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 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、计算题 1．张家界风景区内的“百龙天梯”是世界上最高、载重量最大、运行速度最快的全景户外观光电梯。该电梯运行高度约为330m，从地面向上运行到最高点的过程中，电梯速度与时间的关系图象如图所示。游客小明质量为60kg，每只脚与电梯水平地板的接触面积约为250cm2，g取10N/kg。求： (1)“百龙天梯”向上运行时全程的平均速度； (2)当电梯匀速运行时，双脚站立的小明对电梯的压强； (3)向上匀速运行的过程中，电梯对小明做的功。 2．如图所示是某同学做俯卧撑时的示意图，他的质量为56kg。身体可视为杠杆，O点为支点，A点为其身体重心。每次俯卧撑他肩膀向上撑起40cm。（g=10N/kg） （1）该同学所受重力是多少？ （2）若OB=1.0m，BC=0.4m，求地面对双手支持力的大小。 （3）若他一分钟可完成30个俯卧撑，其功率多大？ 3．为切实打好疫情防控战阻击战，充分发挥曲靖优质蔬菜供应基地和西南最大蔬菜链物流交易中心的优势。2月5日，曲靖积极捐赠百余吨蔬菜，驰援武汉医院，向奋斗在一线的医务人员送上曲靖人民的爱心。如图所示是满载蔬菜的卡车，满载时总质量为10t，行驶时受到的阻力是车重的0.01倍，当发动机以最大输出功率工作时，卡车能保持72km/h的速度做匀速直线运动，求： (1)发动机所提供的牵引力大小 ？ (2)行驶5min牵引力所做的功 ？ (3)发动机的功率 ？ 4．2020年2月6日，自新冠肺炎爆发后，为防止疫情的蔓延和人群交叉感染，某物流公司自主研发的智能配送机器人，如图所示，在武汉完成了智能配送的第一单，从仓库的仁和站出发，将医疗物资送到了武汉第九医院。该智能配送机器人的输出功率为2500W，最大速度是18km/h，空载质量为350kg，承载量可以达到150kg，轮胎与地面的总接触面积为250cm2。求： （1）若配送机器人以最大速度匀速行驶6km，需要多长时间？ （2）配送机器人满载时静止在水平地面上，它对地面的压强是多少？ （3）配送机器人满载时以最大速度匀速行驶时的牵引力是多少？ 5．如图所示为一台无人驾驶洗地车，已知洗地车总重力为2000N，底部与地面总的接触面积为0.05m2。求： （1）洗地车停在水平地面时，对地面的压强是多大。 （2）洗地车在水平地面作业时以12m/s的速度匀速直线行驶，功率是96W，则它受到的阻力是多大？    6．如图为国产最新型某导弹驱逐舰，主要参数如下表：（海水密度约为1.0×103kg/m3） 参考数据 舰长 180米 舷宽 23米 标准排水量 11000吨 满载排水量 12500吨 动力系统 全燃联合4×UGT25000燃气涡轮 双轴CRP双舵 最大航速 35节（约为64km/h） (1)该驱逐舰以最大航速匀速航行1h，通过的路程为多少？ (2)若声呐探测器在水下20m深处，则声呐探测器所受海水压强为多少？ (3)驱逐舰满载时受到海水的浮力是多少？ (4)以最大航速匀速航行时所受海水阻力为驱逐舰总重力的0.01倍，那么该导弹驱逐舰满载并以最大航速匀速航行时，推力的功率为多少？ 7．重为45牛的木块，在大小为20牛的水平拉力作用下，10秒内沿水平地面匀速前进10米。试求此过程中： (1)拉力做功W； (2)拉力做功的功率P； (3)重力对木块做功W′。 8．为解决乡村快递派送的交通不便问题，某快递公司采用无人机（如图所示）将包裹送达每个村子的派送员，自动卸货后随即返航，继续其他配送。某次派送包裹质量12kg，飞行高度120m，10min内水平飞行里程6.5km。求： （1）该次派送无人机水平飞行的平均速度是多少km/h？ （2）无人机提着包裹从地面匀速上升到120m高度，用时1分钟，此过程中拉力做功率是多少？ 9．2019年4月23日，我国在青岛附近海空域举行海军建军70周年海上阅兵。护卫舰群首先接受检阅的是质量为4.0×103t的“临沂”舰。如图所示，该舰在接收检阅的海域内5min匀速航行了1.5km，受到的阻力为1.0×106N。若海水的密度为1.03×103kg/m3，g取10Nkg，求： (1)“临沂”舰受到的浮力； (2)水面下4m处的舰体受到的海水的压强； (3)“临沂”舰动力做功的功率。 10．如图是我国救援直升机实施救援的情景。若2人质量共150千克，在拉力作用下匀速向上运动，已知拉力的功率为1470瓦，问： (1)拉力多大？ (2)拉力在20秒内做功多少？ (3)被救人员20秒内向上移动多少距离？ 11．水环境质量是生态文明建设的重要篇章。如图所示，一艘保洁船正在开展湖上环卫作业。保洁船的总质量为600kg，该船以1000N的牵引力在湖上匀速行驶9km用时30min。（，g取10N/kg）求： （1）某废弃物悬浮在水面下1m深处时所受水的压强； （2）保洁船静止在湖面上时，排开水的体积； （3）保洁船匀速行驶时牵引力做功的功率。    12．如图甲是一艘海事打捞船正在打捞一沉入海底的物体，从开始打捞到全部出水，打捞船始终以的速度向上匀速提提升物体，钢缆提升物体的功率P随时间t变化的图像如图乙，第时物体上表面刚好到达水面，第时物体全部出水，假设海水的密度为，求： （1）从开始打捞到物体上表面刚好到达水面的过程中，钢缆所做的功； （2）物体的重力； （3）被打捞的物体的密度。 13．我国研发的万米载人潜水器“奋斗者号”在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909米，刷新中国载人深潜的新纪录。如图甲，为了顺利完成潜水器的吊装下放，除了用一个主缆绳吊住潜水器，还有四个支架通过吸盘吸在潜水器上方，在主缆绳和四个相同吸盘提供竖直向上的拉力作用下，潜水器匀速下降。已知潜水器的质量是36t，体积大约是50m3。前端有三个观察窗，每个观察窗的表面积大约是0.2m2（假设海水密度恒为1.0×103kg/m3，不考虑水流阻力、风浪等因素的影响），完成下列问题： （1）潜水器从匀速吊装下放到下潜至海中几十米深，受到海水的浮力大小是如何变化的? （2）潜水器下潜至10000m深处时，求海水压强大小和一个观察窗所受到的海水压力； （3）潜水器完成海试漂浮在海面上，缆绳将其匀速竖直吊离水面，缆绳拉力的功率随时间变化的图像如图乙所示，其中P2=3P1，求t1时刻潜水器的浮力大小？ 14．一辆汽车的总质量为2t，在平直公路上以恒定功率80kW从静止开始运动，经过15s运动200m恰好达到最大速度，接着匀速运动25s后关闭发动机，滑行100m停下，其图像如图所示，其中汽车在运动过程中受到的阻力恰为车总重的0.2倍。 求：（g取10N/kg） （1）汽车所受的总重力G； （2）汽车匀速行驶时的牵引力大小F； （3）全程中汽车的平均速度v； （4）整个过程中发动机所做的功W。 15．2020年8月28日，我国最大海洋综合科考船“中山大学”号在上海江南造船厂下水。“中山大学”号是目前我国排水量最大、综合科考性能最强、创新设计亮点最多的海洋综合科考实习船。 如图所示，“中山大学”号船长114.3米，船宽19.4米，船底深9.25米，满载排水量6000吨，最大试航速度16节（约30km/h），经济航速下续航能力15000海里。海水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求： （1）满载时，“中山大学”号科考船受到的浮力； （2）若“中山大学”号科考船底某处距海面的深度为6m，则该处受到海水的压强； （3）若“中山大学”号科考船在海上进行科学实验时时，以18km/h的速度匀速航行6小时，如果受到海水的阻力为1.0×106牛顿，则这一过程牵引力所做的功和功率。 16．一块水田面积为2400m2 要灌平均0.1m深的水．不计水渗透的损失，求： （1）所灌水的体积． （2）所灌水的质量． （3）若这些水是用水泵(抽水机)从距水田2m深的水渠中抽上来的，水泵至少要做多少功？ （4）若水泵的功率为 2. 4kW，抽这些水要用多长时间？（ρ水＝1.0 ×103kg/m3,g=10N/kg） 17．如图是某种升降电梯工作原理图，它由轿箱、配重、缆绳、滑轮和电动机等部件组成，连接轿箱的两根缆绳非常靠近，轿厢空载时的重量是3100N，配重的重量是3000N，某次电梯载货物的重量是1000N，当电梯匀速上升15m，所用的时间为10s，不计缆绳重力和一切摩擦阻力，在此运动过程中，求： （1）轿箱的速度大小； （2）配重重力对配重做的功； （3）电动机的功率至少是多大。 18．2016年的网红非“共享单车“莫属，共享单车只需扫“二维码”即可骑走，给人们带来了极大方便．其相关数据见下表： （1）计算质量为50kg的李明骑行时共享单车对地面的压强； （2）若李明10min内在某路段匀速骑行6km.该路段阻力为总重力的0.02倍，求李明骑行此路段时动力所做的功； （3）求李明骑行此路段时的功率. 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 《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) 2.75m/s；(2) 1.2×104Pa；(3) 1.8×105J 【详解】(1)由题意可知，该电梯运行高度h＝330m，由图乙可知，电梯运行的总时间t＝120s，“百龙天梯”向上运行时全程的平均速度 v==2.75m/s (2)当电梯匀速运行时，双脚站立的小明对电梯的压力 F＝G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N 受力面积 S＝2×250cm2＝500cm2＝0.05m2 对电梯的压强 p==1.2×104Pa (3)由图乙可知，向上匀速运行的速度v′＝3m/s，运行的时间t′＝100s，电梯运行的高度 h′＝v′t′＝3m/s×100s＝300m 电梯对小明做的功 W＝Gh′＝600N×300m＝1.8×105J 答：(1)“百龙天梯”向上运行时全程的平均速度为2.75m/s； (2)当电梯匀速运行时，双脚站立的小明对电梯的压强为1.2×104Pa； (3)向上匀速运行的过程中，电梯对小明做的功为1.8×105J。 2．（1）560N；（2）400N；（3）80W 【详解】解：（1）该同学的重力为 G=mg=56kg×10N/kg=560N （2）由杠杆平衡的条件：FlOC=GlOB，可得地面对双手支持力为 （3）该同学一分钟可完成30个俯卧撑，总功为 W=Fs=400N×0.4m×30=4800J 功率为 答：（1）该同学所受重力是560N； （2）若OB=1.0m，BC=0.4m，求地面对双手支持力为400N； （3）若他一分钟可完成30个俯卧撑，其功率为80W。 3． 1000N 【详解】(1)[1]卡车做匀速直线运动，由二力平衡原理可知，发动机所提供的牵引力等于汽车受到的阻力，由题意可知，卡车行驶时受到的阻力是车重的0.01倍，即 (2)[2]卡车的速度 卡车行驶5min行驶的距离 行驶5min牵引力所做的功 (3)[3]发动机的功率 答：(1)发动机所提供的牵引力大小为1000N； (2)行驶5min牵引力所做的功为； (3)发动机的功率为。 4．（1）20min；（2）2×105Pa；（3）500N 【详解】 解：（1）由可得，配送机器人以最大速度匀速行驶6km需要的时间 （2）配送机器人满载时静止在水平地面上，它对地面的压力 F=G总=m总g=(m空载+m承载)g=(350kg+150kg)×10N/kg=5000N 它对地面的压强 （3）由 可得，配送机器人满载时以最大速度匀速行驶时的牵引力 答：（1）若配送机器人以最大速度匀速行驶6km，需要20min； （2）配送机器人满载时静止在水平地面上，它对地面的压强是2×105Pa； （3）配送机器人满载时以最大速度匀速行驶时的牵引力是500N。 5．（1）40000Pa；（2）8N 【详解】解：（1）洗地车停在水平地面上，对水平地面的压力等于总重力，即对地的压力为 对地面产生的压强 （2）根据 得牵引力为 洗地车匀速直线运动，牵引力和阻力是一对平衡力，由二力平衡条件的阻力为 答：（1）洗地车对地面产生的压强是40000Pa； （2）洗地车受到的阻力为8N。 6．(1)64km；(2)1.96×105Pa；(3)1.225×108N；(4)2.181×104kW 【详解】(1)由可得驱逐舰以最大航速匀速航行1h，通过的路程 (2)声呐探测器所处深度，受到的压强 (3)满载时，导弹驱逐舰受到浮力 (4)导弹驱逐舰处于漂浮状态，所受浮力等于重力 因为驱逐舰以最大航速匀速航行，所以发动机提供的推力 最大航速 导弹驱逐舰功率 答：(1)该驱逐舰以最大航速匀速航行1h，通过的路程为64km； (2)若声呐探测器在水下20m深处，则声呐探测器所受海水压强为1.96×105Pa； (3)驱逐舰满载时受到海水的浮力是1.225×108N； (4)该导弹驱逐舰满载并以最大航速匀速航行时，推力的功率为2.181×104kW。 7．(1) 200J；(2) 20W；(3) 0J 【详解】(1)拉力做的功 W=Fs=20N×10m=200J 拉力做的功为200J。 (2) 拉力做功的功率 P= ==20W 拉力的功率为20W。 (3)重力的方向为为竖直向下，而物体沿水平方向移动，物体在重力的方向上没有移动距离，所以重力做功为0J。 答：(1) 拉力做功是200J； (2) 拉力做功的功率是20W； (3)在此过程中重力对木块做功是0J。 8．（1）；（2） 【详解】解：（1）该次派送无人机水平飞行的平均速度是 （2）无人机提着包裹从地面匀速上升到120m高度，用时1分钟，此过程拉力每功率是 答：（1）该次派送无人机水平飞行的平均速度是； （2）无人机提着包裹从地面匀速上升到120m高度，用时1分钟，此过程拉力每功率是。 9．(1) 4×107N；(2) 4.12×104Pa；(3) 5×106W 【详解】解：(1)“临沂”舰漂浮在水面上，该舰受到的浮力 F浮=G=mg=4.0×103×103kg×10N/kg=4×107N (2)水面下4m处的舰体受到海水的压强 p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×4m=4.12×104Pa (3)因为“临沂”舰匀速行驶，受到的动力 F=f=1.0×106N 航行1.5km动力做功 W=Fs=1.0×106N×1.5×103m=1.5×109J “临沂”舰动力做功的功率 答：(1) “临沂”舰受到的浮力4×107N； (2)水面下4m处的舰体受到的海水的压强为4.12×104Pa； (3)“临沂”舰动力做功的功率5×106W。 10．(1)1470N；(2)29400J；(3)20m 【详解】(1)因2人匀速上升时，受到的重力和拉力是一对平衡力，所以拉力 (2)由得，拉力在20秒内做功 (3)由得，匀速上升的速度 由得，被救人员20秒内向上移动的距离 答：(1)拉力为1470N； (2)拉力在20秒内做功为29400J； (3)被救人员20秒内向上移动20m距离。 11．（1）；（2）0.6m3；（3）5000W 【详解】解：（1）废弃物悬浮在水面下1m深处所受水的压强 保洁船静止在湖面上时，所受的浮力等于自身的重力，据阿基米德原理得，排开水的体积 （3）牵引力所做的功 牵引力做功的功率 答：（1）某废弃物悬浮在水面下1m深处时所受水的压强为； （2）保洁船静止时在湖面上时，排开水的体积为0.6m3； （3）保洁船匀速行驶时牵引力做功的功率为5000W。 12．（1）1.8×105J；（2）9000N；（3）3×103kg/m3 【详解】解：（1）物体上表面刚到达水面时，钢缆做的功为 W=P1t=3000W×60s=1.8×105J （2）物体全部离开水面后，钢缆的拉力等于物体的重力，此时功率P2=4500W，由 可得物体的重力 （3）物体全部浸没在水中，钢缆的拉力为 物体浸没在水中受到的浮力 F浮=G-F1=9000N-6000N=3000N 物体的体积为 物体的密度为 答：（1）从开始打捞到物体上表面刚好到达水面的过程中，钢缆所做的功是1.8×105J； （2）物体的重力是9000N； （3）被打捞的物体的密度是3×103kg/m3。 13．（1）先变大后不变；（2）1×108Pa；2×107N；（3）2.4×105N 【详解】解：（1）潜水器刚刚浸入海水中时，随着排开水的体积越大，所受的浮力越来越大，当完全浸没海水中后再下放到下潜至海中几十米深时，排开海水的体积不变，所以浮力大小不变，所以潜水器从匀速吊装下放到下潜至海中几十米深，受到海水的浮力大小是先变大后不变。 （2）潜水器下潜至10000m深处时，海水压强大小为 p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10000m=1×108Pa 一个观察窗所受到的海水压力为 F=pS=1×108Pa×0.2m2=2×107N （3）设在t1和t2时刻起重机对潜水器的拉力分别为F1和F2，潜水器的速度为v，潜水器自身重力为 G=mg=36×103kg×10N/kg=3.6×105N t1时刻，潜水器浸在海水中受到浮力作用，此时有 F1+F浮=G① t2时刻，功率不再发生变化，说明潜水器已经吊离水面，故有F2=G② 由于P2=3P1，根据P=Fv可得，F2v=3F1v，即F2=3F1③ 由①②③得，t1时刻潜水器受到的浮力为 答：（1）潜水器从匀速吊装下放到下潜至海中几十米深，受到海水的浮力大小先变大后不变； （2）潜水器下潜至10000m深处时，海水压强大小为1×108Pa，观察窗所受到的海水压力为2×107N； （3）t1时刻潜水器的浮力大小2.4×105N。 14．（1）；（2）；（3）16m/s；（4） 【详解】解：（1）汽车所受的总重力为 （2）由题意，汽车在运动过程中受到的阻力为 汽车匀速行驶时，牵引力和阻力是一对平衡力，其大小相等，则汽车匀速行驶时的牵引力为 （3）由图像可知，汽车匀速行驶时的速度为20m/s，所用的时间为 匀速运动的路程为 整个过程所用的时间 则全程中汽车的平均速度为 （4）由题意和图像可知，整个过程中发动机的工作时间为 由可得，整个过程中发动机做的功为 答：（1）汽车所受的总重力为； （2）汽车匀速行驶时的牵引力大小为； （3）全程中汽车的平均速度为； （4）整个过程中发动机所做的功为。 15．（1）6×107N；（2）6×104Pa；（3）1.08×1011J；5×108W 【详解】解：（1）满载时，“中山大学”号科考船受到的浮力 （2）若“中山大学”号科考船底某处距海面的深度为6m，则该处受到海水的压强 （3）科考船在海上移动的距离为 则这一过程牵引力所做的功 这一过程牵引力所做的功率 答：（1）满载时，“中山大学”号科考船受到的浮力为； （2）若“中山大学”号科考船底某处距海面的深度为6m，则该处受到海水的压强 （3）如果受到海水的阻力为1.0×106牛顿，则这一过程牵引力所做的功为和功率为。 16．（1）240m3（2）2.4 ×105kg；（3）4.8× 106 J；（4）2 × 103s 【详解】(1)V＝Sh＝2400m2×0.1m＝240m3；(2)m＝ρV＝1.0×103kg/m3×240m3＝2.4×105kg， (3)W＝Gh′＝mgh′＝2.4×105kg×10N/kg×2m＝4.8×106J，(4)由P＝得t＝＝2×103s. 17．（1）1.5m/s；（2）4.5×104J；（3）1650W 【详解】(1)轿厢运动的速度 v==1.5m/s (2)配重重力对配重做的功 W=Fs=Gh=3000N×15m=4.5×104J (3)当轿厢匀速上升时，轿厢竖直向下受到自身重和载货重，竖直向上受到配重拉力和电机的拉力，满足 G空+G货=F配+F电 所以 F电=G空+G货﹣F配=3100N+1000N﹣3000N=1100N 所以，电动机的至少功率 P=F电v=1100N×1.5m/s=1650W 答：（1）轿厢的速度大小为1.5m/s； （2）配重重力对配重做的功为4.5×104J； （3）电动机的功率至少为1650W。 18．（1）7.5×105 Pa；（2）7.2×104J；（3）120W 【详解】（1）李明骑行时，人和车的总重力：G总=m总g=（50kg+10kg）×10N/kg=600N， 李明骑行时共享单车对地面的压力：F=G总=600N， 车轮和地面的受力面积：S=4cm2×2=8cm2=8×10-4m2， 李明骑行时对地面的压强：； （2）因匀速骑行时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力， 所以，动力的大小：F′=f=0.02G总=0.02×600N=12N， 李明骑行此路段时动力所做的功：W=F′s=12N×6000m=7.2×104J； （3）李明骑行此路段时的功率：． 答：（1）质量为50kg的李明骑行时共享单车对地面的压强为7.5×105Pa； （2）李明骑行此路段时动力所做的功为7.2×104J； （3）求李明骑行此路段时的功率为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 $$