【拼当下，赢中考】2025年中考物理一轮复习培优专项训练：功的计算问题（功和机械能问题篇）

2025年中考物理一轮复习培优专项训练-功的计算问题 （功和机械能问题篇） 一、单选题 1．如图所示，质量分别为m和2m的两个物体在大小为F的恒力作用下，在力的方向上前进了相同的距离。下列结论正确的是（　　） A．图甲中F做的功小于图乙中F做的功 B．图甲中F做的功等于图乙中F做的功 C．图甲中F做的功大于图乙中F做的功 D．条件不足，无法确定图甲、乙中F做的功哪个多 2．下列说法中正确的是（　　） A．家庭用电视机正常工作时的电流约为5A B．人正常步行的速度约为10m/s C．一中学生沿教学楼的楼梯从一楼匀速上到三楼，上楼做的功接近3000 J D．家庭照明电路的电压为200V 3．下列估测符合生活实际的是（　　） A．教室里一盏节能灯的电功率约为100W B．家用冰箱的工作电流约为1A C．两节新干电池串联电压为4V D．中学生从一楼走上三楼做功约300J 4．下列对物体做功接近的是（   ） A．中学生将1只鸡蛋匀速举过头顶 B．中学生从1楼跑到3楼 C．运动员将杠铃举在空中不动 D．中学生跳绳1次 5．下列物理量最不接近实际的是（　　） A．中学生爬楼时功率为200W B．汽车发动机的效率为25% C．电视机工作时的电功率为300W D．智能手机电池的电压为36V 6．小明的物理书从课桌掉到地面上，课本的重力所做功最接近于（　　） A．0.02J B．0.2J C．2J D．20J 7．水平地面上有一重4N的球，小孩用10N的力踢球球离脚后在地面上滚动了2m，小孩对球做的功为（　　） A．8J B．28J C．20J D．不能确定 8．甲、乙两位同学进行举杠铃比赛，如图所示，甲比乙高，他们在相同的时间内举起了相同的杠铃，则（　　） A．甲做功较多，功率较大 B．甲做功较多，功率较小 C．乙做功较多，功率较大 D．乙做功较多，功率较小 9．如图，学校各教室都配置了饮水机，初三学生小芳将放置在地面上标有“17L”的一桶水安装到饮水机上，小芳所做的功最接近的是（      ） A．17J B．85J C．170J D．1700J 10．“双11”期间，两快递小哥同时送货到同一单元。甲提着5kg的货物从1楼爬到5楼，然后在5楼水平地面走了4m；乙提着10kg的货物从1楼爬到3楼，然后在3楼水平地面走了3m。若按对货物做功多少计算运费，则（    ） A．甲的运费高 B．乙的运费高 C．甲乙运费相同 D．无法确定 二、填空题 11．一把手枪的枪膛长30cm，压缩空气在枪膛内对子弹的平均推力是100N，子弹离开枪膛后前进了10m。在枪膛内压缩空气的推力对子弹做功 J，出膛后压缩空气的推力对子弹做功 J。 12．如图甲所示，一个物体被水平力F压在竖直墙面上保持静止，水平力减为F的三分之一时物体刚好匀速下滑，下滑时水平力对物体 （选填“做了”或“不做”）功。如图乙所示，用30N的水平推力，使重力为100N的物体在水平桌面上移动0.5m。此过程中推力对物体做功 J，重力对物体做功 J。 13．小华用100N的水平推力，推放在水平地面上重500N的物体，使其做匀速直线运动。若该物体在10s内移动5m，物体重力做功是 J，小华水平推力做的功是 J，推力做功功率是 W。 14．等电梯费时，爬楼梯费劲，如图所示是某女大学生发明的“爬楼”自行车，3分钟爬20层楼，速度堪比电梯。若她的质量为60kg，当她3分钟爬楼的高度为60m，她克服重力所做的功为 J，她爬楼的功率为250W，总功为 J，则她爬楼的效率为 %。（g取10N/kg） 15．如图所示是无人机用绳子吊起物体匀速上升时的情景，此时绳子对物体的拉力 （选填“>”、“<”或“=”）物体的重力。某次无人机将重为200N的物体从水平地面匀速提升至30m高的楼顶，此过程中无人机对物体做功 J。 16．氢能是新能源利用的新潮流。如图所示是市场上的某品牌氢能自行车，一次性充满0.02kg氢，2h能匀速骑行50km，氢恰好消耗完。骑行时受到的阻力为42N，此过程自行车牵引力所做的有用功是 J，氢的利用效率是 （氢气热值为）。 17．某老旧小区改造工地，工人用起重机将重的施工材料匀速吊上6m高工作台，用了10s。施工材料上升的速度是 m/s；起重机对施工材料做功 J。 18．引体向上是本市中考体育选项之一，某同学在10s内做了5个“引体向上”，若他的质量为60kg，每次上升的高度为40cm。该同学做一次“引体向上”克服重力做的功是 J。 19．男生引体向上是某市中考体育考试自选项目。如果要测某同学引体向上的功率，需要的测量工具有体重计、秒表和 。若某同学在30s时间内做了10个引体向上，他的质量为60kg，每次向上移动50cm，则该同学每做一次引体向上所做的功为 J，整个过程中的平均功率为 W。（） 20．如图所示，水平桌面上有一长L=30厘米的长方形木板，其右端距桌面末端s=25厘米，现用8牛的水平恒力F推木板，木板由静止开始运动，受到的阻力恒定为4牛。 (1)从推力作用在木板开始到木板离开桌面，则木板对桌面的压力 ，压强 （选填“变小”“不变”或“变大”）； (2)为使得木板离开桌面，则推力至少需要做 焦耳的功。 三、实验题 21．如图所示是小华探究“动能大小与哪些因素有关”的实验，请补全下面实验过程。 (1)本实验探究的是 （选填“木块”或“小球”）的动能与 的关系，实验中是通过观察 来比较动能大小的； (2)第一次实验的情景如图甲所示，在进行第二次实验前，应先将撞出的木块 ； (3)若操作正确，第二次实验木块最终的位置如图乙所示，则此实验的结论是：当 相同时，质量越大，动能越大； (4)在两次实验中木块移动时克服摩擦力做的功分别为W甲、W乙，则W甲 W乙（选填“>”、“=”或“<”）； (5)小华将实验装置改进成图丙所示，利用质量相同的铁球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，来研究铁球动能大小与速度的关系，你认为这个设计方案是 （选填“正确”或“错误”）的，若你认为错误，请说明理由；若你认为正确，请说出通过探究得出的正确结论， 。 22．如图所示是某实验小组利用小钢球A和B、木块、木板等器材“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验。每次实验都让小钢球沿光滑斜面由静止向下运动，撞击木块使木块在水平木板上移动一段距离后静止。 (1)实验中，探究动能大小是指探究 （填序号） 具有的动能； A．小钢球在斜面上 B．小钢球撞击木块时 C．小钢球撞击木块后 D．木块被小钢球撞击后 (2)实验中，通过观察 来判断物体的动能大小，这种研究方法叫 ； (3)如图甲所示①②两次实验，让质量不同的小钢球从斜面的同一高度处由静止滚下，目的是使两球到达水平面时具有相同的 ；图①②两次实验是探究动能大小与 的关系，完成了图甲所示两次实验后，又找来另一钢球C重复刚才的实验，多次实验的目的是 。 (4)如图乙所示③④两次实验中，被同一小球由不同高度滚下撞击后，木块滑行过程中克服摩擦力做的功分别为W₃和W₄，则W₃ W₄（选填“>”、“=”或“<”）。 四、综合题 23．十八世纪，瓦特利用一匹马匀速拉动1000磅（1磅约等于0.45千克）的重物，如图所示。马在1分钟内把重物提升了33英尺（1英尺约等于0.3米），瓦特就把这匹马1秒钟内做的机械功称马力。不考虑绳重和摩擦。 (1)根据马拉重物的示意图，下列分析正确的有___________； A．B滑轮是动滑轮 B．B滑轮可以省力 C．A、B滑轮均可以用来改变力的方向 D．绳子自由端的移动的距离等于重物上升的高度 (2)“马力”其实是 （填写科学量的名称）的单位。通过计算分析“1马力”大约是 。（保留一位小数） 五、计算题 24．秦岭终南山公路隧道是我国最长的隧道，全长约。某汽车沿隧道向前匀速直线行驶，通过隧道用时，这一过程中汽车受到的阻力恒为。求： (1)汽车牵引力所做的功是多少？ (2)汽车牵引力做功的功率是多少？ 25．图甲是我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想”号，它是目前世界上唯一一艘具备11000m超深水钻探能力的钻探船，其满载时排水量为42600t。某次钻探中，“梦想”号的吃水深度为6m，科研人员通过绳索在隔水管内将一块地质岩样品竖直向上匀速提升了10500m，如图乙所示。经测量，样品的质量为200g，体积为，海水的密度取，g取，求： (1)地质岩样品的密度； (2)“梦想”号满载时受到海水的浮力； (3)本次钻探中船底受到海水的压强； (4)本次钻探中绳索对样品做的功。 26．某工厂仓库里的叉车正将一捆玻璃运至汽车上，玻璃质量为500kg。转运时，玻璃首先被举高1.2m，再水平移动10m。（g取） (1)整个过程中叉车提升玻璃做的功为多少？ (2)完成任务后叉车准备返程。叉车在平直的路面上由静止开始运动，通过测试获得其速度随时间变化的图像（图甲）和牵引力随时间变化的图像（图乙）。叉车匀速直行时，克服阻力做功的功率为多少？ 27．在2024年广州新能源汽车展览会上各款车型争奇斗艳，参展的新能源汽车大部分为电动汽车。下表为某款电动汽车的参数，请完成下面的计算：（） 整车质量 960kg 电池额定输出电压 150V 单个轮胎与地接触面积 电池额定输出电流 80A 轮胎个数 4 (1)若电动机工作时把80%的电能转化为机械能，电动汽车在额定功率下以72km/h匀速行驶时，所受平均阻力是多少？ (2)若普通汽车行驶时平均阻力与电动汽车相同，汽油燃烧的能量转化为机械能的效率为20%。普通汽车以72km/h的速度匀速行驶80km，需要消耗多少千克汽油？（汽油的热值是） 试卷第1页（共7页） 试卷第1页（共7页） 学科网（北京）股份有限公司 参考答案与试题解析 1．B 【详解】根据题意可知，两个物体在大小为F的恒力作用下，在力的方向上前进了相同的距离s，根据W=Fs可知，甲图中F做的功等于乙图中F做的功，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 2．C 【详解】A．家庭用电视机的额定功率约为110W，正常工作时的电流约为 故A错误； B．人正常步行的速度约为 故B错误； C．中学生的重力约为500N，从一楼匀速上到三楼的高度约为6m，则从一楼匀速上到三楼，上楼做的功约为 故C正确； D．我国家庭照明电路的电压为220V，故D错误。 故选C。 3．B 【详解】A．教室里一盏节能灯的电功率约为20W，故A不符合题意； B．家用冰箱的额定功率约为200W，工作电流约为 故B符合题意； C．一节新干电池电压为1.5V，两节新干电池串联电压为3V，故C不符合题意； D．中学生重力约为500N，从一楼走上三楼上升的高度约为6m，则做功约为 故D不符合题意。 故选B。 4．A 【详解】A．一只鸡蛋的质量约50g，受到的重力为 从地上拿起鸡蛋，并把它匀速举过头顶，通过的距离大约2m，所以对鸡蛋做的功，故A符合题意； B．从1楼到3 楼，楼层高约3m，中学生体重约500N，克服自身 重力做的功为，故B不符合题意； C．运动员将杠铃举在空中不动，对杠铃不做功，故C不符合题意； D．中学生跳绳1次，克服自身重力做的功约为，故D不符合题意。 故选A。 5．D 【详解】A．中学生的质量约50kg，一层楼高度约3m，爬一层楼时间约10s，克服重力做功 中学生爬楼时功率，接近200W，符合实际，故A不符合题意； B．汽车发动机效率通常在20%~40%之间，25%在这个范围内，符合实际，故B不符合题意； C．常见电视机工作时电功率一般在100W~300W左右，300W是合理的，符合实际，故C不符合题意； D．智能手机电池的电压一般为3.7V~4.2V，远小于36V，故D符合题意。 故选D。 6．C 【详解】物理书的重力约2.5N，课桌的高度约为0.8m，课本的重力所做功W=Gh=2.5N×0.8m=2J 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 7．D 【详解】由W=Fs可知，物体做功的大小与物体受力的大小和在力作用下通过的距离有关，用10N的力踢球时，因不知道球离脚前在力的作用下运动的距离，故无法计算小孩对球做的功，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 8．A 【详解】两人举起杠铃质量相同，则杠铃重相同，甲比乙高，则举起的高度h甲>h乙，根据W=Gh可得，举起杠铃做的功：W甲>W乙。举起杠铃用的时间相同，根据可知，做功功率P甲>P乙。 故选A。 9．C 【详解】水的体积为 V=17L=0.017m3 水的质量为 m=ρV=1.0×103kg/m3×0.017m3=17kg 其重力为 G=mg=17kg×10N/kg=170N 小芳身高约为1.60米，故饮水机的高度约为h=1m，小芳做功约为 W=Gh=170N×1m=170J 故选C。 10．C 【详解】人在水平地面上走的过程中，拉力是竖直向上的，而货物是在水平方向上移动距离的，此过程中人对货物不做功；只有货物上升时，人要克服货物的重力做功；一层楼的高度约为3m，则甲对货物做的功 W甲=G甲货h甲=m甲货gh甲=5kg×10N/kg×(5-1)×3m=600J 乙对货物做的功 W乙=G乙货h乙=m乙货gh乙=10kg×10N/kg×(3-1)×3m=600J 由以上计算可知，甲、乙对货物做的功一样多，若按对货物做功多少计算运费，则甲乙运费相同。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 11．30 0 【详解】[1]手枪的枪膛长s=30cm=0.3m 在枪膛内压缩空气的推力对子弹做功 [2]做功的两个必要因素：一是有作用在物体上的力，二是物体在力的方向上移动一段距离。子弹出膛后，不再受到空气的推力，能继续前进是因为子弹具有惯性，因此出膛后压缩空气的推力对子弹做功为0。 12．不做 15 0 【详解】[1]下滑时水平力对物体的作用力是水平方向的，而物体移动的方向是竖直方向的，物体在力的方向上没有移动距离，故下滑时水平力对物体不做功。 [2]用30N的水平推力，使物体在水平桌面上移动0.5m，则推力对物体做功 [3]物体的重力为100N，重力的方向竖直向下，物体在重力的方向上没有移动距离，所以重力没有对物体做功，即重力对物体做功为0。 13．0 500 50 【详解】[1]由于物体在水平地面上做匀速直线运动，其竖直方向的高度并没有发生变化。根据功的定义，功等于力与在力的方向上移动的距离的乘积。因此，在竖直方向上，物体重力并没有做功，因为物体没有在重力方向上移动任何距离。所以，物体重力做功是。 [2]小华用100N的水平推力推物体，物体在内移动了。根据功的计算公式，计算出小华做的功 [3]功率是单位时间内所做的功，计算公式为。将小华做的功和所用时间代入公式，可以计算出功率 14． 80 【详解】[1]当她3分钟爬楼的高度为60m，她克服重力所做的功为 [2]她爬楼的功率为250W，总功为 [3]她爬楼的效率为 15．= 6×103 【详解】[1]当物体匀速上升时，物体处于平衡状态，在竖直方向上受到绳子的拉力和重力，这两个力是一对平衡力，平衡力大小相等，所以此时绳子对物体的拉力等于物体的重力。 [2]已知物体重力G = 200N，提升高度h = 30m，根据功的计算公式，则无人机对物体做功为W =Fs=Gh = 200N×30m = 6000J 16．2.1×106 75％ 【详解】[1]依题意得，自行车2h能匀速骑行50km，骑行时受到的阻力为42N，自行车匀速运动，受到的牵引力 此过程自行车牵引力所做的有用功是 [2]骑行过程中，消耗的氢释放的热量为 氢的利用效率是 17．0.6 7.2×104 【详解】[1]施工材料上升的速度 [2]起重机对施工材料做的功 18．240 【详解】根据重力公式，计算该同学的重力 根据功的公式，得该同学做一次“引体向上”克服重力做的功 19．刻度尺 300 100 【详解】[1]引体向上时人克服重力做功的功率 由以上公式可知，实验中需要测出：人的质量、做引体向上的时间、人上升的高度。实验中主要用到的测量工具是：体重计、秒表和刻度尺。 [2]每次人上升的高度h=50cm=0.5m 做一次引体向上所做的功W=Gh=mgh=60kg×10N/kg×0.5m=300J [3]在30s时间内做了10个引体向上，整个过程中做的功W总=10W=10×300J=3000J 整个过程中的平均功率为 20．(1) 不变 变大 (2)1.6 【详解】（1）[1]木板对桌面的压力等于木板自身重力，从推力作用在木板开始到木板离开桌面，木板的重力不变，因此木板对桌面的压力不变。 [2]向右推木板的过程中，在木板没有掉落之前，木块对桌面的压力不变，受力面积变小，根据可得，长木块对桌面的压强变大。 （2）由于推力为8N，阻力为4N，且推力大于阻力，故木板做加速运动，推力作用一段距离后撤去，木板具有惯性会继续运动，但受到阻力作用而减速运动，当木板速度刚好为零时，重心刚好到达桌面右端，这时木板恰好离开桌面，整个过程推力做功等于阻力做的功。当木板的重心恰好运动到桌面右端，速度刚好为零，木板可离开桌面，此时阻力移动的距离为重心移动的距离，为。根据推力做功等于阻力做功可得推力至少需要做的功为W =fs1，代入数据得。 21．(1) 小球 质量 木块被撞击后移动的距离 (2)放到初始位置 (3)高度 (4)< (5) 正确 压缩程度较大的时候，木块被撞击的更远。 【详解】（1）[1][2]本实验让小球从斜面同一高度滑下，小球到达斜面底部的速度相同，小球质量不同，小球推动木块运动距离不同，所以本实验研究小球动能和质量的关系。 [3]实验中通过木块运动距离大小来反映小球动能大小，木块被撞击后移动的距离，小球具有动能越大。 （2）实验中运用转换法来研究小球动能的大小，即观察小球撞击木块移动的距离远近；在进行第二次实验前，应先将撞出的木块放到初始位置。 （3）若操作正确，第二次实验木块最终的位置如图乙所示，相对于甲图，乙图小球的质量更大，木块被撞击的距离更远，则此实验的结论是：当高度相同时，质量越大，动能越大。 （4）在两次实验中木块移动时克服摩擦力做的功分别为W甲、W乙，甲、乙两次实验中木块被撞击后滑行过程中所受摩擦力分别为f1、f2，因为在同种接触面上，压力不变时，摩擦力大小不变，故f1=f2，s1<s2，根据做功的公式W=fs,可知W1<W2。 （5）[1][2]质量相同的铁球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较。可以研究铁球的动能大小与速度的关系。若用质量相同的铁球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹簧势能不相同，压缩程度越大，弹性势能越大，撞击的距离越远。 22．(1)B (2) 木块在同一水平面上被撞击的距离 转换法 (3) 速度 质量 得出普遍性的规律 (4)< 【详解】（1）（1）根据转换法，通过比较木块在同一水平面上被撞击的距离来比较小球到达水平面时动能的大小。实验中，探究动能大小是指探究小钢球撞击木块时 具有的动能，故选B； （2）实验中，通过观察木块在同一水平面上被撞击的距离来判断物体的动能大小，这种研究方法叫转换法； （3）[1]如图甲所示①②两次实验，让质量不同的小钢球从斜面的同一高度处由静止滚下，由控制变量法，目的是使两球到达水平面时具有相同的速度。 [2]图①②两次实验中，小球下滑到水平面的速度相同，而质量不同，是探究动能大小与质量的关系； [3]根据一次实验得出的结论有偶然性，完成了图甲所示两次实验后，又找来另一钢球C重复刚才的实验，多次实验的目的是得出普遍性的结论。 （4）乙中两次实验中木块被撞击后滑行过程中所受摩擦力分别为f3、f4，因为在同种接触面上，压力不变时，摩擦力大小不变，故有 f3=f4 因 sA<sB 根据做功的公式W=fs可知 W3<W4 23．(1)CD (2) 功率 742.5 【详解】（1）AB．图中A、B两滑轮轴心均固定，因此都是定滑轮，根据定滑轮的特点可知，不省力，不费距离，但可以改变力的方向，故AB错误，CD正确。 故选CD。 （2）[1]根据题目中的定义：这匹马1秒钟内做的机械功称马力，即表示的是功率。 [2]马在1分钟内把重物提升了33英尺，提升物体的总质量为 则做的功为 “1马力”大约是 24．(1) (2) 【详解】（1）汽车匀速直线行驶，处于平衡状态，受到的牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等为 汽车牵引力做功为 （2）牵引力做功的功率为 25．(1) (2) (3) (4) 【详解】（1）地质岩样品的密度。 （2）“梦想”号满载时排水量为，根据阿基米德原理，物体受到的浮力等于其排开液体受到的重力，则“梦想”号满载时受到海水的浮力。 （3）梦想”号的吃水深度为6m，本次钻探中船底受到海水的压强。 （4）科研人员通过绳索在隔水管内将一块地质岩样品竖直向上匀速提升了10500m，则绳索对样品的拉力等于样品的重力，即，本次钻探中绳索对样品做的功。 26．(1)6000J； (2)1200W 【详解】（1）玻璃的重力为 整个过程中叉车提升玻璃做的功为 （2）由图甲可知，7~12s叉车做匀速直线运动，速度为，由图乙可知，7~12s内牵引力为，汽车做匀速直线运动时，处于平衡状态，阻力等于牵引力，即 则叉车匀速直行时，牵引力做功的功率 27．(1)480N (2)4kg 【详解】（1）电动汽车匀速行驶的速度为v=72km/h=20m/s 电动汽车消耗电能W电=UIt，在这段时间t内牵引力做的功即电能转化为的机械能为W机=Fs=Fvt 电能转化为机械能的效率η=80%，则W机=η×W电，所以Fvt=η×UIt 则电动汽车的牵引力为 由于电动汽车匀速行驶，电动汽车受到的牵引力、阻力是一对平衡力，大小相等，所以电动汽车受到的平均阻力为f=F牵=480N （2）普通汽车行驶时平均阻力与电动汽车相同，则普通汽车匀速行驶时的牵引力为F牵'=f=480N 行驶的路程为s'=80km=80000m 则汽车匀速行驶时牵引力做的有用功为W'=F牵's'=480N×80000m=3.84×107J 由于汽油燃烧的能量转化为机械能的效率为20%，则汽油完全燃烧释放的热量为 需要燃烧的汽油的质量为 答案第1页（共9页） 答案第1页（共9页） 学科网（北京）股份有限公司 $$