浙江省2022年中考科學模擬題匯編-84功和能（簡答題）

學校:姓名：班級：考號：

一、簡答題

1.（2022.浙江.一模）一個邊長為IOem的立方體木塊，細線的一端跟木塊底部相連，

另一端固定在容器底如圖甲所示（容器高比細線與木塊邊長之和大得多），現向容器中

慢慢加水，如圖乙所示。用下浮表示木塊受到的浮力，用〃表示容器中水的深度。則圖

丙可以正確描述尸汴隨深度"變化的關系圖像。

（1）當尸桁4N時，木塊處于（填“漂浮”、“懸浮”或“下沉”）狀態；

（2）木塊的密度為多少？（）

（3）整個加水過程中，水對木塊所做的最大功是多少？（）

2.（2022?浙江金華?統考一模）小明的爸爸體重為60千克，新買的汽車質量為1800千

克，行駛過程中汽車輪胎與地面接觸的總面積為0.12m2,發動機牽引力為總重的0.05

倍。若他駕駛汽車在平直的水平公路上以72km∕h的速度勻速行駛了12分鐘。則汽車

在行駛過程中：

（1）受到的摩擦力為N；

（2）在12分鐘內通過的路程為km；

（3）對地面產生的壓強有多大？（）

（4）牽引力的功率是多少？（）

3.（2022?浙江舟山?校聯考二模）如圖是我校《打造一艘可載人的帆船》項目化學習課

上，同學們將打造好的帆船放在小河。船質量60千克。

（1）帆船所受到的重力多大？

（2）查資料可知，當河面風速為8米/秒時，風壓為50帕，此時風對船帆的最大推力

多大？

（3）經測算，當船受到風的推力是400牛，并以7米/秒的速度在河面上勻速行駛時，

則2分鐘內風力對帆船所做的功多大？

4.（2022?浙江?一模）如圖所示是現代化港口的一種新型吊運設備的簡化模型示意圖,

圖中虛線框里是滑輪組（未畫出），滑輪組繩子的自由端由電動機拉動。用該吊運設備

先后搬運水平地面上的長方體形集裝箱A和B.A和B的底面積、高度、密度大小關

系如下表所示。

集裝箱AB

底面積S

SA=SOSB=25O

高度〃%=3%hn=2%>

2

密度?PK=PoPB=Po

集裝箱A在地面上靜止，當受到滑輪組掛鉤豎直向上的拉力為150ON時，地面對A的

支持力為M：集裝箱B在地面上靜止，當受到滑輪組掛鉤豎直向上的拉力為200ON時,

地面對B的支持力為N,0已知N∣=3N*在吊運集裝箱A的過程中，當繩子自由端拉

力為1125N時，集裝箱A勻速豎直上升，繩子自由端拉力的功率為2250W,滑輪組的

機械效率為80%；在吊運集裝箱B的過程中，集裝箱B勻速豎直上升了8m。不計繩的

質量，不計滑輪與軸的摩擦。求：

（1）集裝箱A和B的重GA和GB；

（2）集裝箱A勻速豎直上升的速度；

（3）集裝箱B勻速豎直上升8m的過程中，繩子自由端拉力做的功?

試卷第2頁，共10頁

電動機

滑輪組繩子：i

自由端

滑輪組掛鉤V

y777777777777777777777777777∕7777Γ

5.（2022?浙江臺州?統考一模）負壓救護車被稱為“最強口罩”。該車配置了負壓裝置，

負壓艙內氣壓小于外界氣壓，將內部空氣“吸入”排風凈化裝置進行處理，有效避免了病

毒的傳播。某次轉運病人時，救護車以100千瓦的恒定功率在平直公路上勻速行駛45

千米，用時半小時。求：

（1）這次轉運過程中救護車動力做的功；

（2）這次轉運過程中救護車所受的平均阻力：

（3）按照衛健委標準，負壓艙內外氣壓差應在10~38帕之間。經測量發現，該車負壓

艙0.9米2的面積上內外氣體壓力差為18牛，通過計算判斷負壓艙內外氣壓差是否符合

標準。

6.（2022?浙江寧波?統考一模）某家用電動汽車快充電Ih可持續行駛668km,最高車

速可達225km∕h0電動機的最大耗電功率為200kW,整車質量為1740kg。

（1）與傳統的燃油汽車相比，電動汽車的優點有：;（寫出一條即可）

（2）用充電樁給電動汽車充電時，汽車將電能轉化為;

（3）若每個輪胎與地面的接觸面積為150cm2,求電動汽車空載時對地面的壓強；

（）

（4）在某次駕駛測試中，質量為60kg的司機駕駛汽車以最大功率、80km∕h的速度沿

平直坡面勻速行駛Ikm。若電動機效率為80%,求汽車行駛時的牽引力。（）

7.（2022?浙江衢州?統考一模）近期上海酒店推出隔離"安心房''機器人送餐服務，無接

觸更安全。其參數如下：

功能迎賓、送餐等

質量（自重）50kg

移動速度0.2-0.6m∕s

電池容量12Ah

功率最大功率IOOW

工作電壓24V

最大送餐質最15kg

（1）機器人底盤的輪子與水平地面接觸的總面積為0.0Im2,求機器人水平運送3千克

物體時，對地面產生的壓強；

（2）酒店工作人員用電梯將一臺機器人從1樓送到3樓（樓高4m∕層），求電梯對機器

人所做的功；

（3）如果該機器人以最大功率在水平地面上以0.4米/秒的速度勻速前進10秒，求機器

人行進過程中，受到地面對它的阻力大小。

8.（2022?浙江寧波?統考一模）2021年9月120,年僅14歲的東京奧運會跳水冠軍全

紅嬋又一次在全運會女子單人10米跳臺摘金，為我們實力演繹“水花消失術

（1）圖乙表示全紅嬋從入水到露出水面的過程，其中全紅嬋受到水的浮力不斷增大的

階段是（填序號，用箭頭表示過程）；

（2）質量為35kg的全紅嬋從起跳到入水的過程中，她所受的重力做功約多少焦耳？

)

（3）跳水結束后，全紅嬋漂浮在水上，求此時她排開水的體積。（）

9.（2022?浙江衢州?統考二模）被譽為抗疫"智''先鋒的醫用消毒機器人（如圖）可在無

人環境下自主導航，利用閃蒸技術進行360。無死角消毒。某品牌消毒機器人部分參數如

表，請回答下列問題：

XX牌消毒機器人

試卷第4頁，共10頁

項目參數

機身自重50kg

水箱容積14L

電池輸出功率150W

輪子與地面接觸總面積80cm2

（I）若將機器人的水箱裝滿消毒液（密度約為lg∕cm3）靜止在地面時，對地面壓強多

大？（)

（2）機器人在消毒過程中以ImZs的速度做勻速直線運動，該過程中機械能

（選填“減小”、“不變”或"增大”）。若克服摩擦力做功的功率占電池輸出功率的40%,

則該機器人受到的摩擦力多大？（）

10.（2022?浙江寧波?統考二模）在一底面積為4n√的圓柱形深井底部，有一體積為2n√,

密度為lxlθ%g∕m3的貴重物體，現用如圖所示的裝置將其打撈上來，若牽引車以0.6m∕s

的速度勻速向右行駛，通過滑輪組將物體由井底開始往上拉，30s后井底受到的水的壓

強恰好變化了25xl03pa,（忽略動滑輪和繩子的重力及滑輪與繩子之間的摩擦，g取

10N∕kg）求:

（1）物體的重力；

（2）物體浸沒在水中時受到的浮力；

（3）牽引車行駛了30s后，物體被提升的高度；

（4）物體露出水面前，物體受到繩子拉力的功率；

（5）牽引車行駛了30s時，牽引車對繩子的拉力。

H.（2022?浙江溫州?瑞安市安陽實驗中學校考二模）如圖是一款無人水下航行器，其內

部交裝有控制系統、攝像模塊、推進系統、電池模塊，總質量為7.7kg,采用全封閉結

構。當其在水下作業時，除了推進系統發揮作用外，其底部還有一個活寨式浮力系統調

節裝置（如圖2,通過調節活塞的位置，來改變航行器受到的浮力大小），以實現航行

器能作水中懸浮停留，活塞缸內側直徑為6cm,活塞最大可移動范圍為5cm。圖3是某

次測試航行器豎直上升過程中速度隨時間的變化關系圖。

（1）第10秒末時，航行器的速度為0.17m∕s,則從IoS至40s內，航行器需克服重力

做功多少焦？

（2）該航行器在浮沉過程中，依靠浮力系統調節裝置可實現的最大浮力改變量為多少

牛？

12.（2022?浙江溫州?統考二模）三峽大壩是當今世界最大的水利發電工程。大壩建成后,

輪船往返上、下游需經過特殊的方式，常用方式有：垂直升船機和船閘，如圖乙、丙。

甲乙丙

（1）三峽水電站發電時的能量轉化過程是水的勢能一T電能。

（2）圖乙為三峽大壩的垂直升船機的工作原理圖。垂直升船機的承船廂載著質量為3000

噸的輪船垂直上升100米，請計算此過程中升船機對輪船做的功。

（3）圖丙為船閘工作原理圖，輪船從下游到達上游的過程是：輪船經過打開的閘門A

從下游駛入閘室后，先關閉閘門4和閥門A,再打開閥門B（此刻時間記錄為〃），使

上游的水勻速流入閘室。當閘室內水位和上游水位相平時（此刻時間記錄為，2）,打開

閘門8,輪船駛出閘室，進入上游行駛。請在圖中畫出閘室底部受到的液體壓強隨時間

變化的圖像。

試卷第6頁，共10頁

壓強

時間

13.（2022.浙江杭州.統考一模）某車庫出口處的“兩段式道閘”開啟過程如圖甲所示；AO

和。8是兩段欄桿，長均為2m、質量均為5kg（質量分布均勻）；兩段欄桿之間以輕質

錢鏈連接，使AO能繞O轉動；CO為輕質鏈桿，B是電機帶動欄桿轉動的中心點，如

圖乙所示；當道閘開啟時，電機帶動水平的40B和CO轉動，道閘完全開啟后，Ao水

平、OB豎直，CD豎直，如圖丙所示。此時C。與OB之間距離為5cm。（不計一切摩

擦，g=10N∕kg）

（1）如圖丙所示，AO重力的力臂是m。

（2）如圖丙所示，CO對較鏈的拉力是多少?

（3）408由圖乙位置到圖丙位置，電機至少要對AOB做多少功?

14.（2022?浙江金華?統考一模）俄烏沖突的不斷升級，預示著我國國防裝備要往多功能

化方向發展。如圖是我國自主研制的一款新型氣墊兩棲登陸艇，它的質量約為

1.2×106kg,底面積約為500m2（海水密度約為1.0xl03kg∕m3）.計算：

（1）登陸艇漂浮在海面上時，排開水的體積是米3；

（2）登陸艇靜止在水平海灘上時，對海灘的壓強為多大？

（3）登陸艇用3.0xl（）4N的推進力勻速航行了1.2km,所做的功是多少？

15.（2022?浙江舟山?校聯考一模）如圖甲所示裝置，A是重15N的空吊籃，繩子B和

C能承受的最大拉力分別為IOON和50N。質量為50kg的小明同學將A提升到高處，

施加的拉力F隨時間變化關系如圖乙所示,A上升的速度V隨時間變化關系如圖丙所示。

忽略繩重及摩擦，gMX10N∕kgo問：

（1）動滑輪的重力為多少？

（2）第2s內拉力產的功率為多少？

（3）此裝置最多能勻速運載多重的貨物？

乙丙

16.（2022?浙江麗水?統考一模）如圖甲為電動獨輪車，由電動機提供動力，它時尚、便

捷、節能，深受年輕人喜愛。下表是某款獨輪車的部分參數，試回答下列問題：

車體自重最大載重最大續航

IOkg120kg20km

最大速度輸出電壓電池容量

18km∕h60V5000mA?h

（1）獨輪車前進所需的能量來自電池釋放出的

（2）圖乙中人的質量為50kg,人站上獨輪車騎行后，獨輪車在道路上以最大速度勻速

直線前進，所受阻力是總重的0.05倍。試求勻速直線前進10分鐘，獨輪車牽引力做功

多少？（）

（3）若在一定條件下，獨輪車用時1.5h勻速直線運動實現了最大續航（假設用盡全部

電池容量），試計算在此過程中獨輪車電動機的輸出功率為多少？（）

甲乙

試卷第8頁，共10頁

17.（2022?浙江溫州.統考一模）如圖甲是一種拉力器的原理圖，主要結構包括拉環、測

力計、滑輪組、負重箱等。負重箱內部裝有活塞，活塞兩端密閉性良好，活塞從底部向

上運動后，負重箱內為真空。使用時，拉緊拉環，拉力較大時，活塞向上運動，拉力較

小時，活塞向下運動，如此反復運動，從而得到鍛煉。已知負重箱內部高度為20厘米,

活塞上表面積為10厘米2。（大氣壓P=IoXl。5帕，不計活塞厚度，不計活塞、滑輪、

測力計、繩子的自重，不計摩擦）

（1）滑輪A的作用是。

（2）如圖乙是某次運動中測力計示數尸與活塞上升距離/7關系圖，請計算完成一次活

塞勻速上升過程，拉力做的功。（）

（3）小明認為負重箱內如果密封了一定量的氣體，該拉力器也能工作。若密封氣體在

一定溫度下的體積與氣壓的關系如表所示，請在乙圖中畫出：當負重箱內密封一定量氣

體后，活塞勻速上升過程中，測力計示數與活賽上升距離的大致關系圖。（）

體積/米30.40.81.21.6

氣壓/千帕2401208060

八尸/牛

Fo______________

I

I

I

I

I

I

020〃/厘米

乙

18.（2022?浙江寧波?統考二模）為提高垃圾分類效率，小科設計了如圖甲所示的垃圾分

類機器人。它撿起垃圾時，會快速從垃圾上取出標準規格的樣品，通過機械手上的探針

檢測樣品的電阻大小來識別垃圾的類別，并投入相應的垃圾桶。該機器人檢測電路如圖

乙所示。各類垃圾樣品的電阻參考值如下表。

樣品電阻值∕Ω垃圾類別

小于10金屬

10—30餐廚

大于30其他

(1)機器人從某塊垃圾上取樣檢測時，檢測電路電壓表讀數為1伏，檢測時間為0.1

秒。通過計算說明應將該垃圾放入圖丙中哪個垃圾桶。

(2)該次檢測電阻過程中，檢測電路消耗的電能為多少？

(3)機器人將重1牛的垃圾舉高70厘米后再水平移動3米，放入相應的垃圾桶。該過

程中機器人至少對垃圾做了多少功？

甲乙丙

試卷第10頁，共10頁

參考答案:

1.漂浮0.4×105kg∕m30.6J

【詳解】(1)⑴由圖乙可知，當F桁4N時就是水面上升到木塊剛好對底部無壓力，而此時

線對木塊沒有拉力，由此可知，此時為漂浮狀態，木塊的重力

G=/桁4N

(2)[2]木塊的質量

G_4N

=0.4kg

J-IONTkg

木塊體積

V=(lOcm)3=1OOOcm3=1X10-3m3

木塊的密度

m0.4kg

P=-=0.4×10,kg∕m3

Vl×10^3m3

(3)[3]由圖乙可知，當F,∕4N時木塊開始上升，到25Cm木塊浸沒，則木塊停止上升時

的高度是

Λ=25cm-1Ocm=?5cm=0.15m

則浮力對木塊所做的最大功

W=F浮∕z=4NxO.15m=0.6J

2.93014.41.55×105Pa18.6kW

【詳解】(1)[1]汽車的總重力為

G爐m&g=(60kg+1800kg)×10N∕kg=18600N

則汽車受到的牽引力

F=0.05G?=18600N×0.05=930N

汽車勻速直線運動時，它受到的摩擦力與牽引力平衡，即摩擦力

∕=F=930N

(2)[2]由廠上知道，汽車通過的路程

t

s—V/=72×-^-m∕s×12×60s=l.44×IO4m=14.4km

3.6

(3)[3]汽車靜止在水平地面上時對地面的壓力

F=G=I.86xlO4N

地面的受力面積

答案第1頁，共13頁

S=0.12m2

汽車對水平地面的壓強

F1.86χlO^lN

P=-=1.55×105Pa

S0.12m2

（4）[2]汽車牽引力的功率

P=F^v=930N×72×?m∕s=l86OOW=18.6kW

3.6

3.(1)600N；(2)350N；(3)336000J

【詳解】解：(1)根據重力和質量關系可得

G=mg=60kgX10N∕kg=600N

(2)根據

F

P=-

S

可得

F=PS=50Pa×7m2=350N

(3)根據

W=Fs

可得

W=ES=Fnf=400NX7m∕sX60sX2=336000J

答：（1）帆船所受到的重力是600N；

(2)最大推力是350N；

(3)2分鐘內風力對帆船所做的功是336000J。

4.(1)4500N,3000N；(2)0.4m∕s;(3)3.3×104J

【詳解】解：（1）集裝箱A和B都靜止在地面上，分別以A、B為研究對象，掛鉤豎直向

上的拉力分別為八T2,有

GΛ=*M①

GB=T2+N您

根據

G=mg=Ng=PgSh

得到兩個物體的重力

答案第2頁，共13頁

cA=PAgSAhK

GB=PBgSHhB

由表中數據得到兩個物體重力比值

GA_QAgSA也A=2p<3"X3%=g今

GB∕?gS∣i∕%pa×2S()×2hn2

已知

M=3M④

η=1500N,T2=2000N

由①②③④得到

GΛ=4500N,Gβ=3000N

(2)滑輪組繩子段數為〃，繩子拉力耳，A以速度V勻速豎直上升期,滑輪組機械效率",

則

?叫％

80%=45。。”

n×?125N×Λ0

解得〃=5,拉力K做功的功率

D叫FlSF

tt

2250W=5v×1125N

解得u=().4m∕so

(3)動滑輪組重為G動，以A和動滑輪組整體為研究對象，A勻速豎直上升，有

nFl=Gλ+Gill

5×1125N=4500N+G.?

解得G動=1125N,以B和動滑輪組整體為研究對象，拉力為工，B勻速豎直上升，有

嗚=Gli+G動

5×F2=4500N+1125N

解得鳥=825N,拉力工做的功

答案第3頁，共13頁

4

W=K"∕j=825Nχ5x8m=3.3χIOJ

答：（1）集裝箱A和B的重GA和GB分別是4500N和3000N；

（2）集裝箱A勻速豎直上升的速度是0.4m∕s;

（3）集裝箱B勻速豎直上升8m的過程中，繩子自由端拉力做的功是3.3X104J。

8

5.（1）1.8×10J;（2）4000Ni（3）20Pa,所以符合標準。

【詳解】解：（1）救護車動力做的功

W=Pt=100×103W×30×60s=1.8×108J

（2）根據W=FS可得牽引力為

救護車在平直公路上勻速行駛，處于平衡狀態，受到的牽引力和阻力是一對平衡力，大小相

等，則救護車所受的阻力為

戶尸=40OON

（3）該救護車負壓艙的內外氣壓差

按照衛生部標準，負壓艙內外氣壓差應在10~38Pa之間，負壓艙內外氣壓差是20Pa,符合

標準。

答：（1）這次轉運過程中救護車動力做的功為1.8x109

（2）這次轉運過程中救護車所受的平均阻力為4000N；

（3）負壓艙內外氣壓差符合標準。

6.環保化學能2.9×105Pa7200N

【詳解】（D[1]與傳統的燃油汽車相比，電動汽車可以節約能源，保護環境；

（2）[2]用充電樁給電動汽車充電時，汽車電池消耗電能，產生化學能，將電能轉化為化學

能。

（3）[3]電動車的重力

G=mg=1740kg×1ONkg=17400N

受力面積

S算=4X150Cm2=600cm2=0.06m2

電動汽車空載時對?地面的壓強

答案第4頁，共13頁

Y=鬻^=2?9χl0'Pa

(4)[4]輸出功率

P檢方P諭人^=200kW×80%=160kW

功率

汽車行駛時的牽引力

P160kW160000W

=7200N

8

V80km∕h°m∕s

3.6

7.(1)5.3×104Pa:(2)4000J；(3)250N

【詳解】解：(1)機器人對地面的壓力

F=GE總g=(5Okg+3kg)x10N∕kg=530N

則機器人對地面的壓強

p=f=^≡=5?3×1°4pa

(2)1層樓高4m,從1樓到3樓，中間相隔2層樓的高度8m,電梯對機器人所做的功

W=Fs=Gh=mgh=50kg×10N∕kg×8m=4000J

(3)IOS內牽引力做的功

W=PUlOOWXloS=IOOOJ

IOs內機器運動的距離

5=v∕=0.4m∕s×10s=4m

牽引力

F=E=IOOOJ=25ON

s4m

機器人勻速運動，牽引力和阻力是平衡力，則阻力

戶F=250N

答：(1)機器人水平運送3千克物體時，對地面產生的壓強是5.3χlO4Pa;

(2)酒店工作人員用電梯將一臺機器人從1樓送到3樓(樓高4m∕層)，電梯對機器人所做

的功是4000J；

(3)機器人行進過程中，受到地面對它的阻力大小是250N。

8.①—②350OJ0.035m3

答案第5頁，共13頁

【詳解】ɑ）⑴根據阿基米德原理F僚=P胸gV族可知，當她受到的浮力不斷增大時?，她排開

水的體積逐漸增大，因此對應的階段應該是①一②。

（2）⑵全紅嬋的重力

G=,"g=35kgx?0N∕kg=350N

全紅嬋從起跳到入水的過程中，她所受的重力做功

W=G"=350NXlOm=350OJ

（3）［引因為全紅嬋處于漂浮狀態，所以浮力

/布G=35ON

此時她排開水的體積

350N

=0.035m;

p^gIXlo3kg∕m'X1ON/kg

9.8×IO4Pa減小60N

【詳解】（1）［1］裝滿消毒液時消毒液的體積

V=V?=14L=14dm3=0.014m3

裝滿消毒液時消毒液的質量

m而PV=1.0×103kg∕m3×0.014m3=14kg

裝滿消毒液的機器人受到的總重力

Gts=ms.g=(,mlfi+m^ti)g=(14kg+50kg)×10N∕kg=640N

裝滿消毒液的機器人靜止時對水平地面的壓力

Ff1=Gi=640N

機器人對水平地面的壓強

H=端Mia

（2）［2］機器人在消毒過程中以lm∕s的速度做勻速直線運動，速度和高度不變，但質量減

小，動能和重力勢能減小，因而機器人的機械能減小。

［3］克服摩擦力做功的功率

P=40%X150W=60W

由克服摩擦力做功的功率

可知，該機器人受到的摩擦力

答案第6頁，共13頁

?P60WSZ

f=—=------=60N

vlm∕s

10.(1)2×105N;(2)2×104N;(3)9m；(4)5.4×104W;(5)9.5×104N

【詳解】解：(I)物體的重力為

G揚=m物g=p物V物g=1X104kg∕m3×2m3×10N∕kg=2×105N

(2)物體浸沒在水中時排開水的體積

V內祈2m'

受到的浮力

3334

Fi^=ρV^g=1×10kg∕m×2m×10N∕kg=2×10N

(3)牽引車通過的路程

s=Vf=O.6m∕s×30s=18m

由圖知，滑輪組的動滑輪繞繩子的段數片2,物體提升的高度

,S18m

h=—=-----=9m

n2

(4)物體露出水面前，由平衡條件，可知物體受到繩子拉力為

F質G湖F行2x105N-2×104N=1.8×105N

物體的速度

V物=；v=gχθ.6m/S=O.3m∕s

物體受到繩子拉力的功率

54

P=γ=?1=ξ,V^1.8×10N×0.3m/s=5.4×10W

(5)由P="g〃得水面下降的深度

?,?p2.5×IO3Pa…

ΔΛ'-■'=----------——~；-------------=0.25m

P水g1.0×IOkg∕m×10N/kg

此時物體露出水面的體積

△V=ΔΛS=0.25mX4m2=lm3

物體浸在水面下的體積

%=^-ΔV=2m3-lm3=lm3

物體受到的浮力

弓=∕?g%=lQx10%g∕m'XlON/kgXIm3=I×1()4N

牽引車對繩子的拉力

答案第7頁，共13頁

琮=LG物一∕?)=Jx(2xl()5NTXlO?tN)=9.5xl(ylN

答：(1)物體的重力為2xlO5N;

(2)物體浸沒在水中時受到的浮力為2X104N；

(3)牽引車行駛了30s后，物體被提升的高度為9m；

(4)物體未露出水面前，物體受到繩子拉力的功率為5.4X104W；

(5)牽引車行駛了30s時，牽引車對繩子的拉力9.5xl()4N。

II.(1)392.7J；(2)I.413N

【詳解】解：(1)由圖3可知，航行器在10~40s做勻速直線運動，速度為0.17π√s,豎直上

升過程中在10~40s內，航行器上升的距離

Λ=vf=O.17m∕s×30s=5.1m

航行器需克服重力做功

W=Gh=mgh=7.7kgx10N∕kg×5.1m=392.7J

(2)活塞缸內側直徑

J=6cm=0.06m

活塞缸底面積

222

5=Λ-(≤)=3.14×(^γ^)=2.826×10?

活塞最大移動范圍是

∕ι=5cm=0.05m

在航行器浮沉過程中，浮力調節裝置可以排開水的最大體積

V布S∕z=2.826x10-3m2×0.05m=1.413×1θ'?rp

最大浮力改變量

△F行P次gV序=1×lθ3kg∕m3×1ON∕kg×1.413×10-4m3=1.413N

答：(1)第10秒末時，航行器的速度為0.17m∕s,則從IOS至40s內，航行器需克服重力做

功392.7J；

(2)該航行器在浮沉過程中，依靠浮力系統調節裝置可實現的最大浮力改變量為L413N。

答案第8頁，共13頁

12.水的動能（葉輪的機械能）3×109J

【詳解】（1）口]高處的水流下來時水的重力勢能減小，動能增加，重力勢能轉化為動能；

沖擊水輪機的葉輪，是水的動能轉移到葉輪上。水輪機的葉輪，帶動發電機發電，將葉輪上

的機械能轉化成電能，所以整個過程中，能量轉化的順序是：勢能T水的動能T電能；

（2）⑵輪船的重力

*23*7

G=Wlg=300OX10kg×10N∕kg=3×10N

則升降機克服重力所做的功

W=Gh=3×107N×l00m=3×?O9J

（3）[3團之前下游水位較低，〃到“上游的水勻速流入閘室，水位逐漸增大，當閘室內水

位和上游水位相平時為f2,液體內部的壓強與深度有關，深度越大，壓強越大，因此，閘室

底部受到的液體壓強隨時間變化的圖像如下圖：

壓強

時間

13.1IOOON150J

【詳解】（1）川如圖丙所示，。為支點，已知OA=2m,4。的重心在其中點，則AO重力的

力臂為

—×2m=lm

2

（2）[2]據杠桿平衡條件/^=/y2可得，CC時較鏈的拉力

r1,1,

F=叢=35—=WwX5—=5kgXIONZkgXIm=1000N

2

-I20.05m0.05m^0.05m

（3）[3]電機至少要做的功就是克服408重力要做的功，

對4。段做功

答案第9頁，共13頁

Wi=GAOh/=Γ∏A0g×L0B=5kg×10N∕kg×2m=1OOJ

對08段做功

W2=GOBh2^mOBg×?Δ0B=5kg×1ON∕kg×Im=50J

電機至少要做的功為

Wss=Wl+W2=1OOJ+50J=150J

14.1.2×1032.4×104Pa3.6×107J

【詳解】(1)[1]登陸艇的重力為

G=mg=1.2×106kg×1ONzkg=1.2×107N

因為登陸艇漂浮在海面上，所以登陸艇受到的浮力為

F1.2×107N

排開水的體積為

∕?_IZxlO’N

=1.2×103m3

ρ水81.0×lO3kg∕m,×1ON/kg

(2)[2]登陸艇靜止在水平海灘上，登陸艇對水平海灘的壓力

F=G=1.2×IO7N

登陸艇對水平海灘的壓強為

F1.2×107N

P=-=2.4×IO4Pa

S500m2

(3)[3]登陸艇所做的功為

W=Fs=3.0×104N×1.2×103m=3.6×107J

15.(1)5N；(2)40W；(3)80N

【詳解】解：(1)由圖丙可知，在1?2s內(第2s內)A被勻速提升，由圖乙可知拉力

F=ION

由圖

〃=2

忽略繩重及摩擦，拉力尸=g(G,+G動)，則動滑輪重力

G干2F-GA=2X1ON-15N=5N

(2)由圖丙可知，第