2020年中考物理复习特色专题13交通运输航天中物理问题（含解析）.doc

1 专题 13 交通运输航天中物理问题 本专题涉及的交通运输航天工具有飞机、卫星、轮船、航母、潜艇、汽车、火车、自行车、摩托车等。 中考试题里，交通运输航天工具考查的物理知识点大致包括以下几个方面： 1.压强的大小及其计算，功率计算公式的应用．综合性强，是全国各地中考命题重要的热点素材；2.掌握 动能、重力势能、弹性势能大小的影响因素，掌握动能、重力势能、弹性势能、机械能的大小变化情况； 3.考查对浮沉条件的应用、惯性的理解、平衡状态的辨别，以及流体压强与流速的关系，有一定综合性， 但难度不大；4.考查对牛顿第一定律的理解；5.电学、热学、声学等其他方面。 【例题 1】共享单车是节能环保的交通工具。关于小秦骑共享单车上学的情形，下列说法正确的是（ ） A．小秦骑行的速度最高可以达到 50m/s B．小秦骑车转弯时，运动状态没有发生改变 C．小秦下坡时不蹬车，单车越来越快是因为惯性增大 D．在骑行过程中，相对于路旁的建筑物是运动的 【答案】D 【解析】本题考查了速度、参照物、惯性和物体运动状态的变化。骑自行车的速度约为 5m/s； 物体运动方向和运动速度大小的变化都属于运动状态的变化；惯性是物体的属性，大小只跟物体的质量大 小有关；判断物体是运动还是静止，取决于所选择的参照物，即： A．共享单车的速度约为 5m/s，而不可以达到 50m/s；故A错误； B．小秦骑车转弯时，运动方向不断变化，因此运动状态不断变化，故B错误； C．小秦下坡时不蹬车，单车质量不变，惯性大小不变，故C错误； D．在骑行过程中，以路旁的建筑物为参照物，小秦是运动的，故D正确。2 【例题 2】为了监督司机遵守限速规定,交管部门在公路上设置了固定测速仪,如图所示,汽车向放置在道路 中间的测速仪匀速驶来,测速仪向汽车发出两次短促的(超声波)信号。第一次发出信号到测速仪接收到信号 用时 0.5s，第二次发出信号到测速仪接收到信号用时 0.3s，若发出两次信号的时间间隔是 0.9s，超声波的 速度是 340m/s，汽车在两次接受信号间隔过程中行驶的距离是 m，汽车的速度是 m/s（超声波速度 是 340m/s） 【答案】34； 42.5。 【解析】求汽车的速度必须知道行驶的距离和相应的时间： （1）测速仪第一次发出超声波时，经过了 0.25s 到达了汽车处，而信号从汽车处返回测速仪，也行驶了 0.25s 的时间；在第二次发出的信号，在与汽车相遇返回到测速仪时，超声波行驶了 0.15s；这两次汽车与 测速仪的距离差就是汽车行驶的距离； （2）找出汽车在两次接收到信号间隔过程中所用的时间（汽车运动的时间为从第一次与超声波相遇开始， 到第二次与超声波相遇结束。求出这个时间，就是汽车运动的时间），利用速度公式求解汽车速度。 第一次发出信号到测速仪接收到信号用时 0.5s，所以第一次信号到达汽车的时间为 0.25s，则汽车接收到 第一次信号时，汽车距测速仪：s1=v 声 t1=340m/s×0.25s=85m； 第二次发出信号到测速仪接收到信号用时 0.3s，所以第二次信号到达汽车的时间为 0.15s，汽车接收到第 二次信号时，汽车距测速仪：s2=v 声 t2=340m/s×0.15s=51m； 汽车在两次信号的间隔过程中，行驶了：s3=s1-s2=85m-51m=34m； 这 34m 共用时：t3=△t-t1+t2=0.9s-0.25s+0.15s=0.8s， 所以汽车的车速为：v3==s3/t3=34m/0.8s=42.5m/s 【例题 3】国产舰载机在“辽宁号”航母上的成功起降，标志着中国航母时代的到来．下列关于舰载机的说 法错误的是（ ） A．飞机的速度越大，惯性越大 B．飞机起飞的过程中，运动状态不断改变 C．飞机飞离航母后，航母所受的浮力变小 D．飞机飞行时，机翼上方空气流速大压强小 【答案】A．3 【解析】A．惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性，惯性的大小与物体的质量有关，质量越大，惯性 越大；惯性的大小与速度的大小无关，故 A 错误； B．飞机起飞的过程中，速度越来越块，运动状态改变了，故 B 正确； C．飞机飞离航母后，航母的总重力减小，由于航母仍然漂浮在水中，所受浮力与自身重力相等，所以受到 的浮力减小，故 C 正确； D．飞机的机翼上凸下平，飞机飞行时，空气经过机翼上方的路程长，速度大，压强小；空气经过下方的路 程短，速度小，压强大，从而使飞机获得向上的升力，故 D 正确． 【例题 4】目前家庭汽车保有量越来越高，以下跟汽车有关的热现象中说法错误的是（ ） A．汽车玻璃起“雾”影响行车安全，是车内水蒸气液化形成的 B．冬天排气管冒出的“白气”，是水蒸气凝华成的小冰晶 C．汽车水箱中加入适量酒精降低了水的凝固点，防止水结冰胀破水箱 D．空调制冷时，制冷剂汽化吸热、液化放热，将车内的“热”“搬”到车外 【答案】B 【解析】（1）汽车玻璃起“雾”是车内水蒸气液化形成的附着在内表面； （2）“白气”不是气，是小水滴悬浮在空气中形成的； （3）溶液的凝固点比纯水低； （4）物质由气态变成液态的过程叫液化。液化过程放热；液化的方法由降低温度和压缩体积；物质由液态 变为气态的过程叫汽化，汽化过程放热。 A．汽车玻璃起“雾”是车内水蒸气液化形成的小水滴附着在内表面，故 A 正确； B．冬天排气管冒出的“白气”，是水蒸气遇冷液化形成的小水滴，故 B 错误； C．汽车水箱中加入适量酒精能降低水的凝固点，防止水结冰胀破水箱，故 C 正确； D．空调制冷时，液态制冷剂在车内热交换器内吸热由液态变为气态，发生汽化，气态制冷剂又由压缩机压 入车外的热交换器，在交换器内放热液化，即将车内的“热”“搬”到车外，故 D 正确。 【例题 5】如图所示，汽车装有日间行车灯可以提高行车安全，当汽车启动时，S1 闭合，日间行车灯 L1 立 即亮起：再闭合 S2 车前大灯 L2 也亮起。符合这一情况的电路图是（　　） A B C D4 【答案】D 【解析】A．由电路图可知，只闭合 S1 时，两灯泡均不亮，故 A 不符合题意； B．由电路图可知，只闭合 S1 时，两灯泡都亮，再闭合 S2 时，L1 不亮，故 B 不符合题意； C．由电路图可知，只闭合 S1 时，近灯光 L2 亮，再闭合 S2 时，日间行车灯 L1 亮，故 C 不符合题意； D．由电路图可知，只闭合 S1 时，日间行车灯 L1 亮，再闭合 S2 时，近灯光 L2 亮，故 D 符合题意。 一、选择题 1.如图为某品牌共享电单车，其涉及到的物理知识正确的是（ ） A．没有网络传递信息，是无法实现手机扫二维码开锁的 B．车座呈马鞍型，增大了人与车座的受力面积，压强增大 C．车胎上有凹凸不平的花纹，可以减小与地面的摩擦力 D．后轮上的电动机，利用电磁感应原理将电能转化为机械能 【答案】A 【解析】（1）手机扫二维码开锁利用的是电磁波传递信息； （2）减小压强的方法：是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强；是在受力面积一定时，通过减小 压力来减小压强。 （3）增大摩擦力的方法：在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦力；在压力一定时，通过增 大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。 （4）发电机是利用电磁感应原理制成的，工作时机械能转化成电能；电动机是利用通电线圈在磁场中受力 转动的原理制成的，工作时把电能转化成机械能。 A．手机扫二维码开锁利用的是电磁波传递信息，所以没有网络传递信息，是无法实现手机扫二维码开锁的。 故 A 正确； B．车座呈马鞍型，增大了人与车座的受力面积，压力一定是，压强减小。故 B 错误；5 C．车胎上有凹凸不平的花纹，接触面粗糙程度增大，在压力一定时，可以增大与地面的摩擦力。故 C 错误； D．后轮上的电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，工作时把电能转化成机械能。故 D 错 误。 2.如图所示，是某学生设计的“都市蚂蚁”概念车，这款概念车小巧实用，有利于缓解城市交通拥堵。下 列关于“都市蚂蚁”概念车的说法正确的是（ ） A．车载 GPS 全球定位系统是利用超声波工作的 B．概念车在加速时，人往后仰是由于人受到惯性作用 C．安全带做的比较宽大，是为了增大受力面积减小压强 D．概念车行驶过程中，轮胎与地面摩擦生热是通过热传递改变其内能 【答案】C 【解析】（1）GPS 是通过电磁波传递信息进行定位与导航的；（2）任何物体都具有保持原来运动状态的性 质叫惯性，一切物体都具有惯性，据此分析；（3）减小压强的方法：减小压力、减小受力面积；（4）改 变内能的方式有做功和热传递。 A．车载 GPS 导航系统是利用电磁波进行定位和导航的，故 A 错误； B．汽车突然加速时，车上的人下半身随车向前运动，而上半身由于惯性要保持原来的状态，所以人会向后 仰，故 B 错误； C．安全带做的比较宽大，是为了增大受力面积减小压强，故 C 正确； D．“摩擦生热”，是通过克服摩擦做功的方式来改变内能，故 D 错误。 3.某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶 6.9km，用时 5min45s，消耗燃油 1.5kg，已知汽车的牵 引力是 2000N，燃油的热值为 4.6×107J/kg，假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是（ ） ①汽车行驶速度是 20km/h ②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是 6.9×107J ③汽车牵引力做功的功率是 30kW ④汽车发动机的效率是 20% A．只有①和② B．只有②和③ C．只有①和④ D．只有②和④ 【答案】D 【解析】（1）已知汽车行驶的时间和路程，利用速度公式即可求解； （2）根据 Q 放=mq 可求热量；6 （3）根据车受到的阻力为车重的 0.1 倍求得车受到的阻力，因为匀速行驶，所以牵引力等于阻力，利用 W=Fs 可求得该汽车牵引力所做的功，再利用 P=W/t 求功率； （4） 根据燃油密度和体积求得其质量，利用 Q=mq 可求得消耗的总能量，再利用效率公式求出该汽车的效 率。 ①汽车的行驶速度： S=6.9km t=5min45s=300s+45s=345s=345×1/3600h=(345/3600)h=(69/720)h v=s/t=6.9km/(69/720)h=72km/h，故①错误； （2）消耗的燃油完全燃烧放出的热量： Q 放=mq=1.5kg×4.6×107J/kg=6.9×107J，故②正确； （3）因为匀速行驶，所以汽车受到的牵引力：F=f=2×103N， 该汽车牵引力所做的功： W=Fs=2×103N×6.9×103m=1.38×107J， 该汽车牵引力所做功的功率： P=W/t=1.38×107J /345s=40000W=40kW，故③错误； （4）汽车消耗燃油的产生的热量： Q 放=mq=1.5kg×4.6×107J/kg=6.9×107J， 该汽车的效率： η= W / Q 放=1.38×107J /6.9×107J×100%=20%，故④正确。 4.如图所示是我国研制的大型特种用途民用飞机“鲲龙”AG600，AG600 是一款大型水陆两栖飞机，最大航 速是 460km/h；最大起飞质量时 53.5t，一次可吸水 12t；可以满足森林灭火和水上救援的需要。下面说法 错误的是（　　） A．飞机飞行时，机翼上表面受到酌气压小于机翼下表面的气压 B．飞机静止在水面上，吸水后飞机底部受到水的压强将变大7 C．飞机在空中水平匀速飞行时，受到的升力最大为 5.35×104N D．飞机静止在水面上，吸满水后浸入水中的体积将增大 12m3 【答案】C 【解析】A．机翼的形状是上凸下平，相同时间内空气通过机翼上方的路程大于下方的路程，则机翼上方的 空气流速大于下方的空气流速，机翼上方的压强小于下方的压强，从而产生向上的升力作用，故 A 正确； B．飞机静止在水面上，吸水后，飞机底部所处的深度变大，由 p＝ρgh 可知水对飞机底部的压强将变大， 故 B 正确； C．由于飞机的最大起飞质量是 53.5t，则飞机的最大重力 G 最 大 ＝m 最 大 g＝53.5×10 3kg×10N/kg＝ 5.35×105N， 飞机在空中水平匀速飞行时，受力平衡，则受到的最大升力：F 升最大＝G 最大＝5.35×105N，故 C 错误； D．飞机静止在水面上时处于漂浮状态，浮力等于重力， 所以，吸满水后静止在水面上时增加的浮力△F 浮＝G 水； 根据阿基米德原理可得：ρ 水 g△V 排＝m 水 g， 则浸入水中体积的增大量：△V 排＝ ＝ ＝12m3；故 D 正确。 5.近来共享电动汽车成为人们低碳出行的交通工具，某共享汽车 30min 行驶 20km，则该车的平均速度为（ ） A．40km/h B．1.5km/min C．15m/s D．40m/s 【答案】A 【解析】根据 v=s/t 算出平均速度即可解答。1m/s=3.6km/h 共享汽车行驶的路程 s=20km，时间 t=30min=1/2h； 共享汽车的平均速度： v=s/t=20km/1/2h=40km/h=40×1km/60min=0.67km/min =40×1000m/3600s=11.1m/s， 故 A 正确，BCD 错误。 6.共享单车是节能环保的交通工具。 关于小秦骑共享单车上学的情形，说法正确的是（ ）8 A.小秦骑行的速度最高可以达到 50m/s B.小秦骑车转弯时，运动状态没有发生改变 C.小秦下坡时不蹬车，单车越来越快是因为惯性增大 D. 在骑行过程中，相对于路旁的建筑物是运动的 【答案】D 【解析】本题考查了机械运动及惯性。50m/s=180km/h，超过了汽车在高速公路上的速度，自行车显然达不 到，A 错误；骑车转弯时，自行车的运动方向发生改变，所以运动状态也发生了改变，B 错误；惯性由物体 的质量决定，质量不变惯性不变。自行车下坡时速度变快是因为重力势能转化成为动能，所以 C 错误；骑 行过程中，自行车相对于路边的建筑，位置发生了改变，所以是运动的。 二、填空题 7.小明的爸爸新买了一辆燃油小汽车，小明估测了一下小汽车的宽大约为 200_______（填长度单位）；刚打 开车门，他就闻到一股气味，爸爸告诉他这其实是物理学中的________现象；汽车对地面的压力是由于 _______（选填“轮胎”、“地面”）发生形变而产生的；汽车依靠发动机工作时的_______冲程获得动力. 【答案】cm；扩散；轮胎；做功冲程。 【解析】小汽车的宽度在 2m 左右，也就是 200cm；汽车中的气味是因为汽车中物质的扩散而来；轮胎变形 对地面产生了压力；汽油机工作时，做功冲程对外做功提供动力。 【知识点】长度的估测；弹力；分子动理论；热机原理。 8.某家庭用的电热水器将体积为 60L，温度为 20℃的自来水加热到 50℃，则水吸收的热量为________J［水 的 比 热 容 4.2×103J/ （ kg·℃ ）］ . 若 热 水 器 的 功 率 为 2000w ， 用 时 5000s ， 则 该 热 水 器 的 效 率 为 _________. 【答案】7.56×106；75.6%。 【解析】 Q=cmΔt=4.2×103J/（kg·℃）×1.0×103kg/m3×60×10-3m3×（50℃-20℃）=7.56×106 J； W=Pt=2000w×5000s=1.0×107J 效率为：η=Q/W=7.56×106 J /1.0×107J=75% 三、综合应用题 9.如图甲是我市一款按租用时间收费的共享电动汽车。五一期间，小柯一家租用电动汽车去旅游，从租车 点到目的地，手机导航显示行驶 72 千米，共花去租车费 45 元。表一是该车与某型号燃油汽车部分项目比 较表。9 甲 乙 项目 电动汽车 某型号燃油汽车 空载质量（t） 0.8 1.5 每个轮胎与水平地面接触面积（cm2） 50 80 工作时尾气排放情况 0 燃烧 1 升汽油排放 2.4kg 二氧化碳 每百公里油耗 10 升 租车或燃油价格 0.5 元/分钟 6.2 元/升 续航里程（km） 200 500——600 （1）当该电动汽车空载停在水平地面上时，求汽车对地面的压强。 （2）电动汽车载着小柯全家（人和行李共 200 千克）从一坡底行驶到坡顶，如乙图。求在该过程中，汽车 电动机克服重力所做的功。 （3）若小柯全家驾驶表一中的燃油汽车行驶 72 千米，所需油费_______元，汽车排放二氧化碳_______千 克。 （4）分析（3）题数据，小柯认为他们没有必要 租用电动汽车，因为没有给家庭带来经济上的节约。对小 柯的这种想法，你如何评价并说明理由。 【答案】（1）4×105Pa；（2）5×105J；（3）44.64；17.28； （4）赞成租用电动车：电动车可以减少二氧化碳的排放，没有污染，费用相对较低。 【解析】(1)电动车对地面的压力为： ； 对地面的压强为： ； （2）电动车克服重力所做的功为： ；10 （3）行驶 72km 需要燃烧燃油的体积为： ； 需要的油费为： ； 排放二氧化碳的质量为： ； （4）赞成租用电动车：电动车可以减少二氧化碳的排放，没有污染，费用相对较低。 10.一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其ν﹣t 图象如图所示，在第 10s 时速度达到 20m/s， 通过的路程为 120m。求： （1）在 0～10s 内汽车的平均速度； （2）设汽车在行驶过程中所受阻力不变，大小为 f=4000N 那么在 10～20s 内汽车发动机产生的牵引力所做 的功是多少焦耳？ （3）若发动机的转化效率为 80%，则 10～20s 内燃烧了多少千克汽油？（已知汽油的热值大约为 5×107J/kg）。 【答案】（1）在 0～10s 内汽车的平均速度为 12m/s； （2）在 10～20s 内汽车发动机产生的牵引力所做的功是 8×105J。 （3）若发动机的转化效率为 80%，则 10～20s 内燃烧了 0.02 千克汽油。 【解析】（1）由题知，在 0～10s 内汽车通过的路程为 120m， 则在 0～10s 内汽车的平均速度： v= = =12m/s； （2）由图象可知，10～20s 汽车做匀速直线运动，速度 v′=20m/s， 则在 10～20s 汽车通过的路程为：s′=v′t′=20m/s×10s=200m； 根据二力平衡条件可得，此时的牵引力：F=f=4000N， 在 10﹣20s 内汽车发动机产生的牵引力所做的功：11 W=Fs=4000N×200m=8×105J； （3）已知发动机的转化效率 η=80%， 由 η= = 可得消耗汽油的质量： m= = =0.02kg。 11.如图所示，是我市著名民营企业生产的力帆 100E 型电动微型轿车．轿车载着乘客在水平公路上匀速直 线行驶 1 min 所通过的路程为 720 m．已知轿车总质量 m＝ 600 kg．受到的阻力 f 大小恒为轿车总重的 0.1 倍，轮胎与路面接触的总面积 S＝3×10-2m2．求： (1)轿车行驶的速度大小． (2)轿车对路面产生的压强． (3)牵引力对轿车做功的功率． 【答案】(1)轿车行驶的速度大小为 12m/s． (2)轿车对路面产生的压强为 2×105Pa。． (3)牵引力对轿车做功的功率为 7200W． 【解析】（1）根据公式 v=s/t，求出轿车行驶的速度大小。 轿车行驶的速度： ； （2）根据公式 G=mg，求出轿车的总重力，轿车对地面的压力等于轿车的总重力，再根据公式 P=F/S，求出 轿 车对路面产生的压强。 轿车总重力： ，12 轿车对路面的压力： ， 轿车对路面产生的压强： ； （3）根据轿车在水平公路上做匀速直线运动，所受阻力和牵引力是平衡力，求出轿车受到的牵引力，根据 公式 P=W/t=FV，求出牵引力对轿车做功的功率． ∵轿车在水平公路上做匀速直线运动，所受阻力和牵引力是平衡力， ∴轿车受到的牵引力： ， 牵引力对轿车做功的功率： ． 12.“沙场点兵，扬我军威”。2017 年 8 月 1 日，习近平总书记在朱日和军事基地乘坐检阅车对三军将士进 行检阅。某检阅车质量为 2400kg，在 600s 内沿水平方向匀速前进了 3000m，牵引力大小为 2000N．求 （1）检阅车的重力（g=10N/kg） （2）检阅车的速度 （3）牵引力的功率 【答案】（1）检阅车的重力为 24000N； （2）检阅车的速度为 5m/s； （3）牵引力的功率 10kW。 【解析】考查了重力公式、速度公式和功率公式的应用，第三问也可以分步计算：先利用 W=Fs 求检阅车牵 引力做的功，再利用 P=W/t 求牵引力的功率。知道检阅车的质量，利用 G=mg 求其重力；利用速度公式 v=s/t 求检阅车的速度；利用 P=W/t=Fv 求牵引力的功率。13 （1）检阅车的重力： G=mg=2400kg×10N/kg=24000N； （2）检阅车的速度： v=s/t=5m/s； （3）牵引力的功率： P=W/t=Fv=2000N×5m/s=10000W=10kW。 13.我国首款大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600 如图所示，该飞机蓄满水后总质量 53.5t。为检测飞机性能， 先后进行了模拟灭火和水面滑行测试。在灭火测试中：飞机盘悬在火场上方 150m 处，将所蓄水分次投下， 每次投水 200kg，用时 20s 到达地面。在水面滑行测试中：飞机在水平面上以 10m/s 的速度沿直线匀速滑行 了 60s，若飞机发动机牵引力的总功率始终保持 2.5×106W．（ρ 水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg） 求（1）飞机蓄满水静止在水面上时排开水的体积； （2）每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率； （3）飞机在水面沿直线匀速滑行时，飞机所受的牵引力。 【答案】（1）飞机蓄满水静止在水面上时排开水的体积为 53.5m3； （2）每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率为 1.5×104W； （3）飞机在水面沿直线匀速滑行时，飞机所受的牵引力为 2.5×105N。 【解析】（1）因为 AG600 蓄满水后静止在水面上， 所以飞机受到的浮力：F 浮=G=mg=53.5×103kg×10N/kg=5.35×105N， 由 F 浮=ρ 水 gV 排可得，排开水的体积： V 排= F 浮/ρ 水 g =53.5m3； （2）每次投下的水在下落过程中重力做功： W=Gh=m 水 gh=200kg×10N/kg×150m=3×105J， 重力做功的平均功率： P=W/t=1.5×104W； （3）飞机发动机牵引力的总功率始终保持 2.5×106W，14 因为 P=W/t=Fv， 所以，飞机在水面沿直线匀速滑行时，飞机所受的牵引力： F= P 总/v =2.5×106W /10m/s =2.5×105N。 14.近几年来，我国大力推广新能源汽车，2017 年 12 月宜昌市正式发放新能源汽车牌照，某款电动汽车（如 图）以 60km/h 的速度匀速行驶了 80km,所受的牵引力 720N，耗电 18kW•h,请解答下列问题： （1)牵引力所做的功及功率各是多少？ （2 上述行驶过程中，电动车的效率是多少？ （3）有一款与它外形、重量均相同的汽油车，在相同路面上以 60km/h 的速度行驶 80km，其效率 25％，需 要消耗多少 kg 汽油？（q 汽油=4.5×107J/kg) （4）我们常说新能源汽车能够“节能减排”，请你回答，“减排”为什么是和“节能”连在一起的？ 【答案】见解析。 【解析】（1）牵引力所做的功： 牵引力的功率： （2）消耗的电能即总功： 新能源车的效率： （3）汽油燃烧放出的热量：15 汽油的质量： （4）因为目前人类使用的主要能源是化石能源，其燃烧会产生二氧化碳、二氧化硫及其污染物，所以要“减 排”就必须减少化石能源的消耗，即“节能”。