24 功的计算和公式的应用（计算题·提升题）-福建省三年（2020-2022）中考物理模拟题精选高频考点分类汇编

这是一份24 功的计算和公式的应用（计算题·提升题）-福建省三年（2020-2022）中考物理模拟题精选高频考点分类汇编，共15页。试卷主要包含了08m2，2kg，体积为7×10﹣3m3，5s，如图乙，求，0×103kg/m3，5×107J/kg），5×103Pa；，2m/s，，2×107J；等内容，欢迎下载使用。
24 功的计算和公式的应用（计算题·提升题）-福建省三年（2020-2022）中考物理模拟题精选高频考点分类汇编

1. （2022•宁德模拟）氢燃料电池可作为汽车的绿色动力源，其最大优势就是真正的实现了“零排放”目标。一辆新型氢燃料电池车质量为1600kg；车轮与水平地面的总接触面积为0.08m2。在某次测试中，氢燃料电池车以20m/s的速度在平直公路上匀速行驶50s，已知运动中受到的阻力恒为1400N。求：
（1）氢燃料电池车的重力；
（2）当静止在水平地面上时，氢燃料电池车对地面的压强；
（3）氢燃料电池车在此次测试过程中牵引力做的功。
2. （2022•海沧区模拟）如图甲的冰壶主要由岩石制成，所用岩石的质量为18.2kg，体积为7×10﹣3m3。某次投掷时，运动员用150N的水平推力将冰壶从水平冰道的A点推至B点后放手，冰壶继续滑行至C点停止，全程用时12s，如图乙所示。求：

（1）所用岩石的密度。
（2）冰壶全程的平均速度。
（3）运动员对冰壶做的功。
3. （2022•鼓楼区校级模拟）冰壶运动为冬奥会上的比赛项目。如图甲所示是比赛用的冰壶，若其质量18kg，与冰面接触面积为240cm2，某次投掷时运动员用20N的水平力将冰壶从水平冰道的A点推至B点后放手，离手后冰壶继续滑行至C点停止，共用时12.5s，如图乙，求：

（1）冰壶如图甲静置在水平冰面上时对冰面的压强；
（2）这次投掷过程中冰壶的平均速度；
（3）这次投掷过程中运动员对冰壶做的功；
（4）冰壶在整个运动过程中重力做功多少焦耳，冰和冰壶内能增加多少焦耳？
4. （2022•福州模拟）如图，一质量不计的跳板AB，两端分别与河岸和浮箱连接，且可以在竖直方向转动（不计转动过程摩擦）。浮箱上放着5包相同的货物，一位工人逐个将货物通过跳板搬至岸上。浮箱为长方体，上下浮动时上表面保持水平，水面相对河岸位置不变。已知人、浮箱和每包货物的重均为500N，浮箱底面积为2m2。求：
（1）人站在浮箱上还未开始搬运时，漂浮的浮箱受到浮力；
（2）当人背着最后一包货物走到AB中点C时，浮箱受到浮力（不计跳板形变）；
（3）将货物从B搬运到A，搬第一包货物与最后一包货物，货物克服重力做功相差多少？

5. （2021•台江区校级模拟）如图甲所示，水平放置的方形容器里有一个重为8N、边长为10cm的正方体物块M，M与容器底部不密合。以5mL/s的恒定水流向容器内注水，容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示（g＝10N/kg），水的密度是1.0×103kg/m3。
（1）当t＝140s时，物体所受的浮力是多少？
（2）图乙中a的值是多少？40～140s时段，浮力对物体做功是多少？
（3）当t＝140s时，水对容器底部的压力大小是多少？

6. （2021•长乐区校级模拟）科技创新是撬动中国梦的杠杆，中国已是无人机“全球工厂”，无人机在航拍、救灾等多个领域发挥着重要作用。如图是小明同学查找的某款无人机，下表是它的相关数据。在某次航拍过程中无人机以最大速度竖直上升至300m高空，工作电流为10A，g取10N/kg，求：
工作电压/V
电池储存电能/J
竖直上升最大速度（m/s）
质量/kg
15
223500
6
1.5
（1）该无人机上升过程中克服重力做的功为多少？
（2）该无人机上升过程中工作效率为多少？

7. （2020•漳州模拟）一辆重为2×104N汽车在平直的公路上匀速行驶了11.5km，消耗了2kg的汽油。汽车在行驶过程所受阻力为车重的0.1倍，已知汽油的热值为4.6×107J/kg。求：
（1）汽车的牵引力所做的功；
（2）2kg汽油完全燃烧放出的热量；
（3）这辆汽车发动机的热机效率。
8. （2020•龙岩模拟）2019年4月12，深圳宝安国际机场机器人克鲁泽走马上任。如图1它给旅客提供指引服务。

（1）若它在50N的水平牵引力作用下，以1m/s的速度在水平地面匀速直线移动60s。则在此过程中牵引力所做的功和功率是多少？
（2）若图2示意图中拉杆箱的总重力G为60N，此重力作用于A点，轮轴O为支点，将拉杆箱提起时，作用在拉杆上的力F有多大？
9. （2022•漳州模拟）为方便出行，大型商场、高楼都需安装电梯。如图甲是某种升降电梯工作原理图，它由轿厢、配重、缆绳、滑轮和电动机等部件组成，连接轿厢的两根缆绳非常靠近，轿厢不载货物时的重力是2000N，配重为1800N．如图乙是其超载控制电路，电源电压U0恒为6V，R0是阻值为100Ω的定值电阻，压敏电阻R的阻值与所受压力大小的关系如图丙所示（不计缆绳重力、摩擦阻力及电磁铁线圈阻值）。某次运载时，电梯载有3000N的货物，在10s内匀速上升了10m。试回答下列问题：

（1）在此过程中，配重重力做的功是多少焦？
（2）在此过程中，电动机的功率至少为多少瓦？
（3）为确保安全，当电梯“超载控制电路”中的电流超过0.04安时，压力传感器开关k自动断开。该电梯最多能乘坐质量为50kg的人多少个？
10. （2021•鼓楼区校级模拟）国产特斯拉Model3正式开放预订，model3纯电动汽车长续航后轮驱动版，快充电1小时可持续续航668km，0到100千米/时加速时间仅为5.3秒，最高车速可达225km/h。电动机的最大输出功率为200kW，整车质量1745kg。电动汽车（如图）以60km/h的速度匀速行驶了80km，所受的牵引力为720N，耗电20kW•h（即7.2×107J），请解答下列问题：
（1）牵引力所做的功是多少？
（2）上述行驶过程中，电动车的效率是多少？
（3）有一款与它外形，重量均相同的汽油车，在相同路面上以60km/h的速度行驶80km，其效率为20%，需要消耗多少kg汽油？（q汽油＝4.5×107J/kg）


参考答案与试题解析
1. （2022•宁德模拟）氢燃料电池可作为汽车的绿色动力源，其最大优势就是真正的实现了“零排放”目标。一辆新型氢燃料电池车质量为1600kg；车轮与水平地面的总接触面积为0.08m2。在某次测试中，氢燃料电池车以20m/s的速度在平直公路上匀速行驶50s，已知运动中受到的阻力恒为1400N。求：
（1）氢燃料电池车的重力；
（2）当静止在水平地面上时，氢燃料电池车对地面的压强；
（3）氢燃料电池车在此次测试过程中牵引力做的功。
【解答】解：（1）氢燃料电池车的重力：G＝mg＝1600kg×10N/kg＝1.6×104N，
（2）氢燃料电池车静止在水平地面上时，对地面的压力等于氢燃料电池车的重力，即F＝G＝1.6×104N；
氢燃料电池车静止在水平地面上时，对地面的压强：p＝＝＝2×105Pa；
（3）氢燃料电池车的速度v＝20m/s，行驶的时间为t＝50s，
氢燃料电池车行驶的路程：s＝vt＝20m/s×50s＝1000m；
氢燃料电池车以20m/s的速度在平直公路上匀速行驶时，F牵＝f＝1400N，
氢燃料电池车在此次测试过程中牵引力做的功：W＝F牵s＝1400N×1000m＝1.4×106J。
答：（1）氢燃料电池车的重力为1.6×104N；
（2）当静止在水平地面上时，氢燃料电池车对地面的压强为2×105Pa；
（3）氢燃料电池车在此次测试过程中牵引力做的功为1.4×106J。
2. （2022•海沧区模拟）如图甲的冰壶主要由岩石制成，所用岩石的质量为18.2kg，体积为7×10﹣3m3。某次投掷时，运动员用150N的水平推力将冰壶从水平冰道的A点推至B点后放手，冰壶继续滑行至C点停止，全程用时12s，如图乙所示。求：

（1）所用岩石的密度。
（2）冰壶全程的平均速度。
（3）运动员对冰壶做的功。
【解答】解：（1）所用岩石的密度：
ρ＝＝＝2.6×103kg/m3；
（2）投掷过程中冰壶滑行的路程s＝0.8m+35.2m＝36m，
平均速度为：
v＝＝＝3m/s，
（3）运动员用150N的水平推力将冰壶从水平冰道的A点推至B点后放手，在推力作用下，冰壶前进了0.8m，后面的BC段是由于惯性滑行，
这次投掷过程中运动员对冰壶做的功：W＝FsAB＝150N×0.8m＝120J。
答：（1）所用岩石的密度为2.6×103kg/m3；
（2）冰壶全程的平均速度为3m/s；
（3）运动员对冰壶做的功为120J。
3. （2022•鼓楼区校级模拟）冰壶运动为冬奥会上的比赛项目。如图甲所示是比赛用的冰壶，若其质量18kg，与冰面接触面积为240cm2，某次投掷时运动员用20N的水平力将冰壶从水平冰道的A点推至B点后放手，离手后冰壶继续滑行至C点停止，共用时12.5s，如图乙，求：

（1）冰壶如图甲静置在水平冰面上时对冰面的压强；
（2）这次投掷过程中冰壶的平均速度；
（3）这次投掷过程中运动员对冰壶做的功；
（4）冰壶在整个运动过程中重力做功多少焦耳，冰和冰壶内能增加多少焦耳？
【解答】解：（1）冰壶如图甲静置在水平冰面上时对冰面的压力等于冰壶的重力，即F＝G＝mg＝18kg×10N/kg＝180N；
S＝240cm2＝2.4×10﹣2m2，
对冰面的压强：p＝＝＝7.5×103Pa；
（2）投掷过程中冰壶的冰壶滑行的路程s＝2.3m+37.7m＝40m，
平均速度为：
v＝＝＝3.2m/s，
（3）这次投掷过程中运动员对冰壶做的功：W＝F′s1＝20N×2.3m＝46J；
（4）重力方向竖直向下，在竖直方向上冰壶没有移动距离，故冰壶在整个运动过程中重力做功为0J；运动员对冰壶做的功为46J，转化为冰壶的机械能，冰壶在滑行的过程中克服摩擦做功，机械能转化为内能，故冰和冰壶的内能增加46J。
答：（1）冰壶静置在水平冰面上时对冰面的压强为7.5×103Pa；
（2）这次投掷过程中冰壶的平均速度为3.2m/s；
（3）这次投掷过程中运动员对冰壶做的功为46J；
（4）冰壶在整个运动过程中重力做功为0J，冰和冰壶的内能增加46J。
4. （2022•福州模拟）如图，一质量不计的跳板AB，两端分别与河岸和浮箱连接，且可以在竖直方向转动（不计转动过程摩擦）。浮箱上放着5包相同的货物，一位工人逐个将货物通过跳板搬至岸上。浮箱为长方体，上下浮动时上表面保持水平，水面相对河岸位置不变。已知人、浮箱和每包货物的重均为500N，浮箱底面积为2m2。求：
（1）人站在浮箱上还未开始搬运时，漂浮的浮箱受到浮力；
（2）当人背着最后一包货物走到AB中点C时，浮箱受到浮力（不计跳板形变）；
（3）将货物从B搬运到A，搬第一包货物与最后一包货物，货物克服重力做功相差多少？

【解答】解：
（1）浮箱上放着5包相同的货物和一位工人，人、浮箱和每包货物的重均为500N，设每包货物重为G0，
人站在浮箱上还未开始搬运时，漂浮的浮箱受到浮力：
F浮＝G总＝G人+G箱+5G0＝500N+500N+5×500N＝3500N；
（2）当人背着最后一包货物走到AB中点C时，将跳板看成一个杠杆，如图所示：

B端对浮箱有竖直向下的压力（F压），由力的相互性知，浮箱对B端有向上的支持力（F），且两力大小相等，
由杠杆的平衡条件有：G×AD＝F×AE，
由数学知识知，＝＝，
所以F＝G＝（G人+G0）＝×（500N+500N）＝500N，
浮箱此时受到的重力、压力与浮力平衡，所以浮箱受到浮力：
F浮′＝G箱+F＝500N+500N＝1000N；
（3）人搬第一包货物时，浮箱受到浮力：F浮＝3500N，
搬最后一包货物时，浮箱受到的浮力：
F浮″＝G总′＝G人+G箱+G0＝500N+500N+500N＝1500N，
浮箱受到的浮力变化量：
ΔF浮＝F浮﹣F浮″＝3500N﹣1500N＝2000N，
由F浮＝ρ液gV排可得，浮箱排开水体积的变化量：
ΔV排＝＝＝0.2m3，
浮箱受到浮力减小，所以浮箱排开水的体积减小，浮箱上升，
由ΔV排＝SΔh可得，浮箱上升的高度：
Δh＝＝＝0.1m，
货物从B搬运到A，搬第一包货物与最后一包货物，货物上升高度减小量与浮箱上升的高度相等，
所以货物克服重力做功相差：
ΔW＝G0Δh＝500N×0.1m＝50J。
答：（1）人站在浮箱上还未开始搬运时，漂浮的浮箱受到浮力为3500N；
（2）当人背着最后一包货物走到AB中点C时，浮箱受到浮力为1000N；
（3）将货物从B搬运到A，搬第一包货物与最后一包货物，货物克服重力做功相差50J。
5. （2021•台江区校级模拟）如图甲所示，水平放置的方形容器里有一个重为8N、边长为10cm的正方体物块M，M与容器底部不密合。以5mL/s的恒定水流向容器内注水，容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示（g＝10N/kg），水的密度是1.0×103kg/m3。
（1）当t＝140s时，物体所受的浮力是多少？
（2）图乙中a的值是多少？40～140s时段，浮力对物体做功是多少？
（3）当t＝140s时，水对容器底部的压力大小是多少？

【解答】解：（1）物块M的体积V＝（0.1m）3＝0.001m3；
物块M的质量：m＝＝＝0.8kg；
物块M的密度ρM＝＝＝0.8×103kg/m3＜1.0×103kg/m3；
即物块的密度小于水的密度，
由图像可知：当t＝140s时，水的深度为h＝12cm，大于立方体物块M的边长为10cm；
则根据浮沉条件可知物块在水中将漂浮，物体所受的浮力F浮＝G＝8N；
（2）当t＝40s时，正好是物块M处于刚刚开始漂浮的状态，则F浮＝GM＝8N，
根据F浮＝ρ液gV排可得：
V排＝＝＝8×10﹣4m3＝800cm3，
所以深度a＝＝＝8cm；
在40﹣140s阶段，物块M上升的高度为h′＝12cm﹣8cm＝4cm＝0.04m，则浮力对物体做功W＝F浮h′＝8N×0.04m＝0.32J；
（3）当t＝140s时，注入的水的体积V水＝5mL/s×140s＝700mL＝7×10﹣4m3，
则G水＝ρ水gV水＝1.0×103kg/m3×10N/kg×7×10﹣4m3＝7N，
所以液体对底部的压力F＝G水+GM＝7N+8N＝15N。
答：（1）当t＝40s时，物体所受的浮力是8N；
（2）图乙中a的值是8，40～140s时段，浮力对物体做功是0.32J；
（3）当t＝140s时，水对容器底部的压力大小是15N。
6. （2021•长乐区校级模拟）科技创新是撬动中国梦的杠杆，中国已是无人机“全球工厂”，无人机在航拍、救灾等多个领域发挥着重要作用。如图是小明同学查找的某款无人机，下表是它的相关数据。在某次航拍过程中无人机以最大速度竖直上升至300m高空，工作电流为10A，g取10N/kg，求：
工作电压/V
电池储存电能/J
竖直上升最大速度（m/s）
质量/kg
15
223500
6
1.5
（1）该无人机上升过程中克服重力做的功为多少？
（2）该无人机上升过程中工作效率为多少？

【解答】解：（1）克服重力做功：
W有＝Gh＝mgh＝1.5kg×10N/kg×300m＝4500J；
（2）由v＝可得，无人机上升时间t＝＝＝50s，
无人机上升过程中的电功率：
P＝UI＝15V×10A＝150W，
无人机上升过程中消耗的电能：
W电＝Pt＝150W×50s＝7500J，
该无人机上升过程中工作效率：
η＝×100%＝×100%＝60%。
答：（1）该无人机上升过程中克服重力做的功为4500J；
（2）该无人机上升过程中工作效率为60%。
7. （2020•漳州模拟）一辆重为2×104N汽车在平直的公路上匀速行驶了11.5km，消耗了2kg的汽油。汽车在行驶过程所受阻力为车重的0.1倍，已知汽油的热值为4.6×107J/kg。求：
（1）汽车的牵引力所做的功；
（2）2kg汽油完全燃烧放出的热量；
（3）这辆汽车发动机的热机效率。
【解答】解：
（1）因汽车在平直公路上匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
所以，车受到的牵引力：
F＝f＝0.1G＝0.1×2×104N＝2×103N；
牵引力做的功：
W＝Fs＝2×103N×11.5×103m＝2.3×107J；
（2）2kg汽油完全燃料释放的热量：
Q放＝mq＝2kg×4.6×107J/kg＝9.2×107J，
（3）汽车发动机的热机效率：
η＝×100%＝×100%＝25%。
答：（1）汽车的牵引力所做的功为2.3×107J；
（2）2kg汽油完全燃烧放出的热量为9.2×107J；
（3）这辆汽车发动机的热机效率为25%。
8. （2020•龙岩模拟）2019年4月12，深圳宝安国际机场机器人克鲁泽走马上任。如图1它给旅客提供指引服务。

（1）若它在50N的水平牵引力作用下，以1m/s的速度在水平地面匀速直线移动60s。则在此过程中牵引力所做的功和功率是多少？
（2）若图2示意图中拉杆箱的总重力G为60N，此重力作用于A点，轮轴O为支点，将拉杆箱提起时，作用在拉杆上的力F有多大？
【解答】解：（1）机器人在60s移动的距离：s＝vt＝1m/s×60s＝60m
机器人做功：W＝Fs＝50N×60m＝3000J
机器人功率：P＝＝＝50W。
（2）拉杆箱是一个杠杆，以O为支点，重力的力臂为：L1＝20cm，动力的力臂为：L2＝20cm+60cm＝80cm
根据杠杆平衡条件得，
G×L1＝F×L2，
60N×20cm＝F×80cm
解得，作用在拉杆上的力：F＝15N。
答：（1）牵引力所做的功为3000J，功率是50W。
（2）作用在拉杆上的力F是15N。
9. （2022•漳州模拟）为方便出行，大型商场、高楼都需安装电梯。如图甲是某种升降电梯工作原理图，它由轿厢、配重、缆绳、滑轮和电动机等部件组成，连接轿厢的两根缆绳非常靠近，轿厢不载货物时的重力是2000N，配重为1800N．如图乙是其超载控制电路，电源电压U0恒为6V，R0是阻值为100Ω的定值电阻，压敏电阻R的阻值与所受压力大小的关系如图丙所示（不计缆绳重力、摩擦阻力及电磁铁线圈阻值）。某次运载时，电梯载有3000N的货物，在10s内匀速上升了10m。试回答下列问题：

（1）在此过程中，配重重力做的功是多少焦？
（2）在此过程中，电动机的功率至少为多少瓦？
（3）为确保安全，当电梯“超载控制电路”中的电流超过0.04安时，压力传感器开关k自动断开。该电梯最多能乘坐质量为50kg的人多少个？
【解答】解：
（1）配重重力对配重做的功：W＝Gh＝1800N×10m＝1.8×104J；
（2）当轿厢匀速上升时，应满足G空+G货＝F配+F电，
电动机对轿厢的拉力：F电＝G空+G货﹣F配＝3000N+2000N﹣1800N＝3200N，
电动机做功：W＝Fs＝3200N×10m＝32000J，
电动机的至少功率：P＝＝＝3200W。
（3）由图可知，R与R0串联，控制电路中的电流：I≥0.04A，压力传感器开关k自动断开。
由I＝可知，R总＝＝＝150Ω，
串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
则对应的压敏电阻阻值：R＝R总﹣R0＝150Ω﹣100Ω＝50Ω，
由图丙可知，当压敏电阻阻值R＝50Ω，压敏电阻所受压力为F＝5000N，
压敏电阻受到的压力＝人的总重力+轿厢的重力，即5000N＝G人总+2000N，则G人总＝3000N，
一名乘客的质量m＝50kg，其重力：G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，
该电梯最多能乘坐质量为50kg的人数：n＝＝＝6个。
答：（1）配重重力对配重做功1.8×104J；
（2）电动机的功率至少应为3200W；
（3）该电梯最多能乘坐质量为50kg的人6个。
10. （2021•鼓楼区校级模拟）国产特斯拉Model3正式开放预订，model3纯电动汽车长续航后轮驱动版，快充电1小时可持续续航668km，0到100千米/时加速时间仅为5.3秒，最高车速可达225km/h。电动机的最大输出功率为200kW，整车质量1745kg。电动汽车（如图）以60km/h的速度匀速行驶了80km，所受的牵引力为720N，耗电20kW•h（即7.2×107J），请解答下列问题：
（1）牵引力所做的功是多少？
（2）上述行驶过程中，电动车的效率是多少？
（3）有一款与它外形，重量均相同的汽油车，在相同路面上以60km/h的速度行驶80km，其效率为20%，需要消耗多少kg汽油？（q汽油＝4.5×107J/kg）

【解答】解：
（1）电动汽车行驶的路程s＝80km＝8×104m，
牵引力做的功（有用功）：
W有用＝Fs＝720N×8×104m＝5.76×107J。
（2）消耗的电能：
W总＝20kW•h＝20×3.6×106J＝7.2×107J，
电动车的效率：
η＝＝×100%＝80%；
（3）由η＝＝20%可得，汽油完全燃烧放出的热量：
Q放＝＝＝2.88×108J，
由Q放＝mq得需要汽油的质量：
m＝＝＝6.4kg。
答：（1）牵引力所做的功是5.76×107J；
（2）电动车的效率是80%；
（3）需要消耗6.4kg汽油。