2024年中考物理試題分類匯編：功、功率、機械效率（第02期）解析版

專題11功、功率、機械效率

〈中考新趨勢二

【中考新考法】

(2024?廣東廣州)如圖，吊車在建筑工地進行作業(yè)時，由支腿將吊車撐起并脫離地面，吊

臂上的滑輪組在1s內(nèi)，將重為9*1O3N的建筑材料沿豎直方向勻速提升1m,滑輪組上鋼

絲繩自由端受到的拉力尸為5xN;

(1)支腿做成“‘二形而非“日”形的作用是：;

(2)求鋼絲繩自由端的移動速度；

(3)求拉力尸的功率和滑輪組的機械效率?！?/p>

【答案】①.減小壓強②.3m/s③.1.5義IO,W，60%

【解析】

F

(1)[1]根據(jù)p=一知，在壓力不變時，增大受力面積減小壓強。所以支腿做成“

S

形而非“目”形的作用是減小吊車對地面的壓強。

(2)⑵由圖知物體有3段繩子承擔(dān)，〃=3,鋼絲繩移動的距離

s=nh=3xlm=3m

鋼絲繩自由端的移動速度

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s3m°,

v=—=—=3m/s

tIs

(3)[3][4]此時該滑輪組做的總功

=F5=5xl03Nx3m=1.5xl04J

拉力廠的功率

P=—=1-5xl04j=1.5xlO4W

tIs

使用該滑輪組做的有用功

%=G/z=9xlO3Nxlm=9xlO3J

此時該滑輪組做的機械效率

77=—X100%=9義10:X100%=60%

明1.5X104J

＜中考真題速遞

\、_________一___________

考點1功

1.(2024?內(nèi)蒙古赤峰)某老舊小區(qū)改造工地，工人用起重機將重IZXIO,N的施工材料

勻速吊上6m高工作臺，用了10so施工材料上升的速度是m/s；起重機對施工

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起重機對施工材料做的功

W=Gh=l2xl04Nx6m=7.2xl04J

[3]起重機做功的功率

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p=E=7.2xlO-J=72xio3w

t10s

2.（2024?吉林）某架無人機重330N,在一次試飛中從高空豎直下降1000m,無人機所受

重力做的功為J,在此過程中無人機的重力勢能將o

【答案】①.3.3xlO5②.減小

【解析】

口］無人機所受重力做的功為

W=G/z=330Nx1000m=3.3xlO5J

⑵無人機下降過程中，質(zhì)量不變，高度減小，重力勢能減小

考點2功率

3.（2024?天津）如圖所示的是一種智能裝卸機器人，它能夠代替人工進行貨物裝卸。該

機器人在10s內(nèi)將質(zhì)量為800kg的貨物沿豎直方向勻速提升2m。g取ION/kg,求：

（1）貨物所受的重力；

（2）機器人提升貨物的功率。

【答案】（1）8X103N：（2）1.6X103W

【解析】

解：（1）貨物所受的重力

G=nzg=800版xlON/依=8xl（）3N

（2）機器人提升貨物的功率

第3頁共13頁

3

「WGh8xlONx2m3

p———=二=1.6xlOW

tt10s

答：（l）貨物所受的重力是8X1（）3N；

（2）機器人提升貨物的功率是1.6xl（）3w。

4.（2024?廣西）一艘貨輪在長江某河段行駛，50s內(nèi)勻速通過200m的路程，其牽引力為

5xl05N,求：

（1）貨輪行駛的速度；

（2）牽引力做的功；

（3）牽引力的功率。

【答案】（1）4m/s；（2）lxlO8J；（3）2xlO6W

【解析】

解：（1）貨輪行駛的時間占50s,行駛的路程s=200m,則貨輪行駛的速度

s200m..

v=—=-------=4m/s

t50s

(2)牽引力尸=5X105N,則牽引力做的功

W=F5=5xl05Nx200m=lxl08J

（3）牽引力的功率

P=—=lxl08j=2xlO6W

t50s

答：（1）貨輪行駛的速度為4m/s；

（2）牽引力做的功為lxlO8J；

（3）牽引力的功率為2X106W。

5.（2024?黑龍江龍東）如圖是某廠家開發(fā)的汽車，其質(zhì)量為1500kg,車輪與地面接觸的

總面積為0.075m2,該車在水平路面上勻速直線行駛13.8km,用時lOmin,這一過程中汽

車發(fā)動機的輸出功率為4.6xl（）7wo

（1）汽車靜止在水平地面上時，對地面的壓強是多少？

（2）汽車牽引力所做的功是多少？

（3）行駛過程中汽車受到的阻力是多少？

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【答案】⑴2xlO5Pa；（2）2.76xlOloJ;（3）2xlO6N

【解析】

解：（1）汽車靜止在水平地面上時，對地面的壓力為

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

對地面的壓強為

（2）汽車行駛的速度為

s13.8xl03m〃,

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

t10x60s

汽車發(fā)動機的輸出功率為4.6x107W，汽車牽引力為

F=P=4.6X10-W=2X1Q6N

v23m/s

汽車牽引力所做功

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

（3）該車在水平路面上勻速直線行駛，所以阻力等于牽引力，阻力為

/=F=2X106N

答：（1）汽車靜止在水平地面上時，對地面的壓強是2xl（）5pa；

（2）汽車牽引力所做的功是2.76xl（）i°J;

（3）行駛過程中汽車受到的阻力是2X1（）6N。

6.（2024?江蘇無錫）如圖是《天工開物》中記載的我國古代的提水工具“轆粉”，在兩

個支架上擺放一根直的硬棒，支點為C、O2,A端系一石塊，8端裝有輪軸，輪軸能繞著

硬棒轉(zhuǎn)動，懸吊空桶的繩索另一端繞過輪軸后系緊在輪軸上，若空桶質(zhì)量為10kg,輪軸質(zhì)

第5頁共13頁

量為10kg,空桶和輪軸對硬棒的作用力視作施加在8位置。O1A長為0.6m,002長為加,

長為0.8m,硬棒及繩索質(zhì)量忽略不計。（g取10N/kg）

（1）人對轆爭不施加力。桶中未裝水，為保證硬棒不會翻轉(zhuǎn)，石塊質(zhì)量最多為kg；

若A點系上質(zhì)量為40kg的石塊，提水時為保證硬棒不翻轉(zhuǎn)，桶中最多可裝kg的水;

（2）若桶內(nèi)水質(zhì)量為40kg,人用時20s將桶勻速提升3m,此時轆粉提水的機械效率為

50%,則桶對水做的功為J,人做功的功率為Wo

【答案】①.60②.70③.1200?.120

【解析】

（1）口]桶中未裝水，為保證硬棒不會翻轉(zhuǎn)，支點為。1,由杠桿平衡條件得到

G石x@A=（G輪+G桶）x0不

28'0]4=（根輪+加桶）gxOtB

m石x0.6m=20kgx（Im+0.8m）

2=60kg

⑵若A點系上質(zhì)量為40kg的石塊，提水時為保證硬棒不翻轉(zhuǎn)，支點為。2,由杠桿平衡條件

得到

G有1xO2A=（G輪+G桶）xO2B

加石igxO2A=（%+根桶）gxO2B

40kgx（0.6m+1m）=（&+加桶）x0.8m

m水=70kg

（2）[3]桶對水做的功為

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

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[4]總功

W_1200J

=2400J

%50%

人做功的功率

p=^=2400J=120w

t20s

7.(2024?陜西A卷)如圖，是我國自主研發(fā)的“南鯨號”漂浮式波浪能發(fā)電裝置，因其

靈活機動，被稱為海上移動充電寶。(g取10N/kg,海水密度取LOxltPkg/n?)

(1)“南鰥號”通過向水箱注水使自身下沉，以抵御超強臺風(fēng)，在下沉過程中，其底部受

到海水的壓強(選填“變大”、“變小”或“不變”)；

(2)“南鰥號”質(zhì)量為6xl()6kg,其漂浮時受到的浮力是多少？—排開海水的體積是多

少?____

(3)若拖船將“南鮑號”勻速直線拖移至54km外的某島礁，用時3h,其移動速度是多少？

―若拖船對“南鰻號”的牽引力恒為6X105N，則牽引力做功的功率是多少？一

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

【解析】

(1)[1]由于液體壓強隨深度的增大而增大，所以“南鰻號”通過向水箱注水使自身下沉,

在下沉過程中，其底部在海水中的深度增大，所以其底部受到海水的壓強變大。

(2)[2]“南鰻號”在海中始終處于漂浮狀態(tài)，由沉浮條件可知，“南鯨號”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，排開海水的體積

%/=36XKfN_=6x1。3m3

排pglxl03^/m3xl0N/^

(3)[4]拖船將“南鰻號”勻速直線拖移至54km外的某島礁，用時3h,其移動速度

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v=￡=54km=18碗/h=5m/s

t3h

⑸若拖船對“南鯨號”的牽引力恒為6X105N,則牽引力做功的功率

wF<“

P=—=—S=Fv=6xlO5Nx5m/s=3xlO6W

tt

8.（2024?湖北）據(jù)統(tǒng)計，每燃燒1kg燃油約排放3.3kg二氧化碳。為實現(xiàn)碳達峰、碳中和

的目標(biāo)，氫能作為一種綠色低碳的清潔能源在我國交通領(lǐng)域的應(yīng)用場景不斷擴大，使用氫燃

料電池的交通工具不斷豐富，其應(yīng)用流程如下。

（1）氫燃料電池將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為能;

（2）當(dāng)儲氫瓶內(nèi)氣體壓強為3.5xl（）7pa時，求瓶內(nèi)壁len?的面積上受到的壓力;

（3）以氫燃料電池卡車為例，若卡車在水平路面上勻速行駛72km用時lh,功率為172kWo

①求卡車的行駛速度；―

②求卡車所受牽引力；—

③與燃油卡車相比，氫燃料電池卡車行駛72km可減排二氧化碳的質(zhì)量為多少？（燃油機的

效率取36%,燃油的熱值q取4.3xl（fj/kg）

2023.10

“三峽氫舟1”號首航

加氫站

_2024.3

儲氫燃料電池列車完成

氫運行試驗

瓶

_2024.4

氫燃料電池卡車首次

加氫）穿越全國最長氫能走廊

【答案】①.電3.5xlO3N③.20m/s8.6xl03N⑤.132kg

【解析】

（1）[1]氫燃料電池發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，供用電器使用。

⑵⑵當(dāng)儲氫瓶內(nèi)氣體壓強為3.5xl（）7pa時，由p=（得，瓶內(nèi)壁len?的面積上受到的

壓力

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

（3）[3]①卡車的行駛速度

v=—=72^m=72km/h=20m/s

tIh

W

[4]②根據(jù)P=巴可得，卡車輸出能量

t

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

由W=八可得卡車勻速行駛72km所受牽引力

F=W=6.192X10-J=86X103N

s72xl03m

[5]③解法一：由

%W

77=—X1OO%=—X100%

%Q

可得，燃油完全燃燒釋放的熱量為

W6.192x1()8

Q=—xl00%=--------------J=1.72xl()9j

70.36

由。=修〃可得需要的燃油

_Q1.72X109J

機燃油—一---------7-------=40kg

q4.3xlO7J/kg

減排的二氧化碳

用二氧化碳=3.3HI燃油=132kg

解法二:

燃油燃燒生成的熱量

Q=qm

效率

77=^x100%=—X100%

唯Q

聯(lián)立可得

第9頁共13頁

〃4冽燃油=卬

需要的燃油

W6.192X108J.

燃油〃q36%x4.3xIO,j/kg&

減排的二氧化碳

加二氧化碳=3-3根燃油=132kg

考點3機械效率

9.（2024?黑龍江齊齊哈爾）如圖所示，小宇用動滑輪把重400N的物體勻速提升了3m,

作用在繩子自由端的拉力廠為250N,方向豎直向上。不計繩重和摩擦，則下列選項正確的

是（）

“，,，，，，//，

八F

Q

Y

A,繩子自由端移動的距離為3mB.動滑輪受到的重力為150N

C.拉力廠做的功為1200JD.該動滑輪的機械效率為80%

【答案】D

【解析】

A.使用動滑輪時，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)〃=2,則繩子自由端移動的距離

s=27z=2x3m=6m

故A錯誤；

B.不計繩重和摩擦，由

可得，動滑輪受到的重力

G動=2『G=2x250N-400N=100N

故B錯誤；

C.拉力廠做的功

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W總=R=250Nx6m=1500J

故C錯誤；

D.該動滑輪的機械效率

%GhGhG400N…

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

WaFsFx2hIF2x250N

故D正確。

故選D。

10.（2024?黑龍江龍東）如圖所示，是一位同學(xué)組裝的提升重物的裝置。他用400N的力

在30s內(nèi)把重1000N的物體勻速提升6m（不計繩重及摩擦），則動滑輪的重力N,

滑輪組的機械效率（保留一位小數(shù)）。

\\\\\\\\

【答案】①.200②.83.3%

【解析】

[1]由圖可知，〃=3,根據(jù)R=^（G+G動）可知，動滑輪的重力

G動=Fn_G=400Nx3-1000N=200N

⑵繩子拉動距離為

s-n/z=3x6m=18m

滑輪組的機械效率為