2025年中考物理二轮复习：功和功率的综合计算 专题练习题（含答案解析）

这是一份2025年中考物理二轮复习：功和功率的综合计算 专题练习题（含答案解析），共19页。试卷主要包含了计算题等内容，欢迎下载使用。

一、计算题
1．图甲所示是某餐厅的送餐机器人，其质量为58kg，轮子与水平地面的总接触面积是200cm2。在水平地面上匀速行驶时受到的阻力是总重的0.05。图乙是该送餐机器人某次送餐的s-t图象，运送餐品的质量是2kg。（g取10N/kg）求：
（1）在本次送餐时，送餐机器人静止时对水平地面的压强；
（2）0~20s内送餐机器人的平均速度；
（3）20~40s内送餐机器人牵引力做功的功率。
2．如图是我国63A型水陆两栖坦克，它的主要参数如下表。在一次行驶中，从某一时刻开始，该坦克水平方向的牵引力F随时间t的变化关系如图甲所示，坦克的运动速度v随时间t的变化关系如表所示。
求：
（1）坦克漂浮时受到的浮力；
（2）坦克静止在水平地面时对地面的压强；
（3）坦克从第40s到60s内牵引力所做的功。

3．如图所示，小明用牵引装置来锻炼关节的功能。已知重物的质量为3kg，小腿每次拉绳使重物匀速上升30cm，完成10次拉伸动作所用的时间为30s。不计绳重和一切摩擦，g取10N/kg。
（1）若把重物看成一个有质量的点A，请在A点上画出重物匀速上升时的受力示意图；
（2）求小明30s内对重物做功的功率。
4．如图所示，某品牌电动独轮平衡车，轮胎与地面的总接触面积10cm2，小宁骑该电动平衡车以5m/s的速度在水平路面上匀速行驶120s。已知小宁和独轮平衡车的总质量为70kg。求：
（1）小宁骑行的路程；
（3）若骑行平衡车时所受阻力为人和车总重的0.1倍，小宁匀速骑行时平衡车动力的功率。
5．小涛为了在家也能进行引体向上训练，网购了一款免打孔单杠安装在家中过道处（如图）。免打孔单杠靠调节两端的旋钮使两侧的吸盘被紧紧的压在墙壁上，从而能够承受远超一般人体的重力；
（1）免打孔单杠的金属管是用高强度的碳钢制成的，这款免打孔单杠的金属管质量为1.2kg，则制成它需碳钢材料多少cm3；（碳钢密度为8.0g/cm3）
（2）已知每个吸盘与墙面的接触面积为80cm2，质量为50kg的小涛用它进行训练时，悬吊在单杠上，此时每个吸盘与墙面之间的摩擦力是多少；（不考虑单杠自重，g取10N/kg）
（3）若他在1min内做了18个标准的引体向，上，每次上升的高度为0.4m，求他做功的平均功率？
6．2023年5月，世界智能大会在天津的成功举办，将进一步推动我国人工智能技术的研发和应用。如图甲所示为某款智能机器人，质量为30kg，它在某次引领接待工作中沿直线行走的速度随时间变化的图像如图乙所示。（g取10N/kg）
(1)求智能机器人在0~10s内的平均速度。
(2)智能机器人匀速直线行走时受到的水平阻力为重力的0.05倍，求在0~10s内智能机器人牵引力所做的功。
7．人工智能逐渐融入我们的生活。如图所示，某餐厅的送餐机器人的质量为40kg， 它与地面的接触面积为0.01m2， 行走系统由电机驱动，整体效率为80%，托盘最大承载能力为10kg。（g=10N/kg）
（1）送餐机器人的外壳是由玻璃钢材料制作的。有一小块玻璃钢材料的质量为 90g， 体积为50cm3， 求该材料的密度；
（2）若送餐机器人托着3kg 的物体，求此时机器人对水平地面的压强；
（3）若水平匀速直线行驶时受的阻力F为机器人重力的10%，以最大承载行驶10m 求此过程中驱动电机所做的功。
8．小强同学即将参加2024年中考体育考试，他积极锻炼，希望在体考中取得好成绩。
(1)小强和同学们在学校操场进行长跑训练，他跑1000m用时3分40秒，求小强长跑的平均速度；
(2)小强自主选考项目是引体向上，如图是他练习引体向上时的情境，若小强的体重为50kg，每次身体上升的高度为0.5m，求小强完成1次引体向上克服重力做的功。
9．周末，重为550N小海同学沿冷水滩湘江东路骑行，其路程与时间关系图像如图甲所示，小海所骑的自行车如图乙所示，单车重力为200N。试计算：
(1)小海前5min的平均速度为多少米每秒；
(2)自行车的轮胎与地面总的接触面积为0.015m2，求骑行过程中自行车对水平路面的压强；
(3)若骑行过程中受到的阻力为总重力的0.02倍，求小海前5min的骑行功率。
10．2023年4月9日，全国首趟旅行专列在“环塔克拉玛干沙漠铁路”上正式开出。作为世界首条环沙漠铁路线，最后通车的“若和”铁路段长826km，列车单程行驶时间约10小时。若列车受到的牵引力为2.5×106N。通过计算回答：
（1）列车在该铁路段行驶的平均速度是多少？
（2）列车行驶200m时牵引力做功是多少？
11．如图所示为某双层纯电动公交车，公交线路单程约18km，单程的运营时间约70min，该车的部分技术参数如表所示。
（1）公交车单程运营的平均速度约为多少米每秒？（计算结果保留两位小数）
（2）公交车空载时对水平路面的压强为多大？（g=10N/kg）
（3）若不考虑公交车在运营过程中的能量损失，当公交车在额定功率下以36km/h的速度在某段水平公路上沿直线匀速行驶1km时，求公交车受到的阻力和此过程中牵引力做的功。

12．如图所示为一款新型无人驾驶的电动汽车，在某次性能测试中，汽车沿平直的公路匀速行驶，行驶过程中汽车受到的阻力为1500N，在180s的测试时间内汽车匀速行驶了1800m。求：
(1)汽车的平均速度；
(2)牵引力做功的功率。
13．如图所示是郑渝高铁郑州首发和谐号G3401次（郑州东一重庆北）列车。已知郑州东和重庆北两地相距1068km，如表是它的部分参数。（）
（1）列车某次从郑州东站出发到重庆北站总共运行了4小时24分，则该次运行的平均速度是多少？（结果除不尽时均保留一位小数）
（2）列车满载停在水平轨道上时，对轨道的压强是多少？
（3）若车体以最大速度匀速行驶15km时的功率为，则列车行驶时受到的阻力为多少？此过程列车做功多少？
14．如图所示为我军在一次军事演习中，在满载排水量为2万吨的“昆仑山”号船坞登陆舰上，用直升机将一名重为600N的解放军战士匀速提升50m的过程，所用的时间为5s，取g=10N/kg。通过计算回答：
（1）该舰满载时所受的浮力是多少？
（2）此过程中，该直升机对这名解放军战士做的功是多少？
（3）该直升机对解放军战士做功的功率是多少？
15．如图是某品牌扫地机器人：
（1）质量为的机器人，静止在水平地面上时与水平地面的总接触面积为，则它对地面的压强为多少？
（2）该机器人在水平推力200N的作用下匀速行驶了30m，此过程中克服阻力做了多少功？

16．蛟龙AG600水陆两栖飞机是我国自主研制的“三个大飞机”（运–20、AG600和C919）之一，被誉为国之重器。AG600主要用于大型灭火和水上救援，可以从地面起飞和降落，也可以从水面起飞和降落AG600空载时质量为42t，最多可储水12t。（g=10N/kg 水的密度ρ水=1.0×103kg/m3）
（1）某次飞行前，AG600静止在湖面上，下底面浸入水中的深度为5m，求下底面受到水的压强；
（2）求AG600蓄满水后静止在湖面上，求其排开湖水的体积；
（3）在水面滑行测试中，AG600蓄一定质量的水，发动机牵引力的实际总功率为2500kW，飞机在水面上以36km/h的速度匀速滑行了1min，滑行过程中所受阻力为总重的0.5倍，求所蓄水的质量；
（4）在一次灭火演练测试中，AG600蓄水后以最大巡航速度飞往假想火场并盘悬在火场上方某一高度处，分次将所蓄水投下，每次投水质量为m，投下的水下落过程中由于重力和空气阻力的作用，先加速运动后匀速运动，加速运动过程所用时间与匀速运动过程所用时间之比为5:3，匀速运动时的速度是v，加速过程的平均速度是匀速运动速度的0.6倍。求一次所投的水在下落过程中重力做功的平均功率P。（用题目中所给出的已知量和常量的符号表示）
17．如图所示，汽车行驶过程中牵引力的功率恒为1.2×105W。汽车从启动到匀速运动之前行驶的路程为150m，汽车匀速运动过程中受到的阻力保持不变，运动的速度v与时间t的关系如图所示，求：（g=10N/kg）
（1）前10s，牵引力所做的功；
（2）小轿车匀速运动时，牵引力大小；
（3）汽车启动后并匀速行驶了一段时间，当牵引力做功7.2×106J时，汽车行驶的总路程。
18．无人机是通过无线电遥控设备进行操控的不载人飞行器，如图甲所示。下表收集了某品牌无人机的部分技术参数。该无人机在某次高空监测过程中，竖直上升时的关系图像如图乙所示。求解下列问题：（g取）
（1）该无人机静止在水平地面时，对地面的压强。
（2）无人机在这段时间内，竖直上升时克服重力做的功。
型号
总质量
22t
发动机最大功率
420kW
水上最大速度
陆地最大速度
履带着地总面积
双层纯电动公交车
与地面的总接触面积
2000cm2
空车总质量
25t
最高车速
60km/h
额定功率
260kW
满载时总质量/t
1100
车轮与铁轨接触总面积/
1.6
最高时速/
360
充电电压/V
220
自重/
3
容量/
10
与水平地面的总接触面积/
20
参考答案
1．（1）3×104Pa；（2）0.3m/s；（3）12W
【详解】解：（1）在本次送餐时，送餐机器人静止时对水平地面的压力等于总重力，即
F=G=mg=(58kg+2kg)×10N/kg=600N
在本次送餐时，送餐机器人静止时对水平地面的压强
（2）0~20s内送餐机器人的平均速度
（3）20~40s内送餐机器人匀速直线运动，受到的牵引力等于阻力，且机器人在水平地面上匀速行驶时受到的阻力是总重的0.05，即
F牵=f=0.05G=0.05×600N=30N
20~40s内送餐机器人运动的距离为
s=s1-s2=14m-6m=8m机器人做功
W=F牵s=30N×8m=240J机器人做功的功率
答：（1）在本次送餐时，送餐机器人静止时对水平地面的压强为3×104Pa；
（2）0~20s内送餐机器人的平均速度为0.3m/s；
（3）20~40s内送餐机器人牵引力做功的功率为12W。
2．（1）2.2×105 N；（2）5.5×104 Pa；（3）3.2×106 J
【详解】解：（1）坦克漂浮时受到的浮力
（2）坦克静止在水平地面时对地面的压力
坦克静止在水平地面时对地面的压强
（3）从第40s到60s内，由图甲可知牵引力
由图乙可知坦克匀速行驶的速度
由
可得，从第40s到60s内坦克行驶的距离
从第40s到60s内牵引力做的功
答：（1）坦克漂浮时受到的浮力为；
（2）坦克静止在水平地面时对地面的压强为；
（3）坦克从第40s到60s内牵引力所做的功为。
3．（1）；（2）3W
【详解】解：（1）重物匀速上升时，受到竖直向上的拉力和竖直向下的重力的作用，此时拉力与重力是一对平衡力，受力示意图如图所示：
（2）重物的重力为
该滑轮为定滑轮，小腿用绳拉重物的力
一次拉伸动作做功为
小明30s内对重物做的总功
小明30s内对重物做功的功率：
答：（1）如图所示；
（2）小明30s内对重物做功的功率为3W。
4．（1）600m；（2）350W
【详解】解：（1）小宁骑行的路程为
（2）平衡车和人的总重力为
平衡车在水平面上匀速行驶时，处于平衡状态，所以平衡车的动力为
由
可知，平衡车动力的功率为
答：（1）小宁骑行的路程为600m；
（2）匀速骑行时平衡车动力的功率为350W。
5．（1）150；（2）250N；（3）60W
【详解】解：（1）需碳钢材料的体积
（2）小涛的重力
当小涛悬吊在单杠上时，重力与摩擦力平衡，则每个吸盘与墙面的摩擦力为
（3）小涛每做一次引体向上，克服重力做功
小涛做18个引体向上，克服重力做功
小涛做功的平均功率
答：（1）制成它需碳钢材料150cm3；
（2）此时每个吸盘与墙面之间的摩擦力是200N；
（3）他做功的平均功率60W。
6．(1)1.12m/s；
(2)168J
【详解】（1）由图乙可知，智能机器人在0~6s匀速运动，在0~6s内行走的距离
由图乙可知，智能机器人在6~10s匀速运动，行走的距离
所以0~10s内的平均速度
（2）机器人的重力
由图乙知，智能机器人在0~10s内都在做匀速运动，牵引力和阻力是平衡力，智能机器人牵引力
故0~10s内智能机器人牵引力所做的功
7．（1）1.8g/cm3；（2）4.3×104Pa；（3）500J
【详解】解：（1）该材料的密度
（2）送餐机器人托着3kg的物体时对水平地面的压力
F=G1=(m1+m3)g=(40kg+3kg)×10N/kg=430N
此时机器人对水平地面的压强
（3）最大承载时送餐机器人的重力
G2=(m1+m2)g=(40kg+10kg)×10N/kg=500N
因水平匀速直线行驶时受的阻力和牵引力是一对平衡力，所以，送餐机器人的牵引力
F=F阻=0.1G2=0.1×500N=50N
牵引力做的功
W有=Fs=50N×10m=500J
答：（1）该材料的密度为1.8g/cm3；
（2）此时机器人对水平地面的压强为4.3×104Pa；
（3）此过程中驱动电机所做的功为500J。
8．(1)4.5m/s
(2)250J
【详解】（1）小强长跑的平均速度为
（2）小强的重力为
小强完成1次引体向上克服重力做的功为
9．(1)5m/s
(2)5×104Pa
(3)75W
【详解】（1）由图可知，小海前5min行驶的路程为1500m，则其平均速度为
v=st=1500m5×60s=5ms
（2）骑行过程中自行车对水平路面的压力等于人和自行车的总重力，即
F=G总=550N+200N=750N
则骑行过程中自行车对水平路面的压强
p=FS=750N0.015m2=5×104Pa
（3）匀速骑行过程中，自行车处于平衡状态，根据二力平衡可知，自行车受到的牵引力等于阻力，即
F牵=f=0.02G总=0.02×750N=15N
根据P=Fv可知，小海前5min的骑行功率
P=F牵v=15N×5m/s=75W
10．（1）82.6km/h；（2）5×108J
【详解】解：（1）列车行驶的平均速度
（2）列车牵引力做的功
W＝Fs＝2.5×106N×200m＝5×108J
答：（1）列车在该铁路段行驶的平均速度是82.6km/h；
（2）列车行驶200m时牵引力做功为5×108J。
11．（1）4.29m/s；（2）1.25×106 Pa；（3）2.6×104 N，2.6×107 J。
【详解】解：（1）公交车单程运营的平均速度
（2）公交车空载时对水平路面的压力
公交车空载时对水平路面的压强
（3）若不考虑公交车在运营过程中的能量损失，当公交车在额定功率下以36km/h的速度在某段水平公路上沿直线匀速行驶1km时，公交车处于平衡状态，公交车受到的阻力
此过程中牵引力做的功
答：（1）公交车单程运营的平均速度约为；
（2）公交车空载时对水平路面的压强为；
（3）公交车受到的阻力为此过程中牵引力做的功为。
12．(1)10m/s
(2)
【详解】（1）根据可得，汽车的平均速度为
（2）由于汽车匀速行驶，汽车处于平衡状态，受到的是平衡力作用，所以汽车受到的牵引力等于阻力，即
此过程中汽车牵引力做的功为
汽车牵引力做功的功率为
13．（1）；（2）；（3），
【详解】解：（1）列车全程所用的时间
列车全程通过的路程；列车全程的平均速度
（2）列车满载停在水平轨道上时，对轨道的压力等于列车满载时的重力，由表中数据可知，列车满载的重力
列车满载停在水平轨道上时，对轨道的压强
（3）由表中数据可知，列车的速度
根据可得，牵引力
该车在水平路面上匀速行驶，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，列车行驶时受到的阻力
此过程列车做功
答：（1）该次运行的平均速度是242.7 km / h；
（2）列车满载停在水平轨道上时，对轨道的压强是6.875×106Pa；
（3）列车行驶时受到的阻力为2.0×105N，此过程列车做功3×109J。
14．（1）2×108N；（2）3×104J；（3）6×103W
【详解】解：（1）由阿基米德原理可得，该舰满载时所受的浮力
（2）该直升机对这名解放军战士做的功
（3）该直升机对解放军战士做功的功率
答：（1）该舰满载时所受的浮力是2×108N；
（2）该直升机对这名解放军战士做的功是3×104J；
（3）该直升机对解放军战士做功的功率是6×103W。
15．（1）300Pa；（2）6000J
【详解】解：（1）机器人静止在水平地面上，地面受到的压力
机器人对地面的压强
（2）机器人在水平地面匀速行驶时，水平推力和阻力是一对平衡力，所以
克服阻力做的功
答：（1）机器人对地面的压强为300Pa；
（2）此过程中克服阻力做了6000J的功。
16．（1）5×104Pa；（2）54m3；（3）8×103kg；（4）
【详解】解：（1）AG600下底面受到水的压强
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×5m=5×104Pa
（2）当AG600蓄满水静止在湖面上时，由物体的浮沉条件可知
F浮=G总=(m空+m储)g=(42000kg+12000kg)×10N/kg=5.4×105N
由F浮=ρ水gV排得
（3）飞机的速度
v=36km/h=10m/s
由公式P=Fv可得
飞机匀速滑行时由二力平衡条件可知
f阻=F=0.5G1=2.5×105N
则飞机的总重力
飞机的总质量
则所蓄水的质量
m蓄=m1-m空=5×104kg-4.2×104kg=8×103kg
（4）设所投水加速下落和匀速下落所用时间分别为t1、t2，则下落的高度
h＇=0.6vt1+vt2
则所投水下落过程中重力做功的功率
①
由t1∶t2=5∶3可得
②
将②式带入①式得
答：（1）AG600下底面受到水的压强为5×104Pa；
（2）AG600排开湖水的体积为54m3；
（3）所蓄水的质量为8×103kg；
（4）一次所投的水在下落过程中重力做功的平均功率。
17．（1）1.2×106J；（2）4000N；（3）1650m
【详解】解：（1）根据题意可知，在10s内，牵引力做的功
W=Pt=1.2×105W×10s=1.2×106J
（2）根据题意可知，小轿车匀速运动时，v=30m/s，根据
可得，牵引力为
（3）根据题意和图像可知，汽车从启动到匀速运动之前用了10s时间，行驶的路程为s0=150m，则汽车匀速运动过程中所做的功为
汽车匀速行驶的路程为
汽车行驶的总路程为
答：（1）在10s内，牵引力做了1.2×106J的功；
（2）小轿车匀速运动时，牵引力是4000N；
（3）当汽车牵引力做功7.2×106J时，汽车行驶的总路程为1650m。
18．（1）；（2）1500J
【详解】解：（1）该无人机静止在水平地面时，对地面的压力等于重力
对地面的压强
（2）无人机在5~15s这段时间内，竖直上升距离为
克服重力做的功
答：（1）该无人机静止在水平地面时，对地面的压强为；
（2）无人机在5~15s这段时间内，竖直上升时克服重力做的功。