2023年中考物理高频考点 拔高训练——功和功率的计算附答案

这是一份2023年中考物理高频考点 拔高训练——功和功率的计算附答案，共15页。试卷主要包含了单选题，填空题，综合题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．如图所示，重为100N的物体B，在足够深的水中匀速下沉，通过滑轮组拉着重600N的物体A沿水平方向匀速运动，在4s内物体A移动了0.8米，已知B的密度是水的密度的5倍，动滑轮重12N，不计绳重及滑轮与绳之间的摩擦（g取10N/kg）（ ）
A．B对绳的拉力是20NB．B对绳的拉力的功率是16W
C．A物体受摩擦力为148ND．滑轮组的机械效率为90%
2．如图所示，拉力F为5N，物体A以0.1m/s的速度在物体B表面向左做匀速直线运动（B表面足够长）；物体B静止在地面上，受到地面水平向左4N的摩擦力，弹簧测力计示数为12N。下列说法正确的是（ ）
A．物体A受到的摩擦力为16N
B．拉力F的功率为1.5W
C．滑轮组的机械效率为80%
D．拉力F增大到10N时，物体B开始向左运动
3．一辆汽车在平直的公路上做直线运动，其v-t图象如图所示，汽车在第10s时已行驶了150m，速度达到了20m/s，随后匀速前进，若汽车在行驶过程中所受阻力大小始终为2000N，以下说法正确的是（ ）
A．在 0−20s 内汽车的平均速度为 15m/s
B．在 0−10s 内汽车的牵引力大小恒为2000N
C．在 10−20s 内汽车牵引力做的功为 4×105J
D．在 10−20s 内汽车牵引力做功的功率为 4×105W
4．如图所示，已知m1＞m2＞m3，在同样大小的力F的作用下，三个物体都沿力的方向移动S，则力F所做的功（ ）
A．甲情况下最多B．乙情况下最多
C．丙情况下最多D．三种情况下一样多
5．如图甲所示是建筑工地常用的塔式起重机示意图，水平吊臂是可绕点O转动的杠杆，为了左右两边吊臂在未起吊物体时平衡，在左边吊臂安装了重力合适的配重物体C，假设这时起重机装置在水平位置平衡（相当于杠杆平衡实验中调节平衡螺母使杠杆水平平衡），由于起吊物体时配重物体C不能移动，且被起吊物体重力各不相同，起重机装置将会失去平衡容易倾倒，造成安全事故，某科技小组受杠杆平衡实验的启发，为起重机装置增设了一个可移动的配重物体D，如图乙所示。不起吊物体时，配重物体D靠近支点O；起吊物体时，将配重物体D向左移动适当距离，使起重机装置重新平衡，现用该装置起吊重为5×103N，底面积为0.01m2的物体A，已知D的质量为900kg，OB长18m；当配重物体D移动到距支点6m的E点时，B端绳子对A的拉力为T，A对地面的压强为p；若再让配重D以速度V向左运动，25秒后，甲对地面的压力恰好为零；起吊过程中，物体A在10s内匀速上升了10m，B端绳子的拉力T′做功功率为P．（g=10N/kg）下列相关计算错误的是（ ）
A．P等于5kWB．V等于0.4m/s
C．p等于2×105PaD．T等于3×103N
6．建筑工地上需要将6块相同的砖从地面运送到楼顶，工人师傅利用如图所示的装置分三次运送，第一次运1块，第二次运2块，第三次运3块。每次运送时，砖都以相同的速度匀速上升相同高度，绳重及摩擦均忽略不计。这三次拉力依次为F1、F2、F3，拉力做的功为W1、W2、W3，有用功率为P1、P2、P3，机械效率为η1、η2、η3，则（ ）
A．F1+F2＝F3B．W1+W2＝W3
C．η1+η2＝η3D．P1+P2＝P3
7．如图所示，滑轮组悬挂在水平钢架上，某工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，5s内使物体A匀速上升1m，提升过程中拉力F的功率为160W。已知物体A重720N，该工人重600N。关于该过程，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度为0.2m/s
B．动滑轮重120N
C．该工人对地面的压力为200N
D．工人利用该滑轮组提升物体的最大机械效率为90%
8．某同学用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线a所示，物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示。已知物体的质量为450g，所用动滑轮的质量为50g，绳子自由端的拉力F为3.2N．g取10N/kg。在0~2s的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．物体上升的速度为0.1m/sB．机械提升动滑轮做的功0.2J
C．滑轮组的机械效率为90%D．拉力F的功率为0.64W
9．图两个滑轮组中，每个轮的重相等，每个钩码的重也相等，相同时间内把钩码提升相同的高度，所用拉力分别为F1、F2，拉力所做的功分别为W1、W2，拉力的功率分别为P1、P2，两个滑轮组的机械效率分别为η1、η2，若不计绳重和摩擦，则下列说法中正确的是（ ）
A．F1>F2B．η1>η2C．W1>W2 D．P1>P2
10．分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组，在100 s内将重为400N的物体G匀速提升10 m，每个滑轮的重均为20 N.不计绳重及摩擦，此过程中 （ ）
A．F甲做的功大于F乙做的功
B．F甲做的功小于F乙做的功
C．F甲做功的功率等于F乙做功的功率
D．F甲做功的功率小于F乙做功的功率
11．如图所示，电源电压为12V且保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器（a、b为其两端点）．闭合开关S，当滑片P在某一端点a时，电流表示数为0.1A，R2消耗的电功率为1W；当滑片P移动至某一位置c时，电压表示数为4V，R1消耗的电功率为3.2W．下列说法正确的是（ ）
A．滑片P在a点时，R1消耗的电功率为2W
B．滑片P在b点时，R1消耗的电功率为0.6W
C．滑片P在c点时，R2消耗的电功率为1.6W
D．滑片P在c点时，电路消耗的总功率为4W
12．有两个电路元件A和B，流经元件的电流与其两端的电压的关系如图所示，下列说法正确的是( )
A．A、B串联在电路中，在电阻相同时，电路中电流为0. 6A
B．A、B串联在电路中，当电流为0. 4A时，A、B的电功率之比为5：4
C．A、B并联在电压为2.5V电压下，A、B消耗的总功率为2.5W
D．A、B串联在电路中，若消耗电功率相等，则总功率为7.2W
二、填空题
13．如图所示，小明用力F1拉动绳子使重为10N的物体A以速度v1匀速上升，此时滑轮组的机械效率为η1，拉力F1做功的功率为P1；若他将一个与A完全相同的物体系在A下端，并用力F2拉动绳子使它们一起以v2的速度匀速上升，此时滑轮组的机械效率为η2，拉力F2做功的功率为P2。已知η1：η2＝3：4，v1：v2＝1：2，不计绳重及摩擦，则动滑轮重G动＝ N，P1：P2＝ ，F1：F2＝ 。
14．滑轮组将重500N的物体，举高80cm的过程中，机械效率为80％，则此过程中有用功为 J，额外功为 J。若不计滑轮摩擦及拉线质量的影响，则可知动滑轮重 N，当提升重物为400N时，滑轮组的机械效率为 。
15．如图所示，斜面长s=l0m，高h=4m．用沿斜面方向的推力F，将一个重为150N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B．运动过程中物体克服摩擦力做了200J的功．求：
（1）运动过程中克服物体的重力做的功 J
（2）斜面的机械效率 ；
（3）推力F的大小 ；
16．做功除了有多少之分，还有快慢之分。请你用学过的知识回答下列问题：
（1）在图《向左走，向右走》的漫画中，在50s的时间内，男孩提着重15N的小提琴水平向左匀速走了100m，女孩用5N 的水平拉力拉箱子向右匀速走了100m。他们中，对物体做功的是 （选填“男孩”或“女孩”），做功的功率是 W。
（2）甲、乙两同学进行爬杆比赛，爬到杆顶（杆长相同）时，甲用10s，乙用9s，若甲乙两人的体重之比为5 ： 6，则甲乙两人爬到杆顶做功之比是 ，甲乙两人平均功率之比是 。
17．一根金属棒AB置于水平地面上，现小明通过弹簧测力计竖直地将棒的右端B缓慢拉起，如图甲所示，在此过程中，弹簧测力计对棒所做的功W与B端离开地面的高度x的关系如图乙所示，请根据图象解答下列问题：
（1）金属棒的重力G为 N；
（2）金属棒的重心到A端的距离d＝ m；
（3）小明想同样的方式使用弹簧测力计竖直将棒的左端A端拉起，则A端刚好被拉起时弹簧测力计的示数为 N。
18．某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，当它在水平路面上以v=36km/h的速度匀速行驶时，驱动电机的输入电压U=300V，电流I=50A．在此行驶状态下，驱动电机的输入功率是 W；若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率，则汽车所受阻力为 N．
三、综合题
19．如图所示，是建筑工人利用滑轮组从竖直深井中提取泥土的情形．某次操作中，工人用400N的拉力F在1分钟内将总重为900N的泥土匀速提升5m．在这段时间内：
（1）拉力F所做的有用功是多少？
（2）拉力F做功的功率是多少？
（3）滑轮组的机械效率是多大？
20．在一底面积为4m2的圆柱形深井底部，有一体积为2m3，密度为10×103kg/m3的贵重物体，现用如图所示的装置将去打捞上来，若牵引车以0.6m/s的速度匀速向右行驶，通过滑轮组将物体由井底开始往上拉，30s后井底受到的水的压强恰好变化了2.5×103Pa，（忽略动滑轮和绳子的重力及滑轮与绳子之间的摩擦，g取10N/kg）求：
（1）物体的重力；
（2）物体浸没在水中时受到的浮力；
（3）牵引车行驶了30s后，物体被提升的高度；
（4）物体露出水面前，物体受到绳子拉力的功率；
（5）牵引车行驶了30s时，牵引车对绳子的拉力．
21．一名体重为500N、双脚与地面接触面积为0.04m2的学生站在水平地面上，要用滑轮组在20s内将600N的重物匀速提升1m．
（1）他站在地面上时对地面的压强多大？
（2）画出滑轮组的绕线方式；
（3）若匀速提升过程中滑轮组的机械效率是75%，拉力F多大？拉力的功率多大？
22．一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其s﹣t图象如下，在第10s时速度达到20m/s，通过的路程为120m．
求：
（1）在0﹣10s内汽车的平均速度．
（2）设汽车在行驶过程中所受阻力不变，大小为f=4000N，那么在0﹣10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是多少焦耳．
（3）若发动机的转化功率为80%，则需要燃烧多少千克汽油才能使发动机做这么多功．（已知汽油的热值大约为5×107J/kg）
23．一辆正在匀速行驶的汽车速度是20m/s，所受阻力为1500N，从甲地到乙地150km，已知该汽车这种情况下每百公里耗油12L（汽油的热值4.2×107J/kg，汽油的密度0.72g/cm3）：
（1）该车从甲地到乙地克服阻力做多少功？
（2）汽车行驶时的功率是多少？
（3）汽车的效率是多少？
24．如图所示为国产油电混合动力汽车。
（1）给汽车蓄电池充电时，蓄电池相当于 （选填“用电器”或“电源”）；
（2）发动机散热器常用水做冷却剂，是因为水的 大，这是通过 的方式减少内能的；
（3）汽油机的飞轮转速为2400r/min，则在1s内，汽油机完成 个冲程，对外做功的次数是 次；
（4）该汽车在高速公路上以108km/h的速度匀速行驶了1min，发动机的功率始终保持72kW不变，该过程中发动机做的功为 J，发动机牵引力的大小为 N。
答案解析部分
1．【答案】C
2．【答案】C
3．【答案】C
4．【答案】D
5．【答案】B
6．【答案】D
7．【答案】C
8．【答案】D
9．【答案】B
10．【答案】C
11．【答案】C
12．【答案】A
13．【答案】10；1∶3；2∶3
14．【答案】400；100；125；76.2%
15．【答案】（1）600
（2）75%
（3）80
16．【答案】（1）女孩；10
（2）5：6；3：4
17．【答案】（1）5
（2）0.64
（3）1
18．【答案】1.5×104；1.35×103
19．【答案】（1）解：拉力F所做的有用功为：
W有用=Gh=900N×5m=4500J；
（2）解：由图知n=3，拉力F移动的距离s为：s=3h=3×5m=15m；
拉力F所做的总功为：W总=Fs=400N×15m=6000J；
拉力F做功的功率P为：
用P= Wt = 6000J60s =100W；
（3）解：滑轮组的机械效率为：
η= W有W总 = 4500J6000J ×100%=75%．
20．【答案】（1）解：物体重力：
G=mg=ρ物V物g=10×103kg/m3×2m3×10N/kg=2×105N；
答：物体的重力为2×105N
（2）解：物体浸没在水中时，V排=V物=2m3，
受到的浮力：
F浮=ρ水V排g=1×103kg/m3×2m3×10N/kg=2×104N；
答：物体浸没在水中时受到的浮力为2×104N；
（3）解：由图知，n=2，
物体上升速度v物= 12 v车= 12 ×0.6m/s=0.3m/s，
物体被提升的高度：
h=v物t=0.3m/s×30s=9m；
答：牵引车行驶了30s后，物体被提升的高度为9m
（4）解：物体露出水面前，物体受到绳子拉力：
F拉=G物﹣F浮=2×105N﹣2×104N=1.8×105N，
功率：
P=F拉v物=1.8×105N×0.3m/s=5.4×104W；
答：物体露出水面前，物体受到绳子拉力的功率为5.4×104W
（5）解：30s后井底受到的水的压强恰好变化了2.5×103Pa，
即△p=ρ水g△h=1×103kg/m3×10N/kg×△h=2.5×103Pa，
水面下降了△h=0.25m，
排开水的体积减小值：
△V排=S△h=4m2×0.25m=1m3，
V排′= 12 V排，
此时物体受到的浮力：
F浮′= 12 F浮= 12 ×2×104N=1×104N；
忽略动滑轮和绳子的重力及滑轮与绳子之间的摩擦，牵引车对绳子的拉力：
F= 12 （G物﹣F浮′）= 12 （2×105N﹣1×104N）=9.5×104N．
答：牵引车行驶了30s时，牵引车对绳子的拉力9.5×104N
21．【答案】（1）解：他站在地面上时对地面的压力：
F=G=500N，
对地面的压强：
p= FS=500N0.04m2 =1.25×104Pa；
答：他站在地面上时对地面的压强为1.25×104Pa；
（2）解：因为滑轮组要求站在地面上提升重物，
所以，最终的绳子自由端方向向下，则绳子的起始端应在动滑轮上，如图所示：
答：滑轮组的绕线方式如上图所示；
（3）解：由图可知，n=2，则绳端移动的距离：
s=nh=2×1m=2m，
拉力做的有用功：
W有=Gh=600N×1m=600J，
由η= W有W总 ×100%可得，拉力做的总功：
W总= W总η=600J75% =800J，
由W=Fs可得，拉力的大小：
F= W总s=800J2m =400N，
拉力的功率：
P= W总t=800J20s =40W．
答：拉力F为400N，拉力的功率为40W．
22．【答案】（1）解：汽车的平均速度：v= st = 120m10s =12m/s
（2）解：由图可知，10s后汽车做匀速直线运动，速度v=20m/s，
根据二力平衡条件可得，牵引力：
F=f=4000N，
则汽车的功率为：
P= Wt = Fst =Fv=4000N×20m/s=8×104W，
所以，在0﹣10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是：
W=Pt=8×104W×10s=8×105J
（3）解：由η= WQ 可得：
Q= Wη = 8×105J80% =1×106J，
由Q=mq可得需要燃烧汽油的质量：
m= Qq = 1×106J5×107J/kg =0.02kg
23．【答案】（1）解：因为汽车匀速行驶，
所以F=f=1500N，
则该车从甲地到乙地克服阻力做功：
W=Fs=1500N×150×103m=2.25×108J；
答：该车从甲地到乙地克服阻力做功为2.25×108J；
（2）解：由v= st 可得，汽车在水平路面匀速行驶的时间：
t= sv = 150000m20m/s =7500s，
汽车行驶时的功率：
P= wt = 2.25×108J7500s =3×104W；
答：汽车行驶时的功率是3×104W；
（3）解：已知该汽车这种情况下每百公里耗油12L，
则从甲地到乙地150km，消耗汽油的体积：V=12× 150100 L=18L=1.8×10﹣2m3，
由ρ= mV 可得，消耗汽油的质量：
m=ρ汽油V=0.72×103kg/m3×1.8×10﹣2m3=12.96kg，
汽油完全燃烧放出的热量：
Q放=qm=4.2×107J/kg×12.96kg=5.4432×108J．
汽车的效率：
η= WQ放 ×100%= 2.25×108J5.4432×108J ×100%≈41.3%．
答：汽车的效率是41.3%．
24．【答案】（1）用电器
（2）比热容；热传递
（3）80；20
（4）4.32×106；2400