2026年中考物理三轮总复习：功与机械效率计算专题（滑轮、浮力、电学综合）

该初中物理中考复习讲义聚焦功与机械效率计算专题，覆盖滑轮、浮力、电学综合等核心考点，采用“基础公式应用-中档机械综合-压轴跨模块整合”递进结构，通过考点梳理、真题精析、方法归纳帮助学生突破计算难点。 亮点在于分层训练与跨模块整合，如压轴题中电学与机械效率综合题，引导学生构建物理模型，培养科学推理能力。设基础、中档、压轴三级练习，配合真题讲解与即时反馈，助力学生高效提升应考能力，为教师提供精准复习节奏指导。

功与机械效率计算专题（滑轮、浮力、电学综合） 目录 一、 基础题：仅考察公式… 二、中档题：与滑轮组等综合 3 三、 压轴题：与电学综合… 8 四、压轴题：与浮力综合 10 一、基础题：仅考察公式 1.(2026山东青岛·一模)我国不断创新和突破新能源汽车技术，当前中国插电式增程汽车技术已经发展得非常成 熟，正经历一场深刻的“技术进化”。增程汽车不再是单纯的纯电+油箱简单组合，而是通过大电池、超快充、高 能效增程器和AI智能管理四大支柱，正在蜕变为一种体验趋近纯电、但毫无里程焦虑的全新“物种”。如图，某品 牌增程式电动汽车以“纯电模式”在封闭的平直路段匀速行驶15km完成测试，动力电池储存的能量从25%减少至 20%。增程汽车当动力电池的电量降至某一值时，将启动“增程模式”工作，增程器燃烧汽油，驱动发电机发电给电 池充电，增程系统工作的综合效率约为40%，其工作流程如图所示。 驱动电机 IIIIITID 增程系统 ID 增程器 充电 蓄 传动 驱动 电动机 供电 池 电驱系统 IID 发动机 电池组 发电机 (1)测试中，汽车受到的阻力为650N,则牵引力所做的功是多少？ (2)汽车动力电池容量为60kWh,汽车的电驱综合效率是多少？（结果保留整数） (3)若全程用“增程模式”完成测试，需要消耗多少升汽油？（汽油的热值为3.6×10J/L) 2.(2026黑龙江一模)冰雪运动越来越受到人们的喜爱，也促进了冰雪经济的发展。如图所示是一款雪地摩托车， 其净重为160kg,静止时与水平雪地接触的总面积为640cm2,当其以最大功率75kW在水平雪地上匀速直线行驶时， 最高速度可达100km/h。求： (1)雪地摩托车静止时对水平雪地的压强为多少？ (2)当该车以最大功率在水平雪地上以最高速度匀速直线行驶时，所受阻力为多少？ (3)该车发动机为汽油机，若其效率为22.5%，则该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶1mi,需 要约多少千克汽油？（汽油的热值为q=4.6×10Jg,结果保留两位小数） 试卷第1页，共11页 3.(2026河南南阳一模)电动汽车正在走进千家万户。如图是一款智能电动车。电动车静止在水平地面上，对地 面的压强为2×10Pa,车胎与地面接触总面积为800cm2。最高时速可达180km/h,此时车的功率为90kW。求： (1)电动车的质量： (2)若电动车以最高时速在平直公路上进行测试，匀速行驶时所受的阻力： (3)在（2)的条件下，车的电动机效率为90%，匀速行驶4.6km,消耗的电能为多少？ 4.(2025·河南南阳·模拟预测)如图甲所示，救援车固定不动，利用车上的电动机、绳子和滑轮将小轿车水平拉出 沙滩。小轿车的质量为1.2t,静止时轮胎与沙滩接触的总面积为0.3m2,拉动过程中小轿车移动的速度随时间变化 的图像如图乙所示，电动机的功率恒为2×103W,求：（不计绳子与滑轮间的摩擦力及滑轮和绳子的重力，g取10Nkg) 电动机F滑轮 v/(m's) 小轿车 0.5 救援车 12 t/s R (1)电动机工作是利用 的原理： (2)小轿车静止时对沙滩的压强是多少？ (3)小轿车被匀速拉动时绳子上的拉力F是多大？ 5.(2026江苏常州一模)据统计，每燃烧1kg燃油约排放3kg二氧化碳.为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能在 我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料电池的交通工具不断丰富.以氢燃料电池卡车为例（如图所示）， 若卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h,功率为120kW。 氢燃料电池卡车 (1)卡车的行驶速度： (2)卡车所受牵引力： (3)与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量为多少？（燃油机的效率取40%，燃油的热 值q取4×10'J/kg) 试卷第2页，共11页 6.(2025·陕西商洛·三模)如图-1所示，某品牌增程式电动汽车，是以电力驱动为主，燃油发电为辅的新能源汽车。 其工作原理可概括为“电机直驱，燃油发电补能”，工作流程如图-2所示：当蓄电池电量充足时为纯电驱动模式，动 力电池供电，由电动机直接驱动车轮，此时发动机不工作；当蓄电池电量降低到设定阈值时启动增程模式，增程器 (由内燃机和发电机组成)发电为电动机直接供电，剩余电能存储至电池。某次测试中该汽车在“纯电模式下匀速 行驶15km,蓄电池储存的电量从30%减少至25%。己知汽车受到的阻力为500N,蓄电池容量为50kWh,汽油热 值为3.6×10J/L。求： 供电 驱动 蓄电池 电动机 汽车 驱动 充电 供电 增程器 纯电模式 -增程模式 图-1 图-2 (1)测试中，牵引力所做的功是多少？ (2)汽车的电驱综合效率，是多少？（百分号前保留整数） (3)若启动增程模式完成上述测试，增程模式下测试的综合效率2为35%（综合效率2=输出的有用能量），该测试 结束时，蓄电池电量增加了2%，则增程模式下，完成测试需消耗汽油多少升？（结果保留1位小数） 二、中档题：与滑轮组等综合 7.(25-26九年级上·江苏苏州·月考)图甲是工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形，所用动滑轮和筐受到的 总重力为35N。某次操作中，将重405N的泥土以0.4ms的速度匀速提起，在此过程中工人的拉力F所做的功随时 间变化的图像如图乙所示。（细绳的质量忽略不计，取g=10N/kg)求： ↑WIJ 720 540 360 77777 180 砂筐 777777 4 t/s 甲 (I)拉力F做功的功率： (2)利用该装置此次提升泥土的机械效率； (3)在提升泥土上升3m的过程中，拉力F克服摩擦力做的功。 试卷第3页，共11页 8.(2026九年级下·湖北鄂州·专题练习)起重船是一种专门在水上从事起重作业的工程船舶，一般由下部浮船和装 在浮船甲板上的上部建筑两大部分组成。上部建筑是起重船的起重装置部分，用来吊装货物：下部浮船用来支持起 重机的自重和起吊的重量，使得起重船能够独立地浮在水面上工作，如图所示，某起重船正准备起吊一质量为600t 的重物。 重物中 起重船 压载水 ● 105m 45m G (1)若起重船4min内将该重物匀速吊起10m,起重船对重物做功的功率是多少瓦： (2)当起重船吊起重物时，需要向压载水舱中快速地注入一定量的压载水，这样就能使整船的重力作用线和浮力作用 线重合且位置不变，从而保持船的稳定，若压载水重心到起重船重力作用线的距离为45，到重物重力作用线的距 离为105m,当起重船吊起重物后，需要向压载水舱中注入多少吨压载水： (3)与未吊起重物相比，起重船排开海水的体积增加了多少立方米？ 9.（2026山东青岛·二模)如图甲所示，正方体A的质量是280kg,作为配重使用。杠杆OD:OE=3:4,某同学用 这个装置从水中提取物体B,然后将B放在浮体C上再运走。已知C的体积为0.6m3,一个质量为60kg的同学站 在浮体C上，若不用力拉绳子时，浮体C总体积的浸入水中；当该同学用力拉动滑轮组绕绳的自由端，手拉绳 的功率P和被拉物体匀速提升的距离关系如图乙所示。物体B上升的速度为0.2m/s且不变，物体被提出水面后， 再将B放在C上，同时松开绳子，此时浮体C露出水面的体积相对于B未出水时减小0.05m3;已知两个定滑轮总 重为100N。(绳的重力，滑轮与轴的摩擦力及水的阻力不计)求： P/W 120 90H 60 30 012345h/m 月 乙 ()人站在C上没有用力拉绳子时，C所受浮力为多大？ (2)当物体B未出水时，人用的拉力F为多大？ (3)物体B的重力多大？ (4)已知水底部有很多物体需要清理，若用该装置将水中物体吊起并放在C上运走，为了使整个过程都安全，则该 机械装置能够达到的最大效率是多少？（百分号前面保留整数） 试卷第4页，共11页 10.(2026河北邯郸一模)如图1所示，滑轮组悬挂在水平支架上，重为1300N的卷扬机放置在水平地面上，卷 扬机和地面的接触面积为500cm2。两次分别匀速提升物体A、B时，卷扬机的输出功率P随物体上升速度v的变 化关系图线分别为图2中的a、b。已知物体A的质量为80kg,绳子能够承受的最大拉力为1200N,动滑轮和定滑 轮质量相同。（不计滑轮组的绳重和轮与轴之间的摩擦，g取10Nkg)求： ◆P/(102W) 支架 3 2 A 4十日 十十十十十十一十十十 迎卷扬机 777777号 00.040.080.120.160.2v/(ms 图1 图2 (1)卷扬机未连接滑轮组时对水平地面的压强。 (2)提升物体B时滑轮组的机械效率。 (3)若水平支架能承受的滑轮组对它的最大拉力为3500N,用此滑轮组提升物体时能达到的最大机械效率（结果保留 一位小数)。 11.(2026湖北随州一模)2025年7月10日，渤中19-6凝析气田一期项目中心平台在我国青岛成功装船，此次装 船的中心平台高32米，长60米，宽50米，如图甲所示。本次装船采用滑移方式，在涨潮时段，由拉力千斤顶拖 拽移动中心平台，移动过程中码头岸基与驳船上表面总保持水平，其简化图如图乙所示。中心平台总质量为12000 吨(g取10N/kg,P海*取1.0×103kgm3)。求： 中心钢绞线千斤顶 平台 卫®滑轮 7777I 驳船 海面 甲 乙 (1)中心平台放在水平码头岸基静止时，对码头岸基的压强为多大： (2)中心平台在码头岸基上20min匀速移动了20m,钢绞线对平台的总拉力为3.0×10N,则钢绞线对中心平台做功 的总功率为多大： (3)平台全部上船后，船底受到海水的压强增加了多少（将驳船近似看作长方体，驳船的水平横截面积为1.2×10m2)。 试卷第5页，共11页 12.(2026陕西西安·模拟预测)重力储能是一种新型储能方式，它通过提升或放下重物实现能量的储存或释放，能 量转化过程如图-1所示。重力储能可有效提升风能、太阳能等新能源的综合开发利用水平。某风力发电、重力储能 综合项目，单个风力发电机组的平均发电功率为1500水W。某次风能充沛时，系统利用风能发电的富余电能，将2 个质量均为3×104kg的重物从地面提升至30m的高度处，实现能量储存，如图-2所示。根据相关信息，完成以下 问题(g取10N/kg)。 提升重物 放下重物 电能 机械能 电能 储存能量 释放能量 输入 输出 图-1 图-2 (I)若某电动汽车每行驶1km的路程需消耗0.2kWh的电能，单个风力发电机组发电1h产生的电能，可供该电动汽 车行驶的路程是多少？ (2)储能系统将2个重物匀速提升至30高处的过程中，系统对重物所做的功是多少？ (3)储能系统将2个重物从30m高处放回地面的发电过程中，产生的电能为1.44×10J,则该过程的发电效率是多少？ (4)据某资料介绍，重力储能系统的综合效率（输出电能与输入电能之比）可达70%以上，请你通过计算，判断这一 数据是否可信？（已知系统提升重物的效率为90%） 试卷第6页，共11页 13.(2026四川绵阳·一模)如图甲是某中学科技小组设计的打捞水中物体的装置示意图。DB是以O点为转轴的水 平杠杆，杠杆可以绕O点在竖直平面内转动，OD的长度为2。水平地面上的配重E通过细绳竖直拉着杠杆D端， 配重E的质量mE为250kg。安装在杠杆DB上的行走装置由支架、动滑轮X、提升电动机、定滑轮K构成，行走 装置的质量m为20kg。电动机Q可以通过定滑轮S和动滑轮X拉动行走装置沿B0水平滑动。固定在提升电动机 下的定滑轮K和动滑轮M组成滑轮组Y,当行走装置处于杠杆DB上C点的位置时，提升电动机拉动绳子H端， 通过滑轮组Y竖直提升水中的圆柱体A。圆柱体A完全在水中，以0.1m/s匀速上升的过程中，滑轮组Y的机械效 率为，配重E对地面的压强为p；物体A以原来的速度匀速竖直上升，全部露出水面后，最终停在空中某高度时， 配重E对地面的压强为P2。滑轮组Y提升物体A的过程中，行走装置受到的水平拉力始终为零，杠杆DB在水平 位置保持平衡。电动机H处绳子拉力的功率随时间变化的情况如图乙所示。己知圆柱体A的质量m4为60kg,底面 积为30dm2,p,与p2之比为4：1。物体A被打捞出水面后，停留在一定高度，电动机Q开始拉动行走装置。在行 走装置以0.05ms的速度水平匀速移动的过程中，电动机Q处拉力T的功率为5W,行走装置受到的水平拉力为F。 细绳和杠杆的质量、滑轮与轴的摩擦、水对物体的阻力均忽略不计，g取10Nkg。求： 定滑轮S 动滑轮XC D B P/W 支架提升电动机 100 H ⑨定滑轮K 80 60 )动滑轮M 40 77777777777777777777777777777 8 012345678910ts 甲 乙 (1)动滑轮M所受的重力： (2)机械效率： (3)OC的长度： (4)拉力F。 试卷第7页，共11页 三、压轴题：与电学综合 14.（2025·福建福州一模)如图所示，某科技公司研发的水下清洗机器人，集潜水、巡检、清洗于一体，靠4个电 动螺旋桨驱动，能灵活地浮游、翻转、前行、下潜，可在50深水下对船舶进行高压水柱喷射清洗。该机器人质量 180kg,无水舱设计，浸没在水中时的排水体积为0.2m3,线缆对机器人的作用力可忽略不计，Pk=1.03×10kgm。 求： (1)完全浸没在海水中时清洗机器人受到的浮力为多少N？ (2)清洗机器人自主下潜时，4个电动螺旋桨旋转到竖直方向驱动，使清洗机器人受到竖直方向的推力，以0.5/s 的速度从水面匀速竖直下潜至50m处作业。此过程中机器人受到水对它竖直向上的阻力恒为60N,则推力为多大？ (3)(2)的过程中，电动机消耗的总电能为0.006kWh,则电动机驱动螺旋桨的效率为多少？（结果保留一位小数） 15.(25-26九年级上·重庆·月考)近年来，重庆市的轿车市场十分火爆，各种新型轿车驶进千家万户。图乙为某新 型轿车测定油箱内油面高度的电路原理图。其中电源电压恒为6V,R,是阻值为5Ω的定值电阻，A是油量指示表 (实质是一只电流表，油量的变化通过电流的变化同步显示出来)。R,为压敏电阻，它的电阻随受到的压力变化关 系如下表。求： 压力N 0 50 100 150 200 250 300 350 400 电阻/Q 550 395 275 170 90 60 40 25 5 ↑v(m/s) 40 20 10 04 510152025t/s 甲 丙 (I)若轿车以90kW的恒定功率启动做直线运动，且整个运动过程中受到的阻力不变，速度v与时间t的关系如图丙 所示，在0~5s时间内轿车发动机做功多少J? (2)如果空油箱的质量为5kg,油量表的零刻度线对应于电流表上的示数是多少A？ (3)若电流表的称量范围从为0~0.6A,该油箱加满油时，指针恰好指示最大刻度，求油箱的容积是多少m3。 (P海=0.7×103kg/m3,g取10N/kg) 试卷第8页，共11页 16.(25-26九年级上江苏镇江·期末)近几年我国汽车业发展迅猛，如图甲所示是我国自主研制生产的一款环保混 合动力汽车，环保混合动力汽车已成为不少人购买汽车的首选。这个混合动力汽车启动时，内燃机不工作，车内蓄 电池输出能量：当高速平稳行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输出能量，同时又可以向蓄 电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机、蓄电池可以同时向车轮输出能量。为了保护蓄电池，当电池使用到剩 下最大容量的20%停止供电。 个△W/103J 400 发动机 电动机 225 100 动力电池 25 05101520△v/(ms) 甲 乙 (1)若混合动力汽车在平直公路上以100km/h速度匀速行驶1h,共消耗汽油7kg所受平均阻力为1000N,求在此过 程中： ①汽车行驶的路程是多少。 ②在水平道路匀速行驶测试中，牵引力做的功是多少？ ③若该汽车内燃机的效率为40%，最终使蓄电池增加的电能为多少J(忽略蓄电池和电动机的热损失及其他损失， 9汽油=4.6×107J/kg) (2)若这个混合动力汽车制动减速的过程中，机械能转化为电能和内能，转化的电能W与内能W,之比为916，如图 乙是机械能的变化量△W与速度变化量△v的关系图像，若该车从30m/s开始减速，转化的电能为3.6×104J,则该 车的速度将会减小到多少m/s? 试卷第9页，共11页 17.(24-25九年级上·河北保定·期末)某电梯简图如图1所示，其部分工作原理如图2所示，R是一个压敏电阻， 加在压敏电阻R上的压力增大时，它的阻值减小，当控制电路中的电流达到设定值时超载电铃报警。 电梯 工作电路 220Vo- ↑R/2 1200 1000 吾K电铃 B 800 600 U-6V踏板 400 R 200 日F/(×103N 轻质踏板 压敏电阻R 控制电路 024681012 图1 图2 图3 (1)压敏电阻R的阻值随着压力的变化规律如图3所示，控制电路的电源电压为6V,当控制电路中的电流达到0.03A 时，衔铁被吸下，报警电铃响起，求此时R的大小及这部电梯设计的最大载重是多少？（电磁铁线圈的电阻不计） (2)电梯质量300kg,带动电梯升降的电动机上标有“220V,10kW的字样。当电梯里人和货物的总质量为500kg时， 中途匀速运行10s内上升了10m,则此过程电动机将电能转化为机械能的效率是多少？(g取10m/s2) 四、压轴题：与浮力综合 18.(2025·云南玉溪.一模)如图甲是我国自主研制的全球最大水陆两栖飞机，空载质量为4×104kg,它能在陆地和 水面上起飞降落，是一艘会飞的“船”；如图乙是我国最新自主研制的海斗号”无人潜水器，最大下潜深度可达10970m。 取海水密度为1.0×103kgm3，重力加速度g为10N/kg,求： 甲 (1)两栖飞机空载漂浮在水面上时受到的浮力是多少： (2)若两栖飞机在水平水面上以108km/h的速度匀速直线行驶了5min,所受阻力为空载重力的0.2倍，牵引力所做的 功为多少： (3)当“海斗号”无人潜水器下潜到10000m深度时，受到的海水压强为多少 (4)若“海斗号”无人潜水器的重力为1×104N,体积为0.2m3,现用两栖飞机吊起潜水器浸没于海水中并使其缓慢匀速 下降，此时潜水器受到的拉力是多大？ 试卷第10页，共11页 19.(2025山东东营·三模)“鲲龙-600”是我国自主研制的世界上最大的水陆两用飞机，可以在陆地和水面上起降， 如图所示。“鲲龙-600配备4台WJ6涡轮螺旋桨发动机，具备执行森林灭火、水上救援等多项特种任务能力。其部 分参数如下表。某次执行任务时以最大起飞质量起飞(g取10Nkg,P水=1.0×10kgm3)求： 全长/m 37 最大巡航速度/(km/h) 540 最大航程/km 4500 空中滞留h 12 最大载水量t 12 最大起飞质量t 53.5 (1)当它静止在水平地面时与地面的接触面积为0.5m2,求飞机对地面的压强： (2)当它静止在水面时飞机底部最大浸入深度为0.5m,求该部位一个面积为40cm2的部件受到的水的压力： (3)当它静止在平静的水面上时排开水的体积； (4)若“鲲龙-600”匀速水平飞行路程720km,发动机做的总功为1.44×10J,飞行时效率为60%，求飞机飞行过程中 发动机的牵引力。 20.(2025·陕西商洛·二模)2025年11月5日，福建舰（如图）正式入列中国海军。福建舰配置了全球领先的电磁 弹射和阻拦装置，重新定义了现代航母的技术标准和作战理念。其部分参数如下表所示。求：(g取10N/kg,海水密 度取1.0×103kg/m) 满载排水量 8×10t 每架舰载飞机的质量 5000kg 电磁弹射器总储能装置最大储能 3.6×109J 电磁弹射系统平均推力 1×10N 弹射距离 100m (1)福建舰满载时受到的浮力大小是多少？ (2)其中一架舰载飞机起飞后，福建舰排开海水的体积减小了多少？ (3)储能装置充满电后，最多能完成多少架次舰载飞机的弹射任务？ 试卷第11页，共11页 功与机械效率计算专题（滑轮、浮力、电学综合） 目录 一、基础题：仅考察公式 1 二、中档题：与滑轮组等综合 4 三、压轴题：与电学综合 9 四、压轴题：与浮力综合 11 一、基础题：仅考察公式 1．（2026·山东青岛·一模）我国不断创新和突破新能源汽车技术，当前中国插电式增程汽车技术已经发展得非常成熟，正经历一场深刻的“技术进化”。增程汽车不再是单纯的“纯电+油箱”简单组合，而是通过大电池、超快充、高能效增程器和AI智能管理四大支柱，正在蜕变为一种体验趋近纯电、但毫无里程焦虑的全新“物种”。如图，某品牌增程式电动汽车以“纯电模式”在封闭的平直路段匀速行驶15km完成测试，动力电池储存的能量从25%减少至20%。增程汽车当动力电池的电量降至某一值时，将启动“增程模式”工作，增程器燃烧汽油，驱动发电机发电给电池充电，增程系统工作的综合效率约为40%，其工作流程如图所示。 (1)测试中，汽车受到的阻力为650N，则牵引力所做的功是多少？ (2)汽车动力电池容量为60kW·h，汽车的电驱综合效率是多少？（结果保留整数） (3)若全程用“增程模式”完成测试，需要消耗多少升汽油？（汽油的热值为） 2．（2026·黑龙江·一模）冰雪运动越来越受到人们的喜爱，也促进了冰雪经济的发展。如图所示是一款雪地摩托车，其净重为，静止时与水平雪地接触的总面积为，当其以最大功率在水平雪地上匀速直线行驶时，最高速度可达。求： (1)雪地摩托车静止时对水平雪地的压强为多少？ (2)当该车以最大功率在水平雪地上以最高速度匀速直线行驶时，所受阻力为多少？ (3)该车发动机为汽油机，若其效率为22.5%，则该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶，需要约多少千克汽油？（汽油的热值为，结果保留两位小数） 3．（2026·河南南阳·一模）电动汽车正在走进千家万户。如图是一款智能电动车。电动车静止在水平地面上，对地面的压强为，车胎与地面接触总面积为。最高时速可达，此时车的功率为。求： (1)电动车的质量； (2)若电动车以最高时速在平直公路上进行测试，匀速行驶时所受的阻力； (3)在（2）的条件下，车的电动机效率为90%，匀速行驶4.6km，消耗的电能为多少？ 4．（2025·河南南阳·模拟预测）如图甲所示，救援车固定不动，利用车上的电动机、绳子和滑轮将小轿车水平拉出沙滩。小轿车的质量为1.2t，静止时轮胎与沙滩接触的总面积为，拉动过程中小轿车移动的速度随时间变化的图像如图乙所示，电动机的功率恒为。求：（不计绳子与滑轮间的摩擦力及滑轮和绳子的重力，g取10N/kg） (1)电动机工作是利用________的原理； (2)小轿车静止时对沙滩的压强是多少？ (3)小轿车被匀速拉动时绳子上的拉力F是多大？ 5．（2026·江苏常州·一模）据统计，每燃烧1kg燃油约排放3kg二氧化碳．为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料电池的交通工具不断丰富．以氢燃料电池卡车为例（如图所示），若卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h，功率为120kW。 (1)卡车的行驶速度； (2)卡车所受牵引力； (3)与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量为多少?（燃油机的效率取40%，燃油的热值q取） 6．（2025·陕西商洛·三模）如图-1所示，某品牌增程式电动汽车，是以电力驱动为主，燃油发电为辅的新能源汽车。其工作原理可概括为“电机直驱，燃油发电补能”，工作流程如图-2所示：当蓄电池电量充足时为纯电驱动模式，动力电池供电，由电动机直接驱动车轮，此时发动机不工作；当蓄电池电量降低到设定阈值时启动增程模式，增程器（由内燃机和发电机组成）发电为电动机直接供电，剩余电能存储至电池。某次测试中该汽车在“纯电模式”下匀速行驶15km，蓄电池储存的电量从30%减少至25%。已知汽车受到的阻力为500N，蓄电池容量为50kW·h，汽油热值为。求： (1)测试中，牵引力所做的功是多少？ (2)汽车的电驱综合效率η1是多少？（百分号前保留整数） (3)若启动增程模式完成上述测试，增程模式下测试的综合效率为35%（综合效率输出的有用能量），该测试结束时，蓄电池电量增加了2%，则增程模式下，完成测试需消耗汽油多少升？（结果保留1位小数） 二、中档题：与滑轮组等综合 7．（25-26九年级上·江苏苏州·月考）图甲是工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形，所用动滑轮和筐受到的总重力为35N。某次操作中，将重405N的泥土以0.4m/s的速度匀速提起，在此过程中工人的拉力F所做的功随时间变化的图像如图乙所示。（细绳的质量忽略不计，取g=10N/kg）求： (1)拉力F做功的功率； (2)利用该装置此次提升泥土的机械效率； (3)在提升泥土上升3m的过程中，拉力F克服摩擦力做的功。 8．（2026九年级下·湖北鄂州·专题练习）起重船是一种专门在水上从事起重作业的工程船舶，一般由下部浮船和装在浮船甲板上的上部建筑两大部分组成。上部建筑是起重船的起重装置部分，用来吊装货物；下部浮船用来支持起重机的自重和起吊的重量，使得起重船能够独立地浮在水面上工作，如图所示，某起重船正准备起吊一质量为的重物。 (1)若起重船内将该重物匀速吊起，起重船对重物做功的功率是多少瓦； (2)当起重船吊起重物时，需要向压载水舱中快速地注入一定量的压载水，这样就能使整船的重力作用线和浮力作用线重合且位置不变，从而保持船的稳定，若压载水重心到起重船重力作用线的距离为，到重物重力作用线的距离为，当起重船吊起重物后，需要向压载水舱中注入多少吨压载水； (3)与未吊起重物相比，起重船排开海水的体积增加了多少立方米？ 9．（2026·山东青岛·二模）如图甲所示，正方体A的质量是280kg，作为配重使用。杠杆，某同学用这个装置从水中提取物体B，然后将B放在浮体C上再运走。已知C的体积为0.6m³，一个质量为60kg的同学站在浮体C上，若不用力拉绳子时，浮体C总体积的浸入水中；当该同学用力拉动滑轮组绕绳的自由端，手拉绳的功率P和被拉物体匀速提升的距离关系如图乙所示。物体B上升的速度为0.2m/s且不变，物体被提出水面后，再将B放在C上，同时松开绳子，此时浮体C露出水面的体积相对于B未出水时减小0.05m³；已知两个定滑轮总重为100N。（绳的重力，滑轮与轴的摩擦力及水的阻力不计）求： (1)人站在C上没有用力拉绳子时，C所受浮力为多大？ (2)当物体B未出水时，人用的拉力为多大？ (3)物体B的重力多大？ (4)已知水底部有很多物体需要清理，若用该装置将水中物体吊起并放在C上运走，为了使整个过程都安全，则该机械装置能够达到的最大效率是多少？（百分号前面保留整数） 10．（2026·河北邯郸·一模）如图1所示，滑轮组悬挂在水平支架上，重为1300N的卷扬机放置在水平地面上，卷扬机和地面的接触面积为。两次分别匀速提升物体A、B时，卷扬机的输出功率P随物体上升速度v的变化关系图线分别为图2中的a、b。已知物体A的质量为80 kg，绳子能够承受的最大拉力为1200N，动滑轮和定滑轮质量相同。（不计滑轮组的绳重和轮与轴之间的摩擦，g取10 N/kg）求： (1)卷扬机未连接滑轮组时对水平地面的压强。 (2)提升物体B时滑轮组的机械效率。 (3)若水平支架能承受的滑轮组对它的最大拉力为3500N，用此滑轮组提升物体时能达到的最大机械效率（结果保留一位小数）。 11．（2026·湖北随州·一模）2025年7月10日，渤中19-6凝析气田一期项目中心平台在我国青岛成功装船，此次装船的中心平台高32米，长60米，宽50米，如图甲所示。本次装船采用滑移方式，在涨潮时段，由拉力千斤顶拖拽移动中心平台，移动过程中码头岸基与驳船上表面总保持水平，其简化图如图乙所示。中心平台总质量为12000吨（g取，取）。求：      (1)中心平台放在水平码头岸基静止时，对码头岸基的压强为多大； (2)中心平台在码头岸基上匀速移动了，钢绞线对平台的总拉力为，则钢绞线对中心平台做功的总功率为多大； (3)平台全部上船后，船底受到海水的压强增加了多少（将驳船近似看作长方体，驳船的水平横截面积为）。 12．（2026·陕西西安·模拟预测）重力储能是一种新型储能方式，它通过提升或放下重物实现能量的储存或释放，能量转化过程如图-1所示。重力储能可有效提升风能、太阳能等新能源的综合开发利用水平。某风力发电、重力储能综合项目，单个风力发电机组的平均发电功率为1500kW。某次风能充沛时，系统利用风能发电的富余电能，将2个质量均为的重物从地面提升至30m的高度处，实现能量储存，如图-2所示。根据相关信息，完成以下问题（g取10N/kg）。 (1)若某电动汽车每行驶1km的路程需消耗0.2kW·h的电能，单个风力发电机组发电1h产生的电能，可供该电动汽车行驶的路程是多少？ (2)储能系统将2个重物匀速提升至30m高处的过程中，系统对重物所做的功是多少？ (3)储能系统将2个重物从30m高处放回地面的发电过程中，产生的电能为，则该过程的发电效率是多少？ (4)据某资料介绍，重力储能系统的综合效率（输出电能与输入电能之比）可达70%以上，请你通过计算，判断这一数据是否可信？（已知系统提升重物的效率为90%） 13．（2026·四川绵阳·一模）如图甲是某中学科技小组设计的打捞水中物体的装置示意图。DB是以O点为转轴的水平杠杆，杠杆可以绕O点在竖直平面内转动，OD的长度为2m。水平地面上的配重E通过细绳竖直拉着杠杆D端，配重E的质量mE为250kg。安装在杠杆DB上的行走装置由支架、动滑轮X、提升电动机、定滑轮K构成，行走装置的质量m为20kg。电动机Q可以通过定滑轮S和动滑轮X拉动行走装置沿BO水平滑动。固定在提升电动机下的定滑轮K和动滑轮M组成滑轮组Y，当行走装置处于杠杆DB上C点的位置时，提升电动机拉动绳子H端，通过滑轮组Y竖直提升水中的圆柱体A。圆柱体A完全在水中，以0.1m/s匀速上升的过程中，滑轮组Y的机械效率为η1，配重E对地面的压强为p1；物体A以原来的速度匀速竖直上升，全部露出水面后，最终停在空中某高度时，配重E对地面的压强为p2。滑轮组Y提升物体A的过程中，行走装置受到的水平拉力始终为零，杠杆DB在水平位置保持平衡。电动机H处绳子拉力的功率随时间变化的情况如图乙所示。已知圆柱体A的质量mA为60kg，底面积为30dm2，p1与p2之比为4∶1。物体A被打捞出水面后，停留在一定高度，电动机Q开始拉动行走装置。在行走装置以0.05m/s的速度水平匀速移动的过程中，电动机Q处拉力T的功率为5W，行走装置受到的水平拉力为F。细绳和杠杆的质量、滑轮与轴的摩擦、水对物体的阻力均忽略不计，g取10N/kg。求： (1)动滑轮M所受的重力； (2)机械效率η1； (3)OC的长度； (4)拉力F。 三、压轴题：与电学综合 14．（2025·福建福州·一模）如图所示，某科技公司研发的水下清洗机器人，集潜水、巡检、清洗于一体，靠4个电动螺旋桨驱动，能灵活地浮游、翻转、前行、下潜，可在50m深水下对船舶进行高压水柱喷射清洗。该机器人质量180kg，无水舱设计，浸没在水中时的排水体积为0.2m3，线缆对机器人的作用力可忽略不计，。求： (1)完全浸没在海水中时清洗机器人受到的浮力为多少N？ (2)清洗机器人自主下潜时，4个电动螺旋桨旋转到竖直方向驱动，使清洗机器人受到竖直方向的推力，以0.5m/s的速度从水面匀速竖直下潜至50m处作业。此过程中机器人受到水对它竖直向上的阻力恒为60N，则推力为多大？ (3)（2）的过程中，电动机消耗的总电能为0.006kW·h，则电动机驱动螺旋桨的效率为多少？（结果保留一位小数） 15．（25-26九年级上·重庆·月考）近年来，重庆市的轿车市场十分火爆，各种新型轿车驶进千家万户。图乙为某新型轿车测定油箱内油面高度的电路原理图。其中电源电压恒为6V，是阻值为的定值电阻，A是油量指示表（实质是一只电流表，油量的变化通过电流的变化同步显示出来）。为压敏电阻，它的电阻随受到的压力变化关系如下表。求： 压力 0 50 100 150 200 250 300 350 400 电阻 550 395 275 170 90 60 40 25 5 (1)若轿车以的恒定功率启动做直线运动，且整个运动过程中受到的阻力不变，速度v与时间t的关系如图丙所示，在时间内轿车发动机做功多少J？ (2)如果空油箱的质量为，油量表的零刻度线对应于电流表上的示数是多少A？ (3)若电流表的称量范围从为，该油箱加满油时，指针恰好指示最大刻度，求油箱的容积是多少。（，g取） 16．（25-26九年级上·江苏镇江·期末）近几年我国汽车业发展迅猛，如图甲所示是我国自主研制生产的一款环保混合动力汽车，环保混合动力汽车已成为不少人购买汽车的首选。这个混合动力汽车启动时，内燃机不工作，车内蓄电池输出能量；当高速平稳行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输出能量，同时又可以向蓄电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机、蓄电池可以同时向车轮输出能量。为了保护蓄电池，当电池使用到剩下最大容量的20%停止供电。 (1)若混合动力汽车在平直公路上以速度匀速行驶，共消耗汽油所受平均阻力为1000N，求在此过程中： ①汽车行驶的路程是多少。 ②在水平道路匀速行驶测试中，牵引力做的功是多少？ ③若该汽车内燃机的效率为40%，最终使蓄电池增加的电能为多少J（忽略蓄电池和电动机的热损失及其他损失，） (2)若这个混合动力汽车制动减速的过程中，机械能转化为电能和内能，转化的电能与内能之比为，如图乙是机械能的变化量与速度变化量的关系图像，若该车从开始减速，转化的电能为，则该车的速度将会减小到多少？ 17．（24-25九年级上·河北保定·期末）某电梯简图如图1所示，其部分工作原理如图2所示，R是一个压敏电阻，加在压敏电阻R上的压力增大时，它的阻值减小，当控制电路中的电流达到设定值时超载电铃报警。 (1)压敏电阻R的阻值随着压力的变化规律如图3所示，控制电路的电源电压为6V，当控制电路中的电流达到0.03A时，衔铁被吸下，报警电铃响起，求此时R的大小及这部电梯设计的最大载重是多少？（电磁铁线圈的电阻不计） (2)电梯质量300kg，带动电梯升降的电动机上标有“220V，10kW”的字样。当电梯里人和货物的总质量为500kg时，中途匀速运行10s内上升了10m，则此过程电动机将电能转化为机械能的效率是多少？（g取10m/s2） 四、压轴题：与浮力综合 18．（2025·云南玉溪·一模）如图甲是我国自主研制的全球最大水陆两栖飞机，空载质量为，它能在陆地和水面上起飞降落，是一艘会飞的“船”；如图乙是我国最新自主研制的“海斗号”无人潜水器，最大下潜深度可达10970m。取海水密度为，重力加速度g为，求： (1)两栖飞机空载漂浮在水面上时受到的浮力是多少； (2)若两栖飞机在水平水面上以108km/h的速度匀速直线行驶了5min，所受阻力为空载重力的0.2倍，牵引力所做的功为多少； (3)当“海斗号”无人潜水器下潜到10000m深度时，受到的海水压强为多少； (4)若“海斗号”无人潜水器的重力为，体积为0.2m3，现用两栖飞机吊起潜水器浸没于海水中并使其缓慢匀速下降，此时潜水器受到的拉力是多大？ 19．（2025·山东东营·三模）“鲲龙-600”是我国自主研制的世界上最大的水陆两用飞机，可以在陆地和水面上起降，如图所示。“鲲龙-600”配备4台WJ6涡轮螺旋桨发动机，具备执行森林灭火、水上救援等多项特种任务能力。其部分参数如下表。某次执行任务时以最大起飞质量起飞（g取10N/kg，）求： 全长/m 37 最大巡航速度/（km/h） 540 最大航程/km 4500 空中滞留/h 12 最大载水量/t 12 最大起飞质量/t 53.5 (1)当它静止在水平地面时与地面的接触面积为，求飞机对地面的压强； (2)当它静止在水面时飞机底部最大浸入深度为0.5m，求该部位一个面积为的部件受到的水的压力； (3)当它静止在平静的水面上时排开水的体积； (4)若“鲲龙-600”匀速水平飞行路程720km，发动机做的总功为，飞行时效率为60%，求飞机飞行过程中发动机的牵引力。 20．（2025·陕西商洛·二模）2025年11月5日，福建舰（如图）正式入列中国海军。福建舰配置了全球领先的电磁弹射和阻拦装置，重新定义了现代航母的技术标准和作战理念。其部分参数如下表所示。求:（g取10 N/ kg,海水密度取 满载排水量 每架舰载飞机的质量 5000kg 电磁弹射器总储能装置最大储能 电磁弹射系统平均推力 弹射距离 100m (1)福建舰满载时受到的浮力大小是多少? (2)其中一架舰载飞机起飞后，福建舰排开海水的体积减小了多少? (3)储能装置充满电后，最多能完成多少架次舰载飞机的弹射任务? 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 $ 功与机械效率计算专题（滑轮、浮力、电学综合） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、基础题：仅考察公式 1．（2026·山东青岛·一模）我国不断创新和突破新能源汽车技术，当前中国插电式增程汽车技术已经发展得非常成熟，正经历一场深刻的“技术进化”。增程汽车不再是单纯的“纯电+油箱”简单组合，而是通过大电池、超快充、高能效增程器和AI智能管理四大支柱，正在蜕变为一种体验趋近纯电、但毫无里程焦虑的全新“物种”。如图，某品牌增程式电动汽车以“纯电模式”在封闭的平直路段匀速行驶15km完成测试，动力电池储存的能量从25%减少至20%。增程汽车当动力电池的电量降至某一值时，将启动“增程模式”工作，增程器燃烧汽油，驱动发电机发电给电池充电，增程系统工作的综合效率约为40%，其工作流程如图所示。 (1)测试中，汽车受到的阻力为650N，则牵引力所做的功是多少？ (2)汽车动力电池容量为60kW·h，汽车的电驱综合效率是多少？（结果保留整数） (3)若全程用“增程模式”完成测试，需要消耗多少升汽油？（汽油的热值为） 【答案】(1) (2)90% (3) 【难度】0.71 【知识点】热机效率的计算、电功的公式及简单应用、功的计算和估算 【详解】（1）汽车在平直路段匀速行驶，受力平衡，牵引力大小等于阻力大小，即 行驶路程 牵引力所做的功 （2）由题意，测试过程中消耗的电能占动力电池总容量的 设动力电池总容量为，则消耗的电能为 电驱综合效率为牵引力做的有用功与消耗电能的比值，公式为 （3）由题意，增程系统综合效率，完成测试需要获得的电能为，根据效率关系可得汽油完全燃烧放出的总热量满足 总热量，整理得汽油体积 2．（2026·黑龙江·一模）冰雪运动越来越受到人们的喜爱，也促进了冰雪经济的发展。如图所示是一款雪地摩托车，其净重为，静止时与水平雪地接触的总面积为，当其以最大功率在水平雪地上匀速直线行驶时，最高速度可达。求： (1)雪地摩托车静止时对水平雪地的压强为多少？ (2)当该车以最大功率在水平雪地上以最高速度匀速直线行驶时，所受阻力为多少？ (3)该车发动机为汽油机，若其效率为22.5%，则该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶，需要约多少千克汽油？（汽油的热值为，结果保留两位小数） 【答案】(1) (2) (3) 【难度】0.66 【知识点】热机效率的计算、热值的公式及相关计算、P=Fv、压强公式的简单应用 【详解】（1）雪地摩托车静止时对水平雪地的压力 雪地摩托车对水平雪地的压强 （2）由题可知，最大功率为，最高速度可达，由可得牵引力 因为在水平雪地上匀速直线行驶，由二力平衡可知，所受阻力f和牵引力是一对平衡力，所以雪地摩托车所受阻力 （3）该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶所做的功 根据可得汽油完全燃烧放出的热量 则需要汽油的质量 3．（2026·河南南阳·一模）电动汽车正在走进千家万户。如图是一款智能电动车。电动车静止在水平地面上，对地面的压强为，车胎与地面接触总面积为。最高时速可达，此时车的功率为。求： (1)电动车的质量； (2)若电动车以最高时速在平直公路上进行测试，匀速行驶时所受的阻力； (3)在（2）的条件下，车的电动机效率为90%，匀速行驶4.6km，消耗的电能为多少？ 【答案】(1) (2) (3) 【难度】0.75 【知识点】P=Fv、压强公式的简单应用、机械效率的简单计算 【详解】（1）静止在水平地面上的电动车对地面的压力等于其重力大小，由公式可得，电动车的重力 电动车的质量 （2）由题意可知，电动车的最高时速 由公式 可得，电动车以最高时速匀速行驶时，所受的阻力 （3）电动车以最高时速匀速行驶时，牵引力做的功 已知车的电动机效率为90%，则由公式可得，电动车以最高时速匀速行驶所消耗的电能 4．（2025·河南南阳·模拟预测）如图甲所示，救援车固定不动，利用车上的电动机、绳子和滑轮将小轿车水平拉出沙滩。小轿车的质量为1.2t，静止时轮胎与沙滩接触的总面积为，拉动过程中小轿车移动的速度随时间变化的图像如图乙所示，电动机的功率恒为。求：（不计绳子与滑轮间的摩擦力及滑轮和绳子的重力，g取10N/kg） (1)电动机工作是利用________的原理； (2)小轿车静止时对沙滩的压强是多少？ (3)小轿车被匀速拉动时绳子上的拉力F是多大？ 【答案】(1)通电导线在磁场中会受到力的作用 (2) (3) 【难度】0.72 【知识点】电动机的工作原理、P=Fv、压强公式的简单应用 【详解】（1）电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的，将电能转化为机械能，该原理符合初中物理对电动机工作原理的描述。 （2）由题意得，小轿车的质量 小轿车静止在水平沙滩上，对沙滩的压力等于自身重力，即 已知受力面积，根据压强公式，代入数据得 （3）由图甲可知，图中滑轮为动滑轮，绳子段数由图乙可知，小轿车匀速拉动时的速度，则绳子自由端的移动速度： 已知电动机功率恒为，根据和得，可得绳子拉力 5．（2026·江苏常州·一模）据统计，每燃烧1kg燃油约排放3kg二氧化碳．为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料电池的交通工具不断丰富．以氢燃料电池卡车为例（如图所示），若卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h，功率为120kW。 求： (1)卡车的行驶速度； (2)卡车所受牵引力； (3)与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量为多少?（燃油机的效率取40%，燃油的热值q取） 【答案】(1) (2) (3) 【难度】0.69 【知识点】P=Fv、热值的公式及相关计算、计算物体运动的速度、功的计算和估算、热机效率的计算 【详解】（1）根据速度公式计算卡车的行驶速度 （2）根据功率推导公式，得车所受牵引力 （3）牵引力做的有用功 根据热机效率公式，得燃油完全燃烧放出的热量 根据热值公式，得燃烧燃油的质量 由题意，每燃烧1kg燃油排放3kg二氧化碳，因此减排二氧化碳的质量 6．（2025·陕西商洛·三模）如图-1所示，某品牌增程式电动汽车，是以电力驱动为主，燃油发电为辅的新能源汽车。其工作原理可概括为“电机直驱，燃油发电补能”，工作流程如图-2所示：当蓄电池电量充足时为纯电驱动模式，动力电池供电，由电动机直接驱动车轮，此时发动机不工作；当蓄电池电量降低到设定阈值时启动增程模式，增程器（由内燃机和发电机组成）发电为电动机直接供电，剩余电能存储至电池。某次测试中该汽车在“纯电模式”下匀速行驶15km，蓄电池储存的电量从30%减少至25%。已知汽车受到的阻力为500N，蓄电池容量为50kW·h，汽油热值为。求： (1)测试中，牵引力所做的功是多少？ (2)汽车的电驱综合效率η1是多少？（百分号前保留整数） (3)若启动增程模式完成上述测试，增程模式下测试的综合效率为35%（综合效率输出的有用能量），该测试结束时，蓄电池电量增加了2%，则增程模式下，完成测试需消耗汽油多少升？（结果保留1位小数） 【答案】(1) (2)83% (3)0.9L 【难度】0.45 【知识点】热机效率的计算、热值的公式及相关计算、功的计算和估算 【详解】（1）因为汽车做匀速直线运动，所以牵引力 牵引力所做的功为 （2）由题意可知，测试中蓄电池消耗的能量为 电驱综合效率 （3）由（1）知，增程模式下，完成相同测试，牵引力做的功，由题知，蓄电池增加的电量 输出的总有用功为 汽油燃烧放出的热量 消耗汽油的体积 二、中档题：与滑轮组等综合 7．（25-26九年级上·江苏苏州·月考）图甲是工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形，所用动滑轮和筐受到的总重力为35N。某次操作中，将重405N的泥土以0.4m/s的速度匀速提起，在此过程中工人的拉力F所做的功随时间变化的图像如图乙所示。（细绳的质量忽略不计，取g=10N/kg）求： (1)拉力F做功的功率； (2)利用该装置此次提升泥土的机械效率； (3)在提升泥土上升3m的过程中，拉力F克服摩擦力做的功。 【答案】(1) 180W (2) 90% (3) 30J 【难度】0.4 【知识点】机械效率的简单计算、P=W/t、功的计算和估算 【详解】（1）根据图乙可知，拉力F所做的功W与时间t成正比，说明拉力的功率是恒定的。从图中任取一点，当时间t=4s时，拉力做的功W=720J 拉力F做功的功率为 （2）提升泥土的有用功功率为 拉力F做功的功率为总功率，即 该装置的机械效率为 （3）设泥土被提升的高度为h=3m。 在此过程中，拉力F做的总功为 做的有用功为 克服动滑轮和筐的总重力做的额外功为 拉力F做的总功等于有用功、克服动滑轮和筐的总重力做的额外功以及克服摩擦力做的功之和。 所以，克服摩擦力做的功为 8．（2026九年级下·湖北鄂州·专题练习）起重船是一种专门在水上从事起重作业的工程船舶，一般由下部浮船和装在浮船甲板上的上部建筑两大部分组成。上部建筑是起重船的起重装置部分，用来吊装货物；下部浮船用来支持起重机的自重和起吊的重量，使得起重船能够独立地浮在水面上工作，如图所示，某起重船正准备起吊一质量为的重物。 (1)若起重船内将该重物匀速吊起，起重船对重物做功的功率是多少瓦； (2)当起重船吊起重物时，需要向压载水舱中快速地注入一定量的压载水，这样就能使整船的重力作用线和浮力作用线重合且位置不变，从而保持船的稳定，若压载水重心到起重船重力作用线的距离为，到重物重力作用线的距离为，当起重船吊起重物后，需要向压载水舱中注入多少吨压载水； (3)与未吊起重物相比，起重船排开海水的体积增加了多少立方米？ 【答案】(1) (2) (3) 【难度】0.68 【知识点】运用杠杆平衡原理进行计算、P=W/t、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量 【详解】（1）重物质量 吊起时间 重物重力 匀速吊起时，拉力等于重力，起重船对重物做功 根据功率公式计算功率 （2）以起重船原重心为支点，由题意可得，重物重力的力臂 压载水重力的力臂 ，根据杠杆平衡条件 可得， 代入数据得 （3）起重船始终漂浮，增加的浮力等于增加的总重力，因此增加的浮力 根据阿基米德原理可得， 9．（2026·山东青岛·二模）如图甲所示，正方体A的质量是280kg，作为配重使用。杠杆，某同学用这个装置从水中提取物体B，然后将B放在浮体C上再运走。已知C的体积为0.6m³，一个质量为60kg的同学站在浮体C上，若不用力拉绳子时，浮体C总体积的浸入水中；当该同学用力拉动滑轮组绕绳的自由端，手拉绳的功率P和被拉物体匀速提升的距离关系如图乙所示。物体B上升的速度为0.2m/s且不变，物体被提出水面后，再将B放在C上，同时松开绳子，此时浮体C露出水面的体积相对于B未出水时减小0.05m³；已知两个定滑轮总重为100N。（绳的重力，滑轮与轴的摩擦力及水的阻力不计）求： (1)人站在C上没有用力拉绳子时，C所受浮力为多大？ (2)当物体B未出水时，人用的拉力为多大？ (3)物体B的重力多大？ (4)已知水底部有很多物体需要清理，若用该装置将水中物体吊起并放在C上运走，为了使整个过程都安全，则该机械装置能够达到的最大效率是多少？（百分号前面保留整数） 【答案】(1) 4000N (2) 100N (3) 400N (4) 87% 【难度】0.53 【知识点】滑轮、滑轮组机械效率的计算、滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系、运用杠杆平衡原理进行计算、P=Fv、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量 【详解】（1）由题意得，人站在C上未拉绳子时，C排开水的体积 根据阿基米德原理，C所受浮力 （2）由图甲可知，滑轮组承担物重的绳子段数，已知物体B上升速度，则绳子自由端移动速度 由图乙可知，物体B未出水时手拉绳功率，根据得拉力 （3）根据力的作用是相互的，绳子对人向上的拉力 B放在C上后，C排开水体积增加，浮力增加量 根据受力平衡，向下增加的总力等于浮力增加量，即，因此 （4）B出水后，手拉绳功率，此时拉力 不计绳重和摩擦，动滑轮重力 配重A的重力 根据杠杆平衡条件 得E端最大拉力 E端受力满足，已知定滑轮总重，因此绳子自由端最大拉力 人的重力，，因此最大拉力为 滑轮组能提升的最大物重 浮体C最大可承载额外重力为 ，因此最大物重为，机械效率 10．（2026·河北邯郸·一模）如图1所示，滑轮组悬挂在水平支架上，重为1300N的卷扬机放置在水平地面上，卷扬机和地面的接触面积为。两次分别匀速提升物体A、B时，卷扬机的输出功率P随物体上升速度v的变化关系图线分别为图2中的a、b。已知物体A的质量为80 kg，绳子能够承受的最大拉力为1200N，动滑轮和定滑轮质量相同。（不计滑轮组的绳重和轮与轴之间的摩擦，g取10 N/kg）求： (1)卷扬机未连接滑轮组时对水平地面的压强。 (2)提升物体B时滑轮组的机械效率。 (3)若水平支架能承受的滑轮组对它的最大拉力为3500N，用此滑轮组提升物体时能达到的最大机械效率（结果保留一位小数）。 【答案】(1) (2) (3) 【难度】0.5 【知识点】压强公式的简单应用、滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系、P=Fv、滑轮、滑轮组机械效率的计算 【详解】（1）卷扬机未连接滑轮组时，对水平地面的压力等于自身重力，即 卷扬机对水平地面的压强为 （2）由图1可知，承担物重的绳子股数；由图2可知，当物体上升速度时，提升A、B的功率分别为 ，；绳子自由端移动速度 提升A、B的拉力分别为， 物体A的重力 不计绳重和摩擦，由滑轮组拉力公式 ，变形得动滑轮重力 物体B的重力 由机械效率公式 得提升B的机械效率 （3）由题意，动滑轮和定滑轮质量相等，因此，水平支架受到的拉力为 ，当水平支架承受最大拉力为3500N时，绳子自由端最大拉力 （绳子能承受的最大拉力），因此绳子自由端最大拉力为。 提升的最大物重 滑轮组的最大机械效率 11．（2026·湖北随州·一模）2025年7月10日，渤中19-6凝析气田一期项目中心平台在我国青岛成功装船，此次装船的中心平台高32米，长60米，宽50米，如图甲所示。本次装船采用滑移方式，在涨潮时段，由拉力千斤顶拖拽移动中心平台，移动过程中码头岸基与驳船上表面总保持水平，其简化图如图乙所示。中心平台总质量为12000吨（g取，取）。求：      (1)中心平台放在水平码头岸基静止时，对码头岸基的压强为多大； (2)中心平台在码头岸基上匀速移动了，钢绞线对平台的总拉力为，则钢绞线对中心平台做功的总功率为多大； (3)平台全部上船后，船底受到海水的压强增加了多少（将驳船近似看作长方体，驳船的水平横截面积为）。 【答案】(1) (2) (3) 【难度】0.7 【知识点】压强公式的简单应用、P=W/t、液体压强公式的简单应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、功的计算和估算 【详解】（1）中心平台的质量 中心平台的重力 中心平台静止在水平岸基，对岸基的压力 中心平台与岸基的接触面积 中心平台静止在水平岸基，对岸基的压强 （2）拉力 ，移动距离 ，运动时间 拉力做的总功 钢绞线对中心平台做功的总功率 （3）平台全部上船后，驳船漂浮，增加的浮力等于平台重力，即 ，船底增加的压强，根据阿基米德原理，可得 则 12．（2026·陕西西安·模拟预测）重力储能是一种新型储能方式，它通过提升或放下重物实现能量的储存或释放，能量转化过程如图-1所示。重力储能可有效提升风能、太阳能等新能源的综合开发利用水平。某风力发电、重力储能综合项目，单个风力发电机组的平均发电功率为1500kW。某次风能充沛时，系统利用风能发电的富余电能，将2个质量均为的重物从地面提升至30m的高度处，实现能量储存，如图-2所示。根据相关信息，完成以下问题（g取10N/kg）。 (1)若某电动汽车每行驶1km的路程需消耗0.2kW·h的电能，单个风力发电机组发电1h产生的电能，可供该电动汽车行驶的路程是多少？ (2)储能系统将2个重物匀速提升至30m高处的过程中，系统对重物所做的功是多少？ (3)储能系统将2个重物从30m高处放回地面的发电过程中，产生的电能为，则该过程的发电效率是多少？ (4)据某资料介绍，重力储能系统的综合效率（输出电能与输入电能之比）可达70%以上，请你通过计算，判断这一数据是否可信？（已知系统提升重物的效率为90%） 【答案】(1) (2) (3) (4) 已知提升重物效率，提升重物过程中，输入电能为总能量，对重物做的功 综合效率为输出电能与输入电能的比值，计算得 因为，因此“综合效率可达70%以上”的说法可信。 【难度】0.65 【知识点】机械效率的简单计算、功的计算和估算 【详解】（1）由题意得，单个风力发电机组发电功率，发电时间，总发电电能为 已知电动汽车每行驶消耗电能，因此可供该电动汽车行驶的路程是 （2）2个重物总质量 提升高度，系统对重物做的功等于克服重物重力做的功 （3）已知发电过程输出电能，重物储存的机械能等于提升时系统对重物做的功，发电效率为输出电能与储存机械能的比值，则该过程的发电效率是 （4）见答案 13．（2026·四川绵阳·一模）如图甲是某中学科技小组设计的打捞水中物体的装置示意图。DB是以O点为转轴的水平杠杆，杠杆可以绕O点在竖直平面内转动，OD的长度为2m。水平地面上的配重E通过细绳竖直拉着杠杆D端，配重E的质量mE为250kg。安装在杠杆DB上的行走装置由支架、动滑轮X、提升电动机、定滑轮K构成，行走装置的质量m为20kg。电动机Q可以通过定滑轮S和动滑轮X拉动行走装置沿BO水平滑动。固定在提升电动机下的定滑轮K和动滑轮M组成滑轮组Y，当行走装置处于杠杆DB上C点的位置时，提升电动机拉动绳子H端，通过滑轮组Y竖直提升水中的圆柱体A。圆柱体A完全在水中，以0.1m/s匀速上升的过程中，滑轮组Y的机械效率为η1，配重E对地面的压强为p1；物体A以原来的速度匀速竖直上升，全部露出水面后，最终停在空中某高度时，配重E对地面的压强为p2。滑轮组Y提升物体A的过程中，行走装置受到的水平拉力始终为零，杠杆DB在水平位置保持平衡。电动机H处绳子拉力的功率随时间变化的情况如图乙所示。已知圆柱体A的质量mA为60kg，底面积为30dm2，p1与p2之比为4∶1。物体A被打捞出水面后，停留在一定高度，电动机Q开始拉动行走装置。在行走装置以0.05m/s的速度水平匀速移动的过程中，电动机Q处拉力T的功率为5W，行走装置受到的水平拉力为F。细绳和杠杆的质量、滑轮与轴的摩擦、水对物体的阻力均忽略不计，g取10N/kg。求： (1)动滑轮M所受的重力； (2)机械效率η1； (3)OC的长度； (4)拉力F。 【答案】(1)100N (2)75% (3)5m (4)100N 【难度】0.47 【知识点】滑轮、滑轮组机械效率的计算、P=Fv、运用杠杆平衡原理进行计算、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、二力或多力平衡问题 【详解】（1）对滑轮组，忽略摩擦，电动机H处绳子拉力的功率 因此，A完全在水中时 ① A完全出水后 ② 圆柱体A所受的重力为 则动滑轮M所受的重力 （2）由①式得 圆柱体A完全在水中时滑轮组机械效率 代入数据得 （3）行走装置的重力 当A在水中时，杠杆C端总向下压力 根据杠杆平衡条件 得D端拉力 配重E的重力 配重E对地面的压力 当A出水后，杠杆C端总向下压力 同理得D端拉力 配重E对地面的压力 压强，配重底面积不变，因此 代入得 解得 （4）行走装置由动滑轮X拉动，行走装置速度，拉力的速度 已知的功率，由得 行走装置受到的拉力 三、压轴题：与电学综合 14．（2025·福建福州·一模）如图所示，某科技公司研发的水下清洗机器人，集潜水、巡检、清洗于一体，靠4个电动螺旋桨驱动，能灵活地浮游、翻转、前行、下潜，可在50m深水下对船舶进行高压水柱喷射清洗。该机器人质量180kg，无水舱设计，浸没在水中时的排水体积为0.2m3，线缆对机器人的作用力可忽略不计，。求： (1)完全浸没在海水中时清洗机器人受到的浮力为多少N？ (2)清洗机器人自主下潜时，4个电动螺旋桨旋转到竖直方向驱动，使清洗机器人受到竖直方向的推力，以0.5m/s的速度从水面匀速竖直下潜至50m处作业。此过程中机器人受到水对它竖直向上的阻力恒为60N，则推力为多大？ (3)若（2）的过程中，电动机消耗的总电能为0.006kW·h，则电动机驱动螺旋桨的效率为多少？（结果保留一位小数） 【答案】(1) (2)320N (3)74.1% 【难度】0.4 【知识点】热机效率的计算、电能的国际单位、常用单位及换算、功的计算和估算、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、二力或多力平衡问题 【详解】（1）完全浸没在海水中时清洗机器人受到的浮力为 （2）机器人的重力为 机器人匀速下潜时受到竖直向下的推力，竖直向下的重力，竖直向上的阻力，竖直向上的浮力，且受力平衡，螺旋桨的推力为 （3）电动机驱动螺旋桨产生推力，推力所做的有用功为 消耗的电能为 电动机驱动螺旋桨的效率为 15．（25-26九年级上·重庆·月考）近年来，重庆市的轿车市场十分火爆，各种新型轿车驶进千家万户。图乙为某新型轿车测定油箱内油面高度的电路原理图。其中电源电压恒为6V，是阻值为的定值电阻，A是油量指示表（实质是一只电流表，油量的变化通过电流的变化同步显示出来）。为压敏电阻，它的电阻随受到的压力变化关系如下表。求： 压力 0 50 100 150 200 250 300 350 400 电阻 550 395 275 170 90 60 40 25 5 (1)若轿车以的恒定功率启动做直线运动，且整个运动过程中受到的阻力不变，速度v与时间t的关系如图丙所示，在时间内轿车发动机做功多少J？ (2)如果空油箱的质量为，油量表的零刻度线对应于电流表上的示数是多少A？ (3)若电流表的称量范围从为，该油箱加满油时，指针恰好指示最大刻度，求油箱的容积是多少。（，g取） 【答案】(1) (2)0.015A (3)0.05m3 【难度】0.4 【知识点】电阻串联的总阻值与各电阻阻值的关系及推导、含有敏感电阻的动态分析、欧姆定律的简单计算、P=W/t、密度公式的简单应用 【详解】（1）根据题意，轿车发动机的恒定功率 则在0~5s时间内轿车发动机做的功 （2）当油箱为空时，压敏电阻Rx受到的压力等于空油箱的重力。空油箱的重力为 此时压敏电阻受到的压力 查阅表格可知，当压力为50N时，压敏电阻的阻值。根据电路图，R0与Rx串联，电路的总电阻为 根据欧姆定律，此时电路中的电流（即油量表的零刻度线对应的示数）为 （3）当油箱加满油时，电流表的示数达到最大值，即，此时电路中的总电阻为 此时压敏电阻的阻值为 查阅表格可知，当电阻为5Ω时，压敏电阻受到的总压力F总=400N，此总压力等于空油箱和油的总重力，即 所以，加满油时油的重力为 则油的质量为 则油箱的容积（即油的体积）为 16．（25-26九年级上·江苏镇江·期末）近几年我国汽车业发展迅猛，如图甲所示是我国自主研制生产的一款环保混合动力汽车，环保混合动力汽车已成为不少人购买汽车的首选。这个混合动力汽车启动时，内燃机不工作，车内蓄电池输出能量；当高速平稳行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输出能量，同时又可以向蓄电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机、蓄电池可以同时向车轮输出能量。为了保护蓄电池，当电池使用到剩下最大容量的20%停止供电。 (1)若混合动力汽车在平直公路上以速度匀速行驶，共消耗汽油所受平均阻力为1000N，求在此过程中： ①汽车行驶的路程是多少。 ②在水平道路匀速行驶测试中，牵引力做的功是多少？ ③若该汽车内燃机的效率为40%，最终使蓄电池增加的电能为多少J（忽略蓄电池和电动机的热损失及其他损失，） (2)若这个混合动力汽车制动减速的过程中，机械能转化为电能和内能，转化的电能与内能之比为，如图乙是机械能的变化量与速度变化量的关系图像，若该车从开始减速，转化的电能为，则该车的速度将会减小到多少？ 【答案】(1) 100km (2) 【难度】0.4 【知识点】热机效率的计算、热值的公式及相关计算、功的计算和估算、运用推导公式求解路程和时间 【详解】（1）①汽车行驶的路程是 ②混合动力汽车在平直公路上匀速行驶，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，则牵引力为 在水平道路匀速行驶测试中，牵引力做的功是 ③消耗汽油放出的热量为 该内燃机输出的有用的能量为 最终使蓄电池增加的电能为 （2）已知转化的电能W1与内能W2之比为9:16，即 转化的电能为，则转化的内能为 则机械能的变化量为 据图乙可知，当机械能的变化量是时，速度变化量是10m/s，则该车的速度将会减小到 17．（24-25九年级上·河北保定·期末）某电梯简图如图1所示，其部分工作原理如图2所示，R是一个压敏电阻，加在压敏电阻R上的压力增大时，它的阻值减小，当控制电路中的电流达到设定值时超载电铃报警。 (1)压敏电阻R的阻值随着压力的变化规律如图3所示，控制电路的电源电压为6V，当控制电路中的电流达到0.03A时，衔铁被吸下，报警电铃响起，求此时R的大小及这部电梯设计的最大载重是多少？（电磁铁线圈的电阻不计） (2)电梯质量300kg，带动电梯升降的电动机上标有“220V，10kW”的字样。当电梯里人和货物的总质量为500kg时，中途匀速运行10s内上升了10m，则此过程电动机将电能转化为机械能的效率是多少？（g取10m/s2） 【答案】(1)200Ω，10000N (2)80% 【难度】0.45 【知识点】电磁继电器的结构、原理与工作示意图、电功的公式及简单应用、含有敏感电阻的动态分析、欧姆定律的简单计算 【详解】（1）由题意得，控制电路电源电压，衔铁吸下时控制电路电流，电磁铁线圈电阻不计，根据欧姆定律可得压敏电阻阻值 由图3图像可知，当时，对应压敏电阻受到的压力，由于踏板轻质，压力等于电梯载重，因此电梯设计的最大载重为。 （2）由题意得，电梯质量，人和货物总质量，总质量 上升高度，运动时间，电动机功率 电梯上升获得的机械能等于克服总重力做的功 根据功率公式，可得电动机消耗的总电能 因此电能转化为机械能的效率 四、压轴题：与浮力综合 18．（2025·云南玉溪·一模）如图甲是我国自主研制的全球最大水陆两栖飞机，空载质量为，它能在陆地和水面上起飞降落，是一艘会飞的“船”；如图乙是我国最新自主研制的“海斗号”无人潜水器，最大下潜深度可达10970m。取海水密度为，重力加速度g为，求： (1)两栖飞机空载漂浮在水面上时受到的浮力是多少； (2)若两栖飞机在水平水面上以108km/h的速度匀速直线行驶了5min，所受阻力为空载重力的0.2倍，牵引力所做的功为多少； (3)当“海斗号”无人潜水器下潜到10000m深度时，受到的海水压强为多少； (4)若“海斗号”无人潜水器的重力为，体积为0.2m3，现用两栖飞机吊起潜水器浸没于海水中并使其缓慢匀速下降，此时潜水器受到的拉力是多大？ 【答案】(1)； (2)； (3)； (4) 【难度】0.4 【知识点】功的计算和估算、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、液体压强公式的简单应用、二力或多力平衡问题 【详解】（1）两栖飞机空载时在水面上处于漂浮状态，受到浮力等于空载时的重力，即 （2）若两栖飞机在水平水面上匀速直线行驶，则水平方向上牵引力和阻力为一对平衡力，由力的平衡条件知牵引力 两栖飞机行驶的路程 牵引力所做的功 （3）下潜到10000m深度时，潜水器受到的海水压强 （4）根据阿基米德原理，潜水器浸没于海水中所受浮力 潜水器缓慢匀速下降的过程中，竖直方向上受力平衡，竖直向下的重力和竖直向上的浮力、拉力为平衡力，则有，所以潜水器受到的拉力 19．（2025·山东东营·三模）“鲲龙-600”是我国自主研制的世界上最大的水陆两用飞机，可以在陆地和水面上起降，如图所示。“鲲龙-600”配备4台WJ6涡轮螺旋桨发动机，具备执行森林灭火、水上救援等多项特种任务能力。其部分参数如下表。某次执行任务时以最大起飞质量起飞（g取10N/kg，）求： 全长/m 37 最大巡航速度/（km/h） 540 最大航程/km 4500 空中滞留/h 12 最大载水量/t 12 最大起飞质量/t 53.5 (1)当它静止在水平地面时与地面的接触面积为，求飞机对地面的压强； (2)当它静止在水面时飞机底部最大浸入深度为0.5m，求该部位一个面积为的部件受到的水的压力； (3)当它静止在平静的水面上时排开水的体积； (4)若“鲲龙-600”匀速水平飞行路程720km，发动机做的总功为，飞行时效率为60%，求飞机飞行过程中发动机的牵引力。 【答案】(1) (2) 20N (3) (4) 【难度】0.48 【知识点】功的计算和估算、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、压强公式的简单应用、二力或多力平衡问题 【详解】（1）飞机静止在水平地面上，对地面的压力等于其重力。由题意可知，飞机的最大起飞质量 飞机对地面的压力 由题意可知，飞机与地面的接触面积。根据压强公式，飞机对地面的压强为 （2）由题意可知，深度。根据液体压强公式，该深度处的压强为 部件的面积 根据压力公式，该部件受到的水的压力为 （3）飞机静止在水面上时处于漂浮状态，其受到的浮力等于自身重力。由第（1）问可知，飞机的重力，所以，飞机受到的浮力 根据阿基米德原理，可得排开水的体积 （4）由题意可知，发动机做的总功，由题意知飞行时效率η=60%。由，可求得发动机牵引力做的有用功为 飞机飞行的路程 飞机匀速水平飞行，根据功的公式，可得发动机的牵引力 20．（2025·陕西商洛·二模）2025年11月5日，福建舰（如图）正式入列中国海军。福建舰配置了全球领先的电磁弹射和阻拦装置，重新定义了现代航母的技术标准和作战理念。其部分参数如下表所示。求:（g取10 N/ kg,海水密度取 满载排水量 每架舰载飞机的质量 5000kg 电磁弹射器总储能装置最大储能 电磁弹射系统平均推力 弹射距离 100m (1)福建舰满载时受到的浮力大小是多少? (2)其中一架舰载飞机起飞后，福建舰排开海水的体积减小了多少? (3)储能装置充满电后，最多能完成多少架次舰载飞机的弹射任务? 【答案】(1) (2) (3)36 【难度】0.4 【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、功的计算和估算 【详解】（1）福建舰满载排水量为 根据阿基米德原理可得，福建舰满载时受到的浮力大小为 （2）其中一架舰载飞机起飞后，福建舰所受浮力的减小值为 由可得，一架舰载飞机起飞后，福建舰排开海水的体积减小值为 （3）储能装置充满电后，最大储能，弹射时，电磁弹射系统弹射一架舰载飞机做的功为 储能装置充满电后，最多能弹射完成舰载飞机的次数为 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 $