2025年中考物理专项：机械和功综合计算

2025年中考物理专项：机械和功综合计算 一、计算题 1．实验小组的同学利用如图所示的滑轮组进行实验，当其中一个同学用200N的力向下拉绕在滑轮组上的绳子自由端时，10s内绳子的自由端移动了1.5m，重物上升了0.5m，这个过程中该滑轮组的效率为70%。（g取10N/kg，不计绳重和摩擦） （1）请画出滑轮组绳子的绕绳方法。 （2）这个过程中，人的拉力所做的功是多少？ （3）被滑轮组拉起的重物的质量是多大？ （4）被滑轮组拉起的重物的物重是多大时，该滑轮组的机械效率提升至80%？    2．近年来，电动平衡车深受年轻人的喜爱。它采用站立式的驾驶方式，人通过身体的前倾和后仰实现驾驶，如图所示。（g取10N/kg） （1）质量为40kg的小亮同学驾驶质量为10kg平衡车在水平地面上静止时，轮胎与地面总的接触面积为，求平衡车对水平地面的压强； （2）若小亮驾驶该车在水平路面以5m/s的速度匀速直线行驶3min，该车受到的阻力是人和车总重的0.16倍，求平衡车牵引力所做的功。 3．抗击新冠肺炎疫情期间，某市救护车转运患者集中隔离治疗，该车配置了负压装置，负压仓内气压小于外界气压，将内部空气“吸入”排风净化装置进行处理，有效避免了病毒的传播，某次转运病人时，救护车以60kW的恒定功率在平直公路上匀速行驶24km，用时20min，请解答下列问题： （1）救护车匀速行驶24km牵引力做的功； （2）救护车所受的阻力； （3）按照卫生标准，负压仓内外气压差应为10~38Pa之间，经测量发现，该负压仓0.9m2的面积上内外气体压力差为16.2N，通过计算判断负压仓内外气压差是否符合标准。 4．如图所示，某型号雾炮车空载时的质量为10t，它的水箱容积为，当水箱中装满消毒液时，消毒液深1.2m，车轮与水平地面的总接触面积为。已知消毒液的密度为，当水箱中装满消毒液时，求：（g取） （1）消毒液对水箱底部的压强； （2）雾炮车对水平地面的压强； （3）若雾炮车在水平地面上匀速行驶了12m，此过程中受到的阻力为总重的0.05倍，则雾炮车受到的牵引力做功为多少？ 5．如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，物体A重360N，动滑轮重40N，绳重和摩擦不计，某同学用力F竖直向下拉动绳子，使物体A在5s内匀速上升了1m，此过程中。求： （1）拉力F的大小； （2）拉力F做功的功率； （3）滑轮组的机械效率。 6．运动员从高空竖直向下跳伞，人（包括装备）的质量为80kg，只考虑人受到的重力和空气阻力，下落时的速度-时间图像如图所示，（g=10N/kg） （1）人在50s内下落了2100m，求： ①这段时间内人的平均速度； ②这段时间内人下降的平均功率； （2）人在前40s内匀速降落过程中重力对人做的功。 7．创新科技小组用轻质杆设计制作了测量液体密度的工具——密度秤。其中经防腐处理的合金块重8N，体积100cm3，秤砣重2N，秤纽处O到A端长10cm。测量时手提着秤纽将密度秤的合金块浸没在待测液体中（不接触容器），调节秤砣位置使秤杆水平平衡，秤砣悬挂处的刻度值为被测液体密度。请解答下列问题（g=10N/kg）： （1）在底面积为100cm2的烧杯内装入20cm深的待测液体，测量情况如图，测得OC长34cm。求秤杆A端受到绳子的拉力大小； （2）C点刻度表示的待测液体密度多大？ （3）以上过程中合金块放入前后，待测液体对烧杯底部压强变化多少？ （4）请列出秤砣悬挂位置到秤纽O点距离l与待测液体密度ρ的函数关系式，并说明制成的密度秤刻度是否均匀。 8．为了适应微重力环境，宇航员在地面用浮力水槽通过增减配重和漂浮器，使宇航员悬浮在水中，获得模拟失重的感觉和效应如图。某次训练中，航天员和所带配重及所着模拟宇航服总重为。求： （1）航天员悬浮在水中时受到的浮力； （2）航天员从水面匀速下潜到深度处，重力做功； （3）宇航员服手腕处有一块面积为小镜子，航天员可以通过它随时察看自己身上的各种开关。当小镜子处于水面下处受到水的压力。 9．某品牌太阳能汽车如图甲，通过安装在车顶和前端的电池板收集太阳能；玻璃采用防太阳辐射的层压玻璃制作而成，车身轻便灵活． （1）若该车质量是400千克，车上载有人和物品质量共为100千克，车轮与地面的总接触面积为2.0×10﹣2m2，该汽车对水平地面的压强为多少？ （2）若该汽车以最大输出功率P为800W在水平路面上做匀速直线运动，一段时间后再将功率减小到P1，并保持此功率做匀速直线运动，上述运动过程的速度﹣时间图象如图乙，设运动过程中汽车所受阻力不变，则汽车受到的阻力是多少？P1为多少？ 10．大力推广电动汽车是崇明区创建世界级生态岛的有力举措之一、纯电动汽车具有节能减排、绿色环保的优点。小明家购买的纯电动汽车的部分数据如下表所示。在某次行驶过程中，小明测得该车在1分钟内匀速直线行驶了2000米。求： 车辆类型 纯电动 电池类型 磷酸铁锂电池 纯电模式续驶里程（千米） 160 整车质量（千克） 1385 牵引力（牛） 3600 （1）该车牵引力所做的功。 （2）该车牵引力所做功的功率。 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）  ；（2）300J；（3）42kg；（4）720N 【详解】解：（1）由s=nh可得，滑轮组上绳子的有效股数 根据“奇动偶定”的原则可知，绳子应从动滑轮挂钩上开始绕起，如图所示：    （2）人的拉力做的功 W总=Fs=200N×1.5m=300J （3）由可得，拉力做的有用功 W有用=ηW总=70%×300J=210J 由W有用=Gh可得，被吊起重物的重力 由G=mg可得，被吊起重物的质量 （4）不计摩擦和绳重，由，可知动滑轮的重 G动=nF-G=3×200N-420N=180N 此时 解得此时物体的重力 G'=720N 答：（1）见解析； （2）这个过程中，人的拉力所做的功是300J； （3）被滑轮组拉起的重物的质量是42kg； （4）被滑轮组拉起的重物的物重是720N时，该滑轮组的机械效率提升至80%。 2．（1）1×105Pa；（2）7.2×104J 【详解】解：（1）平衡车对水平地面的压力 平衡车对水平地面的压强 （2）因平衡车匀速直线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，平衡车受到的牵引力 平衡车行驶的路程 平衡车牵引力所做的功 答：（1）平衡车对水平地面的压强为1×105Pa； （2）平衡车牵引力所做的功为7.2×104J。 3．（1）7.2×107J；（2）3000N；（3）符合 【详解】解：（1）救护车的功率 P=60kW=6×104W 救护车行驶的时间 t=20min=1200s 救护车匀速行驶24km牵引力做的功 W=Pt=6×104W×1200s=7.2×107J （2）救护车行驶的路程 s=24km=2.4×104m 由W=Fs可得救护车受到的牵引力 救护车在平直公路上做匀速直线运动，处于平衡状态，牵引力和阻力是平衡力，阻力 f=F=3000N （3）负压舱内外的气压差 已知按照卫生标准负压舱内外气压差应在10~38Pa之间，而此时负压舱内外气压差是18Pa，则符合标准。 答：（1）救护车匀速行驶24km做的功为7.2×107J； （2）救护车匀速行驶所受的阻力为3000N； （3）负压舱内外气压差符合标准。 4．（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）消毒液对水箱底部的压强 （2）装满消毒液时，消毒液的重力为 车空载时的重力为 装满消毒液时车对地面的压力为 装满消毒液时，雾炮车对水平地面的压强 （3）雾炮车在水平地面上匀速行驶时，受到的牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，则牵引力为 牵引力做功为 答：（1）消毒液对水箱底部的压强为； （2）雾炮车对水平地面的压强为； （3）若雾炮车在水平地面上匀速行驶了12m，此过程中受到的阻力为总重的0.05倍，则雾炮车受到的牵引力做功为。 5．（1）200N；（2）80W；（3）90% 【详解】解：（1）由图可知，绳子承担重物的段数n为2，不计绳重和摩擦，则拉力F的大小 （2）物体A在5s内匀速上升了1m，则拉力F作用下的绳子自由端移动距离 拉力F做功 则拉力F做功的功率 （3）物体A克服重力做的有用功 则滑轮组的机械效率 答：（1）拉力F的大小是200N； （2）拉力F做功的功率是80W； （3）滑轮组的机械效率是90%。 6．（1）42m/s；（2）33600W；（3）1.2×106J 【详解】解：（1）①在50s内，人的平均速度 ②这段时间内，人所受重力为 G=mg=80kg×10N/kg=800N 人下降的平均功率 P=Gv=800N×42m/s=33600W （2）由图示知，人在前40s内的15s至40s做匀速直线运动，其速度为60m/s，匀速直线运动通过的距离 s1=v1t1=60m/s×25s=1500m 重力对人做的功 W=Gs1= 800N×1500m=1.2×106J 答：（1）①这段时间内人的平均速度为42m/s； ②这段时间内人下降的平均功率33600J； （2）人在前40s内匀速降落过程中重力对人做的功为1.2×106J。 7．（1）6.8N；（2）1.2×103kg/m3；（3）120Pa；（4）l=0.4-5×10-5ρ，刻度均匀 【详解】解：（1）由杠杆平衡条件可知 即 解得秤杆A端受到绳子的拉力。 （2）合金块受到的浮力为 因合金块浸没，则 由知待测液体的密度为 （3）因容器成柱状，合金块放入液体后对容器底增大的压力为 待测液体对烧杯底部压强的变化为 （4）杠杆平衡时可得 即 则秤砣悬挂位置到秤纽O点距离为 因l与ρ成线性关系，所以密度秤刻度均匀。 答：（1）秤杆A端受到绳子的拉力为6.8N； （2）C点刻度表示的待测液体密度为1.2×103kg/m3； （3）以上过程中合金块放入前后，待测液体对烧杯底部压强变化量为120Pa； （4）秤砣悬挂位置到秤纽O点距离l与待测液体密度ρ的函数关系式为，因l与ρ成线性关系，所以密度秤刻度均匀。 8．（1）1000N；（2）1×104J；（3）100N 【详解】解：（1）因为航天员悬浮在水中，所以受到的浮力 F浮=G总=1000N （2）航天员从水面匀速下潜到10m深度处，重力做功 W=G总h=1000N×10m=1×104J （3）小镜子在5m深度处受到的压强 p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×5m=5×104Pa 小镜子处于水面下处受到水的压力 F=pS=5×104Pa×20×10-4m2=100N 答：（1）航天员悬浮在水中时受到的浮力为1000N； （2）航天员从水面匀速下潜到10m深度处，重力做功为1×104J； （3）当小镜子处于水面下处受到水的压力是100N。 9．（1）2.5×105Pa；（2）80N，640W 【详解】解：（1）汽车对水平地面的压力等于人和汽车的总重，汽车对水平地面的压力 F=G总=m总g=(m车+m人)g=(100kg+400kg)×10N/kg=5000N 该汽车对水平地面的压强 （2）根据图乙可知，当汽车以最大功率800W在水平路面上匀速行驶时速度为10m/s；当汽车以P1的功率匀速行驶时，速度为8m/s，汽车匀速行驶所受阻力和牵引力是平衡力，牵引力和阻力大小相等，由 可得，汽车受到的阻力 答：（1）汽车对水平地面的压强为； （2）汽车受到的阻力是80N，P1为640W。 10．（1）7.2×106J；（2）1.2×105W 【详解】解：（1）牵引力所做的功 W=Fs=3600N×2000m=7.2×106J   （2）牵引力所做功的功率 P===1.2×105W 答：（1）该车牵引力所做的功为7.2×106J； （2）该车牵引力所做功的功率为1.2×105W。 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 $$