初中物理运动和力计算题

2015年3月，全球最大的太阳能飞机“阳光动力2号”，开始首次环球航行，途径我国重庆和南京两个城市，此行的重要目的是传播新能源理念（全程消耗的能源全部由电池板吸收的太阳能提供）。

（1）该机从重庆飞往南京的航程约为1260km，用时17.5h，则它飞行的平均速度约为多少？

（2）为降低飞行时的能量消耗，该机选用了新型轻质材料。取一块面积为1m²、厚度为1mm的此新型材料（立方体），测得其质量为250g，则此材料的密度为多少？

（3）该机从南京起飞后直飞美国夏威夷，是此次环球航行中最具有挑战性的一段航程，飞行时间长达120h，飞行过程中依靠平均功率为10kw的电动机提供动力，此次飞行消耗了多少电能？

某司机驾车前行，突然发现前方80m处有障碍物．司机从发现险情到踩刹车制动需要的反应时间为0.75s，这段时间内汽车保持原速前行了15m．汽车制动后还要继续向前滑行30m才能停下。问：（1）汽车制动前的速度是多少？（2）若司机酒后驾车，反应时间是平时的4倍。请通过计算判断汽车是否撞上障碍物。

如图所示为“无人机”（多功能飞行器），它具有4个旋翼，可通过无线电进行操控，其在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景。

（1）起飞时，增大四个旋翼的转速，使吹向下方的风量增加，无人机就会上升，这是因为力的作用是　　。在空中飞行时，只要增加　　侧两个旋翼的转速，就能使无人机右侧抬升，向左倾斜飞行。

（2）若该机在30秒内匀速竖直上升120米进行空中拍摄，则它飞行的速度是多少米 $/$秒？

（3）该机一个旋翼的电动机额定功率为30瓦，额定电压为15伏，电动机正常工作时，通过的电流为多少安？

（4）该机所需的能量是由一块输出电压为15伏，容量为 $5000\mathit{mA}·h$的电池提供，若电能的 $80\%$用于飞行，飞行时的实际功率为 $100W$，则该机最多能飞行多少时间？

晓峰同学骑自行车从家路过书店到学校上学，家到书店的路程为1 800 m,书店到学校的路程为3 600 m；当他从家出发到书店用时5 min，在书店等同学用了1 min，然后二人一起又经过了10min才到达学校。求：
（1）晓峰骑车从家到达书店这段路程中的平均速度是多少？
（2）晓峰从家到学校的全过程中的平均速度是多大？

电动汽车是我国重点发展的项目，已经走进我们的家庭。已知某款电动汽车满载时，人和车总质量为1500kg。电动汽车工作时的电路原理如图所示，在电动汽车行驶时，通过改变调速电阻来调节电动机的转速，改变汽车的速度，当汽车行驶速度最大时，电压表示数为200V，电流表示数为15A，此时最大车速为36km/h，匀速行驶时汽车受到的阻力为车总重的0.01倍。请你用学过的物理知识解答下面的问题。（电池组内阻忽略不计）

（1）电动汽车以最大速度匀速行驶时，牵引力为多少？（g＝10N/kg）

（2）若电动汽车以最大车速行驶1h，电动机消耗的电能是多少？

（3）已知电动机的内阻为1Ω，求1h内电动机产生的热量？

（4）调节调速滑片，当电压表示数为150V，电流表示数为10A时，求调速电阻接入电路中的电阻。

小明同学在今年初中毕业升学体育考试50m跑项目中，取得8s的成绩．求：
（1）小明的平均速度．
（2）终点计时员在发令枪响后多久听到声音．
（3）如果终点计时员听到发令枪声才计时，则小明的实际成绩是多少？（结果保留两位小数）

如图所示，某公司研发的智能服务机器人，它具有净化室内空气、陪伴老人聊天散步等功能。若它在 $50N$的牵引力作用下，以 $0.5m/s$的速度在水平地面匀速直线行驶 $60s$，求：

（1）它行驶的路程；

（2）此过程中牵引力所做的功。

三峡升船机于2015年12月21日进行实船测试。如图所示，旅游船“长江电力”号先进入上游航道，开启活动桥、卧倒门、防撞装置、工作门后，旅游船缓慢驶入承船厢，随后承船厢内相关设施依次关闭。客轮在承船厢中，仿佛进入了一个装水的“大脚盆”，像坐电梯一样，由机械驱动承船厢下降，承船厢以0.2m/s的速度匀速下降，从上游175m水位下降至下游62m水位处，又依次开启活动桥、卧倒门、防撞装置、工作门后，旅游船缓缓驶出承船厢。

（1）升船机承船厢在下降过程中动能、重力势能和机械能怎样变化？

（2）升船机承船厢下降过程所用的时间是多少？

“五一”期间，小明一家驱车外出旅游，如图所示，当车经过高速路段 $A$点路标时，时间是8点15分；当车经过高速路段 $B$点路标时，时间是8点45分。假设汽车在上述行驶过程中做匀速直线运动，受到的阻力为 $1150N$，消耗的汽油为 $3\mathit{kg}$。（汽油的热值为 $4.6\times {10}^{7}J/\mathit{kg})$求：

（1）汽车在 $\mathit{AB}$之间的速度；

（2）汽车在行驶过程中牵引力做的功；

（3）汽车发动机的效率。

2021年5月22日10时40分，火星探测器"天问一号"的着陆器搭载"祝融号"火星车成功降落在火星北半球的乌托邦平原，中国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。火星车质量达240kg，有六个形状大小相同的车轮，每个车轮与地面的接触面积约为190cm ²，在火星表面行驶时，它会展开太阳能蝶形面板--四块"特别订制"的太阳能电池阵，相比传统电路，提高了太阳能电池20%的利用效率。

（1）太阳能电池正常工作时，能量转化情况是： 　     　转化为 　     　；

（2）火星对它表面附近的物体也有引力，这个力大约是地球对地面附近同一物体引力的38%，当火星车静止在火星水平表面时，对火星表面的压强是多少？（g＝10N/kg）

（3）火星车在火星表面进行长距离自主移动进行科学探测时，走一下歇一下，若它在三天行驶了9km的直线距离，它行驶的平均速度是多少km/h？

为了增强中学生体质，进一步加强防溺水教育，学校组织学生进行游泳训练。（ρ _水＝1.0×10 ³kg/m ³，g取10N/kg）求：

（1）小东在一次游泳训练中，游20m所用的时间为40s，则他游泳的平均速度是多少m/s？

（2）如图所示，小东手上佩戴的防溺水安全手环是水上救生设备，携带非常方便，手环里的安全气囊充气后的体积是1.7×10 ^{﹣ 2}m ³，当它完全浸没在水中时受到的浮力为多少N？

（3）小东的质量为50kg，他站立在泳池岸上，双脚与水平地面的总接触面积是500cm ²，他对水平地面的压强是多少Pa？

（4）小东在泳池岸上看到池水的深度比实际深度要浅，正如古诗所说"潭清疑水浅"，请用光学知识分析其中原因。

重庆至德国杜伊斯堡的中欧班列全程约10800 $\mathit{km}$，运行时间 $300h$。中欧班列在平直路面匀速行驶时，和谐型大功率机车提供的牵引力约 $9.6\times {10}^{7}N$，求：

（1）中欧班列运行时的平均速度约为多少千米每小时？

（2）中欧班列在平直路面以 $v=20m/s$匀速行驶时，机车功率约为多少瓦？

小明家离学校 $2\mathit{km}$，他以 $5\mathit{km}/h$的速度步行上学，出发5分钟后小明父亲发现小明的教科书忘记带上，立即以 $10\mathit{km}/h$的速度沿小明上学的方向骑车去追小明；求：

（1）小明父亲经多少分钟能追上小明？

（2）如果小明父亲发现小明忘记带教科书的同时，小明也发现自己的教科书忘记带上并立即掉头返回，问小明与父亲在途中相遇时离学校多少千米（小数点后保留2位有效数字）？

最近，一项“中国原创”重大发明成为世界关注的焦点！它被称为“空中奔跑的巴士”（又称巴铁），预计今年7月进行测试，其模型如图所示，巴铁依靠电力驱动在钢轨上行驶，相当于40辆柴油公交车的运量，若1辆柴油公交车日常行驶时发动机的平均输出功率为 $60\mathit{kW}$，发动机的效率为 $30\%$，每消耗 $1\mathit{kg}$柴油排放二氧化碳约为 $3\mathit{kg}$，柴油的热值近似取 $q=4.0\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$。

（1）若巴铁在 $100s$内沿直线行驶了 $1500m$，求这段时间内巴铁的平均速度；

（2）按柴油公交车每日行驶 $10h$计算，镇江若引进1辆巴铁取代40辆柴油公交车，则每日可减少二氧化碳排放量多少千克？

（3）巴铁车内电器每天需消耗 $60\mathit{kW}·h$的电能，若这些电能全部由车顶上的太阳能电池板来提供，已知该太阳能电池板 $1m^2$面积上接收到的太阳平均辐射功率为 $1\mathit{kW}$，光电转化效率为 $20\%$，每天日照时间按 $6h$计算，求需太阳能电池板的最小面积。

在某工地上，起重机在20s内把质量为3t的石头匀速提升2m。试求：

（1）货物上升的速度是多少？

（2）货物所受到的重力是多少？

（3）起重机提升货物时对货物所做的功是多少？

（4）起重机提升货物的功率是多少？