因而乙实验中的研究对象是钢球，钢球由不同的高度由静止滚下，到达斜面底端的初始速度不同，因此实验目的是探究物体的动能大小与速度大小的关系．5．（2019·广东深圳·中考真题）2019年6月5日12时06分，在我国黄海某海域，科技人员使用“长征十一号”运载火箭进行“一箭七星”海上发射技术试验，运载火箭点火后，箭体腾空而起并加速上升，直冲云霄，把卫星顺利送入距离地面600千米高的预定轨道．首次海上发射取得圆满成功，填补了我国运载火箭海上发射的空白．在火箭上升过程中，为了能够近距离拍摄到箭体周围的实况，“长征十一号”火箭上装有高清摄像机，摄像机的镜头是由耐高温的材料制成的．小宇同学观看发射时的电视画面发现：箭体在上升过程中有一些碎片脱落，且脱落的碎片先上升一段距离后才开始下落．请从上述材料中找出涉及物理知识的内容，模仿范例格式，写出对应的物理知识或规律（任写三条）．相关描述物理知识或规律范例火箭加速上升受非平衡力123【答案】详见解析【详解】该材料中涉及到多种物理知识，例如火箭点火，燃料化学能转化为内能；火箭上升过程中，火箭重力势能越来越大；火箭上装有高清摄像机，凸透镜成像；摄像机镜头耐高温，材料熔点高；碎片先上升后降落，碎片具有惯性等等．一、单选题1．（2023·广东深圳·坪山中学校考三模）2022年11月，第十四届中国航展在珠海国际航展中心举行，我国四代机“歼20”在阳光的映衬下，身披七彩祥云，在国产大推力发动机的带动下，一会儿大角度上升，一会儿滑降，最后平稳地降落在珠海机场。下列说法正确的是（）A．“歼20”飞机滑降的过程中，重力势能始终不变B．“歼20”飞机的飞行员与飞机相对静止，所以飞行员没有动能C．减速滑降的过程中，“歼20”飞机的动能减小D．大角度匀速上升的过程中，“歼20”飞机的动能转化为重力势能【答案】C【详解】A．“歼20”飞机滑降的过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，故A错误；B．“歼20”飞机的飞行员具有一定的速度，有动能，故B错误；C．减速滑降的过程中，“歼20”飞机的速度减小，质量不变，它的动能减小，故C正确；D．大角度匀速上升的过程中，质量不变，速度变大，动能变大，高度变大，重力势能变大，“歼20”飞机的没有将动能转化为重力势能，故D错误。故选C。2．（2023·广东深圳·统考三模）人造地球卫星在大气层外运行，不受空气阻力，关于运行的卫星下列说法中正确的是（）

A．卫星在远地点比近地点的机械能大B．卫星绕地球运行的过程中，不受力的作用C．在大气层外的真空环境中，卫星沿椭圆轨道绕地球运行时不需要动力系统D．卫星从远地点向近地点运动的过程中，动能转化为势能【答案】C【详解】A．由于不受空气阻力，所以卫星在运行过程中只有动能和势能的转化，其机械能是守恒的，卫星在远地点和近地点的机械能相等，故A错误；B．人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行时，运动状态不断改变，受非平衡力作用，故B错误；C．在大气层外的真空环境中，卫星没有能量的损耗，因此，沿椭圆轨道绕地球运行时不需要动力系统，故C正确；D．卫星从远地点向近地点运动时，质量不变，高度减小，重力势能减小，减小的重力势能转化为动能，故D错误。故选C。3．（2023·广东广州·统考二模）人直接用F1的力匀速提升重物，所做的功是W1，功率是P1；再使用定滑轮在相同时间内匀速提升该重物到同一高度，则人的拉力为F2，所做的功是W2，功率是P2，（考虑摩擦因素）则（）A．F1大于F2 B．W1大于W2C．F1小于F2 D．P1等于P2【答案】C【详解】AC．直接用F1的力匀速提升重物，则F1=G；定滑轮在相同时间内匀速提升该重物到同一高度，考虑摩擦，拉力大小F2＞G，即F1小于F2，故A不符合题意，C符合题意；B．F1小于F2，使用定滑轮时，拉力移动的距离等于物体上升的高度，根据W=Fs知，W1小于W2，故B不符合题意；D．时间相同，根据知，P1小于P2，故D不符合题意。故选C。4．（2023·广东广州·统考二模）关于能源和能量，下列说法正确的是（）A．电能属于一次能源 B．石油是不可再生能源C．核电站利用核聚变发电 D．太阳能是核裂变释放的能量【答案】B【详解】A．电能由其他能源转化而来，属于二次能源，故A错误；B．石油属于化石能源，不能短时间内重新生成，因此是不可再生能源，故B正确；C．核电站利用核裂变发电，故C错误；D．太阳能是核聚变释放的能量，故D错误。故选B。5．（2023·广东广州·校考二模）小球在光滑无摩擦轨道的A点静止释放（忽略空气阻力），下列说法正确的是（）

A．小球在轨道B点的速度最大B．小球在B点的机械能大于在A点的C．小球运动到最高处C点时的速度为零D．小球在DE段，将做匀速直线运动【答案】A【详解】小球在光滑无摩擦轨道的A点静止释放（忽略空气阻力），说明小球在运动过程中不受阻力，且只有重力做功，机械能守恒，小球从A静止释放后运动到B点，然后继续运动。因为小球的机械能始终等于在A点的机械能，故小球最高运动到与A点等高的点，到不了C点，更运动不到DE段。A．由于小球运动过程中机械能守恒，B点最低，重力势能最小，所以B点的动能最大，速度最大，故A正确。B．由于小球运动过程中机械能守恒，所以小球在B点的机械能等于在A点的机械能，故B错误。C．小球不能运动到最高处C点，故C错误。D．小球不能运动到最高处C点，故也运动不到DE段，故D错误。故选A。二、填空题6．（2023·广东阳江·统考二模）能源家族中，有石油、风能、水能、核能、太阳能等，属于不可再生能源的有；电能是（选填“一次能源”或“二次能源”），它可以使电动机转动，电能转化为机械能和内能，但这些能量却无法自动转化为电能，该现象说明能量转化是有。【答案】石油、核能二次能源方向性【详解】[1]石油和核能在短时间内不能再生，是不可再生能源；风能、水能、太阳能可以源源不断地获得，是可再生能源。[2]电能是经过一次能源加工获得的，是二次能源。[3]能量的转化是由方向性的，电动机工作时，能将电能转化成机械能和内能，而此时的机械能和内能不能自动转化为电能。7．（2023·广东惠州·统考一模）今年的体育中考中，实心球列入选考项目。如题图所示是某同学扔实心球的四个分解动作，其中人对实心球不做功的是分解动作（选填两个序号）。分解动作④完成后，球下落过程中重力势能，动能（后两空均选填“增大”“减小”或“不变”，忽略空气阻力）。【答案】②④减小增大【详解】[1]①中把球捡起来，力的方向是向上的，在力的方向上通过了距离，所以做了功；②停在空中时，虽然有力，但没有通过距离，不做功；③挥动球时，球在力的方向上通过了距离，做了功；④球飞出去是因为球具有惯性，人对球没有力的作用，所以不做功；故选②④。[2][3]球下落过程中质量不变，高度变小，速度变大，重力势能转化为动能，重力势能减小，动能增大。8．（2023·广东佛山·统考三模）在煤炭、核能、太阳能中属可再生能源的是到目前为止，核电站只能利用核变释放的核能来发电。神舟十三号飞船在太空中飞行时，提供电源的太阳能帆板将太阳能能转化为。【答案】太阳能裂电能【详解】[1]太阳能取之不尽，属于可再生能源；煤炭和核能有一定的储量，而且不能在短时间内获得补充，是不可再生能源。[2]由于核聚变还不可控，所以目前运营的核电站是利用核裂变获得能量的。[3]提供电源的太阳能帆板，消耗太阳能，产生电能，将太阳能能转化为电能。9．（2023·广东佛山·统考三模）如图甲所示，放在粗糙程度不变的水平地面上的物体，用方向不变的力F向右推物体，物体的运动速度随时间的变化关系如图丙所示，0～2s推力做功为J；2～4s物体受到的推力摩擦力（选填“等于”、“大于”或“小于”）；第5s时，推力的功率为W。

【答案】0大于8【详解】[1]由图乙的v﹣t图象可知，在0～2s内，物体运动的路程为零，根据可知，做的功为0。[2]由图乙的v﹣t图象可知，由5～6s物体处于匀速直线运动状态，物体受到的摩擦力与推力平衡可知滑动摩擦力为2N，当推力为3N时，物体做加速运动，此过程中压力不变，接触面的粗糙程度不变，摩擦力仍为2N，即推力大于摩擦力。[3]第5s时，推力是2N，速度为4m/s，则推力的功率10．（2023·广东广州·统考二模）如图是过山车在A、B、C、D点的动能和重力势能大小的示意图，过山车从A点到B点过程中，动能，重力势能。（两空选填“增大”、“不变”或“减小”）；A、D两点中，过山车在点时的机械能大。

【答案】增大减小A【详解】[1][2]由图1知，过山车从A点到B点过程中，动能增大，重力势能减小。[3]A点处动能和势能之和大于D点动能和势能的和，所以，过山车在A点时的机械能大。三、实验题11．（2023·广东阳江·统考二模）在“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，能将木块撞出一段距离，如图1所示。请回答问题：

（1）从同一高度由静止释放的目的是，该实验的目的是研究铁球的动能大小与的关系。若要探究物体的动能大小与速度的关系，应将同一铁球从（选填“相同”或“不同”）的高度由静止释放；（2）图2是高速公路的限速牌，但是对不同的车型限速却不一样，限制车速实际上是限制车的（选填“内能”或“动能”）。（3）如图3所示是“探究物体重力势能与哪些因素有关”的实验，其中，木桩起始位置高度相同，甲、乙、丙都由静止释放；①比较图3中A、B两木桩扎入沙坑的深度，可以得出结论：当物体的质量相同时，高度越高，物体的重力势能；②若图3中B、C两木桩扎入沙坑的深度相同，（选填“能”或“不能”）说明乙、丙的重力势能相同。【答案】使铁球到达水平面时的速度相等质量不同动能越大能【详解】（1）[1][2]实验中，保持铁球在斜面上的高度相同，是为了控制铁球到达下端时具有相同的速度，研究铁球的动能大小与质量的关系。[3]要探究物体的动能大小与速度的关系，应保持铁球的质量不变，改变铁球到达斜面底时的速度，所以应将同一铁球从斜面不同的高度由静止释放。（2）[4]图2中对不同的车型进行限速不同，原因是不同车型质量不同，要想使行驶过程中具有的动能相同，就要对不同质量的汽车限制不同的速度，限速可以起到减小事故发生时的危害。（3）①[5]图3的A、B两个木桩让质量相同的物体从不同高度落向打入沙坑中，通过木桩陷入沙中的深度来反映重力势能的大小，B木桩被打入的深度大，说明乙对木桩做功较多，可以得出结论：当物体的质量相同时，高度越高，物体的重力势能越大。②[6]若图3中B、C两物块质量不同，被举高度不同，但两木桩扎入沙坑的深度相同，物体对木桩做的功相同，所以能说明说明乙、丙的初始的重力势能相同。12．（2023·广东肇庆·统考二模）投掷实心球是盐城市中考体育选考项目之一。小明同学在选定该项目后思考：实心球投掷的远近跟什么因素有关呢？（1）这属于实验探究的环节，体育课上，小明同学观察了其他同学的投掷情况后，发现个子较高的同学明显要比个子较矮的同学投掷得更远一些，因此，她认为实心球抛出点的高度可能会影响投掷距离，经过思考，她提出了以下猜想：实心球投掷距离可能跟实心球的质量、抛出速度、抛出角度有关；（2）小明选取了质量为2kg的中考体育标准用球，在同一水平地面上进行了多次实验：①投掷实心球时，预摆一般是一至二次，预摆是为了增大球离手时的速度。实验数据如表：实验序号123456789抛出速度快速中速慢速快速中速慢速快速中速慢速抛出角度抛出距离②分析数据，可初步得出的结论是：同一实心球，在不变时，随着实心球抛出角度的增大，投掷的距离；实心球从抛出到落地的过程中，重力势能，动能；（3）根据以上实验，小明为了提高自己投掷实心球的成绩，他应选择度角，并以较大的投掷。

【答案】提出问题抛出速度先增大后减小先变大后变小先变小后变大45速度【详解】（1）[1]小明同学看到投掷实心球场景后，思考：实心球投掷的远近跟什么因素有关呢？这属于实验探究的提出问题环节。（2）[2][3]根据表格中数据可知，抛出角度和抛出速度都会影响抛出距离，同一实心球，抛出速度不变时，随着实心球抛出角度的增大，投掷的距离先增大后减小。[4][5]实心球从抛出到落地的过程中，质量不变，高度先变大后变小，重力势能先变大后变小，速度先变小后变大，动能先变小后变大。（3）[6][7]由表格中数据可知，抛出角度分别为或或时，抛出速度越大，抛出距离越大；抛出速度相同时，角抛出的距离最大。四、综合题13．（2023·广东汕头·校考三模）阅读短文，回答问题。光伏发电我国光伏发电总量位居世界第一、光伏发电使用的太阳能电池板是利用导体的光电效应将光能直接转化为电能。太阳能电池板输出的是直流电，不能够直接被居民使用，需用逆变器将直流电转换为交流电，用不完的电可以通过并网光伏发电系统输送到异地。与公共电网相连接的太阳能光伏发电系统称为并网光伏发电系统，其结构如图乙所示。该系统包括太阳能电池板阵列、DC/DC连接器、DC/AC逆变器、交流负载、变压器等部件。这种发电系统的灵活性在于，在日照较强时，光伏发电系统在给交流负载供电的同时将多余的电能送入电网；而当日照不足，即太阳能电池板阵列不能为负载提供足够电能时，又可从电网索取电能为负载供电。

（1）太阳能电池板是利用半导体的效应发电的半导体器件；工作时将能转化为电能；（2）太阳能电池板输出的是直流电，需要利用逆变器转换成频率为Hz的交流电才能被我国居民使用；（3）若太阳能电池的光电转化效率是12%，某地的年太阳辐射为，的太阳能电池板方阵每年转化生成电能J，合kW·h；（4）请用自己的话简单描述并网发电系统的灵活性：。【答案】光电太阳能503.6×10111×105见解析【详解】（1）[1][2]太阳能发电所使用的太阳能电池板，是利用半导体的光电效应将太阳能直接转化为电能。（2）[3]太阳能电池板输出的是直流电，根据图丙可知，需要利用逆变器转换成频率为（3）[4][5]500m2的太阳能电池板方阵每年转化生成电能为（4）[6]光伏并网发电系统的灵活性：既可以向电网输电，也可以向电网借电。14．（2023·广东韶关·校考一模）阅读下列短文，回答问题。发电玻璃助力冬奥会北京冬奥会及冬残奥会期间，在张家口冬奥村和国家跳台滑雪中心，矗立着5组冰墩墩、雪容融造型的高1.6米、宽1.2米的“碲化镉发电玻璃指引路牌”，白天它们是玻璃指示牌，晚上则用自己发的电来照明。普通的玻璃，涂抹4微米厚的碲化镉光电薄膜后，就变成可导电、可发电、可回收的半导体材料，从而完成光电转换和电能供应，真正实现“有光就有电”。相比其他同类型材料，碲化镉材料碳排放量更低、发电量更大。碲化镉的光谱响应和太阳光谱非常匹配，光吸收率高，约能吸收95%的阳光，适合于光电能量转换。在实际项目对比中，同样的装机容量，其总发电量高于同类产品8.8%。同时，碲化镉在炎热、潮湿环境中，发电性能优势明显。一块碲化镉发电玻璃只需要20克碲化镉，每年发电约270度，材料至少能用50年，而每生产1度电，碲化镉所排放的二氧化碳仅有11克，碲化镉发电玻璃反射率低、没有光污染，不仅可应用于大型太陌能地面电站，还可完全替代传统建筑材料应用于各种建筑物，用太阳能发电为建筑物提供清洁能源，达到节能减排的效果。（1）碲化镉发电玻璃指引路牌属于材料，发电时将能最终转化为电能；（2）一块碲化镉发电玻璃每年发电量可供一只“220V10W”的LED灯正常工作h，发电一年排放的二氧化碳总质量为g；（3）采用碲化镉发电玻璃发电的优点为。【答案】半导体太阳2.7×1042970节能减排【详解】（1）[1]由“普通的玻璃，涂抹4微米厚的碲化镉光电薄膜后，就变成可导电、可发电、可回收的半导体材料”可知，碲化镉发电玻璃指引路牌属于半导体材料。[2]碲化镉发电玻璃发电时，消耗太阳能，同时产生电能，所以是将太阳能最终转化为电能。（2）[3]一块碲化镉每年发电约270度，根据可知，每年发电量可供一只“220V10W”的LED灯正常工作时间[4]由题知，每生产1度电，碲化镉所排放的二氧化碳仅有11克，发电一年排放的二氧化碳总质量m=270kW·h×11g/kW·h=2970g（3）[5]碲化镉材料碳排放量更低，为建筑提供清洁能源，达到节能减排的效果。15．（2023·广东佛山·佛山市南海区南海执信中学校考三模）在常规化石能源非常紧缺的今天，核能受到越来越高度的重视，如今美国电力需求的21%是来自核电。核材料在原子反应堆中发生核反应产生大量的热能，冷却剂将这些热能带到热交换器将水变成水蒸气，水蒸气推动蒸汽轮机带动发电机发电，最终实现了核能到电能的转换。（1）在下面方框中填写核电站发电过程中能量的转化情况：①；②。（2）核能释放出的能量十分巨大，因为核燃料在核反应堆中发生了核（填“裂变”或“聚变”），核能属于（填“可再生”或“不可再生”）能源。（3）核电站的核废料具有性，若发生事故时，对环境会造成相当大的危害。（4）“能源和环境”是世界各国共同面临的问题，保护环境、节约能源要从我做起。写出一条节约能源的措施。【答案】内机械裂变不可再生放射人走灯灭【详解】（1）[1][2]核电站的基本原理：在核反应堆中，核能转化为水和水蒸气的内能，水蒸气推动蒸汽轮机旋转，内能转化为机械能，蒸汽轮机带动发电机发电，机械能转化为电能。（2）[3][4]核能释放出的能量十分巨大，因为核燃料在核反应堆中发生了核裂变，核能属于不可再生能源。（3）[5]核电站的核废料具有放射性。（4）[6]人走灯灭、不让用电器处于待机状态等都可以达到节约能源的目的。16．（2023·广东惠州·校考一模）阅读下列短文，回答问题。无人机无人机作为空中平台，以高分辨率高速摄像机、轻型光学相机、超声波传感器、激光扫描仪、红外夜视仪等设备获取信息，用计算机对图像信息进行处理，并按照一定精度要求制作成图像。无人机航拍影像具有高清晰、高现实性的优点，广泛应用在航拍，交通等领域。如图甲为某型号无人机，该无人机部分零件采用碳纤维材料制成，其部分参数如下：参数名称最大飞行半径/km最大巡航速度/km•h﹣1电池电压/V电池容量/mA•h电动机额定功率/W拍摄速度/帧•秒﹣1数据550342502011000电池容量＝放电电流×放电时间，例如，1mA•h是指以1mA的电流能连续工作1h。帧•秒-1是指每秒拍摄的画面数。

（1）人们是利用遥控器通过传输信息操控无人机的，其有效操控距离至少为km；（2）如图乙是无人机竖直向上运动的v﹣t图像，由图像可知，在0～5s内，无人机受到的升力（填“大于”“等于”或“小于”）重力；（3）摄像机拍照镜头可看作凸透镜，当摄像机向被拍摄的物体靠近时，物体所成实像的像距将变（选填“大”或“小”）。从摄像机中看到的像变模糊，为了仍能拍摄出清晰的像，可在摄像机镜头前加一个（选填“凸”或“凹”）透镜，使近距被拍摄的物体清晰成像；（4）小轿车在高速公路上限速120km/h，交警部门利用无人机进行高速公路通行情况的实时监测。一辆小轿车在通行0.5m的过程中，高速摄像机拍摄帧数为110帧，据此判断该监测的轿车速度是m/s，小轿车超速（选“是”或“否”）；（5）在220V电压下对该无人机进行充电，电池充满电时，储存的电能是W•h。【答案】5大于大凸50是8.5【详解】（1）[1]由图表中数据可知，最大飞行半径为5km，故有效操控距离至少为5km。（2）[2]分析图乙可知，由图像可知，在0～5s内，无人机做加速运动，则无人机处于非平衡状态，升力大于重力。（3）[3]摄像机成像时，成倒立缩小的实像，物距大于二倍焦距；摄像机向被拍摄的物体靠近时，物距变小，像距将变大（即像会远离镜头）。[4]近距离拍摄时，若像距不变，为能拍摄出清晰的像，应在摄像机镜头前加一个凸透镜，凸透镜可以使光线提前会聚而成清晰的像。（4）[5][6]高速摄像机拍摄1帧画面需要的时间高速摄像机拍摄帧数为110帧所需的时间小轿车的速度所以小轿车已经超速。（5）[7]蓄电池充足一次电可储存的能量W＝UIt＝UQ＝34V×250mA•h＝34V×0.25A•h＝8.5W•h17．（2023·广东东莞·统考二模）阅读下列短文，回答问题。“天宫号”空间站中国空间站又称“天宫号”空间站，是继国际空间站之后的又一个空间实验室系统，分为天和号核心舱、问天号实验舱及梦天号实验舱三段空间舱，整体呈T字构型，提供三个对接口，支持载人飞船、货运飞船及其他来访航天器的对接和停靠。天和核心舱居中，既是空间站的管理和控制中心，也是航天员生活的主要场所。中国空间站轨道高度为千米，绕地的飞行速度大约，每96分钟可绕地球转一圈，“天宫空间站”使用的是目前世界上最先进的柔性砷化钾太阳能电池翼，它不仅薄如蝉翼，还不受太空恶劣环境影响，光电转化率超过，空间站的供电能力达到100kW以上。2021年4月29日，搭载中国空间站天和核心舱的长征五号B遥二运载火箭，在我国文昌航天发射场点火升空，2022年7月24日，搭载问天实验舱的长征五号B遥三运载火箭，在中国文昌航天发射场点火发射，并于7月25日与天和核心舱成功对接。10月，中国空间站第2个实验舱段一一梦天实验舱发射，11月1号对接成功，至此空间站“T”字基本构型在轨组装完成。2022年12月2日晚，神舟十四号、神舟十五号航天员乘组进行在轨交接仪式，两个乘组移交了中国空间站的钥匙，6名航天员分别在确认书上签字，中国空间站正式开启长期有人驻留模式。

（1）“天宫空间站”从远地点运行到近地点的过程中，重力势能，动能（选填“变大”、“变小”或“不变”）；（2）北京飞控中心与“天宫空间站”之间通过传递音像信息和各种飞控指令；（3）太阳能属于（选填“可再生”或“不可再生”）能源，太阳能来自于太阳内的（选填“核裂变”或“核聚变”）；（4）空间站“T”字基本构型组装完成后，天宫号在轨飞行过程中，以天和号核心舱为参照物，问天号实验舱及梦天号实验舱的速度是m/s；（5）太阳能电池板能为天宫空间站提供电能。若太阳能电池板的总电功率为P，将光能转化为电能的效率为η，接收太阳光的面积为S，由此推测在时间t内，太阳能电池板每平方米面积上接收的太阳能E=（用P、η、S、t等已知量写出表达式）。【答案】变小变大电磁波可再生核聚变0【详解】（1）[1][2]“天宫空间站”从远地点运行到近地点的过程中，质量不变，高度减小，重力势能变小，由于机械能不变，所以动能变大。（2）[3]电磁波能够传递信息，北京飞控中心与“天宫空间站”之间通过电磁波传递音像信息和各种飞控指令。（3）[4]太阳能可以从自然界中源源不断的得到，因此它属于可再生能源。[5]由较轻的原子核聚合成较重的原子核时，会释放出巨大的能量，这是太阳内部每时每刻进行的核聚变反应。（4）[6]空间站“T”字基本构型组装完成后，天宫号在轨飞行过程中，以天和号核心舱为参照物，问天号实验舱及梦天号实验舱的位置没有变化，相对静止，其相对核心舱的速度是。（5）[7]时间t内太阳能电池板提供的电能为；时间t内每平方米太阳能电池板提供的电能为；将数据代入效率公式得因此在时间t内，太阳能电池板每平方米面积上接收的太阳能。18．（2023·广东广州·校考二模）如图1，M、N、H三个物体在F＝10N的拉力作用下分别沿力的方向运动，CD、EF段为粗糙不同的水平面；三个物体的重力GM＝20N、GN＝40N、GH＝35N，图2为三个物体运动过程中所对应的运动信息图像。

（1）求H在EF段运动通过的距离；（2）求F在AB段做的功和功率；（3）物体在CD段和EF段受到摩擦力分别为fCD、fEF，则fCDfEF（选填“大于”“等于”或“小于”）。【答案】12m150J5W等于【详解】（1）[1]由EF段图像可知，物体H在EF段运动的速度为0.6m/s，由可知，H在EF段运动通过的距离（2）[2]由AB段图像可知，物体M移动的距离sAB＝15m，F在AB段做的功[3]F在AB段做的功率（3）[4]由CD段和EF段图像可知物体在CD段和EF段做匀速直线运动，二力平衡条件可知，物体在CD段受到的摩擦力物体在EF段受到摩擦力故fCD等于fEF。19．（2023·广东佛山·统考三模）阅读短文，回答问题。白鹤滩水电站位于云南省巧家县和四川省宁南县交界处的金沙江干流之上，总装机容量1600万千瓦，居全球第二，预计今年7月1日前首批机组发电，2022年7月实现全部机组发电。建成后，白鹤滩水电站年均发电量可达6×1010千瓦时，在同等满足电力系统用电需求的情况下，水电站每年可节约标准煤约2×107吨，减少排放二氧