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．周末，小明的爸爸带着家人驾车旅游，轿车以的速度匀速行驶在平直的高速公路上，轿车前进的牵引力为，求： （1）3min内轿车行驶的路程。 （2）轿车受到的阻力。 （3）3min内轿车牵引力所做的功。 2．如图所示，水平地面上有一个扫地机器人。某次机器人开始扫地后遇到障碍原地旋转20s，然后匀速沿直线继续扫地，总行驶路程为36m。已知机器人行进中受地面的摩擦阻力大小恒为10N。求： （1）若扫地机器人的质量为2kg，与地面的接触面积为，求其工作时对地面的压强； （2）若该机器人在匀速行驶工作中，用时72s，计算机器人该段时间内牵引力的功率。 3．汽车发动机的额定功率为20kW，在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1000N，当汽车在额定功率下匀速行驶时，求： （l）发动机所提供的牵引力大小； （2）汽车行驶10min牵引力做的功； （3）汽车行驶的速度。 4．为了解决学生家长接送孩子上学问题，同时也保证学生的安全，学校提供了校车。小张同学乘校车从家到学校需要20min，该校车平均速度是36km/h，g取10N/kg。请你解答下列问题： （1）小张同学家到学校的路程是多少； （2）若校车和人的总质量为4.5t，当校车静止时与水平地面的总接触面积为0.15m2，此时校车对地面压强是多少； （3）若校车受到的阻力是车和人总重力的0.1倍，在此过程中校车沿平直道路匀速行驶，校车牵引力做功的功率是多大？ 5．如图所示为我国自主研发的无人驾驶拖拉机。该拖拉机的质量为3t，轮胎与地面的总接触面积为1.2m2。在农田里进行匀速耕地过程中，该拖拉机每分钟可行驶60m，受到阻力为。g取10N/kg，请计算： （1）该拖拉机静止在水平地面上，对地面的压强是多少？ （2）该拖拉机每小时耕地多少亩？已知亩，拖拉机耕地宽度为2.5m，不考虑拖拉机调头时间。 （3）拖拉机在匀速耕地过程中，牵引力做功的功率是多少？ 6．科技正悄然改变着我们的生活，智能机器人在生产和生活中有广泛的应用，它不仅解放了我们的双手，降低了企业的成本，也为生活增添了几分乐趣。如图甲所示，一个送餐机器人正在给客人送餐，机器人行走时所受的阻力为总重的0.1倍。机器人与地面的接触面积为0.01m2，其他参数如表中所示。求： （1）机器人空载静止在水平地面上对地面的压强； （2）机器人载着质量为2kg的汤碗以最大速度匀速直线行驶10s，牵引力所做的功； （3）机器人四层均满载并以最大速度匀速行驶时，牵引力的功率。 产品参数 产品尺寸： 52*53*125.6cm 产品净重： 52kg 最大负重： 从上至下是5kg、10kg、10kg、10kg 运动寿命： 2000小时 待机时间 >48小时 续航时间： >12小时 待机电流： <0.3A 充电时长： 4小时 最大行走速度： 1m/s 7．小华和妈妈去超市购物，她们将17kg物品放在小推车中推行，小推车在某段时间内速度v随时间t变化的关系图像如图所示。已知小推车重130N，四个车轮与地面接触总面积为60cm2。所受阻力是总重的0.15。（g取10N/kg）。求： （1）在此过程中，小推车对水平地面的压强。 （2）10~20s内水平推力的做功的功率。 8．中央电视台国防军事频道在2020年8月20日《国防军事早报》节目中专门报道了我海军潜艇部队。093改进型攻击核潜艇完全下潜到海面下的排水量为6.8×103t，在深度为200m的海水中以36km/h的速度匀速巡航时，受到的海水阻力为1.6×106N。若取海水的密度为1×103kg/m3，g取10N/kg，求： (1)潜艇上面积为0.04m2的整流罩受到海水的压力； (2)巡航30min潜艇受到的水平推力做的功。 9．成渝高速铁路由成都东站至沙坪坝站，全长 299 千米，共有 11 座车站。一列动车组（如图所示）从成都东站驶出，用时 1.5h 抵达永川东站，成都东站到永川东站的路程约是 225 km。 求：（1）该动车组从成都东站到永川东站的平均速度是多少 km/h？ （2）该动车组在平直铁路上以 5×104 N 的牵引力匀速前进 1.5 km，牵引力做功为多少？ 10．在体育中考跳绳训练中，小明体重50kg，1分钟内跳绳192次，每次跳起的高度约为0.05m，求：（g取10N/kg，绳子自重不算） （1）小明的重力； （2）小明跳绳1分钟内克服重力做功； （3）小明跳绳的功率。 11．共享电动自行车很好的解决了城市居民最后3-5公里的出行需求。已知某品牌共享电动自行车的整车质量是40kg，轮胎与地面的总接触面积约为200cm2。一位质量为60kg的市民在水平路面以5m/s的速度匀速骑行1min，其受到的阻力是总重力的0.05倍。（g取10N/kg） （1）求骑行时电动车对地面的压强； （2）求电动车牵引力做功的功率。 12．新能源出租车已经成为城市一道亮丽的风景线，有环保、节能等优点。当它载客时，若人与车的总质量约为2000kg，以10m/s的速度沿水平路面匀速行驶了5km，此时的功率约为40kW，g=10N/kg，求： （1）人和车的总重力是多少牛？ （2）该出租车以10m/s的速度行驶时的牵引力有多大？ （3）该出租车匀速行驶5km时牵引力做的功是多少？ 13．如图所示，万众期待的公共自行车“小黄人”终于和市民见面啦！小健同学骑着“小黄人”，在一段平直的公路上匀速行驶了300m，用时1min，若自行车的质量为20kg，受到的阻力为20N，与地面的总接触面积为3×10﹣3m2，小健的质量为55kg，（g=10N/kg）。求： （1）骑行时地面受到的压强； （2）小健骑行时的功率； （3）从动能的角度分析，骑车时为什么不能超速？    14．高铁是中国科技发展的一张靓丽名片，至2023年底，中国高速铁路营业总里程达4.5万千米，请完成下列问题。（g取10N/kg） （1）高铁列车能够平稳运行的一个主要原因是钢轨采用无缝焊接，其中的应力放散（为了使温度应力控制在一定范围内，避免钢轨强度和线路稳定性被破坏而采取定期放松夹板和扣件，是放散应力的措施）工序能有效防止无缝钢轨因气候变化而发生的 现象； （2）下表为G66高铁列车从武汉到北京的运行时刻表，列车由郑州东站驶往北京西站的平均速度是多少km/h？（结果只保留整数） 站次 站名 到达时间 开车时间 停留 天数 运行时间 里程 1 武汉站 始发站 7︰40 0分钟 1 0分 0 2 郑州东站 9︰13 9︰16 3分钟 1 1小时33分 536km 3 北京西站 11︰35 终点站 0分钟 1 3小时55分 1229km （3）G66次列车总重约为450t，静止时列车与铁轨的接触面积为150mm2，求列车静止时对铁轨的压强； （4）若列车以额定功率8000kW、速度360km/h匀速行驶100km，行驶过程中列车提供牵引力是多少？ 15．如图是某餐厅的送餐机器人，自身质量约为45kg，该机器人托着质量为5kg的物体送餐时，在1min内匀速直线运动72m，机器人轮子与地面的接触总面积为0.005m，机器人受到的摩擦力约为其总重力的0.08倍。（N/kg） (1)此次送餐过程中，机器人对地面的压强为多少？ (2)此次送餐过程中，机器人受到的牵引力多大？ (3)此次送餐过程中，机器人牵引力所做的功为多少？ 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）3min内轿车行驶的路程 （2）轿车做匀速直线运动，处于平衡状态，轿车受到的阻力 （3）内轿车牵引力所做的功 答：（1） 3min内轿车行驶的路程为4.5km； （2）轿车受到的阻力为； （3） 3min内轿车牵引力所做的功。 2．（1）2×104Pa；（2）5W 【详解】解：（1）已知机器人的质量m=2kg，工作过程中对地面的压力等于其本身的重力，即 F=G=mg=2kg×10N/kg=20N 滚轮与地面的总接触面积 S=10cm2=10-3m3 此时工作在地面上的机器人对地面的压强为 （2）由机器人匀速沿直线运动可知，行进过程中的摩擦力和牵引力是一对平衡力，即 F牵=f=10N 则牵引力所做的功为 W=F牵s=10N×36m=360J 牵引力的功率为 答：（1）若扫地机器人的质量为2kg，与地面的接触面积为10cm2，其工作时对地面的压强2×104Pa； （2）若该机器人在匀速行驶工作中，用时72s，机器人该段时间内牵引力的功率为5W。 3．（1）1000N；（2）1.2×107J ；（3）20m/s 【详解】解：（1）由题意可知，汽车在水平路面上匀速行驶时受到的阻力为f=1000N，因汽车处于受力平衡状态，故由二力平衡可知，汽车在水平方向上受到的牵引力F等于受到的阻力f，即 F=f=1000N （2）由题意可知，汽车发动机的额定功率为 P=20kW=2×104W 故由W=Pt可得，汽车行驶10min牵引力做的功为 W=Pt=2×104W×10×60s=1.2×107J （3）由P=Fv可得，汽车行驶的速度为 答：（1）发动机所提供的牵引力大小为1000N； （2）汽车行驶10min牵引力做的功为1.2×107J； （3）汽车行驶的速度为20m/s。 4．（1）12km；（2）；（3） 【详解】解：（1）小张同学从家到学校花费的时间 由可得，小张同学家到学校的路程 （2）校车和人的总质量 校车静止在水平地面上，校车对水平地面的压力 校车对水平地面的压强 （3）校车受到的阻力 校车匀速直线行驶时，校车受到的水平牵引力 校车牵引力做功的功率 答：（1）小张同学家到学校的路程是12km； （2）若校车和人的总质量为4.5t，当校车静止时与水平地面的总接触面积为0.15m2，此时校车对地面压强是； （3）若校车受到的阻力是车和人总重力的0.1倍，在此过程中校车沿平直道路匀速行驶，校车牵引力做功的功率是。 5．（1）；（2）13.5亩；（3） 【详解】解：（1）该车静止在水平地面上时，对地面的压力 对地面的压强 （2）该拖拉机每小时行驶距离 耕地面积 （3）拖拉机在匀速耕地过程中，受力平衡，牵引力 行驶速度 牵引力做功的功率 答：（1）对地面的压强是； （2）该拖拉机每小时耕地13.5亩； （3）牵引力做功的功率是。 6．（1）5.2×104 Pa；（2）540J；（3）87W 【详解】解：（1）机器人静止在水平地面上对地面的压力 F空=G空= mg=52kg×10N/kg=520N 机器人静止在水平地面上对地面的压强 （2）机器人载碗汤时，受到的阻力为 f1=0.1（m+m1）g=0.1×（52kg+2kg）×10N/kg=54N 机器人匀速直线行驶 F牵1=f1=54N 匀速直线行驶10s通过的路程为 s=vt=1m/s×10s=10m 牵引力所做的功为 W1=F牵1s =54N×10m=540J （3）机器人满载匀速行走时受到的阻力为 f2=0.1（m+m1 +m2+m3+m4）g=0.1×（52kg+5kg+10kg+10kg+10kg）×10N/kg=87N 机器人匀速直线行驶的牵引力 F牵2=f2=87N 机器人满载时最大速度匀速行驶时，牵引力的功率为 P= F牵2v=87N×1m/s=87W 答：（1）机器人空载静止在水平地面上对地面的压强为5.2×104 Pa； （2）机器人载着质量为2kg的汤碗以最大速度匀速直线行驶10s，牵引力所做的功为540J； （3）机器人四层均满载并以最大速度匀速行驶时，牵引力的功率为87W。 7．（1）5×104Pa；（2）36W 【详解】解：（1）17kg物品的重力为 G物=m物g=17kg×10N/kg=170N 小推车重130N，车对地面的压力 F压=G总=G物+G车=170N+130N=300N 小推车对水平地面的压强 （2）阻力的大小 f=0.15G总=0.15×300N=45N 由v-t图象可知，在10~20s内小推车做匀速直线运动，小推车的速度为0.8m/s，处于平衡状态，推力和阻力是平衡力，则水平推力 F=f=45N 10~20s内水平推力做功的功率 答：（1）在此过程中，小推车对水平地面的压强是5×104Pa； （2）10~20s内水平推力的做功的功率是36W。 8．(1)8×104N (2)2.88×109J 【详解】（1）潜艇下潜到200m深处时，h=200m；此时整流罩所受海水的压强 整流罩的面积S=0.04m2，由变形得 （2）巡航30min潜艇运动路程 匀速航行时，处于平衡状态 潜艇受到的水平推力做的功 9．（1）150；（2）7.5×107 【详解】解：（1）该动车组从成都东站到永川东站的平均速度为 （2）该动车组在平直铁路上以 5×104 N 的牵引力匀速前进 1.5 km，牵引力做功为 W=Fs1= 5×104 N ×1.5×103m=7.5×107J 答：（1）该动车组从成都东站到永川东站的平均速度是150km/h； （2）该动车组在平直铁路上以 5×104 N 的牵引力匀速前进 1.5 km，牵引力做功为7.5×107J。 10．（1）500N；（2）4800J；（3）80W 【详解】解：（1）小明的重力 （2）小明跳绳1分钟内克服重力做功 （3）小明跳绳的功率 答：（1）小明的重力500N； （2）小明跳绳1分钟内克服重力做功4800J； （3）小明跳绳的功率80W。 11．（1）5×104Pa；（2）250W 【详解】解：（1）骑行时电动车对地面的压力大小为 F=G=(m车+m人)g=(40kg+60kg)×10N/kg=1000N 骑行时电动车对地面的压强为 （2）电动车牵引力做功的功率 P=Fv=0.05Gv=0.05×1000N×5m/s=250W 答：（1）骑行时电动车对地面的压强为5×104Pa； （2）电动车牵引力做功的功率为250W。 12．（1）；（2）4000N；（3） 【详解】解：（1）人和车的总重力为 （2）因为，所以该出租车以10m/s的速度行驶时的牵引力为 （3）该出租车匀速行驶5km时牵引力做的功为 答：（1）人和车的总重力是； （2）该出租车以10m/s的速度行驶时的牵引力为4000N； （3）该出租车匀速行驶5km时牵引力做的功是。 13．（1）2.5×105Pa；（2）100W；（3）见解析 【详解】解：（1）车对地面的压力 F=G=（m1+m2）g=（55kg+20kg）×10N/kg=750N 骑行时地面受到的压强 （2）小健同学骑着“小黄人”，在一段平直的公路上匀速行驶，则动力 F=f=20N 小健骑行时所做的功 W=Fs=20N×300m=6000J 小健骑行时的功率 （3）在自行车质量一定时，自行车的速度越大，动能越大，发生交通事故时造成的危害越大。 答：（1）骑行时地面受到的压强为2.5×105Pa； （2）小健骑行时的功率为100W； （3）在自行车质量一定时，自行车的速度越大，动能越大，发生交通事故时造成的危害越大。 14． 热胀冷缩 299km/h 3×1010Pa 80000N 【详解】解：（1）应力放散工序能有效防止无缝钢轨因气候变化而发生的热胀冷缩现象，所以钢轨可以采用无缝焊接。 （2）由列车时刻表可知列车由郑州东站驶往北京西站的路程 时间 列车由郑州东站驶往北京西站的平均速度 （3）列车对铁轨的压力 列车静止时对铁轨的压强 （4）列车速度 牵引力 答：（1）热胀冷缩； （2）列车由郑州东站驶往北京西站的平均速度是299km/h； （3）列车静止时对铁轨的压强是3×1010Pa； （4）若列车以额定功率8000kW、速度360km/h匀速行驶100km，列车提供牵引力是80000N。 15．(1)1×105Pa (2)40N (3)2880J 【详解】（1）该送餐机器人受到的总重力 机器人对地面的压强为 （2）机器人送餐过程中在水平方向做匀速直线运动，所受牵引力F与所受摩擦力f彼此平衡，大小相等，即机器人所受牵引力大小 F=f=0.08G总=0.08×500N=40N （3）机器人牵引力所做的功为 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 $$