2021年科学中考真题分类汇编11：功和能

生活中处处有科学。下列日常工作，在使用时属于费力杠杆的是（   ）

如图所示，物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动。物块的相关科学量随时间变化规律的图像正确的是（    ）

在如图所示的“汽油机模型”实验中，将少量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机，观察到放电针放电，汽油燃烧，软木塞被高温高压的气体冲出。该实验可模拟四冲程汽油机工作时的（    ）

立定跳远是我是体育中考项目之一，其动作分解如图所示。下列对运动员在立定跳远过程中的相关分析正确的是（   ）

停放自行车时，若要从如图四点中选择一点施加竖直向上的力，将后轮略微提起。其中最省力的点是（    ）

一番茄从手中由静止开始下落，撞击水面时溅起许多水珠（如图），同时番茄仍有较大速度并继续下沉。若不计一切机械能损耗，番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能（ ）

滑板是深受青少年喜欢的一项体育运动。如图是U型滑台和运动员姿势的简化示意图。运动员在滑台A处由静止自由下滑，不计滑台摩擦和空气阻力，仅依靠滑行 过程中运动员姿势的自然(不用力)变化， 最有可能滑到滑台C处的是 （ ）

如图所示，在试管内装适量的水，用橡皮塞塞紧管口，加热一段时间后橡皮塞冲出，同时管口附近产生“白气”。以下分析不正确的是（ ）

如图是雨滴在空中下落过程中速度与时间的关系图。雨滴在t₁~t₃三个时刻中具有的动能分别是E₁、E₂、E₃ ， 不考虑下落过程中雨滴的质量变化，则动能的大小关系是（   ）

一端封闭的两个完全相同的玻璃管(如右图所示)，甲中装水，乙中装食用油。两个完全相同的金属小球从Ｏ处静止释放，下落到Ｐ处，小球在食用油中下落的时间更长。比较两小球从○处到P处的下落情况，则小球（   ）

2021年5月10日，成都市某小区电梯内发生一起电瓶车自燃事故。

绿色生态理念要求人们注重环保节能。如图是额定功率为5W的LED灯与60W的白炽灯，LED灯直接把电转化为光，白炽灯由灯丝通电加热发光，正常工作时，它们亮度相同。

“认真观察和仔细分析”是科学研究的基本要求。

某电热器的简化电路如图所示，可通过转动旋钮开关实现加热和保温功能。该电热器额定电压为220伏，R₁=2000欧，R₂=484欧。

某品牌电热水壶的铭牌(部分内容)如表所示。当该电热水壶正常工作时，至少需要s才能把质量为2.0kg、初温为25℃的水加热到100℃。[水的比热容为4.2×10³J/(kg℃)]

容量	2.0L
额定电压	220V
额定功率	1500W

如图所示，为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放，最高到达右侧圆弧槽B点处，然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C点处，其中A、B两点距离水平面的高度分别为H、h。(忽略空气阻力)

2021年5月，我国“天问一号”着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原（如图甲实现了我国首次地外行星着陆。图乙是其阶段Ⅲ着陆过程中的高度随时间的变化关系。

疫情期间只允许体温正常的师生进入校园。为此，小明设计了一款“智能门禁”，能检测体温并进行人脸识别。工作原理为：

①若体温正常开关S₁闭合，人脸识别成功开关S2闭合，电动机 M 工作（门打开），警示灯不亮；

②若体温异常S₁不闭合，人脸识别成功S2闭合，电动机 M 不工作且警示灯亮起；

③不管体温是否正常，若人脸识别失败S2不闭合，电动机 M 不工作且警示灯不亮。

我国古代记录传统手工技术的著作《天工开物》里记载了一种捣谷用的舂，“横木穿插硾头，硾嘴为铁，足踏其末而舂之”，如图甲所示。若硾头质量为20千克，不计横木的重力和摩擦。

如图电路中，电源电压恒为4.5V，灯泡规格是“3V  0.75W”。

我国继去年嫦娥五号成功登月之后，今年5月15日天问一号探测器携祝融号火星车又成功着陆火星乌托邦平原。天问一号探测器从进入火星大气到着陆火星表面的9分钟过程中，依靠自身完成弹开降落伞、反推发动机点火、悬停避障、缓冲着陆等多个动作，实现速度从4.9km/s降低到0m/s。月球和火星部分信息见下表。

天体	离地球距离	天体表面物体受到的重力	表面状况	大气压情况
火星	5.5×107km-4×108km	约为地球上的2/5	岩石、高山、平原	只有地球大气压的1%，大气中95%为二氧化碳
月球	3.6×107km-4×108km	约为地球上的1/6	环形山、高地、平原	没有

如图所示，随着深海载入探测技术的不断发展，人们对深海的了解也越来越多。

反思是一种良好的学习品质。

如图所示是世界上第一艘飞艇，它是由法国工程师吉法尔于1852年制造的。这艘飞艇的气囊充满氢气后，长44m，直径11.9m，体积2100m³ ， 形状像一个巨大的橄榄。 这年的9月24日，吉法尔乘坐该飞艇从巴黎的马戏场出发，用一台2.2kW的蒸汽机带动螺旋桨，以8km/h的速度，飞行了28km。

已知一根质量分布均匀的圆柱体木料质量为60kg，体积为0.1m³。问：

金义东（金华—义乌—东阳）线是金华轻轨的首条线路，全长约108千米，该线路的建成有助于打造金义都市区“一小时通勤圈”。金义东线所用列车空载时的质量约为200吨，停靠时车轮跟铁轨接触总面积为0.8平方米，最高设计速度为120千米/小时。

完成下列问题：

便携式无线加湿器，让你随时随地实现加湿自由。某品牌便携式无线加湿器，通过旋转开关S接触不同触点，实现高、低两个档位的转换，其简化的工作电路如图所示，铭牌上的部分参数如下表。

项目	参数
工作电压（V）	20
低档位功率（W）	5
高档位功率（W）	10

完成下列问题：

图甲所示为一种水下滑翔机，图乙是其部分结构示意图。该滑翔机通过液压泵将油在内、外油囊间来回转移，从而改变浮力大小以达到上浮和下潜的目的，再结合其它技术即可滑行，以执行海洋环境的监测任务。

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某兴趣小组设计了一种恒温箱电路，如图甲所示，工作电路电源电压U₁=220V，R₁=242Ω。控制电路电源电压U₂=3V，R₂=300Ω，热敏电阻R能即时感知恒温箱内温度，其阻值与温度的关系如图乙， 不计线圈的电阻。当线圈中的电流大于或等于40mA时， 继电器的衔铁被吸合，动触点A与静触点B接触； 当线圈中的电流小于或等于30mA时衔铁被释放，动触点A与静触点C接触。求：

2021年3月，中央财经会议明确把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局，争取在2060年前实现碳中和。“碳中和”是指在一定时间内产生的二氧化碳排放总量，通过二氧化碳去除手段来抵消掉这部
分碳排放，达到“净零排放”的目的。

健康的生活既要注意平衡膳食，还要积极参加体育锻炼，如图所示为可调式握力器，可用于锻炼手部肌肉。锻炼时只要抓住左手柄，用力抓紧使其碰触右手柄上的计数按钮，即算完成一个握力动作。

是某简易吊装机、其简化结构如图乙所示。

如图甲所示电路，电源电压恒定不变，灯泡L上标有“6V 2.4W"字样，其灯丝电阻随温度的升高而增大；OA、OB、OC是三条阻值不同且不变、粗细均匀的金属丝(同一条金属丝的阻值与其长度成正比)。闭合开关S，当滑片P从A点滑到O点过程中，电流表示数和灯泡L亮度均保持不变。

小金利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的额定功率。小灯泡额定电压为2.5V，电源电压恒定。

研究性学习小组利用图甲电路研究电阻的电功率变化规律。图注电源电压恒为4V，R₀为定值电阻，R为滑动变阻器。实验过程中，调节滑动变阻器，逐次读取数据并记录，计算定值电阻电功率。数据如下表：

实验次数	1	2	3	4	5
电流（A）	0.10	0.15	0.20	0.25	0.30
电压（V）	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
R0的电功率（W）	0.10	0.225	0.40	0.625	0.90

在“测量小灯泡的功率”实验中，电源为2节干电池，小灯泡标有“2.5V”字样。

杆秤(如图甲)是我国古老的衡量工具，现今人们仍然在使用。某兴趣小组在老师的指导下，动手制作量程为20克的杆秤(如图乙)。

[制作步骤]

①做秤杆：选取一根筷子，在筷子左端选择两点依次标上“A”、“B”。

②挂秤盘：取一个小纸杯，剪去上部四分之三，系上细绳，固定在秤杆的“A"处；

③系秤纽：在秤杆的“B"处系上绳子：

④标零线：将5克的砝码系上细绳制成秤砣，挂到秤纽的右边，手提秤纽，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上“0”；

⑤定刻度……

[交流评价]

小科开展了课外探究活动：串联电路中，滑动变阻器的电功率与其接入电路电阻的关系。

[建立猜想]猜想1：滑动变阻器的电功率会随其接入电路电阻的增大而增大；

猜想2：滑动变阻器的电功率会随其接入电路电阻的增大而减小；

猜想3；滑动变阻器的电功率会随其接入电路电阻的增大先增大后减小。

[进行实验]将5欧的定值电阻R₀、"10Ω3A" 的滑动变阻器R、电压恒为15伏的电源，数字电流表和电压表、开关、若干导线按如图甲所示电路图连接。

将酒敞口放置，酒精度(酒中酒精的体积百分比)会变化吗？小科认为：只要确定酒的密度是否变化就能作出判断。于是利用身边的物品，动手制作“密度秤”来测量酒的密度。

步骤Ⅰ：按图甲制作好秤杆，提起提纽，移动秤砣(小螺母)，当秤杆水平平衡时用笔将此时秤砣的悬挂点B标记为“0”刻度(单位：g/cm³)。

步骤Ⅱ：按图乙所示，将大螺母浸没在水中(大螺母必须浸没且不碰底)，提起提纽，移动秤砣，当秤杆水平平衡时用笔将此时秤砣的悬挂点C标记为“1”刻度。再将BC两刻度之间分为10等份。

步骤Ⅲ：测量酒的密度。

下列是某科学研究小组探究杠杆平衡条件的实验过程：(本实验均使用轻质杠杆)实验1：在直杠杆水平平衡时(如图甲所示) 进行实验， 记录多组数据。得出：F₁×s₁=F₂× s₂(注：s₁和s₂分别表示支点到F₁和F₂的作用点的距离)。在直杠杆倾斜平衡时(如图乙所示)进行实验，也得到了同样的结论。该结论适用于所有平衡时的杠杆吗?

实验2：科学研究小组用一侧弯曲的杠杆进行如图丙所示的实验，移动钩码，改变钩码数量，

记录数据如表，分析表格数据发现上述结论并不成立，但发现一个新的等量关系，即：(待填)。s和l(支点到力的作用线的距离)这两个量在研究杠杆平衡条件时，哪个量才是有价值的呢?研究小组的同学观察到：支点到F的作用点的距离(s₁)与支点到F₁的作用线的距离(l₁)是相等的。研究小组的同学又进行了实验。

实验3：

实验次数	F1/N	S1/cm	F2/N	S2/cm	L2/cm
1	1.0	10.0	0.5	21.3	20.1
2	1.5	20.0	1.0	31.7	29.8
3	2.0	30.0	2.5	25.5	24.0

①移动钩码，使杠杆________，并使杠杆处于平衡状态。

②记录F₁、s₁、l₁和F₂、s₂、l₂。

③改变钩码数量，移动钩码，记录杠杆处于平衡时的多组F₁、s₁、l₁和F₂、s₂、l₂。

④分析实验数据，得出弯杠杆的平衡条件。最后，通过科学思维，得出所有杠杆的平衡条件都是：F₁×l₁=F₂×l₂。杠杆的平衡条件可用于解释许多杠杆应用，如用图1方式提升物体比用图2方式省力，就可用杠杆的平衡条件作出合理解释。请回答：