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．如图所示是我国研制的室内无人搬运车，拥有自主定位导航、自主插取、规划路线、人机协作等功能。某次执行搬运任务时，搬运车在水平路面上匀速直线行驶了52m，耗时20s。已知该搬运车满载时总质量为3t，车轮与地面的总接触面积为，匀速行驶时受到的阻力为其重力的0.02倍，g取10N/kg。求在此次搬运任务中： （1）无人搬运车的行驶速度； （2）无人搬运车满载静止在水平地面时，对地面的压强； （3）在水平路面上行驶时牵引力所做的功。 2．如图所示是某型号的水陆两用坦克，它的车体比普通坦克要大，呈船形，既能在陆地行驶，也能在水中浮动。该水陆两用坦克的总质量是22t，每条履带的触地面积是2m2，发动机功率是420kW，水上最大速度14km/h，陆地最大速度54km/h．请根据以上信息求解该坦克：（g=10N/kg） （1）停在水平地面上时，对地面的压强多大？ （2）在水上航行时，所受浮力是多少？ （3）在陆地上以最大速度匀速行驶时坦克受到的阻力是多大？ 3．如图甲所示，我国自主研制的R20000-720型全球最大塔式起重机，拥有性能超强、技术先进、专利众多等特点，是塔机制造史上一次重要的突破。该塔机最大起重量为720t，最大起升高度为400m。 （1）请在图乙中画出物体沿竖直方向匀速上升过程中受力的示意图。 （2）若塔机一次将100t的物体沿竖直方向匀速提升100m，拉力做的功是多少？ （3）若塔机在（2）过程中所用时间为200s，拉力做功的功率是多少？ 4．杂技表演在我国具有悠久的历史。如图1所示为杂技“顶竿”表演，甲站在地面上，肩上顶着一根竖直竹竿，在某段表演过程中，质量为55kg的乙先用5s的时间沿竹竿匀速向上爬4m，然后甲顶着乙在水平地面上缓慢行走（已知在行走过程中，乙相对于竹竿静止且高度不变）。求： （1）在图2中画出乙沿竹竿上爬时在竖直方向的受力示意图； （2）这段表演过程中，乙克服重力所做的功和功率。 5．边长为0.1m的正方体木块，放在如图所示的容器中，现缓慢持续地往容器中注水，一段时间后，木块浮起．（已知ρ木=0.6×103kg/m3．）求： （1）木块的质量 ． （2）木块受到的浮力 ． （3）当木块浮起0.2m时，则在注水过程中浮力对木块所做的功 ． 6．一质量为3000kg的汽车沿着长为5.4km的平直公路匀速行驶，当它从起点行驶到终点时，耗时5min，发动机的牵引力为4000N．求： （1）汽车的行驶速度； （2）汽车发动机牵引力做的功； （3）汽车发动机牵引力的功率． 7．为寻找失联的飞机航班，我国启用了“蓝鳍金枪鱼﹣21”简称（金枪鱼）自主水下航行器进行深海搜寻。“金枪鱼”质量为750kg，最大潜水深度为4500m，若漂浮在海面的“金枪鱼”由起重装置将其匀速竖直吊离海面，起重装置拉力的功率随时间变化的图象如图所示，图中P3=3P1，求t1时刻起重装置对“金枪鱼”的拉力。（g取10N/kg，不考虑水的阻力） 8．2021年11月28日，长城汽车整车及零部件生产基地落户我市，计划年产12万辆整车。长城某型号四轮小汽车总质量为1.2t，每个轮胎与地面的接触面积为200cm2，发动机的牵引力额定功率为60kW，百公里油耗10L。已知汽油的密度为0.75×103kg/m3，g取10N/kg，求小汽车： （1）静止在水平路面上时对路面的压强； （2）以额定功率匀速行驶10min牵引力所做的功； （3）行驶50km消耗汽油的质量。 9．如图所示是一辆无人配送车。若该无人配送车装运快递后的总重为6000N，在某小区的平直道路上匀速行驶了60m，用时40s，此过程中受到的牵引力为600N，轮胎与地面接触的总面积为。通过计算回答：该无人配送车在40s的时间里； (1)对水平地面的压强是多少？ (2)牵引力做功是多少？ (3)牵引力做功的功率是多少？ 10．我国某企业自主研发的一款飞行汽车，在一次空中飞行测试中，以30m/s的速度沿水平方向匀速直线飞行了15min，发动机牵引力的功率恒为81kW，飞行汽车总质量为700kg。求： （1）在上述15min内飞行汽车飞行的距离； （2）汽车在空中匀速飞行时，发动机的牵引力。 11．如图所示是世界首款“水陆两栖”的敞篷概念车sQuba．在陆地上，sQuba最高速度可达126km/h，它还够潜入10m深的水下，在水下的最高速度为3km/h. sQuba车身轻巧，仅有900kg，潜入水下时，乘客利用车身携带的压缩空气装置，可以正常呼吸.（ρ水＝1.0×103kg/m3  ， g取10N/kg）求： （1）sQuba受到的重力；     （2）当汽车底部位于水下10m深处，水对汽车底部的压强；     （3）当汽车在陆地上以最高速度匀速行驶时所受到阻力为车重的0.2倍，则10min内汽车牵引力所做功的功率. 12．如图所示，重庆轨道2号线在李子坝站“穿”居民楼而过，山城的复杂地形造就了全国绝无仅有的震撼景象。若列车沿着长为5400m的平直轨道匀速行驶，当它从起点行驶到终点时耗时300s，列车受到的阻力为2000N。求： （1）列车的行驶速度； （2）列车发动机牵引力做功的功率。 13．我国自行研发的纯电动中巴车的质量约为2000kg，静止时轮胎与路面接触的总面积约0．2m2，以30m/s的速度沿水平路面匀速行驶时的输出功率约72kW．（g取10N/kg） （1）中巴车所受的重力是多少？ （2）静止时中巴车对路面的压强有多大？ （3）以30m/s匀速行驶时，所受阻力是多少？ 14．某轿车在一段水平路面上由静止以恒定功率开始运动，共用时10s，轿车与乘客总质量为1440kg，轮子与地面的总接触面积是0.08m2，图甲是速度V随时间t变化的关系图象，图乙是动力F随时间t变化的关系图象． （1）请问轿车在水平地面行驶时，对地面的压强为多大 ？ （2）在7﹣10s内，轿车克服阻力做了多少功 ？ （3）请你仔细观察图象，指出轿车在 0﹣7s内动力的变化情况，并说出其中的道理 ． 15．建筑工地上，起重机将重为8000N的货物在30s内匀速提升6m的高度，它的电动机所做的总功是1.2105J。请计算： (1)起重机提升货物所做的有用功是多少？ (2)电动机的功率是多少？ 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）无人搬运车的行驶速度为 （2）无人搬运车满载静止在水平地面时，对地面的压强为 （3）无人搬运车做匀速直线运动时，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，牵引力大小为 在水平路面上行驶时牵引力所做的功为 答：（1）无人搬运车的行驶速度为； （2）无人搬运车满载静止在水平地面时，对地面的压强为； （3）在水平路面上行驶时牵引力所做的功为。 2．（1）5.5×104Pa；（2）2.2×105N；（3）2.8×104N 【详解】解：（1）坦克停在水平地面上时，对地面的压强 （2）坦克在水上航行时，处于漂浮状态，故所受浮力是 （3）坦克在陆地上以最大速度匀速行驶时，因为牵引力和阻力是一对平衡力 所以坦克受到的阻力 答：（1）停在水平地面上时，对地面的压强为5.5×104Pa； （2）在水上航行时，所受浮力是2.2×105N； （3）在陆地上以最大速度匀速行驶时坦克受到的阻力是2.8×104N。 3．（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）物体沿竖直方向匀速上升，物体处于平衡状态，受到的竖直向上的拉力与竖直向下的重力大小相等，受力示意图如下图所示 （2）100t的物体的重力为 塔机匀速提起货物，拉力与物体重力大小相等，即 塔机一次将100t的物体沿竖直方向匀速提升100m，拉力做的功为 （3）塔机在（2）过程中所用时间为200s，则拉力做功的功率为 答：（1）物体沿竖直方向匀速上升过程中受力的示意图见解析； （2）塔机一次将100t的物体沿竖直方向匀速提升100m，拉力做的功为； （3）拉力做功的功率。 4．（1）；（2）2200J和440W 【详解】解：（1）乙沿竹竿匀速向上爬，受到竖直向下的重力与竖直向上的摩擦力，重力和摩擦力是平衡力，摩擦力 乙受力示意图，如图所示： （2）甲顶着乙在水平地面上缓慢行走2m，乙的重力不做功，在此过程中，乙克服重力做的功 乙克服重力做功的功率为 答：（1）乙沿竹竿上爬时在竖直方向的受力示意图如图所示 （2）这段表演过程中，乙克服重力所做的功是2200J、功率是440W。 5． 0.6kg 6N 1.2J 【详解】(1)木块的体积为V＝(0.1m)3＝0.001m3根据ρ＝可得：m＝ρV＝0.6×103kg/m3×0.001m3＝0.6kg， (2)∵木块的密度小于水的密度，∴木块漂浮在水面上，∴F浮＝G＝mg＝0.6kg×10N/kg＝6N； (3) 浮力对木块所做的功：W＝F浮s＝6N×0.2m＝1.2J. 6．（1）18m/s (2)2.16×107J (3)7.2×104 W 【详解】解答：(1)已知t＝5min＝300s,s＝5.4km＝5400m根据速度公式＝18m/s，答：汽车的行驶速度18m/s.(2)根据做功公式W＝FS＝4000N×5400m＝2.16×107J，答：汽车发动机牵引力做的功为2.16×107J.(3) P＝7.2×104W，答：汽车发动机牵引力的功率7.2×104W． 7．2500N 【详解】解：由图像可知，在t3时刻之后，“金枪鱼”已完全离开水面，起重装置将其匀速竖直吊离海面，受到平衡力的作用，即拉力为 由功率公式可得，功率；在t1时刻，起重装置对“金枪鱼”的拉力为F1，功率，已知，即，所以t1时刻起重装置对“金枪鱼”的拉力为 答：t1时刻起重装置对“金枪鱼”的拉力为2500N。 8．（1）1.5×105Pa；（2）3.6×107J；（3）3.75kg 【详解】解：（1）静止在水平路面上时对路面的压力 F=G=mg=1.2kg×103kg×10N/kg=1.2×104N 受力面积 S=4×200cm2=800cm2=0.08m2 静止在水平路面上时对路面的压强 （2）以额定功率匀速行驶10min牵引力所做的功 W=Pt=60×103W×10×60s=3.6×107J （3）行驶50km消耗汽油的体积 行驶50km消耗汽油的质量 m=ρV=0.75×103kg/m3×5×10﹣3m3=3.75kg 答：（1）静止在水平路面上时对路面的压强为1.5×105Pa； （2）以额定功率匀速行驶10min牵引力所做的功为3.6×107J； （3）行驶50km消耗汽油的质量为3.75kg。 9．(1) (2) (3)900W 【详解】（1）无人配送车装运快递后的总重为6000N，轮胎与地面接触的总面积为，则对水平地面的压强 （2）无人配送车在某小区的平直道路上匀速行驶了60m，受到的牵引力为600N，则牵引力做功 W=Fs=600N×60m=3.6×104J （3）用时40s，则牵引力做功的功率 10．（1）2.7×104m；（2）2.7×103N 【详解】解：（1）飞行汽车飞行的距离 s=vt=30m/s×15×60s=2.7×104m （2）汽车在空中匀速飞行时，发动机的牵引力 答：（1）在上述15min内飞行汽车飞行的距离为2.7×104m； （2）汽车在空中匀速飞行时，发动机的牵引力为2.7×103N。 11．（1）9000N；（2）1×105Pa；（3）6.3 ×104w． 【详解】（1）汽车的重力G=mg=900kg10N/kg=9000N (2)水对汽车底部的压强 （3）由题意t=10min=， 汽车所走的路程， 牵引力的功 牵引力的功率 另解：， （1）根据公式G=mg可求车的重力； （2）根据液体压强公式可求水对汽车底部的压强； （3）匀速行驶时，牵引力等于阻力，根据功率公式或可求牵引力的功率． 考点：压强的大小及其计算；功的计算；功率的计算． 点评：本题为力学综合题，考查学生对压强公式、功率公式的掌握和运用，知识点多、综合性强，关键是公式及其变形的灵活运用，要知道在水平面上物体对地面的压力等于物体自身的重力，解题过程中还要注意单位的换算． 12．（1）18m/s；（2） 【详解】解：（1）由可得，列车的行驶速度为 （2）列车沿着长为5400m的平直轨道匀速行驶，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以发动机的牵引力为 列车发动机牵引力做功的功率为 答：（1）列车的行驶速度为18m/s； （2）列车发动机牵引力做功的功率为。 13． 2×104N 1×105Pa 2400N 【详解】（1）中巴车所受的重力是： （2）中巴车对路面的压强为： （3）根据得，所受阻力为： 14． 1.8×105Pa 3×105J功 轿车在 0﹣7s内动力不断减小；因为轿车的功率P=Fv恒定不变，在0﹣7s内由静止开始速度v不断变大，所以动力F逐渐减小 【详解】（1）轿车在水平地面行驶时，对地面的压力：F=G=mg=1440kg×10N/kg=14400N， 轿车在水平地面行驶时，对地面的压强：p==1.8×105Pa； （2）由甲图可知，轿车在7﹣10s内做匀速直线运动，速度v=20m/s， 轿车通过的路程s=vt=20m/s×3s=60m， 由图乙可知，轿车在7﹣10s内受到的动力F′=5×103N， 根据力的平衡可知，受到摩擦力f=F′=5×103N， 则轿车克服阻力做功：W=fs=5×103N′×60m=3×105J； （3）由图象可知，轿车在 0﹣7s内动力不断减小；因为轿车的功率恒定不变，由P=Fv可知，在0﹣7s内由静止开始速度v不断变大，所以动力F逐渐减小． 点睛：本题考查的是压强、功的计算，还考查了力的平衡、速度公式和功率公式的应用，解题的关键是读懂图象，并能从图象中获得相关信息进行分析计算，综合性较强，难度适中． 15．(1)4.8104J；(2)4104W 【详解】(1)匀速直线运动状态下，有用功为货物重力势能的增加量 W有=Gh=8000N6m= 4.8104J (2)功率表示单位时间内所做的功，已知电动机所做的总功及其时间，则 答：(1)起重机提升货物所做的有用功是4.8104J； (2)电动机的功率是4104W。 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 $$