2025年中考物理二轮复习重难点提分专训（五）功和功率的综合计算

2025年中考物理二轮复习重难点提分专训（五）功和功率的综合计算 一、计算题 1．2022年北京冬奥会期间，百余辆我国自主研发“氢腾”燃料电池系统的氢能客车为延庆赛区提供交通接驳保障服务。这批氢能客车设计时速100km/h，加满氢仅需10min，总行驶里程超过600km，适应低温、爬坡等路况，满足北方城市低温运行要求。相较传统化石能源车辆，氢能客车每行驶100km，可减少约70kg二氧化碳排放，相当于14棵普通树木一年的吸收量。总质量为7.2×103kg的氢能客车在水平路面上匀速行驶时所受的阻力为车重的0.04倍，静止在水平地面上时，车轮与地面的总接触面积为0.12m2.求： （1）氢能客车静止时对水平地面的压强； （2）氢能客车按设计时速在水平路面上匀速行驶100km牵引力所做功； （3）氢能客车在水平路面上匀速行驶时的功率。 2．如图1所示，轿车受到的总重力为，与地面的总接触面积为。运动过程中牵引力的功率恒为，速度v与时间t的关系如图2所示。则： （1）轿车对地面的压强为多大？ （2）在内，牵引力做了多少功？ （3）轿车匀速直线运动过程中受到的阻力为多大？ 3．2018年4月12日，南海海域阅兵中，中国海军094A型战略核潜艇首次公开亮相，如图所示。如表是其部分性能参数，求：（，g取10N/kg） 艇长 135m 水下最大航速 36节 艇宽 13m 水下巡航速度 20节 水面排水量 9000t 最大潜深 350m (1)核潜艇在水面航行时受到的浮力是多少？ (2)若核潜艇以水下巡航速度做水平匀速直线运动，动力功率为3×106W，则航行1km，发动机所做的功是多少？它受到海水的平均阻力是多少？（取1节为0.5m/s） 4．如图是某科技小组设计的打捞装置示意图，已知被打捞的合金块密度为4×103kg/m3，体积为0.01m3。每个滑轮重100N，绳重和摩擦均忽略不计。（水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg） （1）合金块未露出水面时，求合金块受到的浮力； （2）完全露出水面后，合金块在5s内匀速上升了2m，求人的拉力及其功率。    5．如图所示的负压救护车在救治和转运传染病等特殊疾病时可以最大限度地减少医务人员交叉感染的机率。该车满载时总质量为4t，以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，救护车受到的阻力为1103N，该车柴油发动机的效率为40。（g=10N/kg,柴油热值取4.3107J/kg）。求： (1)该车满载静止在水平地面上时，轮胎与地面的总接触面积为2000cm2，则车对地面的压强是多大？ (2)此次行驶牵引力做功的功率多大？ (3)按这种方式行驶，100kg柴油可使汽车行驶多少距离？ 6．如图所示，为我国自主研发的新一代智能汽车，该汽车具有自动加速、刹车和避障等功能，已知汽车空载质量为1000kg，最大载重为500kg，静止时轮胎与水平地面的总接触面积为0.1m2，不考虑外界因素影响，汽车行驶时受到的阻力为汽车总重的0.05倍，如图所示，是汽车满载并以恒定功率行驶时的速度与时间图像，g取10N/kg，求： （1）汽车在10~20s内通过的路程； （2）空载的汽车静止在水平地面时对地面的压强； （3）汽车满载时行驶的恒定功率。 7．科考人员在平静湖面底部(湖底水平，潮面足够大)，发现一贵重圆柱体金属物体(物体未与湖底紧密接触)。现用如图的装置将其打捞上来，若牵引车以0.1m/s的速度匀速向右行驶，通过滑轮组将物体由湖底开始往上拉，牵引车对绳的拉力的功率随时间变化如图，(忽略动滑轮和绳子的重力及滑轮与绳子之间的摩擦)求： 　 (1)物体离开水面后，在空中时牵引车对绳子的拉力； (2)物体浸没在水中时受到的浮力； (3)物体未被打捞时对湖底的压强。 8．如图所示的是付老师的小摩托，质量为125kg，车与地面接触的总面积为100cm2。付老师自身的质量为65kg，某天付老师在水平路面上开着小摩托沿直线匀速行驶了200m，用时10s，阻力为总重力的0.1倍。求此过程中： （1）该车对路面的压强； （2）牵引力做功的功率。 9．物体在60牛的水平拉力作用下沿水平方向做匀速直线运动，10秒内前进了5米。 (1)求拉力做的功W； (2)求拉力的功率P。 10．如图所示是中国新一代通用型导弹驱逐舰169号（武汉舰），其满载时的排水量约为7×103t，当驱逐舰在海面上匀速直线航行时，受到的阻力是自身总重力的0.01倍（海水的密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）则： （1）在水面下3.5m深处，船体受到海水的压强是多少？ （2）驱逐舰满载时，排开海水的体积是多少？ （3）驱逐舰满载时，沿水平方向匀速航行300m，牵引力所做的功是多少？    11．如图所示，是我国自主研发的轻型地效翼船CYG-11，地效翼船俗称会飞的船，它能停在水面或地面上，在客运、货运、旅游、救护、海上缉私、海洋监测等方面具有广阔的应用前景。地效翼船静止在水面上且满载时的排水量为1.2t，某次执行任务时（地效翼船已经离开水面），它以180km/h的速度沿水平方向匀速直线飞行了0.5h，发动机产生的牵引力为7.2×103N。求：（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg） （1）地效翼船静止在水面上且满载时所受到的浮力； （2）地效翼船在本次执行任务中离开水面飞行时牵引力做的功； （3）船底某处距水面0.5m，水对该处产生的压强是多少？ 12．在某届机器人与人工智能国际会议中，图甲为某款静止在水平地面上的智能机器人，重力为400N。它在某次引领接待工作中，沿水平直线匀速运动，受到的水平阻力为机器人自重的0.02倍，运动路程s随时间t变化的图像如图乙所示。则： （1）静止时，地面对智能机器人的支持力大小为多少N？ （2）在0~4s内，动力对机器人做的功为多少J？ 13．“港珠澳大桥”是中国境内一座连接香港、珠海和澳门的桥隧工程，于2018年10月24日正式通车，小明一家驾车从珠海经过“港珠澳大桥”直达香港，以的速度匀速通过海底隧道，隧道长，汽车发动机输出功率为，求： (1)汽车通过海底隧道的时间； (2)汽车在海底隧道中行驶时受到的阻力大小。 14．在一次负重竞赛活动中，选手需要携带5个正方体重物沿着倾角为30°的斜面向上运动，如图所示，已知每个重物质量为10kg，斜面上每隔6m设有一处小平台。比赛时选手将负重从地面抬起后沿着起点向上运动，每到一处平台取下一个重物，然后继续行进，直到抵达终点。某选手用时2min完成比赛，求：（g取10N/kg） （1）一个正方体的重力； （2）选手比赛时在斜面运动的平均速度； （3）选手比赛全程对重物做的功和功率。 15．星期天，小明到西太湖骑自行车锻炼身体．小明和自行车的总质量是80kg，当自行车以5m/s的速度在平直的公路上匀速行驶时，自行车所受阻力是其总重的0.02倍（g=10N/kg），若小明以这样的速度骑行2km．则: ⑴ 小明施加给自行车的动力大小为多少 -？ ⑵ 小明给自行车的动力所做功为多少 ？功率为多少 ？ 16．一辆正在匀速行驶的汽车速度是72km/h，所受阻力为1500N，从甲地到乙地150km,已知该汽车这种情况下每百公里耗油12L（汽油的热值4.2×107J/kg,汽油的密度0.72g/cm3）： （1）该车从甲地到乙地克服阻力做多少功？ （2）汽车行驶时的功率是多少？ （3）汽车的效率是多少？ 17．一辆装满货物的汽车在平直的公路上以的速度匀速直线行驶了，这辆汽车总重为，已知汽车所受阻力是车总重的0.1倍。求： （1）汽车所走的路程； （2）汽车牵引力的大小； （3）汽车牵引力做功的功率。 18．如图所示是一款国产无人驾驶汽车。汽车自动驾驶时使用雷达传感器以及激光测距器来了解周围的交通状况。若行驶过程中发动机牵引力为1000N且恒定不变，该车在平直的公路上以20m/s的速度匀速行驶了7200m的过程中，消耗92号汽油0.5L。（汽油的密度为0.8×103kg/m3，1L=1dm3）求： (1)此过程中汽车行驶的时间是多少？ (2)此过程中消耗汽油的质量是多少？ (3)此过程中牵引力做的功是多少？ 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）2.88×108J；（3）8×104W 【详解】解：（1）氢能客车的重力为 G＝mg＝7.2×103kg×10N /kg＝7.2×104N 汽车静止在水平路面上时对水平路面的压力F压为 F压＝G ＝7.2×104N 汽车静止在水平路面上时对水平路面的压强为 （2）匀速行驶时所受的阻力为车重的0.04倍 f ＝0.04G＝0.04×7.2×104N＝2.88×103N 因为汽车匀速直线行驶时牵引力与阻力是一对平衡力，所以 F＝f＝2.88×103N W＝F s＝2.88×103N×105m ＝2.88×108J （3）按设计时速匀速行驶100km所用时间为 答：（1）氢能客车静止时对水平地面的压强为； （2）氢能客车按设计时速在水平路面上匀速行驶100km牵引力所做功为2.88×108J； （3）氢能客车在水平路面上匀速行驶时的功率为。 2．（1）；（2）；（3）3000N 【详解】解：（1）轿车对地面的压力为 F=G=1.5×104N 轿车对地面的压强为 （2）在内，轿车功率不变，牵引力做的功为 （3）由图2可知，在内轿车做匀速直线运动，速度，根据 可知，在内轿车的牵引力为 轿车做匀速直线运动，牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，受到的阻力为 答：（1）轿车对地面的压强为； （2）在内，牵引力做的功为； （3）轿车匀速直线运动过程中受到的阻力为3000N。 3．(1) 9×107N；(2) 3×108J； 3×105N 【详解】(1)由表格数据可知，核潜艇在水面航行时 由阿基米德原理可得，核潜艇在水面航行时受到的浮力 (2)核潜艇以水下巡航速度做水平匀速直线运动时的速度 由可得，航行1km的时间 由可得，发动机所做的功 由可得，发动机的动力 因核潜艇以水下巡航速度做水平匀速直线运动时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，核潜艇受到海水的平均阻力 答：(1)核潜艇在水面航行时受到的浮力是9×107N； (2)航行1km，发动机所做的功是3×108J，它受到海水的平均阻力是3×105N。 4．（1）100N；（2）250N，200W 【详解】解：（1）因为合金块浸没水中，所以合金块排开水的体积为 合金块所受的浮力为 （2）由可得，合金块的质量为 合金块的重力为 完全露出水面后，绳重和摩擦均忽略不计，人所用拉力为 绳子自由端移动的距离为 人的拉力做功为 拉力的功率为 答：（1）合金块受到的浮力为100N。 （2）人的拉力为250N，其功率为200W。 5．(1)2105Pa；(2) 2104W；(3) 1.72106m 【分析】(1)该车停在水平公路上时，对地面的压力和自身的重力相等，根据求出其大小，又知道车轮与地面的总接触面积，根据求出对地面的压强； (2)车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，根据求出其大小，根据求出这段时间内车牵引力的功率； (3)由可求得100kg柴油完全燃烧放出的热量，已知该车柴油发动机的效率，再利用可求得，然后利用可求得100kg柴油可使汽车行驶多少距离。 【详解】解： (1)该车满载静止在水平地面上时，对地面的压力 对地面的压强 (2)因该车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，牵引力的大小为 该车匀速行驶的速度 此次行驶牵引力做功的功率 (3)100kg柴油完全燃烧放出的热量 由可得，牵引力做功 由得 答：(1)车对地面的压强是2105Pa； (2)此次行驶牵引力做功的功率2104W； (3)100kg柴油可使汽车行驶1.72106m。 6．（1）200m；（2）1×105Pa；（3）1.5×104W 【详解】解：（1）由图可知，汽车在10~20s内匀速直线运动，通过的路程 s=vt=20m/s×10s=200m （2）空载的汽车静止在水平地面时对地面的压力 F1=G车=m车g=1000kg×10N/kg=10000N 空载的汽车静止在水平地面时对地面的压强 =1×105Pa （3）汽车满载时总重力 G总=m总g=(1000kg+500kg)×10N/kg=1.5×104N 汽车行驶时受到的阻力为 f=0.05 G总=0.05×1.5×104N=750N 汽车匀速运动时受到的牵引力和阻力是平衡力，牵引力 F=f=750N 汽车满载时行驶的恒定功率 =Fv=750N×20m/s=1.5×104W 答：（1）汽车在10~20s内通过的路程是200m； （2）空载的汽车静止在水平地面时对地面的压强是1×105Pa； （3）汽车满载时行驶的恒定功率是1.5×104W。 7．(1)；(2)；(3) 【详解】(1)由图分析可得，90s后物体离开水面，牵引力的功率为1.0×104W，牵引车的速度为0.1m/s，由P=Fv得，牵引车对绳子的拉力 (2)由图分析可得，70s前物体浸没在水中，牵引力的功率为0.9×104W，牵引车的速度为0.1m/s，由P=Fv得，牵引车对绳子的拉力 由图可知，滑轮组的绳子段数为2，所以滑轮对物体的拉力 90s后物体离开水面，滑轮组对物体的拉力等于物体的重力 物体浸没在水中时受到的浮力 (3)物体未被打捞时，物体受到重力、浮力和支持力，物体静止，所以物体受到的支持力为 物体受到的支持力与物体对湖底的压力为相互作用力，大小相等，即 由 得物体的体积 物体70s时开始漏出水面，90s时全部漏出水面，所以物体的高度 物体的底面积 所以物体未被打捞时对湖底的压强 8．（1）1.9×105Pa；（2）3.8×103W 【详解】解：（1）小摩托对地面的压力 F=G=(m车+m人)g=(125kg+65kg)×10N/kg=1900N该车对路面的压强 （2）因小摩托沿直线匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，牵引力的大小 F′=f=0.1G=0.1×1900N=190N牵引力做的功 W=F′s=190N×200m=3.8×104J牵引力做功的功率 答：（1）该车对路面的压强为1.9×105Pa； （2）牵引力做功的功率为3.8×103W。 9．(1)300焦 (2)30W 【详解】（1）拉力做的功 （2）拉力的功率 10．（1）3.5×104Pa；（2）7×103m3；（3）2.1×108J 【详解】解：（1）在水面下3.5m深处，船体受到海水的压强为 p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3.5m=3.5×104Pa （2）驱逐舰满载时排开海水的体积为 （3）驱逐舰满载时受到的浮力为 F浮=G排=m排g=7×103×103kg×10N/kg=7×107N 驱逐舰满载时漂浮在海面上，受到浮力等于重力，则驱逐舰满载时的总重力为 G=F浮=7×107N 驱逐舰在海面上匀速直线航行时受到的阻力为 f=0.01G=0.01×7×107N=7×105N 牵引力和平衡力是平衡力，由二力平衡条件可知，驱逐舰受到的牵引力为 F=f=7×105N 牵引力做的功为 W=Fs=7×105N×300m=2.1×108J 答：（1）在水面下3.5m深处，船体受到海水的压强是3.5×104Pa； （2）驱逐舰满载时，排开海水的体积是7×103m3； （3）牵引力所做的功是2.1×108J。 11．（1）12000N；（2）6.48×108J；（3）5×103Pa 【详解】解：（1）由题意知，地效翼船满载时的排水量为 所受到的浮力为 （2）地效翼船在本次执行任务中离开水面飞行的距离 牵引力做的功 （3）船底某处距水面0.5m，水对该处产生的压强 答：（1）地效翼船静止在水面上且满载时所受到的浮力为12000N； （2）地效翼船在本次执行任务中离开水面飞行时牵引力做的功为6.48×108J； （3）船底某处距水面0.5m，水对该处产生的压强是5×103Pa。 12．（1）400N；（2）16J 【详解】解：（1）静止时，智能机器人处于平衡状态，地面对智能机器人的支持力与机器人所受重力为一对平衡力，则支持力大小等于重力大小，即支持力 F支=G=400N （2）由图像可知，在0~4s内，机器人做匀速直线运动，机器人处于平衡状态，动力与阻力为一对平衡力，则动力大小等于阻力大小，即动力 F=f=0.02G=0.02×400N=8N 由图像可知，在0~4s内，机器人的运动路程为2m，动力对机器人做的功 W=Fs=8N×2m=16J 答：（1）静止时，地面对智能机器人的支持力大小为400N； （2）在0~4s内，动力对机器人做的功为16J。 13．(1)280s；(2)1800N 【详解】(1)汽车行驶速度，路程为，由可得汽车通过海底隧道的时间为 (2)由可得汽车牵引力为 因为汽车匀速行驶，受到的牵引力、阻力是一对平衡力，大小相等，所以汽车在海底隧道中行驶时受到的阻力大小为 答：(1)汽车通过海底隧道的时间为； (2)汽车在海底隧道中行驶时受到的阻力大小为。 14．(1)100N；(2)0.25m/s；(3)4.5×103J；37.5W。 【分析】 求解 题干信息 所用公式 （1）一个正方体的重力 每个重物质量为10kg （2）选手比赛时在斜面运动的平均速度 斜面上每隔6m设有一处小平台，直到抵达终点.某选手用时2min完成比赛 （3）选手比赛全程对重物做的功和功率 【详解】(1)一个正方体的重力 ； (2)选手比赛时在斜面运动的距离 ， 平均速度 ； (3)选手到达每个小平台处运动的距离依次为、、、、根据直角三角形的特点，可得5个重物上升的高度依次为 ， ， ， ， ， 选手比赛中对重物做的功 ， 功率 。 答：(1)一个正方体的重力是100N； (2)选手比赛时在斜面运动的平均速度是0.25m/s； (3)选手比赛全程对重物做的功是4.5×103J，功率是37.5W。 【点睛】失分原因 题号 失分原因 （1） 不会运用重力公式进行计算 （2） 不会根据题中信息计算选手运动的路程s （3） 不会利用直角三角形边的关系计算出重物上升的高度 15． 16N 3.2×104J 80W 【详解】⑴自行车在平直的公路上匀速行驶时, 自行车受力平衡，小明施加给自行车的动力等于阻力，即F＝f＝0.02G＝0.02mg＝0.0280kg10N/kg＝16N, ⑵ 小明给自行车的动力所做功为W＝FS＝16N2000m＝ 3.2×104J, 功率为:P＝＝Fv＝16N5m/s＝80W. 16．（1）该车从甲地到乙地克服阻力做2.25×108J功； （2）汽车行驶时的功率是3×104W； （3）汽车的效率是62%． 【详解】试题分析：（1）已知所受阻力为1500N，从甲地到乙地150km，利用W=Fs可求得该车从甲地到乙地克服阻力做多少功； （2）已知汽车行驶的路程和速度，利用速度公式变形可求得时间，再利用P=求得行驶过程中汽车的功率； （3）已知消耗汽油和汽油的热值可求燃烧汽油释放的能量．还知道牵引力做的功，二者之比就是汽车发动机的效率． 解：（1）∵汽车匀速行驶， ∴F=f=1500N， 则该车从甲地到乙地克服阻力做功： W=Fs=1500N×150000m=2.25×108J； （2）∵v=， ∴汽车在水平路面匀速行驶的时间： t===h=7500s， 汽车行驶时的功率P===3×104W， （3）已知该汽车这种情况下每百公里耗油12L， 则从甲地到乙地150km，耗油12L，即V=12L=1.2×10﹣2m3， ∵ρ=， ∴m=ρ汽油V=0.72×103kg/m3×1.2×10﹣2m3=8.64kg Q放=qm=4.2×107J/kg×8.64kg=3.6288×108J． 效率η=×100%=×100%≈62%． 答：（1）该车从甲地到乙地克服阻力做2.25×108J功； （2）汽车行驶时的功率是3×104W； （3）汽车的效率是62%． 【点评】本题考查了功的计算、功率的计算、效率的计算，要求灵活选用公式，涉及到汽油机工作时的能量损耗，属于难题． 17．（1）；（2）；（3） 【详解】（1） 由知道 （2）汽车所受阻力 因为汽车匀速直线运动，牵引力F与摩擦阻力f是一对平衡力，即 （3）汽车牵引力做功的功率为 答：（1）汽车所走的路程8400m； （2）汽车牵引力的大小； （3）汽车牵引力做功的功率7×104W。 18．(1)360s (2)0.4kg (3)7.2×106J 【详解】（1）根据可得 （2）汽油的体积 V=0.5L=0.5×10-3m7 根据密度公式可得 m=ρ汽油V=0.8×103kg/m3×0.5×10﹣3m3=0.4kg （3）此过程中牵引力做的功 W=Fs=1000N×7200m=7.2×106J 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 $$