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．如图甲所示的地面清洁机器人，质量为3kg，机器人在水平地面运动时，所提供推力与速度关系如图乙所示．（g取10N/kg）．求： （1）该机器人所提供的水平推力为300N时，匀速直线运动2s，此时水平推力做了多少功？ （2）该机器人在水平地面上以1.8km/h速度匀速直线运动时，水平推力的功率是多大？ 2．如图甲所示，底面积为150cm2足够高的长方体容器中，放有A、B两个正方体，正方体B的边长为5cm，且A下表面的中心与B上表面的中心用一根细线相连，现向容器中缓慢加水，测得B对容器底面的压力F随加水体积V之间的变化图像如图乙所示，当加水1875cm3时，水位恰好与A的上表面相平，停止加水。（不计细绳质量与体积）求： （1）整个过程所加水的总质量； （2）F0的值； （3）整个加水过程中，正方体A所受的浮力对其做的功。 3．在水平地面上，用50N的水平拉力拉着重为100N的小车匀速前进10m，所用时间为20s，求这一过程中： （1）小车的速度； （2）重力所做的功； （3）拉力做功的功率． 4．如题图所示，体重为600N的小林在跑步机上锻炼身体。他每只脚与跑步机的接触面积是，设他在跑步机上以5m/s的速度匀速跑动30min，跑步的总动力为40N。求： （1）他在这段时间内相当于跑了多少路程？ （2）在跑步过程中小林对跑步机的压强为多大？ （3）他在这段时间内做功的功率是多少？ 5．在车站广场上，常常看见人们将旅行包B平放在拉杆箱A上，如图甲所示。假设作用在箱子上的水平推力，F推=20N，A、B一起做匀速直线运动。 (1)将旅行包B看成一个有质量的点，如图乙所示。请在图乙中画出运动过程中B的受力示意图； (2)若10s内箱子运动的距离为8m ，求力F推做功的功率。 6．“雪飞燕”——国家高山滑雪中心，这里拥有中国第一条达到冬奥会比赛水准的高山滑雪赛道。目前，各类雪道总长度约23.1km，最大垂直落差约925m。由于比赛项目对雪的密度、硬度和含水量均有相应要求，高山滑雪比赛需要密度为0.65g/cm3的人造冰状雪。相比起物理特性更为多变的天然雪，人造雪更容易被整备成状态一致的雪道。一名质量为80kg的滑降运动员滑完全程用时1：42：69。常数g取10N/kg。 （1）求200m3人造冰状雪的质量； （2）估算滑降运动员重力所做功。 7．如图所示为一辆无人驾驶清扫车，已知空车质量为400kg，空车行驶时牵引力的功率为1440W，在1min内匀速行驶120m，求： （1）空车行驶的速度； （2）空车行驶时的牵引力。 8．无人机从某一高处开始竖直下降，下降过程的s－t图像如图所示，若该无人机整机质量是1.6kg，求： (1)无人机在0~1s时所受向上的阻力是多少？ (2)0~4s无人机重力做功的平均功率是多少？ (3)无人机与地面的接触面积为10cm2，则它停放在水平地面上时对地面的压强为多少？ 9．如图甲所示是一款集自动清洁技术和人性智能设计于一体地面清洁机器人。机器人在水平地面运动时，所受阻力与速度关系如图乙所示，若该机器人在30s内沿直线匀速清扫地面的距离为6m，求： （1）该机器人清扫地面的速度； （2）该机器人工作时动力的功率。    10．随着人们生活水平的日益提提高,小汽车越来越多地走进了寻常百姓家,如图所示,某款国产混合动力车是一辆以使用天然气为主的节能环保型小汽车,该汽车以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时,发动机的实际功车为20kW．若小汽车行驶的距离为100km,天然气的热值为q=7.5×107/m3,小汽车发动机的效率为25%．求 (1)该节能环保型小汽车的发动机在这段路程中所做的功: (2)该节能环保型型小汽车在这段路程中消耗的天然气的体积．(小数点后保留两位数字) 11．大课间跑操不认真的小明同学常被班主任罚做俯卧撑，如图所示，经过长期这样的训练，质量为60kg的小明在1min内做60个俯卧撑，每次做俯卧撑他的重心离开地面的高度为20cm，A位小明的重心，已知地面对小明双手支持力是动力F1，其重力为阻力F2，有关小明做俯卧撑请你回答下列几个问题： （1）请你在图中画出重力的示意图和阻力臂L2； （2）请你算出动力F1； （3）请你算出小明在1min内做60个俯卧撑的平均功率。 12．贵州是一个以山多而著称的省份，公路多为盘山公路。如图为某盘山公路，汽车沿着公路，可以驶上高耸入云的山峰。若从山底到山顶的盘山公路长6000m，山高900m，一辆5t的小型货车以恒定功率165kW，匀速沿盘山公路从山底开上山顶，用时600s。在货车从山底到山顶过程中，阻力大小不变。求： （1）发动机对货车做的功； （2）克服货车重力做功的大小为多少焦耳； （3）请说出发动机对货车做的功与克服货车重力做功的大小不相等的原因（说出一条即可）。    13．一辆装满货物的货车总质量为10吨，当货车在高明大道某平直路段匀速行驶了50s，所受阻力为重力的0.02倍，此时货车速度为20m/s，（g=10N/kg）求： （1）汽车匀速行驶时所受的牵引力； （2）这段时间内汽车的牵引力做的功； （3）汽车在这段时间内所受牵引力的功率。 14．攀岩是一项挑战自然，超越自我的惊险运动。一位攀岩者体重为520N，背着重为80N的背包，用时15min登上峭壁的一半，中途停留休息5min，再用时20min最终登上高为90m的峭壁。求登上峭壁过程中他做功的平均功率。 15．2021年5月15日，“祝融号”火星车在火星上留下了属于中国的第一道印记，如图甲所示。已知火星上的重力是地球的0.4倍，火星车的质量为240kg。若火星车在火星的水平地面上行驶时，车轮与地面接触的总面积约为0.2m2，受到的摩擦力为100N，其速度v与时间t的关系图像，如图乙所示（g取10N/kg）。求： （1）“祝融号”火星车在火星上的重力； （2）火星车静止时，对火星的水平地面的压强； （3）火星车做匀速直线运动时，牵引力做功的功率。 16．图甲是一辆除雪车正在水平路面上除雪的场景，该车10min内的运动图象如图乙所示。若该除雪车的总质量为6t，除雪过程中所受水平阻力为6×103N，g取10N/kg，求该除雪车： (1)除雪车的重力； (2)10min内通过的路程； (3)10min内牵引力所做的功率？ 17．一辆小轿车以20m/s的速度在水平公路匀速行驶，受到的阻力是900N。设行驶过程中小轿车的功率始终保持不变。 （1）求小轿车在水平路面行驶300m的过程中，其牵引力所做的功； （2）要使小轿车的牵引力增大为原来的2倍，其行驶速度应为多少。 18．辘轳是一种古老的提取井水的起重装置，它的发明和使用体现了我国劳动人民的智慧，虽然现代社会中，辘轳已经被水泵取代，但它仍然作为一种文化遗产被保留，在有些地区仍然可以看到辘轳的身影。如图所示是一位村民使用辘轳提取井水的情景。已知一桶水总质量是20kg（包括桶），桶底面积为500，井深9m，将一桶水匀速提至井口用时15s，不计过程中的摩擦阻力，g取10N/kg。请回答下列问题： （1）装满一桶水，放在水平地面上，求地面受到的压强。 （2）求村民将一桶水提至井口所做功的功率。 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)360J (2)75W 【详解】(1)由乙图可知，当推力为300N时，物体速度为0.6m/s，则此时运动路程为： 此时水平推力做功为： (2)速度为： 由乙图可知，当速度为0.5m/s时，水平推力为150N， 此时推力功率为： 答：(1) 水平推力做了360J； (2)水平推力的功率是75W。 2．（1）1875g；（2）11.25N；（3）0.375J 【详解】解：（1）加水1875cm3，加水的总质量 （2）正方体B的边长为5cm，则正方体B的体积 则正方体B浸没时受到浮力 C点时，正方体B对容器底面的压力 F0=GA+GB①D点时，正方体B完全浸没，正方体B时受到浮力 解得 F0=11.25N② （3）E点时，正方体A漂浮，正方体A的重力等于正方体A受到的浮力 ③ 由①②③可得 GB=3.75NG点时，正方体A完全浸没，此时正方体A受到的浮力 由阿基米德原理得 解得正方体A的体积 则正方体A的边长 则此时容器中装有物体的总体积 即 解得 L绳=5cm 则整个加水过程中，正方体A所受的浮力对其做的功 答：（1）整个过程所加水的总质量为1875g； （2）F0的值11.25N； （3）整个加水过程中，正方体A所受的浮力对其做的功0.375J。 3．（1）0．5m/s；（2）0；（3）25W 【详解】试题分析：（1）小车的速度：v=s/t=10m/20s=0．5m/s； （2）重力方向竖直向下，物体沿水平方向运动，所以，重力做功为零． （3）拉力所做的功：W=Fs=50N×10m=500J； 拉力做功的功率：P=W/t=500J/20s=25W 考点：速度的计算；功的计算；功率的计算 4．（1）9000m；（2）；（3） 【详解】解：（1） 他在这段时间内相当于跑的路程 （2）在水平面上受到的压力 对跑步机的压强为 （3）在这段时间内做功为 在这段时间内做功所需的时间 在这段时间内做功的功率是 答：（1）他在这段时间内相当于跑的路程为9000m； （2）在跑步过程中小林对跑步机的压强为4.8×104Pa； （3）他在这段时间内做功的功率是200W。 5．(1) (2)16W 【详解】(1) A、B一起做匀速直线运动，即旅行包B静止在拉杆箱A上，只受到本身竖直向下的重力和拉杆箱对它竖直向上的支持力的作用，如图所示 (2)推力做的功 W=Fs=160J 推力做功的功率 答：(2)若10s内箱子运动的距离为8m ，推力做功的功率为16W。 6．（1）1.3×105kg；（2）7.4×105J 【详解】解：（1）200m3人造冰状雪的质量为 m=ρV=0.65×103kg/m3×200m3=1.3×105kg （2）高山滑雪赛道最大垂直落差约925m，则滑降运动员重力所做功为 W=Gh=mgh=80kg×10N/kg×925m=7.4×105J 答：（1）200m3人造冰状雪的质量为1.3×105kg； （2）滑降运动员重力所做功为7.4×105J。 7．（1）2m/s；（2）720N 【详解】解：（1）空车行驶的速度 （2）空车行驶时的牵引力 答：（1）空车行驶的速度为2m/s； （2）空车行驶时牵引力为720N。 8．(1)16N；(2)48W；(3)1.6×104Pa 【详解】解：(1)无人机在0~1s内的s－t图像是一条直线，所以无人机在0~1s内做匀速直线运动，受力平衡，无人机在0~1s时所受向上的阻力 f＝G＝mg＝1.6kg×10N/kg＝16N (2)由图像可知，0~4s内无人机下降的高度h＝12m，0~4s内无人机重力做的功 W＝Gh＝16N×12m＝192J 0~4s重力做功的平均功率 P＝＝＝48W (3)无人机停放在水平地面上时对地面的压力 F＝G＝16N 它停放在水平地面上时对地面的压强 p＝＝＝1.6×104Pa 答：(1)无人机在0~1s时所受向上的阻力是16N； (2)0~4s无人机重力做功的平均功率是48W； (3)停放在水平地面上时对地面的压强为1.6×104Pa。 9．（1）0.2m/s；（2）14W 【详解】解：（1）机器人清扫地面的速度 （2）由图像知，机器人清扫地面的速度为0.2m/s时，受到的阻力，机器人做匀速直线运动，动力与阻力是平衡力，所以动力 机器人工作时动力的功率 答：（1）该机器人清扫地面的速度是0.2m/s； （2）该机器人工作时动力的功率是14W。 10．见解析所示 【详解】(1) 72km/h＝20m/s,小汽车在这段路程中所用的时间t＝,由P＝得,发动机做的功W＝Pt＝20×103W×5×103s＝1×108J；(2)由热值计算公式q＝得，天然气完全燃烧放出的热量Q＝qV，又因为η＝,故V＝ ＝ ＝＝5.33m3 11．（1）见解析；（2）360N；（3）120W 【详解】（1）由图可知，O是支点，重力的方向竖直向下，作用点在物体的重心，根据力的图示法作出重力示意图，然后由支点向重力作用线引垂线，支点到垂足的距离就是阻力臂L2，如图所示： （2）小明的重力 由图可知，OC的长为 由杠杆平衡条件可得，为 （3）小明在1min内做的功 则小明在1min内做60个俯卧撑的平均功率 答：（1）如图所示； （2）动力F1为360N； （3）小明在1min内做60个俯卧撑的平均功率为120W。 12．（1）9.9×107J；（2）4.5×107J；（3）见解析 【详解】解：（1）发动机对货车做的功 （2）货车的重力 货车克服重力做的功 （3）发动机对货车做的功包括克服重力做的功和克服摩擦阻力做的功，所以发动机对货车做的功与克服货车重力做功的大小不相等。 答：（1）发动机对货车做的功是9.9×107J； （2）克服货车重力做功的大小为4.5×107J； （3）发动机对货车做的功包括克服重力做的功和克服摩擦阻力做的功，所以发动机对货车做的功与克服货车重力做功的大小不相等。 13．（1）2×103N；（2）2×106J；（3）4×104W 【详解】解：（1）汽车重力 G=mg=10×103kg×10N/kg=1×105N 汽车所受阻力 f=0.02G=0.02×1×105N=2×103N 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，汽车的牵引力 F=f=2×103N （2）由可得，汽车行驶的路程 s=vt=20m/s×50s=1000m 汽车牵引力做功 W=Fs=2×103N×1000m=2×106J （3）汽车的功率 答：（1）汽车匀速行驶时所受的牵引力为2×103N； （2）这段时间内汽车的牵引力做的功为2×106J； （3）汽车在这段时间内所受牵引力的功率4×104W。 14．22.5W 【详解】解：由题知，攀岩者和背包的总重为 攀岩时克服总重力做的功 用时 他做功的平均功率 答：攀岩者登上峭壁过程中做功的平均功率为22.5W。 15．（1）960N；（2）4.8×103Pa；（3）20W 【详解】解：（1）火星车的在地球上受到的重力为 因此火星车在火星表面受到重力 （2）火星车对水平地面的压力 火星车静止时对火星地面的压强 （3）因火星车做匀速直线运动时处于平衡状态，牵引力和受到的摩擦力是一对平衡力，所以，牵引力 由图乙可知，火星车做匀速直线运动时的速度 运动的时间 由可得，火星车匀速直线运动的距离 牵引力做的功 火星车做匀速直线运动时，牵引力做功的功率 答：（1）“祝融号”火星车在火星上的重力为960N； （2）火星车静止时，对火星的水平地面的压强为4.8×103Pa； （3）火星车做匀速直线运动时，牵引力做功的功率为20W。 16．(1)6×104N (2)2640m (3)2.64×104W 【详解】（1）解：根据题意可知，除雪车的重力为 （2）由图乙知，0~6min是除雪前的情况，其速度为4m/s，6~10min为除雪后的情况，其速度为5m/s。除雪车前6min内通过的路程为 除雪车后4min内通过的路程为 除雪车10min内通过的路程为 （3）除雪过程，车做匀速直线运动，所受的牵引力等于所受的水平阻力，除雪车10min内牵引力所做的功为 10min内牵引力所做的功率为 17．（1）2.7×105J；（2）10m/s 【详解】解：（1）小轿车在水平路面匀速行驶，所以小轿车受到的牵引力和受到的阻力是一对平衡力，则小轿车受到的牵引力为 小轿车在水平路面行驶300m的过程中，其牵引力所做的功为 （2）小轿车的功率为 行驶过程中小轿车的功率始终保持不变，根据可得，要使小轿车的牵引力增大为原来的2倍，其行驶速度应为 答：（1）小轿车在水平路面行驶300m的过程中，其牵引力所做的功为2.7×105J； （2）要使小轿车的牵引力增大为原来的2倍，其行驶速度应为10m/s。 18．（1）；（2）120W 【详解】解：（1）水和桶的总质量是20kg，水和桶对地面的压力等于水和桶的重力，即为 则地面受到的压强为 （2）将一桶水提至井口所做功为 用时15s，则功率为 答：（1）装满一桶水，放在水平地面上，地面受到的压强为； （2）村民将一桶水提至井口所做功的功率为120W。 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 $$