2023年中考物理真题分类汇编-专题11 功、功率、机械效率

专题11 功、功率、机械效率

考点1  功

1．（2023江苏连云港）下列有关功的说法正确的是（    ）

A．用力推车没有推动，人对车也做了功

B．足球在水平地面上滚动时重力对足球没有做功

C．运动员举起杠铃在空中静止不动时对杠铃做了功

D．学生背着书包在水平路面匀速前进时对书包做了功

2．（2023湖北随州）在上周的自主复习中物理课代表建议大家“回归课本”，如图是课本上的原图，针对图中情境增加条件拓展科学思维：小强用100N的力斜向上拉着总重为500N的小车使小车在水平路面上匀速前进了10m用了10s。下列说法中正确的是（　　）

A．这一过程中地面对小车的摩擦力一定是100N

B．这一过程中100N的拉力对小车做的功一定是1000J

C．这一过程中小车的速度为1m/s

D．这一过程中小车对地面的压力一定等于500N

3．（2023山西）图是小伟同学在单杠上做引体向上时的情景，每次引体向上身体上升的高度为0.6m，求解下列问题。（小伟的质量为50kg，g取10N/kg）

（1）引体向上前小伟先进行了热身训练，他绕操场跑了600m用时5分钟，他热身运动的平均速度；

（2）小伟完成1次引体向上克服重力做的功；

（3）小伟做完引体向上运动后，双脚稳稳地站在水平地面上，请你估算他此时对地面的压强。

4.（2023四川成都）小尚同学勤于思考，热爱探究，下面是他在探究中遇到的两个问题，请完成相关计算。

（1）小尚听爸爸说，家里的电动汽车正常行驶10km消耗的电能约为1度（）。他认为由此可以测算出电动汽车的牵引力，依据模型思想，他将问题简化为：汽车行驶10km，牵引力做功，求牵引力的大小；

（2）被测物体A置于坚固的水平台上，实验小桌放在物体A上，小桌与A的接触面积为（即A的受力面积）。往实验小桌上的沙盘里缓慢添加细沙，直到将被测物体A压坏，测得小桌、沙盘和细沙的总重为5N，求物体A能承受的最大压强。

5．（2023四川达州）A、B两个圆柱形容器按如图所示的方式放置在水平地面上，容器的厚度忽略不计，A容器自重300N，底面积为0.6m2，装有深度为20cm的水，B容器底面积为0.8m2。（g取10 N/kg，ρ水=1×103kg/m3）

（1）求A容器中水的重力；

（2）从A容器中抽出质量为m的水倒入B容器，A容器对B容器A底部刚好无压力，求m的值；

（3）在（2）小题的基础上，向B容器另外加入80kg水（水不溢出），当A容器静止时，求B容器中的水对A容器所做的功。

考点2  功率

6.（2023天津）第七届世界智能大会于2023年5月18日在天津开幕，大会上展示了可穿戴的“外骨骼”机器人。参观者戴上该设备，轻松地将50kg的物体匀速举高1m，用时2s，此过程中对物体做功______J，功率为______W。（g取10Nkg）

7．（2023四川内江）如图是当今世界上最新研发的“侦探猎犬”超音速汽车，最大车速能达到1.6×103km/h，它创造了短期内无法超越的世界纪录。在某次测试中，该超音速汽车以1.26×103km/h的速度在水平轨道上匀速直线行驶时，汽车受到水平方向的阻力为1.8×105N，求在这次测试中：

（1）汽车受到水平方向的牵引力；

（2）汽车牵引力的功率。

8．（2023四川自贡）为保家卫国，加强国防建设，我国自主研制了一款两栖坦克，坦克发动机最大功率为440kW，满载时质量是24t，在野外陆地的最大速度是60km/h，在水中的最大速度是14km/h。已知，，请完成下列问题：

（1）坦克满载在水中行进时，排开水的体积是多少？

（2）坦克每条履带与地面的接触面积是2m2，满载时对水平地面的压强多大？

（3）在某次演习中，坦克以最大功率在水中行驶10min，发动机所做的功是多少？

考点3  机械效率

9．（2023江苏连云港）下列关于机械效率的说法正确的是（    ）

A．越省力的机械，机械效率越高

B．做功越快的机械，机械效率越高

C．所做有用功越多的机械，机械效率越高

D．有用功与总功的比值越大的机械，机械效率越高

10．（2023新疆）使用如图所示的滑轮组匀速提升重力不同的物体时，除了动滑轮的重力导致的额外功外，其他因素导致的额外功与总功之比为一定值。已知动滑轮的重力为1.0N，绳子能够承受的最大拉力为50N。当匀速提升重为9.0N的物体时，滑轮组的机械效率为81%，则使用该滑轮组匀速提升物体时的机械效率的最大值为（　　）

A．90% B．89% C．88% D．87%

11．（2023重庆）在美丽乡村建设的工地上，如图所示，工人借助动滑轮用250N的拉力，将450N的重物匀速提升2m，用时10s。则（　　）

A．重物上升的速度为0.4m/s

B．动滑轮做的有用功为1000J

C．工人的拉力的功率为90W

D．动滑轮的机械效率为90%

12．（2023湖南岳阳）小明学习了滑轮知识后，利用滑轮设计了一个升降装置，如图所示。在爸爸的帮助下，通过它把一个重为100N的物体从地面提升到9m高的阳台上，所用拉力F为60N，用时10s，关于提升过程描述正确的是（　　）

A．做的有用功为900J B．拉力F做功的功率为54W

C．机械效率为60% D．用升降装置可以省功

13．（2023四川达州）搬运工人为了将笨重的物体装进汽车车厢，常使用如图所示的装置把物体从斜面底端匀速推上顶端，已知斜面长5m，高2m，物体重1000N，沿斜面向上的推力为500N，则下列判定不正确的是（　　）

A．物体在斜面上运动的过程中受3个力的作用，合力为0

B．推力所做的功是2500J

C．斜面的机械效率为80%

D．物体受到斜面的摩擦力为100N

14．（多选）（2023天津）在测量滑轮组机械效率的实验中，用如图所示的滑轮组先匀速提升重为是G1的物体，额外功与有用功之比为1︰3；再匀速提升重为G2的物体。先后两次绳子自由端的拉力之比为2︰5。若不计绳重和摩擦，则（　　）

A．

B．

C．先后两次滑轮组的机械效率之比为3︰4

D．先后两次滑轮组的机械效率之比为5︰6

15．（多选）（2023四川成都）如图甲所示装置，小欢用力F向下拉绳子，使物体M在水平地面匀速移动，地面ab、bc粗糙程度不同。物体M重为400N，动滑轮重为5N，ab=2m，bc=3m。物体M从a点到c点过程中，拉力F与M移动距离的关系如图乙，不考虑物体大小对运动的影响，忽略绳子重力及滑轮转轴摩擦，对此过程的分析，下列结论正确的是（    ）

A．绳子自由端移动的距离为15m

B．拉力F做的功为840J

C．拉力F在ab段做的额外功等于在bc段做的额外功

D．物体从ab段到bc段，滑轮组的机械效率变大

16．（2023四川内江）如图所示，将重力为10N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端。若斜面长L为1m，斜面高h为0.3m，拉力F为4N，拉力的功率为2W，则此过程中，斜面的机械效率是________%，物体从斜面底端运动到斜面顶端所用的时间是_______s。

17．（2023山东泰安）用如图所示的滑轮组在10s内将200N的重物匀速提升3m，滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和摩擦，拉力F的功率为_________W。

18．（2023重庆）如图所示，是小智同学在劳动实践基地体验的场景。他用的拉力将重的重物匀速提升，用时，此过程中重物上升的速度为______，滑轮组的机械效率为______。

19．（2023江苏连云港）重450N的箱子，在20N水平推力的作用下，沿水平路面做匀速直线运动，地面对箱子的支持力大小为__________N，箱子受到的阻力大小为________N。如果用如图所示的滑轮组匀速提升该箱子，拉力F=250N，滑轮组的机械效率为____________。箱子以0.1m/s的速度匀速上升的过程中，拉力的功率为__________W。

20．（2023四川达州）某校科技小组设计了如图所示的装置来探究浮力和机械效率的相关问题，B是放置在水平桌面上的盛水玻璃杯，总重力为30N，与桌面的接触面积为25cm2，A物体重力为50N，体积为1.25×10-3m3，当物体A浸没在水中匀速上升时，该装置的机械效率为75%，则物体完全拉出水面后（物体不吸水、不沾水），B容器对水平桌面的压强变化了__________Pa，该装置的机械效率变为__________。（不计绳重、摩擦和水的阻力，g取10 N/kg，ρ水=1×103kg/m3）

21．（2023湖南怀化）提高机械效率能够充分发挥机械设备的作用，一组同学在“测量滑轮组的机械效率”实验中，实验测得的数据如表所示。

（1）实验中应尽量竖直向上______（选填“匀速”或“加速”）拉动弹簧测力计；

（2）计算出第3组实验的有用功______J，机械效率是______（结果精确到0.1%）；

（3）分析比较第1、2、3次实验数据可以判定，使用同一个滑轮组提升物体时，被提升的物体越重，滑轮组的机械效率______（选填“越高”或“越低”或“不变”）；分析比较第3、4次实验数据可得，机械效率与物体上升的高度______（选填“有关”或“无关”）。

22．（2023山东枣庄）提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用，对节能减排、提高经济效益有重要的意义。某科技创新小组根据生活经验和客观事实，对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想：

猜想I：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关

猜想Ⅱ：滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关

猜想Ⅲ：滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关

根据猜想，运用如图甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究，测得的实验数据如下表所示。

（1）实验时应沿竖直方向__________缓慢向上拉动弹簧测力计；

（2）分析表中数据可知：第3次实验是利用了图__________的装置完成的，它的机械效率η=__________；

（3）比较2、4两次实验数据，可验证猜想I是__________（选填“正确”或“错误”）的；

（4）通过比较__________（填实验序号）两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高；

（5）通过比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率__________。

23．（2023湖北随州）生活中有些低层建筑没有电梯，房屋装修时聪明的工人常用滑轮组提升沙石等物料。如下图，物料及桶总质量为60kg，工人质量为80kg，工人的双脚与水平地面接触面积为400cm2，某段时间内工人将物料及桶缓缓匀速提升了3m。不计滑轮组和绳的重量及绳与轮之间的摩擦。图中拉力的方向近似认为是竖直方向，g取10 N/kg。求：

（1）工人拉绳子的力是多大？

（2）这段时间内工人提升物料及桶做了多少功？

（3）这段时间内工人对地面的压强是多少？

24．（2023江苏苏州）如图甲所示，重500N、底面积为0.2m2的箱子放在水平地面上。现用一块直木板将该箱子匀速拉上平台（图乙）。已知拉力为350N，箱子沿板移动了2m，升高1m，用时20s。求：

（1）箱子对水平地面的压强；

（2）上移过程中拉力做功的功率；

（3）箱子克服木板摩擦力所做的功。

25．（2023安徽）如图，一固定斜面顶端装有定滑轮，为测量该装置提升物体时的机械效率，用弹簧测力计连接细绳，跨过定滑轮将重为6N的物体沿斜面向上匀速拉动0.6m，物体上升的高度为0.3m，弹簧测力计的示数为4N。求此过程中。

（1）做的有用功；

（2）该装置的机械效率。

26．（2023四川广元）如图所示，某工人利用滑轮组将一个工件沿水平地面匀速拉动到加工点。拉动过程中，工人对绳的拉力始终沿竖直方向，工人双脚始终与水平地面接触且接触面积为。工人对地面的压强为；此工人的质量为70kg，两个动滑轮的质量共为10kg，绳重、绳与滑轮之间的摩擦均忽略不计，g取10N/kg。求：

（1）工人的手对绳的拉力大小；

（2）工件移动过程中，地面对工件摩擦力的大小；

（3）滑轮组在此次工作中的机械效率。

27．（2023四川南充）某人始终双脚站在地上，用滑轮组从水池底匀速提起实心圆柱体A，如示意图甲。A从离开池底到刚要离开水面的过程中，其底面受到水的压强与时间关系PA-t如图乙。A从刚离开池底到拉出水面并继续向上运动的过程中，人对地面的压强与时间关系P人-t如图丙。A未露出水面之前装置的机械效率为η1；A离开水面后装置的机械效率为η2。已知人的质量为60kg，人双脚站地时，与地面的接触面积为500cm2，A的底面积为200cm2，η1∶η2=15∶16，ρ水=1.0×103kg/m3。不计摩擦和绳重及水的阻力，g=10N/kg，A不吸且不溶于水，A底部与池底不密合，忽略液面高度变化，图甲中①②③④段绳均竖直。

（1）求池水深度和A的上升速度；

（2）求A的高度和未露出水面受到的浮力；

（3）求A未露出水面前人对绳的拉力和A全部露出水面后人对绳的拉力；

（4）求动滑轮的重力。