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 一、计算题 1．如图所示，雾炮车（又称多功能抑尘车）是利用高压原理，喷出的水雾颗粒格外细小，它的大小甚至可以达到微米级，在雾霾天气或者空气中尘埃过多需要除尘的天气中．可以对其进行喷雾陈尘．已知该雾炮车的质量为10t，满载时可以装水10m3。某日清晨，雾炮车满载时在马路上匀速行驶，5min内行驶1500m，雾炮车满载驶时的牵引力大约是其总重的0.1倍，g取10N/kg。通过计算目答在上述过程中： （1）雾炮车满载时所装水的质量； （2）牵引力对雾炮车所做的功； （3）牵引力对雾炮车做功的功率。 2．如图所示的是我国“祝融号”火星车在火星表面行驶的画面。火星车的质量为240kg，轮子和地面的总接触面积为0.25m2，最大行驶速度为200m/h，假设火星车以最大行驶速度匀速行驶时受到的阻力为车重的，在火星表面，物体的重力与质量的比值约等于4N/kg，火星车在火星表面匀速行驶15min求： （1）火星车这段时间内行驶的路程。 （2）火星车这段时间内所做的功。 （3）火星车在火星表面静止时对水平面的压强。 3．“治理超限超载，共建平安大道。”一辆满载货物的货车，车轮与水平地面接触的总面积为，对地面的压强为。货车以20m/s的速度在平直公路行驶17.2km，发动机的输出功率为200kW，g取10N/kg。求： (1)货车发动机做的功； (2)货车到送货地点要经过一座路面平直的桥梁，这座桥上有限重标志牌如图所示，请判断货车是否允许通过这座桥。 4．一辆质量为2t的四轮新能源汽车，每个车轮与地面的接触面积为50cm，在平直公路上以额定功率80kW从静止开始运动，经15s运动了200m，恰好达到最大速度，接着匀速运动25s后，关闭发动机，滑行100m停下，其图像如图所示，已知汽车在运动过程中受到的阻力为车重的0.2倍（g取10N/kg），求： （1）汽车静止在水平路面上对路面的压强； （2）整个过程中发动机所做的功； （3）汽车运动的最大速度 。 5．某水底打捞作业中，需将一长方体石柱从水底匀速打捞出水，如图所示是吊车钢丝绳拉力F随石柱下表面距水底深度h变化的图像,(水的阻力忽略不计， )求: (1)石柱浸没在水中受到的浮力 (2)石柱未露出水面前,在水中上升2m铜丝绳拉力所做的功 (3)在水底时石柱上表面受到的水的压强 6．“运油﹣20”是我国自主研制的首款大型空中加油机，2022年11月在珠海航展上首次亮相，其最大飞行速度为800km/h，在空中可同时给三架战斗机加油，如图所示。 （1）质量为210t的“运油﹣20”静止在水平地面时，主轮与地面接触的总面积为1.5m2，它对地面的压强是多少？ （2）它在飞行训练时，以720km/h的速度匀速飞行3min，航程是多少？若在飞行时它受到的平均阻力约为5×105N，发动机牵引力做功的功率是多少？    7．为实现碳达峰和碳中和的目标，某款新能源汽车安装了能量回收装置，在汽车减速或滑行时，将车辆的机械能转化为电能，为汽车提供后续的能量。下表是该汽车的部分数据，求解下列问题。（g取10N/kg） 整车质量/kg 2000 发动机最大功率/kW 151 电动机最大功率/kW 200 最高车速/（） 180 电池支持最大续航里程/km 60 轮胎与地面接触的总面积/ 800 (1)该车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？ (2)在一次测试中，该车在纯电动模式下以最大功率匀速行驶50min，恰好达到最大续航里程，求此过程中： ①汽车匀速行驶的平均速度。 ②汽车牵引力做的功。 8．巍巍三峡大坝旁，有一座被称为“船舶电梯”的升船机。它与三峡的五级船闸一起，实现了“大船爬楼梯、小船坐电梯”的壮景。三峡升船机位于三峡双线五级船闸右侧，为客货轮和特种船舶提供快速过坝通道，由上游引航道、上闸首、承船厢室段、下闸首和下游引航道等部分组成，全线总长约7300米。船厢室段塔柱建筑高度146米，最大提升高度为113米、最大提升质量超过1.5万吨，相当于同时提升20万人。承船厢长132米、宽23.4米、高10米，可提升3000吨级的船舶过坝。某游船需要通过三峡大坝时，先通过引航道驶入承船厢，承船厢载着水和游轮开始垂直提升，大约8分钟后就与上游江面齐平，通过三峡升船机，船舶过坝时间由原来通过永久船闸的3.5小时缩短为约40分钟。众多数据显示三峡升船机是世界上规模最大、技术难度最高的升船机工程。g=10N/kg，请问： （1）承船厢底部承受的最大压强是多大?升船机的提升速度是多少？（保留两位小数） （2）若某游船的排水量为3000吨，它浸入水中的体积有多大？ （3）升船机一次升船能做的功最大有多大？ 9．2022年北京冬奥会圆满闭幕，冰壶项目备受关注，如图所示，中国运动员推着质量为19kg的冰壶在水平冰面上沿直线匀速滑行12 m，用时3s，该过程冰壶受到的阻力为自身重力的0.03倍，求： （1）冰壶在推行期间的速度为多少km/h； （2）运动员推力做功的功率。 10．2012年年底，南宁到广州的高速铁路将开通，全程约为570km，只需3h，若全程为平直轨道，动车组以5×105N的牵引力做匀速直线运动，求： （1）动车组运动的速度； （2）动车组受到的阻力； （3）牵引力在全程做的功。 11．五一假期，小阳外出旅行．如图，她用10N的水平推力推着行李走在候车厅里，行李箱总重力为200N，移动时轮子与水平地面接触的总面积为5cm2，若她以1.2m/s的速度，走了240m到达检票口．取g=10N/kg，请通过计算回答： （1）她到达检票口需要用多长时间？ （2）移动过程中行李箱对水平地面的压强是多少？ （3）这一过程中，她对行李箱做了多少功？ （4）她对行李箱做功的功率？ 12．如图所示的阿维塔（AVATR）是由长安、华为、宁德时代三方联合打造的高端智能电动品牌。阿维塔科技致力于打造国际化高端SEV品牌，公司总部位于中国重庆，并在中国上海及德国慕尼黑设有分部。在某次测试中，阿维塔汽车（包括车上的人和物品）总质量为2.2t，5min内在水平路面匀速行驶了6km，假如汽车以一定速度匀速行驶时受到的阻力为重力的0.1倍。求： （1）阿维塔汽车的速度； （2）阿维塔汽车牵引力的功率。 13．某型号小轿车油箱的容积是50升，所用的燃料是密度为0.71×103kg/m3的汽油． （1）该车油箱最多能装多少kg的汽油？ （2）如果该车的总质量是1400kg，轮胎对地面的压强是2×105Pa，车与地面接触的总面积是多少（g取10N/kg）？ （3）该车以20m/s的速度匀速行驶100km时消耗的燃料是5kg，如果汽油的热值是4.6×107J/kg，汽车发动机的输出功率是12kW，求发动机对外做的功和发动机的热机效率分别是多少？ 14．一辆从铜仁到梵净山的旅游大巴车，车与乘客的总质量为9000kg，车轮与地面的接触总面积为0.3m2．该大巴在某段平直公路上匀速行驶6km，用时5min．（g取10N/kg）求： （1）该大巴车行驶的速度 ； （2）该大巴车对水平地面的压强 ； （3）若该大巴车发动机的额定功率为120kw，求发动机的牵引力 ． 15．如图，小明新买了一块橡皮，经测量其长、宽、高分别为：3cm、2cm、1cm，质量为12g，现将其平放在面积0.3m2、距离地面80cm的水平桌面上。通过计算回答（取g=10N/kg）： （1）该橡皮所用材料的密度是多少？ （2）此时该橡皮对桌面的压强是多少？ （3）同桌小丽不小心将这块橡皮碰到了地面上，在下落过程中，橡皮的重力做了多少功？ 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）1×104kg；（2）3×107J；（3）1×105W 【详解】解：（1）雾炮车满载时所装水的质量是 m水=ρ水V水=1×103 kg/m3 ×10m3 =1×104 kg （2）雾炮车载满水时的总质量是 m总=m车+m水=10×1000kg+1×104 kg=2×104 kg 雾炮车载满水时的总总重力是 G总=m总g=2×104 kg×10N/kg=2×105 N 雾炮车满载行驶时的受到的牵引力是 F=0.1G总=0.1×2×105 N=2×104 N 故牵引力对雾炮车所做的功是 W=Fs=2×104 N×1500m=3×107 J （3）牵引力对雾炮车做功的功率是 P==1×105 W 答：（1）雾炮车满载时所装水的质量为1×104 kg； （2）牵引力对雾炮车所做的功为3×107 J； （3）牵引力对雾炮车做功的功率为1×105 W。 2．（1）50m；（2）4800J；（3） 【详解】解：（1）火星车行驶时间 火星车行驶距离 （2）火星车重力 火星车行驶时受到的阻力为 火星车匀速直线行驶，牵引力、阻力是一对平衡力，大小相等 （3）火星车对地面的压力 火星车对地面的压强 答：（1）火星车这段时间内行驶的路程为50m； （2）火星车这段时间内所做的功为4800J； （3）火星车在火星表面静止时对水平面的压强为。 3．(1) (2)这辆货车不允许通过这座桥 【详解】（1）发动机工作时间为 则货车发动机做的功为 （2）货车对桥的压力为 则货车满载时车和货物的总重力为 由可知，货车满载时车和货物的总质量为 因为，所以这辆货车不允许通过这座桥。 4．（1）1.6×10Pa；   （2）3.2×106J；   （3）20m/s 【详解】解： （1）汽车静止在水平路面上对路面的压力 汽车静止在水平路面上对路面的压强 （2） 由题意可知，整个过程中发动机的工作时间 且在这段时间内发动机的功率不变，由 可得，整个过程中发动机做的功 （3）全程中汽车的所受阻力 因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，汽车的牵力 由 可得，汽车的最大速度 答：（1）汽车静止在水平路面上对路面的压强为； （2）整个过程中发动机所做的功为； （3）汽车运动的最大速度为20m/s。 5．（1）5000N；（2）15000J；（3）30000Pa 【详解】（1）．由图知，石柱的重力为G=12500N； 浸没在水中受到的拉力为：F=7500N; 浸没在水中受到的浮力为：F浮=G-F=12500N-7500N=5000N； （2）．石柱未露出水面前,在水中上升2m铜丝绳拉力所做的功为： W=Fs=7500N×2m=15000J； （3）．在水底时石柱上表面距水面的深度为： h=h2-h1=5m-2m=3m 此时受到水的压强为： p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa； 答：（1）．石柱浸没在水中受到的浮力为5000N；（2）．石柱未露出水面前,在水中上升2m铜丝绳拉力所做的功为15000J；（3）．在水底时石柱上表面受到的水的压强为30000Pa； 6．（1）1.4×106Pa；（2）36000m；1×108W 【详解】解：（1）质量为210t的“运油﹣20”静止在水平地面时对地面的压力等于自身重力，即 它对地面的压强 （2）它在飞行训练时，以720km/h=200m/s的速度匀速飞行3min，根据速度公式可得航程 飞机做匀速直线运动，受到的牵引力等于阻力，为5×105N，发动机牵引力做功的功率是 答：（1）质量为210t的“运油﹣20”静止在水平地面时对地面的压强是1.4×106Pa； （2）它在飞行训练时，以720km/h的速度匀速飞行3min，航程是36000m；发动机牵引力做功的功率为1×108W。 7．(1) (2)； 【详解】（1）该车静止在水平地面上时，对地面的压力等于自身的重力，为 对地面的压强 （2）汽车匀速行驶的平均速度 汽车牵引力做的功 8．（1）1.46×106Pa ，0.24m/s；（2）3000m3；（3）1.5×109J 【详解】解：（1）承船厢底部承受的最大压强是 升船机的提升速度是 （2）若某游船的排水量为3000吨，由得，它浸入水中的体积有 （3）升船机最大提升的船的重力为 一次升船能做的功最大有 答：（1）承船厢底部承受的最大压强是1.46×106Pa ，升船机的提升速度是0.24m/s； （2）若某游船的排水量为3000吨，它浸入水中的体积有3000m3； （3）升船机一次升船能做的功最大有1.5×109J。 9．（1）14.4km/h；（2）22.8W 【详解】解：（1）冰壶的速度为 （2）冰壶的重力为 冰壶做匀速直线运动时，所受的阻力为 因冰壶处于受力平衡状态，则由二力平衡可知，冰壶所受推力 则推力做功的功率为 答：（1）冰壶在推行期间的速度为14.4km/h； （2）运动员推力做功的功率是22.8W。 10．（1）动车组运行的速度为190km/h；（2）动车组受到的阻力为5×105N；（3）牵引力在全程做的功为2.85×1011J 【详解】解：(1)动车组运行的速度为 v===190km/h (2)∵动车组做匀速直线运动，∴动车组受到的阻力为 f=F=5×105N (3)牵引力在全程做的功为 W=FS=5×105N×5.7×105m=2.85×1011J 答：(1)动车组运动的速度为190km/h； (2)动车组受到的阻力为5N； (3)牵引力在全程做的功为2.85×1011J。 11．（1）200s；（2）4×105Pa；（3）2400J；（4）12W． 【详解】解：（1）由v=可得，小阳到达检票口需要的时间：t===200s； （2）因水平面上物体的压力和自身的重力相等，所以，移动过程中行李箱对水平地面的压强：p====4×105Pa；（3）这一过程中，她对行李箱做的功：W=F′s=10N×240m=2400J；（4）她对行李箱做功的功率：P===12W． 12．（1）20m/s；（2）4.4×104W 【详解】解：（1）阿维塔汽车的速度 （2）汽车匀速行驶，牵引力和阻力是平衡力，牵引力等于阻力，牵引力 F=f=0.1G=0.1mg=0.1×2.2×103kg×10N/kg=2200N 阿维塔汽车牵引力的功率 答：（1）阿维塔汽车的速度是20m/s； （2）阿维塔汽车牵引力的功率是4.4×104W。 13．（1）35.5kg；（2）7×10﹣2m2．（3）6×107J，26% 【详解】（1）由密度公式： 可知，汽油的质量： ； （2）车对地面的压强： ，车与地面接触的总面积： ； （3）由速度公式：可知，车的行驶时间： ； 发动机对外做功： ；汽油完全燃烧释放的能量： ； 发动机的热机效率：. 14． 72km/h         3×105 Pa 6000N 【详解】该大巴车行驶的速度v==72km/h=20m/s 该大巴车对水平地面的压力F=G总=9000kg=90000N 该大巴车对水平地面的压强 P===300000Pa  因为大巴车做匀速运动根据P=FV得F===6000N 15．（1） ；（2）200Pa ；（3）0.096J 【详解】解：（1）橡皮的体积 V=abc=3cm×2cm×1cm=6cm3      橡皮的密度 （2）受力面积 S=ab=3cm×2cm=6cm2=6×10-4m2    橡皮的质量 m=12g=0.012kg 橡皮对桌面的压力 F压=G=mg=0.012kg×10N/kg=0.12N   该橡皮对桌面的压强     （3）橡皮下落的高度 h=80cm=0.8m橡皮的重力所做的功 W=Gh=0.12N×0.8m=0.096J    答：（1）该橡皮所用材料的密度是； （2）此时该橡皮对桌面的压强是200Pa ； （3）在下落过程中橡皮的重力做功0.096J 。 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 $$