2025年中考物理一轮复习专题做功与机械能计算

2025年中考物理一轮复习专题做功与机械能计算 一、计算题 1．我国自主研制的“红旗HQ3”无人驾驶汽车在某段平直公路上进行测试，汽车匀速行驶5.4km，消耗汽油0.3kg，已知汽车发动机的牵引力是1000N，汽油的热值为4.5×107J/kg，试求： （1）消耗的汽油若完全燃烧，产生的热量为多少J？ （2）发动机的效率是多少？ 2．今年春节期间，武汉疫情爆发。火神山和雷神山的建设成了一场与疫情的生死竞速！建设者们不分昼夜，拼命赶工，创造了建筑史上的奇迹！如图是一张建筑工人肩负水泥赶往工地的特写画面。若水泥的质量为40kg，水泥与工人肩膀的接触面积为 ，求：（ g取10N/kg） （1）水泥受到的重力多大？ （2）水泥对建筑工人肩膀的压强多大？ （3）如果建筑工人在2s内将水泥举高了1.6m，建筑工人对水泥做功的平均功率多大？ 3．一辆额定功率为30kW的小汽车在水平路面上匀速直线行驶10min，消耗汽油1.3kg，小汽车发动机效率为多少？（汽油热值q=4.6×107J/kg） 4．用如图所示的装置将浸没在水中、质量为0.85kg的物体以0.1m/s的速度匀速提升0.2m，弹簧测力计的示数为3N，不计绳重、滑轮重及摩擦，假设物体始终未露出水面。求：拉力的功率。（g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）   5．为了实现节能减排，我市很多出租车都换成了燃气汽车。一辆出租车气罐中充有的压缩天然气，天然气的热值为，若天然气完全燃烧后产生的热量有30%用于出租车牵引力做功，出租车行驶过程中受到的平均阻力为。求： （1）出租车气罐中的天然气完全燃烧后产生的热量Q； （2）气罐中天然气完全燃烧后出租车能匀速行驶的路程s。 6．在水平地面上，用20 N的力沿水平方向拉着质量为10kg的小车前进5m，用时10s（g取10N/kg）．求： （1）小车受到的重力． （2）拉力做功的功率． 7．随着科技发展，有些餐厅利用机器人送餐。某次送餐时，机器人与食物的总重为300N，轮子与水平地面总接触面积为1×10-3m2，机器人牵引力为30N。（g取10N/kg）求： （1）静止时机器人对水平地面的压强； （2）机器人水平匀速运动36m，用时1min，牵引力所做的功； （3）牵引力做功的功率。 8．利用图所示的滑轮组，在5s内将重为360N的物体匀速向上提起2m，作用在绳端竖直向上的拉力F为150N，求： （1）该滑轮组的机械效率； （2）拉力F的功率． 9．上海自主研发了一种氢燃料汽车，质量为0.5吨，它使用氢气代替汽油。已知汽车在水平路面匀速行驶时受到2400牛的水平阻力，速度为20米/秒，在一次测试中牵引力做功1.44×107焦。求： （1）汽车受到牵引力F； （2）汽车受到重力G； （3）汽车牵引力所做的功率P； （4）汽车牵引力做功所用时间t。 10．智慧医疗技术“硬核”支援“新冠肺炎”P防治。2月10日某医院迎来了聪明的“导医工作者”，一导医机器人“晓医”如图所示。防疫科普、疾病分诊、问路指路、业务咨询、无惧病毒，导医机器人“晓医”无所不能。“晓医”的质量40kg，高150cm。它在水平地面上沿直线行走36m，用时1min，受到的牵引力大小是150N。（取g=10N/kg）求： (1)机器人“晓医”受到的重力； (2)机器人“晓医”牵引力做功的功率。 11．近年来，我国汽车工业发展迅猛，各种新型汽车不断投放市场。如表是我国某品牌轿车的测试报告。汽油的热值q汽油=3.3×107J/L，燃料完全燃烧放出热量的公式是Q=Vq，式中V表示燃料的体积。 （1）该品牌轿车在测试过程中，轿车牵引力做的功； （2）请计算该品牌轿车在测试过程中，燃料完全燃烧产生的内能转化为发动机牵引轿车前进所需能量的效率（g取10N/kg，保留一位小数）； （3）近年来，我国部分省份开始推广使用乙醇汽油。乙醇汽油是由10%体积的乙醇与90%体积的汽油混合而成，已知乙醇的热值q乙醇=2.4×107J/L，设混合后总体积不变，请计算乙醇汽油的热值为多少。 车型 某品牌轿车 测试道路 标准水平国道 测试距离 10km 测试速度 80km/h匀速行驶 整车质量 1200kg 消耗汽油 0.9L 受到阻力 整车重的0.08倍 12．如图A是一艘依靠太阳能驱动的船，其排水量是60t， 船的表面安装有太阳能电池板，接收的太阳能用来驱动船前进。在一次航行中，从某一时刻开始，太阳能船受到水平方向的牵引力F随时间t 的变化关系如图B甲所示，船的运动速度v随时间t 的变化关系如图B乙所示（g取10N/kg）。求： (1)这艘船满载时受到的浮力； (2)船在航行过程中，第50~100s 内牵引力的做的功。 13．在小型建筑工地，常用简易的起重设备竖直吊运建筑材料，其工作原理相当于如图所示的滑轮组。某次将总重G为4000N的砖块匀速吊运到高为10m的楼上，用时40s，卷扬机提供的拉力F为2500N。 求在此过程中： (1)有用功； (2)拉力F的功和功率； (3)滑轮组的机械效率。 14．如图甲所示为一种用来取水的机械——筒车。图乙是其结构简图，若接水槽离取水处高4m，筒车旋转一周可以取水36kg，所用时间为60s。接水槽离倒水处的高度忽略不计，求： （1）该筒车旋转一周对进入接水槽的水所做的功； （2）该筒车旋转一周对进入接水槽的水做功的功率。 15．如图所示，工人用滑轮组提升重为400N的货物所用拉力恒为240N，货物被匀速提升10m．求: （1）工人做的功   （2）滑轮组的机械效率 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年中考物理一轮复习专题做功与机械能计算》参考答案 1．(1) 1.35×107J；(2) 40%． 【分析】(1)知道消耗汽油的质量，根据求出汽油完全燃烧放出的热量； (2)知道汽车匀速行驶的牵引力和距离，根据求出汽车牵引力所做的功；再根据求出汽油机的效率． 【详解】(1)汽油完全燃烧放出的热量： ； (2)汽车发动机所做的有用功： ； 汽油机的效率： ． 答：(1)消耗的燃油完全燃烧产生的热量是1.35×107J；(2)发动机的效率是40%． 2．（1）400N；（2）20000Pa ；（3）320W 【分析】(1)已知水泥的质量，根据求出水泥的重力； (2)已知水泥与工人肩膀的接触面积，水泥对肩膀的压力等于水泥的重力，根据求出水泥对建筑工人肩膀的压强； (3)根据得出建筑工人对水泥做功的平均功率。 【详解】(1)若水泥的质量为40kg，水泥的重力 (2)已知水泥与工人肩膀的接触面积为，水泥对肩膀的压力等于水泥的重力 水泥对建筑工人肩膀的压强 (3)建筑工人对水泥做功的平均功率 答：(1)水泥受到的重力为； (2)水泥对建筑工人肩膀的压强为20000Pa； (3)如果建筑工人在内将水泥举高了，建筑工人对水泥做功的平均功率为。 【点睛】本题结合实际，考查重力、压强、功率的计算，为基础题。 3．30% 【详解】解：小汽车以额定功率匀速直线行驶10min牵引力所做的功为 完全燃烧1.3kg汽油放出热量 小汽车发动机的效率为 答：小汽车发动机效率为30%。 4．0.6W 【详解】解：拉力端移动速度 v=2v物=2×0.1m/s=0.2m/s 拉力做功功率 P=Fv=3N×0.2m/s=0.6W 答：拉力的功率0.6W。 5．（1）；（2） 【详解】解：（1）由题意可知，根据公式 可得，出租车气罐中的天然气完全燃烧后产生的热量 （2）因为出租车在公路上做匀速直线运动，所以 牵引力做功所消耗的能量为 根据公式 可得，气罐中天然气完全燃烧后出租车能匀速行驶的路程 答：（1）出租车气罐中的天然气完全燃烧后产生的热量Q为； （2）气罐中天然气完全燃烧后出租车能匀速行驶的路程s为。 6．（1）100N（2）10W 【详解】（1）小车受到的重力：G=mg=10kg10Nkg=100N； （2）在水平地面上时的速度：v===0.5m/s，拉力为20N，拉力做功的功率：P=Fv=20N5m/s=10W. 7．（1）3×104Pa；（2）1080J；（3）18W 【详解】解：（1）由题意可知，机器人对地面的压力 由可知，机器人对地面的压强 （2）由可知，牵引力所做的功 （3）由可知，牵引力做功的功率 答：（1）静止时机器人对水平地面的压强为3×104Pa； （2）机器人水平匀速运动36m，用时1min，牵引力所做的功为1080J； （3）牵引力做功的功率是18W。 8．（1）80%；（2）180W； 【分析】根据题中“利用图所示的滑轮组，……求该滑轮组的机械效率和拉力F的功率”可知，本题考查机械效率和功率的计算．根据机械效率公式和功率公式P=Fv列式计算． 【详解】（1）由图可知，滑轮组承担重物和动滑轮重的绳子的股数n=3， 滑轮组的机械效率 ． （2）根据可得，拉力F的功率 ． 答：（1）该滑轮组的机械效率为80%；（2）拉力F的功率为180W． 9．（1）2400N；（2）；（3）；（4）300s 【详解】解：（1）汽车在水平路面匀速行驶时，汽车受到牵引力 （2）汽车受到重力 （3）汽车牵引力所做的功率 （4）汽车牵引力做功所用时间 答：（1）汽车受到牵引力为2400N； （2）汽车受到重力为； （3）汽车牵引力所做的功率为； （4）汽车牵引力做功所用时间为300s。 10．(1)400N；(2)90W 【详解】(1) 机器人“晓医”受到的重力 (2)机器人的速度为 机器人“晓医”牵引力做功的功率为 答：(1)机器人“晓医”受到的重力400N。 (2)机器人“晓医”牵引力做功的功率为90W。 11．（1）9.6×106J；（2）32.3%；（3）3.21×107J/L 【详解】解：（1）由表格信息可知，轿车受到的阻力 f=0.08G=0.08×1200kg×10N/kg=960N 汽车匀速行驶过程中，牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，所以汽车的牵引力 F=f=960N 牵引力做的功 W=Fs=960N×10×103m=9.6×106J （2）汽油完全燃烧放出的热量 Q=Vq汽油=0.9L×3.3×107J/L=2.97×107J 燃料完全燃烧产生的内能转化为发动机牵引轿车前进所需能量的效率 （3）设乙醇汽油的体积为V'，由于混合后总体积不变，所以乙醇汽油中含汽油的体积为0.9V'，含乙醇的体积为0.1V'，根据Q=qV得，汽油完全燃烧放出的热量 Q汽油=V′×90%×q汽油=0.9V′q汽油 乙醇完全燃烧放出的热量 Q乙醇=V′×10%×q乙醇=0.1V′q乙醇 所以，乙醇汽油的热值 答：（1）该品牌轿车在测试过程中，轿车牵引力做的功为9.6×106J； （2）该品牌轿车在测试过程中，燃料完全燃烧产生的内能转化为发动机牵引轿车前进所需能量的效率为32.3%； （3）乙醇汽油的热值为3.21×107J/L。 12．(1) (2) 【详解】（1）排水量是船满载时排开水的质量 根据阿基米德原理可得船满载时受到的浮力 （2）由图丙可知，在第50~100s内，船匀速行驶，速度v=0.5m/s，行驶时间 t=100s-50s=50s 由可得船行驶的距离 由图乙可知，在第50~100s内，船的牵引力F=8×104N，则牵引力做的功 13．（1）；（2），1250W；（3）80% 【详解】解：(1)有用功 (2)拉力F的功 拉力F做功的功率 (3)滑轮组的机械效率 答：(1)有用功是； (2)拉力F的功是，功率是1250W； (3)滑轮组的机械效率是80%。 14．（1）1440J；（2）24W 【详解】解：（1）进入接水槽的水的重力为 对进入接水槽的水所做的功为 （2）对进入接水槽的水做功的功率 答：（1）该筒车旋转一周对进入接水槽的水所做的功为1440J； （2）该筒车旋转一周对进入接水槽的水做功的功率为32W。 15．（1）4800J；（2）83.3%． 【详解】（1）由图知道，滑轮组绳子的有效段数是： n=2， 所以，绳子自由端移动的距离是： s=2h=2×10m=20m， 故工人做的功是： W总 =Fs=240N×20m=4800J； （2）由题意知，提升物体做的有用功是： W有=Gh=400N×10m=4000J， 所以，滑轮组的机械效率是： η=W有/W总×100%=4000J/4800J×100%≈83.3%。 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 $$