2024年中考物理试题分类汇编：功、功率、机械效率（第02期）解析版

专题11功、功率、机械效率

〈中考新趋势二

【中考新考法】

(2024•广东广州)如图，吊车在建筑工地进行作业时，由支腿将吊车撑起并脱离地面，吊

臂上的滑轮组在1s内，将重为9*1O3N的建筑材料沿竖直方向匀速提升1m,滑轮组上钢

丝绳自由端受到的拉力尸为5xN;

(1)支腿做成“‘二形而非“日”形的作用是：;

(2)求钢丝绳自由端的移动速度；

(3)求拉力尸的功率和滑轮组的机械效率。—

【答案】①.减小压强②.3m/s③.1.5义IO,W，60%

【解析】

F

(1)[1]根据p=一知，在压力不变时，增大受力面积减小压强。所以支腿做成“

S

形而非“目”形的作用是减小吊车对地面的压强。

(2)⑵由图知物体有3段绳子承担，〃=3,钢丝绳移动的距离

s=nh=3xlm=3m

钢丝绳自由端的移动速度

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s3m°,

v=—=—=3m/s

tIs

(3)[3][4]此时该滑轮组做的总功

=F5=5xl03Nx3m=1.5xl04J

拉力厂的功率

P=—=1-5xl04j=1.5xlO4W

tIs

使用该滑轮组做的有用功

%=G/z=9xlO3Nxlm=9xlO3J

此时该滑轮组做的机械效率

77=—X100%=9义10:X100%=60%

明1.5X104J

＜中考真题速递

\、_________一___________

考点1功

1.(2024•内蒙古赤峰)某老旧小区改造工地，工人用起重机将重IZXIO,N的施工材料

匀速吊上6m高工作台，用了10so施工材料上升的速度是m/s；起重机对施工

材料做功J,做功的功率是Wo

【答案】①.0.6②.7.2x104③.7.2x103

【解析】

[1]施工材料上升的速度

s6m八7,

v=—=----=0.6m/s

t10s

⑵起重机对施工材料做的功

W=Gh=l2xl04Nx6m=7.2xl04J

[3]起重机做功的功率

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p=E=7.2xlO-J=72xio3w

t10s

2.（2024•吉林）某架无人机重330N,在一次试飞中从高空竖直下降1000m,无人机所受

重力做的功为J,在此过程中无人机的重力势能将o

【答案】①.3.3xlO5②.减小

【解析】

口］无人机所受重力做的功为

W=G/z=330Nx1000m=3.3xlO5J

⑵无人机下降过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小

考点2功率

3.（2024•天津）如图所示的是一种智能装卸机器人，它能够代替人工进行货物装卸。该

机器人在10s内将质量为800kg的货物沿竖直方向匀速提升2m。g取ION/kg,求：

（1）货物所受的重力；

（2）机器人提升货物的功率。

【答案】（1）8X103N：（2）1.6X103W

【解析】

解：（1）货物所受的重力

G=nzg=800版xlON/依=8xl（）3N

（2）机器人提升货物的功率

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3

「WGh8xlONx2m3

p———=二=1.6xlOW

tt10s

答：（l）货物所受的重力是8X1（）3N；

（2）机器人提升货物的功率是1.6xl（）3w。

4.（2024•广西）一艘货轮在长江某河段行驶，50s内匀速通过200m的路程，其牵引力为

5xl05N,求：

（1）货轮行驶的速度；

（2）牵引力做的功；

（3）牵引力的功率。

【答案】（1）4m/s；（2）lxlO8J；（3）2xlO6W

【解析】

解：（1）货轮行驶的时间占50s,行驶的路程s=200m,则货轮行驶的速度

s200m..

v=—=-------=4m/s

t50s

(2)牵引力尸=5X105N,则牵引力做的功

W=F5=5xl05Nx200m=lxl08J

（3）牵引力的功率

P=—=lxl08j=2xlO6W

t50s

答：（1）货轮行驶的速度为4m/s；

（2）牵引力做的功为lxlO8J；

（3）牵引力的功率为2X106W。

5.（2024•黑龙江龙东）如图是某厂家开发的汽车，其质量为1500kg,车轮与地面接触的

总面积为0.075m2,该车在水平路面上匀速直线行驶13.8km,用时lOmin,这一过程中汽

车发动机的输出功率为4.6xl（）7wo

（1）汽车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？

（2）汽车牵引力所做的功是多少？

（3）行驶过程中汽车受到的阻力是多少？

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【答案】⑴2xlO5Pa；（2）2.76xlOloJ;（3）2xlO6N

【解析】

解：（1）汽车静止在水平地面上时，对地面的压力为

F=G=mg=15OOkgxlON/kg=1.5xlO4N

对地面的压强为

（2）汽车行驶的速度为

s13.8xl03m〃,

v=-=---------------=23m/s

t10x60s

汽车发动机的输出功率为4.6x107W，汽车牵引力为

F=P=4.6X10-W=2X1Q6N

v23m/s

汽车牵引力所做功

W=Es=2xlO6Nxl3.8xlO3m=2.76xlOloJ

（3）该车在水平路面上匀速直线行驶，所以阻力等于牵引力，阻力为

/=F=2X106N

答：（1）汽车静止在水平地面上时，对地面的压强是2xl（）5pa；

（2）汽车牵引力所做的功是2.76xl（）i°J;

（3）行驶过程中汽车受到的阻力是2X1（）6N。

6.（2024•江苏无锡）如图是《天工开物》中记载的我国古代的提水工具“辘粉”，在两

个支架上摆放一根直的硬棒，支点为C、O2,A端系一石块，8端装有轮轴，轮轴能绕着

硬棒转动，悬吊空桶的绳索另一端绕过轮轴后系紧在轮轴上，若空桶质量为10kg,轮轴质

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量为10kg,空桶和轮轴对硬棒的作用力视作施加在8位置。O1A长为0.6m,002长为加,

长为0.8m,硬棒及绳索质量忽略不计。（g取10N/kg）

（1）人对辘争不施加力。桶中未装水，为保证硬棒不会翻转，石块质量最多为kg；

若A点系上质量为40kg的石块，提水时为保证硬棒不翻转，桶中最多可装kg的水;

（2）若桶内水质量为40kg,人用时20s将桶匀速提升3m,此时辘粉提水的机械效率为

50%,则桶对水做的功为J,人做功的功率为Wo

【答案】①.60②.70③.1200©.120

【解析】

（1）口]桶中未装水，为保证硬棒不会翻转，支点为。1,由杠杆平衡条件得到

G石x@A=（G轮+G桶）x0不

28'0]4=（根轮+加桶）gxOtB

m石x0.6m=20kgx（Im+0.8m）

2=60kg

⑵若A点系上质量为40kg的石块，提水时为保证硬棒不翻转，支点为。2,由杠杆平衡条件

得到

G有1xO2A=（G轮+G桶）xO2B

加石igxO2A=（%+根桶）gxO2B

40kgx（0.6m+1m）=（&+加桶）x0.8m

m水=70kg

（2）[3]桶对水做的功为

W=Gh=mgh=40kgxION/kgx3m=1200J

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[4]总功

W_1200J

=2400J

%50%

人做功的功率

p=^=2400J=120w

t20s

7.(2024•陕西A卷)如图，是我国自主研发的“南鲸号”漂浮式波浪能发电装置，因其

灵活机动，被称为海上移动充电宝。(g取10N/kg,海水密度取LOxltPkg/n?)

(1)“南鳏号”通过向水箱注水使自身下沉，以抵御超强台风，在下沉过程中，其底部受

到海水的压强(选填“变大”、“变小”或“不变”)；

(2)“南鳏号”质量为6xl()6kg,其漂浮时受到的浮力是多少？—排开海水的体积是多

少?____

(3)若拖船将“南鲍号”匀速直线拖移至54km外的某岛礁，用时3h,其移动速度是多少？

―若拖船对“南鳗号”的牵引力恒为6X105N，则牵引力做功的功率是多少？一

【答案】①.变大②.6X107N③.6xl03m3④.5m/s⑤.3xl()6w

【解析】

(1)[1]由于液体压强随深度的增大而增大，所以“南鳗号”通过向水箱注水使自身下沉,

在下沉过程中，其底部在海水中的深度增大，所以其底部受到海水的压强变大。

(2)[2]“南鳗号”在海中始终处于漂浮状态，由沉浮条件可知，“南鲸号”受到的浮力等

于自身重力

F浮=G=«jg=6xl06kgxl0N/kg=6xl07N

[3]由阿基米德原理可得，排开海水的体积

%/=36XKfN_=6x1。3m3

排pglxl03^/m3xl0N/^

(3)[4]拖船将“南鳗号”匀速直线拖移至54km外的某岛礁，用时3h,其移动速度

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v=£=54km=18碗/h=5m/s

t3h

⑸若拖船对“南鲸号”的牵引力恒为6X105N,则牵引力做功的功率

wF<“

P=—=—S=Fv=6xlO5Nx5m/s=3xlO6W

tt

8.（2024•湖北）据统计，每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和

的目标，氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃

料电池的交通工具不断丰富，其应用流程如下。

（1）氢燃料电池将化学能直接转化为能;

（2）当储氢瓶内气体压强为3.5xl（）7pa时，求瓶内壁len?的面积上受到的压力;

（3）以氢燃料电池卡车为例，若卡车在水平路面上匀速行驶72km用时lh,功率为172kWo

①求卡车的行驶速度；―

②求卡车所受牵引力；—

③与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量为多少？（燃油机的

效率取36%,燃油的热值q取4.3xl（fj/kg）

2023.10

“三峡氢舟1”号首航

加氢站

_2024.3

储氢燃料电池列车完成

氢运行试验

瓶

_2024.4

氢燃料电池卡车首次

加氢）穿越全国最长氢能走廊

【答案】①.电3.5xlO3N③.20m/s8.6xl03N⑤.132kg

【解析】

（1）[1]氢燃料电池发生化学反应，将化学能直接转化为电能，供用电器使用。

⑵⑵当储氢瓶内气体压强为3.5xl（）7pa时，由p=（得，瓶内壁len?的面积上受到的

压力

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E=pS=3.5xl07paxlxl()Tm2=3.5X103N

（3）[3]①卡车的行驶速度

v=—=72^m=72km/h=20m/s

tIh

W

[4]②根据P=巴可得，卡车输出能量

t

W=Pf=172kWxlh=172kWh=172x3.6xl06j=6.192x108J

由W=八可得卡车匀速行驶72km所受牵引力

F=W=6.192X10-J=86X103N

s72xl03m

[5]③解法一：由

%W

77=—X1OO%=—X100%

%Q

可得，燃油完全燃烧释放的热量为

W6.192x1()8

Q=—xl00%=--------------J=1.72xl()9j

70.36

由。=修〃可得需要的燃油

_Q1.72X109J

机燃油—一---------7-------=40kg

q4.3xlO7J/kg

减排的二氧化碳

用二氧化碳=3.3HI燃油=132kg

解法二:

燃油燃烧生成的热量

Q=qm

效率

77=^x100%=—X100%

唯Q

联立可得

第9页共13页

〃4冽燃油=卬

需要的燃油

W6.192X108J.

燃油〃q36%x4.3xIO,j/kg&

减排的二氧化碳

加二氧化碳=3-3根燃油=132kg

考点3机械效率

9.（2024•黑龙江齐齐哈尔）如图所示，小宇用动滑轮把重400N的物体匀速提升了3m,

作用在绳子自由端的拉力厂为250N,方向竖直向上。不计绳重和摩擦，则下列选项正确的

是（）

“，,，，，，//，

八F

Q

Y

A,绳子自由端移动的距离为3mB.动滑轮受到的重力为150N

C.拉力厂做的功为1200JD.该动滑轮的机械效率为80%

【答案】D

【解析】

A.使用动滑轮时，承担物重的绳子股数〃=2,则绳子自由端移动的距离

s=27z=2x3m=6m

故A错误；

B.不计绳重和摩擦，由

可得，动滑轮受到的重力

G动=2『G=2x250N-400N=100N

故B错误；

C.拉力厂做的功

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W总=R=250Nx6m=1500J

故C错误；

D.该动滑轮的机械效率

%GhGhG400N…

77=*=—=--------=—=------------x100%=8o0o%n/

WaFsFx2hIF2x250N

故D正确。

故选D。

10.（2024•黑龙江龙东）如图所示，是一位同学组装的提升重物的装置。他用400N的力

在30s内把重1000N的物体匀速提升6m（不计绳重及摩擦），则动滑轮的重力N,

滑轮组的机械效率（保留一位小数）。

\\\\\\\\

【答案】①.200②.83.3%

【解析】

[1]由图可知，〃=3,根据R=^（G+G动）可知，动滑轮的重力

G动=Fn_G=400Nx3-1000N=200N

⑵绳子拉动距离为

s-n/z=3x6m=18m

滑轮组的机械效率为