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：做功与机械能计算题 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 第一板块：夯实基础 一、计算题 1．如图所示，用动滑轮匀速提升质量为10千克的物体，使物体提升了2米，若滑轮的重力，绳子与滑轮之间的摩擦均不计，求： （1）拉力的大小； （2）拉力所做的功． 2．如图是我国第一款纯电动疫苗接种车，疫苗车空车质量为4t，车轮与水平地面接触的总面积为，发动机的输出功率为60kW不变。（取，汽油的热值为）求： （1）疫苗车空车静止在水平地面时，对地面的压强； （2）疫苗车在水平路面匀速直线行驶时，受到的阻力为3000N，疫苗车的速度； （3）疫苗车以（2）中的速度在平直路面行驶46km，若换用效率为的汽油机提供动力，需要消耗汽油的质量。    3．如图是某厂家开发的汽车，其质量为1500kg，车轮与地面接触的总面积为0.075，该车在水平路面上匀速直线行驶13.8km，用时10min，这一过程中汽车发动机的输出功率为．（g取10N/kg） (1)汽车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？ (2)汽车牵引力所做的功是多少？ (3)行驶过程中汽车受到的阻力是多少？ 4．如图所示的智能送药机器人，在疫情期间发挥了极大的作用。其空载时质量为50kg，一次最多可以配送60kg物品。 （1）机器人的外壳是由玻璃钢材料制成的。有一小块玻璃钢材料质量为0.09kg，体积为50cm3，求该材料的密度； （2）已知机器人在地面行驶时的总接触面积为0.02m2，求机器人在水平地面空载行驶时对水平地面的压强； （3）已知机器人满载行驶时受到的摩擦力是总重力的0.1倍，满载时，机器人将药物匀速直线送往100m处的医生，求这一过程机器人做的功。 5．如图所示是在水平面上移动重物的装置，若物重为600N，在阻力为重力的0.2倍时，匀速移动物体，使其以2m/s的速度前进，经过5s，（滑轮内部摩擦及滑轮重不计）试求： （1）拉力F的大小； （2）拉力F所作的功。 第二板块：能力提升 6．如图所示为某段盘山公路，从山谷到山顶的盘山公路长400m，山高60m，一辆5t的货车从山谷匀速开上山顶用时200s且牵引力保持2.5×104N不变。g取10N/kg，求： （1）该段盘山公路的机械效率； （2）货车在匀速爬坡过程中牵引力的功率。 7．未来的广元将是全国绿色生态康养城市之一，提倡大家低碳出行，电动汽车比燃油汽车低碳环保并且能源利用率高，是今后交通工具的发展方向．某款新型家用四轮电动汽车质量为0.6t，每个轮胎与地面接触面积为20cm2，汽车蓄电池提供电压150V，电动机正常工作时电流为10A，使汽车获得240N的牵引力，保证汽车以18km/h的速度在水平路面上匀速行驶，g取10N/kg，求： （1）汽车静止时对地面的压强； （2）汽车匀速行驶5min克服摩擦阻力所做的功； （3）电动机正常工作时，电能转化为机械能的效率． 8．9月25日上午，中国首艘航空母舰“辽宁”号正式交接服役，从此中国摆脱了没有航母的历史．如图甲是辽宁号航空母舰的图片，辽宁号航空母舰以重油（原油提取汽油、柴油后剩余重质油）为燃料，总功率1.5×108W，最大舰长304米，舰宽70.5米，飞行甲板长300米、宽70米，最高航速约54km/h．2012年11月23日上午中国独立自主研发的航母舰载飞机﹣歼﹣15首次成功降落在“辽宁舰”甲板上（如图乙所示）． 请回答下列问题：     （1）在某次训练中，从两名飞机起飞指挥员用“航母style”动作（如图丙所示）向歼﹣15飞行员下达起飞指令后，30架歼﹣15陆续飞离航母平台后，航母排开水的体积减少了600m3， 每架歼﹣15的质量约为多少？（海水密度取1.0×103kg/m3） （2）如果航母总功率全部用来提供它向前的牵引力，当航母以最高航速54km/h航行时，它产生的牵引力是多少？若在这种状态下匀速航行1000km，航母发动机的效率为25%，至少需要燃烧多少千克的重油？（重油的热值为4.0×107J/kg） （3）若航母储存燃油质量一定，它在水中航行时受到的阻力与航速的平方成正比，航母低速匀速行驶还是高速匀速行驶时续航里程（连续航行的最大距离）大？ 9．放在水平地面上的物体在20牛的水平拉力作用下移动了6米，当拉力消失后又移动了1米，求拉力所做的功． 10．若某型号单缸四冲程汽油机的活塞面积取S=3.0×10-3m2，活塞冲程长度为L=5cm，做功冲程燃气的平均压强为p=1.0×106Pa，活塞以n=2400r/min做往复运动，汽油机往复运动两次，对外做功一次。 (1)汽油机在此工作状态下的功率是多少？ (2)如果此工作状态下每分钟消耗20g汽油，那么汽油机把内能转化为机械能的效率是多少？（保留一位小数，q汽=4.6×107J/kg、不计摩擦） 第三板块：智力挑战 11．某物体在大小为10牛的水平拉力F作用下，沿拉力方向做匀速直线运动，其s-t图像如图所示。 （1）求该物体的速度v。 （2）求水平拉力F在10秒内做的功W。 12．如图所示，小李用力将货物在5秒内匀速提升2米，拉力的功率为40瓦。不计滑轮和绳子的重力，求： ①这段时间内拉力所做的功W。 ②拉力大小F。 13．如图所示是我国自主研制的新型气垫两栖登陆艇．它的质量约为1.0×103kg，底面积约为500m2，问： （1）登陆艇漂浮在海面上时，受到的浮力是多少？ （2）登陆艇静止在水平海潍上时，对海滩的压强是多少？ （3）若登陆艇用3.0×103N的推进力，以20m/s的航速行驶10min，则登陆艇的功率是多少？ 14．汽车尾气是大气的重要污染源，而动车组可实现零排放．假设德阳与成都相距60km，一动车组从德阳站由静止启动后做直线运动，先加速运动2min，然后以恒定速度匀速运动21min，最后做减速运动2min到达成都站停住． （1）动车组从德阳站到成都站的平均速度是多少m/s? （2）若动车组的平均牵引力为2.8×105N，则从德阳到成都动车组的牵引力的平均功率是多少W? （3）如果燃油公共汽车与动车组从德阳站到成都站牵引力所做的功相同，则公共汽车排放气体污染物的质量是多少kg．（燃油公共汽车每做1J功排放气体污染物3×10-6g） 15．人类的祖先钻木取火，为人类文明揭开了新的一页．钻木取火的一种方法是将削尖的木棒伸到木板的洞里，用力压住木棒来回拉动钻弓．木棒在木板的洞里转动时，板与棒互相摩擦，机械能转化为内能，而热集中在洞内，不易散发，提高了木棒尖端的温度，当达到约260℃时木棒便开始燃烧．因木头是热的不良导体，故受热厚度很薄，木棒受热部分的质量只有0.25克．已知：来回拉一次钻弓需1.0秒，钻弓长为s=0.25米，人拉钻弓的力为16牛顿，木头比热容c=2×103焦／(千克·℃)，室温为20℃，问： （1）人来回拉一次钻弓克服摩擦力所做的功为多少? （2）人克服摩擦力做功使机械能转化为内能，若其中有25％被木棒尖端吸收，则1秒内可使木棒尖端温度提高多少℃? （3）请你估算用多长时间才能使木棒燃烧起来? 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提升训练：做功与机械能计算题》参考答案 1．49牛@196焦 【详解】（1）如图可知，该滑轮为动滑轮，承重绳为2股，根据动滑轮的特点可知：在不计滑轮重力与摩擦力的情况下，绳自由端拉力等于重力的一半： F拉= （2）根据动滑轮特点可知，因为承重绳为2股，所以绳子移动的距离是物体移动距离的2倍，即绳子移动了4m，拉力所做的功W拉=F拉×s=49N×4s=196J 2．（1）；（2）20m/s；（3）10kg 【详解】解：（1）疫苗车空车的重力 疫苗车空车静止在水平地面时，对地面的压力 对水平地面的压强 （2）因为疫苗车在水平路面匀速直线行驶，所以疫苗车受到的牵引力、阻力是一对平衡力，大小相等，疫苗车受到的牵引力 由可得疫苗车行驶速度 （3）疫苗车匀速行驶做的有用功 若换用效率为的汽油机提供动力，由可得汽油完全燃烧释放的热量 由可得，需要完全燃烧汽油的质量 答：（1）疫苗车空车静止在水平地面时，对地面的压强为； （2）疫苗车在水平路面匀速直线行驶时，受到的阻力为3000N，疫苗车的速度为； （3）若换用效率为的汽油机提供动力，需要消耗汽油的质量为10kg。 3．(1) (2) (3) 【详解】（1）（1）该汽车静止在水平路面上时，对地面的压力 对地面的压强 （2）由得，汽车牵引力所做的功 （3）由得，汽车受到的牵引力 汽车匀速直线运动时，牵引力和阻力是一对平衡力，则阻力 4．（1）1.8g/cm3；（2）2.5×104Pa；（3）1.1×104J 【详解】解：（1）玻璃钢材料的质量 该材料的密度 （2）机器人空载时对水平地面的压力 此时机器人对水平地面的压强 （3）满载机器人的总质量 此时机器人的总重力 机器人在匀速直线运动时，其受到的动力与摩擦力是一对平衡力，故其动力 这一过程机器人做的功 答：（1）该材料的密度为1.8g/cm3； （2）此时机器人对水平地面的压强为2.5×104Pa； （3）这一过程机器人做的功为1.1×104J。 5．（1）40 N；（2）1200 J 【详解】解：（1）物体在水平面上匀速移动时，所受摩擦力 f=0.2G=0.2×600N=120N 滑轮组绳子的股数n=3，所以拉力F的大小为 （2）物体在水平面上移动的距离 s=vt=2m/s×5s=10m 因此，绳子自由端移动距离 s′=ns=3×10m=30m 拉力F做的功 W=Fs′=40N ×30m=1200J 答：（1）拉力F的大小为40N； （2）拉力F所做的功为1200J。 6．（1）30%；（2）5×104W 【详解】解：（1）车行驶过程中牵引力所做的功 货车重力 牵引力做的有用功 该盘山公路的机械效率 （2）牵引力的功率 答：（1）该段盘山公路的机械效率为30%； （2）货车在匀速爬坡过程中牵引力的功率为。 7．（1）7.5×105Pa（2）3.6×105J（3）80% 【分析】（1）静止在水平面上的物体，其对水平面的压力大小等于物体的重力，由 解题； （2）匀速直线运动的物体，其所受的阻力与牵引力为一对平衡力，由求解； （3）用电器正常工作时，由求出所消耗的电能，由解题． 【详解】（1）汽车静止时对地面的压力：，汽车静止时对地面的压强： （2）汽车在水平路面上匀速行驶，所受的阻力：，汽车匀速行驶5min克服摩擦阻力所做的功： （3）电动机正常5min消耗的电能：，由可得：由 答：（1）汽车静止时对地面的压强为7.5×105Pa； （2）汽车匀速行驶5min克服摩擦阻力所做的功为3.6×105J； （3）电动机正常工作时，电能转化为机械能的效率为80%． 【点睛】本题考查压强、功、效率的计算，要理解压力与重力的关系，掌握匀速运动的汽车，所受的阻力与牵引力相等． 8．（1）2×104kg；（2）1×107N； 1×106kg；（3）低速行驶时续航里程大． 【分析】（1）知道航母排开水的体积减少值，利用阿基米德原理求减少的浮力，浮力减少量等于航母的质量减少量，据此求出每架歼-15的质量； （2）知道航母最高航速，利用P＝Fv求此时的牵引力；知道行驶的距离，利用W＝Fs计算航母做的有用功（有用能量）；根据效率公式求燃料完全燃烧放出的热量（总能量），再利用Q＝mq求至少需要燃烧重油的质量； （3）燃油质量、燃油热值、航母发动机效率一定，克服阻力的功一定，当航母匀速行驶时，W＝Fs＝fs，可见阻力与航速的平方成正比，所以续航里程与航速的平方成反比，低速行驶时续航里程大． 【详解】（1）30架歼-15陆续飞离航母平台后，浮力减小量：△F浮＝△G＝ρ水△V排g＝1×103kg/m3×600m3×10N/kg＝6×106N，减小的质量，即30架歼-15的质量：△m＝＝6×105kg，每架歼-15的质量：m＝＝2×104kg； （2）v＝54km/h＝54×m/s＝15m/s，∵P＝Fv，∴牵引力：F＝＝1×107N；s＝1000km＝1×106m航母做的有用功（有用能量）：W有用＝Fs＝1×107N×1×106m＝1×1013J ∵η＝，∴燃料完全燃烧放出的热量（总能量）Q＝＝4×1013J，∵Q＝mq，∴至少需要燃烧重油的质量：m＝＝1×106kg； （3）∵燃油质量、燃油热值、航母发动机效率一定，∴克服阻力的功一定，当航母匀速行驶时，W＝Fs＝fs，可见阻力与航速的平方成正比，∴续航里程与航速的平方成反比，低速行驶时续航里程大． 9．120J 【详解】拉力做的功：W＝Fs＝20N×6m＝120J． 点睛：已知拉力20N，物体在拉力方向上通过的距离6m，根据W＝FS可求出拉力做的功；当拉力撤去后物体又移动了1m，这个过程拉力已不存在，拉力没有做功． 10．(1)3000W；(2)19.6% 【详解】(1) 汽油机做功冲程，做一次功是 n=2400r/min，则1min转2400r，则1s转了40r，则1s做功次数为30次，故1s做的总功为 汽油机在此工作状态下的功率是 (2)如果此工作状态下，每分钟做的功是 工作状态下20g汽油完全燃烧释放的热量是 内能转化为机械能的效率 汽油机把内能转化为机械能的效率是19.6%。 11．（1）3m/s；（2）300J 【详解】解：（1）由图像可知，当s=18m时，t=6s，则物体的速度为 （2）物体在10s内运动的路程 s′=vt′=3m/s×10s=30m 水平拉力F在10秒内做的功 W=Fs′=10N×30m=300J 答：（1）该物体的速度是3m/s； （2）水平拉力F在10秒内做的功是300J。 12．（1）；（2） 【详解】解：（1）①这段时间内拉力所做的功 ②绳子自由端移动的距离 拉力大小F 答：①这段时间内拉力所做的功为； ②绳子自由端移动的距离。 13．（1）1.0×106N；（2）2×103Pa；（3）6×106W 【详解】解：（1）登陆艇的质量m=1.0×105kg，登陆艇的重力 G=mg=1.0×105kg×10N/kg=1.0×106N 因为登陆艇漂浮在海面上，所以登陆艇受到的浮力 F浮=G=1.0×106N （2）登陆艇静止在水平海滩上，登陆艇对水平海滩的压力 F=G=1×106N 登陆艇对水平海滩的压强 （3）登陆艇的功率 答：（1）它漂浮在海面上时，受到的浮力是1.0×106N； （2）登陆艇静止在水平海滩上时，对海滩的压强是2×103Pa； （3）登陆艇的功率是6×106W。 14．（1）40m/s（2）1.12×107W（3）50.4kg 【详解】（1）根据题意知道，德阳与成都间的距离是：s=60km=60×1000m=6×104m，从德阳到成都的时间是：t=(2+21+2)×60s=1500s，故动车的平均速度是： =40m/s； （2）若动车组的平均牵引力为2.8×105N，则动车的平均功率是：P=Fv=2.8×105 N×40m/s=1.12×107 W； （3）动车组从德阳站到成都站牵引力所做的功是：W=Fs=2.8×105 N×60×1000m=1.68×1010 J；由于燃油公共汽车每做1J功排放气体污染物3×10-6g，若燃油公共汽车与动车组从德阳站到成都站牵引力所做的功相同，则公共汽车排放气体污染物的质量是：m=1.68×1010 ×3×10-6 g=5.04×104 g=50.4kg． 15．（1） 8J （2）4℃ （3）60s 【详解】（1）人来回拉一次钻弓克服摩擦力所做的功： （2）依题意有：，1秒内木棒尖端温度升高 （3）使木棒燃烧起来需要的时间 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 $$