押题14（综合题）：力学综合（压轴题）
备注：真题回顾来源于近两年南京中考真题，押题预测来源于2024年名校模拟试题
力学综合在南京卷的第29题，主要考查力学知识的综合应用，难度较大，综合型强，对学生的要求较高。
秘籍1：怎样解有关浮力的综合计算题
解浮力综合题的基本步骤：
(1)确定研究物体，并对物体进行受力分析；
(2)在受力分析的基础上，列出力的关系式；
(3)把阿基米德原理公式或密度、重力的计算公式代入关系式；
(4)根据已知条件解出所求量。
【特别提示】浮力的四种计算方法
方法 称重法（或实验法） 原理法（或压力差法） 阿基米德原理法 平衡法
表达式 二力平衡
秘籍2：怎样解利用浮力求或测物体的密度问题
应用浮力求或测物体的密度有以下两种方法。
(1)称重法：把物体挂在弹簧测力计上，记下弹簧测力计的示数G，再把物体浸没在水中，记下弹簧测力计的示数F，则F浮==G-F，又因为F浮==ρ水gV排，可推得： ，则 ，这种方法主要适用于求或测密度比水大的物体的密度。
(2)漂浮法：用量筒、水、待测物体(密度比水小)、细针测物体密度。在量筒中装入体积为 V1的水，让物体漂浮在量筒中，记下此时水的体积 V2，将物体用细针按压使物体完全浸入量筒的水中记下此时水的体积V3，计算物体的密度
秘籍3：怎样解有用功、额外功、总功和机械效率的计算问题
（1）有用功的计算方法（以竖直向上提升重物为例）
①定义法：；②；③公式法：
（1）不计绳重，以及绳与滑轮间的摩擦，则有：，
（2）当物体浸在液体中时，则有：，，
【特别提示】当用动滑轮或滑轮组竖直向上提升物体时，克服物体重力做有用功，即，不计绳重及摩擦克服动滑轮重做的功是额外功;当用动滑轮或滑轮组水平拉物体时，克服物体与水平面间的摩擦力做的功为有用功，即;当物体沿斜面上升时，克服物体重力做的功为有用功，即，克服物体与斜面间的摩擦力做的功为额外功，即。解答时应紧扣有用功、总功和额外功的定义，从工作的目的入手分析，弄清做的哪些功是有用功，哪些功是总功，哪些功是额外功，然后根据公式，求解机械效率。
1．（2023·江苏南京·中考真题）图甲所示为公交车上的安全锤，具体形状如图乙所示。利用它在紧急情况下可以敲碎玻璃帮助乘客逃生。
（1）透过车窗可以清楚地看到窗外的景物，说明玻璃具有较好的 度；
（2）已知安全锤的质量为400g，求安全锤的重力（g取10N/kg） ；
（3）若敲击处玻璃能承受的最大压强为1.5×107Pa，锤尖的面积为2mm2，求至少要用多大的压力才能敲碎玻璃 。
2．（2022·江苏南京·中考真题）南京城墙是世界上现存最长的砖石构造城市城墙，如图甲所示。图乙是一块质地均匀的平整长方体城砖的示意图，已知城砖长AC为40cm，宽AB为20cm，厚AD为10cm，质量为20kg。
（1）城砖的重力多大？（g取10N/kg）( )
（2）城砖按图乙方式放在水平地面上时，它对地面的压强是多少帕？( )
（3）要在AB的中点O处用一与AB垂直的水平力F将城砖推倒，则F至少为 N。
1．（2024·河南新乡·二模）如图所示是我国新一代99式主战坦克，该坦克使用涡轮增压大功率柴油机，行驶时的最大速度为72km/h，坦克自重50t．履带与地面的总接触面积为。据此回答下列问题。
（1）坦克的履带很宽是通过增大受力面积来 （选填“减小”或“增大”）压强的；坦克使用的柴油机上使用的是 （选填“火花塞”或“喷油嘴”）。
（2）99式坦克静止在水平路面上时对路面的压强大小 ？
（3）若坦克以最大速度行驶1h消耗柴油200kg，柴油机的热机效率为30%，则坦克在行驶过程中牵引力的功率为多少 ？（柴油的热值为，除不尽的保留到小数点后一位）
（4）坦克以最大速度行驶过程中，受到的阻力是多少 ？
2．（2024·陕西榆林·二模）如图所示是氢发动机汽车，其发动机与常规燃油汽车发动机相同，汽车质量为1440kg，轮胎与地面的总接触面积为（g取，）求：
（1）提供汽车动力的是发动机的 冲程，该冲程将 能转化为机械能；
（2）该汽车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？
（3）该汽车在平直路面上匀速行驶3km，所受阻力为800N，则该过程发动机输出的有用功是多少 ？若该过程中共消耗氢气，则氢发动机的效率是多少？
3．（2024·河南漯河·一模）植保无人机因其操控简单，喷洒均匀，省时高效等优点，在现代农业中发挥着重要的作用。图是某型号双起落架植保无人机，满载农药后无人机和农药总质量为50kg，两个起落架与地面的总接触面积为。（g取10N/kg）试问：
（1）植保无人机是通过 来实现遥控的；植保无人机旋翼高速旋转，向下推动空气产生向上的升力，说明物体间力的作用是 的；植保无人机按设定路线飞行喷洒农药的过程中，以植保无人机为参照物，田地里的麦子是 （选填“运动”或“静止”）的；
（2）满载农药的植保无人机静止在水平地面上时，对水平地面的压强是多少 ？（旋翼未转动）
（3）喷洒农药前，满载农药的植保无人机先在30s内匀速竖直上升60m，此过程中植保无人机克服重力做功的功率是多少 ？
4．（2024·广东清远·二模）国产大型水陆两栖飞机 AG600 是中国航空工业坚持自主创新取得的又一重大科技成果，满足中国应急救援体系和国家自然灾害防治体系建设需要。如表是它的性能参数。9 月27 日，由我国自主研制的“鲲龙”AG600M 灭火机以全新消防涂装在机场成功完成满箱12t投汲水试验。
AG600水陆两栖飞机性能参数
参考数据
动力系统 4台WJ6涡轮螺旋桨发动机
最大平飞速度 460km/h
最大起飞重量 53.5t
最大航程 4000km
最大救援半径 1600km
最大救援人员 50人
（1）飞机起飞的时候，飞机机翼的特殊形状 ，会让机翼上方的空气流动速度 下方的空气流动速度 （选填“大于”、“小于”或“等于”） 从而获得向上的升力；飞机最大满载量起飞的时候，至少要 N 的升力，才能让飞机起飞； （g取10N/kg）
（2）飞机用于储水的8个水箱都在飞机机身的中部，那么这8个水箱的总容量是 m3；（水的密度为1.0×103 kg/m3）
（3）假如演示的时候，飞机需要到10公里外的地方取水，吸满水后，飞机飞到500米高空中，飞机克服水的重力做功 J；
（4）飞机载着水，飞往10公里外的预演地投水灭火地，整个过程中假设飞机以200km/h 的速度匀速飞行，那么飞机从起飞到预演地，需要 h （中间吸水和上升的时间忽略不计） 。飞机到达预演点，进行投水的时候，是在投放点的 投放 （选填“正上方”、 “正前方”或“正后方”） 。
5．（2024·广东清远·二模）无链条电动自行车，是在普通自行车的基础上，安装电机、控制器、蓄电池、转把等操作部件和显示系统的机电一体化的个人交通工具 （如图） 。此车既可以通过电源直接给锂电池充电，也可以通过骑行者踩脚踏板转化为电能，存储在锂电池内。下表是某款电动自行车的一些参数：
车 整车质量 40kg
最大车速 25km/h
最大噪声 ≤30dB
锂电池 电压 48V
容量 10A h
额定功率 400W
（1） 通过骑行给电动自行车电池充电，这个过程是将 能转化成电能；
（2） 骑行中佩戴头盔可以预防头部受到伤害，下列关于头盔的描述不正确的是( )
A．头盔内部材料松软，可以增大头部的受力面积，减小压强
B．头盔外部材料坚硬，受到外力时不易改变形状，保护头部
C．头盔较轻，不会给头部压迫感，是由于头盔材料的密度小
D．头盔会影响使用蓝牙耳机，因为头盔会阻断电磁波的传播
（3） 将电动车钥匙插入锁孔并旋转，车子就可以通电，车钥匙相当于电路中的 ，图中这款车的锂电池充满电后，大约储存电能 J；
（4） 若测试时质量为55kg 的骑行者不踩脚踏板，仅靠锂电池驱动，已知行驶时的阻力为车对地面压力的 0.04倍，在平直路面上以最大车速可连续匀速行驶 2h， 自行车行驶过程中所受的牵引力是 N，此时电动车的效率是 。 （保留整数，g=10N/kg）
6．（2024·广东广州·一模）图1容器装有适量的H液体，摆件P通过细线和浮球相连，均处于静止状态。P的体积为，P的重力为2.5N，P排开H的质量为0.11kg（）。
（1）求：摆件P所受的浮力 ，以及此时H的密度 ；
（2）剪断细线后，浮球和摆件P静止时如图2所示，浮球不吸收液体。
①在方框内画出浮球（以“·”代替）的受力示意图 ，浮球所受浮力相比剪断前 （选填“变大”“变小”“不变”）。
②求摆件受容器（底部水平）的支持力 。
③容器对水平桌面的压力为200N，与桌面接触面积为，求容器对桌面的压强 。
④比较a、b、c三点液体的压强大小 ， 。（均选填“＞”“＝”“＜”）。
（3）液体H的密度和H的温度t关系如图3，H的温度时，如图4实心物块M悬浮（M不吸收液体且体积不变）
①时，M将 （选填“漂浮”“悬浮”“沉到底部”）。M静止时，10℃时M受的浮力 6℃时M受的浮力（选填“大于”“小于”“等于”）。
②t在6℃~16℃范围内，M静止时排开H液体的体积与H温度关系的图像可能正确的是
7．（2024·江苏南京·一模）杭州亚运会用机器狗为运动员运输铁饼。机器狗自身质量为18kg，每只脚与地面接触面积为50cm2，运输的铁饼质量为2kg，每次运输的平均时间约为34s，机器狗匀速直线运动的速度约为3.5m/s，前进过程中驱动力为40N。
（1）机器狗运输铁饼的过程中，铁饼相对于机器狗是 的；
（2）机器狗背上铁饼站立在水平地面上，求机器狗对地面的压强；
（3）机器狗匀速直线运动时做功的功率为多少瓦？
8．（2024·山西大同·二模）阅读短文，回答问题。
跳台滑雪
跳台滑雪是一项极具挑战性的项目，相当于从30层楼的高度起跳空中飞行飞下，被称为“勇敢者的游戏”。比赛成绩由距离分、飞行姿势分、出发门分和风力补偿分构成。其中出发门分即选手在出发时可以落地选择高度不一的出发点，高度越高，运动员能获得的天然优势越大，这样选手必须被扣除相应的分值，以达到平衡。风力补偿分是指风向对运动员成绩的影响，逆风能提升升力从而带来优势，顺风则会缩短风行距离。跳台滑雪运动过程包括助滑、起跳、空中飞行和落地四个阶段（如图所示）。运动员顺着助滑道加速下滑时，两腿要尽量深蹲以减少迎风面积，上体前倾成流线型姿势以减小空气阻力，从而更好地延长空中飞行距离。选择合适的角度用力蹬地起跳后，在飞行过程中，运动员大都采用“V”形姿势，这样的姿势可以获得更大的升力;落地采用类似弓箭步的双腿屈膝姿势，能有效减少地面对人体强大的冲击力。
（1）运动员加速下滑时，为了减小空气阻力，会采用 的姿势。
（2）运动员从出发点到达着地点，重力做功约为 J。（假设运动员及其装备的质量约为80kg）
（3）由出发门分的打分规则推断，运动员逆风飞行时应该 （选填“加分”或“扣分”）。
（4）假如让你练习跳台滑雪，想要获得更大的升力，你可以采取的方法是 （写出一条即可）。
9．（2024·四川广元·二模）如图所示，水平地面上有一个足够高的长方体平底薄壁容器，长0.25 m、宽0.2m，装有深度为0.1m的水。科学小组将一个质量为0.06kg 的自制潜水艇模型缓慢放入水中时，潜水艇模型漂浮在水面。（g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）
（1）该模型是通过 的方式来实现上浮、悬浮和下沉的；
（2）当模型未充入水漂浮时，求浸入水中的体积 ；
（3）当模型中进入0.08kg水时，模型悬浮，求此时容器底部受到水的压强与第（2）问相比增大多少 。
10．（2024·黑龙江哈尔滨·二模）桔槔是《天工开物》中记载的一种原始的汲水工具。如图甲所示，硬杆用细绳悬挂在树上，杆可绕O点自由旋转且与树之间无作用力，用细绳将总重力（连杆和瓶身）为、容积为的汲水瓶悬挂在B端，在A端重的拗石辅助下，人可轻松将一桶水从井中提起，；悬挂瓶的绳子始终保持在竖直方向上，忽略杆和绳的重力。
（1）当桔槔平衡时，B端绳的拉力大小为 N；
（2）汲水瓶的简化图如图乙所示，其中连杆的质量较大，当空瓶浸入水中时，连杆下沉，水从瓶底进入瓶中，瓶中水满后，提起连杆，达到从井中汲水的目的。
①当瓶刚浸入水中连杆下沉的原因是 ；水从井中进入汲水瓶中是利用了 原理；
②当连杆底部活塞距离水面时，求水对活塞底的压强；( )（已知水的密度）；
③在瓶中装满水后，求瓶中水的重力。( )
11．（2024·江苏苏州·一模）阅读材料，回答问题
云雨霰冻：自然之舞
苍茫云海、万里层云中蕴藏着丰富的水资源．水以多种形态降落滋润着地球万物，霰是其中一种，它是高空中的水蒸气遇到冷空气形成的不透明白色小冰粒．冻雨是过冷的雨水碰到地面物体后直接冻结，形成毛玻璃状（或透明）的坚硬冰层。
降水量的多少极大地影响着人们的生活。在一定时段内，从云中降落到地面上的液态或固态降水，在无渗透、蒸发、流失情况下积聚的水层深度，称为该地在该时段内的降水量．如何预测某个区域的降水量呢？科学家通过卫星遥感技术获得该区域正上方云层所含降水粒子（云中的小水滴或小冰晶）情况，再结合其他信息就可以得到降水量。
研究还发现在无风条件下，雨滴下落过程中所受阻力与雨滴速度平方成正比，即，其中。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）霰的形成是物态变化中的 ，下列图 （甲/乙）属于冻雨现象。
（2）某雨滴在竖直下落过程中的“速度一时间”图像如图丙所示，该雨滴质量为 g。（）
（3）可用如下方法来估算某地在某段时间内的降水量：设想构成云层的所有雨滴均相同并且下落过程中质量不损失，落地前匀速运动的速度为v，密度为，结合云层如下信息：降雨前云层内雨滴的平均数密度n（单位体积内雨滴的数量），云层的 为b（指出是哪一个几何尺寸），该时段内降落到地面雨滴数占云层中雨滴数的比例，从而计算出平均降水量 （结果用字母表示）。
12．（2024·陕西西安·模拟预测）汽车产业已成为陕西工业经济的主引擎，2022年陕西新能源汽车产量居全国第二，增速居全国第一，发展后劲十足。如图所示是思思家新买的新能源代步车，该新能源汽车在平直的高速公路上匀速行驶，每100km消耗电能20kW·h。该新能源车的电池镶嵌在车身底部，质量为400kg，电池能量密度为0.25kW·h/kg，能量密度是指电池可以充入的最大电能与电池质量的比值。
（1）该新能源车电池可充入的最大电能为 kW·h；该新能源汽车在平直的高速公路上可行驶的最大路程是 km；
（2）推重比是汽车最大推力和汽车总重力的比，是汽车动力的重要指标。若该汽车的推重比是0.5，能提供的最大推力为5400N。若汽车在平直公路上匀速行驶时，所受阻力为总重的0.05，求此时该电动汽车所受的牵引力是多少牛 ？
（3）求该电动汽车的效率 ；
（4）思思的研究小组针对网络上的说法“新能源车不比燃油车环保！新能源车需要充电，所需电能仍然有很大部分来自火力发电，也会排放二氧化碳等温室气体”进行研究。她们查询到如下信息：国家电网数据显示我国电能的二氧化碳排放系数约为0.6kg/(kW·h)（即每消耗1kW·h电能相当于排放0.6kg的二氧化碳），而燃油车的二氧化碳排放系数约为0.4kg/km（即每行驶1km相当于排放0.4kg的二氧化碳）。请你根据计算说明该说法是否正确 。
13．（2024·安徽·二模）如图是小王设计的轻质悬挂式晾衣杆，OA为晾衣杆，AB为悬线，悬点B可以上下移动，在悬线拉力F1作用下，晾衣杆保持水平平衡。
（1）请在图中画出动力臂l1和阻力F2的示意图；
（2）已知OA=1m，OC=0.4m，若所挂衣服和衣架的总重力为10N，求悬线拉力F1的大小；
（3）当在C点悬挂更重的衣服，晾衣杆仍要保持水平平衡，为了安全起见，应该将悬点B向上移动还是向下移动，请你判断并说明理由。
14．（2024·贵州·一模）如图所示，在矿区，一辆辆满载矿石的电力驱动矿车将矿石运至山下，卸货后又空载上山……这种新型矿车配置了先进的能量回收系统：满载的矿车下山时，将减少的重力势能转化为电能储存于车载电池中；空载上山时，又充分利用这部分电能提供行驶动力。这样的矿车几乎就是一个“免费干活的劳动力”。
请解答下列问题：
（1）能量回收系统的核心装置是发电机，它的主要部件是 和 。
（2）若矿车满载后的总质量m=1.08×105kg，求它所受的重力G。( )（g取10 N/kg）
（3）若山顶到山脚的竖直高度为50m，则（2）问中的矿车下山过程中重力做功W是多少J？( )若能量回收系统将机械能转化为电能的效率为 75%，则该车下山过程中通过能量回收系统能向电池输入的电能E 是多少J？( )
（4）满载的矿车下山时利用回收的能量能空载回到山顶，则半载的同一辆矿车利用回收的能量一定能空载回到山顶吗？请分析矿车下山和上山过程中，各种形式能量的转化情况，并通过比较写出判断理由。( )
15．（2024·河南南阳·一模）图甲为小阳举着哑铃的前臂骨骼，可将其视为如图乙所示的杠杆。不计前臂自重，小阳的肱二头肌能施加的最大拉力F=600N，OA∶OB=1∶6，若小阳利用最大质量为m的哑铃进行锻炼，1min内可举起哑铃30次，每次将哑铃举高20cm。请完成以下问题：
（1）前臂骨骼相当于一个 杠杆，哑铃的重力 （选填“是”或“不是”）作用在该杠杆上的阻力；
（2）小阳平时锻炼时能举起哑铃的最大质量为多少 ？
（3）该哑铃静放在水平展开的手掌上，若受力面积为20cm2，则其对手掌的压强为多少 ？
（4）小阳对哑铃做功的功率为多少 ？
16．（2024·山东临沂·一模）2023年11月4日，历经十年谋划努力、八年科研攻关、五年设计建造的首艘国产大型邮轮“爱达·魔都”号正式交付。“爱达·魔都”号总吨位为13.55万吨，最大吃水8.55米，最大航速22.6节，16层楼高，最多可容纳乘客5246人，是目前国产邮轮的巅峰之作。
（1）“爱达·魔都”号漂浮在海面上受到的浮力为 N（g取10，海水密度）；游客登上邮轮后，邮轮排开水的质量将 （选填“变大”“变小”或“不变”）；
（2）达到最大吃水深度时，船底受到水的压强是 ；
（3）船上的人们感觉海上温度凉爽宜人，一个重要的原因是海水的 大。
17．（2024·内蒙古呼和浩特·一模）小明和弟弟帮住在乡下的奶奶去菜窖取菜，菜窖深4m，小明在窖底系绳，弟弟在窖口用绳子往上拉。如图甲，第一次把10kg的土豆和5kg的白菜一起匀速吊起，用时为5s。第二次先把质量分别同第一次完全相同的土豆和白菜用短绳系在一起，再用长绳吊着土豆，以1m/s的速度把土豆白菜一起匀速吊起，如图乙。不计绳重、袋重及空气阻力。则：
（1）由于窖口太小，窖内光线太暗，弟弟看不见小明，小明是否能看见弟弟， 。（选填“A”或“B”）
A．能看见 B．看不见
（2）求第一次弟弟拉绳做的功；
（3）求第二次短绳对白菜做功的功率。
18．（2024·河南南阳·一模）如图所示，“引体向上”是一项克服人体重力做功的健身运动。该运动的规范动作是：两手正握单杠，由悬垂开始，上提时，下颚须超过杠面。已知小强的质量为56kg，每次引体上升的高度为0.6m，双手与杠之间的受力面积为80cm。N/kg。求：
（1）小强两手正握单杠悬垂静止不动时，单杠对他的拉力和他的重力是一对 （选填“相互作用力”或“平衡力”）。
（2）小强两手正握单杠悬垂静止时，手对单杠的压强为多少 ？
（3）小强每做一个引体向上动作，向上过程中克服重力做了多少功 ？
（4）某次训练中，小强在1分钟内连续做了15个引体向上动作，在整个过程中他克服重力做功的平均功率是多少 ？
19．（2024·陕西西安·一模）道路救援时会根据车辆受损程度采用不同的救援方式：若受损车辆能够行驶，则受损车辆通过斜面自行驶向道路救援车；若车辆不能自动行驶，则利用滑轮组把受损车辆吊起、放入道路救援车。这两种救援方式模型分别如图12所示。某次事故救援中，受损车辆质量为1t。（g=10N/kg）
（1）如图2所示，滑轮组在使用过程中 （选填“可以”或“不可以”）省功；
（2）如图1所示，s的长度为5m，h的高度为2m，受损车辆匀速驶向车上时，牵引力为5000N，则：
①牵引力做的功为多少？
②受损车辆与斜面间的摩擦力大小为多少？
（3）如图2所示，在用滑轮组匀速提升受损车辆时，绳子的拉力F为6500N，则滑轮组的机械效率为多少（结果保留至0.1%） ？若受损车辆的质量为1.5t，在用滑轮组提升受损车辆时，滑轮组的机械效率会 （选填“减小”“不变”或“增大”）。
20．（2024·陕西渭南·一模）如图所示是安装有雾化器的机器人，工作时，雾化器将消毒液均匀雾化到空气中进行消毒。下表为机器人的部分参数，其中雾化量是指雾化器工作1h能雾化消毒液的体积，g取10N/kg，消毒液的密度为0.9×103kg/m3。求：
消毒液箱容积 雾化量 自身重力 履带与地面总接触面积
20L 0~10L/h 1000N 200cm2
（1）电脑远程控制机器人是通过 来传递信息的，机器人内部的电动机工作时将 能转化为机械能；
（2）满载消毒液的机器人静止在水平地面时，对地面的压强是多少？( )
（3）机器人以0.5m/s的速度匀速直线运动，满箱消毒液刚好全部雾化时，机器人行驶的最短路程是多少？( )
（4）消毒液雾化完后，机器人又匀速直线行驶100m，受到的阻力恒为300N，此过程中机器人受到牵引力做的功是多少？( )
21．（2024·湖南怀化·一模）如图甲所示，质量为的小汽车，在水平路面AB和斜面BC上都做匀速直线运动，其发动机牵引力所做的功W与运动距离s的图像如图乙所示。
（1）据图可知，汽车在AB路面上运动的距离为 m，在BC路面上运动距离为 m；
（2）若汽车在AB段运动时，四个车轮与地面的总接触面积为，忽略空气对汽车产生的升力，汽车对地面的压强为 Pa。在AB段汽车的牵引力为 N；
（3）若汽车运动的速度为3m/s，求汽车在BC段运动时牵引力的功率。
22．（2024·陕西咸阳·模拟预测）“芒种”前后是麦子成熟收割的时间，需要及时把麦子颗粒归仓。很多地方都用联合收割机收割麦子，如图1所示，某收割机的参数如下表。
履带接地总面积（） 3.6
功率（kW） 60
发动机效率 40%
满油时整机质量（kg） 2880
（1）收割过程中收割机相对于同行的装载车是 （选填“运动”或“静止”）的；
（2）满油时收割机对水平地面的压强是多少Pa ？（g取10N/kg）
（3）“喂入量”是收割机在单位时间内收获的作物量，在小麦收割中当割幅一定时，作业速度与喂入量之间的关系如图2所示，当作业速度为4km/h，且收割机功率保持60kW不变，收割一块地的麦子，耗时0.5h，共收获麦子多少t ？此过程中消耗柴油多少kg ？（为）
23．（2024·河南信阳·一模）如图所示，工人用A、B两个相同的滑轮组成的滑轮组匀速提升重540N的物体，所用的拉力F为200N。不计绳重及摩擦。
（1）物体被匀速提升的过程中，动能 ，重力势能 。（均选填“增大”“减小”或“不变”）
（2）C处天花板受到的拉力为多少 ？
（3）若匀速提升重240N的物体，滑轮组的机械效率为多少 ？
24．（2024·湖南湘潭·一模）如图所示，信息科技小组将力传感器（用来显示所受细绳拉力大小）固定在铁架台上，高为4cm的圆柱体A通过轻质细线与力传感器相连，装有水的薄壁柱形容器B置于升降台上（容器足够高），让升降台逐渐升高，随着圆柱体A逐渐浸入水中，传感器的示数逐渐变小，当圆柱体A刚好浸没时，传感器的示数减小到8N；将容器内的水换成密度为的液体，再次使升降台逐渐升高，直到圆柱体A刚好浸没，传感器的示数一直减小到6N，圆柱体始终竖直。
（1）当A刚好浸没在水中时，下表面所受水的压强是 ；
（2）A所受重力为 N；
（3）圆柱体A的密度为多少？
25．（2024·河南商丘·一模）如图甲所示，工人用600N沿斜面把装有货物的重1500N的箱子从底端拉进车厢，箱子移动的s﹣t图像如图乙所示。在此期间，此斜面的长为5m，高为1m，g取10N/kg，求：
（1）在0﹣5s内，物体的运动情况是 状态，5﹣30s内，物体的运动情况是 状态。
（2）移动时拉力做功的功率是多少？( )
（3）箱子沿斜面匀速运动时所受的摩擦力是多少？( )
26．（2024·陕西西安·三模）2023年7月，西北首辆无人驾驶智能快递配送车亮相西安，如图所示，该车从站点装货后，能够按照既定线路自动导航行驶，到达指定送货地点。该智能无人快递车利用激光雷达和光学摄像头感知周边环境，依靠卫星导航系统控制实现自动行驶。空载质量与最大承载质量均为400kg；在路上匀速行驶时受到的阻力为总重力的0.02倍，某次运载最大载重质量的快递匀速行驶1.8km，用时10min（g取10N/kg）。
（1）通过 波实现对智能无人快递车的控制，限制其最大承载质量是为了避免刹车时 过大；
（2）智能无大快递车最大载重时的总重力是多少？
（3）该智能无人快递车最大载重匀速行驶时，牵引力的平均功率为多少？
27．（2024·河南周口·一模）如图是一台火灾现场侦察、灭火的消防机器人，其质量为500kg，消防机器人履带与地面接触的总面积为0.4m2；行驶时所受阻力为自重的0.02倍（g取10N/kg），请回答下列问题：
（1）该消防机器人在水平地面匀速直线行驶的过程中始终在持续洒水，它喷出的水雾 （选填“是”或“不是”）汽化现象；
（2）消防机器人静止时对地面产生的压强将为多大 ？
（3）若已知该机器人自身携带了一块锂电池进行供电，锂电池充满电后具有5.4×106J的电能，则可以提供该机器人保持3m/s的速度连续前进3h，该电池将电能转化为机械能的效率是多少 ？
（4）求在水平地面匀速直线前进的过程中，消防机器人牵引力做功的功率（忽略质量的变化）。
28．（2024·陕西榆林·二模）如图所示，这是新型国产055导弹驱逐舰延安舰。该舰满载时排水量为12000t。（取10N/kg，海水密度取）
（1）延安舰满载时受到的浮力为 N，满载的延安舰在密度不同的海域漂浮时，受到的浮力 （选填“相同”或“不同”）；
（2）一架总质量为13t的直升机为了执行侦察任务飞离延安舰，延安舰浸在海水里的体积减少了多少
（3）某次延安舰满载时以36km/h的速度匀速航行90km，此过程中发动机的输出功率为5×106W，消耗柴油2500kg，则此次航行过程中发动机的效率是多大 （）
29．（2024·河南洛阳·一模）2023年杭州亚运会上，无人驾驶清扫车投入使用，如图所示。该清扫车是低速自动驾驶智能车产品，质量为400kg，集激光雷达、摄像头、超声波雷达等传感器于一身，具备自动避让行人、大数据分析等功能，能够边清扫边收集，可以不同角度全方位清扫。
（1）无人驾驶清扫车，借助超声波雷达绕过路面站立的人时，以清扫车为参照物，人是 （选填“运动”或“静止”）的；
（2）无人驾驶清扫车在某段长为24m的路段上匀速行驶时，速度为1.2m/s，则它通过该路段需要的时间为多少？( )
（3）该清扫车静止在水平路面上时，与路面的接触面积为0.05m2，则清扫车对水平路面的压强为多大？（g取10N/kg）( )
30．（2024·河南新乡·一模）小力家的蔬菜丰收了，他利用周末来帮助爸妈运输蔬菜。图是小力推着蔬菜车上坡的情景，已知坡高1.6m，坡长5m，小力用大小为240 N沿坡面向上的推力，花了 25s将质量为 60 kg的蔬菜车从坡底匀速推上了坡顶。 （g 取 10 N/kg）
（1）小力在运输蔬菜的过程中，若车里的一部分蔬菜掉出来了，则蔬菜车对接触面的压强 （选填“增大”“减小”或“不变”）；小力在坡上推蔬菜车的速度为 m/s。
（2）小力将蔬菜车从坡底推上坡顶的过程中，推力所做的功和做功的功率分别是多少 ( )( )
（3）将该坡视为斜面，求此过程中斜面的机械效率。( )
31．（2024·湖南株洲·一模）明代宋应星在《天工开物》中记载的农业生产汲水装置——轱辘，沿用至今，如图甲所示是一种轱辘，由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。提水时，用力使大轮转动，小轮随之转动并缠绕井绳，提起水桶。
（1）轱辘可视为不等臂杠杆如图乙，设大轮与小轮的半径比为3∶1，水桶受到的重力为 90 N，若要使轱辘静止在图甲所示位置，至少需要在大轮边缘的手柄上施加一个 N的力；
（2）某次取水时井绳拉着质量为10kg的水缓慢上升了4m，水桶的质量为1kg，在这一过程中，人做的总功为500J，g取10N/kg。则人克服井绳重力与摩擦阻力做的功是多少？ ；
（3）在（2）取水的过程中轱辘的机械效率是多少？ 。
32．（2024·河南商丘·一模）2023年9月23日，杭州亚运会盛大开幕，机器人频频亮相，科技感拉满。“智慧餐厅”采用自动化管理帮助客户订餐，机器人会自动完成洗菜、消毒、切菜、调配材料，然后由厨师机器人亲自烹饪，这一场面让外国记者们大呼惊奇。如图所示是杭州亚运会期间使用的迎宾机器人，其质量为60kg，静止时与地面的接触面积为0.01m2，额定电压为25V、容量为40A h的电池充满电后，可让机器人以18km/h速度匀速行驶5h，过程中所受阻力为其重力的0.02倍，g取10N/kg，求：
（1）机器人内电动机的工作原理是 ；
（2）机器人静止时对水平地面的压强是多少？( )
（3）机器人匀速行驶时电动机牵引力做功的功率？( )
（4）机器人电动机的效率是多少？( )
33．（2024·陕西·二模）如图所示，为“国防七子”之一的西工大研发的一款仿蝠鲼柔体潜航器，和蝠鲼游动时的吻合度达到了90%。潜航器的重型版的质量大约1000~5000kg，翼展大约5~8m，可以搜集各种水面和水下目标的信息，还可以携带小型武器，下潜至1025m执行任务，这使得该潜水器能跟踪目前几乎所有的潜艇，配上吸盘可以吸附在潜艇底部而不被敌方发现。还可以在海底和无人艇协同作战。（g取10N/kg）
（1）当该潜航器通过吸盘吸附在敌方运动的潜艇底部时，潜航器以敌方潜艇为参照物是 （选填“运动”、“静止”）的；
（2）当潜水器和无人艇协同作战时，是通过 波互通信息的；
（3）当蝠鲼潜航器下潜至1025m时，其底部所受的液体压强是多少？( )
（4）当5000kg的潜航器悬浮在水中时，所受的浮力为多大？( )排开水的体积为多大？( )
34．（2024·四川绵阳·三模）快递界的智能分拣机器人—“小黄人”，顶部装有自动翻转的黄色托盘的“小黄人”占地面积小，运行速度可达到3米/秒，他们有自己的“眼睛”，工作时能通过“看”地面上粘贴的二维码给自己定位和认路。当派件员将快件放在托盘上，“小黄人”会在一秒内迅速扫码识别面单信息，读取出其位置译码和目的地信息，而每个地址会对应不同的下落口，每个下落口对应一个地级市。
（1）“小黄人”自己的“眼睛”，相当于 （选填“平面镜”、“凸透镜”、“凹透镜”），二维码到“眼睛”的距离应满足 的条件；
（2）“小黄人”将快件运到对应的下落口时，就推开托盘，将快件“扔”进下落口。如果将“扔”快件的托盘抽象为如图的杠杆示意图，“小黄人”对托盘的推力F始终垂直托盘向上，在水平位置时快件与托盘的重心在同一竖直线上（快件和托盘的质量分布是均匀的），托盘的质量400g，OB长为30cm，OA长为5cm。若某快件的质量为3kg，为了将快件“扔”进下落口，对托盘推力F至少为多少N？（g取10N/kg）
（3）“小黄人”设有自动充电功能，当检测到电池容量低至10%时会自动返回充电。某款“小黄人”铭牌上的标有“15V 4000mAh”字样，若返回过程中受到的阻力为27N，为确保机器人能顺利返回充电，需要充电时，机器人离充电座不能超过多少米？（剩余电池容量的40%用于提供克服阻力做功）
35．（2024·黑龙江佳木斯·一模）如图所示是某远洋测量船，排水量为25000t，可在南北纬60℃以内的任何海域航行，完成对各类航天飞行器的海上跟踪、测控任务。求：
（1）满载的远洋测量船由大西洋驶入印度洋时船体会 （填“上浮”或“下沉”）一些；（印度洋海水密度大于大西洋的海水密度）
（2）远洋测量船在某海域满载航行时受到的浮力；
（3）在海面下10m处的船底受到海水的压强；（ρ海水＝1.03×103kg/m3 ）
（4）若远洋测量船在港口检修时卸下10.3t的器材，则其排开海水的体积减小多少？（ρ海水＝1.03×103kg/m3）
36．（2024·河南濮阳·一模）为保障消防救援人员的人身安全，在特殊火灾事故现场消防人员使用消防机器人灭火，如图所示。该消防机器人的质量为600kg，静止在水平地面时，履带与地面接触的总面积为0.5m2。（g取10N/kg）试问：
（1）当消防机器人靠近火灾建筑物时，以消防机器人为参照物，火灾建筑物是 的。消防机器人的动力装置电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到 的作用。消防机器人履带上有很深的花纹，是为了 （选填“增大”或“减小”）摩擦；
（2）消防机器人静止在水平地面时对地面的压强是多少 ？
（3）某次灭火作业时，消防机器人在水平地面上沿直线匀速前进了270m，用时1.5min，行驶时所受阻力为消防机器人所受重力的，则消防机器人牵引力做功的功率是多少 ？
37．（2024·江苏无锡·一模）人体内蕴含很多物理知识。
（1）如图所示：将小臂平举，并用手掌托住一只铁球，肱二头肌会垂直于小臂向上施加一个拉力，球压在掌心上的力是阻力（忽略小臂自重），肘关节位置相当于支点，此时整个小臂就是一个 杠杆。铁球的质量是4.5kg，小臂平抬铁球，将铁球抬高20cm，则人对球做功 J；
（2）人的体温是由“下丘脑”中特殊神经细胞组织控制的，它对人体体温的变化很敏感，当下丘脑温度高于37℃时，人体散热机制（血管舒张，出汗等）就会活跃起来，已知37℃时蒸发20g汗水需要4800J的能量。现有一中年人漫步行走，每秒钟体内产生的热量为36J，而此时人体通过传导、辐射等方式（不包括出汗）产生的散热功率为，因此还要通过出汗的方式才能保持37℃的体温不变，求此人漫步行走2小时出汗约多少g
（3）著名物理学家费米根据侦探小说的内容得知，一具尸体大约需要半天时间（12小时）才能从体温37℃降至室温25℃。另外他通过实验室提供的数据还了解到：体重60kg的正常人的比热容与水相当[c水=4.2×103J/（kg·℃）]，每千克葡萄糖完全分解释放的热量为1.6×107J。此外，尸体的散热量大约为正常人在相同时间内散热量的60%。根据这些数据估算出一个正常人体内每天（24小时）必须补充的葡萄糖为多少g
38．（2024·陕西商洛·一模）世界猕猴桃故乡在中国，中国猕猴桃的原产地在陕西。为了将陕西县城的新鲜猕猴桃运输到世界各地，陕西某公司组织物流车队将农产品尽快运送到各个城市。某车早上出发，历经8h，行程700多公里，当天下午就将新鲜的猕猴桃运输到外地的超市。每个猕猴桃平均质量为0.1kg，该运输车装满货物后总质量为31t，轮子与地面的总接触面积为，g取10N/kg。求：
（1）汽油机是汽车的动力设备，四冲程中的 冲程可以使汽车获得动力；
（2）果农将一箱30个猕猴桃从地面放至0.9m高的车厢上，需要克服猕猴桃重力做的功（箱子重力忽略不计）；
（3）运输车对水平路面的压强；
（4）在某段平直公路上，运输车匀速行驶9km用时6min，受到的阻力为，求运输车牵引力做功的功率。押题14（综合题）：力学综合（压轴题）
备注：真题回顾来源于近两年南京中考真题，押题预测来源于2024年名校模拟试题
力学综合在南京卷的第29题，主要考查力学知识的综合应用，难度较大，综合型强，对学生的要求较高。
秘籍1：怎样解有关浮力的综合计算题
解浮力综合题的基本步骤：
(1)确定研究物体，并对物体进行受力分析；
(2)在受力分析的基础上，列出力的关系式；
(3)把阿基米德原理公式或密度、重力的计算公式代入关系式；
(4)根据已知条件解出所求量。
【特别提示】浮力的四种计算方法
方法 称重法（或实验法） 原理法（或压力差法） 阿基米德原理法 平衡法
表达式 二力平衡
秘籍2：怎样解利用浮力求或测物体的密度问题
应用浮力求或测物体的密度有以下两种方法。
(1)称重法：把物体挂在弹簧测力计上，记下弹簧测力计的示数G，再把物体浸没在水中，记下弹簧测力计的示数F，则F浮==G-F，又因为F浮==ρ水gV排，可推得： ，则 ，这种方法主要适用于求或测密度比水大的物体的密度。
(2)漂浮法：用量筒、水、待测物体(密度比水小)、细针测物体密度。在量筒中装入体积为 V1的水，让物体漂浮在量筒中，记下此时水的体积 V2，将物体用细针按压使物体完全浸入量筒的水中记下此时水的体积V3，计算物体的密度
秘籍3：怎样解有用功、额外功、总功和机械效率的计算问题
（1）有用功的计算方法（以竖直向上提升重物为例）
①定义法：；②；③公式法：
（1）不计绳重，以及绳与滑轮间的摩擦，则有：，
（2）当物体浸在液体中时，则有：，，
【特别提示】当用动滑轮或滑轮组竖直向上提升物体时，克服物体重力做有用功，即，不计绳重及摩擦克服动滑轮重做的功是额外功;当用动滑轮或滑轮组水平拉物体时，克服物体与水平面间的摩擦力做的功为有用功，即;当物体沿斜面上升时，克服物体重力做的功为有用功，即，克服物体与斜面间的摩擦力做的功为额外功，即。解答时应紧扣有用功、总功和额外功的定义，从工作的目的入手分析，弄清做的哪些功是有用功，哪些功是总功，哪些功是额外功，然后根据公式，求解机械效率。
1．（2023·江苏南京·中考真题）图甲所示为公交车上的安全锤，具体形状如图乙所示。利用它在紧急情况下可以敲碎玻璃帮助乘客逃生。
（1）透过车窗可以清楚地看到窗外的景物，说明玻璃具有较好的 度；
（2）已知安全锤的质量为400g，求安全锤的重力（g取10N/kg） ；
（3）若敲击处玻璃能承受的最大压强为1.5×107Pa，锤尖的面积为2mm2，求至少要用多大的压力才能敲碎玻璃 。
【答案】 透光 4N
【详解】（1）[1]能够通过车窗清楚地看到窗外的景物，说明玻璃具有较好的透光性。
（2）[2] 安全锤的重力为
（3）[3]需要的压力为
2．（2022·江苏南京·中考真题）南京城墙是世界上现存最长的砖石构造城市城墙，如图甲所示。图乙是一块质地均匀的平整长方体城砖的示意图，已知城砖长AC为40cm，宽AB为20cm，厚AD为10cm，质量为20kg。
（1）城砖的重力多大？（g取10N/kg）( )
（2）城砖按图乙方式放在水平地面上时，它对地面的压强是多少帕？( )
（3）要在AB的中点O处用一与AB垂直的水平力F将城砖推倒，则F至少为 N。
【答案】 200N 1×104Pa 25
【详解】解：（1）城砖的重力G=mg=20kg×10N/kg=200N
（2）城砖按图乙方式放在水平地面上时，地面的受力面积S=AC×AD=20cm×10cm=200cm2
城砖静止在水平地面时，城砖对地面的压力F=G=200N
城砖对地面的压强
（3）要在AB的中点O处用一与AB垂直的水平力F将城砖推倒，可把城砖看成一个绕底部转动的杠杆，动力F的力臂大小等于城砖AC的长，即L1=40cm，阻力F=G=200N
阻力臂
根据杠杆的平衡条件知道F×L1=G×L2，代入数据解得
答：（1）城砖的重力为200N；
（2）城砖按图乙方式放在水平地面上时，它对地面的压强是1×104Pa；
（3）F至少为25N。
1．（2024·河南新乡·二模）如图所示是我国新一代99式主战坦克，该坦克使用涡轮增压大功率柴油机，行驶时的最大速度为72km/h，坦克自重50t．履带与地面的总接触面积为。据此回答下列问题。
（1）坦克的履带很宽是通过增大受力面积来 （选填“减小”或“增大”）压强的；坦克使用的柴油机上使用的是 （选填“火花塞”或“喷油嘴”）。
（2）99式坦克静止在水平路面上时对路面的压强大小 ？
（3）若坦克以最大速度行驶1h消耗柴油200kg，柴油机的热机效率为30%，则坦克在行驶过程中牵引力的功率为多少 ？（柴油的热值为，除不尽的保留到小数点后一位）
（4）坦克以最大速度行驶过程中，受到的阻力是多少 ？
【答案】 减小 喷油嘴
【详解】（1）[1][2] 坦克的履带很宽是在压力一定时，通过增大受力面积来减小对地面的压强以免降入地面无法行驶。柴油机的点火方式是压燃式，在压缩冲程末将柴油通过喷油嘴喷入汽缸遇到被压缩后的高温空气而自燃，柴油机里不需要火花塞。
（2）[3]水平地面上的坦克对地面的压强为
（3）[4]200kg柴油完全燃烧释放出的能量为
坦克在1h时间内所做的有用功为
则坦克在行驶过程中牵引力的功率为
（4）[5] 坦克以最大速度行驶1h通过的路程为
坦克以最大速度行驶，即匀速行驶，其受到的阻力等于牵引力，则其受到的阻力为
2．（2024·陕西榆林·二模）如图所示是氢发动机汽车，其发动机与常规燃油汽车发动机相同，汽车质量为1440kg，轮胎与地面的总接触面积为（g取，）求：
（1）提供汽车动力的是发动机的 冲程，该冲程将 能转化为机械能；
（2）该汽车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？
（3）该汽车在平直路面上匀速行驶3km，所受阻力为800N，则该过程发动机输出的有用功是多少 ？若该过程中共消耗氢气，则氢发动机的效率是多少？
【答案】 做功 内 40%
【详解】（1）[1][2]该发动机工作时，分四个冲程，其中做功程冲对外提供动力，将内能转化为机械能。
（2）[3]汽车静止在水平地面上对地面的压力
对地面的压强
（3）[4]汽车在平直路面上匀速行驶时，牵引力与阻力是一对平衡力，即
发动机输出的有用功
[5]消耗的氢气放出的热量
氢发动机的效率
3．（2024·河南漯河·一模）植保无人机因其操控简单，喷洒均匀，省时高效等优点，在现代农业中发挥着重要的作用。图是某型号双起落架植保无人机，满载农药后无人机和农药总质量为50kg，两个起落架与地面的总接触面积为。（g取10N/kg）试问：
（1）植保无人机是通过 来实现遥控的；植保无人机旋翼高速旋转，向下推动空气产生向上的升力，说明物体间力的作用是 的；植保无人机按设定路线飞行喷洒农药的过程中，以植保无人机为参照物，田地里的麦子是 （选填“运动”或“静止”）的；
（2）满载农药的植保无人机静止在水平地面上时，对水平地面的压强是多少 ？（旋翼未转动）
（3）喷洒农药前，满载农药的植保无人机先在30s内匀速竖直上升60m，此过程中植保无人机克服重力做功的功率是多少 ？
【答案】 电磁波 相互 运动
【详解】（1）[1]电磁波可以传递信息，电磁波可以在真空中传播，植保无人机是通过电磁波来遥控的。
[2]力的作用是相互的，无人机旋翼高速旋转向下推动空气，给空气施加了，而空气也对机翼施加力，产生向上的升力。
[3]植保无人机按设定路线飞行喷洒农药的过程中，以植保无人机为参照物，田地里的麦子的位置发生改变，说明田地里的麦子是运动的。
（2）[4]满载农药的植保无人机的总重力
满载农药的植保无人机静止在水平地面上时，对水平地面的压力
植保无人机对水平地面的压强
（3）[5]植保无人机克服重力做的功
植保无人机克服重力做功的功率
4．（2024·广东清远·二模）国产大型水陆两栖飞机 AG600 是中国航空工业坚持自主创新取得的又一重大科技成果，满足中国应急救援体系和国家自然灾害防治体系建设需要。如表是它的性能参数。9 月27 日，由我国自主研制的“鲲龙”AG600M 灭火机以全新消防涂装在机场成功完成满箱12t投汲水试验。
AG600水陆两栖飞机性能参数
参考数据
动力系统 4台WJ6涡轮螺旋桨发动机
最大平飞速度 460km/h
最大起飞重量 53.5t
最大航程 4000km
最大救援半径 1600km
最大救援人员 50人
（1）飞机起飞的时候，飞机机翼的特殊形状 ，会让机翼上方的空气流动速度 下方的空气流动速度 （选填“大于”、“小于”或“等于”） 从而获得向上的升力；飞机最大满载量起飞的时候，至少要 N 的升力，才能让飞机起飞； （g取10N/kg）
（2）飞机用于储水的8个水箱都在飞机机身的中部，那么这8个水箱的总容量是 m3；（水的密度为1.0×103 kg/m3）
（3）假如演示的时候，飞机需要到10公里外的地方取水，吸满水后，飞机飞到500米高空中，飞机克服水的重力做功 J；
（4）飞机载着水，飞往10公里外的预演地投水灭火地，整个过程中假设飞机以200km/h 的速度匀速飞行，那么飞机从起飞到预演地，需要 h （中间吸水和上升的时间忽略不计） 。飞机到达预演点，进行投水的时候，是在投放点的 投放 （选填“正上方”、 “正前方”或“正后方”） 。
【答案】 大于 5.35×105 12 6×107 0.05 正前方
【详解】（1）[1]飞机起飞的时候，飞机机翼的特殊形状，会让机翼上方的空气流动速度大于下方的空气流动速度，机翼上方的压强小于下方的压强，从而获得向上的升力。
[2]飞机最大起飞重量53.5t，合5.35×104kg，其重力G=m1g=5.35×104kg×10N/kg=5.35×105N
飞机起飞时，竖直向上的升力至少等于其重力，则升力F=G=5.35×105N
（2）[3]由可得，8个水箱的总容量
（3）[4]飞机克服水的重力做的功W=Gh=m2gh=12×103kg×10N/kg×500m=6×107J
（4）[5]飞机从起飞到预演地需要的时间
[6]飞机到达预演点，进行投水的时候，由于惯性，水要保持原来的运动状态继续向前运动，所以应在投放点的正前方投放。
5．（2024·广东清远·二模）无链条电动自行车，是在普通自行车的基础上，安装电机、控制器、蓄电池、转把等操作部件和显示系统的机电一体化的个人交通工具 （如图） 。此车既可以通过电源直接给锂电池充电，也可以通过骑行者踩脚踏板转化为电能，存储在锂电池内。下表是某款电动自行车的一些参数：
车 整车质量 40kg
最大车速 25km/h
最大噪声 ≤30dB
锂电池 电压 48V
容量 10A h
额定功率 400W
（1） 通过骑行给电动自行车电池充电，这个过程是将 能转化成电能；
（2） 骑行中佩戴头盔可以预防头部受到伤害，下列关于头盔的描述不正确的是( )
A．头盔内部材料松软，可以增大头部的受力面积，减小压强
B．头盔外部材料坚硬，受到外力时不易改变形状，保护头部
C．头盔较轻，不会给头部压迫感，是由于头盔材料的密度小
D．头盔会影响使用蓝牙耳机，因为头盔会阻断电磁波的传播
（3） 将电动车钥匙插入锁孔并旋转，车子就可以通电，车钥匙相当于电路中的 ，图中这款车的锂电池充满电后，大约储存电能 J；
（4） 若测试时质量为55kg 的骑行者不踩脚踏板，仅靠锂电池驱动，已知行驶时的阻力为车对地面压力的 0.04倍，在平直路面上以最大车速可连续匀速行驶 2h， 自行车行驶过程中所受的牵引力是 N，此时电动车的效率是 。 （保留整数，g=10N/kg）
【答案】 机械 D 开关 1.728×106J 32N 93%
【详解】（1）[1]骑行者踩脚踏板转化为电能，存储在锂电池内，此过程是将机械能转化为电能。
（2）[2]A．头盔内部材料松软，可以增大头部的受力面积，在压力一定时，减小压强，故A正确，不符合题意；
B．头盔外部材料坚硬，受到外力时不易改变形状，可以很好的保护头部不被撞伤，故B正确，不符合题意；
C．头盔较轻，不会给头部压迫感，是在体积一定时，由于头盔材料的密度小，根据m=ρV可知，质量小，故C正确，不符合题意；
D．头盔不会影响使用蓝牙耳机，因为头盔不会阻断电磁波的传播，故D错误，符合题意。
故选D。
（3）[3]将电动车钥匙插入锁孔并旋转，车子就可以通电，车钥匙相当于电路中的开关。
[4]这款车的锂电池充满电后，大约储存电能W=UIt=48V×10A×3600s=1.728×106J
（4）[5][6]自行车行驶过程中所受的牵引力F=f=0.04G=0.04mg=0.04×(55kg+25kg)×10N/kg=32N
2h内行驶的路程s=vt=25km/h×2h=50km=50000m
牵引力做的功W1=Fs=32N×50000m=1.6×106J
电动车的效率
6．（2024·广东广州·一模）图1容器装有适量的H液体，摆件P通过细线和浮球相连，均处于静止状态。P的体积为，P的重力为2.5N，P排开H的质量为0.11kg（）。
（1）求：摆件P所受的浮力 ，以及此时H的密度 ；
（2）剪断细线后，浮球和摆件P静止时如图2所示，浮球不吸收液体。
①在方框内画出浮球（以“·”代替）的受力示意图 ，浮球所受浮力相比剪断前 （选填“变大”“变小”“不变”）。
②求摆件受容器（底部水平）的支持力 。
③容器对水平桌面的压力为200N，与桌面接触面积为，求容器对桌面的压强 。
④比较a、b、c三点液体的压强大小 ， 。（均选填“＞”“＝”“＜”）。
（3）液体H的密度和H的温度t关系如图3，H的温度时，如图4实心物块M悬浮（M不吸收液体且体积不变）
①时，M将 （选填“漂浮”“悬浮”“沉到底部”）。M静止时，10℃时M受的浮力 6℃时M受的浮力（选填“大于”“小于”“等于”）。
②t在6℃~16℃范围内，M静止时排开H液体的体积与H温度关系的图像可能正确的是
【答案】 1.1N 变小 1.4N ＜ ＜ 漂浮 等于 A
【详解】（1）[1][2]根据阿基米德原理可计算出摆件P受到的浮力为
H的密度为
（2）[3][4]浮球漂浮在液体上，所受的重力和浮力大小相等、方向相反、在同一条直线上，具体如图所示：
剪断细线后球排开液体的体积变小，根据可得浮力变小。
（2）[5]摆件静止在容器底部，受到的浮力为
则摆件受到容器的支持力为
（2）[6]容器对桌面的压强为
（2）[7][8]由图2可知a、b、c三点的深度关系为
液体的密度相同，根据液体压强公式，可得，
（3）[9][10]当H的温度是12℃时，实心物块M悬浮，说明物块M的密度等于此时H的密度；当温度为10℃时，H的密度变大，大于物块的密度，根据物体的浮沉条件可知M会漂浮，当M静止时，浮力等于重力；当H的温度变为6℃时，物块M也会漂浮，静止时受到的浮力等于重力，所以M在10℃所受的浮力和6℃时所受的浮力相等。
（3）[11]当H的温度从6℃上升到12℃时，密度逐渐减小，但都大于物体的密度，物体会上浮，最终漂浮，浮力都等于重力，但根据，液体的密度逐渐减小，所以排开液体的体积会逐渐增大；当H的温度从12℃上升到16℃时，密度仍在逐渐减小，小于物体的密度，物体会下沉，最终沉底，物体排开液体的体积相同，都等于物体的体积，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
7．（2024·江苏南京·一模）杭州亚运会用机器狗为运动员运输铁饼。机器狗自身质量为18kg，每只脚与地面接触面积为50cm2，运输的铁饼质量为2kg，每次运输的平均时间约为34s，机器狗匀速直线运动的速度约为3.5m/s，前进过程中驱动力为40N。
（1）机器狗运输铁饼的过程中，铁饼相对于机器狗是 的；
（2）机器狗背上铁饼站立在水平地面上，求机器狗对地面的压强；
（3）机器狗匀速直线运动时做功的功率为多少瓦？
【答案】 静止 104Pa 140W
【详解】（1）[1]机器狗运输铁饼的过程中，铁饼相对于机器狗位置没有变化，是静止。
（2）[2]机器狗对地面的压为F=G总=m总g=(18kg+2kg)×10N/kg=200N
机器狗对地面的压强为
（3）[3]机器狗匀速直线运动时做功的功率为
8．（2024·山西大同·二模）阅读短文，回答问题。
跳台滑雪
跳台滑雪是一项极具挑战性的项目，相当于从30层楼的高度起跳空中飞行飞下，被称为“勇敢者的游戏”。比赛成绩由距离分、飞行姿势分、出发门分和风力补偿分构成。其中出发门分即选手在出发时可以落地选择高度不一的出发点，高度越高，运动员能获得的天然优势越大，这样选手必须被扣除相应的分值，以达到平衡。风力补偿分是指风向对运动员成绩的影响，逆风能提升升力从而带来优势，顺风则会缩短风行距离。跳台滑雪运动过程包括助滑、起跳、空中飞行和落地四个阶段（如图所示）。运动员顺着助滑道加速下滑时，两腿要尽量深蹲以减少迎风面积，上体前倾成流线型姿势以减小空气阻力，从而更好地延长空中飞行距离。选择合适的角度用力蹬地起跳后，在飞行过程中，运动员大都采用“V”形姿势，这样的姿势可以获得更大的升力;落地采用类似弓箭步的双腿屈膝姿势，能有效减少地面对人体强大的冲击力。
（1）运动员加速下滑时，为了减小空气阻力，会采用 的姿势。
（2）运动员从出发点到达着地点，重力做功约为 J。（假设运动员及其装备的质量约为80kg）
（3）由出发门分的打分规则推断，运动员逆风飞行时应该 （选填“加分”或“扣分”）。
（4）假如让你练习跳台滑雪，想要获得更大的升力，你可以采取的方法是 （写出一条即可）。
【答案】 上体前倾成流线型（或两腿尽量深蹲） 扣分 飞行过程中采用“V”形姿势（或逆风时进行练习）
【详解】（1）[1]运动员加速下滑时，为了减小空气阻力的影响，会采用上体前倾成流线型的姿势。
（2）[2]1层楼高约3m，运动员从出发点到达着地点，重力做功约为W=Gh=mgh=80kg×10N/kg×3×30m=7.2×104J
（3）[3]由题中材料知：逆风能提升升力而带来优势，所以运动员逆风飞行时应该扣分。
（4）[4]运动员在飞行过程中，采用“V”形姿势可以获得更大升力。
9．（2024·四川广元·二模）如图所示，水平地面上有一个足够高的长方体平底薄壁容器，长0.25 m、宽0.2m，装有深度为0.1m的水。科学小组将一个质量为0.06kg 的自制潜水艇模型缓慢放入水中时，潜水艇模型漂浮在水面。（g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）
（1）该模型是通过 的方式来实现上浮、悬浮和下沉的；
（2）当模型未充入水漂浮时，求浸入水中的体积 ；
（3）当模型中进入0.08kg水时，模型悬浮，求此时容器底部受到水的压强与第（2）问相比增大多少 。
【答案】 注射器往潜水艇模型中注水或潜水艇模型向外排水 6×10-5m3 16Pa
【详解】（1）[1]注射器往潜水艇模型中注水或潜水艇模型向外排水，通过改变潜水艇自身重力来实现上浮、悬浮和下沉的。
（2）[2]模型漂浮时，所受浮力等于重力
根据可得，模型浸入水中的体积为
（3）[3]模型悬浮时
此时容器底部受到水的压强与第（2）问相比增大
10．（2024·黑龙江哈尔滨·二模）桔槔是《天工开物》中记载的一种原始的汲水工具。如图甲所示，硬杆用细绳悬挂在树上，杆可绕O点自由旋转且与树之间无作用力，用细绳将总重力（连杆和瓶身）为、容积为的汲水瓶悬挂在B端，在A端重的拗石辅助下，人可轻松将一桶水从井中提起，；悬挂瓶的绳子始终保持在竖直方向上，忽略杆和绳的重力。
（1）当桔槔平衡时，B端绳的拉力大小为 N；
（2）汲水瓶的简化图如图乙所示，其中连杆的质量较大，当空瓶浸入水中时，连杆下沉，水从瓶底进入瓶中，瓶中水满后，提起连杆，达到从井中汲水的目的。
①当瓶刚浸入水中连杆下沉的原因是 ；水从井中进入汲水瓶中是利用了 原理；
②当连杆底部活塞距离水面时，求水对活塞底的压强；( )（已知水的密度）；
③在瓶中装满水后，求瓶中水的重力。( )
【答案】 200 连杆受到竖直向下的重力大于竖直向上的浮力 连通器
【详解】（1）[1]当桔槔平衡时，根据杠杆平衡条件可求出B端绳的拉力大小，即
（2）[2]当瓶刚浸入水中时连杆受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力，连杆下沉是因为受到竖直向下的重力大于竖直向上的浮力。
[3]汲水瓶刚放入水中时，它们上端开口底部连通，水从井中进入汲水瓶中是利用了连通器的原理。
[4]水对活塞底的压强
[5]装满水后水的体积为
在瓶中装满水后瓶中水的重力为
11．（2024·江苏苏州·一模）阅读材料，回答问题
云雨霰冻：自然之舞
苍茫云海、万里层云中蕴藏着丰富的水资源．水以多种形态降落滋润着地球万物，霰是其中一种，它是高空中的水蒸气遇到冷空气形成的不透明白色小冰粒．冻雨是过冷的雨水碰到地面物体后直接冻结，形成毛玻璃状（或透明）的坚硬冰层。
降水量的多少极大地影响着人们的生活。在一定时段内，从云中降落到地面上的液态或固态降水，在无渗透、蒸发、流失情况下积聚的水层深度，称为该地在该时段内的降水量．如何预测某个区域的降水量呢？科学家通过卫星遥感技术获得该区域正上方云层所含降水粒子（云中的小水滴或小冰晶）情况，再结合其他信息就可以得到降水量。
研究还发现在无风条件下，雨滴下落过程中所受阻力与雨滴速度平方成正比，即，其中。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）霰的形成是物态变化中的 ，下列图 （甲/乙）属于冻雨现象。
（2）某雨滴在竖直下落过程中的“速度一时间”图像如图丙所示，该雨滴质量为 g。（）
（3）可用如下方法来估算某地在某段时间内的降水量：设想构成云层的所有雨滴均相同并且下落过程中质量不损失，落地前匀速运动的速度为v，密度为，结合云层如下信息：降雨前云层内雨滴的平均数密度n（单位体积内雨滴的数量），云层的 为b（指出是哪一个几何尺寸），该时段内降落到地面雨滴数占云层中雨滴数的比例，从而计算出平均降水量 （结果用字母表示）。
【答案】 凝华 乙 0.25 厚度
【详解】（1）[1]霰是高空中的水蒸气遇到冷空气形成的不透明白色小冰粒，霰的形成是物态变化中的凝华现象。
[2]冻雨是过冷的雨水碰到地面物体后直接冻结，形成毛玻璃状（或透明）的坚硬冰层，乙图是冻雨现象。
（2）[3]雨滴的速度为5m/s时，做匀速运动，阻力等于重力，雨滴的重力
该雨滴质量为
（3）[4][5]降雨前云层内雨滴的平均数密度n（单位体积内雨滴的数量），云层的厚度为b，该时段内降落到地面雨滴数占云层中雨滴数的比例，单位面积上降落的雨滴的个数
雨滴落地前匀速运动的速度为v，雨滴的重力
降落的雨滴的质量
降落于水的总质量
单位面积上雨水的深度，即平均降水量
12．（2024·陕西西安·模拟预测）汽车产业已成为陕西工业经济的主引擎，2022年陕西新能源汽车产量居全国第二，增速居全国第一，发展后劲十足。如图所示是思思家新买的新能源代步车，该新能源汽车在平直的高速公路上匀速行驶，每100km消耗电能20kW·h。该新能源车的电池镶嵌在车身底部，质量为400kg，电池能量密度为0.25kW·h/kg，能量密度是指电池可以充入的最大电能与电池质量的比值。
（1）该新能源车电池可充入的最大电能为 kW·h；该新能源汽车在平直的高速公路上可行驶的最大路程是 km；
（2）推重比是汽车最大推力和汽车总重力的比，是汽车动力的重要指标。若该汽车的推重比是0.5，能提供的最大推力为5400N。若汽车在平直公路上匀速行驶时，所受阻力为总重的0.05，求此时该电动汽车所受的牵引力是多少牛 ？
（3）求该电动汽车的效率 ；
（4）思思的研究小组针对网络上的说法“新能源车不比燃油车环保！新能源车需要充电，所需电能仍然有很大部分来自火力发电，也会排放二氧化碳等温室气体”进行研究。她们查询到如下信息：国家电网数据显示我国电能的二氧化碳排放系数约为0.6kg/(kW·h)（即每消耗1kW·h电能相当于排放0.6kg的二氧化碳），而燃油车的二氧化碳排放系数约为0.4kg/km（即每行驶1km相当于排放0.4kg的二氧化碳）。请你根据计算说明该说法是否正确 。
【答案】 100 500 540N 75% 见解析
【详解】解：（1）[1][2]该新能源车电池可充入的最大电能为W=400kg×0.25kW·h/kg=100kW·h=3.6×108J
由于每100km消耗电能20kW·h，所以新能源汽车在平直的高速公路上可行驶的最大路程为
（2）[3]该汽车的推重比是0.6，能提供的最大推力为5400N，则汽车总重力
汽车在平直公路上匀速行驶时，所受阻力为总重的0.05，由于汽车匀速行驶，受到的牵引力等于阻力，则
F=f=0.05G=0.05×10800N=540N
（3）[4]汽车做的有用功为W有用=Fs=540N×100×103m=5.4×107J
汽车消耗的电能为W电=20kW·h=7.2×107J
该电动汽车的效率为
（4）[5]每100km消耗电能20kW·h，则1km消耗0.2kW·h，0.2kW·h电能排放的二氧化碳的量为
m二氧化碳=0.2×0.6kg=0.12kg
小于燃油车0.4kg的排放量，故该说法是不正确。
答：（1）该新能源车电池可充入的最大电能为100kW·h；该新能源汽车在平直的高速公路上可行驶的最大路程是500km；
（2）此时该电动汽车所受的牵引力是540N；
（3）该电动汽车的效率75%；
（4）该说法是不正确。
13．（2024·安徽·二模）如图是小王设计的轻质悬挂式晾衣杆，OA为晾衣杆，AB为悬线，悬点B可以上下移动，在悬线拉力F1作用下，晾衣杆保持水平平衡。
（1）请在图中画出动力臂l1和阻力F2的示意图；
（2）已知OA=1m，OC=0.4m，若所挂衣服和衣架的总重力为10N，求悬线拉力F1的大小；
（3）当在C点悬挂更重的衣服，晾衣杆仍要保持水平平衡，为了安全起见，应该将悬点B向上移动还是向下移动，请你判断并说明理由。
【答案】（1）；（2）8N；（3）悬点B向上移动
【详解】解：（1）动力臂是从支点到动力作用线的垂线段，从支点O向动力F1作垂线段即为动力臂l1。衣物挂在晾衣杆上对晾衣杆的拉力为阻力F2，方向竖直向下。如图所示
（2）由题意可知，G=10N，l2=0.4m，
根据杠杆平衡条件可得，
（3）当在C点悬挂更重的衣服，F2变大，晾衣杆仍要保持水平平衡，由杠杆的平衡条件可知，而悬线的拉力不能一直增加，所以需要增加l1，即把悬点B向上移动。
14．（2024·贵州·一模）如图所示，在矿区，一辆辆满载矿石的电力驱动矿车将矿石运至山下，卸货后又空载上山……这种新型矿车配置了先进的能量回收系统：满载的矿车下山时，将减少的重力势能转化为电能储存于车载电池中；空载上山时，又充分利用这部分电能提供行驶动力。这样的矿车几乎就是一个“免费干活的劳动力”。
请解答下列问题：
（1）能量回收系统的核心装置是发电机，它的主要部件是 和 。
（2）若矿车满载后的总质量m=1.08×105kg，求它所受的重力G。( )（g取10 N/kg）
（3）若山顶到山脚的竖直高度为50m，则（2）问中的矿车下山过程中重力做功W是多少J？( )若能量回收系统将机械能转化为电能的效率为 75%，则该车下山过程中通过能量回收系统能向电池输入的电能E 是多少J？( )
（4）满载的矿车下山时利用回收的能量能空载回到山顶，则半载的同一辆矿车利用回收的能量一定能空载回到山顶吗？请分析矿车下山和上山过程中，各种形式能量的转化情况，并通过比较写出判断理由。( )
【答案】 磁体 线圈 1.08×106N 5.4×107J 4.05×107J 见解析
【详解】解：（1）能量回收系统的核心装置是发电机，它的主要部件是磁体和线圈，工作原理是电磁感应现象。
（2）矿车满载重力为
（3）根据题意可得下山过程中重力做功为
机械能转化电能的效率为75%，则该过程回收系统向电池输出的电能为
（4）不一定，下山：减小的重力势能转化为内能和电能，半载的卡车获得的电能少。上山：所回收的电能转化为内能和机械能。由于电能少，内能一定，所以获得的机械能少，不一定能回到山顶（其他合理答案均可）。
答：（1）能量回收系统的核心装置是发电机，它的主要部件是磁体和线圈；
（2）若矿车满载后的总质量m=1.08×105kg，求它所受的重力为；
（3）矿车下山过程中重力做功W是，下山过程中通过能量回收系统能向电池输入的电能E是；
（4）见解析。
15．（2024·河南南阳·一模）图甲为小阳举着哑铃的前臂骨骼，可将其视为如图乙所示的杠杆。不计前臂自重，小阳的肱二头肌能施加的最大拉力F=600N，OA∶OB=1∶6，若小阳利用最大质量为m的哑铃进行锻炼，1min内可举起哑铃30次，每次将哑铃举高20cm。请完成以下问题：
（1）前臂骨骼相当于一个 杠杆，哑铃的重力 （选填“是”或“不是”）作用在该杠杆上的阻力；
（2）小阳平时锻炼时能举起哑铃的最大质量为多少 ？
（3）该哑铃静放在水平展开的手掌上，若受力面积为20cm2，则其对手掌的压强为多少 ？
（4）小阳对哑铃做功的功率为多少 ？
【答案】 费力 不是 10kg 5×104Pa 10W
【详解】（1）[1][2]由图乙可知，动力臂小于阻力臂，故前臂骨骼相当于一个费力杠杆，哑铃的重力的受力物体是哑铃，不是杠杆，故哑铃的重力不是作用在该杠杆上的阻力。
（2）[3]已知小阳的肱二头肌能施加的最大拉力F=600N，OA∶OB=1∶6，根据杠杆平衡条件可得
Fl1=Gl2
代入数据可得600N×1=G×6
解得G=100N
则小阳平时锻炼时能举起哑铃的最大质量
（3）[4]该哑铃静放在水平展开的手掌上，若受力面积为20cm2，则其对手掌的压强
（4）[5]小阳1min内对哑铃所做的功W=nGh=30×100N×0.2m=600J
小阳对哑铃做功的功率
16．（2024·山东临沂·一模）2023年11月4日，历经十年谋划努力、八年科研攻关、五年设计建造的首艘国产大型邮轮“爱达·魔都”号正式交付。“爱达·魔都”号总吨位为13.55万吨，最大吃水8.55米，最大航速22.6节，16层楼高，最多可容纳乘客5246人，是目前国产邮轮的巅峰之作。
（1）“爱达·魔都”号漂浮在海面上受到的浮力为 N（g取10，海水密度）；游客登上邮轮后，邮轮排开水的质量将 （选填“变大”“变小”或“不变”）；
（2）达到最大吃水深度时，船底受到水的压强是 ；
（3）船上的人们感觉海上温度凉爽宜人，一个重要的原因是海水的 大。
【答案】 变大 比热容
【详解】（1）[1]“爱达·魔都”号漂浮在海面上受到的浮力 F浮= G排= m排g=13.55×107kg×10N/kg=1.355×109N
[2]游客登上邮轮后，邮轮总重力变大，浮力等于重力，所总浮力变大，
由F浮= G排= m排g得，排开水的质量将变大。
（2）[3]达到最大吃水深度时，船底受到水的压强是
p=ρgh= 1.0×103kg/m3×10N/kg×8.55m= 8.55×104Pa
（3）[4]船上的人们感觉海上温度凉爽宜人，一个重要的原因是海水的比热容大，由得，在吸收的热量和质量相同时，水的比热大，所以温度升高得少，温度凉爽宜人。
17．（2024·内蒙古呼和浩特·一模）小明和弟弟帮住在乡下的奶奶去菜窖取菜，菜窖深4m，小明在窖底系绳，弟弟在窖口用绳子往上拉。如图甲，第一次把10kg的土豆和5kg的白菜一起匀速吊起，用时为5s。第二次先把质量分别同第一次完全相同的土豆和白菜用短绳系在一起，再用长绳吊着土豆，以1m/s的速度把土豆白菜一起匀速吊起，如图乙。不计绳重、袋重及空气阻力。则：
（1）由于窖口太小，窖内光线太暗，弟弟看不见小明，小明是否能看见弟弟， 。（选填“A”或“B”）
A．能看见 B．看不见
（2）求第一次弟弟拉绳做的功；
（3）求第二次短绳对白菜做功的功率。
【答案】 A 600J 50W
【详解】（1）[1]由于地窖口光线充足，弟弟在窖口反射的光线能够到达小明的眼睛，所以小明能够看见弟弟，故A符合题意，B不符合题意。
故选A
（2）[2]因为物体做匀速直线运动，所以
第一次弟弟拉绳做的功为
（3）[3]因为物体做匀速直线运动，所以
第二次短绳对白菜做功的功率为
18．（2024·河南南阳·一模）如图所示，“引体向上”是一项克服人体重力做功的健身运动。该运动的规范动作是：两手正握单杠，由悬垂开始，上提时，下颚须超过杠面。已知小强的质量为56kg，每次引体上升的高度为0.6m，双手与杠之间的受力面积为80cm。N/kg。求：
（1）小强两手正握单杠悬垂静止不动时，单杠对他的拉力和他的重力是一对 （选填“相互作用力”或“平衡力”）。
（2）小强两手正握单杠悬垂静止时，手对单杠的压强为多少 ？
（3）小强每做一个引体向上动作，向上过程中克服重力做了多少功 ？
（4）某次训练中，小强在1分钟内连续做了15个引体向上动作，在整个过程中他克服重力做功的平均功率是多少 ？
【答案】 平衡力 336J 84W
【详解】（1）[1]小强两手正握单杠悬垂静止不动时，处于平衡状态，单杠对他的拉力和他的重力都作用在他上，大小相等、方向相反、在同一条直线上，是一对平衡力。
（2）[2]小强对单杠的压力大小等于小强的重力，为
则手对单杠的压强为
（3）[3]小强每做一个引体向上动作，向上过程中克服重力做的功为
（4）[4]在1分钟内连续做了15个引体向上动作，则这1分钟内克服重力做的总功为
克服重力做功的平均功率为
19．（2024·陕西西安·一模）道路救援时会根据车辆受损程度采用不同的救援方式：若受损车辆能够行驶，则受损车辆通过斜面自行驶向道路救援车；若车辆不能自动行驶，则利用滑轮组把受损车辆吊起、放入道路救援车。这两种救援方式模型分别如图12所示。某次事故救援中，受损车辆质量为1t。（g=10N/kg）
（1）如图2所示，滑轮组在使用过程中 （选填“可以”或“不可以”）省功；
（2）如图1所示，s的长度为5m，h的高度为2m，受损车辆匀速驶向车上时，牵引力为5000N，则：
①牵引力做的功为多少？
②受损车辆与斜面间的摩擦力大小为多少？
（3）如图2所示，在用滑轮组匀速提升受损车辆时，绳子的拉力F为6500N，则滑轮组的机械效率为多少（结果保留至0.1%） ？若受损车辆的质量为1.5t，在用滑轮组提升受损车辆时，滑轮组的机械效率会 （选填“减小”“不变”或“增大”）。
【答案】 不可以 25000J 1000 76.9% 增大
【详解】（1）[1]滑轮组在使用过程中，要多做额外功，不可以省功。
（2）[2]①牵引力做的功
[3]②该过程中有用功为
额外功为
由可得，受损车辆与斜面间的摩擦力为
（3）[4]由图2知，绳子的有效段数为2，在用滑轮组提升受损车辆时，绳子的拉力为，则滑轮组的机械效率为
[5]若受损车辆的质量为1.5t，在用滑轮组提升受损车辆时，滑轮组的有用功变大，额外功不变，由
得，机械效率会增大。
20．（2024·陕西渭南·一模）如图所示是安装有雾化器的机器人，工作时，雾化器将消毒液均匀雾化到空气中进行消毒。下表为机器人的部分参数，其中雾化量是指雾化器工作1h能雾化消毒液的体积，g取10N/kg，消毒液的密度为0.9×103kg/m3。求：
消毒液箱容积 雾化量 自身重力 履带与地面总接触面积
20L 0~10L/h 1000N 200cm2
（1）电脑远程控制机器人是通过 来传递信息的，机器人内部的电动机工作时将 能转化为机械能；
（2）满载消毒液的机器人静止在水平地面时，对地面的压强是多少？( )
（3）机器人以0.5m/s的速度匀速直线运动，满箱消毒液刚好全部雾化时，机器人行驶的最短路程是多少？( )
（4）消毒液雾化完后，机器人又匀速直线行驶100m，受到的阻力恒为300N，此过程中机器人受到牵引力做的功是多少？( )
【答案】 电磁波 电 5.9×104Pa 3600m 3×104J
【详解】解：（1）[1]电磁波可以传递信息，所以电脑远程控制机器人是通过电磁波来传递信息的。
[2]机器人内部的电动机工作时消耗电能，因此是将电能转化为机械能。
（2）[3]由得，消毒液的质量m液=ρV=0.9×103kg/m3×20×10-3m3=18kg
消毒液的重力G液=m液g=18kg×10N/kg=180N
机器人对地面的压力F=G+G液=1000N+180N=1180N
机器人对地面的压强
（3）[4]依题意得，机器人行驶的最短时间
机器人行驶的最短路程s=vt=0.5m/s×7200s=3600m
（4）[5]由于机器人匀速直线运动，由二力平衡可知F牵=f=300N
牵引力做的功W=F牵s1=300N×100m=3×104J
答：（1）电脑远程控制机器人是通过电磁波来传递信息的，机器人内部的电动机工作时将电能转化为机械能；
（2）满载消毒液的机器人静止在水平地面时，对地面的压强是5.9×104Pa；
（3）机器人以0.5m/s的速度匀速直线运动，满箱消毒液刚好全部雾化时，机器人行驶的最短路程是3600m；
（4）消毒液雾化完后，机器人又匀速直线行驶100m，受到的阻力恒为300N，此过程中机器人受到牵引力做的功是3×104J。
21．（2024·湖南怀化·一模）如图甲所示，质量为的小汽车，在水平路面AB和斜面BC上都做匀速直线运动，其发动机牵引力所做的功W与运动距离s的图像如图乙所示。
（1）据图可知，汽车在AB路面上运动的距离为 m，在BC路面上运动距离为 m；
（2）若汽车在AB段运动时，四个车轮与地面的总接触面积为，忽略空气对汽车产生的升力，汽车对地面的压强为 Pa。在AB段汽车的牵引力为 N；
（3）若汽车运动的速度为3m/s，求汽车在BC段运动时牵引力的功率。
【答案】 20 30 600 3000W
【详解】（1）[1]由图乙知，汽车在AB段通过的距离为20m。
[2]在BC段通过的距离s2=s-s1=50m-20m=30m
（2）[3]汽车在AB段所受的压力等于自身的重力，对地面的压强
[4]AB段，汽车牵引力所做的功为J，牵引力
（3）[5]由图乙知，汽车在BC段所做的功
牵引力
据P=Fv知，此段牵引力的功率
22．（2024·陕西咸阳·模拟预测）“芒种”前后是麦子成熟收割的时间，需要及时把麦子颗粒归仓。很多地方都用联合收割机收割麦子，如图1所示，某收割机的参数如下表。
履带接地总面积（） 3.6
功率（kW） 60
发动机效率 40%
满油时整机质量（kg） 2880
（1）收割过程中收割机相对于同行的装载车是 （选填“运动”或“静止”）的；
（2）满油时收割机对水平地面的压强是多少Pa ？（g取10N/kg）
（3）“喂入量”是收割机在单位时间内收获的作物量，在小麦收割中当割幅一定时，作业速度与喂入量之间的关系如图2所示，当作业速度为4km/h，且收割机功率保持60kW不变，收割一块地的麦子，耗时0.5h，共收获麦子多少t ？此过程中消耗柴油多少kg ？（为）
【答案】 静止 4.32 6.75
【详解】（1）[1]收割过程中，收割机与装载车之间的位置没有发生改变，所以收割过程中收割机相对于同行的装载车是时静止的。
（2）[2]满油时收割机对水平地面的压强
（3）[3][4]由图2可知当作业速度为4km/h时喂入量为2.4kg/s，则0.5h共收获麦子
则0.5h做功为
由
可得消耗柴油
23．（2024·河南信阳·一模）如图所示，工人用A、B两个相同的滑轮组成的滑轮组匀速提升重540N的物体，所用的拉力F为200N。不计绳重及摩擦。
（1）物体被匀速提升的过程中，动能 ，重力势能 。（均选填“增大”“减小”或“不变”）
（2）C处天花板受到的拉力为多少 ？
（3）若匀速提升重240N的物体，滑轮组的机械效率为多少 ？
【答案】 不变 增大 460N 80%
【详解】（1）[1][2]物体被匀速提升的过程中，质量不变，速度不变，动能不变，高度增大，重力势能增大。
（2）[3]由图可知，滑轮组的动滑轮绕3段绳，不计绳重和摩擦，动滑轮重为
G动=nF-G=3×200N-540N=60NC处天花板受到的拉力为F拉=2F+G定=2F+G动=2×200N+60N=460N
（3）[4]因为不计绳重及摩擦时，机械效率为
提升重240N物体时滑轮组的机械效率为
24．（2024·湖南湘潭·一模）如图所示，信息科技小组将力传感器（用来显示所受细绳拉力大小）固定在铁架台上，高为4cm的圆柱体A通过轻质细线与力传感器相连，装有水的薄壁柱形容器B置于升降台上（容器足够高），让升降台逐渐升高，随着圆柱体A逐渐浸入水中，传感器的示数逐渐变小，当圆柱体A刚好浸没时，传感器的示数减小到8N；将容器内的水换成密度为的液体，再次使升降台逐渐升高，直到圆柱体A刚好浸没，传感器的示数一直减小到6N，圆柱体始终竖直。
（1）当A刚好浸没在水中时，下表面所受水的压强是 ；
（2）A所受重力为 N；
（3）圆柱体A的密度为多少？
【答案】 400 18
【详解】（1）[1]当A刚好浸没在水中时，下表面所受水的压强是
（2）[2]设物体所受的重力为G，在水中所受的浮力为
在液体中所受的浮力为
经整理可知，物体所受的重力为
（3）[3]圆柱体的体积为
圆柱体A的质量为
圆柱体A的密度为
25．（2024·河南商丘·一模）如图甲所示，工人用600N沿斜面把装有货物的重1500N的箱子从底端拉进车厢，箱子移动的s﹣t图像如图乙所示。在此期间，此斜面的长为5m，高为1m，g取10N/kg，求：
（1）在0﹣5s内，物体的运动情况是 状态，5﹣30s内，物体的运动情况是 状态。
（2）移动时拉力做功的功率是多少？( )
（3）箱子沿斜面匀速运动时所受的摩擦力是多少？( )
【答案】 静止 匀速直线运动 120W 300N
【详解】（1）[1][2]由图乙可知，在0﹣5s内物体没有移动距离，即处于静止状态，6﹣30s内物体通过的路程与所用的时间成正比，则物体做的是匀速直线运动。
（2）[3]物体的速度
拉力做功的功率
（3）[4]此过程中所做的有用功W有=Gh=1500N×1m=1500J
拉力做的总功W总=Fs=600N×5m=3000J
额外功为W额=W总﹣W有=3000J﹣1500J=1500J
箱子受到的摩擦力为
26．（2024·陕西西安·三模）2023年7月，西北首辆无人驾驶智能快递配送车亮相西安，如图所示，该车从站点装货后，能够按照既定线路自动导航行驶，到达指定送货地点。该智能无人快递车利用激光雷达和光学摄像头感知周边环境，依靠卫星导航系统控制实现自动行驶。空载质量与最大承载质量均为400kg；在路上匀速行驶时受到的阻力为总重力的0.02倍，某次运载最大载重质量的快递匀速行驶1.8km，用时10min（g取10N/kg）。
（1）通过 波实现对智能无人快递车的控制，限制其最大承载质量是为了避免刹车时 过大；
（2）智能无大快递车最大载重时的总重力是多少？
（3）该智能无人快递车最大载重匀速行驶时，牵引力的平均功率为多少？
【答案】 电磁 惯性 8000N 480W
【详解】解：（1）[1]电磁波可以传递信息，所以是通过电磁波实现对智能无人快递车的控制。
[2]因为物体的质量越大惯性越大，因此限制其最大承载质量是为了避免刹车时惯性过大。
（2）[3]因为空载质量与最大承载质量均为400kg，根据G=mg可求出总重力为
G总=m总g=(400kg+400kg)×10N/kg=8000N
（3）[4]因为该配送车匀速行驶，处于平衡状态，由二力平衡可知，牵引力等于阻力，而在路上匀速行驶时受到的阻力为总重力的0.02倍，则F牵=f=0.02G总=0.02×8000N=160N
根据可得，牵引力的平均功率
答：（1）通过电磁波实现对智能无人快递车的控制，限制其最大承载质量是为了避免刹车时惯性过大；
（2）智能无大快递车最大载重时的总重力是8000N；
（3）该智能无人快递车最大载重匀速行驶时，牵引力的平均功率为480W。
27．（2024·河南周口·一模）如图是一台火灾现场侦察、灭火的消防机器人，其质量为500kg，消防机器人履带与地面接触的总面积为0.4m2；行驶时所受阻力为自重的0.02倍（g取10N/kg），请回答下列问题：
（1）该消防机器人在水平地面匀速直线行驶的过程中始终在持续洒水，它喷出的水雾 （选填“是”或“不是”）汽化现象；
（2）消防机器人静止时对地面产生的压强将为多大 ？
（3）若已知该机器人自身携带了一块锂电池进行供电，锂电池充满电后具有5.4×106J的电能，则可以提供该机器人保持3m/s的速度连续前进3h，该电池将电能转化为机械能的效率是多少 ？
（4）求在水平地面匀速直线前进的过程中，消防机器人牵引力做功的功率（忽略质量的变化）。
【答案】 不是 1.25×104Pa 60% 300W
【详解】（1）[1]消防机器人内部的水是液态的，喷出的水雾也是液态的。未发生物态变化，因此不是汽化。
（2）[2]消防机器人静止时对地面产生的压力的F=G=mg=500kg×10N/kg=5000N
压强是
（3）[3]因为机器人做匀速直线运动，所以牵引力
行驶路程
牵引力做的功
该电池将电能转化为机械能的效率
（4）[4]消防机器人牵引力做功的功率
28．（2024·陕西榆林·二模）如图所示，这是新型国产055导弹驱逐舰延安舰。该舰满载时排水量为12000t。（取10N/kg，海水密度取）
（1）延安舰满载时受到的浮力为 N，满载的延安舰在密度不同的海域漂浮时，受到的浮力 （选填“相同”或“不同”）；
（2）一架总质量为13t的直升机为了执行侦察任务飞离延安舰，延安舰浸在海水里的体积减少了多少
（3）某次延安舰满载时以36km/h的速度匀速航行90km，此过程中发动机的输出功率为5×106W，消耗柴油2500kg，则此次航行过程中发动机的效率是多大 （）
【答案】 1.2×105 相同 13m3 45%
【详解】解：（1）延安舰满载时的排水量
延安舰满载时所受浮力为
该舰从密度小的海域驶入密度大的海域后，仍然处于漂浮状态，自身的重力不变，由于物体漂浮时浮力等于自身的重力，所以受到的浮力不变。
（2）直升机从055导弹驱逐舰延安舰的甲板上起飞后，延安舰的总重力变小，因为漂浮，所以浮力等于重力；延安舰减小的浮力
延安舰排开海水的体积变化量
（3）由知道，延安舰运动的时间
发动机做的功
柴油完全燃烧放出的热量
此过程中发动机的效率
答：（1）延安舰满载时受到的浮力为1.2×108N，满载的延安舰在密度不同的海域漂浮时，受到的浮力相同；
（2）延安舰浸在海水里的体积减少了13m3；
（3）此次航行过程中发动机的效率是45%。
29．（2024·河南洛阳·一模）2023年杭州亚运会上，无人驾驶清扫车投入使用，如图所示。该清扫车是低速自动驾驶智能车产品，质量为400kg，集激光雷达、摄像头、超声波雷达等传感器于一身，具备自动避让行人、大数据分析等功能，能够边清扫边收集，可以不同角度全方位清扫。
（1）无人驾驶清扫车，借助超声波雷达绕过路面站立的人时，以清扫车为参照物，人是 （选填“运动”或“静止”）的；
（2）无人驾驶清扫车在某段长为24m的路段上匀速行驶时，速度为1.2m/s，则它通过该路段需要的时间为多少？( )
（3）该清扫车静止在水平路面上时，与路面的接触面积为0.05m2，则清扫车对水平路面的压强为多大？（g取10N/kg）( )
【答案】 运动 20s 8×104Pa
【详解】（1）[1]以运动的清扫车为参照物，站立的人位置不断发生变化，因此是运动的。
（2）[2]由得，清扫车行驶的时间
（3）[3]清扫车对水平路面的压力
清扫车对水平路面的压强
30．（2024·河南新乡·一模）小力家的蔬菜丰收了，他利用周末来帮助爸妈运输蔬菜。图是小力推着蔬菜车上坡的情景，已知坡高1.6m，坡长5m，小力用大小为240 N沿坡面向上的推力，花了 25s将质量为 60 kg的蔬菜车从坡底匀速推上了坡顶。 （g 取 10 N/kg）
（1）小力在运输蔬菜的过程中，若车里的一部分蔬菜掉出来了，则蔬菜车对接触面的压强 （选填“增大”“减小”或“不变”）；小力在坡上推蔬菜车的速度为 m/s。
（2）小力将蔬菜车从坡底推上坡顶的过程中，推力所做的功和做功的功率分别是多少 ( )( )
（3）将该坡视为斜面，求此过程中斜面的机械效率。( )
【答案】 减小 0.2 1200J 48W 80%
【详解】（1）[1]由题意知，由于蔬菜在运输过程中，掉了出来，则蔬菜车对地面的压力减小，而接触面积不变，由可知，蔬菜车队地面的压强将减小。
[2]由题图可知，小力25s将蔬菜车推上坡顶，通过的距离为5m，由可得，小力在坡上推蔬菜车的速度为
（2）[3]由题可知，蔬菜车在推力的方向上运动的距离为5m，则推力做的功
[4]小力将蔬菜车从坡底推上坡顶所用的时间为25s，则推力做功的功率
（3）[5]由G=mg可得，该蔬菜车所受的重力
小力利用该斜面将蔬菜车推上坡顶所做的有用功
小力将蔬菜推上坡顶的过程，推力所做的功就是总功，即
由
可得，此过程中斜面的机械效率为
31．（2024·湖南株洲·一模）明代宋应星在《天工开物》中记载的农业生产汲水装置——轱辘，沿用至今，如图甲所示是一种轱辘，由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。提水时，用力使大轮转动，小轮随之转动并缠绕井绳，提起水桶。
（1）轱辘可视为不等臂杠杆如图乙，设大轮与小轮的半径比为3∶1，水桶受到的重力为 90 N，若要使轱辘静止在图甲所示位置，至少需要在大轮边缘的手柄上施加一个 N的力；
（2）某次取水时井绳拉着质量为10kg的水缓慢上升了4m，水桶的质量为1kg，在这一过程中，人做的总功为500J，g取10N/kg。则人克服井绳重力与摩擦阻力做的功是多少？ ；
（3）在（2）取水的过程中轱辘的机械效率是多少？ 。
【答案】 30 60J 80%
【详解】（1）[1]若要使轱辘静止在图甲所示位置，设作用在C点的最小力为F，根据杠杆平衡条件可知，有
FR=Gr
则至少需要在大轮边缘的手柄上施加的力
（2）[2]克服水重所做的有用功W有=Gh=mgh=10kg×10N/kg×4m=400J
人做的总功为500J，则额外功W额=W总-W有=500J-400J=100J
额外功包括克服水桶、井绳重力所做的功和克服摩擦阻力所做的功，其中克服水桶重力所做的功
W桶=G桶h=m桶gh=1kg×10N/kg×4m=40J
则人克服井绳重力与摩擦阻力做的功W=W额-W桶=100J-40J=60J
（3）[3]在（2）取水的过程中轱辘的机械效率
32．（2024·河南商丘·一模）2023年9月23日，杭州亚运会盛大开幕，机器人频频亮相，科技感拉满。“智慧餐厅”采用自动化管理帮助客户订餐，机器人会自动完成洗菜、消毒、切菜、调配材料，然后由厨师机器人亲自烹饪，这一场面让外国记者们大呼惊奇。如图所示是杭州亚运会期间使用的迎宾机器人，其质量为60kg，静止时与地面的接触面积为0.01m2，额定电压为25V、容量为40A h的电池充满电后，可让机器人以18km/h速度匀速行驶5h，过程中所受阻力为其重力的0.02倍，g取10N/kg，求：
（1）机器人内电动机的工作原理是 ；
（2）机器人静止时对水平地面的压强是多少？( )
（3）机器人匀速行驶时电动机牵引力做功的功率？( )
（4）机器人电动机的效率是多少？( )
【答案】 通电导体在磁场中受力运动 6×104Pa 60W 30%
【详解】（1）[1]机器人内电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用运动。
（2）[2]机器人静止时对水平地面的压力
则机器人对水平地面的压强
（3）[3]因机器人匀速前进时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，机器人受到的牵引力
机器人做的功
机器人做功的功率
（4）[4]机器人的电池充满电的总电量
电动机的效率大小为
33．（2024·陕西·二模）如图所示，为“国防七子”之一的西工大研发的一款仿蝠鲼柔体潜航器，和蝠鲼游动时的吻合度达到了90%。潜航器的重型版的质量大约1000~5000kg，翼展大约5~8m，可以搜集各种水面和水下目标的信息，还可以携带小型武器，下潜至1025m执行任务，这使得该潜水器能跟踪目前几乎所有的潜艇，配上吸盘可以吸附在潜艇底部而不被敌方发现。还可以在海底和无人艇协同作战。（g取10N/kg）
（1）当该潜航器通过吸盘吸附在敌方运动的潜艇底部时，潜航器以敌方潜艇为参照物是 （选填“运动”、“静止”）的；
（2）当潜水器和无人艇协同作战时，是通过 波互通信息的；
（3）当蝠鲼潜航器下潜至1025m时，其底部所受的液体压强是多少？( )
（4）当5000kg的潜航器悬浮在水中时，所受的浮力为多大？( )排开水的体积为多大？( )
【答案】 静止 电磁 1.025×107Pa 5×104N 5m3
【详解】解：（1）[1]当该潜航器通过吸盘吸附在敌方运动的潜艇底部时，潜航器以敌方潜艇为参照物，潜航器的位置没有发生变化，潜航器是静止的。
（2）[2]电磁波可以传递信息，因此当潜水器和无人艇协同作战时，是通过电磁波互通信息的。
（3）[3]其底部所受的液体压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1025m=1.025×107Pa
（4）[4]因潜航器悬浮在水中，所以，所受的浮力F浮=G总=m总g=5000kg×10N/kg=5×104N
[5]根据F浮=ρ水gV排可得排开水的体积
答：（1）当该潜航器通过吸盘吸附在敌方运动的潜艇底部时，潜航器以敌方潜艇为参照物是静止的；
（2）当潜水器和无人艇协同作战时，是通过电磁波互通信息的；
（3）当蝠鲼潜航器下潜至1025m时，其底部所受的液体压强是1.025×107Pa；
（4）当5000kg的潜航器悬浮在水中时，所受的浮力为5×104N；排开水的体积为5m3。
34．（2024·四川绵阳·三模）快递界的智能分拣机器人—“小黄人”，顶部装有自动翻转的黄色托盘的“小黄人”占地面积小，运行速度可达到3米/秒，他们有自己的“眼睛”，工作时能通过“看”地面上粘贴的二维码给自己定位和认路。当派件员将快件放在托盘上，“小黄人”会在一秒内迅速扫码识别面单信息，读取出其位置译码和目的地信息，而每个地址会对应不同的下落口，每个下落口对应一个地级市。
（1）“小黄人”自己的“眼睛”，相当于 （选填“平面镜”、“凸透镜”、“凹透镜”），二维码到“眼睛”的距离应满足 的条件；
（2）“小黄人”将快件运到对应的下落口时，就推开托盘，将快件“扔”进下落口。如果将“扔”快件的托盘抽象为如图的杠杆示意图，“小黄人”对托盘的推力F始终垂直托盘向上，在水平位置时快件与托盘的重心在同一竖直线上（快件和托盘的质量分布是均匀的），托盘的质量400g，OB长为30cm，OA长为5cm。若某快件的质量为3kg，为了将快件“扔”进下落口，对托盘推力F至少为多少N？（g取10N/kg）
（3）“小黄人”设有自动充电功能，当检测到电池容量低至10%时会自动返回充电。某款“小黄人”铭牌上的标有“15V 4000mAh”字样，若返回过程中受到的阻力为27N，为确保机器人能顺利返回充电，需要充电时，机器人离充电座不能超过多少米？（剩余电池容量的40%用于提供克服阻力做功）
【答案】 凸透镜 大于凸透镜的二倍焦距 1N 320m
【详解】解：（1）[1][2]小黄人的“眼睛”是一个摄像头，它扫描二维码时，实质上是利用凸透镜成倒立缩小的实像，此时二维码到凸透镜的距离应大于凸透镜的二倍焦距。
（2）[3]杠杆水平平衡时，受到的动力为推力F，动力臂为OA=5cm，阻力为快件与托盘的总重力G总，阻力臂为支点到杠杆重心的距离为L2=0.5OB=0.5×30cm=15cm
快件与托盘的总重力为G总=m总g=（3kg+0.4kg）×10N/kg=34N
由杠杆平衡条件可得F×OA=G总×L2
即F×5cm=34N×15cm，解F=1N。所以对托盘推力F至少为1N。
（3）[4]电池充满电时储存的电能为W=UIt=15V×4A×3600s=216000J
克服阻力做功所需的电能为Wf=40%×10%W=40%×10%2×16000J=8640J
机器人离充电座的最大距离为
35．（2024·黑龙江佳木斯·一模）如图所示是某远洋测量船，排水量为25000t，可在南北纬60℃以内的任何海域航行，完成对各类航天飞行器的海上跟踪、测控任务。求：
（1）满载的远洋测量船由大西洋驶入印度洋时船体会 （填“上浮”或“下沉”）一些；（印度洋海水密度大于大西洋的海水密度）
（2）远洋测量船在某海域满载航行时受到的浮力；
（3）在海面下10m处的船底受到海水的压强；（ρ海水＝1.03×103kg/m3 ）
（4）若远洋测量船在港口检修时卸下10.3t的器材，则其排开海水的体积减小多少？（ρ海水＝1.03×103kg/m3）
【答案】 上浮 2.5×108N 1.03×105Pa 10m3
【详解】（1）[1]印度洋海水密度大于大西洋的海水密度，满载的远洋测量船由大西洋驶入印度洋时，始终处于漂浮状态，浮力等于重力，所以浮力不变，而液体密度变大，根据F浮＝ρ液gV排 知V排 变小，故船体会上浮一些。
（2）[2]远洋测量船在某海域满载航行时处于漂浮状态，根据二力平衡可知，受到的浮力等于其重力，即
F浮＝G＝mg＝25000×103kg×10N/kg＝2.5×108N
（3）[3]在海面下10m处的船底受到海水的压强为p＝ρ海水gh＝1.03×103kg/m3×10N/kg×10m＝1.03×105Pa
（4）[4]因为远洋测量船处于漂浮状态，浮力等于其重力，卸下10.3t的器材后，减少的浮力等于卸下器材所受的重力，即ΔF浮＝G卸＝m卸g＝10.3×103kg×10N/kg＝1.03×105N
则其排开海水的体积减小量为
36．（2024·河南濮阳·一模）为保障消防救援人员的人身安全，在特殊火灾事故现场消防人员使用消防机器人灭火，如图所示。该消防机器人的质量为600kg，静止在水平地面时，履带与地面接触的总面积为0.5m2。（g取10N/kg）试问：
（1）当消防机器人靠近火灾建筑物时，以消防机器人为参照物，火灾建筑物是 的。消防机器人的动力装置电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到 的作用。消防机器人履带上有很深的花纹，是为了 （选填“增大”或“减小”）摩擦；
（2）消防机器人静止在水平地面时对地面的压强是多少 ？
（3）某次灭火作业时，消防机器人在水平地面上沿直线匀速前进了270m，用时1.5min，行驶时所受阻力为消防机器人所受重力的，则消防机器人牵引力做功的功率是多少 ？
【答案】 运动 力 增大 1.2×104Pa 900W
【详解】解：（1）[1]消防机器人相对于火灾建筑物是有位置的变化，因此若以消防机器人为参照物，火灾建筑物是运动的。
[2]消防机器人的动力装置电动机其工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。
[3]消防机器人履带上有很深的花纹，这样设计的主要目的在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
（2）[4]机器人对地面的压力F=G=mg=600kg×10N/kg=6000N
机器人对地面的压强
（3）[5]由于机器人做匀速直线运动，所以机器人受到的牵引力与阻力为一对平衡力，则机器人受到的牵引力
消防机器人牵引力做功为W=Fs=300N×270m=81000J
牵引力做功的功率
答：（1）当消防机器人靠近火灾建筑物时，以消防机器人为参照物，火灾建筑物是运动的。消防机器人的动力装置电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。消防机器人履带上有很深的花纹，是为了增大摩擦；
（2）消防机器人静止在水平地面时，对地面产生的压强为1.2×104Pa；
（3）消防机器人牵引力做功的功率是900W。
37．（2024·江苏无锡·一模）人体内蕴含很多物理知识。
（1）如图所示：将小臂平举，并用手掌托住一只铁球，肱二头肌会垂直于小臂向上施加一个拉力，球压在掌心上的力是阻力（忽略小臂自重），肘关节位置相当于支点，此时整个小臂就是一个 杠杆。铁球的质量是4.5kg，小臂平抬铁球，将铁球抬高20cm，则人对球做功 J；
（2）人的体温是由“下丘脑”中特殊神经细胞组织控制的，它对人体体温的变化很敏感，当下丘脑温度高于37℃时，人体散热机制（血管舒张，出汗等）就会活跃起来，已知37℃时蒸发20g汗水需要4800J的能量。现有一中年人漫步行走，每秒钟体内产生的热量为36J，而此时人体通过传导、辐射等方式（不包括出汗）产生的散热功率为，因此还要通过出汗的方式才能保持37℃的体温不变，求此人漫步行走2小时出汗约多少g
（3）著名物理学家费米根据侦探小说的内容得知，一具尸体大约需要半天时间（12小时）才能从体温37℃降至室温25℃。另外他通过实验室提供的数据还了解到：体重60kg的正常人的比热容与水相当[c水=4.2×103J/（kg·℃）]，每千克葡萄糖完全分解释放的热量为1.6×107J。此外，尸体的散热量大约为正常人在相同时间内散热量的60%。根据这些数据估算出一个正常人体内每天（24小时）必须补充的葡萄糖为多少g
【答案】 费力 9 90g 630g
【详解】（1）[1] 用手掌托住一只铁球时，前臂可视为杠杆，肘关节位置相当于支点，肱二头肌垂直于小臂向上施加的拉力为动力，球压在掌心上的力是阻力，大小等于铁球的重力（忽略小臂自重），可知动力臂小于阻力臂，此时整个小臂就是一个费力杠杆。
[2] 将铁球抬高20cm，则人对球做功为
（2）[3] 已知中年人漫步行走时，每秒钟体内产生的热量为36J，其总功率为
此时出汗的散热功率为P1＝36W﹣33W＝3W
故该人在行走2h时出汗散失的热量为W散＝P1t＝3W×3600s×2＝2.16×104J
因每蒸发20克汗水所需要的能量为4800J，故此时人所需的出汗量为
（3）[4] 一具尸体大约需要半天时间（12小时）能从体温37℃降至室温25℃， 则这个过程中尸体散失的热量为
已知尸体的散失热量大约为正常人在相同时间内散热量的60%，故正常人一天内的散失的热量为
则一个正常人体内每天（24小时）必须补充的葡萄糖的质量为
38．（2024·陕西商洛·一模）世界猕猴桃故乡在中国，中国猕猴桃的原产地在陕西。为了将陕西县城的新鲜猕猴桃运输到世界各地，陕西某公司组织物流车队将农产品尽快运送到各个城市。某车早上出发，历经8h，行程700多公里，当天下午就将新鲜的猕猴桃运输到外地的超市。每个猕猴桃平均质量为0.1kg，该运输车装满货物后总质量为31t，轮子与地面的总接触面积为，g取10N/kg。求：
（1）汽油机是汽车的动力设备，四冲程中的 冲程可以使汽车获得动力；
（2）果农将一箱30个猕猴桃从地面放至0.9m高的车厢上，需要克服猕猴桃重力做的功（箱子重力忽略不计）；
（3）运输车对水平路面的压强；
（4）在某段平直公路上，运输车匀速行驶9km用时6min，受到的阻力为，求运输车牵引力做功的功率。
【答案】 做功 27J 6.5×104W
【详解】（1）[1]四冲程汽油机中，使汽车获得动力的冲程是做功冲程，做功冲程中高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能。
（2）[2]每个猕猴桃的重力为
30个猕猴桃的总重力为
故将一箱30个猕猴桃从地面放至0.9m高的车厢上，需要克服猕猴桃重力做的功为
（3）[3]运输车满载时对路面的压力为
车对地面的压强
（4）[4]运输车做匀速直线运动，牵引力等于阻力，即
运输车牵引力做的功为
运输车牵引力做功的功率为
