专题11 功、功率、机械效率(1年汇编)(全国通用02期)2026年中考物理真题分类汇编
2026-09-18
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2份
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摘要:
**基本信息**
聚焦初中物理功、功率、机械效率三大考点,精选2026年多地中考真题,以智能机器人、新能源电动车、无人机等科技情境为载体,覆盖概念理解与综合计算,适配中考复习需求。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择|8题|机械效率(水转筒车能量转化、滑轮组效率计算)|结合传统文化(兰州水车)与实验情境,考查概念辨析|
|填空|4题|功(电梯做功)、功率(无人机速度)|融入生活场景,注重基础公式应用|
|计算|12题|功率(电动车爬坡功率变化、v-t图像分析)、机械效率(可调节电梯效率影响因素)|非选择题多维度综合,如功率结合速度与牵引力计算,机械效率关联浮力与摩擦力,体现中考对科学思维与工程实践能力的考查|
内容正文:
专题11 功、功率、机械效率
考点分类
2026年中考命题解读
创新考法
考点01 功
结合生活实例(如搬重物、拉车),考查做功的两个必要因素及功的计算,注重对概念的理解
以“智能机器人搬运货物”为背景,判断不同阶段是否做功,并计算总功,融入科技元素
考点02 功率
通过比较不同机械(如起重机、水泵)做功快慢,考查功率公式应用及物理意义,强调与功的区别
设计“新能源电动车爬坡”情境,结合速度、牵引力,分析功率变化,联系低碳生活理念
考点03 机械效率
围绕滑轮组、斜面等简单机械,考查有用功、额外功、总功的计算及效率影响因素,注重实验分析
以“可调节式节能电梯”为模型,探究载重、速度对机械效率的影响,体现工程实践与创新思维
考点1 功
1.(2026青海)某同学住在16楼,他从1楼乘电梯回家,电梯运行直接到达16楼。假设电梯匀速运行,每层楼高,则电梯的运行速度是__________。该同学重,在搭乘电梯的过程中,电梯对他做功__________。
【答案】1.5
【解析】电梯上升的总高度
电梯的运行速度
电梯对同学的支持力
电梯对同学做的功
2.(2026吉林长春)净月潭国家森林公园号称“亚洲第一人工林海”。
(1)春天,莺歌燕舞。清脆的鸟声是通过___________传入人耳的。
(2)夏天,荷花飘香。游客闻到花香属于___________现象。漫步水边,清凉宜人,潭水对调节温度有较强的作用,这是由于水的___________较大。
(3)秋天,万山红遍。某游客欣赏完山顶美景,可选择不同方式下山。若徒步下山,他的重力做功;若坐滑车下山,他的重力做功。两种方式下山的高度相同,则___________。
(4)冬天,银装素裹。雾凇在形成的过程中___________热。
【答案】(1)空气 (2)扩散 比热容 (3)= (4)放
【解析】(1)声音的传播需要介质,我们听到的日常环境里的鸟声,是通过空气这种介质传入人耳的。
(2)游客闻到花香是花香分子不停做无规则运动,扩散到空气中进入人鼻,属于扩散现象;水的比热容较大,相同质量的水和其它物质相比,吸收或放出相同热量时温度变化更小,因此潭水可以有效调节周边环境的温度。
(3)重力做功的公式为,本题中游客的重力G不变,两种下山方式竖直下落的高度h相同,因此重力做功大小相等,即。
(4)雾凇是空气中的水蒸气直接由气态变为固态的小冰晶,属于凝华现象,凝华过程会向外放出热量。
3.(2026广东)如图所示为某款用轮子驱动的交警机器人。若机器人质量为60kg,与水平路面总接触面积为。机器人执行任务时,以2m/s的速度做匀速直线运动,用时50s,牵引力为18N。g取,求该机器人:
(1)所受的重力;
(2)静止时对水平路面的压强;
(3)该次任务中牵引力所做的功。
【答案】(1)600N (2) (3)1800J
【解析】(1)所受的重力
(2)机器人静止在水平路面,对路面的压力等于自身重力,即
对水平路面的压强
(3)该次任务中移动距离
该次任务中牵引力所做的功
4.(2026湖北武汉)如图所示,无人驾驶厢式快递车的后盖板在自身重力和可伸缩的液压杆的作用下,从竖直位置绕转轴缓慢转动到某一位置静止。后盖板是质量分布均匀的长方体合金板,质量为30kg,长为2m。
(1)为后盖板的重心。请在图中画出后盖板所受重力的示意图,并画出它的力臂。
(2)假设液压杆对后盖板的作用力沿方向,当图中后盖板与水平方向夹角为时,转轴到液压杆的距离为0.2m,液压杆对后盖板的作用力为__________N。
(3)后盖板从竖直位置转动到水平位置,重力做功为__________J。
【答案】(1) (2)750/ (3)300/
【解析】(1)从重心P点竖直向下画一条带箭头的线段,标注字母G,代表后盖板受到的重力;O点为支点,从O点向重力的作用线作垂线段,该垂线段标注为,就是重力对应的力臂。据此作图。
(2)后盖板的重力
后盖板质量分布均匀,因此重心P在长度一半的位置,即OP长度为杆长OA的一半,因此重力(阻力)对应的阻力臂长度
液压杆CB对后盖板的作用力为动力,方向沿CB方向向上,因此动力臂等于转轴到液压杆的距离,根据杠杆平衡条件可得,液压杆对后盖板的作用力
(3)后盖板从竖直位置转动到水平位置,重心下降高度
因此重力做功
考点2 功率
1.(2026安徽)图示为我国自主研制的水陆两栖飞机。某次测试中,飞机在水面上沿直线滑行,用时1 min。已知飞机发动机提供的水平推力大小为,方向与飞机滑行方向相同。
求此滑行过程中
(1)水平推力做的功;
(2)水平推力做功的功率。
【答案】(1) (2)
【解析】(1)水平推力做的功为
(2)水平推力做功的功率为
2.(2026江苏宿迁)如图所示,是我国自行研制的具有国际先进水平的隐身战斗机歼-20。设发动机用的水平推力使战斗机在50s内水平匀速直线飞行。求:
(1)战斗机的飞行速度。
(2)发动机在50秒内做的功。
(3)发动机的功率。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)战斗机的飞行速度
(2)发动机在50s内做的功
(3)发动机的功率
3.(2026山东济南)如图是一款智能水下机器人,该机器人的使用不仅显著提升了工作效率,还大大降低了人员作业的风险。某次水下作业时,该机器人施加竖直向上的力将一物体从水下处匀速向上提升至水面,用时100 s。已知水的密度为,取10 N/kg。请通过计算回答:
(1)水下深度处水的压强是多少?
(2)以上过程中,机器人对物体做的功和做功的功率分别是多少?
【答案】(1) (2)2400J,24W
【解析】(1)水下深度处水的压强
(2)机器人对物体做的功
机器人对物体做功的功率
4.(2026广西)小明使用一架无人机对果树生长情况进行低空巡查。
(1)无人机在60 s内飞行240 m,求其在这段时间内的平均速度。
(2)无人机升力为4 N,竖直飞行50 m用时10 s,求升力的功率。
(3)已知无人机充满电后储存电能为4×104 J,为确保安全,回到起点时无人机剩余的电能不能低于10%。若无人机飞行1 km耗电为5×103 J,求无人机一次可飞行的最大路程。为提升无人机最大飞行路程,请提出一条合理的改装建议。
【答案】(1)4m/s (2)20W (3);减轻无人机自身重量。
【解析】(1)无人机在60 s内飞行240 m,该段时间内无人机的平均速度
(2)由题可得,升力做功
升力的功率
(3)由题可知,无人机可以用于飞行的最多电能
无人机一次可飞行的最大路程
为了增加最大飞行路程,可以从减少能耗或增加储能角度考虑,如减轻无人机自身重量, 增大电池容量。
5.(2026山东东营)随着人工智能与自动驾驶技术的成熟,无人驾驶快递车已从科幻概念走向东营街头。图甲为某款无人驾驶快递车,质量为1.2 t,每个轮胎与地面的接触面积为150 cm2,共有4个轮胎。该无人驾驶快递车某次在水平地面上沿直线运送货物时的v-t图像如图乙所示,已知无人驾驶快递车匀速行驶时,阻力为车重的0.01,g取10 N/kg。
(1)求无人驾驶快递车静止时对水平地面的压强。
(2)求无人驾驶快递车在匀速行驶阶段行驶的路程。
(3)求无人驾驶快递车匀速行驶过程中牵引力做功的功率。
(4)新考法 写辩论意见 在一场“无人驾驶车是否应该被允许大面积推广”的辩论会上,正方认为无人驾驶车能显著降低运营成本,突破人力限制,给我们带来了许多便利;反方则认为无人驾驶车的大面积推广也存在着诸多不利。请你以反方身份写出至少两条辩论意见。
【答案】(1) (2) (3) (4)① 无人驾驶技术应对复杂路况与突发状况的能力不足,易引发交通安全事故;② 大面积推广会导致大量驾驶员失业,加剧社会就业压力。
【解析】(1)快递车的质量
快递车的重力
静止时车对水平地面的压力等于自身重力
总接触面积
对水平地面的压强
(2)从v-t图像可知,匀速行驶阶段速度,对应的时间
无人驾驶快递车在匀速行驶阶段行驶的路程
(3)匀速行驶时车受力平衡,牵引力等于阻力
牵引力做功的功率
(4)略
6.(2026广东广州)如图为某跨学科实践小组制作的电动晾衣装置模型简图。
(1)旋钮旋至OFF挡,电磁铁________(选填“有”“无”)磁性,钢丝绳被夹紧,晾衣杆悬停;
(2)旋钮旋至Ⅰ挡,电流从________(选填“P”“Q”)点流入电动机,晾衣杆匀速下降;
(3)旋钮旋至Ⅱ挡,晾衣杆匀速上升。在某次操作中,晾衣杆匀速上升0.8 m,用时10 s。已知晾衣杆的重力为10 N,求钢丝绳对晾衣杆拉力所做的功和功率。
【答案】(1)无 (2)P (3):
【解析】(1)电磁铁只有通电时才有磁性,旋钮旋至OFF挡时电路断开,电磁铁没有电流通过,因此无磁性。
(2)电动机的转动方向与电流方向有关,当旋钮接Ⅰ挡时,电流从电源正极流出后,经左接线柱Ⅰ从P点流入电动机,此时电动机转向使晾衣杆匀速下降。
(3)晾衣杆匀速上升,拉力与重力平衡,即
拉力做功
拉力功率
考点3 机械效率
1.(2026甘肃兰州)如图是兰州水车博览园的水转筒车,由一个大型的水轮和许多竹筒组成。黄河水冲击水轮转动时,竹筒将水提升到高处后倒入水槽中,水流向低处水池。下列说法错误的是( )
A.竹筒内的水被提升过程中,水的机械能发生变化
B.竹筒内的水倒入水槽过程中,水的动能转化为重力势能
C.水从高处水槽流向低处水池过程中,水所受的重力做功
D.水转筒车的机械效率低于1
【答案】B
【解析】A.水被提升过程中,质量不变,高度增加,重力势能增加,水随水轮转动的速度基本不变,动能几乎不变,因此机械能发生变化,故A正确;
B.水倒入水槽过程中,高度减小,速度增大,重力势能减小,动能增大,是重力势能转化为动能,故B错误;
C.水从高处流向低处,在重力方向上移动距离,由可知重力做功,故C正确;
D.筒车工作时需克服摩擦做额外功,由可知机械效率低于1,故D正确。
本题选择错误的,故选B。
2.(2026江苏无锡)用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉绳的一端,使挂在动滑轮下总重力为1.0 N的钩码缓缓上升,示数如图所示。测得绳端移动距离为20 cm,钩码上升距离为10 cm。则动滑轮的机械效率为( )
A.37.5% B.50.0% C.62.5% D.83.3%
【答案】C
【解析】由图可知,弹簧测力计的分度值为,示数,动滑轮做的有用功为
做的总功
机械效率为,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
3.(2026北京)如图所示,用滑轮组提升重为的重物,绳子自由端在拉力的作用下竖直匀速上升了,用时,为。动滑轮重。下列说法正确的是( )
A.重物上升的速度为 B.拉力的功率为
C.滑轮组的额外功为 D.滑轮组的机械效率为90%
【答案】D
【解析】A.由图可知,承担物重的绳子段数
重物上升的高度
重物上升的速度
故A错误;
B.拉力做的总功
拉力的功率
故B错误;
C.拉力做的有用功
滑轮组的额外功
故C错误;
D.滑轮组的机械效率
故D正确。
故选D。
4.(2026四川巴中)如图所示,用滑轮组把重720N的货物沿竖直方向匀速提高10m,用时5s,此滑轮组的机械效率为80%,忽略绳重及摩擦。下列说法正确的是( )
A.有用功为3600J B.总功为9000J
C.动滑轮重18N D.绳子末端拉力的功率为1440W
【答案】B
【解析】A.有用功 ,故A错误;
B.由 得总功,故B正确;
C.额外功
忽略绳重及摩擦,由 得动滑轮重,故C错误;
D.绳子末端拉力的功率 ,故D错误。
故选B。
5.(2026江苏常州)如图所示,将重为360 N的重物挂在动滑轮下,工人在绳端用200 N的力F竖直向上匀速提起重物,重物在10 s内被提高3 m。对此过程,下列说法中正确的是( )
A.有用功为600 J B.绳端上升的速度为0.3 m/s
C.拉力做功的功率为60 W D.动滑轮的机械效率为90%
【答案】D
【解析】A.有用功 ,故A错误;
B.绳端移动距离
绳端上升的速度 ,故B错误;
C.拉力做的总功
拉力做功的功率 ,故C错误;
D.动滑轮的机械效率 ,故D正确。
故选D。
6.(2026山东济南)如图所示,电动机将重力为的物体竖直向上匀速提升了距离。已知此过程中该电动机将电能转化为机械能的效率为,则电动机消耗的电能为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】电动机对物体做的有用功
由效率公式可得,电动机消耗的电能,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
7.(2026甘肃兰州)一体积为、重为的物体悬挂在滑轮组下端(每个滑轮重),物体完全浸没在水中。物体与组装滑轮组的细绳末端水平相连,且和静止,如图甲。当物体受到水平向右的拉力时,的大小和物体的速度随时间变化的图像如图乙所示,且物体全程未露出水面,水的密度是。不计绳重、滑轮组内部摩擦;物体A与水平地面间的粗糙程度保持不变。下列说法正确的是( )
A.图甲,物体A受到水平地面的摩擦力大小为10 N
B.图乙,8~12 s滑轮组提升物体B的机械效率约为83.3%
C.图乙,6~8 s物体A受到水平面的摩擦力大小为10 N
D.图乙,8~12 s拉力的功率为
【答案】B
【解析】物体B受到的浮力
滑轮组对物体B的拉力
A.不计绳重和摩擦,绳子对A的拉力
图甲中A静止,水平方向受绳子拉力和静摩擦力平衡,即,故A错误;
B.8~12s物体B匀速上升,滑轮组的机械效率,故B正确;
C.8~12s A做匀速直线运动,受平衡力,即
6~8s A做加速运动,受滑动摩擦力,大小与匀速时相同,即6~8 s物体A受到水平面的摩擦力大小为14N,故C错误;
D.8~12s,物体B的速度,则物体A的速度
拉力的功率,故D错误。
故选B。
8.(2026四川甘孜州、阿坝州)(多选)早在春秋战国时期,《墨子》中就已阐释了滑轮等机械的工作原理。小明利用图示的滑轮,将重为20N的物体匀速提升一定高度,绳子自由端移动的速度为0.1m/s。滑轮的重力为2N,忽略绳重和摩擦。下列说法正确的是( )
A.重物上升1m的高度用时为10s
B.10s内提升重物做的有用功为10J
C.20s内小明做功的功率为1.1W
D.改进滑轮可使其机械效率达100%
【答案】BC
【解析】A.由图可知动滑轮绳子段数为2,物体上升速度
上升 用时
故A错误;
B.内物体上升高度
有用功
故B正确;
C.拉力
功率
故C正确;
D.动滑轮有重力,提升物体时必须克服动滑轮重力做额外功,机械效率不可能达到 ,故D错误。
故选BC。
9.(2026安徽)如图所示,将重为900N的货物竖直向上匀速提起时,动滑轮的机械效率为90%,不计摩擦和绳重,则该动滑轮重为______N。
【答案】100
【解析】不计摩擦和绳重,动滑轮的机械效率
解得该动滑轮重力。
10.(2026吉林)如图所示,电动机通过动滑轮提升货物A。
(1)电动机在10s内将重的货物沿竖直方向匀速提升5 m,消耗的电能为,则电动机的电功率为______W,货物上升的速度为______m/s,动滑轮对货物做的有用功为______J;
(2)此动滑轮的机械效率总是______100%。
【答案】(1)5000 0.5 (2)小于
【解析】(1)电动机的电功率为
货物上升的速度为
动滑轮对货物做的有用功为
(2)此动滑轮由于要克服绳重、摩擦和动滑轮重力做额外功,机械效率总是小于100%。
11.(2026四川乐山)如图所示,搬运工人用滑轮组提升重500 N的物体。物体提升的高度为20 m,用时200 s。已知动滑轮重100 N,不计绳重及轮与轴间的摩擦。则人对绳子的拉力为________N,拉力做功的功率为________W。
【答案】300 60
【解析】由图可知承担物重的绳子段数;因不计绳重及摩擦,故人对绳子的拉力为
绳子自由端移动的距离为
拉力做的总功为
拉力做功的功率为
12.(2026山东东营)某科技小组测量斜面的机械效率,如图所示。在斜面上将一个重4.8N的物体拉到高处,沿斜面向上的拉力为2N,s为60cm,h为20cm,则额外功是________J,斜面的机械效率是________。
【答案】0.24 80%
【解析】在斜面拉动物体做的有用功为
总功为
额外功为
斜面的机械效率是
13.(2026江苏无锡)图甲是某学习小组自制的起重机模型,该模型主要由杠杆、滑轮组和轮轴组成。O1是杠杆O1 A的支点;重物m挂在动滑轮下,定滑轮的转轴固定在杠杆的A点;细绳一端固定在A,跨过滑轮组后,另一端固定在轮轴的小轮上;O2是轮轴的轴心,小轮半径,手柄P到O2的距离。使用时,逆时针转动手柄P,通过张紧的细绳将重物提起。重物质量,杠杆、滑轮及细绳的质量忽略不计,g取。
(1)匀速提起重物的过程中,细绳的拉力为_________N。杠杆O1 A所受的动力和阻力可等效为图乙所示,动力F1为定滑轮左侧细绳的拉力,阻力F2为右侧两股细绳的合力。为确保杠杆在图示位置保持平衡,则设计时力臂L1和L2的比值_________。
(2)提升重物时,轮轴相当于一种_________杠杆,若模型的机械效率为78.5%,则匀速转动P一圈做功_________J。(计算时取3.14)
【答案】(1) 5 2:1 (2)省力 2
【解析】(1)重物的重力为
动滑轮承担物重的绳子段数,细绳拉力为
由题意可知,动力,阻力 根据杠杆平衡条件,故
(2)轮轴工作时动力作用在轮上,轮半径大于轴半径,动力臂大于阻力臂,相当于省力杠杆。
手柄转动一圈时,小轮同步转动一圈,绳子自由端移动的距离为
重物上升的高度为
有用功为
总功为
14.(2026北京)我国的高铁规模雄踞世界第一,高铁技术处在世界最前沿。高铁运行的动力来源是电力系统提供的电能,列车消耗电能主要用于两部分:一是为电机提供动力,二是为车厢内各种用电器提供电能。列车运行时,会受到不同种类的阻力,其中空气阻力影响最大,车速越大,列车受到的空气阻力就越大,导致需要电机提供的牵引力越大,耗电越快。如图所示为某列车试验阶段所受空气阻力随速度变化的关系图像。该列车以的速度在水平直轨道上做匀速直线运动,所受空气阻力占总阻力的80%,忽略车厢内用电器的耗电。
(1)求列车受到的总阻力的大小;
(2)求列车运行电机牵引力做的功;
(3)已知该列车电机将电能转化为机械能的效率为94%,若该列车仍以的速度在水平直轨道上做匀速直线运动,但受到的总阻力减小5%,求列车运行能节省的电能。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)时,由题图可知,空气阻力
总阻力
(2)列车在水平轨道上做匀速直线运动,牵引力等于总阻力
故
列车运行通过的距离
牵引力做的功
(3)列车仍在水平轨道上做匀速直线运动,牵引力等于总阻力
牵引力的减小量
列车运行牵引力做功的减少量
列车电机的效率,故列车节省的电能
试卷第1页,共3页
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专题11 功、功率、机械效率
考点分类
2026年中考命题解读
创新考法
考点01 功
结合生活实例(如搬重物、拉车),考查做功的两个必要因素及功的计算,注重对概念的理解
以“智能机器人搬运货物”为背景,判断不同阶段是否做功,并计算总功,融入科技元素
考点02 功率
通过比较不同机械(如起重机、水泵)做功快慢,考查功率公式应用及物理意义,强调与功的区别
设计“新能源电动车爬坡”情境,结合速度、牵引力,分析功率变化,联系低碳生活理念
考点03 机械效率
围绕滑轮组、斜面等简单机械,考查有用功、额外功、总功的计算及效率影响因素,注重实验分析
以“可调节式节能电梯”为模型,探究载重、速度对机械效率的影响,体现工程实践与创新思维
考点1 功
1.(2026青海)某同学住在16楼,他从1楼乘电梯回家,电梯运行直接到达16楼。假设电梯匀速运行,每层楼高,则电梯的运行速度是__________。该同学重,在搭乘电梯的过程中,电梯对他做功__________。
2.(2026吉林长春)净月潭国家森林公园号称“亚洲第一人工林海”。
(1)春天,莺歌燕舞。清脆的鸟声是通过___________传入人耳的。
(2)夏天,荷花飘香。游客闻到花香属于___________现象。漫步水边,清凉宜人,潭水对调节温度有较强的作用,这是由于水的___________较大。
(3)秋天,万山红遍。某游客欣赏完山顶美景,可选择不同方式下山。若徒步下山,他的重力做功;若坐滑车下山,他的重力做功。两种方式下山的高度相同,则___________。
(4)冬天,银装素裹。雾凇在形成的过程中___________热。
3.(2026广东)如图所示为某款用轮子驱动的交警机器人。若机器人质量为60kg,与水平路面总接触面积为。机器人执行任务时,以2m/s的速度做匀速直线运动,用时50s,牵引力为18N。g取,求该机器人:
(1)所受的重力;
(2)静止时对水平路面的压强;
(3)该次任务中牵引力所做的功。
4.(2026湖北武汉)如图所示,无人驾驶厢式快递车的后盖板在自身重力和可伸缩的液压杆的作用下,从竖直位置绕转轴缓慢转动到某一位置静止。后盖板是质量分布均匀的长方体合金板,质量为30kg,长为2m。
(1)为后盖板的重心。请在图中画出后盖板所受重力的示意图,并画出它的力臂。
(2)假设液压杆对后盖板的作用力沿方向,当图中后盖板与水平方向夹角为时,转轴到液压杆的距离为0.2m,液压杆对后盖板的作用力为__________N。
(3)后盖板从竖直位置转动到水平位置,重力做功为__________J。
考点2 功率
1.(2026安徽)图示为我国自主研制的水陆两栖飞机。某次测试中,飞机在水面上沿直线滑行,用时1 min。已知飞机发动机提供的水平推力大小为,方向与飞机滑行方向相同。
求此滑行过程中
(1)水平推力做的功;
(2)水平推力做功的功率。
2.(2026江苏宿迁)如图所示,是我国自行研制的具有国际先进水平的隐身战斗机歼-20。设发动机用的水平推力使战斗机在50s内水平匀速直线飞行。求:
(1)战斗机的飞行速度。
(2)发动机在50秒内做的功。
(3)发动机的功率。
3.(2026山东济南)如图是一款智能水下机器人,该机器人的使用不仅显著提升了工作效率,还大大降低了人员作业的风险。某次水下作业时,该机器人施加竖直向上的力将一物体从水下处匀速向上提升至水面,用时100 s。已知水的密度为,取10 N/kg。请通过计算回答:
(1)水下深度处水的压强是多少?
(2)以上过程中,机器人对物体做的功和做功的功率分别是多少?
4.(2026广西)小明使用一架无人机对果树生长情况进行低空巡查。
(1)无人机在60 s内飞行240 m,求其在这段时间内的平均速度。
(2)无人机升力为4 N,竖直飞行50 m用时10 s,求升力的功率。
(3)已知无人机充满电后储存电能为4×104 J,为确保安全,回到起点时无人机剩余的电能不能低于10%。若无人机飞行1 km耗电为5×103 J,求无人机一次可飞行的最大路程。为提升无人机最大飞行路程,请提出一条合理的改装建议。
5.(2026山东东营)随着人工智能与自动驾驶技术的成熟,无人驾驶快递车已从科幻概念走向东营街头。图甲为某款无人驾驶快递车,质量为1.2 t,每个轮胎与地面的接触面积为150 cm2,共有4个轮胎。该无人驾驶快递车某次在水平地面上沿直线运送货物时的v-t图像如图乙所示,已知无人驾驶快递车匀速行驶时,阻力为车重的0.01,g取10 N/kg。
(1)求无人驾驶快递车静止时对水平地面的压强。
(2)求无人驾驶快递车在匀速行驶阶段行驶的路程。
(3)求无人驾驶快递车匀速行驶过程中牵引力做功的功率。
(4)新考法 写辩论意见 在一场“无人驾驶车是否应该被允许大面积推广”的辩论会上,正方认为无人驾驶车能显著降低运营成本,突破人力限制,给我们带来了许多便利;反方则认为无人驾驶车的大面积推广也存在着诸多不利。请你以反方身份写出至少两条辩论意见。
6.(2026广东广州)如图为某跨学科实践小组制作的电动晾衣装置模型简图。
(1)旋钮旋至OFF挡,电磁铁________(选填“有”“无”)磁性,钢丝绳被夹紧,晾衣杆悬停;
(2)旋钮旋至Ⅰ挡,电流从________(选填“P”“Q”)点流入电动机,晾衣杆匀速下降;
(3)旋钮旋至Ⅱ挡,晾衣杆匀速上升。在某次操作中,晾衣杆匀速上升0.8 m,用时10 s。已知晾衣杆的重力为10 N,求钢丝绳对晾衣杆拉力所做的功和功率。
考点3 机械效率
1.(2026甘肃兰州)如图是兰州水车博览园的水转筒车,由一个大型的水轮和许多竹筒组成。黄河水冲击水轮转动时,竹筒将水提升到高处后倒入水槽中,水流向低处水池。下列说法错误的是( )
A.竹筒内的水被提升过程中,水的机械能发生变化
B.竹筒内的水倒入水槽过程中,水的动能转化为重力势能
C.水从高处水槽流向低处水池过程中,水所受的重力做功
D.水转筒车的机械效率低于1
2.(2026江苏无锡)用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉绳的一端,使挂在动滑轮下总重力为1.0 N的钩码缓缓上升,示数如图所示。测得绳端移动距离为20 cm,钩码上升距离为10 cm。则动滑轮的机械效率为( )
A.37.5% B.50.0% C.62.5% D.83.3%
3.(2026北京)如图所示,用滑轮组提升重为的重物,绳子自由端在拉力的作用下竖直匀速上升了,用时,为。动滑轮重。下列说法正确的是( )
A.重物上升的速度为 B.拉力的功率为
C.滑轮组的额外功为 D.滑轮组的机械效率为90%
4.(2026四川巴中)如图所示,用滑轮组把重720N的货物沿竖直方向匀速提高10m,用时5s,此滑轮组的机械效率为80%,忽略绳重及摩擦。下列说法正确的是( )
A.有用功为3600J B.总功为9000J
C.动滑轮重18N D.绳子末端拉力的功率为1440W
5.(2026江苏常州)如图所示,将重为360 N的重物挂在动滑轮下,工人在绳端用200 N的力F竖直向上匀速提起重物,重物在10 s内被提高3 m。对此过程,下列说法中正确的是( )
A.有用功为600 J B.绳端上升的速度为0.3 m/s
C.拉力做功的功率为60 W D.动滑轮的机械效率为90%
6.(2026山东济南)如图所示,电动机将重力为的物体竖直向上匀速提升了距离。已知此过程中该电动机将电能转化为机械能的效率为,则电动机消耗的电能为( )
A. B. C. D.
7.(2026甘肃兰州)一体积为、重为的物体悬挂在滑轮组下端(每个滑轮重),物体完全浸没在水中。物体与组装滑轮组的细绳末端水平相连,且和静止,如图甲。当物体受到水平向右的拉力时,的大小和物体的速度随时间变化的图像如图乙所示,且物体全程未露出水面,水的密度是。不计绳重、滑轮组内部摩擦;物体A与水平地面间的粗糙程度保持不变。下列说法正确的是( )
A.图甲,物体A受到水平地面的摩擦力大小为10 N
B.图乙,8~12 s滑轮组提升物体B的机械效率约为83.3%
C.图乙,6~8 s物体A受到水平面的摩擦力大小为10 N
D.图乙,8~12 s拉力的功率为
8.(2026四川甘孜州、阿坝州)(多选)早在春秋战国时期,《墨子》中就已阐释了滑轮等机械的工作原理。小明利用图示的滑轮,将重为20N的物体匀速提升一定高度,绳子自由端移动的速度为0.1m/s。滑轮的重力为2N,忽略绳重和摩擦。下列说法正确的是( )
A.重物上升1m的高度用时为10s
B.10s内提升重物做的有用功为10J
C.20s内小明做功的功率为1.1W
D.改进滑轮可使其机械效率达100%
9.(2026安徽)如图所示,将重为900N的货物竖直向上匀速提起时,动滑轮的机械效率为90%,不计摩擦和绳重,则该动滑轮重为______N。
10.(2026吉林)如图所示,电动机通过动滑轮提升货物A。
(1)电动机在10s内将重的货物沿竖直方向匀速提升5 m,消耗的电能为,则电动机的电功率为______W,货物上升的速度为______m/s,动滑轮对货物做的有用功为______J;
(2)此动滑轮的机械效率总是______100%。
11.(2026四川乐山)如图所示,搬运工人用滑轮组提升重500 N的物体。物体提升的高度为20 m,用时200 s。已知动滑轮重100 N,不计绳重及轮与轴间的摩擦。则人对绳子的拉力为________N,拉力做功的功率为________W。
12.(2026山东东营)某科技小组测量斜面的机械效率,如图所示。在斜面上将一个重4.8N的物体拉到高处,沿斜面向上的拉力为2N,s为60cm,h为20cm,则额外功是________J,斜面的机械效率是________。
13.(2026江苏无锡)图甲是某学习小组自制的起重机模型,该模型主要由杠杆、滑轮组和轮轴组成。O1是杠杆O1 A的支点;重物m挂在动滑轮下,定滑轮的转轴固定在杠杆的A点;细绳一端固定在A,跨过滑轮组后,另一端固定在轮轴的小轮上;O2是轮轴的轴心,小轮半径,手柄P到O2的距离。使用时,逆时针转动手柄P,通过张紧的细绳将重物提起。重物质量,杠杆、滑轮及细绳的质量忽略不计,g取。
(1)匀速提起重物的过程中,细绳的拉力为_________N。杠杆O1 A所受的动力和阻力可等效为图乙所示,动力F1为定滑轮左侧细绳的拉力,阻力F2为右侧两股细绳的合力。为确保杠杆在图示位置保持平衡,则设计时力臂L1和L2的比值_________。
(2)提升重物时,轮轴相当于一种_________杠杆,若模型的机械效率为78.5%,则匀速转动P一圈做功_________J。(计算时取3.14)
14.(2026北京)我国的高铁规模雄踞世界第一,高铁技术处在世界最前沿。高铁运行的动力来源是电力系统提供的电能,列车消耗电能主要用于两部分:一是为电机提供动力,二是为车厢内各种用电器提供电能。列车运行时,会受到不同种类的阻力,其中空气阻力影响最大,车速越大,列车受到的空气阻力就越大,导致需要电机提供的牵引力越大,耗电越快。如图所示为某列车试验阶段所受空气阻力随速度变化的关系图像。该列车以的速度在水平直轨道上做匀速直线运动,所受空气阻力占总阻力的80%,忽略车厢内用电器的耗电。
(1)求列车受到的总阻力的大小;
(2)求列车运行电机牵引力做的功;
(3)已知该列车电机将电能转化为机械能的效率为94%,若该列车仍以的速度在水平直轨道上做匀速直线运动,但受到的总阻力减小5%,求列车运行能节省的电能。
试卷第1页,共3页
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