安徽专用备战2021中考物理精鸭点专项突破题集专题14功和功率含解析

专题14功和功率

考点一功及其计算

1.（2020·安徽铜陵市·八年级期末）放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如下左图和右图所示。已知物块运动时受到的摩擦力是重力的0.4 倍，取g＝10N/kg。由此两图线可以知道下列结论错误的是（　　）

A．物块的质量为m＝0.5kg，物块运动时受到的摩擦力为f=2N

B．物块在 4s-6s 时间内水平推力做功为 16J

C．物块 0-2s 时间内在 1N 的水平推力作用下，处于静止状态

D．物块 2s-4s 时间内的平均速度大小为 4m/s

【答案】D

【解析】

A．由图像可知物块在4s~6s做匀速直线运动，此时受力平衡，摩擦力等于推力为2N，物块运动时受到的摩擦力是重力的0.4 倍，因此可得

故A正确，不符合题意；

B．物块在 4s-6s 时间内移动的距离为

水平推力做功为

故B正确，不符合题意；

C．由图像可知在0~2s内物体运动速度为零，处于静止状态，此时推力为1N，故C正确，不符合题意；

D．根据v—t图像面积法，可求得物块 2s-4s 时间内运动的路程为

平均速度为

故D错误，符合题意。

故选D。

2．（2020·安徽芜湖市·九年级月考）如图所示，甲物块质量为2 m，乙物块的质量为m。用同样大小的力F将物体甲和乙向右拉动相同的距离s，在此过程中，甲物体做匀速直线运动，乙物体做加速直线运动。由此判断正确的是（　　）

A．力F对甲做的功小于力F对乙做的功

B．力F对甲做的功大于力F对乙做的功

C．力F对甲做的功等于力F对乙做的功

D．力F对甲做功比对乙做功慢

【答案】C

【解析】

ABC．做功的两个必要因素是作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离，根据功的计算公式可知，当拉力F和物体移动的距离s相等时，力对两物体做的功相等，故AB错误，C正确。

D．题中未说明做功时间或物体运动速度，无法比较做功快慢，故D错误。

故选C。

3．（2020·安徽芜湖市·九年级月考）如图所示的四个过程，所描述的力对物体没有做功的是（　　）

A．在水平路面上匀速前进时提水桶的力

B．站在向上运动的电梯上的人提箱子的力

C．鸡蛋升高过程举鸡蛋的力

D．车前进时人拉车的力

【答案】A

【解析】

A．在水平路面上匀速前进时提水桶的力是向上的，此时没有沿着力移动距离，即力对物体没有做功，故A符合题意；

B．站在向上运动的电梯上的人提箱子的力方向是向上的，且沿着向上的方向运动了一段距离，所以对箱子做了功，故B不符合题意；

C．鸡蛋升高过程举鸡蛋的力方向是向上的，且沿着向上的方向运动了一段距离，所以对鸡蛋做了功，故C不符合题意；

D．车前进时人拉车的力是向前的，且向前运动了一段距离，所以力对车做了功，故D不符合题意。

故选A。

4．（2020·安徽九年级其他模拟）如图所示，光滑斜面AB＞AC，沿斜面AB和AC分别将同一重物从它们的底部拉到顶部，所需拉力分别为F1和F2，所做的功分别为W1和W2，则

A．F1＜F2，W1=W2 B．F1＜F2，W1＜W2

C．F1＞F2，W1＞W2 D．F1＞F2，W1=W2

【答案】A

【解析】

根据功的原理可知：斜面越长越省力，斜面AB＞AC，所以斜面AB更省力，即F1＜F2；同一重物的重力不变，高度相等，由W=Gh得到克服重力做的功相等，斜面光滑说明摩擦力为0，由功的原理可知Fs=Gh，所以拉力做的功相等，即W1=W2．故A符合题意，BCD不符合题意。

故选A。

5．（2020·安徽亳州市·九年级月考）图是一张出租车发票中的部分信息，假如这辆出租车是在平直公路上匀速行驶，发动机牵引力的大小为3×103N。求：

(1)该车的牵引力做的功；

(2)该车的牵引力做功的功率。

【答案】(1)；(2)

【解析】

(1)该车的牵引力做的功为

(2)出租车运动的时间为

该车的牵引力做功的功率为

答：(1)该车的牵引力做的功为；

(2)该车的牵引力做功的功率为。

6．（2020·安徽淮南市·九年级月考）某公交汽车以天然气为燃料，该车在平直公路上以15m/s的速度匀速行驶10min，消耗的天然气为4.5m3，汽车发动机提供的牵引力为6000N。已知天然气的热值是4×107J/m3，试求：

(1)汽车发动机做的功是多少J?

(2)所消耗的天然气完全燃烧所放出的热量是多少J?

(3)发动机工作时将天然气完全燃烧获得的内能转化为机械能的效率是多大?

【答案】(1) 5.4×107J；(2) 1.8×108J；(3) 30%

【解析】

(1)汽车发动机做的功为

W＝Fs＝Fvt＝6000N×15m/s×10×60s＝5.4×107J

(2)天然气完全燃烧所放出的热量是

Q放＝qV＝4×107J/m3×4.5m3＝1.8×108J

(3)发动机的热效率为

η＝＝30%

答：(1)汽车发动机做的功是5.4×107J；

(2)所消耗的天然气完全燃烧所放出的热量是1.8×108J；

(3)发动机工作时将天然气完全燃烧获得的内能转化为机械能的效率是30%。

7．（2020·安徽淮南市·九年级月考）一台单缸四冲程柴油机的飞轮转速为360r/min，在做功冲程中活塞受到燃气的平均压强为1.5×106Pa，活塞的横截面积是S=1.2×10-2m2，行程是L=0.3m。

(1)该柴油机在一次做功冲程中能做多少功？

(2)该柴油机的功率为多大？

(3)若该柴油机将内能转化为机械能的效率为30%，已知柴油的燃烧值是4.3×107J/kg，则该柴油机每工作10min须燃烧柴油多少kg？（结果保留两位小数）

【答案】(1) (2) 1.62 (3) 0.75kg

【解析】

(1)燃气对活塞的压力为

F=pS=1.5=1.8

做功冲程中压力做的功为

W=Fs=1.8

(2)柴油机的飞轮转速为360r/min，飞轮转两周完成四个冲程，对活塞做功一次，则飞轮1min内做功的次数为

n==180

该汽油机的功率为

P====1.62

(3)根据题意可知

即

4.3m

可得

m≈0.75kg

答：(1)该柴油机在一次做功冲程中能做功；

(2)该柴油机的功率为1.62；

(3)若该柴油机将内能转化为机械能的效率为30%，已知柴油的燃烧值是4.3×107J/kg，则该柴油机每工作10min须燃烧柴油0.75kg。

8．（2020·安徽合肥市·九年级期中）合肥地铁的开通大大缓解了城市公交运输的压力。某学校实践活动小组的同学收集到某市地铁机车和公交车在甲、乙区间内运行的相关数据如下表。

问：(1)该型号地铁机车从甲站运行到相距2.4km的乙站，一趟需要多少小时？

(2)若机车这段时间共消耗电能1.44×108J，该机车的效率是多少？（保留一位小数）

(3)公交车每行驶一千米消耗燃油0.3kg，公交车热机的效率是多少？

【答案】(1)0.04h；(2)83.3%；(3)25%

【解析】

(1)该型号地铁机车的平均速度为60km/h，则从甲站运行到相距2.4km的乙站，一趟需要多少的时间为

(2)该机车匀速运动时做的有用功为

则该机车的效率是

(3)公交车每行驶一千米消耗燃油0.3kg，燃油放出的热量为

公交车匀速运动时做的有用功为

则公交车热机的效率是

答：(1)该型号地铁机车从甲站运行到相距2.4km的乙站一趟需要0.04h；

(2)该机车的效率是83.3%；

(3)公交车热机的效率是25%。

9．（2020·芜湖市南瑞实验学校九年级月考）如图所示，在垃圾分类清理过程中，用150kW的铲车开足马力工作。若铲车用5s匀速推进了3m，然后将1.5t的垃圾举高3m装车运走，整个过程是连续的，若柴油发动机的热机效率为34.5%。(q柴=3.3×107J/kg)求：

(1)在推垃圾过程，铲车受到的阻力；

(2)在举高过程，铲车所做的功；

(3)整个过程消耗柴油多少千克？

【答案】(1)2.5×105N；(2)4.5×104J；(3)0.07kg

【解析】

(1)由得

铲车受到的阻力

(2)举高过程中，铲车所做的功为

(3)铲车匀速前进时做功

铲车整个过程做的总功

W=W1+W2=4.5×104+7.5×105J=7.95×105J

设柴油燃烧放出的热量为，则

则

由得柴油的质量

答：(1)在推垃圾过程，铲车受到的阻力2.5×105N；

(2)在举高过程，铲车所做的功4.5×104J；

(3)整个过程消耗柴油0.07kg。

10．（2020·安徽芜湖市·九年级月考）如图所示，OA为绕O转动的杠杆且质量分布均匀，在杠杆的B处挂一重物G，用始终竖直向上的拉力F将物体提升h的高度后，杠杆恰好沿水平位置旋转了30°。若OA=1.5m，G= 180N，杠杆重G1=80N，。求：（不计切摩擦和空气阻力）

(1)有用功和额外功；

(2)杠杆的机械效率和拉力F的大小。

‍

【答案】(1)90J，30J；(2)75%，160N

【解析】

(1)由图可知，物体提升h的高度后，悬挂位置不变，则物体的上升的高度

则物体克服重力做的有用功

杠杆上升的高度

则杠杆克服自重做的额外功

(2)杠杆的机械效率

杠杆的总功

由W=Fs可得杠杆A处的拉力

答：(1)有用功和额外功分别是90J、30J；

(2)杠杆的机械效率和拉力F的大小分别是75%、160N。

11．（2020·安徽芜湖市·九年级期中）一小车在100N水平拉力的作用下，在5s内沿水平方向匀速运动15m，速度是_____m/s，拉力对小车做的功是_____J。

【答案】3    1500   

【解析】

[1]小车前进的速度

v＝＝＝3m/s

[2]拉力对小车做的功为

W＝Fs＝100N×15m＝1500J

12．（2020·安徽滁州市·九年级月考）一辆汽车在平直的公路上匀速行驶了100km，消耗了5kg汽油，已知汽油的热值为，如果汽油机的效率为35%，则汽车受到的阻力为______N。

【答案】805

【解析】

燃烧5kg汽油放出的热量

Q放=mq=5kg×4.6×107J/kg=2.3×108J

而汽油机的效率为35%，则燃烧汽油所做的有用功

而汽车做匀速直线运动，则汽车受到的牵引力与阻力是一对平衡力，据W=Fs知，汽车受到的阻力

13．（2020·安徽淮南市·九年级月考）在学校组织的户外拓展活动攀岩项目中，体重为600N的林老师用3min攀到距地面15m的顶端，在此过程中他克服重力做功的平均功率为______W。

【答案】50

【解析】

林老师的体重G=600N，林老师克服重力做的功为

W=Gh=600N×15m=9000J

林老师做功的平均功率为

14．（2020·安徽淮南市·九年级月考）我国探月工程嫦娥五号探测器于2020年11月24日成功发射，开启我国首次地外天体采样返回之旅。探测器质量为8.2t，当探测器上升1000m时，其重力势能增加______。

【答案】8.2×107J

【解析】

重力势能增加量

E=W=Gh=mgh=8.2×103kg×10N/kg×1000m=8.2×107J

15．（2020·安徽芜湖市·九年级月考）电动平衡车是一种时尚的代步工具，当平衡车带着60kg的人沿水平路面匀速前行1 km时，平衡车对人做功_______J。（g取10 N/kg）

【答案】0

【解析】

平衡车带着人沿水平路面匀速前行时，平衡车给人一个摩擦力，但是人相对平衡车静止，没有距离的移动，所以平衡车对人不做功，为0J。

考点二功率及其计算

16．（2020届安徽省当涂县九年级初中毕业班六校第二次联考物理试卷）建筑工地上起重机几分钟内就把所需砖送到楼顶，如果人直接用滑轮组来提升则需要几个小时，其原因是（　　）

A．起重机功率大，做功快 B．起重机机械效率高，做功慢

C．起重机功率大，做功多 D．起重机机械效率高，做功多

【答案】A

【解析】

AC．起重机和人用滑轮把相同的砖都运到楼顶，起重机和人对砖做功相同，起重机用时少，做功快，功率大，故C不符合题意，A符合题意；

B．起重机和人做的有用功相同，起重机做的额外功多，有用功与总功的比值小，机械效率低，故B不符合题意；

D．起重机和人做的有用功相同，起重机做的额外功多，有用功与总功的比值小，机械效率低，起重机和人用滑轮把相同的砖都运到楼顶，做功相同，故D不符合题意。

故选A。

17．（安徽省淮南市西部地区2020-2021学年九年级12月联考物理试题）徐老师参加自行车比赛，他在水平路面上5min匀速骑行了3km。若车所受阻力约为人和车总重力的0.02倍，已知徐老师的质量为60kg，则他的骑行功率和下列哪个值最接近（　　）

A．5W B．15W C．150W D．1500W

【答案】C

【解析】

徐老师的质量为60kg，整车质量约为20kg，人与车的总重力

匀速骑行驶受到的阻力

骑自行车克服阻力所做的功

骑行时做功的功率

160W和150W最接近，故选C。

18．（安徽省巢湖三中2020-2021学年九年级（上）期末联考物理试题）下列关于功、功率和机械效率的说法，其中正确的是（　　）

A．功率越大的机械，做功越快

B．物体受到的力越大，做功越多

C．机械效率高的机械，功率越大

D．做有用功越多的机械，机械效率越高

【答案】A

【解析】

A．功率是表示做功快慢的物理量，功率越大的机械，做功越快，故A正确；

B．功与力的大小及在力的方向上通过的路程有关，物体受到的力越大，做功不一定越多，故B错误；

C．机械效率与功率的概念不同，二者没有必然联系，故C错误；

D．做有用功占比越多的机械，机械效率才越高，故D错误。

故选A。

20．（安徽省无为市2020-2021学年九年级（上）10月月考物理试题）如图所示，甲物块质量为2 m，乙物块的质量为m。用同样大小的力F将物体甲和乙向右拉动相同的距离s，在此过程中，甲物体做匀速直线运动，乙物体做加速直线运动。由此判断正确的是（　　）

A．力F对甲做的功小于力F对乙做的功

B．力F对甲做的功大于力F对乙做的功

C．力F对甲做的功等于力F对乙做的功

D．力F对甲做功比对乙做功慢

【答案】C

【解析】

ABC．做功的两个必要因素是作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离，根据功的计算公式可知，当拉力F和物体移动的距离s相等时，力对两物体做的功相等，故AB错误，C正确。

D．题中未说明做功时间或物体运动速度，无法比较做功快慢，故D错误。

故选C。

20．（安徽省蚌埠市局属初中2020-2021学年九年级（上）期中物理试题）某单缸四冲程汽油机，飞轮每分钟转1000转，活塞面积是100cm2，活塞行程是30cm．假如做功冲程中燃气的平均压强是5×105Pa，汽油机每分钟燃烧50g的汽油。（汽油机的热值为4.2×107J／kg）。求：

(1)汽油机的功率是多大?

(2)汽油机的效率是多大?

【答案】(1)1.25×104W；(2)35.7%

【解析】

(1)由知道，燃气对活塞的平均压力

F=PS=5×105Pa×100×10-4 m2=5000N

一次做功

W=FS=5000 N×0.3m=1500J

1min转1000圈，做功500次，所以1min共做功

1500 J×500=7.5×105J

所以，功率是

(2)汽油机每分钟消耗燃料放出能量

Q=mq=50×10-3 kg×1.2×107J/kg =2.1×106J

故效率为

答：(1)汽油机的功率是1.25×104W；

(2)汽油机的效率是35.7%。

21．（安徽省淮南西部地区2020-2021学年九年级10月联考物理试题）一台单缸四冲程柴油机的飞轮转速为360r/min，在做功冲程中活塞受到燃气的平均压强为1.5×106Pa，活塞的横截面积是S=1.2×10-2m2，行程是L=0.3m。

(1)该柴油机在一次做功冲程中能做多少功？

(2)该柴油机的功率为多大？

(3)若该柴油机将内能转化为机械能的效率为30%，已知柴油的燃烧值是4.3×107J/kg，则该柴油机每工作10min须燃烧柴油多少kg？（结果保留两位小数）

【答案】(1) (2) 1.62 (3) 0.75kg

【解析】

(1)燃气对活塞的压力为

F=pS=1.5=1.8

做功冲程中压力做的功为

W=Fs=1.8

(2)柴油机的飞轮转速为360r/min，飞轮转两周完成四个冲程，对活塞做功一次，则飞轮1min内做功的次数为

n==180

该汽油机的功率为

P====1.62

(3)根据题意可知

即

4.3m

可得

m≈0.75kg

答：(1)该柴油机在一次做功冲程中能做功；

(2)该柴油机的功率为1.62；

(3)若该柴油机将内能转化为机械能的效率为30%，已知柴油的燃烧值是4.3×107J/kg，则该柴油机每工作10min须燃烧柴油0.75kg。

22．（安徽省淮南西部地区2020-2021学年九年级10月联考物理试题）参加今年国庆阅兵的运20是我国自主发展的大型运输机，它的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力，若运20在高空中飞行时在恒定的水平推力F作用下，以720km/h的速度沿水平方向匀速航行1h，需要燃烧航空煤油4800kg，已知飞机发动提供的机械功率是3.2×107W，航空煤油的热值为4×107J/kg。则在这1h内：

(1)发动机获得的水平推力F是多大?

(2)该飞机发动机的热机效率是多大

【答案】(1)1.6N；(2)60

【解析】

(1)该飞机水平匀速飞行的速度

v=720km/h

由

P===Fv

得，发动机获得的水平推力为

F===1.6N

(2)该飞机沿水平方向匀速航行1h，则发动机做功为

W=Pt=3.2W3600s=1.152J

煤油完全燃烧放出的热量为

Q放=qm=4J/kg4800kg=1.92J

发动机的热机效率

==100=60

答(1) 发动机获得的水平推力F是1.6N；

(2) 飞机发动机的热机效率是60。

23．（安徽合肥市蜀山区五十中2020-2021学年九年级（上）期中物理试题）如图甲所示，是一辆太阳能玩具车，在阳光的照射下，小车从静止开始沿直线运动，运动过程中速度v与时间t的关系如图乙所示，设运动过程中玩具车的功率始终不变，受到的阻力恒为3N。已知小车上太阳能电池板的面积为5cm2，辐射功率P（1s内1m2面积上接收到的太阳能）为6×104J/（m2•s），求：

(1)太阳能玩具车运动的功率；

(2)在0~5s时间内，太阳能玩具车做的功；

(3)太阳能玩具车太阳能转化机械能的效率？

【答案】(1)12W；(2)60J；(3)40%

【解析】

(1)由图乙可知，物体匀速运动的速度为4m/s，太阳能玩具车运动过程中玩具车的功率始终不变，受到的阻力恒为3N。则太阳能玩具车运动的功率为

(2)在0~5s时间内，太阳能玩具车运动过程中玩具车的功率始终不变，则太阳能玩具车做的功为

(3)由题意知，在0~5s时间内，太阳能玩具车吸收的太阳能为

太阳能玩具车太阳能转化机械能的效率为

答：(1)太阳能玩具车运动的功率为12W；

(2)在0~5s时间内，太阳能玩具车做的功为60J；

(3)太阳能玩具车太阳能转化机械能的效率为40%。

24．（安徽省合肥市初级中学2020-2021学年九年级10月阶段教学质量评价物理试题）2020年7月，由于杭埠河、丰乐河已达到历史最高水位，为了居民安全，合肥市三河镇镇区居民进行撤离，汽车在撤离的过程中发挥了重要作用。汽车在行驶中由于路况和车速的不同，发动机（汽车的发动机实际上是一个热机）的实际功率也不同，通常情况下实际功率要小于它的最大功率。如表是某型号公交车的相关数据：

（某标号汽油的密度约为0.8×103kg/m3，热值约为4.5×107J/kg）若该轿车以100km/h的速度匀速100km，行驶时轿车发动机的效率是30%，求该过程中：

(1)汽车消耗的汽油完全燃烧放出的热量；

(2)发动机的实际功率。

【答案】(1)1.8×108J；(2)1.5×104W

【解析】

(1)解：由题意知，轿车以100km/h的速度行驶100km，消耗的汽油为5L，则消耗的汽油的质量为

m=ρV=0.8×103kg/m3×5×10-3m3=4kg

完全燃烧这些汽油放出的热量

Q吸=mq=4kg×4.5×107J/kg=1.8×108J

(2)在这个过程中，轿车所做的有用功

在这个过程中，所用的时间

则发动机的实际功率

答：(1)汽车消耗的汽油完全燃烧放出的热量为1.8×108J；

(2)发动机的实际功率为1.5×104W。

25．（安徽省淮南市西部地区2020-2021学年九年级12月联考物理试题）在学校组织的户外拓展活动攀岩项目中，体重为600N的林老师用3min攀到距地面15m的顶端，在此过程中他克服重力做功的平均功率为______W。

【答案】50

【解析】

林老师的体重G=600N，林老师克服重力做的功为

W=Gh=600N×15m=9000J

林老师做功的平均功率为

26．（安徽合肥市蜀山区五十中2020-2021学年九年级（上）期中物理试题）某单缸四冲程内燃机，在1min内曲轴转动2400圈，做功冲程推动活塞一次做功1500J，该内燃机工作时的功率是___________W。

【答案】3×104

【解析】

由于在1min内曲轴转动2400圈，则内燃机对外做功1200次，燃气对活塞做的功为

该内燃机工作时的功率是

27．（安徽省淮南市西部地区2020-2021学年九年级（上）第二次联考物理试题）国庆节，杨老师和徐老师骑着相同的自行车郊游。已知杨老师和徐老师的质量分别为60kg和68kg，若他们同步匀速前进，则___________老师骑车的功率较大。

【答案】徐

【解析】

骑自行车时，前进的力是地面对车的摩擦力，由题可知，杨老师和徐老师在同一条路上骑着相同的自行车，路面的粗糙程度相同，而徐老师的质量大于杨老师的质量，则徐老师骑着自行车时对路面的压力大于杨老师，即徐老师骑着自行车时受到地面对其的摩擦力比杨老师大；杨老师和徐老师是同步匀速前进，骑车速度相同，根据

可知，在速度相同时，摩擦力越大，功率越大，故徐老师骑车的功率比杨老师的大。

28．（安徽省无为市2020-2021学年九年级（上）10月月考物理试题）甲、乙两辆完全相同的汽车在同一水平地面上做匀速直线运动，它们的s一t图像如图所示，则两车的功率之比P甲∶P乙=_ ________。

【答案】12

【解析】

由图知道，甲在12s内通过的距离为16m；乙在6s内通过的距离为16m；则甲车的速度

乙车的速度

根据题意知道，甲、乙对地面的压力相同，而接触面的粗糙程度相同，因此甲乙受到的摩擦力相同；又因为汽车做匀速直线运动，所以甲乙受到的牵引力等于摩擦力，即

F甲 =F乙 =f

由知道，两车的功率之比

29．（安徽省无为市2020-2021学年九年级（上）10月月考物理试题）学校大课间组织学生跳绳，在1min内小健和小强同学分别跳绳180次和200次。若小健与小强的体重比为6∶5，每次起跳的高度比为5∶4，则跳绳时小健与小强克服重力做功的平均功率之比为_______。

【答案】27︰20

【解析】

由功的计算公式可知，单次起跳做功分别为

则1min内做的总功为

由功率公式可知

30．（安徽合肥庐阳区四十五中2020-2021学年九年级10月月考物理试题）汽油机工作时的四个冲程中，若某单缸四冲程汽油机飞轮转动的速度是3600r/min，则该汽油机每秒对外做功________次。若一次做功300J，则汽油机做功的功率_________W。

【答案】30    9000   

【解析】

[1]汽油机每个工作过程对外做功一次，飞轮转动两次，而飞轮1s转动的次数是

所以该汽油机每秒对外做功30次。

[2]汽油机做功的功率