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專題10 功和功率的計(jì)算 能量轉(zhuǎn)化與守恒
1.夯實(shí)基礎(chǔ)知識:考生需要對功和功率的基本概念、公式和原理進(jìn)行深入理解，確保能夠熟練掌握。
2.提高知識運(yùn)用能力:充分理解功是能量轉(zhuǎn)化的量度來分析非恒力做功問題。在解題過程中，要注意分析物理過程，選擇正確的公式進(jìn)行計(jì)算。
★重難點(diǎn)01： 功和功率計(jì)算
一、功
（一）功的含義
物體受到力的作用，并且在這個(gè)力的方向上通過一段距離，我們就說這個(gè)力對物體做了功。力做功也常說成物體做功，如人的推力對小車做功，也可以說成人對小車做功。
（二）做功的兩個(gè)必要因素
做功包括兩個(gè)必要因素：一是作用在物體上的力；二是物體在力的方向上通過一段距離。
(1)力對物體不做功的三種情況
①有距離無力：物體沒有受到力的作用，但由于慣性通過一段距離；
②有力無距離：有力作用在物體上，但物體沒動，即物體沒有通過一段距離；
③力與距離垂直：物體受到了力的作用，也通過了一段距離，但通過的距離與力的方向垂直。
(2)物體在力的方向上通過一段距離是指力與距離具有同向性、同體性和同時(shí)性。
（三）功的計(jì)算
功有大小，科學(xué)上規(guī)定：功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。即功=力x距離。如果用F表示力，s表示物體在力的方向上通過的距離，W表示功，則功的計(jì)算公式為W=Fs。
【重要提醒】
功和能的區(qū)別與聯(lián)系：功和能是兩個(gè)不同性質(zhì)的量，功是過程量，它對應(yīng)的是一段時(shí)間和一段過程；能是狀態(tài)量，它對應(yīng)的是一個(gè)時(shí)刻和一個(gè)狀態(tài)。但功和能這兩個(gè)量又是密切相關(guān)的，首先，能是物體做功的本領(lǐng)，如果一個(gè)物體具有做功的本領(lǐng)，我們就說它具有能；其次，功是能量轉(zhuǎn)化的量度，即在一個(gè)過程中，能量究竟轉(zhuǎn)化了多少，可以用相應(yīng)的功量度出來。
二、功率
（一）功率
(1)定義：單位時(shí)間里完成的功叫做功率。
(2)意義：反映做功快慢的量(即表示能量轉(zhuǎn)化快慢的量)。
(3)符號： P
(4)功率的公式：由功率的定義知，功率=功/時(shí)間，如果用P表示功率，W表示功，t表示時(shí)間，則功率的公式可表示為P=W/t
(5)功率的單位
在國際單位制中，功率的單位是瓦特，簡稱瓦，符號為W。1瓦=1焦/秒。在實(shí)際應(yīng)用中還常用千瓦( kW )、兆瓦( MW )作為功率的單位。1千瓦=1000瓦，1兆瓦=106瓦。
【能力拓展】
①當(dāng)物體在力F的作用下，以速度v做勻速直線運(yùn)動時(shí)(力F與速度v同方向)，由W=Fs、v= s/t，得出P=Fv，即功率等于力與力的方向上運(yùn)動速度的乘積。利用P=Fv可以知道：拖拉機(jī)在上坡時(shí)，當(dāng)功率一定時(shí)，通過換擋減小速度是為了增大牽引力，這樣有利于上坡。
②應(yīng)用公式P=W/t時(shí)一定要注意三個(gè)量的對應(yīng)關(guān)系，功W一定是在對應(yīng)的時(shí)間t內(nèi)完成的功，這樣算出的功率才是時(shí)間t內(nèi)的功率，不同的時(shí)間內(nèi)對應(yīng)的功率一般來說是不同的，功率越大，反映了完成功的“速度”越大，但并不代表做功一定多。功率的公式P=W/t是指平均功率，即在t時(shí)間內(nèi)的平均功率，而不是某一時(shí)刻的瞬間功率。
1．（2022·杭州）現(xiàn)有甲、乙、丙三個(gè)質(zhì)量不同的物體(m甲>m乙>m丙)，在相等的恒力F作用下，分別在水平方向、沿斜面向上、豎直方向通過了相等的距離s，如圖所示。F在三種情況下做的功分別為W甲、W乙、W丙，三者大小判斷正確的是（　　）
A．W甲>W乙>W丙 B．W甲C．W甲=W乙=W丙 D．W甲=W乙【答案】C
【知識點(diǎn)】功的計(jì)算公式的應(yīng)用
【解析】【分析】根據(jù)W=Fs分析判斷。
【解答】根據(jù)題目描述可知，三個(gè)物體受到的拉力相等，在拉力的方向上運(yùn)動的距離也相等，根據(jù)W=Fs可知，拉力對物體做的功相等，即W甲=W乙=W丙。
故選C。
2．（2022·金華）太陽能將成為全球未來供電的主要能源。某學(xué)校開展了“制作太陽能動力小車”的項(xiàng)目活動。小科制作的小車已經(jīng)完成測定的參數(shù)如下：小車的質(zhì)量為100g，車長8cm、寬6.5cm、高3cm，輪胎與地面的總接觸面積為2cm2。完成下列問題：
（1）小車靜止在水平地面時(shí)，對地面的壓強(qiáng)為多少？
（2）某次測試中，小車在陽光照射下行駛40米用時(shí)1分20秒，該次測試中小車的速度為多少？
（3）測試中，小車以最快速度0.8m/s在水平地面上勻速直線行駛，若受到的阻力為重力的0.1倍，此時(shí)小車的功率為多少瓦？
【答案】（1）解：G=mg=0.1kg×10N/kg=1N
P= =5000Pa
（2）解：1分20秒=80秒
v==0.5m/s
（3）解：f=0.1G=0.1×1N=0.1N
物體勻速直線運(yùn)動時(shí)，F(xiàn)=f=0.1N
P=Fv=0.1N×0.8m/s=0.08w
【知識點(diǎn)】速度公式及其應(yīng)用；壓強(qiáng)的大小及其計(jì)算；功率計(jì)算公式的應(yīng)用
【解析】【分析】（1）首先根據(jù)F=G=mg計(jì)算出小車對地面的壓力，再根據(jù)公式計(jì)算出小車對地面的壓強(qiáng)；
（2）根據(jù)公式計(jì)算出小車的速度；
（3）首先根據(jù)f=0.1G計(jì)算出小車受到的阻力，再根據(jù)二力平衡的知識計(jì)算出小車受到的牽引力，最后根據(jù)P=Fv計(jì)算小車的功率。
★重難點(diǎn)02： 能量轉(zhuǎn)化與守恒
（一）動能和彈性勢能的相互轉(zhuǎn)化
一個(gè)木球從高處滾下來，撞擊到彈簧片上。
研究的過程 球的速度 動能 彈簧片形變程度 彈性勢能 能的轉(zhuǎn)化
木球壓彎彈簧片 不斷減小直至為零 不斷減小直至為零 由小變大 不斷增大 動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能
彈簧片把木球彈回 由零不斷增大 由零不斷增大 由大變小 不斷減小，直至為零 彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能
（二）機(jī)械能守恒
動能和勢能之和稱為機(jī)械能。物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而且在轉(zhuǎn)化過程中，如果只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化,機(jī)械能的總量就保持不變，即機(jī)械能守恒。
（三）機(jī)械能守恒與能量守恒定律的區(qū)別
(1)機(jī)械能守恒是有條件的一沒有能量損失或額外的能量補(bǔ)充。
因?yàn)闄C(jī)械能守恒是指一個(gè)物體如果只存在著動能和勢能之間的轉(zhuǎn)化時(shí)，機(jī)械能的總量將保持不變。如果存在機(jī)械能與其他形式的能之間的轉(zhuǎn)化，機(jī)械能總量發(fā)生改變，機(jī)械能不再守恒，例如克服摩擦做功，產(chǎn)生內(nèi)能，機(jī)械能的總量將減少，損失的機(jī)械能將轉(zhuǎn)化為其他形式的能。
(2)能量守恒定律的成立不需要條件。這是因?yàn)槟芰哭D(zhuǎn)化形式是多樣的，可以在機(jī)械能、內(nèi)能、化學(xué)能、電能、光能、聲能間相互轉(zhuǎn)化，不限于動能和勢能之間的轉(zhuǎn)化，在轉(zhuǎn)化過程中，一種形式的能減少，另一種形式的能必然增加，能的總量保持不變。
1．（2023·溫州）如圖是滾擺完成一次下降和上升的示意圖。該過程中，滾擺處于甲、乙位置時(shí)（　　）
A．重力勢能不同，動能相同 B．重力勢能不同，動能不同
C．重力勢能相同，動能相同 D．重力勢能相同，動能不同
【答案】D
【知識點(diǎn)】動能和勢能的大小變化
【解析】【分析】動能與質(zhì)量和速度有關(guān)，重力勢能與質(zhì)量和高度有關(guān)，結(jié)合機(jī)械能與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化分析判斷。
【解答】甲和乙的高度相同，且滾擺的質(zhì)量相同，那么二者的重力勢能相等，故A、B錯(cuò)誤；
在運(yùn)動過程中，由于摩擦和阻力的存在，會有部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，且運(yùn)動時(shí)間越長，機(jī)械能損失越多，那么甲的機(jī)械能大于乙的機(jī)械能。根據(jù)“機(jī)械能=動能+重力勢能”可知，甲的動能大于乙的動能，故C錯(cuò)誤，D正確。
故選D。
2．（2021·溫州）一番茄從手中由靜止開始下落，撞擊水面時(shí)濺起許多水珠（如圖），同時(shí)番茄仍有較大速度并繼續(xù)下沉。若不計(jì)一切機(jī)械能損耗，番茄從開始下落至剛好浸沒時(shí)減少的勢能（　　）
A．等于所有濺起的水珠在撞擊過程中增加的機(jī)械能總和
B．大于所有濺起的水珠在撞擊過程中增加的機(jī)械能總和
C．等于所有濺起的水珠在空中上升過程中增加的機(jī)械能總和
D．小于所有濺起的水珠在空中上升過程中增加的機(jī)械能總和
【答案】B
【知識點(diǎn)】動能和勢能的轉(zhuǎn)化與守恒
【解析】【分析】根據(jù)機(jī)械能守恒的知識分析判斷。
【解答】番茄從開始下落至剛好浸沒時(shí)減少的勢能，一部分轉(zhuǎn)化為番茄自身的動能，另一部分轉(zhuǎn)化為濺起的水珠增加的機(jī)械能，則番茄減小的勢能肯定大于濺起水珠增加的機(jī)械能，故B正確，而A、C、D錯(cuò)誤。
故選B。
1．（2025·嘉興模擬）如圖為兩個(gè)光滑的弧面和一段粗糙的水平面相連接的裝置。將質(zhì)量為m的物體從左側(cè)弧面的a點(diǎn)靜止釋放。忽略空氣阻力，下列有關(guān)說法正確的是（　　）
A．物體能到達(dá)c點(diǎn)
B．經(jīng)b點(diǎn)時(shí)，物體的動能最大
C．物體質(zhì)量越大，經(jīng)b點(diǎn)時(shí)速度越大
D．物體在水平面運(yùn)動時(shí)，內(nèi)能增加
【答案】D
【知識點(diǎn)】動能和勢能的大小變化；勢能的影響因素；動能和勢能的轉(zhuǎn)化與守恒；物體內(nèi)能的改變方法
【解析】【分析】改變物體內(nèi)能的兩種方式：做功和熱傳遞。滑動摩擦力與壓力大小及接觸面的粗糙程度有關(guān)，粗糙程度一定時(shí)，壓力越大，摩擦力越大。
【解答】A、水平面粗糙，物體在水平面上運(yùn)動時(shí)克服摩擦做功，部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機(jī)械能減小，所以物體不能到達(dá)c點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；
B、物體在光滑的弧面上運(yùn)動時(shí)，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，動能增大，速度增大，在水平面上運(yùn)動時(shí)，因受摩擦力，速度減小，可知速度最大值出現(xiàn)在ab之間弧面與水平面相交的位置，故B錯(cuò)誤；
C、物體質(zhì)量越大，a點(diǎn)的重力勢能越大，轉(zhuǎn)化為動能越大，剛到達(dá)水平面時(shí)的速度越大，但在水平面上運(yùn)動時(shí)，物體的質(zhì)量越大，壓力越大，摩擦力越大，克服摩擦做功越多，速度減小得越快，所以物體質(zhì)量越大，經(jīng)b點(diǎn)的速度不一定越大，故C錯(cuò)誤；
D、物體在水平面上運(yùn)動時(shí)，克服摩擦做功，內(nèi)能增加，故D正確。
故答案為：D。
（1題圖） （2題圖）
2．（2025·紹興模擬）體育考試時(shí)，小敏用相同的速度在相同高度將籃球沿不同軌跡從A點(diǎn)投向B點(diǎn)，如軌跡1和軌跡2所示。若空氣阻力忽略不計(jì)，下列說法正確的是（　　）
A．從A到B點(diǎn)，軌跡1籃球重力勢能的變化量大于軌跡2
B．在B 點(diǎn)時(shí)，軌跡1籃球的機(jī)械能大于軌跡2籃球機(jī)械能
C．從A到B點(diǎn)，軌跡1和軌跡2中籃球動能的變化量相等
D．運(yùn)動到最高點(diǎn)時(shí)，在軌跡1和軌跡2籃球的動能都為0
【答案】C
【知識點(diǎn)】動能和勢能的大小變化；動能和勢能的轉(zhuǎn)化與守恒；機(jī)械能守恒
【解析】【分析】小球達(dá)到最高點(diǎn)后做曲線運(yùn)動，說明受到的重力與運(yùn)動方向不在同一直線上，可知最高點(diǎn)速度不為零，所以動能不為零。
【解答】ABC、不計(jì)空氣阻力，說明機(jī)械能守恒，從A到B點(diǎn)，籃球的質(zhì)量不變，高度變高，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，由于高度變化量相同，所以重力勢能變化量相同，由機(jī)械能守恒可知，動能變化量也相同，故AB錯(cuò)誤，C正確；
D、運(yùn)動到最高點(diǎn)時(shí)，軌跡1的高度更高，重力勢能更大，可知動能更小，但兩種情況下最高點(diǎn)的動能均不為零，故D錯(cuò)誤。
故答案為：C。
3．（2025·臨平模擬）某同學(xué)通過單擺實(shí)驗(yàn)探究能量、運(yùn)動和力的關(guān)系(如圖)，A、C是等高且最高的兩點(diǎn)，B是最低點(diǎn)(忽略摩擦力和空氣阻力)。下列說法正確的是(　　)
A．小球在A、C兩點(diǎn)均受到平衡力的作用
B．從A 運(yùn)動到C的過程中，小球的機(jī)械能減小
C．若小球從A點(diǎn)靜止釋放，小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)動能最大
D．若小球運(yùn)動到 C點(diǎn)時(shí)繩子突然斷裂，則將靜止在C處
【答案】C
【知識點(diǎn)】動能和勢能的概念；動能和勢能的大小變化
【解析】【分析】（1）平衡力的條件是物體所受合力為零，處于靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)。分析小球在 A、C 兩點(diǎn)的受力情況判斷是否受平衡力。
（2）在忽略摩擦力和空氣阻力時(shí)，機(jī)械能守恒，分析從 A 運(yùn)動到 C 過程中小球機(jī)械能的變化。
（3）根據(jù)動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化，分析小球從 A 點(diǎn)靜止釋放到達(dá) B 點(diǎn)時(shí)的動能情況。
（4）根據(jù)小球在 C 點(diǎn)的運(yùn)動狀態(tài)和受力情況，分析繩子斷裂后的運(yùn)動狀態(tài)。
【解答】A、小球在 A、C 兩點(diǎn)時(shí)，速度為 0，但受到重力和繩子拉力，這兩個(gè)力不在同一直線上，合力不為零 ，不處于平衡狀態(tài)，不受平衡力作用，故 A 錯(cuò)誤。
B、因?yàn)楹雎阅Σ亮涂諝庾枇Γ麄€(gè)過程中只有動能和重力勢能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒，從 A 運(yùn)動到 C 的過程中，小球的機(jī)械能不變，故 B 錯(cuò)誤。
C、若小球從 A 點(diǎn)靜止釋放，從 A 到 B 的過程中，高度降低，重力勢能減小，速度增大，動能增大，到達(dá) B 點(diǎn)時(shí)高度最低，重力勢能最小，速度最大，動能最大，故 C 正確。
D、若小球運(yùn)動到 C 點(diǎn)時(shí)速度為 0，但繩子突然斷裂，小球只受重力作用，會向下做加速運(yùn)動，不會靜止在 C 處，故 D 錯(cuò)誤。
故答案為：C。
4．（2025·溫州模擬）為了研究小球運(yùn)動時(shí)能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系，小明設(shè)計(jì)了如下方案，使小球從左側(cè)平臺由靜止沿光滑軌道運(yùn)動，其中小球能沿軌道到達(dá)右側(cè)平臺的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】A
【知識點(diǎn)】動能和勢能的概念；動能和勢能的轉(zhuǎn)化與守恒
【解析】【分析】在光滑軌道上，小球運(yùn)動時(shí)機(jī)械能守恒，只有重力勢能和動能相互轉(zhuǎn)化。小球從左側(cè)平臺靜止釋放，初始只有重力勢能，要到達(dá)右側(cè)平臺，右側(cè)平臺高度不能超過左側(cè)平臺初始高度，否則小球到達(dá)不了。
【解答】A、右側(cè)平臺高度與左側(cè)平臺初始高度相同，根據(jù)機(jī)械能守恒，小球的重力勢能和動能相互轉(zhuǎn)化過程中，能到達(dá)與初始等高處，故 A 正確。
B、右側(cè)平臺高于左側(cè)平臺初始高度，小球機(jī)械能守恒，無法獲得足夠能量到達(dá)更高處，故 B 錯(cuò)誤。
C、右側(cè)平臺高于左側(cè)平臺初始高度，小球機(jī)械能守恒，不能到達(dá)高于初始能量對應(yīng)的高度，故 C 錯(cuò)誤。
D、右側(cè)平臺高于左側(cè)平臺初始高度，小球在機(jī)械能守恒情況下，不能到達(dá)比初始位置能量對應(yīng)的更高處，故 D 錯(cuò)誤。
故答案為：A
5．（2025·鄞州模擬）如圖為桌球運(yùn)動員擊打白球后，白球撞擊黑球的運(yùn)動軌跡圖，其中乙和丁點(diǎn)為兩球撞擊后的瞬間，最終分別停留在丙點(diǎn)和戊點(diǎn)。假設(shè)黑白兩球完全一樣，桌面粗糙程度相同。下列有關(guān)不同點(diǎn)對應(yīng)小球機(jī)械能大小關(guān)系錯(cuò)誤的是（　　）
A．乙>丁 B．乙>丙 C．甲>乙＋丁 D．丙=戊
【答案】A
【知識點(diǎn)】動能和勢能的大小變化
【解析】【分析】 （1）動能的大小與質(zhì)量和速度有關(guān)；重力勢能，其大小由地球和地面上物體的相對位置決定，物體質(zhì)量越大、位置越高、物體具有的重力勢能就越大；機(jī)械能包括物體的動能和勢能。
（2）運(yùn)動的物體克服摩擦做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，有機(jī)械能的損失。
【解答】 白球和黑球的質(zhì)量相等，高度相同，重力勢能相同且不變；桌面粗糙程度相同，小球滾動過程中克服摩擦力做功，一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
白球從甲點(diǎn)運(yùn)動到乙點(diǎn)，一部分動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，在乙點(diǎn)撞擊黑球后，一部分動能傳遞給黑球，所以白球在甲點(diǎn)的機(jī)械能大于白球在乙點(diǎn)的機(jī)械能與黑球在丁點(diǎn)的機(jī)械能之和，即甲＞乙+丁；
乙和丁點(diǎn)為兩球撞擊后的瞬間，最終分別停留在丙點(diǎn)和戊點(diǎn)，由圖可知碰撞后黑球滾動的距離大于白球，且兩球完全相同，則可知碰撞后黑球克服摩擦力做的功更多，說明碰撞后的瞬間黑球的機(jī)械能大于白球，即丁＞乙；
白球乙點(diǎn)的動能大于在丙點(diǎn)的動能，即乙＞丙；
白球和黑球最終分別停留在丙點(diǎn)和戊點(diǎn)，所以白球在丙點(diǎn)和黑球在戊點(diǎn)的機(jī)械能相等，即丙=戊；
綜上分析，A錯(cuò)誤，BCD正確。
故選A。
6．（2025九下·蕭山模擬）攀巖是一項(xiàng)挑戰(zhàn)自然、超越自我的驚險(xiǎn)運(yùn)動。如圖所示是背著背包的攀巖者向上攀爬時(shí)的情景，下列說法錯(cuò)誤的是
A．攀巖者克服自身重力做了功，重力勢能增加
B．背包相對攀巖者靜止，攀巖者對背包做了功
C．攀巖者向上攀爬時(shí)，他所受的摩擦力方向始終豎直向下
D．攀巖者手上涂鎂粉，目的是為了增大摩擦力
【答案】C
【知識點(diǎn)】二力平衡的條件及其應(yīng)用；增大或減小摩擦的方法；力是否做功的判斷；勢能的影響因素
【解析】【分析】 AB.做功的兩個(gè)必要因素是：力與物體在力的方向移動的距離；重力勢能與質(zhì)量和高度有關(guān)；
C.摩擦力方向與物體的相對運(yùn)動方向相反或相對運(yùn)動趨勢相反；
D.增大摩擦力的方法：增大壓力或增大接觸面的粗糙程度。
【解答】 A．攀巖者向上運(yùn)動，克服自身重力做了功，高度增大，重力勢能增加，故A正確不合題意；
B．背包相對攀巖者靜止，攀巖者對背包施加向上的力，向上運(yùn)動了距離，故做了功，故B正確不合題意；
C．攀巖者向上攀爬時(shí)，有向下運(yùn)動的趨勢，則他所受的摩擦力方向始終豎直向上，故C錯(cuò)誤符合題意；
D．攀巖者手上涂鎂粉，在壓力一定時(shí)，增大接觸面的粗糙程度，目的是為了增大摩擦力，故D正確不合題意。
故選C。
7．（2025九下·蕭山模擬）小高將制作好的水火箭豎直立于地面如圖甲所示，用打氣筒向瓶內(nèi)打氣，瓶內(nèi)壓強(qiáng)足夠大時(shí)，瓶內(nèi)的水向下噴出，水火箭豎直向上飛起。如圖乙是水火箭發(fā)射后的速度隨時(shí)間變化的圖像(不考慮空氣阻力，t1時(shí)刻水火箭中的水恰好噴完)下列說法正確的是 (　　)
A．t2與t3時(shí)刻機(jī)械能的大小相等
B．圖乙中水火箭達(dá)到最高點(diǎn)的時(shí)刻是t1
C．水火箭發(fā)射后受到平衡力的時(shí)刻是t2
D．水火箭向下噴水的過程中，水火箭對水向下的作用力小于水對它向上的作用力
【答案】A
【知識點(diǎn)】力的作用是相互的；平衡力的辨別；力與運(yùn)動的關(guān)系；動能和勢能的大小變化；水火箭模型
8．（2025九下·慈溪模擬）如圖所示為某次蹦極運(yùn)動的精彩瞬間，若一游客綁上安全繩之后從平臺上由靜止開始下落，則從開始下落至第一次到達(dá)最低點(diǎn)的過程中，游客的
A．動能一直增大 B．重力勢能一直減小
C．機(jī)械能保持不變 D．機(jī)械能一直增大
【答案】B
【知識點(diǎn)】動能和勢能的概念；動能的影響因素；勢能的影響因素；動能和勢能的轉(zhuǎn)化與守恒
【解析】【分析】物體由于運(yùn)動而具有的能量叫做動能，動能的大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)；物體由于被舉高而具有的能量叫做重力勢能，重力勢能的大小與物體的質(zhì)量和高度有關(guān)；物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量叫做彈性勢能，彈性勢能與物體的形變程度有關(guān)，勢能包括重力勢能和彈性勢能，物體動能和勢能的總和叫做機(jī)械能。
【解答】A、根據(jù)題意可知，從開始下落到安全繩自然伸直的過程中，游客只受到重力的作用，因此速度越來越大；從安全繩自然伸直到游客受到的重力與彈性繩對游客拉力大小相等的過程中，重力大于彈性繩對游客拉力，因此速度越來越大；從游客受到的重力與彈性繩對游客拉力大小相等到游客到達(dá)的最低點(diǎn)的過程中，彈性繩對游客拉力大于重力，游客的速度開始減小，到游客到達(dá)的最低點(diǎn)時(shí)，速度為零，所以游客的動能先增大后減小，故A錯(cuò)誤；
B、從開始下落至第一次到達(dá)最低點(diǎn)的過程中，游客的高度不斷減小，則游客的重力勢能一直減小，故B正確；
CD、游客在運(yùn)動過程中，要克服空氣阻力，所以機(jī)械能在減小，故CD錯(cuò)誤。
故答案為：B。
9．（2024·杭州模擬） 如圖甲所示，在一個(gè)罐子的蓋和底各開兩個(gè)小洞。將小鐵塊用細(xì)繩綁在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋兩端穿過小洞用竹簽固定，如圖乙為其截面圖。做好后如圖丙所示，將該罐子從不太陡的斜面A 點(diǎn)由靜止釋放，滾到水平面D 點(diǎn)停止，然后返回，自行滾上斜面的B 點(diǎn)停止后又滾下斜面……如此往返，最后停在水平面上，下列說法正確的是 (　　)
A．罐子在 A 點(diǎn)的重力勢能最大，橡皮筋在 D 點(diǎn)的彈性勢能最大
B．罐子從 A 點(diǎn)滾動到C 點(diǎn)的過程中，重力勢能只轉(zhuǎn)化為動能
C．若罐內(nèi)沒有橡皮筋和小鐵塊，罐子可能返回滾上斜面
D．第一次返回斜面，向上滾動的過程中，罐子整體在C 點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能小于在B 點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能
【答案】A
【知識點(diǎn)】動能和勢能的大小變化；動能和勢能的轉(zhuǎn)化與守恒
【解析】【分析】（1）重力勢能的大小與質(zhì)量、高度有關(guān)；彈性勢能的大小與彈性形變的程度有關(guān)；動能的大小與質(zhì)量、速度有關(guān)；
（2）罐子最后停在水平面上，罐子的機(jī)械能變小了，這說明罐子在運(yùn)動的過程中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為了其他形式的能。
【解答】A、罐子在整個(gè)運(yùn)動過程中的質(zhì)量不變，在A點(diǎn)時(shí)的高度最高，重力勢能最大；罐子從A點(diǎn)運(yùn)動到D點(diǎn)，橡皮筋發(fā)生了彈性形變，在D點(diǎn)時(shí)的形變程度最大，所以在D點(diǎn)的彈性勢能最大，故A正確；
B、罐子從A點(diǎn)滾動到C點(diǎn)的過程中，質(zhì)量不變，高度變小，重力勢能變小，質(zhì)量不變，速度變大，動能變大；由于罐子最后停在水平面上，罐子的機(jī)械能變小了，這說明罐子在運(yùn)動的過程中，罐子克服摩擦做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為了內(nèi)能；此過程中，橡皮筋發(fā)生了彈性形變，具有彈性勢能，所以罐子從A點(diǎn)滾動到C點(diǎn)的過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為了動能、彈性勢能和內(nèi)能，故B錯(cuò)誤；
C、若罐內(nèi)沒有橡皮筋和小鐵塊，罐子的重力勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和罐子的動能，罐子不具有彈性勢能，所以不會返回斜面，故C錯(cuò)誤；
D、第一次返回斜面，向上滾動的過程中，由于一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為了內(nèi)能，所以罐子整體在C點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能大于在B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能，故D錯(cuò)誤。
故答案為：A。
10．（2025·杭州模擬）天荒坪是很多騎行愛好者的爬坡勝地，如圖所示，小科在盤山公路的某一段上坡路段上騎行，該路段長約10.88公里，爬升高度達(dá)到528米。在這段上坡路線騎行的過程中，下列說法錯(cuò)誤的是（　　）
A．自行車在做曲線運(yùn)動
B．自行車的重力勢能增加
C．自行車受到的重力和支持力是一對平衡力
D．自行車受到的支持力不做功
【答案】C
【知識點(diǎn)】機(jī)械運(yùn)動的分類；平衡狀態(tài)的判斷；探究二力平衡的條件；力是否做功的判斷；動能和勢能的大小變化
11．（2025·紹興模擬）現(xiàn)有甲、乙兩個(gè)物體(m甲>m乙)，在相等的恒力F作用下，分別在水平方向和斜面上通過了相等的距離s，如圖所示。F在兩種情況下做的功分別為W甲、W乙，兩者大小判斷正確的是（　　）
A． B． C． D．水平面和斜面的粗糙程度未知，無法判斷
【答案】C
【知識點(diǎn)】功的計(jì)算公式的應(yīng)用
【解析】【分析】做功的條件：物體在力的方向上有移動距離。
【解答】兩圖中拉力大小相等且不變，物體在力的方向上移動的距離s相同，由可知，做的功相同，即。
故答案為：C。
12．（2025·杭州模擬）如圖甲所示，一名游客正在體驗(yàn)“反向蹦極”。圖乙為該極限運(yùn)動的原理圖，一條彈性輕繩的上端固定在O點(diǎn)，拉長后將下端固定在體驗(yàn)者的身上，并與固定在地面上的扣環(huán)相連。打開扣環(huán)，人將從A 點(diǎn)由靜止釋放，像火箭一樣被“豎直發(fā)射”，上升到最高位置C點(diǎn)。已知游客向上運(yùn)動時(shí)，B點(diǎn)達(dá)到速度最大值，最后在反復(fù)上下震蕩后靜止在空中。請回答以下問題：
（1）圖乙所示，從A點(diǎn)至 B點(diǎn)的過程中，彈性輕繩的彈力　 　。 (選填“變大”、 “變小”或“不變”)
（2）從B點(diǎn)向上運(yùn)動至C點(diǎn)的過程中，游客的動能　 　。 (選填“變大”、“變小”或“不變”)
（3）到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，若一切外力都消失，則游客將處于　 　狀態(tài)。 (選填“靜止”或“勻速直線運(yùn)動”)
【答案】（1）變小
（2）變小
（3）靜止
【知識點(diǎn)】參照物及其選擇；動能和勢能的大小變化；動能的影響因素；勢能的影響因素；動能和勢能的轉(zhuǎn)化與守恒
13．（2025·臺州模擬） 《天工開物》介紹了弓箭和弩箭的使用情景。強(qiáng)弓可以把箭射出兩百多步遠(yuǎn)，是因?yàn)楣摹? 　(塊機(jī)械能的一種形式)轉(zhuǎn)化為箭的動能。與弓箭相比，弩箭的質(zhì)量更大，飛行速度更快，穿進(jìn)障礙物的深度也更深，說明在接觸障礙物時(shí)弩箭的動能　 　(填“>”“<”或“=”) 弓箭的動能。
【答案】彈性勢能(勢能)；>
【知識點(diǎn)】動能和勢能的大小變化
【解析】【分析】（1）弓在拉開的過程中發(fā)生彈性形變，具有彈性勢能，當(dāng)松開弦時(shí)，弓的彈性形變恢復(fù)，彈性勢能轉(zhuǎn)化為箭的動能，所以這里考查的是彈性勢能這一機(jī)械能形式。
（2）物體動能的大小與質(zhì)量和速度有關(guān)，質(zhì)量越大、速度越大，動能越大。弩箭與弓箭相比，質(zhì)量更大且速度更快，根據(jù)動能的影響因素來比較二者動能大小。
【解答】（1）強(qiáng)弓被拉開時(shí)發(fā)生彈性形變，具有彈性勢能，釋放時(shí)彈性勢能轉(zhuǎn)化為箭的動能。
（2）動能的大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)，質(zhì)量越大、速度越大，動能越大。弩箭質(zhì)量更大，飛行速度更快，所以在接觸障礙物時(shí)弩箭的動能大于弓箭的動能 。
14．（2025·嘉興模擬）福建艦是我國完全自主設(shè)計(jì)制造的第三艘航母，其配置的電磁彈射是當(dāng)今世界少數(shù)國家掌握的先進(jìn)技術(shù)。電磁彈射的結(jié)構(gòu)示意如圖甲，其科學(xué)原理如圖乙。
（1）航母上的發(fā)射軌道相當(dāng)于圖乙中兩根金屬導(dǎo)軌，彈射車相當(dāng)于金屬棒ab，通電后磁場對彈射車產(chǎn)生　 　，從而使彈射車牽引飛機(jī)快速運(yùn)動，當(dāng)彈射車運(yùn)動到軌道末端停下來時(shí)，由于飛機(jī)具有　 　而保持原來的運(yùn) 動狀態(tài)，并在發(fā)動機(jī)動力的作用下加速飛離甲板。
（2）電磁彈射原理雖簡單，但是建造所需的技術(shù)難度極高。如電磁彈射需要強(qiáng)大的電力儲能系統(tǒng)，能在3秒內(nèi)提供1.2×108焦的電能，將幾十噸的飛機(jī)加速到幾百米/秒，該系統(tǒng)的功率至少達(dá)　 　瓦。
【答案】（1）力的作用；慣性
（2）4×107
【知識點(diǎn)】慣性；磁場對通電導(dǎo)線的作用；功率計(jì)算公式的應(yīng)用
【解析】【分析】電動機(jī)的原理是通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動，原理是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；慣性的概念：物體保持靜止或者勻速直線運(yùn)動狀態(tài)的性質(zhì)叫做慣性；功率是指單位時(shí)間內(nèi)所做的功，表示物體做功的快慢；
【解答】（1） 該裝置將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，原理是通電導(dǎo)體在磁場中受力運(yùn)動；慣性的概念是物體保持靜止或者勻速直線運(yùn)動狀態(tài)的性質(zhì)叫做慣性；所以該模型中通電后磁場對彈射車產(chǎn)生力的作用， 從而使彈射車牽引飛機(jī)快速運(yùn)動，當(dāng)彈射車運(yùn)動到軌道末端停下來時(shí)，由于飛機(jī)具有慣性；而保持原來的運(yùn)動狀態(tài)，并在發(fā)動機(jī)動力的作用下加速飛離甲板。 ，
（2）P=W/t= 1.2×108焦 /3s=4×107w；
故答案為：（1）力的作用，慣性（2） 4×107
15．（2025九下·浙江月考） 如圖甲所示，一段粗糙程度相同的水平面和一個(gè)光滑的圓弧槽在 B 點(diǎn)處相連。質(zhì)量為m的物體從離水平面高h(yuǎn)的A點(diǎn)由靜止釋放，BC長為3米，最后靜止于水平面上的C點(diǎn)。如圖乙所示，若在水平面上的D 點(diǎn)處再連接一個(gè)光滑的圓弧槽，且BD 長為0.7米，物體從A點(diǎn)由靜止釋放，第一次到達(dá)左側(cè)圓弧槽的E點(diǎn)，之后再下滑直至最終靜止。
（1）甲圖中，物體從A點(diǎn)滑到水平面時(shí)，重力所做的功為　 　(用題中符號表示)。
（2）物體從B 點(diǎn)到C點(diǎn)的過程中，能量轉(zhuǎn)化的情況是　 　。
（3）乙圖中，最后物體靜止于水平面上的位置距B 點(diǎn)　 　米。
【答案】（1）mgh
（2）動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能(熱能)
（3）0.2
【知識點(diǎn)】功的計(jì)算公式的應(yīng)用；能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律
【解析】【分析】（1）做功的條件：物體在力的方向上移動距離。
（2）物體最終停止，動能減小，摩擦生熱，動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
（3）物體最多可以在水平面上移動3m，據(jù)此判斷物體最終的位置。
【解答】（1）從A點(diǎn)到水平面，物體在重力的方向上移動的距離為h，故重力所做的功為：。
（2）物體最終靜止于C點(diǎn)，從B到C，物體克服摩擦做功，將動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
（3）物體最終靜止于C點(diǎn)，從B到C，物體減小的動能為mgh，BC間距離為3m，BD間距離為0.7m，可知物體可以在BD間循環(huán)4次，最終停在距離B點(diǎn)0.2m的位置。
16．（2025·臨平模擬）中國的基建能力世界領(lǐng)先，其中挖掘機(jī)是基建工程中的重要設(shè)備。下表是某品牌挖掘機(jī)的部分技術(shù)參數(shù)表。
挖掘機(jī)參數(shù)表(部分)
整機(jī)工作質(zhì)量(kg) 14000
最大挖掘深度(mm) 5 600
最大卸載高度(mm) 6 400
行走速度(km/h) 3.3~5.2
履帶寬度(mm) 500
履帶長度(mm) 4000
請回答：
（1）請計(jì)算該挖掘機(jī)靜止在水平地面上時(shí)對地面的壓強(qiáng)。
（2）請計(jì)算該挖掘機(jī)在工地上行走104米的距離至少需要多少時(shí)間
（3）若該挖掘機(jī)將1×104N的巨石從“最大挖掘深度”處挖起，并舉高到“最大卸載高度”處放下。該過程挖掘機(jī)對該石塊至少需要做多少功
【答案】（1）解：
S=0.5 mx4 mx2=4 m2
答：挖掘機(jī)靜止在水平地面上時(shí)對地面的壓強(qiáng)為
（2）解：
答：至少需要72s
（3）解：
【知識點(diǎn)】速度公式及其應(yīng)用；壓強(qiáng)的大小及其計(jì)算；功的計(jì)算公式的應(yīng)用
【解析】【分析】（1）求挖掘機(jī)靜止在水平地面上對地面的壓強(qiáng)，需先根據(jù) G = mg算出重力，再確定受力面積 S ，最后依據(jù) 計(jì)算壓強(qiáng)。
（2）計(jì)算挖掘機(jī)行走時(shí)間，已知路程 s 和速度 v ，根據(jù)公式求解，要注意單位換算。
（3）求挖掘機(jī)對石塊做功，已知石塊重力（即力 F ）和石塊被提升的高度（力的方向上移動的距離 s ），根據(jù) W = Fs計(jì)算。
17．（2025·杭州模擬） 2024年9月25日，中國東風(fēng)-31AG型洲際導(dǎo)彈劃破天際，精準(zhǔn)命中太平洋目標(biāo)海域。洲際導(dǎo)彈的飛行過程分為初段OA、中段AB、末段BC三個(gè)階段，如圖所示。飛行初段，發(fā)動機(jī)內(nèi)燃料燃燒推動導(dǎo)彈加速上升。飛行中段，發(fā)動機(jī)關(guān)閉，導(dǎo)彈依靠慣性在錢學(xué)森彈道飛行。飛行末段，發(fā)動機(jī)再次打開，急速墜落的導(dǎo)彈，還會釋放多個(gè)干擾彈，大大降低攔截成功率。
請回答下列問題：
（1）導(dǎo)彈飛行初段，其能量主要來自燃料儲存的　 　；
（2）導(dǎo)彈飛行中段，距離地面等高的a、b兩點(diǎn)速度的大小關(guān)系：va　 　vb（選填“大于”“小于”或“等于”）；
（3）導(dǎo)彈飛行末段，除干擾彈外，導(dǎo)彈不斷加速俯沖，從被發(fā)現(xiàn)到命中攻擊點(diǎn)僅需十幾秒。若某攔截導(dǎo)彈發(fā)射點(diǎn)距離攻擊點(diǎn)60km，推力為1×105N，最大功率為3×108W，該攔截導(dǎo)彈能否成功攔截東風(fēng)-31AG型洲際導(dǎo)彈，請計(jì)算說明。
【答案】（1）化學(xué)能
（2）大于
（3）根據(jù)可得該攔截導(dǎo)彈的最大速度：，攔截導(dǎo)彈發(fā)射點(diǎn)距離攻擊點(diǎn)60km，攔截導(dǎo)彈飛行的最短時(shí)間：，導(dǎo)彈飛行末段，除干擾彈外，導(dǎo)彈不斷加速俯沖，從被發(fā)現(xiàn)到命中攻擊點(diǎn)僅需十幾秒，比較可知該攔截導(dǎo)彈不能成功攔截東風(fēng)-31AG型洲際導(dǎo)彈。
【知識點(diǎn)】速度與物體運(yùn)動；功率計(jì)算公式的應(yīng)用；化學(xué)能與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化
【解析】【分析】 （1）燃料具有化學(xué)能；
（2）導(dǎo)彈飛行過程中，與空氣摩擦生熱，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機(jī)械能減小，距離地面等高的a、b兩點(diǎn)，其重力勢能相等，所以b處動能較小，據(jù)此比較其在距離地面等高的a、b兩點(diǎn)速度的大小關(guān)系；
（3）根據(jù)計(jì)算該攔截導(dǎo)彈的速度，攔截導(dǎo)彈發(fā)射點(diǎn)距離攻擊點(diǎn)60km，根據(jù)速度公式計(jì)算攔截導(dǎo)彈飛行的時(shí)間，
導(dǎo)彈飛行末段，除干擾彈外，導(dǎo)彈不斷加速俯沖，從被發(fā)現(xiàn)到命中攻擊點(diǎn)僅需十幾秒，比較可知該攔截導(dǎo)彈是否能成功攔截東風(fēng)-31AG型洲際導(dǎo)彈。
【解答】 （1）導(dǎo)彈飛行初段，其能量主要來自燃料儲存的化學(xué)能；
（2）導(dǎo)彈飛行過程中，與空氣摩擦生熱，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機(jī)械能減小，距離地面等高的a、b兩點(diǎn)，其重力勢能相等，所以b處動能較小，速度較小，即距離地面等高的a、b兩點(diǎn)速度的大小關(guān)系是va大于vb；
（3）根據(jù)可得該攔截導(dǎo)彈的最大速度：，
攔截導(dǎo)彈發(fā)射點(diǎn)距離攻擊點(diǎn)60km，攔截導(dǎo)彈飛行的最短時(shí)間：，
導(dǎo)彈飛行末段，除干擾彈外，導(dǎo)彈不斷加速俯沖，從被發(fā)現(xiàn)到命中攻擊點(diǎn)僅需十幾秒，比較可知該攔截導(dǎo)彈不能成功攔截東風(fēng)-31AG型洲際導(dǎo)彈。
18．（2025·臺州模擬） 如圖1為一輛運(yùn)輸汽油的油罐車，有關(guān)參數(shù)如圖2所示。
（1）為避免靜電引發(fā)安全事故，油罐車尾部需掛一條拖在地上的鏈子，下列最適合用來制作這種鏈子的材料為____(填字母)。
A．橡膠 B．塑料 C．棉 D．鐵
（2）當(dāng)空車靜止在水平地面上時(shí)，車輪與地面的 (第31題圖1)
總接觸面積為0.3米2，地面受到的壓強(qiáng)為　 　。
（3）當(dāng)這輛油罐車滿載汽油，以最大時(shí)速在平直公路上勻速行駛時(shí)，若動力完全由汽車發(fā)動機(jī)提供，已知汽車發(fā)動機(jī)的輸出功率為90千瓦，則汽車受到的阻力為多大
【答案】（1）D
（2）250000帕
（3）解： 90千米/小時(shí)=25米/秒，=====3600牛(直接寫 不扣分)
答：汽車受到的阻力為3600牛。
【知識點(diǎn)】壓強(qiáng)的大小及其計(jì)算；功率計(jì)算公式的應(yīng)用
【解析】【分析】（1）為避免靜電引發(fā)安全事故，油罐車尾部拖在地上的鏈子需能導(dǎo)電，將靜電及時(shí)導(dǎo)走。要判斷各選項(xiàng)材料的導(dǎo)電性，找出能滿足要求的材料。
（2）空車靜止在水平地面上時(shí)，地面受到的壓力等于空車重力。根據(jù)重力公式G=mg計(jì)算壓力，再依據(jù)壓強(qiáng)公式計(jì)算地面受到的壓強(qiáng)。
（3）油罐車滿載勻速行駛時(shí)，動力與阻力平衡，大小相等。已知發(fā)動機(jī)輸出功率P和行駛速度v，根據(jù)
P=Fv變形為，從而求出阻力大小。
【解答】（1）橡膠、塑料、棉都是絕緣體，不容易導(dǎo)電；鐵是導(dǎo)體，容易導(dǎo)電，能將油罐車產(chǎn)生的靜電及時(shí)導(dǎo)走，所以最適合用來制作這種鏈子的材料為鐵，答案選 D。
（2）空車質(zhì)量m=7500千克，空車重力G=mg=7500kg×10N/kg=75000N，地面受到的壓力
F=G=75000N 。車輪與地面總接觸面積S=0.3m2，
根據(jù)壓強(qiáng)公式
，即地面受到的壓強(qiáng)為250000帕。
19．（2025·嘉興模擬） 2060年前我國要實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)，其中碳減排、碳封存是實(shí)現(xiàn)碳中和的主要途徑。
（1）人們常說“電動汽車比燃油車環(huán)保”，為了探明電動和燃油兩種汽車的碳排放量，科學(xué)家對A品牌某款電動汽車和B 品牌某款燃油汽車進(jìn)行四個(gè)維度的對比，相關(guān)信息如下表。
對比維度 電動汽車 燃油車
汽車生產(chǎn)及回收 每生產(chǎn)和回收一輛共排放約20.5噸碳(其中生產(chǎn)回收鋰電池約占一半的碳排放) 每生產(chǎn)和回收一輛共排放約10.1 噸碳
能源生成 使用綠色能源為其供電，年均消耗的電能相當(dāng)于排放約0.7噸碳 動力來自化石燃料的燃燒，年均排放約3.3噸碳
使用維護(hù) 一年保養(yǎng)維護(hù)排放約0.15 噸碳 一年保養(yǎng)維護(hù)排放約0.15 噸碳
電池使用年限 鋰電池組平均壽命8年 　
根據(jù)以上信息，從碳排放的角度來看，你是否贊同“電動汽車比燃油車環(huán)保”這個(gè)觀點(diǎn)，并說明理由。
（2）該電動汽車勻速通過高速公路上一段3km的平直路段，用時(shí)0.03h，消耗的電能為2.25×106J。
請計(jì)算：①汽車行駛的速度。②若消耗電能的80%用于驅(qū)動汽車前進(jìn)，汽車在該路段行駛時(shí)受到的阻力。
（3）全球排放的CO2，大約有30%~40%被海洋吸收，導(dǎo)致海水酸化。捕獲海水中的CO2比捕獲空氣中的成本更低，科學(xué)家計(jì)劃從海水中捕獲CO2，收集后壓縮成液態(tài)，再注入海底廢棄的油田封存。
①封存CO2，能有效減緩　 　效應(yīng)。②為實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)，我們應(yīng)該如何踐行低碳生活　 　。
A.天天使用一次性筷子 B.節(jié)約紙張，節(jié)約用水用電
C.減少或拒絕使用一次性塑料袋 D.走路、騎車或乘坐公共交通工具上學(xué)放學(xué)
【答案】（1）贊同，燃油車和電動汽車按照8年的使用年限來計(jì)算，
電動汽車排放的碳為20.5t+0.7t×8+0.15t×8=27.3t；
燃油車排放的碳為10.1t+3.3t×8+0.15t×8=37.7t；
電動汽車的碳排放量低于燃油車的碳排放量
（2）①汽車行駛的速度為：；
②若消耗電能的80%用于驅(qū)動汽車前進(jìn)，
汽車在該路段行駛時(shí)的牽引力為：；
因?yàn)槠噭蛩傩旭倳r(shí)，牽引力和阻力是一對平衡力，
所以有：f=F=600N。
（3）溫室；BCD
【知識點(diǎn)】速度公式及其應(yīng)用；功的計(jì)算公式的應(yīng)用；全球性大氣環(huán)境問題（酸雨、溫室效應(yīng)、臭氧空洞）
【解析】【分析】 （1）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和分析。
（2）①根據(jù)速度公式計(jì)算；
②根據(jù)計(jì)算汽車受到的牽引力，再更加平衡力的知識計(jì)算它受到的阻力。
（3）減少二氧化碳的排放有利于減緩溫室效應(yīng)；減少紙張、木材、塑料的使用都是踐行低碳生活的有效措施。
【解答】 （1）我贊同這個(gè)觀點(diǎn)，理由是：燃油車和電動汽車按照8年的使用年限來計(jì)算，電動汽車排放的碳為20.5t+0.7t×8+0.15t×8=27.3t；燃油車排放的碳為10.1t+3.3t×8+0.15t×8=37.7t；電動汽車的碳排放量低于燃油車的碳排放量。
（3）①封存CO2能有效減緩溫室效應(yīng)；
②A.天天使用一次性筷子，增加木材的使用，不利于低碳生活，故A不符合題意；
B.節(jié)約紙張，節(jié)約用水用電，有利于低碳生活，故B符合題意；
C.減少或拒絕使用一次性塑料袋，有利于低碳生活，故C符合題意；
D.走路、騎車或乘坐公共交通工具上學(xué)放學(xué)，有利于低碳生活，故D符合題意。
故選BCD。
20．（2025·金華模擬）目前我國生活垃圾中廚余垃圾和塑料垃圾占比很大，亟待對其進(jìn)行“減量化、無害化、資源化”處理。下面是利用微生物處理廚余垃圾的模式圖。
請回答：
（1）經(jīng)甲烷桿菌發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣主要含有甲烷、二氧化碳和硫化氫等，為防止沼氣污染，可用氫氧化鈉溶液除去雜質(zhì)硫化氫(H2S)，寫出這一反應(yīng)的化學(xué)方程式　 　。
（2）廚余垃圾中的淀粉可被淀粉乳酸桿菌分解為乳酸，乳酸可用于生產(chǎn)可降解塑料。下表為A、B、C三種不同的淀粉乳酸桿菌對淀粉(原有淀粉濃度為8克/升)的分解測定結(jié)果：根據(jù)下表可得，菌株　 　(選填“A”“B”或“C”)分解淀粉的能力最強(qiáng)。
菌種 成分濃度 無菌株 菌株A 菌株 B 菌株 C
淀粉濃度/(克/升) 8 4 2 5
乳酸濃度/(克/升) 0 4 6 3
（3）淀粉乳酸桿菌是乳酸菌的一種，列舉一種生活中利用乳酸菌發(fā)酵制作的食品：　 　。
（4）某小區(qū)每個(gè)垃圾桶壓實(shí)后可裝生活垃圾180千克，垃圾清運(yùn)車將一滿桶壓實(shí)后的生活垃圾提升2米后倒入車廂，垃圾提升的過程中，克服生活垃圾的重力所做的功為多少焦耳
【答案】（1）
（2）B
（3）泡菜(酸奶)
（4）垃圾的重力： G=m垃圾g=180千克×10牛/千克=1800牛，
克服生活垃圾的重力所做的功： W= Gh=1800牛×2米=3600焦，
【知識點(diǎn)】細(xì)菌與人的關(guān)系；功的計(jì)算公式的應(yīng)用；書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式
【解析】【分析】（1）根據(jù)反應(yīng)物、反應(yīng)條件和生成物，確定反應(yīng)的方程式；
（2）乳酸的濃度越大，則說明菌株分解淀粉的能力更強(qiáng)；
（3）根據(jù)乳酸菌在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用解答。
（4）根據(jù) G=m垃圾g計(jì)算垃圾的重力，根據(jù)W= Gh計(jì)算克服垃圾重力做的功。
【解答】（1）氫氧化鈉和硫化氫反應(yīng)，生成硫化鈉和水，則反應(yīng)的方程式為：；
（2）根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，菌株A對應(yīng)的乳酸濃度最大，說明它分解淀粉的能力最強(qiáng)；
（3）生活中利用乳酸菌發(fā)酵制作的食品：泡菜(酸奶)。
21．（2025·麗水模擬）小科在參觀科技館時(shí)看到一種有趣的科學(xué)玩具——牛頓擺，如圖甲所示，它由支架、細(xì)線和5個(gè)完全相同的鋼球組成，每個(gè)鋼球通過兩根無彈性細(xì)線固定在支架上，并緊挨著排列在同一水平線上。拉起最左側(cè)的鋼球，釋放后，它像單擺一樣向右擺動撞擊相鄰鋼球，僅把最右側(cè)的鋼球撞出，其他球幾乎靜止不動。為什么碰撞后僅有一個(gè)球擺動，而其余球仍然保持靜止？小科進(jìn)行了如下探究：
【提出問題】被撞而擺動的鋼球數(shù)量與哪些因素有關(guān)？
【建立假設(shè)】被撞而擺動的鋼球數(shù)量與撞擊球撞擊時(shí)的速度大小有關(guān)。
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】將牛頓擺等效為單擺模型，如圖乙所示是一個(gè)鋼球撞擊其它鋼球的情形，五個(gè)鋼球自左向右標(biāo)為球。若不考慮能量損失，請回答下列問題：
（1）將A球作為撞擊球拉至一定的高度（保持細(xì)線繃直），靜止釋放后，A球向右擺動過程中，將　 　能轉(zhuǎn)化為動能。
（2）為了改變撞擊球撞擊時(shí)的速度，進(jìn)行的操作是：　 　。釋放后，當(dāng)鋼球發(fā)生碰撞時(shí)，僅有E球被撞出。
（3）重復(fù)上述步驟，當(dāng)鋼球發(fā)生碰撞時(shí)，都僅有E球被撞出。由此可判斷：被撞而擺動的鋼球數(shù)量與撞擊球撞擊時(shí)的速度　 　（填“有關(guān)”或“無關(guān)”）。
（4）針對小科提出的問題，利用此實(shí)驗(yàn)裝置還可驗(yàn)證的假設(shè)是　 　。
【答案】（1）重力勢能
（2）將A球拉至不同的高度（保持細(xì)線繃直）后靜止釋放（或?qū)球拉開不同的角度）
（3）無關(guān)
（4）被撞而擺動的鋼球數(shù)量與撞擊球的數(shù)量有關(guān)。
【知識點(diǎn)】動能和勢能的大小變化
【解析】【分析】（1）動能與質(zhì)量和速度有關(guān)，重力勢能與質(zhì)量和高度有關(guān)，比較二者大小確定轉(zhuǎn)化過程；
（2）鋼球撞擊時(shí)的速度大小與它釋放時(shí)的高度大小有關(guān)；
（3）根據(jù)現(xiàn)象分析擺動的鋼球數(shù)量是否與撞擊速度有關(guān)；
（4）根據(jù)問題結(jié)合自己的認(rèn)識提出可驗(yàn)證的假設(shè)。
【解答】 （1）釋放后，A球向右擺動過程中，高度減小，速度變大，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；
（2）探究被撞而擺動的鋼球數(shù)量與撞擊球撞擊時(shí)的速度大小有關(guān)時(shí)，需要改變撞擊球的速度的大小，即將A球拉至不同的高度由靜止釋放；
（3）當(dāng)鋼球發(fā)生碰撞時(shí)，僅有E球被撞出，這表明被撞而擺動的鋼球數(shù)量與撞擊球的速度無關(guān)；
（4）針對小科提出的問題，利用此實(shí)驗(yàn)裝置還可驗(yàn)證的假設(shè)是：被撞而擺動的鋼球數(shù)量與撞擊球的數(shù)量有關(guān)。
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專題10 功和功率的計(jì)算 能量轉(zhuǎn)化與守恒
1.夯實(shí)基礎(chǔ)知識:考生需要對功和功率的基本概念、公式和原理進(jìn)行深入理解，確保能夠熟練掌握。
2.提高知識運(yùn)用能力:充分理解功是能量轉(zhuǎn)化的量度來分析非恒力做功問題。在解題過程中，要注意分析物理過程，選擇正確的公式進(jìn)行計(jì)算。
★重難點(diǎn)01： 功和功率計(jì)算
一、功
（一）功的含義
物體受到力的作用，并且在這個(gè)力的方向上通過一段距離，我們就說這個(gè)力對物體做了功。力做功也常說成物體做功，如人的推力對小車做功，也可以說成人對小車做功。
（二）做功的兩個(gè)必要因素
做功包括兩個(gè)必要因素：一是 ；二是 。
(1)力對物體不做功的三種情況
①有距離無力：物體沒有受到力的作用，但由于慣性通過一段距離；
②有力無距離：有力作用在物體上，但物體沒動，即物體沒有通過一段距離；
③力與距離垂直：物體受到了力的作用，也通過了一段距離，但通過的距離與力的方向垂直。
(2)物體在力的方向上通過一段距離是指力與距離具有同向性、同體性和同時(shí)性。
（三）功的計(jì)算
功有大小，科學(xué)上規(guī)定：功等于 。即功=力x距離。如果用F表示力，s表示物體在力的方向上通過的距離，W表示功，則功的計(jì)算公式為W= 。
【重要提醒】
功和能的區(qū)別與聯(lián)系：功和能是兩個(gè)不同性質(zhì)的量，功是過程量，它對應(yīng)的是一段時(shí)間和一段過程；能是狀態(tài)量，它對應(yīng)的是一個(gè)時(shí)刻和一個(gè)狀態(tài)。但功和能這兩個(gè)量又是密切相關(guān)的，首先，能是物體做功的本領(lǐng)，如果一個(gè)物體具有做功的本領(lǐng)，我們就說它具有能；其次，功是能量轉(zhuǎn)化的量度，即在一個(gè)過程中，能量究竟轉(zhuǎn)化了多少，可以用相應(yīng)的功量度出來。
二、功率
（一）功率
(1)定義：單位時(shí)間里完成的功叫做功率。
(2)意義：反映做功 的量(即表示能量轉(zhuǎn)化快慢的量)。
(3)符號： P
(4)功率的公式：由功率的定義知，功率=功/時(shí)間，如果用P表示功率，W表示功，t表示時(shí)間，則功率的公式可表示為P=W/t
(5)功率的單位
在國際單位制中，功率的單位是瓦特，簡稱瓦，符號為W。1瓦=1焦/秒。在實(shí)際應(yīng)用中還常用千瓦( kW )、兆瓦( MW )作為功率的單位。1千瓦=1000瓦，1兆瓦=106瓦。
【能力拓展】
①當(dāng)物體在力F的作用下，以速度v做勻速直線運(yùn)動時(shí)(力F與速度v同方向)，由W=Fs、v= s/t，得出P=Fv，即功率等于力與力的方向上運(yùn)動速度的乘積。利用P=Fv可以知道：拖拉機(jī)在上坡時(shí)，當(dāng)功率一定時(shí)，通過換擋減小速度是為了增大牽引力，這樣有利于上坡。
②應(yīng)用公式P=W/t時(shí)一定要注意三個(gè)量的對應(yīng)關(guān)系，功W一定是在對應(yīng)的時(shí)間t內(nèi)完成的功，這樣算出的功率才是時(shí)間t內(nèi)的功率，不同的時(shí)間內(nèi)對應(yīng)的功率一般來說是不同的，功率越大，反映了完成功的“速度”越大，但并不代表做功一定多。功率的公式P=W/t是指平均功率，即在t時(shí)間內(nèi)的平均功率，而不是某一時(shí)刻的瞬間功率。
1．（2022·杭州）現(xiàn)有甲、乙、丙三個(gè)質(zhì)量不同的物體(m甲>m乙>m丙)，在相等的恒力F作用下，分別在水平方向、沿斜面向上、豎直方向通過了相等的距離s，如圖所示。F在三種情況下做的功分別為W甲、W乙、W丙，三者大小判斷正確的是（　　）
A．W甲>W乙>W丙 B．W甲C．W甲=W乙=W丙 D．W甲=W乙2．（2022·金華）太陽能將成為全球未來供電的主要能源。某學(xué)校開展了“制作太陽能動力小車”的項(xiàng)目活動。小科制作的小車已經(jīng)完成測定的參數(shù)如下：小車的質(zhì)量為100g，車長8cm、寬6.5cm、高3cm，輪胎與地面的總接觸面積為2cm2。完成下列問題：
（1）小車靜止在水平地面時(shí)，對地面的壓強(qiáng)為多少？
（2）某次測試中，小車在陽光照射下行駛40米用時(shí)1分20秒，該次測試中小車的速度為多少？
（3）測試中，小車以最快速度0.8m/s在水平地面上勻速直線行駛，若受到的阻力為重力的0.1倍，此時(shí)小車的功率為多少瓦？
★重難點(diǎn)02： 能量轉(zhuǎn)化與守恒
（一）動能和彈性勢能的相互轉(zhuǎn)化
一個(gè)木球從高處滾下來，撞擊到彈簧片上。
研究的過程 球的速度 動能 彈簧片形變程度 彈性勢能 能的轉(zhuǎn)化
木球壓彎彈簧片 不斷減小直至為零 不斷減小直至為零 由小變大 不斷增大 動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能
彈簧片把木球彈回 由零不斷增大 由零不斷增大 由大變小 不斷減小，直至為零 彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能
（二）機(jī)械能守恒
動能和勢能之和稱為機(jī)械能。物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而且在轉(zhuǎn)化過程中，如果只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化,機(jī)械能的總量就保持不變，即機(jī)械能守恒。
（三）機(jī)械能守恒與能量守恒定律的區(qū)別
(1)機(jī)械能守恒是有條件的一沒有能量損失或額外的能量補(bǔ)充。
因?yàn)闄C(jī)械能守恒是指一個(gè)物體如果只存在著動能和勢能之間的轉(zhuǎn)化時(shí)，機(jī)械能的總量將保持不變。如果存在機(jī)械能與其他形式的能之間的轉(zhuǎn)化，機(jī)械能總量發(fā)生改變，機(jī)械能不再守恒，例如克服摩擦做功，產(chǎn)生內(nèi)能，機(jī)械能的總量將減少，損失的機(jī)械能將轉(zhuǎn)化為其他形式的能。
(2)能量守恒定律的成立不需要條件。這是因?yàn)槟芰哭D(zhuǎn)化形式是多樣的，可以在機(jī)械能、內(nèi)能、化學(xué)能、電能、光能、聲能間相互轉(zhuǎn)化，不限于動能和勢能之間的轉(zhuǎn)化，在轉(zhuǎn)化過程中，一種形式的能減少，另一種形式的能必然增加，能的總量保持不變。
1．（2023·溫州）如圖是滾擺完成一次下降和上升的示意圖。該過程中，滾擺處于甲、乙位置時(shí)（　　）
A．重力勢能不同，動能相同 B．重力勢能不同，動能不同
C．重力勢能相同，動能相同 D．重力勢能相同，動能不同
2．（2021·溫州）一番茄從手中由靜止開始下落，撞擊水面時(shí)濺起許多水珠（如圖），同時(shí)番茄仍有較大速度并繼續(xù)下沉。若不計(jì)一切機(jī)械能損耗，番茄從開始下落至剛好浸沒時(shí)減少的勢能（　　）
A．等于所有濺起的水珠在撞擊過程中增加的機(jī)械能總和
B．大于所有濺起的水珠在撞擊過程中增加的機(jī)械能總和
C．等于所有濺起的水珠在空中上升過程中增加的機(jī)械能總和
D．小于所有濺起的水珠在空中上升過程中增加的機(jī)械能總和
1．（2025·嘉興模擬）如圖為兩個(gè)光滑的弧面和一段粗糙的水平面相連接的裝置。將質(zhì)量為m的物體從左側(cè)弧面的a點(diǎn)靜止釋放。忽略空氣阻力，下列有關(guān)說法正確的是（　　）
A．物體能到達(dá)c點(diǎn)
B．經(jīng)b點(diǎn)時(shí)，物體的動能最大
C．物體質(zhì)量越大，經(jīng)b點(diǎn)時(shí)速度越大
D．物體在水平面運(yùn)動時(shí)，內(nèi)能增加
（1題圖） （2題圖）
2．（2025·紹興模擬）體育考試時(shí)，小敏用相同的速度在相同高度將籃球沿不同軌跡從A點(diǎn)投向B點(diǎn)，如軌跡1和軌跡2所示。若空氣阻力忽略不計(jì)，下列說法正確的是（　　）
A．從A到B點(diǎn)，軌跡1籃球重力勢能的變化量大于軌跡2
B．在B 點(diǎn)時(shí)，軌跡1籃球的機(jī)械能大于軌跡2籃球機(jī)械能
C．從A到B點(diǎn)，軌跡1和軌跡2中籃球動能的變化量相等
D．運(yùn)動到最高點(diǎn)時(shí)，在軌跡1和軌跡2籃球的動能都為0
3．（2025·臨平模擬）某同學(xué)通過單擺實(shí)驗(yàn)探究能量、運(yùn)動和力的關(guān)系(如圖)，A、C是等高且最高的兩點(diǎn)，B是最低點(diǎn)(忽略摩擦力和空氣阻力)。下列說法正確的是(　　)
A．小球在A、C兩點(diǎn)均受到平衡力的作用
B．從A 運(yùn)動到C的過程中，小球的機(jī)械能減小
C．若小球從A點(diǎn)靜止釋放，小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)動能最大
D．若小球運(yùn)動到 C點(diǎn)時(shí)繩子突然斷裂，則將靜止在C處
4．（2025·溫州模擬）為了研究小球運(yùn)動時(shí)能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系，小明設(shè)計(jì)了如下方案，使小球從左側(cè)平臺由靜止沿光滑軌道運(yùn)動，其中小球能沿軌道到達(dá)右側(cè)平臺的是（　　）
A． B． C． D．
5．（2025·鄞州模擬）如圖為桌球運(yùn)動員擊打白球后，白球撞擊黑球的運(yùn)動軌跡圖，其中乙和丁點(diǎn)為兩球撞擊后的瞬間，最終分別停留在丙點(diǎn)和戊點(diǎn)。假設(shè)黑白兩球完全一樣，桌面粗糙程度相同。下列有關(guān)不同點(diǎn)對應(yīng)小球機(jī)械能大小關(guān)系錯(cuò)誤的是（　　）
A．乙>丁 B．乙>丙 C．甲>乙＋丁 D．丙=戊
6．（2025九下·蕭山模擬）攀巖是一項(xiàng)挑戰(zhàn)自然、超越自我的驚險(xiǎn)運(yùn)動。如圖所示是背著背包的攀巖者向上攀爬時(shí)的情景，下列說法錯(cuò)誤的是
A．攀巖者克服自身重力做了功，重力勢能增加
B．背包相對攀巖者靜止，攀巖者對背包做了功
C．攀巖者向上攀爬時(shí)，他所受的摩擦力方向始終豎直向下
D．攀巖者手上涂鎂粉，目的是為了增大摩擦力
7．（2025九下·蕭山模擬）小高將制作好的水火箭豎直立于地面如圖甲所示，用打氣筒向瓶內(nèi)打氣，瓶內(nèi)壓強(qiáng)足夠大時(shí)，瓶內(nèi)的水向下噴出，水火箭豎直向上飛起。如圖乙是水火箭發(fā)射后的速度隨時(shí)間變化的圖像(不考慮空氣阻力，t1時(shí)刻水火箭中的水恰好噴完)下列說法正確的是 (　　)
A．t2與t3時(shí)刻機(jī)械能的大小相等
B．圖乙中水火箭達(dá)到最高點(diǎn)的時(shí)刻是t1
C．水火箭發(fā)射后受到平衡力的時(shí)刻是t2
D．水火箭向下噴水的過程中，水火箭對水向下的作用力小于水對它向上的作用力
8．（2025九下·慈溪模擬）如圖所示為某次蹦極運(yùn)動的精彩瞬間，若一游客綁上安全繩之后從平臺上由靜止開始下落，則從開始下落至第一次到達(dá)最低點(diǎn)的過程中，游客的
A．動能一直增大 B．重力勢能一直減小
C．機(jī)械能保持不變 D．機(jī)械能一直增大
9．（2024·杭州模擬） 如圖甲所示，在一個(gè)罐子的蓋和底各開兩個(gè)小洞。將小鐵塊用細(xì)繩綁在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋兩端穿過小洞用竹簽固定，如圖乙為其截面圖。做好后如圖丙所示，將該罐子從不太陡的斜面A 點(diǎn)由靜止釋放，滾到水平面D 點(diǎn)停止，然后返回，自行滾上斜面的B 點(diǎn)停止后又滾下斜面……如此往返，最后停在水平面上，下列說法正確的是 (　　)
A．罐子在 A 點(diǎn)的重力勢能最大，橡皮筋在 D 點(diǎn)的彈性勢能最大
B．罐子從 A 點(diǎn)滾動到C 點(diǎn)的過程中，重力勢能只轉(zhuǎn)化為動能
C．若罐內(nèi)沒有橡皮筋和小鐵塊，罐子可能返回滾上斜面
D．第一次返回斜面，向上滾動的過程中，罐子整體在C 點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能小于在B 點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能
10．（2025·杭州模擬）天荒坪是很多騎行愛好者的爬坡勝地，如圖所示，小科在盤山公路的某一段上坡路段上騎行，該路段長約10.88公里，爬升高度達(dá)到528米。在這段上坡路線騎行的過程中，下列說法錯(cuò)誤的是（　　）
A．自行車在做曲線運(yùn)動
B．自行車的重力勢能增加
C．自行車受到的重力和支持力是一對平衡力
D．自行車受到的支持力不做功
11．（2025·紹興模擬）現(xiàn)有甲、乙兩個(gè)物體(m甲>m乙)，在相等的恒力F作用下，分別在水平方向和斜面上通過了相等的距離s，如圖所示。F在兩種情況下做的功分別為W甲、W乙，兩者大小判斷正確的是（　　）
A． B． C． D．水平面和斜面的粗糙程度未知，無法判斷
12．（2025·杭州模擬）如圖甲所示，一名游客正在體驗(yàn)“反向蹦極”。圖乙為該極限運(yùn)動的原理圖，一條彈性輕繩的上端固定在O點(diǎn)，拉長后將下端固定在體驗(yàn)者的身上，并與固定在地面上的扣環(huán)相連。打開扣環(huán)，人將從A 點(diǎn)由靜止釋放，像火箭一樣被“豎直發(fā)射”，上升到最高位置C點(diǎn)。已知游客向上運(yùn)動時(shí)，B點(diǎn)達(dá)到速度最大值，最后在反復(fù)上下震蕩后靜止在空中。請回答以下問題：
（1）圖乙所示，從A點(diǎn)至 B點(diǎn)的過程中，彈性輕繩的彈力　 　。 (選填“變大”、 “變小”或“不變”)
（2）從B點(diǎn)向上運(yùn)動至C點(diǎn)的過程中，游客的動能　 　。 (選填“變大”、“變小”或“不變”)
（3）到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，若一切外力都消失，則游客將處于　 　狀態(tài)。 (選填“靜止”或“勻速直線運(yùn)動”)
14．（2025·嘉興模擬）福建艦是我國完全自主設(shè)計(jì)制造的第三艘航母，其配置的電磁彈射是當(dāng)今世界少數(shù)國家掌握的先進(jìn)技術(shù)。電磁彈射的結(jié)構(gòu)示意如圖甲，其科學(xué)原理如圖乙。
（1）航母上的發(fā)射軌道相當(dāng)于圖乙中兩根金屬導(dǎo)軌，彈射車相當(dāng)于金屬棒ab，通電后磁場對彈射車產(chǎn)生　 　，從而使彈射車牽引飛機(jī)快速運(yùn)動，當(dāng)彈射車運(yùn)動到軌道末端停下來時(shí)，由于飛機(jī)具有　 　而保持原來的運(yùn) 動狀態(tài)，并在發(fā)動機(jī)動力的作用下加速飛離甲板。
（2）電磁彈射原理雖簡單，但是建造所需的技術(shù)難度極高。如電磁彈射需要強(qiáng)大的電力儲能系統(tǒng)，能在3秒內(nèi)提供1.2×108焦的電能，將幾十噸的飛機(jī)加速到幾百米/秒，該系統(tǒng)的功率至少達(dá)　 　瓦。
15．（2025九下·浙江月考） 如圖甲所示，一段粗糙程度相同的水平面和一個(gè)光滑的圓弧槽在 B 點(diǎn)處相連。質(zhì)量為m的物體從離水平面高h(yuǎn)的A點(diǎn)由靜止釋放，BC長為3米，最后靜止于水平面上的C點(diǎn)。如圖乙所示，若在水平面上的D 點(diǎn)處再連接一個(gè)光滑的圓弧槽，且BD 長為0.7米，物體從A點(diǎn)由靜止釋放，第一次到達(dá)左側(cè)圓弧槽的E點(diǎn)，之后再下滑直至最終靜止。
（1）甲圖中，物體從A點(diǎn)滑到水平面時(shí)，重力所做的功為　 　(用題中符號表示)。
（2）物體從B 點(diǎn)到C點(diǎn)的過程中，能量轉(zhuǎn)化的情況是　 　。
（3）乙圖中，最后物體靜止于水平面上的位置距B 點(diǎn)　 　米。
16．（2025·臨平模擬）中國的基建能力世界領(lǐng)先，其中挖掘機(jī)是基建工程中的重要設(shè)備。下表是某品牌挖掘機(jī)的部分技術(shù)參數(shù)表。
挖掘機(jī)參數(shù)表(部分)
整機(jī)工作質(zhì)量(kg) 14000
最大挖掘深度(mm) 5 600
最大卸載高度(mm) 6 400
行走速度(km/h) 3.3~5.2
履帶寬度(mm) 500
履帶長度(mm) 4000
請回答：
（1）請計(jì)算該挖掘機(jī)靜止在水平地面上時(shí)對地面的壓強(qiáng)。
（2）請計(jì)算該挖掘機(jī)在工地上行走104米的距離至少需要多少時(shí)間
（3）若該挖掘機(jī)將1×104N的巨石從“最大挖掘深度”處挖起，并舉高到“最大卸載高度”處放下。該過程挖掘機(jī)對該石塊至少需要做多少功
17．（2025·杭州模擬） 2024年9月25日，中國東風(fēng)-31AG型洲際導(dǎo)彈劃破天際，精準(zhǔn)命中太平洋目標(biāo)海域。洲際導(dǎo)彈的飛行過程分為初段OA、中段AB、末段BC三個(gè)階段，如圖所示。飛行初段，發(fā)動機(jī)內(nèi)燃料燃燒推動導(dǎo)彈加速上升。飛行中段，發(fā)動機(jī)關(guān)閉，導(dǎo)彈依靠慣性在錢學(xué)森彈道飛行。飛行末段，發(fā)動機(jī)再次打開，急速墜落的導(dǎo)彈，還會釋放多個(gè)干擾彈，大大降低攔截成功率。
請回答下列問題：
（1）導(dǎo)彈飛行初段，其能量主要來自燃料儲存的　 　；
（2）導(dǎo)彈飛行中段，距離地面等高的a、b兩點(diǎn)速度的大小關(guān)系：va　 　vb（選填“大于”“小于”或“等于”）；
（3）導(dǎo)彈飛行末段，除干擾彈外，導(dǎo)彈不斷加速俯沖，從被發(fā)現(xiàn)到命中攻擊點(diǎn)僅需十幾秒。若某攔截導(dǎo)彈發(fā)射點(diǎn)距離攻擊點(diǎn)60km，推力為1×105N，最大功率為3×108W，該攔截導(dǎo)彈能否成功攔截東風(fēng)-31AG型洲際導(dǎo)彈，請計(jì)算說明。
18．（2025·臺州模擬） 如圖1為一輛運(yùn)輸汽油的油罐車，有關(guān)參數(shù)如圖2所示。
（1）為避免靜電引發(fā)安全事故，油罐車尾部需掛一條拖在地上的鏈子，下列最適合用來制作這種鏈子的材料為____(填字母)。
A．橡膠 B．塑料 C．棉 D．鐵
（2）當(dāng)空車靜止在水平地面上時(shí)，車輪與地面的 (第31題圖1)
總接觸面積為0.3米2，地面受到的壓強(qiáng)為　 　。
（3）當(dāng)這輛油罐車滿載汽油，以最大時(shí)速在平直公路上勻速行駛時(shí)，若動力完全由汽車發(fā)動機(jī)提供，已知汽車發(fā)動機(jī)的輸出功率為90千瓦，則汽車受到的阻力為多大
19．（2025·嘉興模擬） 2060年前我國要實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)，其中碳減排、碳封存是實(shí)現(xiàn)碳中和的主要途徑。
（1）人們常說“電動汽車比燃油車環(huán)保”，為了探明電動和燃油兩種汽車的碳排放量，科學(xué)家對A品牌某款電動汽車和B 品牌某款燃油汽車進(jìn)行四個(gè)維度的對比，相關(guān)信息如下表。
對比維度 電動汽車 燃油車
汽車生產(chǎn)及回收 每生產(chǎn)和回收一輛共排放約20.5噸碳(其中生產(chǎn)回收鋰電池約占一半的碳排放) 每生產(chǎn)和回收一輛共排放約10.1 噸碳
能源生成 使用綠色能源為其供電，年均消耗的電能相當(dāng)于排放約0.7噸碳 動力來自化石燃料的燃燒，年均排放約3.3噸碳
使用維護(hù) 一年保養(yǎng)維護(hù)排放約0.15 噸碳 一年保養(yǎng)維護(hù)排放約0.15 噸碳
電池使用年限 鋰電池組平均壽命8年 　
根據(jù)以上信息，從碳排放的角度來看，你是否贊同“電動汽車比燃油車環(huán)保”這個(gè)觀點(diǎn)，并說明理由。
（2）該電動汽車勻速通過高速公路上一段3km的平直路段，用時(shí)0.03h，消耗的電能為2.25×106J。
請計(jì)算：①汽車行駛的速度。②若消耗電能的80%用于驅(qū)動汽車前進(jìn)，汽車在該路段行駛時(shí)受到的阻力。
（3）全球排放的CO2，大約有30%~40%被海洋吸收，導(dǎo)致海水酸化。捕獲海水中的CO2比捕獲空氣中的成本更低，科學(xué)家計(jì)劃從海水中捕獲CO2，收集后壓縮成液態(tài)，再注入海底廢棄的油田封存。
①封存CO2，能有效減緩　 　效應(yīng)。②為實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)，我們應(yīng)該如何踐行低碳生活　 　。
A.天天使用一次性筷子 B.節(jié)約紙張，節(jié)約用水用電
C.減少或拒絕使用一次性塑料袋 D.走路、騎車或乘坐公共交通工具上學(xué)放學(xué)
20．（2025·金華模擬）目前我國生活垃圾中廚余垃圾和塑料垃圾占比很大，亟待對其進(jìn)行“減量化、無害化、資源化”處理。下面是利用微生物處理廚余垃圾的模式圖。
請回答：
（1）經(jīng)甲烷桿菌發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣主要含有甲烷、二氧化碳和硫化氫等，為防止沼氣污染，可用氫氧化鈉溶液除去雜質(zhì)硫化氫(H2S)，寫出這一反應(yīng)的化學(xué)方程式　 　。
（2）廚余垃圾中的淀粉可被淀粉乳酸桿菌分解為乳酸，乳酸可用于生產(chǎn)可降解塑料。下表為A、B、C三種不同的淀粉乳酸桿菌對淀粉(原有淀粉濃度為8克/升)的分解測定結(jié)果：根據(jù)下表可得，菌株　 　(選填“A”“B”或“C”)分解淀粉的能力最強(qiáng)。
菌種 成分濃度 無菌株 菌株A 菌株 B 菌株 C
淀粉濃度/(克/升) 8 4 2 5
乳酸濃度/(克/升) 0 4 6 3
（3）淀粉乳酸桿菌是乳酸菌的一種，列舉一種生活中利用乳酸菌發(fā)酵制作的食品：　 　。
（4）某小區(qū)每個(gè)垃圾桶壓實(shí)后可裝生活垃圾180千克，垃圾清運(yùn)車將一滿桶壓實(shí)后的生活垃圾提升2米后倒入車廂，垃圾提升的過程中，克服生活垃圾的重力所做的功為多少焦耳
21．（2025·麗水模擬）小科在參觀科技館時(shí)看到一種有趣的科學(xué)玩具——牛頓擺，如圖甲所示，它由支架、細(xì)線和5個(gè)完全相同的鋼球組成，每個(gè)鋼球通過兩根無彈性細(xì)線固定在支架上，并緊挨著排列在同一水平線上。拉起最左側(cè)的鋼球，釋放后，它像單擺一樣向右擺動撞擊相鄰鋼球，僅把最右側(cè)的鋼球撞出，其他球幾乎靜止不動。為什么碰撞后僅有一個(gè)球擺動，而其余球仍然保持靜止？小科進(jìn)行了如下探究：
【提出問題】被撞而擺動的鋼球數(shù)量與哪些因素有關(guān)？
【建立假設(shè)】被撞而擺動的鋼球數(shù)量與撞擊球撞擊時(shí)的速度大小有關(guān)。
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】將牛頓擺等效為單擺模型，如圖乙所示是一個(gè)鋼球撞擊其它鋼球的情形，五個(gè)鋼球自左向右標(biāo)為球。若不考慮能量損失，請回答下列問題：
（1）將A球作為撞擊球拉至一定的高度（保持細(xì)線繃直），靜止釋放后，A球向右擺動過程中，將　 　能轉(zhuǎn)化為動能。
（2）為了改變撞擊球撞擊時(shí)的速度，進(jìn)行的操作是：　 　。釋放后，當(dāng)鋼球發(fā)生碰撞時(shí)，僅有E球被撞出。
（3）重復(fù)上述步驟，當(dāng)鋼球發(fā)生碰撞時(shí)，都僅有E球被撞出。由此可判斷：被撞而擺動的鋼球數(shù)量與撞擊球撞擊時(shí)的速度　 　（填“有關(guān)”或“無關(guān)”）。
（4）針對小科提出的問題，利用此實(shí)驗(yàn)裝置還可驗(yàn)證的假設(shè)是　 　。
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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