2025年中考物理专题训练——功和功率的综合计算

2025年中考物理专题训练——功和功率的综合计算 一、计算题 1．将一个质量为2千克，体积为1×10-3米3的物体放在水平桌面上。该物体在5牛的水平拉力作用下，4秒沿拉力方向匀速前进了8米，求： （1）该物体的密度ρ； （2）拉力对物体所做功的功率P。 2．图中某智能机器人的质量为80kg，其轮子与水平地面接触的总面积为。在水平地面上工作时，该机器人匀速直线移动的速度为1m/s，所受阻力是机器人重力的0.05倍。求：（取） （1）机器人对水平地面的压强； （2）机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力； （3）机器人在水平地面上匀速直线移动10s，此过程中牵引力做的功。    3．如图所示是警用两轮电动平衡车在天安门广场上巡逻的情景。质量为60kg的民警驾驶平衡车在平直的路面上匀速行驶，5min通过的路程为900m。已知平衡车的质量为10kg，平衡车匀速行驶时所受的阻力为车总重的0.1倍，轮胎与地面的总接触面积为25cm2。求： （1）平衡车的速度； （2）平衡车牵引力做的功； （3）驾驶平衡车时，车对地面的压强。 4．炎热的夏天，王叔叔驾着一辆功率为的小轿车，带着家人前往山庄避暑。在一段平直的高速公路上，以的速度匀速行驶，求： （1）内行驶的路程； （2）内牵引力做的功； （3）这段路程中小车受到的阻力。 5．如图所示，已知这辆货车的重力为1×105N，当货车在水平路面匀速运动时，所受阻力为重力的五分之一，货车牵引力功率为92kW。当货车运动100s时，求： （1）牵引力的大小； （2）牵引力做的功； （3）货车通过的路程。 6．图甲是建造桥梁时起吊装置（图中未画出）的工作场景，钢缆绳拉着实心圆柱体A从距江面某一高度处沿竖直方向匀速下降，在下降到江底之前，始终保持0.4m/s的速度不变，图乙是A下降到江底之前钢缆绳对A的拉力F随时间t变化的图像，不计江水对圆柱体的摩擦阻力（取江水的密度为ρ=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）．求： （1）圆柱体A下降过程中重力的功率； （2）圆柱体A的密度； （3）当圆柱体A下降到江底（江底视为水平），卸下钢缆绳后，圆柱体A对江底的压强。 7．高考期间，各县市开展了“爱心助考车活动，考生出示高考准考证或相关证件可免费乘车。如图所示，是一考生下车前往考点的情景。若该爱心助考车整车质量为1.5t，该车54km/h的速度匀速行驶，所受阻力为总重力的0.1倍，从考生上车到下车用了6min。（取g=10N/kg）求： （1）“爱心助考车”的重力； （2）此过程中牵引力的功率。      8．世界杯历史上第一座可完全拆解、可再利用的体育场“974球场”，由974个“中国造”的集装箱拼接而成。如图所示是运载集装箱时的简化图。现将质量为3×104kg的集装箱由A点匀速提升至B点，用时8s，再水平向左移动10秒到C点后运走，其中AB＝6m，BC＝8m，取g＝10N/kg，通过计算求： （1）从A到B过程中拉力做的功； （2）从A到C过程中，拉力做功的功率。      9．如图所示是某导弹护卫舰，该导弹护卫舰排水量为2800t，全长120m，最大宽度达14.4m，满载时的吃水深度为3.87m，最大航速为51.84km/h。（ρ海水=1.0×103kg/m3）求： （1）该护卫舰满载时受到的浮力是多少？ （2）在水面下3.5m深处，舰体受到海水的压强是多少？ （3）若护卫舰满载时以最大航速匀速直线航行时所受海水阻力为自身重力的0.1倍，则推力做功的功率是多少？ 10．“绿色出行，低碳生活”，近年来，国产迷你电动汽车因环保、节能、价格低廉等优势，越发受到人们欢迎，如图是国内某型号的新能源迷你汽车，满载时总质量为1000kg，在平直公路上以最大功率20kW从静止开始加速，经过25s恰好达到最大速度，并接着以最大速度匀速行驶2min，已知汽车在行驶时受到地面的摩擦力为重力的0.1倍，忽略空气阻力，求：（g=10N/kg） （1）汽车匀速行驶时的牵引力； （2）整个过程中发动机所做的功； （3）汽车行驶的最大速度。 11．气候变化是人类面临的全球性问题，中国将主动提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，努力争取2060年前实现碳中和。“节能减排，低碳生活”旨在倡导节约能源和减少二氧化碳排放。王力同学坚持骑自行车上下学，所骑自行车质量为15kg。（g＝10N/kg）求： （1）若他在平直公路上5min内匀速行驶了1200m，则这段时间他骑行的速度是多大？ （2）若他骑行时的牵引力恒为60N，则他骑行这5min内克服阻力做了多少功？ 12．如图所示是我市某幼儿园投入使用的新型安全校车，在某次接儿童到幼儿园的过程中，发动机牵引力的功率为400kW，校车在一段平直路面匀速行驶3km，用时5min。求： （1）校车在这段时间内牵引力所做的功； （2）校车在匀速行驶过程中受到的阻力； （3）若校车静止时车轮与水平路面的总接触面积为0.15m2，对水平路面的压强为5×105Pa，求校车和车上人员的总重； （4）这种新型校车的后轮不同于普通的轿车，是两个轮胎并排在一起的，这样有什么好处？ 13．一人借助绳子用桶从井里取水，已知桶的容积是5L，空桶的质量是1.2kg，忽略绳子的重力。（ρ水＝1.0×103kg/m3、g＝10N/kg）求： （1）桶装满水后里面水的质量； （2）将一满桶水从桶底刚好离开水面开始匀速提高5m，这过程中绳子的拉力做的功？ 14．如图所示是某品牌电动汽车，若该车在平直公路上以速度20m/s匀速行驶了0.2h。其发动机的功率恒为80kW。求： (1)该车受到的阻力是多少？ (2)该车发动机在这一过程中所做的功？ 15．某工程队在一次施工作业中，以恒定速度0.4m/s沿竖直方向将圆柱形工件从深水中吊起至距水面某一高度，绳子作用在工件上端的拉力F随工件上升高度h变化的图象如图1所示，不计水的阻力（，g取10N/kg），求： （1）如图2所示，刚开始拉动时，工件上表面所受到水的压强大小？ （2）工件完全浸入在水中时所受浮力大小？ （3）工件完全浸入在水中时，拉力做功的功率是多少？ （4）工件的横截面积S是多大？ 16．连续五届蝉联“全国文明城市”称号之后，成都的文明城市创建走向“典范”阶段。在创建文明城市中，使用清扫车对道路进行清洁工作。如图所示，若该车质量为6×103kg，车轮与地面的总接触面积为1000cm2。在平直水平道路上匀速行驶了100s，通过了300m的路程。若汽车受到的阻力为重力的0.1倍。（g取10N/kg） （1）求地面受到清扫车的压强大小； （2）求清扫车在如上所述匀速行驶300m过程中，牵引力所做的功。    17．如图甲所示汽车，人和车总重1600kg，轮胎与地面的总接触面积为400cm2，汽车在平直路面上匀速行驶时牵引力是400N，某段时间其行驶过程中的s﹣t图象如图乙所示，求： （1）该汽车匀速行驶时的速度； （2）汽车在平直路面上匀速行驶4min牵引力做的功； （3）牵引力做功的功率。 18．已知物体的动能表达式为EK=mv2/2，其中m为物体的质量，v是物体运动的速度，g为重力常数．如图所示，将一个质量为200g的钢球从距离地面1.2m的高度沿水平方向以5m/s的速度抛出．钢球被抛出后，在下落过程中重力做功将重力势能转化为动能．若不计空气阻力，试求： (1)钢球被抛出时的动能Ekl多大？ (2)钢球被抛出后在下落过程中，其重力所做功W是多大？ (3)钢球落地前瞬间的动能Ek2多大？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．（1）2×103kg/m3；（2）10W 【详解】解：（1）该物体的密度为 （2）拉力对物体所做的功 拉力对物体所做功的功率 答：（1）该物体的密度ρ为2×103kg/m3； （2）拉力对物体所做功的功率P为10W。 2．（1）1.6×106Pa；（2）40N；（3）400J 【详解】解：（1）机器人的重力 G=mg=80kg×10N/kg=800N 在水平地面上工作时，机器人对水平地面的压力 F=G=800N 机器人对水平地面的压强 （2）机器人在水平地面受到的阻力 f=0.05G=0.05×800N=40N 机器人匀速直线运动时，机器人在水平方向上受力平衡，则机器人的牵引力 F牵=f=40N （3）此过程中牵引力做的功 W=F牵s=F牵vt=40N×1m/s×10s=400J 答：（1）机器人对水平地面的压强为1.6×106Pa； （2）机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力为40N； （3）机器人在水平地面上匀速直线移动10s，此过程中牵引力做的功为400J。 3．（1）3m/s；（2）6.3×104J；（3）2.8×105Pa 【详解】解：（1）平衡车的速度 （2）平衡车和人的总重力 G总＝(m人+m车)g＝(60kg+10kg)×10N/kg＝700N平衡车匀速行驶时所受的阻力为车总重的0.1倍，则阻力 f＝0.1G总＝0.1×700N＝70N民警驾驶平衡车在平直的路面上匀速行驶，所受牵引力和阻力是一对平衡力，所以牵引力 F牵＝f＝70N则平衡车牵引力做的功 W＝F牵s＝70N×900m＝6.3×104J（3）民警驾驶平衡车时，车对地面的压力 F压＝G总＝700N车对水平地面的压强 答：（1）平衡车的速度为3m/s； （2）平衡车牵引力做的功为6.3×104J； （3）驾驶平衡车时，车对地面的压强为2.8×105Pa。 4．（1）7.5km；（2）3.6×107J；（3）4800N 【详解】解：（1）汽车行驶的时间为 汽车的速度为 内行驶的路程为 （2）内牵引力做的功为 （3）小轿车受到的牵引力为 因为小轿车在平直的公路上匀速行驶，水平方向上受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以小轿车受到的阻力为 答：（1）内行驶的路程为7.5km； （2）内牵引力做的功为3.6×107J； （3）这段路程中小车受到的阻力为4800N。 5．（1）2×104N；（2）9.2×106J；（3）460m 【详解】解：（1）货车所受的阻力 因为货车在水平路面匀速运动，在水平方向上货车受到的牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，所以货车受到的牵引力 F=f=2×104N （2）100s内牵引力做的功 W=Pt=92000W×100s=9.2×106J （3）由W=Fs得货车通过的路程 答：（1）牵引力的大小是2×104N； （2）牵引力做的功是9.2×106J； （3）货车通过的路程是460m。 6．（1）1.2×104W；（2）1.5×103kg/m3；（3）10000Pa 【详解】（1）在江面上时圆柱体匀速下降，所以重力和拉力相等，由图可得 G＝F1＝3×104 N 圆柱体A下降过程中重力的功率为 P=F1v＝Gv＝3×104 N×0.4 m/s＝1.2×104 W （2）圆柱体浸没在水中后，拉力F2＝1×104 N，这时圆柱体受到的浮力是 F浮＝G-F2＝3×104 N -1×10 4 N＝2×104 N 因为这时圆柱体浸没，所以圆柱体的体积是 圆柱体的质量是 圆柱体A的密度为 （3）由乙图可得，圆柱体下表面接触江面到刚好浸没的时间t=5s，圆柱体的高度是 h＝vt ＝0.4 m/s×5s＝2m 圆柱体的底面积是 江底对圆柱体的支持力为 FN＝G-F浮＝3×104 N-2×104 N =1×104 N 因为互相作用力大小相等，所以圆柱体对江底压力为 F=FN=1×104 N 圆柱体对江底的压强是 答：（1）圆柱体A下降过程中重力的功率为1.2×104W； （2）圆柱体A的密度为1.5×103kg/m3； （3）当圆柱体A下降到江底（江底视为水平），卸下钢缆绳后，圆柱体A对江底的压强为10000Pa。 7．（1）15000N；（2） 【详解】解：（1）爱心助考车的质量 爱心助考车的重力 （2）该车匀速行驶，牵引力和阻力是平衡力，牵引力 匀速直线行驶的速度 此过程中牵引力的功率 答：（1）爱心助考车的重力为15000N； （2）此过程中牵引力的功率是。 8．（1）1.8×106J；（2）1×105W 【详解】解：（1）集装箱由A点匀速提升至B点始终处于平衡状态，受到的拉力和重力是一对平衡力，则拉力的大小为 F＝G＝mg＝3×104kg×10N/kg＝3×105N 所以拉力做的功为 W＝Fs=Gh＝3×105N×6m＝1.8×106J （2）集装箱由B点水平向左移动到C点时，拉力沿竖直方向，移动的距离在水平方向上，物体没有在力的方向上移动，则拉力不做功，所以从A到C过程，拉力做功的功率为 答：（1）从A到B过程，拉力做的功为1.8×106J； （2）从A到C过程，拉力做功的功率为1×105W。 9．（1）2.8×107N；（2）3.5×104Pa；（3） 【详解】解：（1）由阿基米德原理可得，护卫舰满载时受到海水的浮力为 F浮=G排=m排g=2800×103kg×10N/kg=2.8×107N （2）舰底位于水面下3.5m时，根据液体压强的计算公式可得，舰底受到海水的压强为 （3）因护卫舰满载以最大航速匀速航行时处于漂浮状态，故护卫舰的重力为 G=F浮=2.8×107 因为护卫舰满载以最大速度匀速航行时处于平衡状态，推理和受到的阻力是一对平衡力，则护卫舰受到的推力为 护卫舰的最大航速为 v=51.84km/h=14.4m/s 根据功率的计算公式可得，推力的功率为 答：（1）该护卫舰满载时受到的浮力是2.8×107N； （2）在水面下3.5m深处，舰体受到海水的压强为3.5×104Pa； （3）若护卫舰满载时以最大航速匀速直线航行时所受海水阻力为自身重力的0.1倍，则推力做功的功率为。 10．（1）103N；（2）2.9×106J；（3）20m/s 【详解】解：（1）由题意可得，汽车受到的重力为 G=mg=1000kg×10N/kg=104N 汽车匀速行驶时，受到的牵引力与阻力是一对平衡力，两个大小相等，所以汽车匀速行驶时的牵引力为 F牵=f=0.1G=0.1N×104N=103N （2）由题意可知，汽车在平直公路上以最大功率20kW从静止开始加速，经过25s恰好达到最大速度，并接着以最大速度匀速行驶2min=120s，所以整个行驶时间为 t=25s+120s=145s 根据可得，整个过程中发动机所做的功为 W=Pt=20×103W×145s=2.9×106J （3）因为发动机的最大功率为20kW，根据公式P=Fv可得，汽车行驶的最大速度为 答：（1）汽车匀速行驶时的牵引力为103N； （2）整个过程中发动机所做的功为2.9×106J； （3）汽车行驶的最大速度为20m/s。 11．（1）4m/s；（2）7.2×104J 【详解】解：（1）若他在平直公路上5min内匀速行驶了1200m，这段时间他骑行的速度为 （2）若他骑行时的牵引力恒为60N，在平直公路匀速行驶，受平衡力，则阻力为 骑行5min内克服阻力做功为 答：（1）这段时间他骑行的速度是4m/s； （2）骑行这5min内克服阻力做功7.2×104J。 12．（1）1.2×108J；（2）4×104N；（3）7.5×104N；（2）通过增大受力面积，减小压力的作用效果 【详解】解：（1）由得，校车在这段时间内牵引力所做的功 （2）校车的速度为 由得，校车在匀速行驶过程中受到的牵引力为 由二力平衡得，校车在匀速行驶过程中受到的阻力 （3）校车和车上人员的总重等于校车对地面的压力，由得 （4）这种新型校车的后轮不同于普通的轿车，是两个轮胎并排在一起的，可以增大受力面积，当压力不变时，压力的作用效果较小，轮子不易陷入泥土中。 答：（1）校车在这段时间内牵引力所做的功1.2×108J； （2）校车在匀速行驶过程中受到的阻力4×104N； （3）校车和车上人员的总重7.5×104N； （4）这种新型校车的后轮不同于普通的轿车，是两个轮胎并排在一起的，这样可以通过增大受力面积，减小压力的作用效果 13．（1）5kg；（2）310J 【详解】（1）由密度公式可得，装满水后水的质量 m＝ρV＝1.0×103kg/m3×5×10-3m3＝5kg （2）绳子的拉力做的功 W＝G总h＝(m桶+m)gh＝(1.2kg+5kg)×10N/kg×5m＝310J 答：（1）装满水后水的质量是5kg； （2）将一满桶水从桶底刚好离开水面开始匀速提高5m，绳子的拉力做的功是310J。 14．(1)4000N；(2)5.76×107J 【详解】(1)由于车匀速行驶，车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，由知道，该车受到的阻力 (2)由 知道，该车发动机在这一过程中所做的功 答：(1)该车受到的阻力是4000N； (2)该车发动机在这一过程中所做的功5.76×107J。 15．（1）1×105Pa；（2）1×104N；（3）1.6×104 W；（4）0.5m2 【详解】解：（1）由图1知道，刚开始拉动时工件上表面距水面的高度是：h=10m，上表面受到的压强是 p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10N/kg×10m=1×105Pa （2）由图1知道，当工件完全浸没在水中时，工件上端的拉力是：F拉 =4×104 N；当工件完成离开水面时所受的拉力是 F拉'= G =5×104 N 所以，工件完全浸没在水中时所受的浮力是 F浮 =G-F拉=5×104N-4×104N=1×104N （3）根据题意知道，工件的恒定速度是 完全浸没在水中时工件上端的拉力是：F拉=4×104N；所以拉力的功率是 P=F拉v=4×104N×0.4m/s=1.6×104 W （4）当工件完全浸没时，物体的体积为 由图知道，工件的高度是 h物=12m-10m=2m 所以，工件的横截面积是 答：（1）如图2所示，刚开始拉动时，工件上表面所受到水的压强为1×105Pa； （2）工件完全浸入在水中时所受浮力为1×104N； （3）工件完全浸入在水中时，拉力做功的功率是1.6×104 W； （4）工件的横截面积S是0.5m2。 16．（1）6×104N；（2）1.8×106J 【详解】解：（1）清扫车所受的重力为 由于清扫车在水平地面行驶，所以对水平地面的压力为 车轮与地面的总接触面积为 则对地面的压强为 （2）因为清扫车做匀速直线运动，所以清扫车受到的牵引力等于阻力，即 匀速行驶时牵引力做的功为 答：（1）地面受到清扫车的压强大小为6×104N； （2）清扫车匀速行驶过程中牵引力所做的功为1.8×106J。 17．（1）5m/s；（2）4.8×105J；（3） 【详解】解：（1）由图乙知，汽车匀速行驶时，行驶的路程为 故汽车匀速行驶的速度 （2）牵引力做的功 W＝Fs＝400N1.2103m＝4.8105J （3）牵引力做功的功率 P＝Fv＝400N5m/s＝2W 答：（1）该汽车匀速行驶时的速度为8m/s； （2）汽车在平直路面上匀速行驶4min牵引力做的功为4.2105J； （3）牵引力做功的功率为2W。 18．（1）2.5J （2）2.4J （3）4.9J 【详解】(1)钢球被抛出时的动能是： (2)钢球从被抛出到落地的过程中，其重力所做功是： W＝Gh＝mgh＝0.2kg×10N/kg×1.2m＝2.4J (3)因为不计空气的阻力，故钢球落地前瞬间的动能是： Ek2＝Ek1＋W＝2.5J＋2.4J＝4.9J 答：(1)钢球被抛出时的动能Ekl2.5J； (2)钢球被抛出后在下落过程中，其重力所做功W是2.4J； (3)钢球落地前瞬间的动能Ek24.9J． 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$