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．为全力备战湖南省第二届旅发大会，郴州市各社区比平日更加注重城区道路的卫生清洁保持工作。如图所示是一辆“宇通”牌洒水车，该车装满水后总质量18000kg。某次洒水过程中，该车以的速度沿平直路面匀速行驶，其牵引力恒为，行驶时间为，g取。求： （1）该车装满水后所受重力大小； （2）牵引力做的功； （3）牵引力做功的功率。    2．如图是一款可进行空中摄像的无人机。无人机起飞前要放在地面上确保“四脚”着地，启动后，利用遥控器可控制它飞行和拍摄。若无人机所受重力为300N，“四脚”着地时，与水平地面接触的总面积为40cm2。求： （1）无人机停放在水平地面上时，对水平地面的压强； （2）无人机从离地40m高处匀速竖直降落到水平地面上，这个过程中无人机所受重力做的功。 3．图中某智能机器人的质量为，其轮子与水平地面接触的总面积为。在水平地面上工作时，该机器人匀速直线移动的速度为，所受阻力是机器人重力的倍。求：取 （1）机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力； （2）机器人在水平地面上匀速直线移动，此过程中牵引力做的功； （3）求第（2）中牵引力做功的功率。    4．青少年要健康地成长，需要有一个科学、适度地体育锻炼的习惯，如图是同学们在体育课上做仰卧起坐。小林做仰卧起坐，坐起一次上半身重心上升0.3m，用时1s（假设他上半身所受的重力为300N），求： （1）小林上半身上升一次克服重力做的功； （2）在一次训练中，小林1min内完成40个仰卧起坐全过程，求他在这1min内克服上半身重力做功的功率。 5．2023年杭州第19届亚运会，中国举重“梦之队”共拿到5金3银1铜的好成绩，如图为比赛时的照片，下表为某位运动员参赛时的相关数据，g取10N/kg。求： 参赛级别/kg 85 运动员体重/kg 85 抓举举杠高度/m 1.8 杠铃质量/kg 178 抓举举杠用时/s 0.8 （1）该运动员的重力； （2）若运动员双脚与地面的接触面积约为，该运动员举起杠铃后对地面的压强； （3）该运动员抓举过程对杠铃所做的功。 6．“多彩生活、骑行天下”，公共自行车系统正式运行以来，小明坚持骑自行车上学。小明所骑自行车的相关数据见下表： （1）求碳纤维车架的密度； （2）计算小明骑自行车时车对地面的压强； （3）小明在某路段匀速骑行6km，耗时10min，若该路段阻力为总重力的0.02倍，求他的骑行功率。 车架材料 碳纤维 车架材料体积/cm3 2500 车架质量/kg 4.5 整车质量/kg 10 小明质量/kg 70 单轮接触面积/cm2 4 7．碳纤维是一种轻质且力学性能优异的新材料，利用碳纤维可以制造轻便自行车。如图所示，该国产碳纤维自行车的总质量约为9.6kg，骑行登坡时灵活而快捷。小明的质量为55kg，在水平路面上骑行时，轮胎与地面的总接触面积约为200cm2，骑行时受到的阻力为总重力的。（g取10N/kg）求： （1）骑行时，该自行车对水平地面的压强。 （2）骑行10km克服摩擦力做的功。 （3）自行车上很多结构的设计利用了物理知识，请你列举出一例并说明与物理有关的知识。    8．如图甲所示，平板运输车装完砂石后总质量为20t，以额定功率80kW从静止开始运动，再减速行驶一段距离后停下。图乙是运输车行驶过程中的v﹣t图像，已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍（g取10N/kg） （1）15~40s内运输车所受牵引力的大小； （2）0~40s内发动机做的功； （3）运输车的最大速度。 9．如图所示为某盘山公路，汽车沿着公路可以驶上高耸入云的山峰。为什么盘山公路要修成S形呢？因为盘山公路相当于斜面，省力而安全。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10min。在货车从山底到山顶过程中，所受阻力大小不变（g取10N/kg）。求： (1)货车爬山的平均速度； (2)货车克服重力做的功； (3)货车所受阻力大小。 10．某5G自动驾驶汽车的质量为，空载时车轮与水平地面的总接触面积是。在平直公路上测试其性能时，空载的汽车以恒定功率由静止开始运动，经10s后恰好达到最大速度，接着匀速运动40s后关闭发动机，又继续滑行20s后停下，整个过程汽车发动机对外做功。若汽车在全程运动中受到的阻力恒为车重的0.25倍，汽车运动过程的速度与时间关系图象如图所示。求： （1）汽车空载时对水平地面的压强； （2）汽车发动机对外做功的功率； （3）汽车的最大速度。 11．小雷同学听了“曹冲称象”的故事后，利用所学知识制作了“水秤”模型，可方便地称量物体的质量，其构造如图甲所示。已知圆柱形透明大桶足够深，底面积，圆柱形小筒高度为，底面积为，小筒和秤盘总重力为，小筒壁和大筒壁的厚度可忽略不计，称量时秤盘不能浸入水中。求： (1)如图甲所示，当秤盘上不放物体时，小筒受到的浮力大小； (2)该“水秤”在小筒上的零刻度线A距小筒底部的距离； (3)该“水秤”每次称量不同物体的质量时，小筒和秤盘所受重力做功最多是多少。 12．世界智能产业博览会在天津的成功举办，将进一步推动我国人工智能技术的研发和应用。下图为放置在水平地面上的某款智能机器人，其质量为m0，底部与地面接触总面积为S0。 （1）求智能机器人站立时对地面的压强； （2）若智能机器人以v0的速度匀速直线运动时，受到的水平阻力为f0，求智能机器人牵引力做功的功率。 13．宁夏中考体育项目之一分钟跳绳，小李同学的质量为50kg，跳绳考试时，每次跳起的高度约5cm。（g取）试求： （1）小李的重力是多少； （2）小李1分钟跳绳180个，请计算一分钟内他克服重力所做的功是多少，功率多大； （3）小李起跳前站立在操场上，请你估算他对地面的压强是多大？（一只脚与地面的接触面积约为2平方分米） 14．端午节赛龙舟是我国传统项目之一，小松在假期观看了龙舟比赛，“八一”队的龙舟和运动员总质量为2.5×104kg，该队以1min40s的成绩夺得500m比赛冠军。已知该龙舟在运动过程中受到的平均阻力是龙舟和运动员总重的0.12倍。（g取10N/kg），求： （1）该队龙舟受到的浮力； （2）若把比赛过程中该队龙舟的运动看成做匀速直线运动，运动员在比赛过程中对龙舟做的功和功率。 15．我国自主研发的“海斗号”自主遥控水下机器人，最大潜深达10767米。成为我国首台下潜深度超过万米并进行科考应用的无人自主潜水器，海斗号总质量为35t，体积为。（） （1）“海斗号”自主遥控水下机器人所受的重力； （2）“海斗号”在我国首次万米深渊科考中，下潜到8000米时“海斗号”所受海水压强的大小； （3）“海斗号”在完成某次任务后，匀速直线上升返回海面。若“海斗号”在水中以0.5m/s的速度匀速上浮，求“海斗号”浸没时浮力做功的功率。 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 《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）；（3） 【详解】解：（1）该车装满水后所受重力大小为 （2）根据得洒水过程中洒水车行驶的路程为 牵引力做的功为 （3）牵引力做功的功率为 答：（1）该车装满水后所受重力大小为； （2）牵引力做的功为； （3）牵引力做功的功率为。 2．（1）；（2） 【详解】解：（1）由题意可知，无人机所受重力为300N，与水平地面接触的总面积为40cm2，所以无人机停放在水平地面上时，对水平地面的压强为 （2）因为无人机从离地40m高处匀速竖直降落到水平地面上，所以这个过程中无人机所受重力做的功为 答：（1）无人机停放在水平地面上时，对水平地面的压强为； （2）这个过程中无人机所受重力做的功为。 3．（1）40N；（2）1200J；（3）40W 【详解】解：（1）机器人在水平地面受到的阻力 机器人匀速直线运动时，机器人在水平方向上受力平衡，则机器人的牵引力 （2）此过程中牵引力做的功 （3）牵引力做功的功率 答：（1）机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力40N； （2）机器人在水平地面上匀速直线移动30s，此过程中牵引力做的功1200J； （3）牵引力做功的功率40W。 4．（1）90J；（2）60W 【详解】解：（1）上升一次克服重力做的功 W=Gh=300N×0.3m=90J （2）小林1min内克服重力所做的总功 W总=40W=40×90J=3600J 克服重力做功的功率 答：（1）小林上半身上升一次克服重力做的功为90J； （2）他在这1min内克服上半身重力做功的功率为60W。 5．（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）该运动员的重力为 （2）该运动员举起杠铃后对地面的压强为 （3）该运动员抓举过程对杠铃所做的功为 答：（1）该运动员的重力为； （2）该运动员举起杠铃后对地面的压强为； （3）该运动员抓举过程对杠铃所做的功为。 6．（1）1.8×103kg/m3；（2）1×106Pa；（3）160W 【详解】解：（1）碳纤维车架的密度 （2）车对地面的压力 车对地面的压强 （3）因为匀速直线运动，所以牵引力和阻力是一对平衡力，牵引力大小为 他骑车所做的功 他的骑行功率为 答：（1）碳纤维车架的密度为1.8×103kg/m3； （2）小明骑自行车时车对地面的压强为1×106Pa； （3）小明的骑行功率为160W。 7．（1）；（2）；（3）见解析 【详解】解：（1）骑行时，自行车和人受到的总重力为 自行车对水平地面的压强为 （2）自行车受到的阻力 克服摩擦力做的功为 （3）自行车的脚踏板表面凹凸不平是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的。 答：（1）骑行时，该自行车对水平地面的压强是； （2）骑行10km克服摩擦力做的功是。 （3）自行车的脚踏板表面凹凸不平是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的。 8．（1）4×104N；（2）3.2×106J；（3）2m/s 【详解】解：（1）由图知15~40s内运输车做匀速直线运动，车受到的牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，又阻力是车重的0.2倍，所以牵引力为 （2）由题意可知，整个过程中发动机的工作时间t=40s，发动机做的功为 W=Pt=80×103W×40s=3.2×106J （3）由v﹣t图像可知，汽车匀速时速度最大，此时牵引力为4×104N，则最大速度为 答：（1）15~40s内运输车所受牵引力的大小为4×104N； （2）0~40s内发动机做的功为3.2×106J； （3）运输车的最大速度为2m/s。 9．(1)10m/s (2)4.5×107J (3)9000N 【详解】（1）货车爬山的平均速度为 （2）货车的重力 货车克服重力做的功 （3）由可得发动机对货车做的功 W总=Pt=165×103W×10×60s=9.9×107J 克服阻力做的功 由Wf=fs可知，货车所受阻力 10．（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）汽车对水平地面的压力 汽车对水平地面的压强 （2）由题意知，发动机运行的时间为50s，汽车发动机对外做功的功率 （3）汽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，汽车的牵引力 由可得，汽车的最大速度 答：（1）汽车空载时对水平地面的压强为2×105Pa； （2）汽车发动机对外做功的功率为2×105W； （3）汽车的最大速度为50m/s。 11．(1)30N (2)0.15m (3)2.7J 【详解】（1）如图甲所示，当秤盘上不放物体时，小筒漂浮，小筒和秤盘总重力为，根据物体的浮沉条件可得，小筒受到的浮力大小为 （2）当秤盘上不放物体时，小筒漂浮，根据阿基米德原理可得，此时小筒排开水的体积为 则该“水秤”在小筒上的零刻度线A距小筒底部的距离为 （3）根据题意可知，要使得小筒和秤盘所受重力做功最多，则称量的物体的质量应最大，如图所示 当称量物体的质量最大时，与秤盘上不放物体相比，小筒排开水的体积的增加量为 水面上升的高度为 所以，相对于没放物体时的位置，小筒下降的高度为 即为小筒和秤盘整体重心下降的高度，所以，小筒和秤盘所受重力做功最多是 12．（1）；（2） 【详解】解：（1）由题可知G=F，则智能机器人站立时对地面的压强 （2）因为机器人做匀速直线运动，故牵引力F=f0，则智能机器人牵引力做功的功率 答：（1）智能机器人站立时对地面的压强为; （2）智能机器人牵引力做功的功率P=f0v0。 13．（1）500N；（2）4500J，75W；（3）12500Pa 【详解】解：（1）根据重力与质量的关系得，小李的重力是 （2）每次跳绳做功 180次跳绳做的总功 跳绳时的功率 （3）站立时对地面的压力约为 一个脚的接触面积是2dm2左右，故两个脚的接触面是4dm2，故其站立在操场上对地面的压强是 答：（1）小李的重力是500N； （2）小李1分钟跳绳180个，一分钟内他克服重力所做的功是4500J，功率多大75W； （3）小李起跳前站立在操场上，估算他对地面的压强是12500Pa。 14．（1）2.5×105N；（2）1.5×107J，1.5×105W 【详解】解：（1）由于龙舟漂浮在水面，所以龙舟受到的浮力等于龙舟受到的重力 F浮=G=mg=2.5×104kg×10N/kg=2.5×105N （2）龙舟在运动过程中受到的平均阻力是龙舟和运动员总重的0.12倍，所以龙舟匀速直线运动时，受到的牵引力 F=f=0.12G=0.12×2.5×105N=3×104N 该队在1min40s运动500m，则运动员在比赛过程中对龙舟做的功 运动员在比赛过程中对龙舟做功的功率 答：（1）该队龙舟受到的浮力为2.5×105N； （2）运动员在比赛过程中对龙舟做的功为1.5×107J，功率为1.5×105W。 15．（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）海斗号所受重力 （2）下潜到8000米时海斗号所受海水的压强 （3）物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，海斗号所受的浮力 浮力做功的功率 答：（1）“海斗号”自主遥控水下机器人所受的重力为； （2）下潜到8000米时“海斗号”所受海水压强的大小为； （3）“海斗号”浸没时浮力做功的功率为。 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 $$