2025年中考物理一轮复习提升训练：做功与机械能计算题

2025年中考物理一轮复习提升训练：做功与机械能 1．如图所示是我国自主研制的3321型气垫两栖登陆艇。该艇具备极快的运行速度和适应能力，可以在短时间内将主战坦克直接送上滩头，空前强化了中国军队的两栖登陆能力。它的质量约为2.15×105kg。登陆艇的推进力为3.0×105N时，匀速行驶4500m时耗油120kg。（g取10N/kg，燃油热值约为4.5×107J/kg）求： (1)它漂浮在海面上时，受到的浮力是多少？ (2)则登陆艇的推进力做多少功？ (3)则发动机的推进效率是多少？ 2．在建筑工地，电动机利用滑轮组提升水泥的情景如图所示。某次提升水泥的过程中，电动机功率为1200W，用30s的时间，将8袋水泥一起匀速提升6m，已知电动机牵引绳子的拉力F为2400N，每袋水泥质量为50kg。g取10N/kg，吊篮和绳子的质量忽略不计。求： (1)拉力F做功的功率； (2)电动机的效率； (3)滑轮组的机械效率（百分号前保留1位小数）。 3．一辆重为汽车在平直的公路上匀速行驶了，消耗了2kg的汽油。汽车在行驶过程所受牵引力为，已知汽油的热值为。求： (1)汽车的牵引力所做的功； (2)2kg汽油完全燃烧放出的热量； (3)这辆汽车发动机的热机效率。 4．电动自行车已成为大众化的一种交通工具，专业人员对某品牌电动自行车进行了测试，让电动自行车在平直的路面上由静止开始运动，获得速度随时间变化的图象如图甲所示，牵引力随时间变化的图象如图乙所示。已知匀速行驶时，电动机输入电压48V，输入电流5A。由图象可知，在自行车运动8~14s过程中，请回答： (1)电动自行车运动的路程是多少？ (2)电动自行车受到的摩擦力为多少N？ (3)这段时间，电能转化为机械能的效率为多少？ 5．一辆质量为1500kg的小车用625N的力通过如图滑轮组将质量为100kg的物体匀速提起（不计绳重和滑轮间摩擦）。 (1)滑轮组的机械效率是多少？ (2)动滑轮重为多少？ (3)已知小车的速度为3m/s，受到水平地面的摩擦阻力的大小是小车重力的0.3倍。此电动车牵引力的功率是多大？ 6．氢能源汽车具有零排放的环保优势。某款氢能源汽车在水平公路上匀速行驶时受到的阻力为1.2×103N，匀速行驶30km消耗氢0.6kg（q氢＝1.5×108J/kg）。求： (1)汽车牵引力做的功； (2)氢气完全燃烧释放的热量； (3)汽车利用氢能的效率。 7．一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量约为8.4×106J，这些能量相当于完全燃烧0.7kg的干木柴才能得到。求：[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] (1)干木柴的热值约为多少； (2)若将这些干木柴用来烧水，不计热量损失，这些能量可以使100kg初温为20℃的水温度升高到多少摄氏度； (3)若某汽车发动机的效率为30%，这些能量可以供功率为10kW的汽车行驶多少分钟。 8．如图所示，建筑工人用200N的拉力将质量为34kg的木箱在10s内匀速提升3m，不计绳重和摩擦，g取10N/kg。求： (1)工人做的有用功； (2)工人做功的功率； (3)该滑轮组的机械效率。 9．我国自主品牌汽车通过技术革新和品质提升，越来越受到消费者的喜欢。某国产品牌汽车在平直公路上以25m/s的速度匀速行驶200s，消耗了汽油1kg。若汽车发动机的输出功率为92kW，汽油的热值。求： (1)求汽油完全燃烧放出的热量； (2)汽车牵引力所做的功； (3)发动机的效率。 10．一辆汽车，发动机的输出功率是40kW，热机的效率为20%，油箱里有16kg的汽油，如果车速为20m/s，求：（汽油的热值是4.6×107J/kg） (1)汽车受到的阻力； (2)这些汽油可供发动机做多少功； (3)汽车最多能行驶距离。 11．如图甲所示的轿车，采用氢气燃料工作，发动机的效率为50%。某次，该轿车在水平路面上以恒定功率P做直线运动，v-t图像如图乙所示。已知汽车（包括司乘人员）的总质量为1500kg，汽车行驶过程中所受阻力大小平均为车重的0.1倍，氢气的热值，取。求： (1)汽车所受阻力的大小： (2)在10~15s内汽车牵引力做的功； (3)该轿车保持此功率持续行驶1h，需要消耗多少氢气？ 12．如图所示，斜面长s=10m，高h=4m。用平行于斜面F=120N的拉力，将重力为G=200N的物体，由斜面的底端匀速拉到顶端，用时t=10s。求： (1)拉力做功的功率P； (2)该斜面的机械效率η；（百分号前结果保留一位小数） (3)物体受到的摩擦力f。 13．一辆卡车要将砂石拉往一个施工现场，卡车和砂石总质量为9t．卡车先以10m/s的速度在平直公路上以30kW的输出功率匀速行驶了10min。之后卡车行驶到一个山坡下，为了将砂石从山坡底运送到山坡顶的施工现场，司机将输出功率提升到120kW，用时2.5min，消耗了1.3kg柴油才到达坡顶。柴油的热值为4.3×107J/kg，g取10N/kg。求： (1)1.3kg的柴油完全燃烧放出的热量是多少？ (2)卡车在平直公路上行驶时，受到的阻力是多少？ (3)卡车爬上坡顶的过程中，卡车内燃机的效率是多少？（百分号前保留一位小数） 14．装卸工人用如图所示的滑轮组匀速提升重为400N的货物，所用的拉力F为250N，绳子自由端在10s内被拉下2m，在此过程中求： (1)拉力F所做的功； (2)拉力F功率： (3)滑轮组的机械效率。 15．如图所示，工人用动滑轮匀速提升重为300N的窗玻璃，所用的竖直拉力为200N，窗玻璃上升的高度为10m，用时50s。求： (1)工人做的有用功W有； (2)工人所用拉力的功率P； (3)动滑轮的机械效率η。 16．如图所示，塔式起重机上的滑轮组将重为的重物吊起，使其在15s内匀速上升10m，滑轮组的机械效率为90%。 (1)求提升重物做的有用功； (2)求绳端的拉力； (3)求拉力的功率： (4)若克服摩擦和钢丝绳重所做的功为12000J，求动滑轮的重力。 17．国庆长假期间小明和爸爸驾车出去旅游，汽车在一段平直且限速120km/h的高速公路上匀速行驶15km，消耗汽油1.6kg，发动机实际输出功率为43.2kW，汽油机效率为30%（假设汽油完全燃烧，）请你帮助小明解决下列问题： (1)1.6kg汽油完全燃烧能放出多少热量？ (2)汽车在这段路面行驶过程中，受到的阻力是多大？ (3)通过计算说明小明的爸爸是否在超速驾驶。 18．某品牌小汽车在水平路面上匀速行驶15min消耗汽油2.5L，汽车发动机的额定功率为40kW，已知汽油的密度为，汽油的热值为.求： (1)2.5L汽油完全燃烧放出的热量； (2)汽车发动机所做的功； (3)汽车发动机的效率。 19．如图甲所示，用滑轮组提升重力为500N的物体，物体在拉力F的作用下20s匀速上升了9m。此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示，求： (1)拉力F的功率； (2)滑轮组的机械效率； (3)若克服摩擦与绳重所做的额外功占总额外功的四分之一，则动滑轮的重力为多少N？ 20．氢气发动机采用氢气燃料工作，氢气的热值为q氢气=1.5×108J/kg。小华驾驶一辆上述发动机的轿车沿平直公路行驶，以25m/s的速度匀速行驶1h，此过程中轿车牵引力的功率为20kW，消耗了0.8kg氢气。设氢气在汽缸内完全燃烧，轿车以恒定功率行驶，发动机输出的能量全部用来驱动轿车行驶，求此过程中： (1)氢气完全燃烧放出的热量； (2)求轿车发动机的效率； 学科网（北京）股份有限公司 《2025年中考物理一轮复习提升训练：做功与机械能》参考答案 1．(1)2.15×106N (2)1.35×109J (3)25% 【详解】（1）由题意可知，登陆艇受到的重力为 G=mg=2.15×105kg×10N/kg=2.15×106N 因为登陆艇漂浮在海面上，所以受到的浮力为 F浮=G=2.15×106N （2）由题意可知，登陆艇的推进力为3.0×105N时，匀速行驶4500m，则推进力做的功为 W=Fs=3.0×105N×4500m=1.35×109J （3）汽油完全燃烧放出的热量为 Q放=mq=120kg×4.5×107J/kg=5.4×109J 发动机的推进效率为 2．(1)960W (2)80% (3)83.3% 【详解】解：（1）由图可知滑轮组中动滑轮上的绳子段数n＝2，绳子自由端移动的距离为 s＝nh＝2×6m＝12m 拉力F做功为 W＝Fs＝2400N×12m＝28800J 拉力F做功的功率为 （2）电动机的效率为 （3）物体的重力为 G＝mg＝8×50kg×10N/kg＝4000N 滑轮组的机械效率为 答：（1）拉力F做功的功率为960W； （2）电动机的效率为80%； （3）滑轮组的机械效率为83.3%。 3．(1) (2) (3)25% 【详解】（1）因汽车在平直公路上匀速行驶时处于平衡状态，牵引力做的功 （2）2kg汽油完全燃烧放出的热量 （3）这辆汽车发动机的热机效率 4．(1)36m (2)30N (3)75% 【详解】（1）由图甲可知自行车在8~14s匀速行驶，此时自行车的速度是6m/s，根据可知，8~14s电动自行车运动的路程 （2）由乙图象可知，在8~14s牵引力大小F=30N，因为在8~14s匀速运动，牵引力与摩擦力是一对平衡力，所以摩擦力 f=F=30N （3）根据P=Fv可得，匀速行驶时克服摩擦力做功的功率 P有用=fv=30N×6m/s=180W电动机输入总功率 P总=UI=48V×5A=240W所以电能转化为机械能的效率 5．(1)80% (2)250N (3)15375W 【详解】（1）由题图可知，动滑轮上有两段绳子，则拉力移动的距离为物体提升高度的2倍，则滑轮组的机械效率是 （2）因为拉力移动的距离为物体提升高度的2倍，则拉力为 即 解得。 （3）小车所受阻力为 根据题意可知小车匀速行驶，则水平方向受力平衡，即 所以电动车牵引力的功率是 6．(1)3.6×107J (2)9×107J (3)40% 【详解】（1）汽车在水平公路上匀速行驶时，受到的牵引力与阻力平衡，由二力平衡条件可知，此过程中汽车受到的牵引力 F=f=1.2×103N 汽车牵引力做的功 W=Fs=1.2×103N×30×103m=3.6×107J （2）0.6kg氢气完全燃烧释放的热量 Q放＝mq氢＝0.6kg×1.5×108J/kg＝9×107J （3）汽车利用氢能的效率 7．(1)1.2×107J/kg； (2)40℃； (3)4.2min 【详解】（1）干木柴的热值约为 （2）依题意得，水吸收的热量 由得，水升高的温度为 则水温升高到 （3）由得，汽车牵引力做的功为 由得，这些能量可以供功率为10kW的汽车行驶的时间为 8．(1)1020J； (2)120W； (3)85% 【详解】（1）由题意知，木箱的重为 G=mg=34kg×10N/kg=340N 则工人做的有用功为 W有=Gh=340N×3m=1020J （2）由图可知，动滑轮上绳子的根数为2，则绳子自由端移动的距离为 s=nh=2×3m=6m 则所做总功为 W总=Fs=200N×6m=1200J 做功的功率为 （3）该滑轮组的机械效率 9．(1)4.6×107J (2)1.84×107J (3)40% 【解析】【小题1】完全燃烧1kg汽油所放出的热量为 【小题2】由得，汽车牵引力所做的功为 【小题3】发动机的效率为 10．(1)2000N (2)1.472×108J (3)7.36×104m 【详解】（1）汽车做匀速直线运动，阻力与牵引力相等，由 阻力大小为 （2）根据可得这些汽油可供发动机做功 （3）根据得到汽车最多能行驶距离 11．(1)1500N (2) (3)0.72kg 【详解】（1）汽车行驶过程中所受阻力大小平均为车重的0.1倍，汽车所受阻力的大小为 （2）由图知在10~15s内汽车做匀速直线运动，牵引力等于阻力，牵引力为1500N,根据计算行驶路程为 在10~15s内汽车牵引力做的功为 （3）该轿车功率为 该轿车保持此功率持续行驶1h有用功为 根据计算氢气燃烧释放热量为 需要消耗氢气质量为 12．(1)120W (2)66.7% (3)40N 【详解】（1）拉力做功的功 拉力做功的功率 （2）有用功为 斜面的机械效率 （3）物体受到的摩擦力做功为额外功 物体受到的摩擦力 13．(1)5.59×107J (2)3000N (3)32.3% 【详解】（1）的柴油燃烧放出的热量为 （2）卡车输出的牵引力为 由于卡车做匀速运动，受到阻力与牵引力是一对平衡力，所以受到的阻力为 （3）卡车爬上坡顶的过程中，内燃机输出的有用功为 则卡车内燃机的效率为 14．(1)500J (2)50W (3)80% 【详解】（1）拉力F所做的功为 （2）拉力F功率为 （3）由题图可知，滑轮组的绳子承重股数为n=2，绳子自由端在10s内被拉下2m，则货物上升的高度为 拉力F所做的有用功为 则滑轮组的机械效率为 15．(1)3000J (2)80W (3)75% 【详解】（1）由题意知，匀速提升重为300N的窗玻璃，窗玻璃上升的高度为10m，则做的有用功 （2）由图可知，动滑轮上有两根绳子，因此绳子自由端移动的距离为 拉力所做总功为 拉力的功率 （3）动滑轮的机械效率为 16．(1)2.7×105J (2)1×104N (3)2×104W (4)1800N 【详解】（1）提升重物做的有用功 W有=Gh=2.7×104N×10m=2.7×105J （2）拉力做的总功 由图可知，承担物重的绳子股数n=3，绳子自由端移动的距离 s=nh=3×10m=30m 绳端的拉力 （3）拉力的功率 （4）额外功 W额=W总-W有=3×105J-2.7×105J=30000J 克服动滑轮做功 W额1=W额-W额2=30000J-12000J=18000J 动滑轮重 17．(1) (2) (3)小明的爸爸没有超速驾驶 【详解】（1）1.6kg汽油完全燃烧能放出的热量为 （2）发动机对外做的机械功为 汽车在这段路面行驶过程中，受到的牵引力是 汽车做匀速直线运动，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，汽车受到的阻力是 （3）汽车的行驶速度为 汽车速度小于最高限速120km/h，小明的爸爸没有超速驾驶。 18．(1) (2) (3)40% 【详解】（1）2.5L汽油完全燃烧放出的热量为 （2）汽车发动机所做的功为 （3）汽车发动机的效率为 19．(1)300W (2)75% (3)125N 【详解】（1）由乙图可知拉力20s做功6000J,则拉力功率为 （2）滑轮组的机械效率为 （3）额外功为 克服动滑轮的重力做功 动滑轮的重力为 20．(1)1.2×108J (2)60% 【详解】（1）根据热值公式计算氢气完全燃烧放出的热量为 （2）根据计算有用功为 轿车发动机的效率为 学科网（北京）股份有限公司 $$