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，载重汽车装完砂石后总质量为20t，以额定功率80kW从静止开始运动，经15s运动100m恰好达到最大速度，接着匀速运动25s后关闭发动机，继续滑行20m停下。图像如图乙所示。已知汽车在匀速运动过程中发动机的牵引力为。求： （1）整个过程中发动机做的功； （2）整个过程中汽车的最大速度。（g=10N/kg） 2．合肥市某服务网络平台上线了“共享汽车”服务。如图所示是“共享汽车”中的某品牌纯电动汽车，它具有节能环保的优点。该车小巧实用，满载时的总质量仅有1000kg。该车在平直公路上以54km/h的速度匀速直线行驶了30min，汽车受到的阻力是总重的0.3倍。求： （1）满载时，汽车发动机的牵引力； （2）满载时，汽车发动机的功率。    3．如图所示是一辆洒水车，车自身质量4000kg，车轮与地面的总接触面积为0.12m2，罐体有效容量为8t，完成一次洒水任务后，该车沿平直路面匀速返回，10min内通过的路程为10km，若返回途中洒水车受到的阻力大小是1.2×104N，g取10N/kg。通过计算回答： （1）罐中装满水时车对水平地面的压强； （2）返回途中该车的速度、牵引力做的功和功率。 4．严重的雾霾天气，对国计民生已造成严重的影响，其中，汽车尾气是形成雾霾的重要污染源。城市地铁列车可实现零排放，大力发展地铁，可以大大减少燃油汽车的使用，减少汽车尾气的排放。现有一沿直线运动的地铁列车，以恒定功率6×103kW从甲站由静止开始起动，先以36km/h的平均速度加速运动20s后，再以72km/h的速度匀速运动80s，接着关闭发动机，列车失去牵引力，利用摩擦力做减速运动，此过程中平均速度也是36km/h，经过15s后到达乙站停止。求： （1）列车加速运动时的平均牵引力； （2）关闭发动机后，列车克服摩擦力所作的功。 5．为美化环境造福人民，东营市城市管理局在治理护城河时修建了一座桥。如图甲所示，使用吊车向河底投放圆柱形混凝土构件，在整个投放过程中，混凝土构件以的速度匀速竖直下降。图乙是钢丝绳的拉力随时间的变化图像。当时吊车开始投放混凝土构件，到时结束，此时构件竖立在河中。（已知水的密度为，混凝土的密度为，钢筋的密度为，取，水的阻力忽略不计）求： （1）混凝土构件的体积； （2）投放结束时混凝土构件顶部受到水的压强； （3）通过计算说明这种混凝土构件有没有钢筋制作的骨架； （4）投放过程中混凝土构件重力做的功和功率。 6．如图所示，蛟龙AG600水陆两栖飞机是我国自主研制的“三个大飞机”（ 运-20、AG600和C919）之一，被誉为国之重器。AG600主要用于大型灭火和水上救援，可以从地面起飞和降落，也可以从水面起飞和降落。AG600空载时质量为40t，最多可储水12t。求：（g=10N/kg，ρ水=1.0×103 kg/m3） （1）AG600储满水后静止在水面上时，其排开水的体积？ （2）某次在水面滑行过程中，AG600储有一定质量的水，发动机牵引力的实际总功率为2500kW，飞机在水面上以36km/h的速度匀速滑行了1min，滑行过程中所受阻力为总重力的0.5倍。求： ①此过程飞机滑行的距离？ ②此过程飞机的总重力？ 7．某同学质量是50kg，在2020年惠州市体育中考“1min跳绳”测试中，她每次起跳的高度约0.06m，测试成绩是190次，问： （1）该同学起跳1次克服自身重力做功多少； （2）1min内该同学克服自身重力做功多少； （3）1min内该同学做功的平均功率为多少。 8．解放军在一次夺岛登陆演习中，出动某型号中型履带式水陆两栖突击车。该车总质量为32t，同时，该车装配有输出功率为的发动机，机动性能卓越。（g取） （1）该车在平面沙滩上行进时，两条履带与沙滩的总接触面积为，求该车对沙滩的压强； （2）该车在水面漂浮时，它排开水的体积是多少？（取） （3）该车在陆地上以的速度匀速行进18km时，若发动机的输出功率全部用于做机械功，则发动机做了多少功？ 9．一辆汽车，在平直公路上以额定功率从静止开始运动，经运动恰好达到最大速度，接着匀速运动关闭发动机，滑行停下。其图象如图所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力始终不变为。求： (1)整个过程中发动机所做的功的大小； (2)汽车运动的最大速度v； (3)整个过程汽车运动的距离。 10．（1）2020年11月19日我国自主研制的大国重器—奋斗者号全海深载人潜水器成功坐底马里亚纳海沟，达到10909m纪录。求奋斗者号全海深载人潜水器下潜到10909m时所受到的海水压强？（设海水密度为1.0×103kg/m3，且不随深度改变，g取10N/kg） （2）如图是我国自行研制的玉兔号月球车。整车质量140kg，采用6轮独立驱动。每个轮子与月面的接触面积为100cm2，已知月球对物体的吸引力是地球的。当月球车停在水平月面上时，假设月球车的重力平均分配到6个轮子上，求月球车对月面产生的压强； （3）若玉兔号月球车在月面行进中爬上了一个高20cm，长100cm的斜坡，则在此过程中玉兔号克服重力要做多少功？ 11．2023年10月11日，氢燃料电池动力船“三峡氢舟1号”在湖北完成首航，实现氢燃料电池技术在国内内河船舶应用的零突破。氢燃料电池将氢气和氧气的化学能直接转化为电能，具有无污染、可再生、更高效的优势。“三峡氢舟1号”靠氢燃料电池提供主要动力，设计吃水深度1.85m，额定输出功率为500kW，一次性加满氢燃料后以20km/h定速巡航时续航里程可达200km。（g取10N/kg） (1)该船的排水量为2000t，在此情况下船受到的浮力是多少？ (2)船底在水下1.85m时受到水的压强是多少？ (3)若氢燃料电池输出电能全部用来航行，该船以额定功率定速20km/h巡航时所受的阻力是多大？ 12．如图是一款地面清洁机器人，其铭牌上部分参数如下表（g取10N/kg）.求: 型号 T2721 质量 3kg 底面积 100cm2 最大速度 0.4m/s （1）该款机器人平放在水平地面上时.对水平地面的压强是多少？ （2）该机器人提供50N的水平推力时，以最大速度匀速线运动15s，水平推力做功的功率是多少? 13．山西进入“地铁时代”，太原地铁2号线一期已经开通运营，总里程23.65千米，共23个站点星期天，小明同学想从尖草坪站到大南门站乘车体验地铁2号线周围环境氛围。结合小明从网络上收集的相关信息图，解答下列问题：（g取10N/kg） （1）这班地铁按预计时间从尖草坪站到大南门站的平均速度是多少m/s？（计算结果保留2位小数） （2）质量为50kg的小明站在匀速行驶的地铁上，对车厢底部的压强大约是多少？ （3）若地铁和乘客的总质量大约为250吨，所受阻力大约为总重力的0.02倍，当地铁以最高时速90km/h在水平轨道上匀速直线行驶时，牵引力做功的功率是多少？ 2号线首班车经过各车站时间 方向车站 往西桥 往尖草坪 尖草坪 6∶00 - 涧河 6：01 6∶42 胜利街 6∶02 6∶40 大北门 6∶04 6∶38 缉虎营 6∶05 6∶36 府西街 6∶07 6∶34 开化寺街 6∶09 6∶32 大南门 6∶11 6∶30 体育馆 6∶13 6∶28 南内环 6∶15 6∶26 王村南街 6∶17 6∶24 14．母亲节的前一天，张燕正在为妈妈准备礼物。她将精心准备礼物放进了一个木箱内，用一个图钉将她画的画固定在木箱上，如图所示。她通过看说明书了解到图钉帽的面积为0.8cm2，图钉尖的面积为cm2，若手对图钉帽的压强为Pa。对物理很感兴趣的她想知道： （1）手对图钉帽的压力是多大？ （2）当他利用此力推着装礼物的木箱以0.1m/s的速度使木箱匀速移动1m，推力做了多少功？推力的功率多大？    15．在5秒内物体在20牛的拉力作用下沿拉力方向匀速前进了30米．求此过程中 ①拉力做的功W； ②拉力的功率P． 16．港珠澳大桥被誉为“现代世界七大奇迹”之一；如图所示的是某座跨海大桥的海底隧道的简化图，其中长度约为5000m的沉管隧道通过引桥与人工岛路面相连，左右两侧引桥的长度均为1000m，竖直高度均为40m。假设一辆重为5×104N的汽车在沉管隧道中以90km/h的速度匀速行驶，所受的阻力为其重力的； （1）求汽车在沉管隧道中行驶时牵引力做功的功率； （2）已知汽车在右侧引桥的底端时功率为80kW，并以此功率前往人工岛，50s后到达人工岛路面，求汽车在右侧引桥上行驶过程中受到的摩擦阻力的大小。 17．如图所示，台秤上放置一个装有适量水的烧杯，已知烧杯和水的总质量为600g，杯的底面积为100cm2.将一个质量为900 g、高为6cm、底面积为50 cm2的长方体实心物体A用细线吊着，然后其一半浸入烧杯的水中（烧杯的厚度忽略不计，杯中水够深且水没有到达烧杯的非圆柱部分），求 （1）此时水对A底部的压强是多少？ （2）此时烧杯对台秤的压强是多少？ （3）从A下底面刚开始接触水面到刚好有一半浸入水这一过程中，A所受重力对A做的功是多少？ 18．今年初，因“新冠疫情”形势严峻，在某些地区，快递公司实现了无人机投送快递服务。如图所示，已知无人机与快递的总质量为3.6kg，无人机匀速竖直上升到40m高的阳台，整个过程花了10s。则：（g=10N/kg） （1）无人机匀速上升的过程中，旋翼产生的升力为多大？ （2）无人机飞行的速度为多大？ （3）无人机飞行时做了多少功？ 19．如图所示，这是我国首辆着陆火星的火星车“祝融号”，质量为240kg，g取10N/kg，已知g火=0.38g。 （1）“祝融号”在火星水平表面静止时，若所有轮子和水平表面的总接触面积为300cm2，则“祝融号”对火星水平表面的压强是多大？ （2）在牵引力的驱使下，“祝融号”在火星上行驶，假设“祝融号”在火星上受到的阻力是其在火星上所受重力的，则行驶过程中“祝融号”所受的阻力是多大？ （3）“祝融号”30min匀速直线运动了100m，在这段时间内牵引力做功的功率是多大？    20．如图所示，底面积为，高为的长方体物块置于水平地面，物块对地面的压强是。物块在的水平拉力F作用下向右做匀速直线运动，内通过的距离为。求： （1）拉力的功率； （2）物块对地面的压力； （3）物块的密度。    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 《2025年中考物理专题训练——功和功率的综合计算》参考答案 1．（1）；（2）20m/s 【详解】解：（1）由题意和图像可知，整个过程中发动机做功的时间，额定功率为80kW，由得，整个过程中发动机做的功 （2）由图像可知汽车匀速运动时速度最大，且汽车在匀速运动过程中发动机的牵引力为4000N，汽车的功率 汽车的最大速度 答：（1）整个过程中发动机做的功为； （2）汽车的最大速度为。 2．（1）3000N；（2）4.5×104W 【详解】解：（1）车总重 G总＝m总g＝1000kg×10N/kg＝10000N 汽车处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是平衡力，所受牵引力 F＝f＝0.3G总＝0.3×10000N＝3000N （2）汽车在30min内行驶的路程 汽车发动机所做的功 W＝Fs＝3000N×2.7×104m＝8.1×107J 汽车发动机的功率 答：（1）满载时，汽车发动机的牵引力是3000N； （2）满载时，汽车发动机的功率是4.5×104W。 3．（1）1×106Pa；（2）60km/h，1.2×108J，2×105W 【详解】解：（1）根据题意可知 m水=8t=8000kg 罐中装满水时水的重力为 G水=m水g=8000kg×10N/kg=8×104N 车的重力为 G车=m车g=4000kg×10N/kg=4×104N 罐中装满水时车对水平地面的压力等于水的重力与车的重力之和，罐中装满水时车对水平地面的压强为 （2）根据题意可知，该车返回时的速度为 因为汽车沿平直路面匀速返回，所以汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，汽车受到的牵引力为 F=f=1.2×104N 返回途中牵引力做的功为 W=Fs=1.2×104N×1×104m=1.2×108J 牵引力做功的功率为 答：（1）罐中装满水时车对水平地面的压强为1×106Pa； （2）该车返回时的速度为60km/h；返回途中牵引力做了1.2×108J；牵引力做功的功率是2×105W。 4．（1）6×105N；（2）4.5×107J 【详解】解：（1）列车的功率为 由可得，列车在加速过程中牵引力做的功为 列车加速过程的平均速度为 由得，列车加速行驶的路程为 由W=Fs得，列车加速运动时的平均牵引力为 （2）列车匀速行驶的速度为 由 得，列车匀速行驶时的牵引力为 因为列车匀速直线行驶，根据二力平衡条件可知，列车受到的摩擦力为 由于压力和接触面的粗糙程度不变，所以列车减速行驶受到的摩擦力仍为3×105N，列车减速过程的平均速度为 由得，列车减速行驶的路程为 则关闭发动机后，列车克服摩擦力所做的功为 答：（1）列车加速运动时的平均牵引力为6×105N； （2）关闭发动机后，列车克服摩擦力所做的功为4.5×107J。 5．(1)；(2)；(3)这种混凝土构件有钢筋制作的骨架；(4)6000J，60W。 【详解】(1)由图乙可以看出，当时间为时，拉力大小不再改变，混凝土构件完全浸没在水中，构件所受浮力 ， 由可得构件的体积： ； (2)由图乙读出构件完全浸没在水中后下落到底部所需的时间： ， 构件顶部到水面的深度： ， 构件顶部受到水的压强： ； (3)由图乙可知，构件的重力 ， 由得构件的密度： ， 因为 ， 所以这种混凝土构件有钢筋制作的骨架； (4)由图乙可知，构件的重力 ， 构件在投放过程中下降的高度 ， 则构件在投放过程中重力做的功 ， 则构件在投放过程中重力做功的功率 。 答：(1)混凝土构件的体积是0.04m3； (2)投放结束时混凝土构件顶部受到水的压强是2.5×104Pa； (3)这种混凝土构件有钢筋制作的骨架； (4)投放过程中混凝土构件重力做的功是6000J和功率是60W。 6．（1）52m3；（2）①0.6km，②5×105 N 【详解】解：（1）蛟龙AG600水陆两栖飞机储满水时总质量为 则飞机满载时受到的总重力为 根据物体漂浮条件，当飞机储满水后漂浮在湖面上，其受到的浮力为 则飞机储满水漂浮时排开水的体积为 （2）①此过程飞机滑行的距离为 ②此过程中飞机的速度为 根据可得飞机滑行过程中所受的牵引力为 飞机在水面上匀速滑行时，其受到的阻力与牵引力是一对平衡力，则 已知滑行过程中所受阻力为总重力的倍，所以此过程飞机的总重力为 答：（1）AG600储满水后静止在水面上时，其排开水的体积为52m3； （2）①此过程飞机滑行的距离为0.6km； ②此过程飞机的总重力为5×105 N。 7．（1）30J；（2）5700J；（3）95W 【详解】解：（1）由题意可得，该同学重力为 G=mg=50kg×10N/kg=500N 所以该同学起跳1次克服自身重力做功为 W=Gh=500N×0.06m=30J （2）由题意可知，1min内该同学跳190次，所以1min内该同学克服自身重力做功为 W总=190W=190×30J=5700J （3）因为1min内该同学做功5700J，所以1min内该同学做功的平均功率为 答：（1）该同学起跳1次克服自身重力做功30J； （2）1min内该同学克服自身重力做功5700J； （3）1min内该同学做功的平均功率为95W。 8．（1）；（2）32m3；（3） 【详解】解：（1）该车对沙滩的压力 该车对沙滩的压强 （2）该车在水面漂浮时，所受浮力 它排开水的体积 （3）速度是 所用时间 若发动机的输出功率全部用于做机械功，则发动机做的功 答：（1）该车对沙滩的压强； （2）该车在水面漂浮时，它排开水的体积是32m3； （3）发动机做功。 9．(1)；(2) 30m/s；(3)1025m 【详解】解：(1)整个过程中发动机所做的功 (2)当汽车以最大速度做匀速直线运动时 汽车运动的最大速度 (3)汽车匀速行驶的距离 答：(1)整个过程中发动机所做的功2.1×106J； (2)汽车运动的最大速度30m/s； (3)整个过程汽车运动的距离1025m。 10．（1）1.0909×108Pa；（2）3.9×103Pa；（3）46.7J 【详解】解：（1）奋斗者号全海深载人潜水器下潜到10909m时所受到的海水压强为 （2）月球车对月面产生的压强为 （3）在此过程中玉兔号克服重力要做功为 答：（1）奋斗者号全海深载人潜水器下潜到10909m时所受到的海水压强1.0909×108Pa； （2）月球车对月面产生的压强3.9×103Pa； （3）在此过程中玉兔号克服重力要做功46.7J。 11．(1)2×107N (2)1.85×104Pa (3)9×104N 【详解】（1）在此情况下船受到的浮力是 F浮=G排=m排g=2000×103kg×10N/kg=2×107N （2）底在水下1.85m时受到水的压强是 p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.85m=1.85×104Pa （3）该船以额定功率定速20km/h巡航时所受的牵引力为 船做匀速直线运动时，受到的阻力和牵引力为一对平衡力，大小相等，它受到的阻力为 f=F=9×104N 12．（1）3000Pa（2）20W 【详解】（1）由G=mg知道，其重力是：G=mg=3kg×10N/kg=30N， 该款机器人平放在水平地面上对水平地面的压力是：F=G=30N 由 知道，对水平地面的压强是： =3000Pa （2）由 知道，水平推力做功的功率是： 13．（1）10.45m/s；（2）；（3） 【详解】解：（1）由图可知，从尖草坪站到大南门站的距离为 6.9公里=6900m 由表中数据可知，两站之间的时间为 t=6∶11-6∶00=11min=660s 地铁的平均速度 （2）小明站立时两只脚受力面积为 S=2×0.02m2=0.04m2 站立时对车厢的压力 F=G=mg=50kg×10N/kg=500N 对车厢的压强 （3）地铁和乘客的总重力为 G总=m总g=250×103kg×10N/kg=2.5×106N 阻力为 f=0.02G总=0.02×2.5×106=5×104N 地铁最高速度 v=90km/h=25m/s 牵引力做功的功率为 答：（1）这班地铁按预计时间从尖草坪站到大南门站的平均速度是10.45m/s； （2）质量为50kg的小明站在匀速行驶的地铁上，对车厢底部的压强大约是； （3）若地铁和乘客的总质量大约为250吨，所受阻力大约为总重力的0.02倍，当地铁以最高时速90km/h在水平轨道上匀速直线行驶时，牵引力做功的功率是。 14．（1）20N；（2）20J，2W 【详解】解：（1）由可得，手对图钉帽的压力 （2）推力做的功 W=Fs=20N×1m=20J 推力的功率 答：（1）手对图钉帽的压力是20N； （2）推力做了20J的功；推力的功率是2W。 15．①600J②120W 【详解】解：①拉力做的功：W=Fs=20N×30m=600J； ②拉力的功率：P===120W． 16．（1）；（2） 【详解】解：（1）汽车在沉管隧道中匀速行驶，处于平衡状态，所受的牵引力 根据 可知，汽车在沉管隧道中行驶时牵引力做功的功率 （2）汽车在右侧引桥上行驶过程中发动机做的功 克服重力所做的有用功 克服摩擦阻力做的额外功 汽车在右侧引桥上行驶过程中受到的摩擦阻力 答：（1）汽车在沉管隧道中行驶时牵引力做功的功率为6.25×104W； （2）汽车在右侧引桥上行驶过程中受到的摩擦阻力的大小为2×103N。 17．（1）300Pa；（2）750Pa；（3）0.135J 【详解】解：（1）长方体实心物体A高为6cm，一半浸入烧杯的水中，此时水对A底部的压强 （2）长方体实心物体A受到的浮力 烧杯和水的总重力 长方体实心物体A对水的力 此时烧杯对台秤的压强是 （3）长方体实心物体A的重力 长方体实心物体A浸入一半时水面上升的高度 长方体实心物体A浸入一半时物体A下降的高度 A所受重力对A做的功 答：（1）此时水对A底部的压强是300Pa； （2）此时烧杯对台秤的压强是750Pa； （3）A所受重力对A做的功是0.135J。 18．（1）36N；（2）4m/s；（3）1440J 【详解】解：（1）无人机匀速上升的过程中，处于平衡状态，则旋翼产生的升力与无人机与快递的总重力为一对平衡力，大小相等，则旋翼产生的升力为 F=G=mg=3.6×10N/kg=36N （2）无人机水平飞行的速度为 （3）无人机飞行时做的功为 W=Fs=36N×40m=1440J 答：（1）无人机匀速上升的过程中，旋翼产生的升力为36N； （2）无人机飞行的速度为4m/s； （3）无人机飞行时做了1440J功。 19．（1）3.04×104Pa；（2）54.72N；（3）3.04W 【详解】解：（1）“祝融号”在火星上受到的重力为 G火=mg火=m×0.38g=240kg×0.38×10N/kg=912N “祝融号”对火星表面的压力为 F=G火=912N “祝融号”对火星表面的压强为 （2）由题意可知，行驶过程中“祝融号”所受的阻力 （3）因为“祝融号”做匀速直线运动，所以，由二力平衡条件可知，牵引力为 F=f=54.72N 则牵引力做的功为 W=Fs=54.72N×100m＝5472J 牵引力做功的功率为 答：（1）“祝融号”对火星水平表面的压强是3.04×104Pa； （2）行驶过程中“祝融号”所受的阻力是54.72N； （3）在这段时间内牵引力做功的功率是3.04W。 20．（1）8W；（2）25N；（3） 【详解】解：（1）拉力做的功 拉力的功率 （2）物块对地面的压力 （3）物块的重力 物块的质量 物块的密度 答：（1）拉力F的功率是； （2）物块对地面的压力是； （3）物块的密度是。 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 $$