广东省地区5年(2016_2020)中考1年模拟物理真题分类汇编专题12功功率机械效率（含解析）

专题12功功率机械效率

1.（2020广东省）.如图所示，人向下拉绳提升重物，已知物体重400N，动滑轮重60N，不计绳重及摩擦，将重物匀速提升0.5m，人需用的拉力为______N，绳子自由端移动的距离为______m，人所做的有用功为______J。

【答案】    (1). 230    (2).1    (3).200

【解析】

【详解】[1]由图知，n=2，不计绳重及摩擦，人需用的拉力

F===230N

人需用的拉力为230N。

[2]绳子自由端移动的距离

s=2h=20.5m=1m

绳子自由端移动的距离为1m。

[3]人所做的有用功为

W有=Gh=400N0.5m=200J

人所做的有用功为200J。

2.（2020广东省）.某轿车在平直公路上行驶的45s内，其速度v与时间t、动力F与时间t的关系图像分别如图甲、乙所示。已知前10s轿车运动的路程为100m。求：

(1)前10s轿车运动的平均速度；

(2)轿车在匀速直线运动阶段通过的路程；

(3)动力F做的总功。

【答案】(1)10m/s；(2)700m；(3)1.1×106J

【解析】

【详解】(1)前10s轿车运动的平均速度

(2)根据可知，轿车在匀速直线运动阶段通过的路程

(3)动力F做的总功

答：(1)前10s轿车运动的平均速度是10m/s；(2)轿车在匀速直线运动阶段通过的路程是700m；(3)动力F做的总功为1.1×106J。

3.（2019广东省）如图所示，质量为960kg、底面积为0.5m2的石材A放在水平地面上，利用滑轮组水平拉动A，使其在20s的时间内匀速向墙靠近了4m，水平拉力F=500N，不计绳、滑轮组的质量以及绳与滑轮组之间的摩擦，g取10N/kg。求：

（1）A对水平地面的压强；

（2）A在运动过程中受到摩擦力的大小；

（3）拉力F的功率。

【答案】1.92×104Pa； 1000N； 200W。

【解析】

【详解】（1）A的重力为：G=mg=960kg×10N/kg=9.6×103N；

  A对水平地面的压力为：F压=G=9.6×103N；

  A对水平地面的压强为：；

（2）绳子对A的拉力为：F拉=2F=2×500N=1000N；

  A做匀速运动，得A在运动过程中受到摩擦力的大小为f=F拉=1000N；

（3）物体A的速度为：，

绳子自由端移动的速度为v=2vA=0.4m/s，

拉力的功率为：P=Fv=500N×0.4m/s=200W

答：（1）A对水平地面的压强为1.92×104Pa；

（2）A在运动过程中受到摩擦力的大小为1000N；

（3）拉力F功率为200W。

4.（2019深圳市）如图所示，斜面长s=8m，高h=3m．用平行于斜面F=50N的拉力，将重力为G=100N的物体，由斜面的底端匀速拉到顶端，用时t=10s．求：

（1）有用功W有

（2）拉力做功的功率P

（3）物体受到的摩擦力f

（4）该斜面的机械效率η．

【答案】（1）300J（2）40W（3）12.5N（4）75%．

【解析】

【详解】（1）有用功为W有=Gh=100N×3m=300J；

（2）拉力所做的功为W总=Fs=50N×8m=400J，拉力的功率为==40W；

（3）额外功为W额=W总−W有=400J−300J=100J，由W额=fs得：物体受到的摩擦力==12.5N；

（4）斜面的机械效率为==75%．

5.（2019广州市）如图所示，把重为G的物体甲从A点竖直向上匀速拉至B点，过程绳的拉力对甲做的功为WAB；用平行于斜面的拉力把重也为G的物体乙沿面从C点匀速拉至B等高的D点，在此过程中的拉力对乙做的功为WCD，斜面的机械效率为

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】根据机械效率的计算公式，得用斜面拉物体乙时所做的有用功为W有用=GH，由题意知，，故得W有用=WAB；用斜面拉物体乙时所做的总功为W总=WCD，故得斜面的机械效率为，故A正确．

6..（2018广东省）如图所示是建筑工地上的起重机示意图，起重机的电动机功率为3×103W，当它把质量为1t的重物匀速提起24m时，用时100s．（g=10N/kg）

求：（1）在这段时间内起重机提起重物功率是多少？机械效率是多少？

（2）若起重机AB长为20m，吊起重物时B端的配重质量为4t，为使起重机不翻倒，则OB长为多少？（不计摩擦和起重机自重）

【答案】（1）2400W， 80%；（2）4m．

【解析】

（1）提起重物做的功为；

起重机提起重物做功的功率是：

；

机械效率是：

；

（2）物体重为：，

配重的重为：

使起重机不翻倒，杠杆是平衡的．

即：

解得：．

7.（2018深圳市）下图为“测滑轮组机械效率”的实验．在弹簧测力计拉力作用下，重6N的物体2s内匀速上升0.1m，弹簧测力计示数如图示（不计绳重与摩擦）．下列说法错误的是（    ）

A. 弹簧测力计拉力是2.4N

B. 物体上升的速度为0.05m/s

C. 弹簧测力计拉力的功率为0.12W

D. 滑轮组的机械效率约83.3％

【答案】C

【解析】

分析：由图可知使用滑轮组承担物重的绳子股数n，拉力端移动的距离，利用求拉力做的总功，再利用求功率；已知物体的重力和上升高度，利用求有用功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比．

解答：由图可知，弹簧测力计的拉力是2.4N ，故A正确；物体2s内匀速上升0.1m，物体上升的速度为，故B正确；n=3，拉力端端移动距离，拉力做的总功为：；拉力的功率为：，故C错误；拉力做的有用功为：；滑轮组机械效率为：．故D正确；

故答案为C

【点睛】本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、功率、机械效率的计算，根据题图确定n的大小（直接从动滑轮上引出的绳子股数）是本题的突破口，灵活选用公式计算是关键．

8.（2017深圳市）、如图是现代家庭使用的升降衣架的结构示意图，它可以很方便晾起洗好的衣服，其实就是通过一些简单机械的组合来实现此功能的．已知晾衣架上所挂一幅质量为4kg，动滑轮、杆和晾衣架总质量为1kg．小燕同学用力F拉动绳子自由端，在5s时间内使衣服匀速上移0.5m（g=10N/kg，不计绳重和摩擦）求：

[来

(1)绳子自由端拉力F的大小；

(2)拉力所做的功W；

(3)拉力的功率P；

(4)整个过程中机械效率η．

【答案】（1）12.5N；（2）25J；（3）80%

【解析】

【考点定位】滑轮组绳子拉力的计算，功的计算，滑轮（组）的机械效率，功率的计算

9.（2017广东省）．常用机器人潜入水下打捞沉船上的物体，(ρ水=1.0×103kg／m3，g=10N／kg)

(1)某时候机器人在水下用竖直向上的力举着体积为0.03m3、密度为2.5×103kg／m3的实心物体静止不动，该力的大小是多少?

(2)若机器人在水下30m处将该物体匀速竖直向上运至水面需时间150s，物体竖直上升所需要的动力F与物体运动速度v的关系如题1 9图所示，求：

①物体上升的速度是多少?

②这个过程动力F对物体做了多少功?

【答案】（1）450N；（2）①0.2m/s，②15000J。

【解析】

【考点定位】浮力、速度、功的相关计算。

10.（2017广州市）图11中力水平拉动重为G的物体A在水平路面匀速移动了s。改用滑轮组拉动A在同一路面匀速移动了s，拉力为（如图12）。此过程滑轮组（）

A.总功为   B. 额外功为  C. 机械效率为  D. 额外功为

【答案】D

【解析】

试题分析：滑轮组中，有三段绳子承担，因此拉力移动的距离为3S，则总功为3F2S，A错误；

拉力的有用功为F1S，则额外功是3F2S-F1S，B错误，D正确；

机械效率为，C错误；

考点：有用功，总功和额外功，滑轮组的机械效率。

11.（2016广东省）、质量为0.5kg的塑料桶装满水后总质量为10kg，小明将其从地面匀速搬到高度为1m的桌面上，在竖直向上搬水的过程中所做的总功是J，有用功是J，机械效率是。（g=10N/kg）

【答案】100J；95J；95%

【考点定位】机械效率

12.（2016广东省）小明骑车在某段平直的水平路面上由静止开始运动，共用时12s。小明重450N，自行车重250N，轮子与地面的总接触面积是2×10-7m2。题19-1图是速度V随时间t变化的关系图像，小明在t=7s时刚好到达这段路程的中点。题19-2图是动力F随时间t变化的关系图像。

（1）请问小明骑自行车在水平地面行驶时，对地面的压强为多大？

（2）在7-12s内，自行车所受的摩擦阻力是多少？自行车克服摩擦阻力做了多少功？此时功率是多少？

（3）自行车在0-7s内的平均速度是多少？（保留小数点后两位）

【答案】（1）3.5×105Pa（2）1800W（3）4.29m/s

【考点定位】功和功率的计算，压强的计算，平均速度的计算

13.（2016广东揭阳）在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，实验数据如下表：

（1）第一次实验测得滑轮组的机械效率为，两次相比较，第二次实验测得滑轮组的机械效率__________第一次实验测得滑轮组的机械效率。（选填“大于”、“小于”或“等于”）

（2）根据表中数据，能否得出“滑轮组的机械效率与所挂钩码重量有关，钩码越重其效率越高”的结论？答：；请简要说出其中一条理由：。

【答案】（1）62.5%；大于；（2）不能；理由：试验次数太少，偶然性较大或滑轮组的机械效率还与动滑轮的重量有关

【解析】

试题分析：（1）第一次实验测得滑轮组的机械效率为η1=G1h1/F1s1=62.5%，第二次实验测得滑轮组的机械效率为η2=G2h2/F2s2=83.3%，故第二次的机械效率较大；（2）由于试验次数太少，偶然性较大，故不能通过表中的数据得出“滑轮组的机械效率与所挂钩码重量有关，钩码越重其效率越高”的结论。

【考点定位】机械效率

14.（2016广东河源）一辆重2×104N的四轮汽车，开进了一段泥泞的道路，不能继续行驶．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2×103N，将汽车以0.2m/s的速度水平匀速拉出泥泞路段，用时10s．若每个车轮与地面接触的面积为0.05m2．

（1）求汽车对路面的压强；

（2）求拉力F做的功和功率．

【答案】（1）1×105Pa；（2）W=8×104J；P=8×103W
【考点定位】压强的大小及其计算，功的计算，功率的计算

15.（2016广州市）图5所示，水平地面O点两侧粗糙程度不同，物体一直受到沿水平方向3N的力F。物体经过M点开始计时，每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置。物体在MO段做匀速直线运动，F在MN、OP段做功分别为WMN、WOP，功率分别为PMN、POP，则

A．WMN<WOPB．WMN>WOPC．PMN>POPD．PMN<POP

【答案】D

答案选D。

考点：功与功率

16.（2016广州市）（1）图28中测力计示数为N。

（2）小明猜测：“图28中滑轮组提升的物体越轻，机械效率越高”.设计实验检验猜测，并填写实验报告。

①       实验目的：。

②       实验步骤（若需要可补充器材）：。

③       滑轮组的机械效率（用测出的物理量表达）：。

【答案】（1）1.2N；（2）①实验目的：探究物重对机械效率的关系；②实验步骤：1）按如图的方式正确组装滑轮组，用弹簧测力计测出钩码的重力，记为G物；2）将一个重为G钩码挂在动滑轮的下端，弹簧测力计勾住绳子的末端；匀速向上拉动绳子的末端，并在匀速的过程中读出此时弹簧测力计的示数记为F；3）依次增加动滑轮下端的钩码数量，重复实验；③表达式：η=.

动绳子的末端，并在匀速的过程中读出此时弹簧测力计的示数记为F；3）依次增加动滑轮下端的钩码数量，重复实验；③表达式：η=.

考点：滑轮组机械效率

模拟试题

17.（2020年河南省中考备考质量调研物理试题（网上教学））随着现代建筑中玻璃幕墙的广泛应用，大玻璃窗户的清洁可由如图所示的“自动擦窗机器人”来完成。某“自动擦窗机器人”的质量为2kg，它的“腹部”有吸盘。当自动擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时，它能牢牢地吸在竖直玻璃上：（g取10N/kg）

(1)当自动擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时，摩擦力的方向________。此时若真空泵继续向外抽气，则自动擦窗机器人受到的摩擦力_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；

(2)吸盘与玻璃的接触面积为1.2×10－3m2，若吸盘在此面积上对玻璃的压强为1.5×105Pa，则吸盘对玻璃的压力是多大_______？

(3)自动擦窗机器人在6s内匀速竖直向下运动了0.6m，重力做功的功率是多大________？

【答案】    (1). 竖直向上    (2). 不变    (3). 180N    (4). 2W

【解析】 (1)当自动擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时，处于平衡状态，重力和摩擦力是一对平衡力，平衡力的大小相等，方向相反，故摩擦力的方向竖直向上。此时若真空泵继续向外抽气，“擦窗机器人”在竖直玻璃上仍然静止，重力不变，摩擦力不变。

(2)由可得，吸盘对玻璃的压力是：

(3)自动擦窗机器人的重力为：

重力做功：

重力做功功率为：

答：(1)摩擦力方向向上，大小不变；(2)吸盘对玻璃的压力是180N；(3)重力做功的功率是2W。

18.（2020年山东省济南市历下区中考一模理综物理试题（初三年级学业水平第一次模拟））随着城市建设的加快，高层住宅拔地而起。但城市供水只能满足1-6层，6楼以上需要采取二次加压，先把水存到楼顶水箱，再对整栋楼供水。如果水泵把体积为6m3的水送到20m高的楼顶水箱，所用时间为10min。取g= 10N/kg，通过计算回答∶

(1)体积为6m3的水的质量是多少？

(2)此过程水泵对水做的功是多少？

(3)此过程水泵对水做功的功率是多少？

【答案】(1) 6×103kg；(2) 1.2×106J；(3) 2000W

【解析】 (1)体积为6m3的水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×6m3=6×103kg

(2)水的重力：G=mg=6×103kg×10N/kg=6×104N

此过程水泵对水做的功：W=Gh=6×104N×20m=1.2×106J

(3)所用时间：t=10min=600s

此过程水泵的功率：P===2000W

答：(1)体积为6m3的水的质量为6×103kg；(2)此过程水泵对水做的功为1.2×106J；(3)此过程水泵的功率为2000W。

19.（黑龙江省哈尔滨市道外区2020届初三初中升学调研测试(一)物理试题）（6 分）如图甲是中国自主研制的首列永磁动力单轨列车。其亮点是列车可以小角度转弯，安装有高压水雾灭火系统和制动发电装置。

甲 乙

（1）当高压水雾系统中水枪工作时，水对喷孔的压强 p＝10MPa，水雾喷出的速度 v≥10m/s，喷孔的总面积 S=5×10-5m2，则水枪的功率至少为多少瓦? (不计大气压强)

（2）当列车在平直轨道上制动减速时，机械能转化为电能和内能。其中转化的电能 W1 与内能 W2 之比为 9:16，如图乙是机械能的变化量ΔW 与速度变化量Δv的关系图像，若列车从 72km/h 开始减速，转化的电能可供总功率为 1000W 的照明灯正常发光 1h，则列车的速度会减小到多少千米/时？

【答案】（1）5000w；（2）36km/h。

【解析】（1）根据 p=F/S 得：水对喷孔的压力 F 压 =p 压 S=1×107 Pa×5×10－5m2=500N

水枪的最低功率：P=W/t W =F压 v=500N×10m/s=5000W（2 分）

（2）由 P=W/t 得：转化的电能 W 1 =P 电 t=1kW×1h=1kW•h=3.6×106 J（1 分）

由W 1/W 2=9/16，得：转化的内能 W 2 =6.4×106 J（1 分）

则减小的机械能：ΔW=W 1 +W 2 ＝100×105 J（1 分）

由图像乙可知，列车减小的速度为：10m/s=36km/h

则列车的速度将减小到：72km/h-36km/h=36km/h

20.（2020年重庆市中考模拟物理试题（线上大模考））2020年2月2日上午，武汉重点建设的集中收治新型冠状病毒感染者的火神山医院正式交付。如图所示，是建设过程中的一种起重机上的滑轮组。已知在匀速吊起600N的物体上升2m的过程中，滑轮组的机械效率为80%。该滑轮组做的有用功为__________J，绳端的拉力为__________N。

【答案】    (1). 1200    (2).250

【解析】[1]该滑轮组做的有用功：W有=Gh=600N×2m=1200J

[2]总功：W总==1500J

滑轮组的动滑轮绕3段绳，拉力：F==250N

21.（2020年安徽省C20教育联盟九年级第一次学业水平检测物理试题）在“测量滑轮组机械效率”的实验中，小兵与同学们用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如下表：

（1）实验时应沿竖直方向_______拉动弹簧测力计，并用刻度尺测出物体上升的高度；

（2）表格中编号①处的数据为_______；编号②处的数据为_______（观察丙图）；

（3）分析数据可得结论：使用同一滑轮组提升不同重物至同一高度时，提升的物重增加时，所做的额外功_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；

（4）分析数据可得结论：使用同一滑轮组，滑轮组的机械效率与物重的关系可能比较符合的图是_______。

A. B. C. D.

（5）若将此滑轮组换一种绕绳方法，不计绳重和摩擦，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率____（选填“改变”或“不变”）。

【答案】    (1). 匀速    (2). 88.9%    (3). 2.2    (4).变大    (5). B    (6).不变

【解析】 (1)[1]实验时沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计。(2)[2]表格中编号①处的数据为：；[3]由：，得，编号②处的数据为：N；(3)[4]进一步分析数据，可知用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，提升的物重增加时，所做的额外功将变大，原因是物重增加，轮和轴之间的压力变大，摩擦力变大。

(4)[5]克服动滑轮的重力和绳与滑轮间的摩擦所做的功为额外功，从摩擦角度考虑，随着物体重力的增加，滑轮与绳子间摩擦会一定程度增大。同时物重增大，有用功逐渐增大，有用功占总功的比值在增大，所以机械效率逐渐增大，但由于摩擦也在增大，故机械效率η与物体重力G的关系并不成正比，故B符合题意。(5)[6]滑轮组的机械效率：，由于G和G动不变，故滑轮组的机械效率不变。

22.（2020年湖南省株洲市中考一模物理试题）小天收集了一些数据填在下表中，如果该车满载货物后在平直的公路上匀速行驶100km，货车受到的阻力是车重的0.1倍，那么在此过程中：（g取10N/kg）

(1)该货车牵引力是多少？牵引力所做的功是多少？

(2)燃油完全燃烧放出的热量是多少？

(3)该货车发动机的效率是多少？

【答案】(1) 4×103N； 4×108J；(2) 8×108J；(3) 50%

【解析】 (1)满载货物时货车的总质量为：

货车的总重力：，由题意知，货车受到的阻力为：，因为该车满载货物后在平直的公路上匀速行驶，所以，根据二力平衡条件可知，该货车受到的牵引力等于阻力，即：，匀速行驶100km，牵引力所做的功为：；(2)由表格数据可知，货车满载每百公里油耗为20L，即货车行驶100km消耗燃油的体积为：，消耗燃油的质量为：，燃油完全燃烧放出的热量：；(3)该货车发动机的效率：。

答：(1)该货车的牵引力是4×103N，牵引力所做的功是4×108J；(2)燃油完全燃烧放出的热量是8×108J；(3)该货车发动机的效率是50%。