计算题专训二-2024-2025学年八年级下学期物理期末复习

2024——2025年八年级物理模期末复习卷之八 计算题专训二 ①功、功率的计算； ②机械效率的计算。 1．如图甲是我国设计并制造的无人驾驶汽车，汽车（包括司乘人员）的质量为1.2t，在水平路面上以恒定功率做直线运动的v-t图像如图乙（取g=10N/kg）。 (1)汽车经过一段路段时，此处规定汽车对地面的压强不得超过3×105Pa，则汽车与地面接触的总面积最少为多少cm2？ (2)如汽车匀速行驶过程中所受阻力大小为车重的0.02倍，求汽车受到的牵引力； (3)求汽车在10~20s内牵引力做功的功率。 2．一辆质量为3000kg的汽车沿着长5.4km的盘山公路匀速行驶，当它从山脚行驶到高为0.5km的山顶时，耗时15min，汽车发动机的牵引力为4000N。求： (1)汽车的行驶速度； (2)汽车发动机牵引力做的功； (3)汽车发动机牵引力做功的功率； (4)汽车发动机的机械效率。（取g=10N/kg） 3．如图所示，一辆运送防疫物资的货车，货车空车质量时为5t，满载时，防疫物资的质量为15t。车轮与水平地面接触总面积为1m2，货车以20m/s的速度在平直的公路上匀速行驶2km，发动机的输出功率为100kW。求： (1)满载时，车对地面的压强； (2)货车受到的阻力； (3)发动机对货车所做的功。 4．2024年4月24日是第九个“中国航天日”，某次执行任务时，载人返回舱的总质量约3t，在距离地面约10km时，返回舱打开伞舱盖到落地，总共用时800s，g取。求： (1)返回舱的重力； (2)返回舱从打开伞舱盖到落地的平均速度； (3)返回舱从打开伞舱盖到落地过程中重力做功的平均功率。 5．2025年2月，“祝融号”首次在火星中低纬度发现古海洋地质证据，为星际移民研究提供关键支撑。若发射前火星车在水平地面上进行测试时，受到的阻力为200N，其速度v与时间t的关系图像如图乙所示。求火星车做匀速直线运动的过程中， (1)通过的路程。 (2)牵引力所做的功。 (3)牵引力的功率。 6．纯电动汽车具有节能减排、绿色环保的特点，备受人们的青睐。某型号电动汽车在水平路面以 20 米/秒的速度沿直线匀速行驶时，电动机的输出功率是 5×103千瓦，求： （1）经过 900 秒，电动汽车行驶的距离s； （2）电动机在 900 秒内对电动汽车做的功W； （3）电动汽车匀速行驶时受到的阻力。 7．杆秤是我国古代劳动人民的一项伟大发明，小明仿照图甲所示的杆秤用轻质细杆制作了一个杆秤（如图乙所示），B、C处各有一秤纽。秤砣最远可移至E点，已知AB=BC=4cm，BD=DE。秤砣的质量为0.4kg，秤杆、秤钩和秤纽的质量均忽略不计。为了在杆秤上标定出测量需要的刻度值，将质量为3kg的钩码挂在秤钩上，用手提起B处的秤纽，移动秤砣在秤杆上悬挂的位置，至D点时，秤杆达到水平平衡，此时就可以在D点标定出刻度值为m1=3kg。g=10N/kg。求： (1)BD的长度； (2)提起C处的秤纽时，在D点应标定出的刻度值m1'； (3)此杆秤能称量物体的最大质量m最大。 8．如图所示，AOB为一轻质杠杆，AO长50cm且处于水平状态，OB长120cm且与水平台面成60°夹角。当作用在B处竖直向下的拉力F为150N时，棱长为20cm的正方体重物G对地面的压力为其重力的。求： (1)杠杆A处对细绳的拉力； (2)在B处不施加拉力时，重物对水平地面的压强； (3)使重物G离开地面时，作用在B处的最小作用力。 9．杆秤是在我国有着悠久历史的用来度量重量的工具。如图是杆秤的简化示意图，使用时提起秤纽O，在秤钩A上挂待测物体，移动秤砣，使秤杆平衡，即可称出物体的质量。当秤钩上不挂物体，提起秤纽，秤砣移动到B点时，秤杆刚好水中平衡。已知秤砣的质量为1kg，秤杆和秤钩的总质量为0.5kg，OA＝10cm，OB＝4cm。求 （1）秤杆和秤钩作为一个整体的重心与O点的距离； （2）要称量一个真实质量为2kg的物体，当使秤杆平衡时，秤砣离O点的距离； （3）若因长期使用，秤砣磨损，质量变为0.8kg，此时用杆秤称出某物体质量为2kg，则该物体的真实质量是多少。 10．小聪看到建筑工地上工作的塔吊如图1所示，她查阅相关资料后，画出了与塔吊连接方式相同的滑轮组如图2所示。已知物体的重为3000N，拉力为1500N，物体以0.5m/s的速度匀速上升10s。求： (1)绳端移动的距离； (2)拉力的功率； (3)滑轮组的机械效率。 11．建筑工地上，经常看到如图所示的吊车。吊车在建筑工地进行作业时，吊臂上的滑轮组将底面积为，质量为600kg的长方体建筑材料，匀速提升3m，用时3s。（）求： (1)当建材放在水平地面静止时，它对地面的压强； (2)匀速提升建材过程中，滑轮组做的有用功； (3)若滑轮组的机械效率为60%，钢丝绳自由端拉力的功率。 12．建筑工地上，工人用如图所示的起重设备把一块质量为480kg的混凝土楼板在6s内匀速提升2m，所用拉力为2000N（不计摩擦和绳重，g取）。 (1)该混凝土楼板的重力为多少？ (2)起重设备的功率为多少？ (3)提升该混凝土楼板时起重设备的机械效率为多少？ (4)若利用该起重设备同时将两块480kg的混凝土楼板在10s内匀速提高3m，绳子自由端拉力做的功为多少？ 13．为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了图（1）滑轮组装置。当用图（2）甲所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图乙和丙所示。（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）。 （1）1s-2s内，拉力F做的功是多少？ （2）2s-3s内，拉力F的功率是多少？ （3）2s-3s内，滑轮组的机械效率是多少？ 14．用图甲所示的滑轮组提升物体。已知被提升的物体M质量为72kg，绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升，此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示，不计绳重和摩擦力大小。求：（g取10N/kg） (1)拉力F做功的功率； (2)绳子自由端拉力F的大小； (3)滑轮组提升重物的机械效率。 15．如图甲所示是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组，利用该滑轮组提升重为270N的物体所用的拉力为100N，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，不计绳重和摩擦，求： (1)在图甲中画出滑轮组的绕线； (2)该滑轮组的机械效率； (3)4s内对物体做的功； (4)拉力的功率。 16．如图所示，一建筑工人用滑轮组向高H=6m的三楼阳台上运送建筑材料，滑轮组的定滑轮固定在三楼阳台上面的天花板外缘。若工人用F=750N的力拉绳子，将重为G=1350N的建材在t=40s内匀速竖直的由地面提升到三楼阳台上，不计建材和滑轮组长度，忽略绳的重量及绳与滑轮间、滑轮与轮轴间的摩擦，g取10N/kg。求： (1)工人拉力的功率P； (2)滑轮组装置的机械效率η； (3)滑轮组中动滑轮的重力G动； 17．如图所示，某人通过滑轮组将深井中的物体拉至井口。已知物体在10s内被匀速提升了2m，物体的重为G=1440N，人对绳子水平向右的拉力F=600N。求在此过程中： (1)人拉绳子所做的功是多少? (2)人拉绳子做功的功率是多少? (3)此滑轮组的机械效率是多少? (4)若克服绳重和摩擦所做的额外功为220J，则动滑轮重是多少? 18．一辆质量是3×103kg的汽车不慎陷入泥泞地面，汽车司机组织人们用如图的滑轮组将汽车拖出。已知整个过程中，水平拉力F是1×103N，汽车沿水平方向匀速移动了3m，滑轮组的机械效率为90%。求： (1)拉力F做的总功？ (2)有用功为多大？ (3)汽车受到的阻力大小？ 19．工人用斜面把重物搬运到汽车上，车厢底板高度为1.5m，斜面长度为3m，现用力F 沿着斜面把G=1800N的物体匀速拉到车上。若实际拉力为F=1200N，求： (1)工人师傅做的有用功； (2)此斜面的机械效率； (3)重物在斜面上受到摩擦力。 20．如图所示，斜面长度为4m，高2m，小明沿斜面用推力F将重为200N的物体从斜面底端推到了顶端，机械效率为80%。求： （1）小明对物体所做的有用功； （2）推力所做的功； （3）通过计算说明推力F与物体在斜面上受到的摩擦力是否大小相等； （4）请说出一种增大斜面机械效率的具体措施。 21．如图所示，重550N的工人站在水平地面上用滑轮组提起重760N的货物，货物匀速上升2m用的时间为10s，提升过程中工人的拉力为400N，提升过程中不计绳重和摩擦。求： (1)在这次提升过程中，工人的拉力的功率； (2)在这次提升过程中，滑轮组的机械效率； (3)若该滑轮组所用绳子能承担的最大拉力为600N，该工人用这个滑轮组能提升的最大物重。 22．某起重机的滑轮组结构如图所示，某次工作中，起重机将重为3.6×104N的钢板匀速提升到10m高的桥墩上，用时50s，滑轮组的机械效率为80%。求： (1)克服钢板重力做的功W有用； (2)提升过程所做的总功W总； (3)钢丝绳的拉力； (4)拉力做功的功率。 23．如图所示，是一辆小车通过滑轮组匀速提升物体的装置图。与小车连接的绳子能承受的最大拉力为6000N，小车拉动绳子的最大功率为15kW。物体A重1600N，动滑轮重400N。不计绳重及滑轮组的摩擦。求： （1）物体A匀速提升2m的过程中，小车所做的有用功？ （2）滑轮组提升物体A时的机械效率？ （3）若要求被提升重物以1m/s的速度匀速上升，则整个装置工作过程中所能提升重物的最大重量？ 24．小明同学家住楼上，最近正在装修房子，需要搬运装修材料，但有些材料由于楼道过窄不方便搬运，于是小明建议采用如下图所示的滑轮组，这样站在地上就可以把材料运上楼。若某次搬运的材料重765N，被提升的高度为10m，所用时间为30s，人所用的拉力为450N，求: （1）请你帮助小明画出滑轮组的绕线示意图。 （2）提升材料时，手拉绳端的平均速度是多少?（结果保留一位小数） （3）在提升材料时，拉力的功率是多少? （4）该滑轮组的机械效率是多少? 25．如图所示，重为800N的物体在100N的水平拉力F的作用下以0.1m/s的速度沿水平地面，向左匀速直线运动了20s，滑轮组的机械效率为60%。在此过程中，求： （1）绳子自由端移动距离为多少； （2）物体与地面间的滑动摩擦力大小为多少； （3）额外功的功率为多少？ 26．如图所示，重400N的物体在20N的水平拉力F的作用下，以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中，求： （1）绳子自由端移动的距离为多少米； （2）有用功为多少焦耳； （3）物体受到的滑动摩擦力为多少牛顿。 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 参考答案 1．(1)400 (2)240N (3)3600W 【详解】（1）汽车（包括司乘人员）的质量为，对水平地面的压力 汽车经过一段路段时，此处规定汽车对地面的压强不得超过，汽车与地面接触的总面积最小为 （2）汽车匀速行驶过程中所受阻力大小为车重的倍，阻力 汽车匀速行驶，汽车受到的牵引力与阻力二力平衡，汽车受到的牵引力 （3）汽车在内，由图乙得匀速行驶的速度，利用 得到牵引力做功的功率 2．(1)6m/s (2)2.16×107J (3)2.4×104W (4)69% 【详解】（1）汽车速度为 （2）汽车发动机牵引力做的功为W=Fs=4000N×5.4×103m=2.16×107J （3）汽车发动机牵引力做功的功率为 （4）汽车发动机牵引力做的功为总功，即W总=W=2.16×107J 有用功W有=Gh=mgh=3×103kg×10N/kg×500m=1.5×107J 则机械效率 3．(1)2×105Pa (2)5×103N (3)1×107J 【详解】（1）满载时，货车对地面的压力 F=G总=m总g=（5+15）×103kg×10N/kg＝2×105N 满载时，货车对地面的压强 （2）货车在平直的公路上匀速行驶，阻力与牵引力是一对平衡力，由 可得货车受到的阻力 （3）货车在平直的公路上匀速行驶2km，发动机对货车所做的功 W=F1s=5×103N×2×103m=1×107J 4．(1) (2) (3) 【详解】（1）返回舱的重力为 （2）返回舱从打开伞舱盖到落地的平均速度为 （3）返回舱从打开伞舱盖到落地过程中重力做功的平均功率为 5．(1) (2) (3) 【详解】（1）从图像乙可知火星车做匀速的速度为20cm/s，行驶时间为30s，所以火星车匀速直线运动的路程为。 （2）火星车做匀速直线运动牵引力等于其受到的阻力，牵引力所做的功。 （3）牵引力的功率。 6．（1）1.8×104m；（2）4.5×109J；（3）2.5×105N 【详解】解：（1）经过900秒，电动汽车行驶的距离 （2）电动机在 900 秒内对电动汽车做的功 （3）根据W=Fs电动汽车匀速行驶时受到的阻力 答：（1）经过 900 秒，电动汽车行驶的距离 1.8×104m； （2）电动机在 900 秒内对电动汽车做的功4.5×109J； （3）电动汽车匀速行驶时受到的阻力为2.5×105N。 7．(1)30cm (2)13kg (3)6kg 【详解】（1）由题意知，提起B处的秤钮，秤杆在水平平衡时，A处受到的力的大小 D处受到力的大小 由 所以BD的长度 （2）提起C处的秤纽时，AC的长度 CD的长度 由杠杆的平衡条件知，A处受到的力的大小 所以在D点应标定出的刻度值 （3）分析可知，当提起B处的秤纽，秤砣移至E点时，此杆秤称量物体的质量最大。BE的长度 据杠杆的平衡条件有 8．(1) (2) (3) 【详解】（1）根据图示可知，动力臂 阻力臂 动力；则根据杠杆平衡条件可知，A点受到的拉力为 由于物体间力的作用是相互的，A点受到的拉力为180N，则杠杆A处对细绳的拉力为 （2）物体G处于静止状态，受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力、竖直向上的支持力，重物G对地面的压力等于支持力的大小，所以支持力为其重力的，所以可得 即 解得物体的重力为。在B处不施加拉力时，重物对地面的压力等于其重力，则重物对地面的压强为 （3）若使重物G离开地面，要使作用在B处的力最小，根据杠杆的平衡条件可知，动力臂应该最大，当OB作为动力臂时，动力臂是最大的，则有 即 解得。 9．（1）8cm；（2）24cm；（3）1.52kg 【详解】解：（1）由杠杆平衡条件得 即 整理并代入数据有 解得L秤＝8cm，所以秤杆和秤钩作为一个整体的重心与O点的距离为8cm。 （2）称量真实质量为m1＝2kg的物体，由杠杆平衡条件得 即 整理并代入数据有 解得秤砣离O点的距离为L秤砣＝24cm。 （3）根据杠杆平衡条件得 整理并代入数据有 解得物体真实质量为m2＝1.52kg。 答：（1）秤杆和秤钩作为一个整体的重心与O点的距离为8cm； （2）要称量一个真实质量为2kg的物体，当使秤杆平衡时，秤砣离O点的距离为24cm； （3）若因长期使用，秤砣磨损，质量变为0.8kg，此时用杆秤称出某物体质量为2kg，则该物体的真实质量是1.52kg。 10．(1)15m (2) (3)66.7% 【详解】（1）由图可知，滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=3，绳端移动的距离为s=nh=nvt=3×0.5m/s×10s=15m （2）拉力的功率为 （3）滑轮组的机械效率 11．(1) (2) (3) 【详解】（1）建材放在水平地面静止时，建材对水平地面的压力大小等于建材的重力大小，则建材对水平地面的压力F=G=mg=600kg×10N/kg=6000N 建材对水平地面的压强 （2）匀速提升建材过程中，滑轮组做的有用功 （3）滑轮组的机械效率为60%，则匀速提升建材过程中，总功 钢丝绳自由端拉力的功率 12．(1)4800N； (2)2000W； (3)80%； (4)32400J 【详解】（1）混凝土楼板的重力 G=mg=480kg×10N/kg=4800N （2）由图可知，动滑轮上绳子的段数n=3，拉力移动的距离 起重设备所做的总功 起重设备的功率功率 （3）起重设备的机械效率 （4）动滑轮重力 提升两块楼板时的拉力 绳子自由端拉力做的功 13．（1）187.5J；（2）300W；（3）83.3% 【详解】解：（1）1s-2s内，由图甲可知拉力 F=50N 由图丙可知距离 h=1.25m 故路程为 S=nh=3×1.25m=3.75m 由做功的计算公式可得，1s-2s内，拉力F做的功是多少 W=FS=50N×3.75m=187.5J （2）2s-3s内，图甲可知拉力 F=40N 由图乙可知 v物=2.5m/s 则绳的移动速度为 v绳=3v物=7.5m/s 由功率计算公式可得，2s-3s内，拉力F的功率为 P=Fv绳=40N×7.5m/s=300w （3）由机械效率的计算公式可得，2s-3s内，滑轮组的机械效率为 答：（1）1s-2s内，拉力F做的功是187.5J； （2）2s-3s内，拉力F的功率是300W； （3）2s-3s内，滑轮组的机械效率是83.3%。 14．(1)400W (2)400N (3)90% 【详解】（1）由图乙可知，当拉力F做的功为8000J时，所用时间为20s，则拉力F做功的功率为 （2）由图甲可知绳子段数为2，则绳子自由端移动的速度为v=nv物=2×0.5m/s=1m/s 由公式P=Fv可知，绳子自由端拉力为 （3）由题意可知，物体M的重力为G=mg=72kg×10N/kg=720N 则20s内所做的有用功为W有=Gh=720N×0.5m/s×20s=7200J 滑轮组提升重物的机械效率为 15．(1) (2)90% (3)540J (4)150W 【详解】（1）由图乙知相等时间内绳子自由端移动距离是物体上升距离的3倍，则有3段绳子吊着动滑轮，故滑轮组的绕线如图： （2）该滑轮组的机械效率为 （3）4s内物体上升了2m，对物体做的功为 （4）拉力的功率为 16．(1)225W (2)90% (3)150N 【详解】（1）物体运动速度为 绳子移动速度为 工人拉力的功率为 （2）滑轮组装置的机械效率为 （3）由可知，动滑轮的重力为 17．(1)3600J (2)360W (3)80% (4)250N 【详解】（1）由图知，绳子段数，则拉力端移动的距离 拉力做的总功 （2）人拉绳子做功的功率 （3）人做的有用功 滑轮组的机械效率 （4）所做的总的额外功 动滑轮所做的额外功 动滑轮重为 18．(1)6×103J (2)5.4×103J (3)1.8×103N 【详解】（1）由图可知，动滑轮上有两根绳子，则拉力移动的距离为 拉力做的功为 （2）有用功为 （3）滑轮组对汽车的拉力为 汽车做的是匀速运动，所以汽车受的拉力和阻力是一对平衡力，即汽车所受阻力为 19．(1)2700J (2)75% (3)300N 【详解】（1）工人师傅做的有用功 （2）工人师傅的做的总功 此斜面的机械效率 （3）工人克服摩擦力所做的功 重物在斜面上受到摩擦力 20．（1）400J；（2）500J；（3）推力F大于物体在斜面上受到的摩擦力；（4）减小斜面的粗糙程度 【详解】解：（1）小明对物体所做的有用功为 （2）推力所做的功为总功，大小为 （3）推力所做的功为500J，则推力的大小为 由可知 故推力F大于物体在斜面上受到的摩擦力。 （4）在压力一定时，减小斜面的粗糙程度，可以减小物体在斜面上受到的摩擦力，从而减小额外功，有用功不变，总功减小，根据可知，机械效率增大。 答：（1）小明对物体所做的有用功为400J； （2）推力所做的功为500J； （3）推力F大于物体在斜面上受到的摩擦力； （4）减小斜面的粗糙程度。 21．(1)160W (2)95% (3)1060N 【详解】（1）由图可知，承担物重的绳子股数为2，绳子自由端移动的距离 拉力做的总功 提升过程中，工人的拉力的功率 （2）有用功为 滑轮组的机械效率 （3）由 提升过程中不计绳重和摩擦，可得动滑轮重为 若该滑轮组所用绳子能承担的最大拉力为600N，工人重550N，故工人对绳子的最大拉力为F最大＝550N，所以能提升的最大物重为 22．(1)3.6×105J (2)4.5×105J (3)1.125×104N (4) 【详解】（1）起重机将重为3.6×104N的钢板匀速提升到10m高的桥墩上，克服钢板重力做的有用功为 （2）滑轮组的机械效率为80%，则提升过程所做的总功为 （3）如图，动滑轮上绕了4条绳，则绳子自由端移动的距离是钢板上升高度的4倍，所以钢丝绳的拉力为 （4）拉力做功的功率为 23．（1）3200J；（2）80%；（3）14600N 【详解】解：（1）小车所做的有用功 （2）不计绳重及滑轮组的摩擦，滑轮组提升物体A时的机械效率 （3）由图可知 当重物以的速度匀速上升时，小车前进的速度为 由得，小车提供给绳子的最大拉力 小车提供给绳子的最大拉力小于绳子能承受的最大拉力6000N，则对滑轮受力分析可得 即 代入得，整个装置工作过程中所能提升重物的最大重量为 答：（1）物体A匀速提升2m的过程中，小车所做的有用功3200J； （2）滑轮组提升物体A时的机械效率80%； （3）则整个装置工作过程中所能提升重物的最大重量为。 24．（1）见解析；（2）0.7m/s；（3）300W；（4）85% 【详解】解：（1）由图知道，滑轮组由两段绳子承担物重，滑轮绕线如下图 （2）由图知道，物重由两股绳子承担，当货物升高h=10m时，绳端移动距离为 货物提升所用时间为t=30s，提升的平均速度为 （3）拉力做功为 W总=Fs=450N×20m=9000J 拉力做功的功率为 （4）提升货物所做的有用功为 该滑轮组的机械效率为 答：（1）滑轮组的绕线示意图见解析； （2）提升材料时，手拉绳端的平均速度0.7m/s； （3）在提升材料时，拉力的功率是300W； （4）该滑轮组的机械效率是85%。 25．（1）6m；（2）180N；（3）12W 【详解】解：（1）一共有3段绳子分担动滑轮，绳子自由端移动距离为 （2）绳子的拉力做的总功为 滑轮组做的有用功为 物体与地面间的滑动摩擦力大小为 （3）额外功为 额外功的功率为 答：（1）绳子自由端移动距离为6m； （2）物体与地面间的滑动摩擦力大小为180N； （3）额外功的功率为12W。 26．（1）6m；（2）96J；（3）48N 【详解】解：（1）由图可知，与动滑轮相连的绳子股数n=3，物体移动的距离为 s物=vt=0.2m/s×10s=2m 绳子自由端移动的距离为 s=ns物=3×2m=6m （2）拉力F做的总功为 W总=Fs=20N×6m=120J 有用功为 W有=ηW总=80%×120J=96J （3）物体受到的滑动摩擦力为 答：（1）绳子自由端移动的距离为6m； （2）有用功为96J； （3）物体受到的滑动摩擦力48N。 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 $$