中考物理二轮复习重难点题型分类汇编与专项突破专题23功和功率的分析与计算试题含解析答案
展开一、单选题
1.2024年5月3日,嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在海南文昌发射场成功发射,并准确进入地月转移轨道。在火箭加速升空的过程中,下列说法正确的是( )
A.嫦娥六号探测器的动能减小,重力势能增大
B.嫦娥六号探测器为参照物,火箭是运动的
C.火箭的惯性越来越大
D.燃料的燃烧后所产生的推力对火箭做了功
2.一定质量的物体在水平拉力的作用下沿同一水平面做直线运动,其路程(s)—时间(t)关系如图所示,下列正确的是( )
A.物体20s时的速度大于8s时的速度
B.0~12s物体所受的拉力大于12s~24s物体所受的拉力
C.0~12s拉力做的功大于12s~24s拉力做的功
D.0~12s拉力做功的功率小于12s~24s拉力做功的功率
3.三位同学准备进行爬楼比赛,看看谁的功率大.他们展开了如下的讨论:
甲:只有测出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度,才能进行比较;
乙:在爬楼的时间相同时,只要测出各自的体重、爬楼的高度,就可以进行比较;
丙:在爬楼的高度相同时,只要测出各自的体重、爬楼的时间,就可以进行比较.
A.甲、乙和丙B.甲和乙C.甲和丙D.乙和丙
4.一位同学用30s从教室一楼走到三楼。他上楼时的功率约为( )
A.1WB.10WC.100WD.1000W
5.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
6.小王推着自行车在水平路面上前进了一段距离,关于该过程中力对自行车做功的说法,正确的是( )
A.重力做了功B.支持力做了功C.推力做了功D.没有力做功
7.2023年5月23日12时30分许,我国13名科考队员成功登顶珠穆朗玛峰,巍巍珠峰再次见证历史!如图所示。在他们从山脚下到峰顶的过程中,体重(含装备)越大的队员一定( )
A.做功越多B.功率越大
C.做功越快D.功率越小
8.现有甲、乙、丙三个质量不同的物体(m甲>m乙>m丙),在相等的恒力F作用下,分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s。如图所示。F在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙,三者大小判断正确的是( )
A.W甲>W乙>W丙B.W甲<W乙<W丙
C.W甲=W乙=W丙D.W甲=W乙<W丙
9.“六•一”期间,小莉和同学们到七星峰旅游时进行了一场登山比赛。下列有关功率的说法正确的是( )
A.用时最短的功率最大B.速度最快的功率最大
C.体重最大的功率最大D.做功最快的功率最大
二、填空题
10.如图所示,小王用弹簧测力计水平拉动木块,使同一木块先后以速度和沿同一水平木板匀速直线滑动相同的距离,且,则第一次木块所受的摩擦力 第二次木块所受的摩擦力;第一次拉力做的功 第二次拉力做的功。(均选填“大于”、“小于”或“等于”)
11.如图甲所示,放在水平地面上的物体在水平推力F的作用下做直线运动。当水平推力为F1时,物体运动的路程与时间关系如图乙所示:当水平推力为F2时,物体运动的速度与时间关系如图丙所示。则F1 F2,若两次推力的功率分别为P1、P2,则P1 P2(两空均选填 “大于”、“等于”或“小于”)
12.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)
13.如图,斜面长L=5m,高h=2m。小华用平行于斜面向上的拉力F,用10s将重为150N的物体从斜面底端匀速拉到斜面顶端,物体沿斜面匀速向上运动时所受摩擦阻力恒为20N。则拉力所做的功为 J,拉力的功率为 W。
14.如图所示,是安装在某种塔式起重机吊臂一侧的滑轮组,某次匀速起吊的物体时,上升,用时,滑轮组的机械效率是,则所做有用功是 J,总功是 J,拉力F的功率是 W。(g取)
15.物体A重5N,如图1,A在水平拉力F1作用下,在水平面从M匀速直线运动到N用时3s;如图2,在A上放置一个钩码,A在水平拉力F2作用下,在另一水平面从Р匀速直线运动到Q用时2s。
(1)在MN,PQ段,A的速度分别为v1、v2,A所受摩擦力分别为f1、f2,则v1 v2,f1 f2;(均选填“>”“=”“<”)
(2)A从M运动到N,F1做的功为 J、功率为 W,A所受重力做的功为 J。
16.王波同学帮父母搬家,现有30捆书籍.每捆书籍的质量都为5kg.王波想尽快将它们搬上10m高处的新家.如图是王波可以提供的用于搬运物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图象.由图可知,为了尽可能快地将这批书籍搬上新家,他每次应搬 捆.若每次下楼时间是上楼时间的一半,则他最快完成搬运任务并返回原地,所用的总时间为 s(g=10N/kg).
17.如图所示,一个物体被水平力F压在竖直墙面时静止,水平力减为F的三分之一时刚好匀速下滑,则静止和匀速下滑时物体受到的摩擦力大小 (选填“相等”或“不相等”),下滑时水平力对物体 (选填“做了”或“不做”)功。
18.如图为游乐园过山车的轨道,过山车从高处滑下的过程中,轨道对车的支持力 (选填“不”或“要”)做功,过山车上的游客都要系好安全带,设计宽而平的安全带是为了 (选填“增大”或“减小”)压强。
19.2022年2月,第24届冬季奥林匹克运动会在北京、张家口举行。如图所示,在冰壶比赛中,运动员将冰壶掷出后,冰壶由于 继续向前运动,此时水平冰面对冰壶的支持力 (选填“做功”或“不做功”)。
三、计算题
20.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。
21.如图所示,小明的质量为60kg,他在30s内完成了10个引体向上,每次重心上升50cm,g取10N/kg。求:
(1)小明所受重力的大小;
(2)完成一个引体向上克服重力做的功;
(3)30s内克服重力做功的功率。
22.跳伞是一项极具挑战的运动,现在越来越受到人们的喜爱。在某次跳伞训练过程中,一体重为500N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下,其速度与时间的关系如图所示,经15s下落210m后,开始做匀速直线运动直至落地,整个过程用时30s,求在这个过程中:
(1)运动员下落的平均速度;
(2)重力做的功;
(3)匀速下降时重力做功的功率。
参考答案:
1.D
【详解】A.在火箭加速升空的过程中,嫦娥六号探测器的质量不变,速度增大,动能增大;高度增大,重力势能增大,故A错误;
B.在火箭加速升空的过程中,嫦娥六号探测器与火箭之间没有位置变化,以嫦娥六号探测器为参照物,火箭是静止的,故B错误;
C.惯性大小只与物体的质量有关,在火箭加速升空的过程中,火箭的质量不变,惯性不变,故C错误;
D.火箭升空时,燃料燃烧后所产生的推力对火箭有向上的力的作用,火箭在推力的方向上通过了距离,所以推力对火箭做了功,故D正确。
故选D。
2.C
【详解】A.由图,12~24s斜率小于0~12s,斜率越大速度越大,故物体20s时的速度小于8s时的速度,故A错误;
B.两段都是匀速直线运动,拉力等于摩擦力,因为压力和粗糙程度没变,所以摩擦力没变,拉力相同,故B错误;
C.0~12s运动距离6m,12~24s运动距离2m,因为拉力相同,根据W=Fs,0~12s拉力做的功大于12s~24s拉力做的功,故C正确;
D.0~12s拉力做的功大于12s~24s拉力做的功,时间相同,根据,0~12s拉力做功的功率大于12s~24s拉力做功的功率,故D错误。
故选C。
3.D
【详解】功率等于功与时间的比值,所以测量时必须测量功和时间两个物理量,而功等于力与物体在力的方向上通过距离的乘积;故比较功率时需要三个量分别是体重、时间、高度;比较时可以用到控制变量法,所以乙丙说法合理,甲的说法也能比较,但说到才能比较,语言不准确,故答案选D.
4.C
【详解】一个学生的质量m=50kg,则一个学生的重力
每一层楼的高度为3m,从一楼走到三楼,上升的高度
他上楼时克服重力做的功
则他上楼时的功率
故选C。
5.B
【详解】A.用力推车没有推动,只有力没有移动距离,人对车没有做了功,故A错误;
B.足球在水平地面上滚动时,重力的方向竖直向下,足球没有重力的方向上通过一定的距离,重力没有对足球做功,故B正确;
C.运动员举起杠铃在空中静止不动,运动员对杠铃有力的作用,但杠铃没有在力的方向上通过一定的距离,运动员没有对杠铃做功,故C错误;
D.学生背着书包在水平路面上行走,背书包的力的方向是向上,书包没有在力的方向上移动距离,所以学生对书包没有做功,故D错误。
故选B。
6.C
【详解】A.重力的方向竖直向下,小王推着自行车在水平路面上前进了一段距离,自行车没有在重力方向运动距离,所以重力没有做功,故A错误;
B.支持力方向竖直向上,小王推着自行车在水平路面上前进了一段距离,自行车没有在支持力方向运动距离,所以支持力没有做功,故B错误;
CD.推力方向沿水平方向向前,小王推着自行车在水平路面上前进了一段距离,自行车在推力方向运动了距离,所以推力做功,故C正确,D错误。
故选C。
7.A
【详解】体重越大,则重力越大,从山脚下到峰顶的过程中,上升的高度相同,则克服重力做功越多,由于不知道做功时间长短,所以无法比较做功的快慢程度和功率的大小,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
8.C
【详解】由题意得,在相等的恒力F作用下,分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s。根据得,F在三种情况下做的功为
故C正确;故ABD错误。
故选C。
9.D
【详解】功率是指物体做功快慢的物理量,做功最快的功率最大。比较功率的大小,需要知道所做的功及所用时间的多少。故ABC错误,D正确。
故选D。
10. 等于 等于
【详解】[1]由于木块对水平木板的压力不变,接触面的粗糙程度不变,所以木块受到的摩擦力不变,即f1=f2。
[2]而木块两次沿同一水平木板匀速直线滑动相同的距离,木块受平衡力作用,所以两次木块受到的拉力和摩擦力大小相等,则两次木块受到的拉力相等,即F1=F2,由W=Fs可得,第一次拉力做的功和第二次拉力做的功相等。
11. 等于 小于
【详解】[1]由图乙可知,物体做匀速直线运动,速度大小为
由图丙可知,物体仍做匀速直线运动,速度大小为 v2=5m/s,物体在水平地面上做匀速直线运动时,所受推力与摩擦力是一对平衡力,大小相等,即F=f,虽然v1
【详解】[1]将50kg的物体匀速举高1m,此过程中对物体做功
[2]对物体做功用时2s,则功率
13. 400 40
【详解】[1]小华拉力做的有用功为
W有=Gh=150N×2m=300J
克服摩擦阻力做的额外功为
W额=fL=20N×5m=100J
则拉力所做的功为总功为
W总=W有+W额=300J+100J=400J
[2]拉力的功率为
14. 3×104 3.75×104 2.5×103
【详解】[1]物体的重力
G=mg=600kg×10N/kg=6000N
滑轮组所做有用功
W有=Gh=6000N×5m=3×104J
[2]由得,滑轮组所做总功
[3]拉力F的功率
15. < > 0.3 0.1 0
【详解】(1)[1]在MN段,A的速度为
在PQ段,A的速度为
则。
[2]A在水平拉力F1作用下做匀速直线运动,由二力平衡可知
A在水平拉力F2作用下做匀速直线运动,由二力平衡可知
则。
(2)[3]F1做的功为
[4] F1的功率为
[5]A只在水平方向运动发生距离,竖直方向没有发生距离,所以A所受重力做的功为0J。
16. 3 450
【详解】由P-m图像可知:当搬运质量为15kg物体时,人用于搬运物体的功率最大,其值为50W;
30捆书籍包,总质量为150kg,每捆书籍的质量是5kg,由于搬运书籍所需要做的总功是一定的,为了尽可能快地将这批书籍搬上新家,要求人始终在最大功率(输出)状态下工作,因此每次应搬运质量15kg的书籍,即他每次应搬3捆.
每次搬运的书籍的重力:;
重力做的功:;
每次上楼所用的时间:;
每次下楼所用的时间:,
则一个来回需要的时间:,
总共有30捆书籍,1次搬3捆,所以,要完成搬运任务需要10个来回,则他最快完成搬运任务并返回原地所用的总时间:
17. 相等 不做
【详解】[1]物体被水平力F压在竖直墙面时静止时,物体处于平衡状态,由二力平衡知识可知,物体受到摩擦力等于物体的重力;水平力减为F的三分之一时,刚好匀速下滑,物体仍处于平衡状态,由二力平衡知识可知,物体受到摩擦力等于物体的重力;所以物体静止和匀速下滑时,受到的摩擦力大小相等。
[2]下滑时,物体向下运动,水平力的方向向左,由于在力的作用下,沿力的方向运动一段距离,力才对物体做功,所以水平力对物体不做功。
18. 不 减小
【详解】[1]过山车从高处加速滑下的过程中,轨道对车有支持力作用,但支持力方向与物体运动方向垂直,即车没有在支持力的方向上移动距离,所以轨道对车的支持力不做功。
[2]过山车上的游客都要系好安全带,设计宽而平的安全带,为了在压力一定时,增大受力面积来减小压强。
19. 惯性 不做功
【详解】[1]一切物体都具有保持原来运动状态的性质,这种性质兼作惯性,运动员将冰壶掷出后,冰壶由于惯性继续向前运动。
[2]冰壶运动过程中,水平冰面对冰壶的支持力竖直向上,冰壶在水平面上运动,冰壶没有在支持力的方向上移动距离,因此支持力不做功。
20.(1);(2)35W;(3)200J
【详解】(1)箱子对水平地面的压强
(2)拉力做功
拉力做功功率
(3)所做的有用功
克服摩擦力做功
答:(1)箱子对水平地面的压强为2.5×103Pa;
(2)上移过程中拉力做功的功率为35W;
(3)箱子克服木板摩擦力所做的功为200J。
21.(1)600N;(2)300J;(3)100W
【详解】解:(1)小明所受的重力为
G=mg=60kg×10N/kg=600N
(2)完成一个引体向上克服重力做的功为
W=Gh=600N×0.5m=300J
(3)30s内克服重力做的功为
W总=10W=10×300J=3000J
30s内克服重力做功的功率为
答:(1)小明所受重力为600N;
(2)完成一个引体向上克服重力做的功为300J;
(3)30s内克服重力做功的功率为100W。
22.(1)10m/s;(2)1.5×105J;(3)3×103W
【详解】解:(1)由题可知,运动员在0~15s下落的路程为s前=210m,由图象可知,15s后运动员以6m/s的速度做匀速直线运动,则运动员在15~30s通过的路程为
s后=vt后=6m/s×15s=90m
运动员通过的总路程为
s=s前+s后=210m+90m=300m
总时间为t=30s,则整个过程中运动员下落的平均速度
(2)运动员下落的高度为
h=s=300m
重力做的功
W=Gh=500N×300m=1.5×105J
(3)匀速下降时,重力做功的功率
答:(1)运动员下落的平均速度为10m/s;
(2)重力做的功为1.5×105J;
(3)匀速下降时重力做功的功率为3×103W。
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