中考物理知识点汇编专题11功、功率、机械效率（解析版）（第3期）

专题11功、功率、机械效率（解析版）（第3期）一、选择题1.（2022·枣庄）物体在同一水平面上做匀速直线运动，当物体运动路程与时间的关系图象如图甲时，受到的水平推力为；当物体运动的速度与时间的关系图象如图乙时，受到的水平推力为。两次推力的功率分别为、。则和分别为（）A.， B.， C.， D.，【答案】D【解析】【详解】物体在同一水平面上做匀速直线运动，物体受到平衡力作用，推力等于摩擦力。由于摩擦力的大小与压力大小和接触面粗糙程度有关，两次压力相同，接触面粗糙程度相同，故两次水平推力大小相等，即F1∶F2=1∶1，由甲乙两图可得v1=3m/s，v2=5m/s；根据可得故选D。2.（2022·本溪铁岭辽阳）用如图所示的滑轮组拉动重300N的箱子，以0.2m/s的速度在水平地面上做匀速直线运动，箱子与地面间的摩擦力为自身重力的0.2倍，滑轮组的机械效率为75%，下列说法正确的是（）A.拉力F为80N B.10s内绳子自由端移动2mC.3s内物体重力做功180J D.拉力F的功率为16W【答案】D【解析】【详解】A．物体所受摩擦力为由图可知，相当于两段绳子拉着物体，又由于物体匀速运动，绳子拉物体的拉力等于摩擦力，则有所以拉力为故A错误；B．绳端移动的距离为故B错误；C．重力方向竖直向下，在力的方向上，物体没有移动，故重力不做功，故C错误；D．绳子端移动速度为拉力功率为故D正确。故选D。3.（2022·北京）（多选）如图所示，工人站在水平台面上用滑轮组提货物。工人第一次竖直向上用200N的力拉绳子时，货物未离开水平地面；第二次竖直向上拉动绳子，使货物以0.09m/s的速度匀速上升。已知工人体重为600N，货物重为900N，货物与地面的接触面积为，动滑轮重为100N。不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是（）A.第一次拉绳子时，工人对水平台面的压力为800NB.第一次拉绳子时，货物对地面的压强为4000PaC.第二次拉绳子的过程中，该滑轮组的机械效率为90%D.第二次拉绳子的过程中，工人拉力的功率为81W【答案】ABC【解析】【详解】A．工人第一次竖直向上用200N的力拉绳子时，绳子也在用200N的力竖直向下拉工人，所以工人对水平台面的压力为故A正确；B．由于滑轮组上承担重量的绳子股数n=3，每股绳子受到的拉力为200N，所以货物和动滑轮受到绳子的拉力为由于动滑轮重为100N，所以货物受到的拉力为由于货物重为900N，所以货物对地面的压力为货物与地面的接触面积为，所以货物对地面的压强为故B正确；C．第二次拉绳子时，绳子自由端的拉力为滑轮组的机械效率为故C正确；D．货物以0.09m/s的速度匀速上升，绳子移动的速度为工人拉力的功率为故D错误。故选ABC。4.（2022·牡丹江、鸡西地区朝鲜族学校联合体）根据下列图片以及文字描述，错误的是（）A.钻木取火靠热传递产生内能B.烧水时，壶嘴的“白气”是液化现象C.小孔成像是光的直线传播现象D.轱辘提水不可以省功【答案】A【解析】【详解】A．钻木取火靠做功产生内能，涉及能量转化，将机械能转化为内能，故A错误，A符合题意；B．壶嘴的“白气”是液态小水珠，是水蒸气液化形成的，故B正确，B不符合题意；C．当孔足够小时，蜡烛通过小孔会成像，其原理是光的直线传播现象，成的是倒立的实像，故C正确，C不符合题意；D．轱辘提水可以省力，但是不可以省功，任何机械都不能省功，故D正确，D不符合题意。故选A。填空题5.（2022·锦州）如图所示的滑轮组，在拉力F的作用下，物体A以0.1m/s的速度匀速直线运动了10s。物体A受到的摩擦力为4.2N，弹簧测力计示数为2N（不计绳、弹簧测力计和滑轮重）。则绳子自由端移动的距离为______m，拉力F的功率为______W，滑轮组的机械效率为______。【答案】①.3②.0.6③.70%【解析】【详解】[1]由图可知，右边的滑轮为动滑轮，承担物体A与桌面间摩擦力的绳子股数是3，所以绳自由端移动的速度为v绳=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s绳子自由端移动的距离为s=v绳t=0.3m/s×10s=3m[2]作用在绳端的拉力与弹簧测力计的示数相等，所以绳端的拉力F的大小为2N，拉力F的功率为P=Fv绳=2N×0.3m/s=0.6W[3]当A匀速运动过程，物体A受到的摩擦力为4.2N，所以使用滑轮组的过程中，做的有用功为W有=fs物=4.2N×0.1m/s×10s=4.2J总功W总=Fs绳=2N×3m=6J滑轮组的机械效率为6.（2022·牡丹江、鸡西地区朝鲜族学校联合体）在水平地面上，小明沿水平方向推重400N的木箱做直线运动，木箱速度随时间变化的图像如图所示。已知在4s~8s内木箱受到的推力恒为150N，在这段时间（4s~8s）内，木箱受到的推力的功率是________W，8s-10s内木箱受到的摩擦力是________N（忽略空气阻力）。【答案】①.150②.150【解析】【详解】（1）[1]由图可知，在4~8s内，推力F=150N；由图可知这段时间内木箱做匀速直线运动，且v=1m/s，则推力做工的功率为[2]由图可知，在4~8s内，木箱做匀速直线运动，忽略空气阻力，木箱受到的推力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，则木箱受到的摩擦力f=F=150N由图可知，木箱在8s~10s内做减速运动，由于压力大小，接触面粗糙程度不变，则木箱受到滑动摩擦力大小不变，还是150N。7.（2022·广西）用50N的水平力推物体向前移动2m，用时4s；推力对物体所做的功为______J，推力做功的功率为______W。【答案】①.100②.25【解析】【详解】[1]推力对物体所做的功为[2]推力做功的功率为8.（2022·武威）小勇放学后，背着重40N的书包沿水平路面走了200m，用时3min，又用1min爬上了大约9m高的四楼回到了家，小勇的重力为600N。则他在回家过程中对书包所做的功为______J，他所做总功的功率是______W。【答案】①.360②.24【解析】【分析】【详解】[1]小勇回家过程中对书包的作用力沿竖直方向，所以他背着书包在水平路面行走时，他对书包不做功，只在爬楼过程对书包做了功。所做的功[2]上楼时，小勇不仅要克服书包的重力做功，还要克服自身重力做功。克服自身重力做的功做的总功整个过程所用时间所做总功的功率9.（2022·贺州）用50N的水平力推物体向前移动2m，用时4s；推力对物体所做的功为______J，推力做功的功率为______W。【答案】①.100②.25【解析】【详解】[1]推力对物体所做的功为[2]推力做功的功率为三、综合计算题10.（2022·广东）图中某智能机器人的质量为80kg，其轮子与水平地面接触的总面积为5×10-4m2。在水平地面上工作时，该机器人匀速直线移动的速度为1m/s，所受阻力是机器人重力的0.05倍。求：（取g=10N/kg）（1）机器人对水平地面的压强；（2）机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力；（3）机器人在水平地面上匀速直线移动30s，此过程中牵引力做的功。【答案】（1）；（2）40N；（3）1200J【解析】【详解】解：（1）机器人的重力机器人对水平地面的压强（2）机器人在水平地面上匀速直线移动时，受平衡力，牵引力等于阻力，则牵引力（3）机器人在水平地面上匀速直线移动30s移动的距离此过程中牵引力做的功答：（1）机器人对水平地面的压强是；（2）机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力是40N；（3）机器人在水平地面上匀速直线移动30s，此过程中牵引力做的功是1200J。11.如图，工人用动滑轮提升重为800N的物体，所用拉力为F，物体以0.2m/s的速度匀速上升，此时动滑轮的机械效率为80%，不计绳重和摩擦。求：（1）物体在10s内上升的高度；（2）工人对绳端的拉力；（3）当被提升的物重增大为1000N时，工人对绳端的拉力。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】解：（1）物体在10s内上升的高度为（2）由图可知，承担物重的绳子段数为n=2，则由可知，有如下关系成立所以工人对绳端的拉力为（3）对动滑轮受力分析，动滑轮受自身的重力，受下方所挂重物的拉力，受向上两个绳子的拉力，动滑轮的重力为当被提升的物重增大为1000N时，工人对绳端的拉力为答：（1）物体在10s内上升的高度为；（2）工人对绳端的拉力为；（3）当被提升的物重增大为1000N时，工人对绳端的拉力为。12.（2022·百色）如图所示，工人师傅用滑轮组将重为500N的物体在30s内匀速提升到6m高的楼上，已知动滑轮重为100N，不计绳重及摩擦。求：（1）拉力F；（2）拉力的功率；（3）滑轮组的机械效率。（计算结果保留一位小数）【答案】（1）200N；（2）120W；（3）83.3%【解析】【详解】解：（1）由可知，拉力F为（2）物体的速度为绳子的速度为由可知，拉力的功率为（3）由可知，滑轮组的机械效率为答：（1）拉力F为200N；（2）拉力的功率为120W；（3）滑轮组的机械效率为83.3%。13.（2022·包头）如图所示，5G智能机器人安装有超声波雾化器自动喷枪，工作时，将消毒液均匀雾化到空气中进行消毒。下表为智能机器人的部分参数，其中额定雾化量是指雾化器工作1h能够雾化消毒液的体积。（g取10N/kg）水箱容积额定雾化量自身重力履带总触地面积20L10L/h500N200cm2（1）求机器人未装消毒液且静止时，对水平地面的压强；（2）未装消毒液，机器人在水平地面以0.5m/s速度匀速直线运动10min，机器人受到的阻力为自身重力的0.1倍，求牵引力做的功；（3）装满消毒液，机器人总重力增加了160N，以额定雾化量消毒一段时间后，机器人对水平地面的压强减小了2×103Pa，求此次消毒所用的时间。【答案】（1）2.5×104Pa；（2）1.5×104J；（3）0.5h【解析】【详解】解：（1）机器人未装消毒液且静止时，对水平地面的压强（2）机器人运动10min行驶的路程机器人在水平地面匀速运动，所受阻力和牵引力是一对平衡力，大小相等，则机器人的牵引力牵引力做的功（3）装满消毒液的质量消毒液的密度消毒后机器人对地面减小的压力消毒液减小质量消毒液减小的体积消毒所用时间答：（1）机器人对水平地面的压强为2.5×104Pa；（2）牵引力做的功为1.5×104J；（3）此次消毒所用的时间为0.5h。14.（2022·深圳）一校车质量为30t，车轮与地面总接触面积为0.5m2，水平匀速行驶时校车受到的阻力为重力的0.03倍，校车匀速行驶200米，问：（1）求车对地面的压强；（2）校车2小时内行驶了150km，问平均速度超不超过限速（限速80km/h）；（3）整个过程牵引力做功多少？【答案】（1）6×105Pa；（2）不超过；（3）1.8×106J【解析】【详解】解：（1）校车质量m=30t=3×104kg校车的重力校车对地面压强（2）校车行驶的平均速度因为75km/h小于限速80km/h，所以校车的平均速度不超过限速。（3）水平匀速行驶时校车受到的阻力为重力的0.03倍，所以牵引力整个过程牵引力做功答：（1）车对地面的压强为6×105Pa；（2）校车2小时内行驶了150km，平均速度不超过限速；（3）整个过程牵引力做功1.8×106J。15.（2022·绥化）如图甲所示，有一底面积为0.01m2，质量为3kg的正方体物块，在拉力F的作用下在水平面上做直线运动。拉力随时间变化、速度随时间变化图象分别如图乙、丙所示，已知物块在2～4s的运动距离为2m。求：（1）物块静止时对水平面的压强；（2）在2～4s物块受到的摩擦力；（3）在前6s内，拉力F做的功。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】解：（1）物块对水平面压力物块对水平面的压强（2）由图象可知物块在4～6s做匀速直线运动，摩擦力f与拉力F大小相等，即物块运动过程压力和接触面粗糙程度不变，摩擦力不变。所以2～4s物块受到的摩擦力（3）0～2s物块处于静止状态拉力不做功，已知物块在2～4s运动的距离，2～4s拉力F做的功物块在4～6s内运动的距离4～6s拉力F做的功前6s拉力F做的功答：（1）物块静止时对水平面的压强是；（2）在2～4s物块受到的摩擦力是6N；（3）在前6s内，拉力F做的功是42J。16.（2022·牡丹江、鸡西地区朝鲜族学校联合体）如图所示工人师傅正在用叉车搬运货物，现将质量为1t的货物匀速提高1.5m用时5s。试求：（1）货物上升的速度是多少?（2）货物所受到重力是多少?（3）叉车提升货物时对货物所做的功是多少?（4）叉车提升货物的功率是多少?【答案】（1）0.3m/s；（2）104N；（3）1.5×104J；（4）3×103W【解析】【分析】【详解】解：（1）货物上升的速度（2）货物所受的重力G=mg=1000kg×10N/kg=104N（3）叉车提升货物时对货物所做的功W=Fs=104N×1.5m=1.5×104J（4）叉车提升货物的功率答：（1）货物上升的速度是0.3m/s；（2）货物所受到的重力是104N；（3）叉车提升货物时对货物所做的功是1.5×104J；（4）叉车提升货物的功率是3×103W。【考点定位】功和功率17.（2022·营口）随着科技发展，有些餐厅利用机器人送餐。某次送餐时，机器人与食物的总质量为30kg，轮子与水平地面的接触面积为1×10-3m2，机器人受到的阻力为30N。求：（1）静止时机器人对水平地面的压强；（g取10N/kg）（2）机器人水平匀速运动36m，用时1min，牵引力做功的功率是多少？【答案】（1）3×105Pa（2）18W【解析】【详解】解：（1）机器人与食物对地面压力F=G=mg=30kg×10N/kg=300N机器人对水平地面的压强（2）在地面上匀速运动，牵引力F1=f=30N方法（一）牵引力做功W=F1s1=30N×36m=1080J牵引力做功的功率方法（二）机器人匀速运动的速度由的推导公式求出牵引力做功的功率P=F1v=30N×0.6m/s=18W答：（1）车静止时对地面的压强是3×105Pa；（2）车匀速行驶时的功率是18W。18.（2022·锦州）如图所示是我国自行设计研制的AG600全状态新构型灭火飞机。若该飞机以270km/h的速度匀速直线航行20min，消耗航空燃油1.35t，飞机发动机的功率为2.25×107W。（航空燃油的热值为4×107J/kg）求：（1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是多少？（2）飞机在航行过程中的阻力是多少？（3）发动机的效率是多少？【答案】（1）5.4×1010J；（2）3×105N；（3）50%【解析】【详解】解：（1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量Q放=mq=1.35×103kg×4×107J/kg=5.4×1010J（2）飞机航行20min牵引力做功W=Pt=2.25×107W×20×60s=2.7×1010J飞