2021年中考物理真题分项汇编（全国通用）专题11功、功率、机械效率（第1期）（解析版）

这是一份2021年中考物理真题分项汇编（全国通用）专题11功、功率、机械效率（第1期）（解析版），共23页。试卷主要包含了单选题，双选题，填空题，综合题，计算题等内容，欢迎下载使用。
专题11功、功率、机械效率
第1期


一、单选题
1．（2021·四川泸州市·中考真题）2021年泸州市中考体育考试增加了排球垫球项目，方法是用手臂将排球垫向墙壁，反弹回来后又重复垫球，如图所示为垫球过程示意图。下列说法中正确的是（　　）

A．垫排球时，排球离开手臂上升过程中，手臂依然在对排球做功
B．排球从墙壁弹回手臂过程中，重力势能越来越大
C．排球撞击墙壁后反弹回来，说明力可以改变物体的运动状态
D．手臂垫球时，手对球的力大于球对手的力
【答案】C
【详解】
A．排球离开手臂后，没受到手臂的作用力，那么排球上升过程中，手臂对排球不做功，故A错误；
B．排球从墙壁弹回的过程中，质量不变，但高度变小，所以重力势能越来越小，故B错误；
C．排球撞击墙壁后，被弹回，是因为受到力的作用，这说明力可以改变物体的运动状态，故C正确；
D．垫球时，手对球的力和球对手的力是一对相互作用力，大小应相等，故D错误。
故选C。
2．（2021·重庆中考真题）如图所示的滑轮组，500N的拉力F在10s内将重800N的箱子匀速提升了2m，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　）

A．定滑轮的作用是省力
B．滑轮组机械效率为80%
C．动滑轮的重力为100N
D．拉力F的功率为100W
【答案】B
【详解】
A．定滑轮既不省力也不费力，只能改变力的方向，故A错误；
B．有用功为克服物体重力做的功，所以有用功为

连接动滑轮的绳子有两股，物体上升2m，因此绳子自由端移动的距离为4m。所以拉力做的总功为

因此机械效率为

故B正确；
C．对动滑轮和物体做受力分析，向上受到两股绳子拉力，向下受到动滑轮和物体的总重力，因此有

带入数据得

故C错误；
D．拉力的功率

故D错误。
故选B。
3．（2021·重庆中考真题）如图所示，老师在课堂上用自制的滑轮组提升重物，将质量为36kg的重物在5s内匀速提升1m，他对绳的拉力F为200N。不计绳重和摩擦，则下列判断正确的是（　　）

A．动滑轮的重力为20N
B．拉力所做的功为200J
C．拉力做功的功率为40W
D．滑轮组的机械效率为90%
【答案】D
【详解】
A．重物的重力
G=mg=36kg×10N/kg=360N
由图可知，重物由2段绳子承担，即n=2，不计绳重和摩擦，动滑轮的重力
G动=2F-G=2×200N-360N=40N
故A错误；
B．绳子自由端移动的距离
s=2h=2×1m=2m
拉力所做的总功
W总=Fs=200N×2m=400J
故B错误；
C．拉力做功的功率

故C错误；
D．有用功
W有=Gh=360N×1m=360J
滑轮组的机械效率为

故D正确。
故选D。
4．（2021·云南中考真题）如图甲所示，用动滑轮将正方体物块从装有水的容器底部缓慢匀速提起，拉力F随提升高度h变化的关系如图乙所示。物块完全离开水面后，动滑轮的机械效率为87.5%，绳重和摩擦忽略不计，下列选项正确的是（　　）

A．物块的边长为0.6m
B．动滑轮重为300N
C．提升物块完全离开水面前，动滑轮的机械效率大于87.5%
D．将物块提升至上表面与水面相平的过程中拉力F做的功为1650J
【答案】D
【详解】
A．由图，0.6m开始出水，1.1m完全出水，所以物块边长为0.5m，故A错误；
B．物块完全离开水面后，拉力2000N，动滑轮的机械效率为

解得G=3500N，动滑轮重为
G1=2F-G=2×2000N-3500N=500N
故B错误；
C．提升物块完全离开水面前，因为存在浮力，所以对物体的实际拉力小于重力，所以机械效率小于87.5%，故C错误；
D．将物块提升至上表面与水面相平的过程中拉力F做的功为
W=2F1h1=2×1375N×0.6m=1650J
故D正确。
故选D。
5．（2021·湖北宜昌市·中考真题）下列有关机械做功、功率、机械效率的说法，正确的是（　　）
A．效率越高的机械，功率越大 B．做功越多的机械，功率越大
C．做有用功越多的机械，效率越高 D．功率越大的机械，做功越快
【答案】D
【详解】
A．功率指做功的快慢，取决于做功的多少和做这些功所用的时间；效率是有用功与总功之比。两者没有必然的联系，故A错误；
B．功率是由做功的多少和做这些功所用的时间共同决定的，做功多的机械，功率不一定大，故B错误；
C．效率的高低取决于有用功占总功的比例，做有用功多的机械，效率不一定高，故C错误；
D．功率就是表示机械做功的快慢，功率越大，表示机械做功越快，故D正确。
故选D。
6．（2021·湖北随州市·中考真题）俊星家周末乔迁新居，家中柜子因搬运不便，俊星提出利用滑轮组来完成，其设计方案如图甲所示，乙图为滑轮组的连接方式。已知柜子A的重力为740N，动滑轮的重力为60N，柜子匀速下降的竖直高度为6m，下降过程用时lmin（不计绳重与摩擦）。俊星对此工作过程及装置作出以下判断，其中正确的是（　　）

A．柜子下降过程中，绳子自由端的拉力为400N
B．使用该滑轮组时的机械效率为90%
C．在下降过程中，绳子自由端的移动速度为0.3m/s
D．在下降过程中，拉力的功率为80J
【答案】A
【详解】
A．有2股绳，绳子自由端的拉力为

故A正确；
B．该滑轮组时的机械效率为

故B错误；
C．在下降过程中，物体速度为

绳子自由端的移动速度为

故C错误；
D．功率单位是W，不是J，故D错误。
故选A。


二、双选题
7．（2021·四川泸州市·中考真题）如图所示的滑轮组，动滑轮重3N，物体A在5s内被匀速提升0.5m的过程中，图中绳的拉力均沿竖直方向，滑轮组的机械效率为90%，不计绳重和摩擦，则在本次实验中（　　）

A．若提升更重的物体，滑轮组的机械效率降低
B．物体A的重力为27N
C．绳子自由端的拉力F大小为8N
D．绳子自由端拉力的功率为3W
【答案】BD
【详解】
A．用同一滑轮组提升重物时，物重越重，滑轮组机械效率越高，若提升更重的物体，滑轮组的机械效率提高，故A不符合题意；
B．物体A在5s内被匀速提升0.5m的过程中，做的额外功

由滑轮组的机械效率为90%，可知总功

有用功

物体A的重力

故B符合题意；
C．绳子自由端的拉力F大小为

故C不符合题意；
D．绳子自由端拉力的功率

故D符合题意。
故选BD。
8．（2021·湖南衡阳市·中考真题）如图所示，一位同学用滑轮组拉着重的物体A，使它内在水平面上匀速前进，水平拉力，若与地面的摩擦力是物重的0.2倍，下列说法正确的是（　　）

A．他做的总功是 B．他做的有用功是
C．拉力做功的功率是 D．该滑轮组的机械效率是
【答案】AD
【详解】
A．滑轮组的动滑轮绕2段绳，绳子自由端移动的距离
s=2s物=2×1m=2m
总功
W总=Fs=75N×2m=150J
故A正确；
B．摩擦力
f=0.2G=0.2×450N=90N
他做的有用功
W有=fs物=90N×1m=90J
故B错误；
C．拉力做功的功率

故C错误；
D．该滑轮组的机械效率
=60%
故D正确。
故选AD。
9．（2021·天津中考真题）利用图所示的滑轮组先后匀速提升重为200N和150N的物体。已知提升200N的物体时，绳子自由端的拉力为125N，拉力的功率为125W。若两次物体上升的速度相同，不计摩擦和绳重，则提升重为150N的物体时（　　）

A．机械效率为80% B．机械效率为75%
C．拉力的功率为50W D．拉力的功率为100W
【答案】BD
【详解】
由图n=2，动滑轮自重为
G0=2F1-G1=2×125N-200N=50N
绳自由端速度为

提150N物体时，机械效率为

拉力为

功率为
P2=F2v=100N×1m/s=100W
故AC不符合题意，BD符合题意。
故选BD。

三、填空题
10．（2021·浙江丽水市·中考真题）科技改变生活，某餐馆用智能送菜机器人（如图）替代人工送菜。

（1）该机器人以1米/秒的速度运行30米将菜送到客人桌前，用时___________秒；
（2）若机器人工作时牵引力恒为50牛，完成本次送菜，牵引力做功___________焦。
【答案】30 1500
【详解】
[1]该机器人以1米/秒的速度运行30米将菜送到客人桌前，所用时间

[2]若机器人工作时牵引力恒为50牛，完成本次送菜，牵引力做功

11．（2021·四川泸州市·中考真题）如图，一个箱子静止在水平地面，小聪用150N的水平拉力将箱子移动了0.4m，小聪的拉力做功为_______J。待箱子静止后，小明用80N的水平推力推这个箱子没有推动，小明的推力做功_______J，此时箱子受到地面的摩擦力为_______N。

【答案】60 0 80
【详解】
[1]小聪的拉力做功

[2][3] 小明用80N的水平推力推这个箱子没有推动，此过程只有力没有距离，小明的推力不做功，做功为0J；此时箱子受到地面的摩擦力为静摩擦力，大小等于小明的推力80N。
12．（2021·江苏连云港市·中考真题）小明用20N的水平推力，将重为150N的购物车沿水平地面向前推动了10m，在此过程中，推力对购物车做功___________J，支持力对购物车做功___________J。
【答案】200 0
【详解】
[1]推力对购物车做功
W=Fs=20N×10m=200J
[2]支持力的方向竖直向上，没有在支持力的方向上移动距离，所以支持力对购物车不做功，做功为零。
13．（2021·四川泸州市·中考真题）绵泸高铁内自泸段即将建成通车，据了解泸州乘高铁经内江到成都大约需要84min。其中泸州至内江约130km，按照设计速度250km/h运行，泸州到内江列车大约需要______h。内江至成都约150km，从泸州经内江到成都全程的平均速度约为______km/h。某牵引力为9×104N的动车组在一段平直轨道上匀速行驶时速度为216km/h，则该动车组的输出功率为______W。
【答案】0.52 200 5.4×106
【详解】
[1]从泸州到内江列车需要的时间

[2]内江到成都所需时间

从泸州经内江到成都的总路程
s=s1+s2=130km+150km=280km
则全程平均速度

[3]该动车组的输出功率
P=Fv1=9×104N×216×m/s=5.4×106W
14．（2021·安徽中考真题）中国空间站“天和”核心舱首次采用了大面积可展收柔性太阳能电池翼，单翼的发电功率可达9kW，从能量转化的角度分析“9kW”表示的物理意义是：______。
【答案】1 s可将9 kJ太阳能转化为电能
【详解】
太阳能电池工作时，将太阳能转化为电能，9kW表示1s可将9kJ太阳能转化为电能。
15．（2021·陕西中考真题）如图所示，工人师傅用沿斜面向上1000 N的推力。将重为2000 N的物体从斜面底端匀速推至斜面顶端。已知斜面长4m、高1.5m，则此过程中的有用功为______J ，斜面的机械效率为______。使用斜面可以______ （选填“省力”或“省功”）。

【答案】3×103 75 % 省力
【详解】
[1]斜面作为简单机械使用时，有用功等于克服物体重力做的功，因此

[2]总功等于推力做的功，因此

所以，机械效率为

[3]任何机械都不能省功，反而会需要做额外功。使用斜面的时候，推力比重力小，因此可以省力。
16．（2021·安徽中考真题）如图，用滑轮组将一重物竖直向上匀速提升2m，所用拉力F=100N，若该过程中滑轮组的机械效率为80%，则滑轮组对重物做的有用功为______J。

【答案】320
【详解】
滑轮组的动滑轮绕2段绳，绳子自由端移动的距离
s=2h=2×2m=4m
总功
W总=Fs=100N×4m=400J
对重物做的有用功为
W有=W总η=400J×80%=320J
17．（2021·江苏中考真题）用定滑轮匀速提升质量为10kg的物体，所用的拉力为110N，物体在2s内升高0.5m，此过程中的有用功是______J，定滑轮的机械效率是______%，拉力的功率是______W。（g取10N/kg）
【答案】50 90.91 27.5
【详解】
[1]有用功是
W有=Gh=mgh=10kg×10N/kg×0.5m=50J
[2]因为是定滑轮，所以总功为
W总=Fh=110N×0.5m=55J
则机械效率是
η=90.91%
[3]拉力的功率是

18．（2021·湖南邵阳市·中考真题）利用斜面把重60N的物体从斜面底端匀速拉到斜面顶端，已知斜面长1.5m，高0.4m，机械效率为80%，则拉力的大小为______N。
【答案】75
【详解】
[1]有用功等于克服物体的重力做的功为
W=Gh=60N×0.4m=24J
由

可得，拉力做的功为

又由
W=Fs
可知，拉力的大小为

19．（2021·四川凉山彝族自治州·中考真题）如图所示，利用轻质滑轮匀速拉动水平地面上重300N的A物体，使A物体在10s内向右移动了2m，若A物体受到的摩擦力大小为20N，拉力F大小为50N，则：弹簧测力计的示数为______；水平拉力F所做的功为______，功率为______；滑轮的机械效率为_______。

【答案】20N 50J 5W 80%
【详解】
[1]对A进行受力分析，其受到了绳子向右的拉力和摩擦力，因做匀速运动，绳子拉力与摩擦力是平衡力，故绳子拉力等于摩擦力等于20N，由于同一根绳子拉力处处相同，故弹簧测力计的示数为20N。
[2]拉力F移动的距离是物体的移动距离的一半，故拉力F移动的距离为1m，故拉力做功为

故拉力做功为；
[3] 拉力的功率为

拉力的功率为；
[4] 滑轮的机械效率为

滑轮的机械效率为。

四、综合题
20．（2021·浙江嘉兴市·中考真题）健康的生活既要注意平衡膳食，还要积极参加体育锻炼。如图所示为可调式握力器，可用于锻炼手部肌肉。锻炼时只要抓住左手柄，用力抓紧使其碰触右手柄上的计数按钮，即算完成一个握力动作。

（1）握力器的力度可以通过使用调节器移动弹簧下端的位置来改变，现在需要将力度调小，则应该将弹簧下端向_______（选填“左”或“右”）移；
（2）小嘉用平均大小为500牛的力抓握力器的手柄，使手柄在力的方向上移动6厘米完成一个握力动作，则做功多少焦? （________）
（3）小嘉饮用一罐净含量为330毫升的可乐后，获得的能量为540千焦。若获得能量的10%用于握力做功，则消耗这些能量需要完成多少个题（2）中的握力动作? （________）
【答案】右 30J 1800次
【详解】
（1）[1]需要将力度调小，弹簧的弹力减小，将弹簧的伸长量减小，可以将弹簧下端向右移动。
（2）[2]完成一个握手动作做功
W=Fs=500N×0.06m=30J
（3）[3]消耗这些能量需要完成的次数


五、计算题
21．（2021·安徽中考真题）如图所示，小明在单杠上做引体向上运动，每次引体向上身体上升的高度为握拳时手臂的长度。已知小明的体重为500N，握拳时手臂的长度为0.6m，完成4次引体向上所用的时间为10s。求：
（1）小明完成1次引体向上所做的功；
（2）10s内小明做引体向上的功率。

【答案】（1）300J；（2）120W
【详解】
解：（1）小明完成1次引体向上使身体上升的高度等于握拳时手臂的长度，则所做的功为
W=Gh=500N×0.6m=300J
（2）10s内小明做了4次引体向上，则做引体向上的功率为
P=120W
答：（1）小明完成1次引体向上所做的功为300J；
（2）10s内小明做引体向上的功率为120W。
22．（2021·重庆中考真题）2020年12月8日，中尼两国共同宜布珠峰的最新高程为8848.86m。体重为500N的小海同学想一睹珠峰的雄伟魅力，从重庆坐火车经过约40h行驶了约3080km到达拉萨，然后坐汽车到达珠峰大本营。
（1）求火车的平均速度；
（2）从拉萨到珠峰大本营海拔升高了1600m，求该过程中克服小海重力做的功。
【答案】（1）77km/h；（2）8×105J
【详解】
解：（1）火车的平均速度
v===77km/h
（2）克服小海重力做的功
W=Gh=500N×1600m=8×105J
答：（1）求火车的平均速度是77km/h；
（2）该过程中克服小海重力做的功是8×105J。
23．（2021·内蒙古中考真题）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
【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。
24．（2021·云南中考真题）自行车骑行是生活中一种环保的出行方式，如图所示，小明骑自行车出行的途中，沿直线匀速经过一段长100m的平直路面，用时20s。该过程中前后轮与地面的总接触面积为。若小明的质量为55kg，自行车重150N，骑行时受到的阻力为总重的0.03倍。（）
（1）求骑行时车对水平地面的压强；
（2）该压强相当于多高水柱产生的压强？
（3）求骑行过程中动力做的功及功率。

【答案】（1）；（2）35m；（3）2100J，105W
【详解】
解：（1）骑行时人和车总重力为
G=mg+G1=55kg×10N/kg+150N=700N
骑行时车对水平地面的压强

（2）该压强相当于水柱压强，水柱高度

（3）骑行时受到的阻力为
f=0.03G=0.03×700N=21N
因为匀速运动，所以动力等于阻力等于21N，骑行过程中动力做的功
W=Fs=21N×100m=2100J
功率

答：（1）骑行时车对水平地面的压强；
（2）该压强相当于35m水柱产生的压强；
（3）骑行过程中动力做的功2100J，功率105W。
25．（2021·四川南充市·中考真题）如图所示，图甲是某大型起吊装置，图乙是其机械起吊部分的简化示意图，已知物体A质量为500kg，底面积为1.25m2，不计绳重量、机械部分摩擦和水的阻力，请完成以下问题。（g=10N/kg）
（1）起吊前物体A静止在地面上，其对地面的压强是多少？
（2）如图乙所示，当绳子自由端的拉力为1000N时，地面对物体A的支持力为1650N，增加绳子自由端的拉力后物体A被成功匀速提升2m，请计算此时整个机械的机械效率。
（3）工人师傅利用该装置将另一物体B以0.1m/s的速度匀速放入水中过程中，绳子拉力功率随时间变化关系如图丙所示，请计算物体B的密度。（）

【答案】（1）4000Pa；（2）88.5%；（3）
【详解】
解：（1）物体A质量为500kg，g=10N/kg，物体A的重力

物体A静止在地面上，它对地面的压力大小等于其自身的重力大小，底面积为1.25m2，则根据可知，其对地面的压强

其对地面的压强是4000Pa。
（2）物体A静止在地面时，对物体A受力分析，它受到重力、滑轮组对它的拉力、地面对它的支持力作用，则滑轮组对物体A的拉力

滑轮组对物体A的拉力是3350N；
根据得动滑轮的重力

提升重物过程中所做有用功

提升重物过程中所做的额外功

滑轮组的机械效率

滑轮组的机械效率约是88.5%。
（3）4条绳子托着动滑轮，物体B以0.1m/s的速度匀速运动，则绳端移动的速度

从图丙可以看到，物体B未接触水面前，绳端拉力功率，由得，物体B未接触水面前绳端的拉力

由

可得，物体B的重力

又因为物体B全部浸没在水中时绳端的拉力

所以物体B全部浸没在水中时滑轮组对物体B的拉力

物体B在水中所受浮力

根据

可知，物体B的体积

由得，物体B的质量

再根据可知物体B的密度

物体B的密度是。
答：（1）起吊前物体A静止在地面上，其对地面的压强是4000Pa；
（2）此时整个机械的机械效率约是88.5%；
（3）物体B的密度是。
26．（2021·山东泰安市·中考真题）如图所示，甲工人用水平推力F甲推动重为750N的货物，在水平路面上匀速移动2m至仓库门口A处，用时10s，此过程中甲工人做功的功率P甲=30W；乙工人接着使用滑轮组拉动该货物在同样的路面上匀速移动3m到达指定位置B，拉力F乙为80N。求：
（1）甲工人做的功；
（2）该滑轮组的机械效率。

【答案】（1）300J；（2）62.5%
【详解】
解：（1）甲工人做的功
W甲P甲t300J
（2）货物与地面的摩擦力
fF甲150N
滑轮组对货物的拉力
F牵f150N
滑轮组的机械效率
62.5
答：（1）甲工人做的功为300J；
（2）该滑轮组的机械效率为62.5。
27．（2021·江苏连云港市·中考真题）一位设计师设计了一种“重力灯”。无论你在地球哪一个角落，无论当地的天气如何，它都可以实现照明。如图甲是这种“重力灯”的结构简化图，当重物下落时拉动绳子，转轴转动时，小灯泡就可以发光。重复以上操作，可以实现长时间照明。现挂上一个质量为25kg的重物，该重物恰好可以缓慢匀速下落。在重物下落高度为2.4m的过程中，就可以供一个标有“3.6V 1W”字样的LED灯持续正常发光4min。（g取10N/kg）
（1）甲图虚线框内一定有___________，它的工作原理是___________；
（2）求重物下落时，重力做功的功率；（__________）
（3）求重物在一次下落过程中，甲图装置能量转化的效率；（__________）
（4）取下灯泡，将甲图装置的两个输出端接入乙图中的a、b两个接线柱进行实验（设该装置在短时间实验过程中可以稳定输出3.6V电压）；R0为标有“5Ω 0.3A”的定值电阻，滑动变阻器R1标有“50Ω 1A”，电流表选择量程为0~0.6A，电压表选择量程为0~3V；为了保证电路安全，求滑动变阻器接入电路的阻值变化范围。（__________）


【答案】发电机 电磁感应 2.5W 40% 7~25Ω
【详解】
解：（1）[1][2]转轴转动时，小灯泡就可以发光，即产生了电能，所以甲图虚线框内一定有发电机；发电机的工作原理是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，就会在导体中产生感应电流，即它的工作原理是电磁感应原理。
（2）[3]这个质量为25kg的重物，它的重力

它的重力是250N；重物下落高度为2.4m，则这个过程重力做的功

重力做的功是600J；这个过程可以供一个标有“3.6V 1W”字样的LED灯持续正常发光4min，也是说重物下落2.4m，消耗的时间是，根据可知，重力做功的功率

重力做功的功率是2.5W。
（3）[4]由[3]解析可知，重力做的功是600J，这是总功；这个过程中可以供一个标有“3.6V 1W”字样的LED灯持续正常发光4min，正常发光，则灯的电功率是1W，时间是，那么根据可知，甲图装置所做的有用功

甲图装置能量转化的效率

甲图装置能量转化的效率是40%。
（4）[5]观察题中的条件，R0为标有“5Ω 0.3A”的定值电阻，即流过R0的电流最大只能是0.3A；滑动变阻器R1标有“50Ω 1A”，即流过R1的电流最大只能是1A；电流表选择量程为0~0.6A，即流过电流表的电流最大只能是0.6A；由上述可知，三个电流值：0.3A、1A、0.6A，并且这个是串联电路，电流处处相等，那么电路中最大电流只能是0.3A，根据欧姆定律得

解得，即R1最小阻值为7Ω；
电压表选择量程为0~3V，则电压表的示数最大只能是3V，电压表并联在R1两端，则R1两端的最大电压是3V，根据串联电路的分压原理，电阻越大，分得的电压越大，则这时R1的电阻是最大的，根据可知

解得，即R1最大阻值为25Ω；综上所述，为了保证电路安全，R1接入电路的阻值变化范围是7~25Ω。
答：（1）甲图虚线框内一定有发电机，它的工作原理是电磁感应；
（2）重物下落时，重力做功的功率是2.5W；
（3）重物在一次下落过程中，甲图装置能量转化的效率是40%；
（4）为了保证电路安全，滑动变阻器接入电路的阻值变化范围是7~25Ω。