安徽省中考物理临考题号押题第21题

安徽省中考物理临考题号押题第21题

安徽省中考物理临考题号押题第21题（含解析）‎ ‎（2019·安徽中考物理第21题）如图，水平地面上一个重为50N的物体，在大小为10N的水平拉力F作用下，向左做匀速直线运动，在5s的时间内通过的距离为2m。求物体运动过程中 ‎（1）所受摩擦力的大小；‎ ‎（2）拉力F做功的功率。‎ ‎【答案】（1）所受摩擦力的大小为10N；‎ ‎（2）拉力F做功的功率为4W。‎ ‎【解析】（1）用10N的水平拉力，拉着物体向左做匀速直线运动，物体处于平衡状态，则地面对物体的摩擦力与拉力是一对平衡力，大小相等，故f＝F＝10N；‎ ‎（2）拉力F做的功：W＝Fs＝10N×2m＝20J，‎ 拉力F做功的功率：P＝＝＝4W。‎ 一辆质量为1.5t的小货车，载有质量为1.7t的货物，如果该车在平直的公路上匀速行驶1000m，所用的时间为32s，消耗的燃油完全燃烧放出的热量是8×106J，小货车受到的摩擦力为车重的0.1倍。那么在此过程中：‎ ‎（1）该货车牵引力是多少？‎ ‎（2）发动机的功率是多少？‎ ‎（3）该货车发动机的效率是多少？‎ ‎【答案】（1）该货车牵引力是3.2×103 N；‎ ‎（2）发动机的功率是1×105W；‎ ‎（3）该货车发动机的效率是40%。‎ 13‎ ‎【解析】由题意可知，m车＝1.5 t＝1.5×103 kg，m货＝1.7 t＝1.7×103 kg，s＝1000 m，t＝32s，Q＝8×106J；‎ ‎（1）因货车在平直的公路上匀速行驶，所以牵引力和阻力是一对平衡力，‎ 则该货车受到的牵引力：‎ F＝f＝0.1G总＝0.1（m车+m货）g ‎＝0.1×（1.5×103 kg+1.7×103 kg）×10 N/kg＝3.2×103 N；‎ ‎（2）牵引力做功：W＝Fs＝3.2×103 N×1000 m＝3.2×106 J，‎ 则发动机的功率：P＝＝＝1×105W；‎ ‎（3）发动机的效率：‎ η＝＝×100%＝40%。‎ ‎1．如图所示，重庆轨道2号线在李子坝站“穿”居民楼而过，山城的复杂地形造就了全国绝无仅有的震撼景象。若列车电动机功率为370kW，长度为120m，行驶速度为25m/s，该居民楼长度为130m，则在列车穿过居民楼的过程中，求 ‎（1）列车所花的时间为多少秒？‎ ‎（2）列车电动机做的功为多少焦耳？‎ ‎【答案】（1）列车所花的时间为10s；‎ ‎（2）列车电动机做的功为3.7×106J。‎ ‎【解析】（1）列车穿过居民楼时通过的路程：‎ s＝L车+L居民楼＝120m+130m＝250m，‎ 由v＝可得，列车穿过居民楼的时间：‎ t＝＝＝10s；‎ 13‎ ‎（2）由P＝可得，列车电动机做的功：‎ W＝Pt＝370×103W×10s＝3.7×106J。‎ ‎2．无人驾驶汽车是智能汽车的一种，也称为轮式移动机器人，主要依靠车内的以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶。如图所示，一款质量为2t的无人驾驶汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶了20min，无人驾驶汽车在这个过程中的功率为4×104W．求在这段时间内（g取10N/kg）：‎ ‎（1）无人驾驶汽车对平直公路的压力；‎ ‎（2）无人驾驶汽车行驶的距离；‎ ‎（3）无人驾驶汽车的牵引力。‎ ‎【答案】（1）无人驾驶汽车对平直公路的压力为20000N；‎ ‎（2）无人驾驶汽车行驶的距离为24km；‎ ‎（3）无人驾驶汽车的牵引力为2000N。‎ ‎【解析】（1）无人驾驶汽车对平直公路的压力为：F＝G＝mg＝2000kg×10N/kg＝20000N；‎ ‎（2）t＝20min＝h，‎ 由v＝可得，无人驾驶汽车行驶的距离为：s＝vt＝72km/h×h＝24km；‎ ‎（3）无人驾驶汽车的速度为72km/h＝20m/s；‎ 由P＝Fv可得，无人驾驶汽车的牵引力：F＝＝＝2000N。‎ ‎3．有一台直流电动机在220V的电压下工作时，电流为35A，用它来匀速提升质量为1400kg的货物，在2s内提升了lm，设电动机输出的能量全部用来提升货物。问：‎ ‎（1）电动机对货物的拉力是多少？‎ ‎（2）2s内电动机对货物做功的功率是多少？‎ ‎（3）这期间电动机的效率是多少？‎ ‎【答案】（1）电动机对货物的拉力是1.4×104N；‎ ‎（2）2s内电动机对货物做功的功率是7×103W；‎ ‎（3）这期间电动机的效率是91%。‎ 13‎ ‎【解析】（1）物体的重力为：G＝mg＝1400kg×10N/kg＝1.4×104N，‎ 因为匀速向上提升货物时，货物受到的重力与拉力是一对平衡力，所以F拉＝G＝1.4×104N；‎ ‎（2）2s内电动机对货物做的功为：W＝F拉s＝1.4×104N×lm＝1.4×104J；‎ ‎2s内电动机对货物做功的功率为：；‎ ‎（3）这期间电流做的功为：W电＝UIt＝220V×35A×2s＝1.54×104J，‎ 电动机的效率为：。‎ ‎4．电动自行车以其环保、快捷、轻便的优势，成为家庭常用的交通工具。某辆电动自行车自身重力为600N，在水平公路上匀速直线行驶4.8km用了10分钟，行驶时受到的阻力是总重的0.1倍。‎ ‎（1）求某质量为40kg中学生骑车匀速行驶时所受的阻力 ‎（2）求该中学生骑车在这段时间内行驶牵引力做功是多少。功率为多少？‎ ‎（3）若该车每个车轮与地面的接触面积为0.01m2，车胎能承受的最大压强为2×105Pa，求该车的最大载重量是多少牛？‎ ‎【答案】（1）质量为40kg中学生骑车匀速行驶时所受的阻力为100N；‎ ‎（2）牵引力做功为4.8×105J；功率为800W；‎ ‎（3）该车的最大载重量是3400N。‎ ‎【解析】（1）中学生重力G1＝mg＝40kg×10N/kg＝400N；‎ 骑车匀速行驶时所受的阻力大小：f＝0.1（G1+G2）＝0.1×（400N+600N）＝100N；‎ ‎（2）自行车匀速行驶，则牵引力：F＝f＝100N；‎ ‎10min内电动自行车牵引力做的功：W＝Fs＝100 N×4800m＝4.8×105J；‎ 电动自行车的功率：P＝＝＝800W；‎ ‎（3）根据p＝可知，电动自行车车胎能承受的最大压力为：‎ F＝pS＝2×105Pa×2×0.01m2＝4000N，‎ 则车的最大载重量：‎ G载＝4000N﹣600N＝3400N。‎ ‎5．“一方有难，八方支援”，如图所示，一辆满载医疗物资的货车正在驶往武汉。已知这辆货车所受的重力为1×105N，当货车在水平路面匀速运动时，所受阻力为重力的五分之一，货车牵引力功率为92kW，请你计算汽车运动100s时：‎ 13‎ ‎（1）货车所受的阻力有多大？‎ ‎（2）牵引力做了多少功？‎ ‎（3）货车通过的距离多长？‎ ‎【答案】（1）货车所受的阻力为2×104N；‎ ‎（2）牵引力做了9.2×106J的功；‎ ‎（3）货车通过的距离为460m。‎ ‎【解析】（1）由题意可得，货车所受的阻力：‎ f＝G＝×1×105N＝2×104N；‎ ‎（2）货车牵引力的功率：P＝92kW＝92000W，‎ ‎100s内牵引力做的功：‎ W＝Pt＝92000W×100s＝9.2×106J；‎ ‎（3）因为货车在水平路面匀速运动，在水平方向上货车受到的牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，‎ 所以货车受到的牵引力：‎ F＝f＝2×104N，‎ 由W＝Fs得货车通过的距离：‎ s＝＝＝460m。‎ ‎6．如图所示，重为5牛的国旗在拉力F作用下，4秒内沿竖直方向匀速上升了一段距离，此过程中拉力F的功率为1.5瓦。求：（不考虑摩擦）‎ ‎（1）拉力所做的功。‎ ‎（2）国旗上升的距离。‎ 13‎ ‎【答案】（1）拉力所做的功。‎ ‎（2）国旗上升的距离1.2m。‎ ‎【解析】（1）根据P＝可得，拉力所做的功：‎ W＝Pt＝1.5W×4s＝6J；‎ ‎（2）不考虑摩擦，根据定滑轮的工作特点可知F＝G＝5N，‎ 则根据W＝Fs可得，国旗上升的距离：‎ s＝＝＝1.2m。‎ ‎7．如图所示有一款大鼻子校车满载时总重为2×105N，最大功率为80kW，若以最大功率匀速行驶的效率为40%，百公里耗油量为25L，已知柴油热值为4×107J/L．试求：‎ ‎（1）校车以最大功率行驶时所受的阻力；‎ ‎（2）校车以最大功率行驶时的速度。‎ ‎【答案】（1）校车以最大功率行驶时所受的阻力为4000N；‎ ‎（2）校车以最大功率行驶时的速度为20m/s。‎ ‎【解析】（1）25L柴油完全燃烧放出的热量：‎ Q＝Vq＝25L×4×107J/L＝1×109J，‎ 由η＝×100%得，柴油机对外所做的机械功：‎ W＝ηQ＝40%×1×109J＝4×108J，‎ 由W＝Fs可得，柴油机的牵引力：‎ F＝＝＝4000N，‎ 因为汽车做匀速直线运动，牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，‎ 13‎ 所以，校车以最大功率匀速行驶时所受的阻力f＝F＝4000N。‎ ‎（2）由P＝＝＝Fv得，校车以最大功率行驶时的速度：‎ v＝＝20m/s。‎ ‎8．如图所示，盘山公路可以简化成物理模型﹣斜面，其中山路成可以看成是斜面长s，山高可以看成是斜面的高h，如图乙所示。一辆重为G的汽车在牵引力F的作用下以速度v沿山路匀速开到山顶，汽车的功率为P，行驶过程中受到地面的摩擦力为f（已知sinθ＝h/s，忽略空气的阻力）‎ ‎（1）请利用做功的原理推导摩擦力的表达式：f＝﹣Gsinθ；‎ ‎（2）现在有一辆质量为4000kg的汽车沿着盘山公路以5m/s的速度匀速行驶，汽车发动机的牵引功率为1.5×105W，耗时30min到达上山入口，求该过程中汽车克服摩擦力做的功。（已知θ＝30°，g取10N/kg）‎ ‎【答案】（1）推导过程见解答；‎ ‎（2）该过程中汽车克服摩擦力做的功为9×107J。‎ ‎【解析】‎ ‎（1）汽车爬坡时，牵引力做的功为总功：W总＝Fs，‎ 牵引力做的有用功：W有用＝Gh，‎ 克服摩擦力做的额外功：‎ W额＝fs＝W总﹣W有用＝Fs﹣Gh，‎ 可得摩擦力：‎ f＝F﹣，‎ 因为P＝＝＝Fv，sinθ＝，‎ 所以f＝﹣Gsinθ；‎ 13‎ ‎（2）汽车爬坡时，牵引力做的总功：‎ W总＝Pt＝1.5×105W×30×60s＝2.7×108J，‎ 盘山公路相当于一斜面，斜面长s＝vt＝5m/s×30×60s＝9000m，‎ 因为sinθ＝，θ＝30°，‎ 所以斜面高h＝s×sin30°＝9000m×＝4500m，‎ 牵引力做的有用功：‎ W有用＝Gh＝mgh＝4000kg×10N/kg×4500m＝1.8×108J，‎ 克服摩擦力做的额外功：‎ W额＝W总﹣W有用＝2.7×108J﹣1.8×108J＝9×107J。‎ ‎9．在公园里，常看到一些年青人玩一种平衡车，如图所示。小阳阅读此款平衡车的说明书，主要参数如下表所示。‎ 整车质量 ‎10kg 最大载重 ‎100kg 最高车速 ‎18km/h 轮胎与地面接触总面积 ‎4×10﹣3m2‎ ‎（1）请你估算小阳站在平衡车上时，平衡车对水平地面的压强是多少？‎ ‎（2）该平衡车在平直的地面上以最高车速匀速前行40s，受到的平均阻力是小阳和平衡车总重力的0.1倍，则此过程中平衡车克服阻力做的功是多少？‎ ‎【答案】（1）小阳站在平衡车上时，平衡车对水平地面的压强是1.5×105Pa。‎ ‎（2）此过程中平衡车克服阻力做的功是1.2×104J。‎ ‎【解析】（1）小阳的质量约为50kg，则小阳站在平衡车上时，平衡车对水平地面的压力：‎ F＝G总＝（m人+m车）g＝（50kg+10kg）×10N/kg＝600N，‎ 所以小阳站在平衡车上时，平衡车对水平地面的压强：‎ p＝＝＝1.5×105Pa。‎ ‎（2）最高车速v＝18km/h＝5m/s，‎ 13‎ 根据v＝可得平衡车匀速前行40s运动的距离：‎ s＝vt＝5m/s×40s＝200m，‎ 根据题意可得，平衡车受到的阻力：‎ f＝0.1G总＝0.1×600N＝60N，‎ 所以平衡车克服阻力做的功：‎ W＝fs＝60N×200m＝1.2×104J。‎ ‎10．2018年4月12日，南海海域阅兵中，中国海军094A型战略核潜艇首次公开亮相，如图所示。如表是其部分性能参数，求：（ρ海水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）‎ 艇长 ‎135m 水下最大航速 ‎36节 艇宽 ‎13m 水下巡航速度 ‎20节 水面排水量 ‎9000t 最大潜深 ‎350m ‎（1）核潜艇在水面航行时受到的浮力是多少？‎ ‎（2）若核潜艇以水下巡航速度做水平匀速直线运动，动力功率为3×106W，则航行1km，发动机所做的功是多少？它受到海水的平均阻力是多少？（取1节为0.5m/s）‎ ‎【答案】（1）核潜艇在水面航行时受到的浮力是9×107N；‎ ‎（2）航行1km，发动机所做的功是3×108J，它受到海水的平均阻力是3×105N。‎ ‎【解析】（1）由表格数据可知，核潜艇在水面航行时，m排＝9000t＝9×106kg，‎ 由阿基米德原理可得，核潜艇在水面航行时受到的浮力：‎ F浮＝G排＝m排g＝9×106kg×10N/kg＝9×107N；‎ ‎（2）核潜艇以水下巡航速度做水平匀速直线运动时的速度：‎ v＝20节＝20×0.5m/s＝10m/s，‎ 由v＝可得，航行1km的时间：‎ t＝＝＝100s，‎ 由P＝可得，发动机所做的功：‎ 13‎ W＝Pt＝3×106W×100s＝3×108J，‎ 由W＝Fs可得，发动机的动力：‎ F＝＝＝3×105N，‎ 因核潜艇以水下巡航速度做水平匀速直线运动时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，‎ 所以，核潜艇受到海水的平均阻力f＝F＝3×105N。‎ ‎11．一辆装满货物的汽车总重为5×104N，发动机的功率为7×104W，该汽车在平直公路上匀速行驶了10min，已知汽车所受阻力是车总重的0.1倍。求：‎ ‎（1）汽车的牵引力是多大？‎ ‎（2）汽车的行驶速度是多少？‎ ‎（3）这段时间内汽车的牵引力做了多少功？‎ ‎【答案】（1）汽车的牵引力为5×103N；‎ ‎（2）汽车的速度为14m/s；‎ ‎（3）这段时间内汽车的牵引力做的功为4.2×107J。‎ ‎【解析】（1）汽车所受阻力：f＝0.1G＝0.1×5×104N＝5×103N；‎ 因为汽车匀速直线运动，牵引力F与摩擦阻力f是一对平衡力，‎ 汽车的牵引力：F＝f＝5×103N；‎ ‎（2）由P＝＝＝Fv得汽车的速度：‎ v＝＝＝14m/s；‎ ‎（3）汽车行驶时间：t＝10min＝600s，‎ 由P＝得牵引力做的功：‎ W＝Pt＝7×104W×600s＝4.2×107J；‎ ‎12．如图所示是小东同学骑着某质量为12kg的助力车，在平直路面上由静止开始做直线运动的v﹣t图象，全程共运动8min，在第5min时刚好到达全路程的中点，g取10N/kg，则：‎ ‎（1）若助力车在匀速运动过程中，动力的功率恒为2kW，则助力车匀速运动时，动力做功多少J？‎ ‎（2）在全程运动的时间内，助力车受到的平均动力为车和小东总重的0.25倍，全程动 13‎ 力做的总功为5.4×105J，那么，小东的质量为多少kg？‎ ‎【答案】（1）助力车匀速运动时，动力做功3.6×105J；‎ ‎（2）小东的质量为48kg。‎ ‎【解析】（1）由图可知，助力车匀速直线运动的时间t＝8min﹣5min＝3min＝180s，‎ 则根据P＝可得，助力车匀速运动时，动力做的功：W＝Pt＝2000W×180s＝3.6×105J；‎ ‎（2）由图可知，助力车匀速直线运动的速度v＝10m/s，‎ 则根据v＝可得，匀速运动的路程：s1＝vt＝10m/s×180s＝1800m，‎ 全程的总路程为：s＝2×s1＝2×1800m＝3600m，‎ 根据W＝Fs可得，全程的动力为：F＝＝＝150N，‎ 小东和车的总重力为：G＝＝＝600N，‎ 助力车的重力为：G车＝m车g＝12kg×10N/kg＝120N，‎ 小东的重力为：G人＝G﹣G车＝600N﹣120N＝480N，‎ 小东的质量为：m人＝＝＝48kg。‎ ‎13．一辆质量2t的汽车，在平直公路上以额定功率100kW从静止开始运动，经15s运动200m恰好达到最大速度，接着匀速运动20s关闭发动机，滑行156.25m停下。其ν﹣t图象如图所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍，（g取10N/kg）求：‎ ‎（1）在运动过程中受到的阻力；‎ ‎（2）整个过程中发动机所做的功的大小；‎ ‎（3）汽车运动的最大速度v；‎ ‎（4）整个过程中克服阻力所做的功的大小。‎ 13‎ ‎【答案】（1）在运动过程中受到的阻力4000N；‎ ‎（2）整个过程中发动机所做的功的大小3.5×106J；‎ ‎（3）汽车运动的最大速度v为25m/s；‎ ‎（4）整个过程中克服阻力所做的功的大小3.425×106J。‎ ‎【解析】（1）汽车受到的阻力：‎ f＝0.2G＝0.2×2×104N＝4000N；‎ ‎（2）由题意可知，整个过程中发动机的工作时间：t＝15s+20s＝35s，‎ 由P＝可得，整个过程中发动机做的功：‎ W＝Pt＝100×103W×35s＝3.5×106J；‎ ‎（3）汽车的重力：‎ G＝mg＝2000kg×10N/kg＝2×104N，‎ 由题意和图象可知，15﹣35s汽车的速度最大且做匀速直线运动，‎ 根据二力平衡条件和题意可得，汽车匀速运动时的牵引力：‎ F＝f＝0.2G＝0.2×2×104N＝4000N，‎ 由P＝＝＝Fv可得，汽车的最大速度：‎ v最大＝＝＝25m/s；‎ ‎（4）根据v＝得匀速运动20s运动的距离：‎ s2＝vt＝25m/s×20s＝500m，‎ 整个过程运动的距离为：‎ s＝s1+s2+s3＝200m+500m+156.25m＝856.25m，‎ 整个过程中克服阻力所做的功：‎ 13‎ W＝fs＝4000N×856.25m＝3.425×106J。‎ 13‎