2022年科学中考真题分类汇编11：功和能（附真题解析）

2022

年科学中考真题分类汇编

11：功和能一、单选题1．现有甲、乙、丙三个质量不同的物体(m

甲>m

乙>m

丙)，在相等的恒力

F

作用下，分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离

s，如图所示。F

在三种情况下做的功分别为

W

甲、W

乙、W

丙，三者大小判断正确的是（ ）A．W甲>W乙>W丙 B．W

甲<W

乙<W

丙C．W甲=W乙=W丙 D．W

甲=W

乙<W

丙【答案】C【知识点】功的计算公式的应用【解析】【分析】根据

W=Fs

分析判断。【解答】根据题目描述可知，三个物体受到的拉力相等，在拉力的方向上运动的距离也相等，根据

W=Fs

可知，拉力对物体做的功相等，即

W

甲=W

乙=W

丙。故选

C。汽车开动和人的生命活动都需要能量，能量是各种运动的量度。给汽车开动和人的生命活动提供能量的两个过程如图所示，下列分析错误的是（ ）A．都通过剧烈的氧化反应释放出能量B．都将化学能转化为其他形式的能C．都参与自然界的碳循环和氧循环D．都遵循能量的转化和守恒定律【答案】A【知识点】能量的相互转化和转移；能量的转化与守恒定律；氧化反应【解析】【分析】（1）细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，氧化缓慢；燃烧是一种放热发光的化学反应，其反应放出能量较剧烈。（2）化学能通常可以转化为热能、光能、机械能、电能等。（3）碳循环和氧循环分别指的是氧元素在自然界的循环状态。动植物的呼

吸作用及人类活动中的燃烧都需要消耗氧气，产生二氧化碳。（4）能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其它物体，而能量的总量保持不变。【解答】A：组织细胞呼吸作用是缓慢氧化，A

错误。B：燃烧和呼吸作用都将化学能转化为其他形式的能，B

正确。C：含碳燃料的燃烧可将氧气转化为二氧化碳，呼吸作用将氧气转化为二氧化碳，因此两者都参与自然界的碳循环和氧循环，C

正确。D：所有的化学反应都遵循能量的转化和守恒定律，D

正确。故选

A。3．甲物体放在粗糙程度不变的水平地面上，在大小为

6

牛的水平推力

F

作用下，向右做速度为

5

米/秒的匀速直线运动，如图所示（忽略空气阻力）。下列叙述中，错误的是（ ）A．甲物体在竖直方向上受到重力和支持力的作用B．甲物体受到水平向左的摩擦力大小为

6

牛C．当

F

的大小为

6

牛时，做功的功率为

30

瓦D．当

F

的大小为

10

牛时，甲物体将做速度大于

5

米/秒的匀速直线运动【答案】D【知识点】平衡力的辨别；力与运动的关系；功率计算公式的应用【解析】【分析】（1）对甲物体进行受力分析即可；（2）根据二力平衡的知识判断；（3）根据

P=Fv

计算拉力的功率；（4）根据力与运动的关系判断。【解答】A.在竖直方向上，甲物体受到竖直向上的支持力和竖直向下的重力，二者相互平衡，故

A

正确不合题意；B.甲在水平方向做匀速直线运动，则它受到的拉力和摩擦力相互平衡，即二者大小相等，方向相反。因为推力为

6N，且方向向右，所以摩擦力为

6N，方向向左，故

B

正确不合题意；C.当推力为

6N

时，做功的功率

P=Fv=6N×5m/s=30W，故

C

正确不合题意；D.当推力为

10N

时，此时推力大于摩擦力，则甲物体应该做加速运动，故

D

错误符合题意。故选

D。白鹤滩水电站装机容量位列全球第二，年平均发电量达

624

亿千瓦时，这些能量来自大坝拦截的水所具有的（ ）A．机械能 B．内能 C．化学能 D．电能【答案】A【知识点】能量及其存在的不同形式【解析】【分析】根据能量转化的知识分析。【解答】大坝拦截流水，从而使水位升高，具有很大的重力势能。打开闸门时，水位下降，将重力势能转化为水的动能，从而推动水轮机旋转，再带动发电机将水的机械能转化为电能。故选

A。二、填空题5．如图所示为蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端系在运动员双脚上，另一端固定在跳台

O

点。运动员由静止开始自由下落，A

点处弹性绳正好处于原长；B

点处运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等；C

点处是蹦极运动员到达的最低点。（整个过程忽略空气阻力，弹性绳的自弹性绳重不计)（1）从

O点到

A点的过程中，运动员的机械能

（选填“增大”、“减小”、“不变”或“先增大后减小”)。（2）从

A点到

C点的过程中，弹性绳的弹性势能

（选填“增大”、“减小”、“不变”或“先增大后减小”，下同)：运动员的动能

。【答案】（1）不（2）增大；先增大后减小【知识点】力与运动的关系；动能和势能的大小变化【解析】【分析】（1）注意分析机械能是否转换为弹性绳的弹性势能即可；（2）物体的弹性势能与它发生弹性形变的程度大小有关。根据力与运动的关系分析运动员的速度改变，从而确定动能的变化。【解答】（1）从

O

点到

A

点的过程中，弹性绳没有被拉长，则这个过程中运动员的机械能没有转换为弹性势能，因此机械能不变。（2）A

点时绳子等于原长，A

点后，运动员开始受到向上的弹力，但是弹力小于重力，即合力向下，此时向下做加速运动。随着弹力的增大，当到达

B

点弹力和重力相等时，合力为零，此时加速停止，即此时速度最大。从

B

到

C，弹力大于重力，合力向上，运动员做减速运动，因此整个过程运动员的速度先增大后减小，则动能先增大后减小。6．铝箔轻巧，导电性好，能做许多科学实验。实验

1：“铝箔小火箭”将铝箔卷成简状，上端封闭并装人一截火柴头，下端开口并装上尾翼，制成小火箭。将小火箭套在发射架上，加热其上端，如图甲所示。稍后小火箭就会射到空中。（1）小火箭与发射架不能套得太紧，否则会因

力太大，难以起飞。（2）火柴头燃尽后，空中的小火箭还能继续上升，这是因为小火箭具有

。（3）实验

2：“铝箔秋千”折一个

U

形铝箔框，其两端通过回形针与干电池两端相连，置于磁铁上方，如图乙所示。通电时，铝箔框就会朝一个方向摆动。通电摆动时，电能转化为

能和内能。（4）若要改变铝箔框通电时的摆动方向，请写出一种方法：

。【答案】（1）摩擦（2）惯性（3）机械（4）调换干电池的正负极(或“调换磁铁的磁极”)【知识点】惯性；影响摩擦力大小的因素；通电导体在磁场中的受力方向的判断；能量及其存在的不同形式【解析】【分析】（1）滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关；（2）物体保持运动状态不变的性质叫惯性；（3）根据能量转化的知识解答；（4）通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关。【解答】（1）小火箭与发射架不能套得太紧，即发射架对火箭的压力太大，那么会产生较大的摩擦力，造成火箭难以起飞。（2）火柴头燃尽后，空中的小火箭还能继续上升，这是因为小火箭具有惯性。（3）通电摆动时，线圈具有机械能，即将电能转化为机械能。（4）要改变铝箔框通电时的摆动方向，方法：①改变电流方向，即调换干电池的正负极；②改变磁场方向，即调换磁铁的磁极。7．你一定剪过指甲吧！为什么指甲被剪断之后不是原地掉下来，而是“飞”出去？原来，指甲受到指甲钳的挤压，改变了

，当指甲被指甲钳剪断后，指甲的

转化为指甲的动能，让指甲“飞”出去。【答案】形状；弹性势能【知识点】力的作用效果；动能和势能的概念【解析】【分析】①力的作用效果：①改变物体形状；②改变物体的运动状态；②物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能，据此分析解答。【解答】原来指甲受到指甲钳的挤压，改变了形状，从而产生弹性势能。当指甲被指甲钳剪断后，指甲的弹性势能转化为指甲的动能，让指甲“飞”出去。8． 1964

年

10

月

16

日，我国第一颗原子弹爆炸成功!2003

年

10

月

16

日，我国首次载人航天飞行圆满成功!2021

年

10

月

16

日，神舟十三号发射圆满成功!为此，人民日报发了一条微博——“跨越时空的同一天”。（1）如图是地球公转示意图。10月

16日，地球位于图中

(填字母)点附近。（2）核能的释放有重核裂变和轻核聚变两种途径，其中原子弹爆炸时核能是通过

的途径释放。【答案】（1）C（2）重核裂变【知识点】核裂变与核聚变；地球公转【解析】【分析】从地球公转示意图可以看出，当地球位于

B

位置时，太阳直射在北回归线，为北半球的夏至日，日期是

6

月

22

日前后；当地球位于

C

位置时，太阳光直射的纬线是赤道，为北半球的秋分日，日期是

9月

23

日前后；当地球位于

D

位置时，太阳光直射的纬线是南回归线，为北半球的冬至日，日期是

12

月

22

日前后；当地球位于

A

位置时，太阳光直射的纬线是赤道，为北半球的春分日，日期是

3

月

21

日前后；【解答】(1)10

月

16

日处于

9

月

23

日和

12

月

22

日之间，且靠近

9

月

23

日，故

10

月

16

日，地球位于图中C

点附近。(2)核能的释放有重核裂变和轻核聚变两种途径，其中原子弹爆炸时核能是通过重核裂变的途径释放。9．单位质量的气体物质，在体积不变的条件下温度升高

1℃所吸收的热量称为该气体的定容比热，已知氦气的定容比热为

3100J/(kg.C)。如图所示，质量为

0.02kg

的氦气被密封在圆柱形气缸内，气缸内氦气气压与外界大气压相同。用力把活塞

AB固定，当氦气的温度从

20℃升高到

30℃时，氦气吸收的热量是

J。撤去力，氦气推动活塞做功，这一过程的能量转化形式与四冲程汽油机的

冲程相同。【答案】620；做功【知识点】热量的计算；热机【解析】【分析】（1）根据

Q=cm△t

计算氦气吸收的热量；（2）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，据此分析解答。【解答】（1）氦气吸收的热量：Q=cm△t=3100J/(kg.℃）×0.02kg×（30℃-20℃）=620J。（2）撤去外力，氦气推动活塞做功，将内能转化为活塞的机械能，这与四冲程内燃机的做功冲程相同。10．科学中普遍存在着“系统与模型”。（1）内燃机可看作一个动力系统，工作时将化学能转化为内能，内能再转化为

。（2）人体可看作一个生命系统，时刻进行着物质和能量的转换；处于生长发育期的青少年，同化作用强度大于

作用。（3）建立模型是解决系统问题的常用方法。如图甲为

50

毫升溶质质量分数为

10%的蔗糖溶液模型，其中5

个“○”代表所有的蔗分子。往该溶液中加水使其溶质质量分数稀释为

5％，稀释后溶液密度变小。在答题纸图乙中，补充完成稀释后的蔗糖溶液模型（要求画出液面和蔗糖分子分布)。【答案】（1）机械能（2）异化（3）答题要点：①液面超过

100mL；②溶质分子间距变大，分子均匀分布【知识点】代谢的多样性；能量的相互转化和转移；一定溶质质量分数的溶液的配制【解析】【分析】1.内燃机，是一种动力机械，它是通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。2.同化作用，是指生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成自身的组成物质或能量储存的过程。异化作用是指机体将来自环境的或细胞自己储存的有机营养物的分子（如糖类、脂类、蛋白质等），通过一步步反应降解成较小的、简单的终产物（如二氧化碳、乳酸、乙醇等）的过程。【解答】(1)内燃机可看作一个动力系统，工作时将化学能转化为内能，内能再转化为机械能。(2)处于生长发育期的青少年，正是长身体的时候，故同化作用强度大于异化作用。(3)往该溶液中加水使其溶质质量分数稀释为

5％，稀释后溶液密度变小。根据分析可知①液面超过

100mL；②溶质分子间距变大，分子均匀分布。故补充完成稀释后的蔗糖溶液模型：11．如图是小明在做俯卧撑和引体向上的锻炼场景。（1）图甲中小明静止时地面对双手的支持力为

F1，图乙中小明静止悬挂在单杠上时，单杠对他的作用力为F2，则

F1

F2（选填“大于”“小于”“等于”）。（2）重为

600牛的小明按图乙做一个引体向上，需克服自身重力做功约为

焦。（3）运动时，人体产热增加，散热也加快，使体温维持稳定。写出此时散热的一种方式：

。【答案】（1）小于（2）420（3）汗液蒸发散热（或皮肤直接散热）【知识点】体温的控制；力的作用是相互的；功的计算公式的应用【解析】【分析】1.根据受力分析进行解答。2.根据功的公式

W=Fs

进行计算分析。3.散热方式：辐射、传导、对流等直接散热，散热的多少取决于皮肤和环境之间的温差。【解答】(1)图甲中小明静止时地面对双手的支持力为

F1，由于还有脚接触地面，故

F1

小于重力，图乙中小明静止悬挂在单杠上时，单杠对他的作用力为

F2

等于重力，故

F1

小于

F2

。(2)需克服自身重力做功W

=

Fs

=

600N×0.7m

=420N(3)运动时，人体产热增加，散热也加快，使体温维持稳定。散热的一种方式：汗液蒸发散热（或皮肤直接散热）。12．长度均为

20

厘米的相同均质木块

A、B

平放在水平桌面上，从图示位置开始推木块。当

F

为

3

牛时，木块静止；当

F

为

6

牛时，木块

A、B

开始沿桌面做匀速直线运动，2

秒后木块

A

掉落：继续推木块

B

使其仍做匀速直线运动直到掉落。（1）推力为

3牛时，AB整体受到摩擦力为

牛。（2）木块

A在桌面上匀速运动的速度大小为

米/秒。（3）从开始推动到木块

B掉落的过程中，推力共做功

焦。【答案】（1）3（2）0.05（3）1.2【知识点】速度公式及其应用；二力平衡的条件及其应用；功的计算公式的应用【解析】【分析】（1）根据二力平衡的知识计算出

AB

整体受到的摩擦力；当木块

A

的重心到达桌面边缘以外时，A

会从桌面上掉落，据此确定木块

A

移动的距离，然后根据公式𝑣=

𝑠𝑡计算速度；推力做的功

W

分为两部分，一部分是木块

A

掉落前做的功，另外一部分是从

A

掉落到

B

掉落这段路程做的功；分别找到对应的力和移动距离，就可计算相应的功。【解答】（1）推力为

3N

时，木块静止，则摩擦力和推力是一对平衡力。根据二力平衡条件可知，摩擦力f=F=3N；（2）当木块

A

一半体积离开桌面时，木块

A

就会掉落，此时移动的距离𝑠

=20𝑐𝑚2=10𝑐𝑚=

0.1𝑚；𝑠木块

A

在桌面上匀速运动的速度𝑣

=

𝑡

=0.1𝑚2𝑠=

0.05𝑚/𝑠；（3）木块

A

掉落前做的功

W1=F1s=6N×0.1m=0.6J；当木块

B

一半体积离开桌面时，木块

B

就会掉落，从

A

掉落到

B

掉落，一共移动距离

s′=0.1m+0.1m=0.2m；这段路程中，压力大小变成了之前的一半，摩擦力变为原来的一半，1所以推力𝐹2

=

𝐹1

=

3𝑁；2这段路程做功

W2=F2s′=3N×0.2m=0.6J；从开始推动到木块

B掉落的过程中，推力做的功：W=W1+W2=0.6J+0.6J=1.2J。13．跳台滑雪是冬奥会比赛项目之一。（1）北京冬奥会上某运动员在跳台滑雪比赛时的运动轨迹如图所示，该运动员沿跳台从

A

点到

B

点的下滑过程中，重力势能大小的变化是

；（2）跳台采用的人造雪可循环利用，体现绿色奥运理念。造雪时不断吸入水，喷出粉状雪，该造雪过程中水发生的主要物态变化是

。【答案】（1）变小（2）凝固【知识点】凝固与凝固现象；势能的影响因素【解析】【分析】（1）重力势能与质量和高度有关；（2）确定物质的初始态和终末态，从而确定物态变化的名称。【解答】（1）根据图片可知，从

A

到

B

的过程中，运动员的质量不变，高度减小，因此它的重力势能减小；（2）造雪时，水由液态变成固态，因此发生凝固现象。14． 2022

年

3

月，我国最大推力的氢氧发动机在北京完成首次试车。氢氧发动机为火箭腾飞提供“硬核”动力，结构简图如图。（1）为便于运输和储存，通常采用降温和压缩体积的方式将氢气和氧气

(填物态变化名称)后分别储存于火箭的液氢贮箱和液氧贮箱。（2）燃料燃烧产生的高温高压气体，使发动机对火箭持续做功，直至上升到特定轨道，该过程中能量的转化是

。【答案】（1）液化（2）化学能→内能→机械能(或化学能→机械能)【知识点】液化及液化现象；能量的相互转化和转移【解析】【分析】（1）确定物质的初始态和终末态，从而确定物态变化的名称；（2）根据能量转化的知识解答。【解答】（1）氢气和氧气原来为气态，后来变成液态，这个过程叫液化。（2）燃料具有化学能，通过燃烧的方式将化学能转化为内能。燃烧生成的高温高压的燃气推动火箭运动，将内能转化为火箭的机械能。三、实验探究题15．在“研究动能大小与速度关系”实验中，小敏利用图甲中的装置进行研究，在水平面铺上材料

A

制成的粗糙平板，同一小球从斜面不同高度静止释放，运动一段距离后停止，位置如图。（1）根据图甲实验结果，可得出的结论是：质量相同时，物体的速度越大，

。（2）图乙中，水平面铺上不同材料的平板，其中材料

A、B、C

粗糙程度依次减小。小敏先后三次将同一小球从同一高度静止释放，刚到底部时用频闪相机（间隔相同时间自动拍摄）开始记录小球在平板上的位置情况，请在材料

C

平板上画出第

2、3

次频闪相机拍摄到小球的大致位置。（3）小敏调节图甲中的平板呈不同角度，重现伽利略斜面实验。不考虑底部转折处的能量损失，下列最符合实际的现象是

。【答案】（1）具有的动能越大（2）（3）B【知识点】动能的影响因素【解析】【分析】（1）小球在水平面上受到的摩擦力相同，根据

W=fs

可知，它运动的距离越远，克服摩擦做功越多，因此具有的动能越大。（2）接触面越光滑，受到的阻力越小，速度减小的越少，运动的距离越大；（3）由于存在摩擦力，小球滑动后会有能量损失，不会达到一开始静止时候的高度。【解答】（1）根据图甲实验结果，可得出的结论是：质量相同时，物体的速度越大，具有的动能越大。（2）材料越光滑，移动速度越快，所以材料

C

中小球速度最快，则相同时间内运动的距离越远，大致位置如图；；（3）小敏调节图甲中的平板呈不同角度，重现伽利略斜面实验。不考虑底部转折处的能量损失，材料

A

制成的粗糙平板，由于摩擦力做功，部分能量转化为为内能，达不到一开始静止位置的高度，故

A、C

错误，B

正确。故选

B。四、解答题南极地区以陆地为主，平均海拔高度

2350

米左右，是世界上平均海拔高度最高的大洲；北极地区以海洋为主。同为地球的两极，南极的最低气温比北极低，原因是：请从海陆性质和地形等角度进行分析

。南极冰川众多，白色的冰雪

（选填“反射”或“吸收”）更多的太阳光。【答案】（1）沙石比热容比水小，降温比水快，且对流层内海拔越高，气温越低（2）反射【知识点】比热容【解析】【分析】（1）根据

Q=cm△t

可知，不同的物质吸收相同的热量时，比热容越小，温度的变化量越大，据此结合气温和海拔高度的关系分析解答。（2）不透明体的颜色由它反射的色光决定，黑色物体吸收所有色光，白色物体反射所有色光。【解答】（1）从海陆性质和地形等角度进行分析：沙石比热容比水小，降温比水快，且对流层内海拔越高，气温越低。（2）南极冰川众多，白色的冰雪反射更多的太阳光。17．电动汽车正在走进千家万户。高速公路上有一平直路段

AB，相距

5km，一辆电动汽车从

A

地匀速运动到B

地用时

0.05h，这一行程中电动汽车的平均能耗为

0.22kW·h/km。（1）从

A地到

B地，电动汽车的速度为

km/h。（2）从

A地到

B地，电动汽车消耗的电能为

kW·h。（3）不同能源的单位能耗的碳排放量不同，其中电能的

CO2

排放系数为：1.00kg/kW·h(消耗

1kW·h

的电能相当于排放

1.00kg

的

CO2)。求汽车从

A地到

B地消耗的电能相当于排放多少千克的碳元素?（4）从

A

地到

B

地的行程中，电动汽车消耗电能的

75%用于驱动车轮推动汽车前进，求汽车受到的阻力大小。【答案】（1）100（2）1.1（3）因这一行程消耗总电能为

1.1kW·h，根据电能的

CO2

排放系数可知这一行程中，排放

CO2

质量为：m=1.00kg/kW·h×1.1kW·h=1.1kg排放碳元素质量：m

碳=𝑚

×

𝐶

=1.1𝑘𝑔×

12

=0.3𝑘𝑔𝐶𝑂2 44答：汽车从

A

地到

B

地消耗的电能相当于排放

0.3

千克的碳元素。（4）这一行程中，电动汽车牵引力做功：W=1.1kW·h×

75%=0.825

kW·h由于电动汽车匀速直线运动，故阻力

f

为：

𝑓

=

𝐹牵=

𝑊

=

0.825

×

3.6

×

106𝐽

=594𝑁𝑠 5×

103𝑚答：汽车受到的阻力为

594N。【知识点】速度公式及其应用；功的计算公式的应用；有关化学式的计算和推断𝑠【解析】【分析】（1）根据公式𝑣

=𝑡计算出电动机行驶的速度；（2）将平均能耗与行驶里程相乘得到电动机消耗的电能；（3）用二氧化碳的排放系数×消耗的电能计算出排放二氧化碳的质量，再用二氧化碳的质量×碳元素的质量分数得到排放碳元素的质量。𝑠（4）首先用电动汽车消耗的电能×75%计算出驱动汽车的能量，再根据公式𝑓

=

𝐹

=

𝑊计算汽车受到的阻力。𝑡0.05ℎ【解答】（1）从

A

地到

B

地，电动汽车的速度为：𝑣

=

𝑠

=

5𝑘𝑚

=100𝑘𝑚/ℎ；（2）从

A

地到

B

地，电动汽车消耗的电能为：W=0.22kW·h/km×5km=1.1kW·h。18．在北京冬奥会上，中国运动员苏翊鸣勇夺单板滑雪大跳台金牌。（1）滑雪板底面越宽大，对雪地的压强

。（2）若滑雪板与雪地总接触面积为

0.4

米，苏翊鸣和滑雪板的总质量为

72

千克，当他穿着滑雪板站立在水平雪地上时，对雪地的压强为多大？（3）图甲是他在决赛中的完美飞行轨迹，AB

是飞跃跳台的上升阶段，BC

是下落阶段。请在图乙中画出他在飞行过程中速度随时间变化的大致曲线图，（为

A

点的速度，不计空气阻力）【答案】（1）越小（2）解：F=G=mg=72

千克×10

牛/千克=720

牛𝐹𝑃= =720

牛𝑆 0.4米2=1800

帕（3）【知识点】增大或减小压强的方法；压强的大小及其计算；动能和势能的大小变化【解析】【分析】（1）减小压强的方法：①减小压力；②增大受力面积；（2）首先根据

F=G=mg

计算出运动员对雪地的压力，再根据

𝑃

=

𝐹

计算出它对雪地的压强。𝑆（3）根据动能和势能的相互转化，确定动能的变化，进而确定运动速度的变化。【解答】（1）滑雪板底面越宽大，则与雪地的接触面积越大，那么对雪地的压强越小。（3）在上升阶段，高度增大，重力势能增大，即将动能转化为重力势能，那么动能减小，速度减小。当到达最高点时，它的速度最小。在下降阶段，高度减小，重力势能减小，即将重力势能转化为动能，那么动能增大，速度增大。由于开始运动时运动员就有动能，因此下落到最低点时动能会大于开始时的动能，即此时的速度大于开始时的速度，如下图所示：19．太阳能将成为全球未来供电的主要能源。某学校开展了“制作太阳能动力小车”的项目活动。小科制作的小车已经完成测定的参数如下：小车的质量为

100g，车长

8cm、宽

6.5cm、高

3cm，轮胎与地面的总接触面积为2cm2。完成下列问题：（1）小车静止在水平地面时，对地面的压强为多少？（2）某次测试中，小车在阳光照射下行驶

40

米用时

1

分

20

秒，该次测试中小车的速度为多少？（3）测试中，小车以最快速度

0.8m/s

在水平地面上匀速直线行驶，若受到的阻力为重力的

0.1

倍，此时小车的功率为多少瓦？【答案】（1）解：G=mg=0.1kg×10N/kg=1NP=𝐹

=

𝐺

=

1𝑁 =5000Pa𝑆 𝑆 2×

10−4𝑚2（2）解：1

分

20

秒=80

秒𝑡80𝑠v=𝑠

=

40𝑚=0.5m/s（3）解：f=0.1G=0.1×1N=0.1N物体匀速直线运动时，F=f=0.1NP=Fv=0.1N×0.8m/s=0.08w【知识点】速度公式及其应用；压强的大小及其计算；功率计算公式的应用𝑆【解析】【分析】（1）首先根据

F=G=mg

计算出小车对地面的压力，再根据公式𝑝

=

𝐹计算出小车对地面的压强；𝑠（2）根据公式𝑣

=𝑡计算出小车的速度；（3）首先根据

f=0.1G

计算出小车受到的阻力，再根据二力平衡的知识计算出小车受到的牵引力，最后根据P=Fv计算小车的功率。20．如图是广泛应用于建筑的强夯机使用时夯锤从高处下落撞击地面，从而起到夯实地基的作用。(g

取10N/kg)（1）如图所示，a是

滑轮。（2）为确保安全，应考虑钢绳的承受力。若强夯机使用了质量为

4×104

千克的夯锤，则钢绳能承受的拉力至少多大?

(不计滑轮、钢绳自重及摩擦)（3）夯实地基所需能量来自于夯锤的重力势能。若质量为

4×104

千克的夯锤，从

10

米高处下落至地面，重力做了多少功?【答案】（1）动2（2）解：G=mg=4×104kg×10N/kg=4×105N，F=

1

G=2×105N答：钢绳能承受的拉力至少为

2×105

牛（3）解：W=Fs=Gh=4×105N×10m=4×106J答：重力做了

4×106

焦的功。【知识点】功的计算公式的应用；动滑轮及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算【解析】【分析】（1）根据滑轮能否跟随物体一起移动分析解答；2（2）首先根据

G=mg

计算出夯锤的重力，再根据动滑轮的特点𝐹

=

1

计算钢绳受到的拉力。𝐺（3）根据

W=Gh

计算出重力做的功。【解答】（1）根据图片可知，滑轮

a

与夯锤连接在一起，跟随夯锤一起向下运动，应该为动滑轮。21．萤石是我市的优势矿产资源，也是我国“战略性矿物”。为探讨萤石的形成、开采，浮选等跨学科问题，兴趣小组对某萤石矿区开展项目化研究。[萤石形成]岩浆冷却过程中从岩浆分离出含氟离子的气水热液，在热液沿裂隙上升时，氟离子与周围岩石中的钙离子结合成氟化钙冷却结晶后形成矿物晶体颗粒即萤石，它通常存在于花岗岩等岩石内。（1）萤石矿属于

(填“岩浆岩”、“沉积岩”或“变质岩")。8.58g÷10g×100%=85.8%（2）[萤石开采]萤石开采过程中，通常用乳化炸药装入凿好的岩壁小孔，将岩石炸成碎块，再将岩石碎块答：样品中氟化钙的质量分数为

85.8%.装入车厢运出矿洞。乳化炸药将岩石炸成碎块的过程中，化学能转化成

。（5）B（3）[萤石浮选]蛋石矿开采后，将矿石破碎，研磨成矿粉，加水调成矿浆，往矿浆中添加捕收剂等药剂进【知识点】能量的相互转化和转移；根据化学反应方程式的计算；岩石的类型；能源合理利用与可持续发展行浮选，使目标矿粉粘附在泡沫上浮至水面，得到纯度较高的精矿。如图是

pH值、捕收剂种类对浮选回收率【解析】【分析】1.岩石可分为岩浆岩、沉积岩、变质岩三类。岩浆岩指的是地球内部熔融物质在不同地质条影响的图像。为获得高浮选回收率，浮选时的最佳条件是

。件下冷凝固成的岩石，沉积岩指的是风化物质、火山碎屑、有机物等物质经过搬运、沉积、成岩等作用形成的层状岩石。（4）[纯度测定]萤石的主要成分为氟化钙(CaF2)。已知：CaF2+H2SO4(浓)=CaSO4+2HF↑为测定精矿样品中氟化钙的含量，该小组称取

10

克样品和浓硫酸充分反应，生成的气体全部被碱性溶液吸收，测得碱性溶液增重

4.4

克，计算样品中氟化钙的质量分数。（5）[项目评估]萤石是我市优势矿产资源，但对萤石开采项目一直有不同观点。请选出你认同的一种观点

(填字母)。A．我市应该立足资源优势，大力发展萤石开采项目B．在勘探技术和环境监测到位的情况下，可以发展萤石开采项目C．萤石开采项目会引发地表沉陷，诱发地质灾害，应禁止萤石开采项目【答案】（1）岩浆岩（2）机械能（3）选择捕收剂

A

及

pH

为

8.5

左右（4）设样品中

CaF2

的质量为

xCaF2+H2SO4(浓)𝛥__CaSO4+2HF7840x4.4g78 40=𝑥 4.4𝑔解得：x=8.58g2.根据能量的转化形式解答。3.根据图中数据分析解答。4.根据化学反应方程式分析解答。5.根据资源与环境的关系解答。【解答】(1)根据题干描述，萤石矿属于岩浆岩。(2)乳化炸药将岩石炸成碎块的过程中，化学能转化成机械能。(3)从图中观察到，在

pH

为

8.5

时，捕收剂

A

的浮选回收率最高，因此为获得高浮选回收率，浮选时的最佳条件是选择捕收剂

A

及

pH

为

8.5

左右。(5)萤石是现代氟化工的重要矿物原料，主要应用于新能源、新材料等战略性新兴产业，以及冶金、化工、建材、光学工业等传统领域。所以中国目前开采的萤石矿大多具有有害杂质少、易采选等特点。所以在勘探技术和环境监测到位的情况下，可以发展萤石开采项目。但是萤石形成自火山岩浆的残余物，是不可再生的稀缺性资源之一，所以开采需要湿适度。故选

B。22．如图甲是清代的手持消防水枪，它在消防灭火中发挥过一定作用，其部分结构如图乙：枪身由内外两个套简组成，外简底部是进水口，内简顶端是喷水口、底部有活塞。使用时将进水口浸没在水中，先向上提内筒吸水，再向下压内筒喷水，如此反复。（1）[原理分析]使用消防水枪吸水时，主要是利用了

。（2）[方案设计]如图丙和丁是小丽设计的消防水枪进水口的两种结构，合理的是

。（3）[尝试实践]为了解消防水枪的使用效果，小丽和小科仿制了消防水枪并进行演示，用

30

秒将

20

千克水喷到

15

米高处，求他们对水做功的功率。【答案】（1）大气压（2）丙（3）解：G=mg=20kg×10N/kg=200NW=Gh=200N×15m=3000JP= =𝑡𝑊

3000𝐽

30𝑠=100W答：他们对水做功的功率为

100W【知识点】大气压强的存在；功率计算公式的应用【解析】【分析】（1）根据大气压强的知识解答；（2）根据气压的变化确定阀门的开启方向，然后分析此时是否能够进水或排水即可。（3）首先根据

W=Gh

计算对水做功，然后根据𝑃

=

𝑊计算做功的功率。𝑡【解答】（1）使用消防水枪吸水时，主要是利用了大气压。（2）在图丙中，当活塞向上移动时，上面的气压减小，阀门向上开启，在外界大气压强的作用下，水流入桶内，完成吸水过程；在图丁中，当活塞向上移动时，上面的气压减小，阀门不能向上开启，水不能流入筒内。故选丙。五、综合说理题23．汽车在给人们的出行带来便利的同时，也带来了能源消耗、尾气污染等问题，材料一；如图是一辆小汽车行驶时的能耗分配图。汽油在汽缸内完全燃烧时放出的能量，大约只有

13%用于驱动汽车前进，而