2023年中考物理二轮复习高频考点训练——功率的计算（答案）考试试卷

2023年中考物理二轮复习高频考点训练——功率的计算（含答案）
1．一款无人驾驶汽车在测试时以72km/h的速度，在平直的公路上匀速行驶了4.5km，消耗汽油1kg，汽油机的效率为30%，废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的热量的42%，那么，在这段行驶过程中，(J/kg )求：
(1)在1标准大气压下，假如这些废气带走的能量全部被质量50kg、温度为20的水吸收，水温能升高到多少摄氏度
(2)汽车在上述路段行驶时，发动机的输出功率为多少kW
2．如图所示是高速公路入口处的ETC通道示意图。现有一辆总质量为1500kg的轿车（车长忽略不计），正以36km/h的速度驶向ETC通道，轿车通过ETC通道时，需要在收费站中心线前方10m处减速到18km/h，然后，保持匀速运动到达收费站中心线后，再加速离开收费站中心线。取g=10N/kg。则
(1)轿车通过ETC通道的匀速行驶区间所用的时间是多少s？
(2)如果轿车在匀速运动时，受到的阻力是车重的0.4倍，那么，轿车在匀速运动过程中牵引力做功的功率是多少W？
3．如图所示，水平地面上M点有一质量为60kg的箱子，现用水平向左的推力将箱子沿直线匀速推至N点，所用时间30s，MN间的距离为15m（g=10N/kg）。求：
(1)箱子所受的重力；
(2)箱子运动的速度；
(3)若箱子在运动过程中所受阻力为自身重力的0.2倍，则从M点推至N点的过程中推力对箱子做功的功率。
4．如图甲，用电动叉车搬运重为5000N的货物，从A点水平移动到B点，用时20s；然后从B点匀速提升到C点，又用时5s,搬运过程中货物始终水平放置，各点间距离如图乙所示 求
(1)叉车在AB段的平均速度
(2)叉车在AB段对货物的支持力做的功。
(3)叉车在BC段对货物做功的功率。
5．小华到商厦看到载货电梯后，对其结构和工作原理产生了浓厚的兴趣，他通过查阅资料了解到，电梯是通过电动机带动钢丝绳，利用滑轮组来提升货物，其机械部分结构如图甲所示，某次工作电梯在25s内将质量为500 kg的重物匀速提升15m，电动机对钢丝绳的拉力为F＝3×103N，为了安全，电梯设置有超载自动报警系统，其控制电路工作原理如图乙所示，已知电源电压U＝8V，保护电阻R1＝100Ω，电阻式压力传感器（压敏电阻）R2的阻值随压力F大小变化如图丙所示，求：
(1)提升物体的有用功率；
(2)滑轮组的机械效率；
(3)当电流表示数达到20 mA时，电梯会发出超载警报声，该电梯承载的物重应小于多少N？
6．平衡车是一种新兴的代步工具，深受年轻人的喜爱。周末，质量为62kg的小文同学骑平衡车去距家3.6km的公园游玩，经过18min到达公园当她站立在平衡车上保持静止时，车轮与水平地面的总接触面积为4×10-3m2，下表为某品牌平衡车的主要参数。（g取10N/kg）求
(1)她从家到公园的平均速度是多少千米每小时
(2)她站立在平衡车上静止时对水平地面的压强是多少
(3)返程时，小文以最高车速从公园行驶到家，电动机提供的牵引力为120N，则牵引力的功率是多少
平衡车
电动机额定功率 700W
净重 14kg
最高车速 18km/h
7．如图所示，是我国建造的世界首座半潜式圆筒型海洋生活平台“希望7号”出海试航。若在试航中“希望7号”平台的排水量（排开水的质量）为2.5×104t，以5m/s的速度匀速直线航行5km，航行中所受阻力为重力的0.02倍，取g=10N/kg，燃油的热值q燃油=4×107J/kg。求：
(1)平台受到的浮力是多大？
(2)平台所受牵引力的功率是多大？
(3)若平台燃油机动力系统效率为25%，则该试航过程至少需要燃烧的燃油质量是多少？
8．如图是一种手扶式滚刷扫雪机，它能轻巧灵活地清打道路上的积雪，其部分技术参数如下表。（g取10N/kg）
自身质量 150kg
不扫雪时行驶功率 300W
扫雪时总功率 3kW
最大行驶速度 1m/s
(1)扫雪机静止在水平地面上，它与地面接触的总面积为400cm2，求其对地面的压强；
(2)扫雪机不扫雪时，在道路上以最大速度匀速直线行驶，求其所受阻力；
(3)扫雪机以最大行驶速度扫雪900m，消耗燃油0.3kg，求扫雪机的效率。（燃油热值取q＝4.0×107J/kg）
9．如图所示，是最新一款无人驾驶汽车。该车以20m/s的速度在一段平直的公路上的速行了8km，消耗汽油1.2kg。汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中，求：（q汽油=4.5×107J/kg）
(1)该汽车发动机做的有用功是多少
(2)该汽车的输出功率为多少
(3)该汽车在以此速度行驶的过程中，受到的阻力多大
10． 电梯为居民出入带来很大的便利，小明家住6楼，每层楼高3m，放学后，乘电梯回家：
(1)电梯在20s内将小明送到家，在此过程中，电梯上升的平均速度是多少？
(2)已知小明的体重为500N，电梯对小明做功的功率为多少？
(3)如图是一种电梯的结构示意图。A为电梯厢，B为动滑轮，绕过滑轮的钢丝绳一端固定在楼房顶层，另一端通过电动机提供拉力，C为配重。在电动机拉力作用下电梯厢能在电梯井中沿竖直通道上下运行。某次运行中，电梯将总质量为180kg的小明一家人送回家时，电动机拉力F为6000N。（不计钢丝绳、滑轮重及摩擦） 在此过程中，电梯的机械效率是多少？
11．北京2022年冬奥会成功申办，雪上运动越来越受到人们的喜爱，如图是一款雪地摩托车，其净质量为，静止时与地面接触的总面积为500cm2，当其以最大功率在水平雪地上匀速直线行驶时，最高速度可达。（汽油热值为，取求：
(1)雪地摩托车载着质量为的人静止时，对水平地面的压强为多大？
(2)该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶时，所受阻力为多大？
(3)若该车发动机为汽油机，效率为，则该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶，需要多少千克汽油？
12．中国破冰船“雪龙号”自身质量为104t，满载时总质量为2×104t，在普通海域最大航速为36km/h，在1m厚的冰层破冰时最大航速为1m/s，（g=10N/kg）。求：
(1)“雪龙号”满载时所受的浮力；
(2)破冰时，船头的一部分压在冰面上，利用巨大的压强使冰层破裂，若船头压在冰面上的受力面积是10m2，冰面受到的压力是破冰船满载时总重的0.1倍，船对冰面的压强；
(3)若破冰船在1m厚的冰层破冰时，以最大航速前进时的功率为1.5×107W，则此时破冰船的牵引力。
13．如图所示，为我国自主研发的新一代智能汽车，该汽车具有自动加速、刹车和避障等功能，已知汽车空载质量为1000kg，最大载重为500kg，静止时轮胎与水平地面的总接触面积为0.1m2，不考虑外界因素影响，汽车行驶时受到的阻力为汽车总重的0.05倍，如图所示，是汽车满载并以恒定功率行驶时的速度与时间图像，g取10N/kg，求：
（1）汽车在10~20s内通过的路程；
（2）空载的汽车静止在水平地面时对地面的压强；
（3）汽车满载时行驶的恒定功率。
14．如图所示组合机械，配重M的质量为150kg，底面积为50cm2，将M用绳系在杠杆AOB的B端，杠杆的支点为O点（固定不动），OA：OB＝5：3。在杠杆的A端悬挂一滑轮组，定滑轮重150N，动滑轮重90N，当工人利用滑轮组提升重力为210N的物体N以0.4m/s的速度匀速上升时，杠杆在水平位置平衡。杠杆与绳的重量、滑轮转轴的摩擦均不计，求：
（1）滑轮组的机械效率为多少？
（2）工人对滑轮组拉力的功率为多少？
（3）配重M对的水平地面的压强为多少？
15．如图所示，工人师傅用150N的拉力，使重为1000N的物体以0.2m/s的速度在地面上沿水平方向做匀速直线运动，已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍。不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦。求：
（1）工人师傅拉力的功率；
（2）动滑轮的重；
（3）若物重增大到2000N，则滑轮组的机械效率是多少？
16．随着科技的发展，低碳环保电瓶车的出现极大地方便了人们的出行。一天，小明的妈妈驾驶电瓶车送小明上学。假设小明的妈妈驾驶电瓶车是匀速行驶的，电瓶车的牵引力恒为100N，从家到学校的路程是1.5km，用时5min。求：
（1）电瓶车行驶的速度是多少m/s；
（2）电瓶车受到地面的摩擦力；
（3）电瓶车牵引力的功率。
17．我国首款大型水陆两栖飞机如图所示，该飞机蓄满水后总质量60吨，为检测飞机性能， 先后进行了模拟灭火和水面滑行测试。在灭火测试中：飞机盘悬在火场上方200m处，将所蓄水分次投下，每次投水200kg，用时20s到达地面。在水面滑行测试中：飞机在水平面上以10m/s的速度沿直线匀速滑行了60s，若飞机发动机牵引力的总功率始终保持2.5×106W。（ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）求：
（1）飞机蓄满水静止在水面上时排开水的体积；
（2）每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率；
（3）飞机在水面沿直线匀速滑行时，飞机所受的牵引力。
18．最近几年我国大力发展新能源汽车。一辆质量为1.68t的氢燃料新能源汽车行驶在一段斜坡路上，从坡底以18km/h的速度匀速行驶2min到达高为100m的坡顶，行驶过程中汽车的输出功率保持56kW不变。求：（g取10N/kg，氢的热值为平）
（1）汽车的牵引力是多大？
（2）斜坡的机械效率是多大？
（3）若汽车发动机的热机效率为50%，则全程共消耗多少克氢燃料？
19．疫情期间，武汉、上海等地的多家医院利用机器人开展消毒、送餐、送药等。如图甲所示，若一个机器人在一次送餐时，1min内在水平地面沿直线匀速移动了30m，它的总质量为50kg，它与水平地面接触的总面积为100cm2求：
（1）若用方框表示机器人，请在图乙中画出机器人对水平地面的压力示意图。
（2）机器人对地面的压强为多少？
（3）机器人匀速移动时，电动机的驱动力功率为90W，则机器人所受的阻力为多少？
20．玉林市坚持绿色发展的城市发展理念，现全市已有新能源汽车5000辆左右；如图甲所示，小东开着某电动汽车进行测试，在平直公路上以恒定功率100kW从静止开始运动，经10s后恰好达到最大速度，接着匀速运动20s后关闭发动机，滑行一段路程后停下；其v-t图象如图乙所示，已知小东的质量为50kg，电动汽车质量为2t，轮胎与地面的总接触面为100cm ；电动汽车在平直公路上运动时受到的阻力恒为4000N；求：
（1）小东开着电动汽车在水平地面行驶时对地面的压强；
（2）整个过程中，汽车动力做的功；
（3）汽车运动的最大速度。
参考答案：
1．(1)100；(2) 60kW
【详解】(1) 1kg汽油完全燃烧放出的热量
水吸收的热量为
水升高的温度
1标准大气压下水的沸点是100，故温度为20的水吸收这些热量后，水温能升高到100C。
(2)汽油机的效率为30%，则汽油机对汽车做的有用功
J
汽车在平直的公路上匀速行驶时间
则汽车发动机的输出功率为
答：(1)在1标准大气压下，假如这些废气带走的能量全部被质量50kg、温度为20的水吸收，水温能升高到100；
(2)汽车在上述路段行驶时，发动机的输出功率为60kW。
2．(1)2s；(2)3×104W
【详解】(1)汽车的速度
v=18km/h=5m/s
由图可知汽车匀速行驶的路程是10m，通过ETC通道的匀速行驶区间所用的时间
(2)轿车在匀速运动时，受到的阻力和牵引力是平衡力，由二力平衡条件得到牵引力
F=f=0.4G=0.4mg=0.4×1500kg×10N/kg=6000N
在匀速运动过程中牵引力做功的功率
Fv=6000N×5m/s=3×104W
答：(1)轿车通过ETC通道的匀速行驶区间所用的时间是2s；
(2)轿车在匀速运动过程中牵引力做功的功率是3×104W。
3．（1）；（2）；（3）60W
【详解】(1)箱子受到的重力
(2)箱子运动的速度
(3)箱子所受阻力
箱子向左匀速直线运动，由二力平衡可得推力的大小
推力做的功
推力做功的功率
答：(1)箱子所受的重力是600N；
(2)箱子运动的速度是；
(3)推力对箱子做功的功率是60W。
4．(1)2m/s；(2)0J；(3)1500W
【详解】(1)叉车在AB段的平均速度为∶
(2)由于在AB段，叉车对货物的支持力是竖直向上的，移动距离沿水平方向，力的方向与距离的方向垂直（或沿力的方向没有移动距离），故此过程中支持力不做功，为0J
(3)在BC段，支持力做的功为∶
BC段叉车对货物做功的功率为∶
5．(1) 3×103W； (2) 55.6%； (3) 8000N
【详解】(1)电动机做的有用功
W有＝Gh＝mgh＝500kg×10N/kg×15m＝7.5×104J
提升物体的有用功率为
(2)由图可知，n＝3，则拉力端移动的距离
s＝3h＝3×15m＝45m
拉力做的总功
W总＝Fs＝3×103N×45m＝1.35×105J
滑轮组的机械效率
(3)当电流为20mA时，电路中的总电阻为
因为电阻R1和压敏电阻R2串联，所以压敏电阻的阻值为
R2＝R﹣R1＝400Ω﹣100Ω＝300Ω
根据丙图可知，当压敏电阻R2的阻值为300Ω时，电阻式压力传感器受到的压力为8000N；所以当电流表示数达到20mA时，电梯会发出超载警报声，该电梯承载的物重应小于8000N。
答：(1)提升物体的有用功率为3×103W；
(2)滑轮组的机械效率是55.6%；
(3)当电流表示数达到20 mA时，电梯会发出超载警报声，该电梯承载的物重应小于8000N。
6．(1)12；(2)；(3)600W
【详解】(1)根据速度公式可知，她从家到公园的平均速度为
(2)她站立在平衡车上静止时对水平地面的压力为
则对水平地面的压强为
(3)小文以最高车速v=18km/h=5m/s从公园行驶到家，由功率计算公式可知，则牵引力的功率为
答：(1)她从家到公园的平均速度是12千米每小时；
(2)她站立在平衡车上静止时对水平地面的压强是；
(3)牵引力的功率是600W。
7．(1)2.5×108N；(2)2.5×107W；(3)2.5×103kg
【详解】解：(1)平台的排水量为
m排=2.5×104t=2.5×107kg
根据阿基米德原理可知，平台受到的浮力
F浮=G排=m排g=2.5×107kg×10N/kg=2.5×108N
(2)平台在水中漂浮，则平台的重力
G=F浮=2.5×108N
平台航行时所受的阻力
f=0.02G=0.02×2.5×108N=5×106N
根据二力平衡条件可得，平台所受的牵引力
F牵=f=5×106N
牵引力做的功
W有用=F牵s=5×106N×5×103m=2.5×1010J
所用时间
牵引力做功的功率
(3)由可得燃油完全燃烧放出的热量
由Q放=mq可得需要燃烧燃油的质量
答：(1)平台受到的浮力是2.5×108N；
(2)平台所受牵引力的功率是2.5×107W；
(3)该试航过程至少需要燃烧的燃油质量是2.5×103kg。
8．(1)37500Pa；(2)300N；(3)22.5%
【详解】解：(1)扫雪机静止在水平地面上时对地面的压力
F＝G＝mg＝150kg×10N/kg＝1500N
则对地面的压强
p＝＝＝37500Pa
(2)因为
P＝＝＝Fv
所以扫雪机不扫雪时，在道路上以最大速度匀速直线行驶时的牵引力
F牵＝＝＝300N
扫雪机在道路上匀速直线行驶，所以其所受阻力为
f＝F牵＝300N
(3)扫雪机以最大行驶速度扫雪时的牵引力
F牵′＝＝＝3000N＝3×103N
则扫雪机做的功
W＝F牵′s＝3×103N×900m＝2.7×106J
0.3kg燃油完全燃烧放出的热量
Q放＝m′q＝0.3kg×4.0×107J/kg＝1.2×107J
则扫雪机的效率
η＝×100%＝×100%＝22.5%
答：(1)扫雪机静止在水平地面上，对地面的压强37500Pa；
(2)扫雪机不扫雪时，在道路上以最大速度匀速直线行驶，其所受阻力300N；
(3)扫雪机以最大行驶速度扫雪900m，扫雪机的效率22.5%。
9．（1）1.62×107J；（2）4.05×104W； （3）2025N
【详解】解：（1）汽油完全燃烧放出的热量为
发动机的有用功
（2）汽车走的路程为
汽车运动的时间
汽车的输出功率
(3)由得
由于汽车是匀速行驶的，可得二力平衡
答：(1) 该汽车发动机做的有用功是；
(2) 该汽车的输出功率为；
(3) 受到的阻力。
10．(1)；(2)；(3)
【详解】解：(1)一楼到六楼，升高的高度为5个楼高
电梯上升的平均速度
(2)电梯对小明做功的功率为
(3)由图可知动滑轮上有2段钢丝绳，则钢丝绳移动的距离为
拉力做的总功为
小明一家人总重力为
拉力做的有用功为
则电梯的机械效率为
答：(1)电梯上升的平均速度是。
(2)电梯对小明做功的功率为。
(3)在此过程中，电梯的机械效率是。
11．(1) ；(2) ；(3)9kg
【分析】(1)已知雪地摩托的净质量为，载着质量为的人静止时在水平地面上，得出其总质量，根据求出其总重，其静止时对水平地面的压力等于重力；已知静止时与地面接触的总面积，根据求出静止时对水平地面的压强。
(2)已知雪地车匀速行驶的速度，根据可得所受牵引力，根据二力平衡的条件得出所受阻力。
(3)由可得该车以的输出功率行驶所做的功，根据求出需要的汽油。
【详解】解：(1)雪地摩托车的总质量
静止时对水平地面的压力
静止时对水平地面的压强
(2)该雪地车匀速行驶的速度
根据可得，所受牵引力
因匀速直线行驶时，所受阻力等于牵引力
(3)由可得，该车以的输出功率行驶所做的功
因
需要的汽油
答：(1)雪地摩托车，对水平地面的压强为；
(2)该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶时，所受阻力为；
(3)该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶，需要9kg汽油。
12．(1)2×108N；(2) 2×106Pa；(3) 1.5×106N
【详解】解：(1)漂浮时，浮力等于重力，“雪龙号”满载时所受的浮力
(2)冰面受到的压力
船对冰面的压强
；
(3)由可得，冰船的牵引力
答：(1)“雪龙号”满载时所受的浮力是；
(2)船对冰面的压强是2×106Pa；
(3)若破冰船在厚的冰层破冰时，以最大航速前进时的功率为，则此时破冰船的牵引力是。
13．（1）200m；（2）1×105Pa；（3）1.5×104W
【详解】解：（1）由图可知，汽车在10~20s内匀速直线运动，通过的路程
s=vt=20m/s×10s=200m
（2）空载的汽车静止在水平地面时对地面的压力
F1=G车=m车g=1000kg×10N/kg=10000N
空载的汽车静止在水平地面时对地面的压强
=1×105Pa
（3）汽车满载时总重力
G总=m总g=(1000kg+500kg)×10N/kg=1.5×104N
汽车行驶时受到的阻力为
f=0.05 G总=0.05×1.5×104N=750N
汽车匀速运动时受到的牵引力和阻力是平衡力，牵引力
F=f=750N
汽车满载时行驶的恒定功率
=Fv=750N×20m/s=1.5×104W
答：（1）汽车在10~20s内通过的路程是200m；
（2）空载的汽车静止在水平地面时对地面的压强是1×105Pa；
（3）汽车满载时行驶的恒定功率是1.5×104W。
14．(1)70%；(2)120W；(3)105Pa
【详解】解：（1）根据图示可知
则拉力
滑轮组的机械效率
（2）当物体N以0.4m/s的速度匀速上升时，绳子的速度为
工人对滑轮组拉力的功率为
（3）当物体匀速上升时，作用在杠杆A端的力
由杠杆平衡条件可得
即
配重M对的水平地面的压力为
配重M对的水平地面的压强为
答：（1）滑轮组的机械效率为70%；
（2）工人对滑轮组拉力的功率为120W；
（3）配重M对的水平地面的压强为105 Pa。
15．（1）60W；（2）100N；（3）80％
【详解】解：（1）该滑轮组动滑轮上有两段绳子承载，整个过程克服摩擦力做功。绳端移动的速度
拉力做功的功率
（2）根据F=，动滑轮重力为
G动=nF-f=nF-0.2G=2×150N-0.2×1000N=100N
（3）若物重增大到2000N，则此时物体与地面之间的摩擦力
绳端拉力
滑轮组的机械效率
答：（1）工人师傅拉力的功率为60W；
（2）动滑轮重力为100N；
（3）滑轮组的机械效率为80％。
16．（1）5m/s；（2）100N；（3）500W
【详解】解：（1）电瓶车的速度
（2）因为电瓶车匀速行驶，由二力平衡可知，电瓶车受到地面的摩擦力
（3）因为电瓶车匀速行驶，电瓶车牵引力的功率
答：（1）电瓶车行驶的速度是；
（2）电瓶车受到地面的摩擦力；
（3）电瓶车牵引力的功率。
17．（1）60m3；（2）2×104W；（3）2.5×105N
【详解】解：（1）飞机蓄满水后总质量
m=60t=6×104kg
因为飞机蓄满水静止在水面上时，处于漂浮状态，受到的浮力等于自身总重力，即
根据可得飞机蓄满水静止在水面上时排开水的体积
（2）根据G=mg以及W=Fs可得每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率
（3）根据可得飞机在水面沿直线匀速滑行时所受的牵引力
答：（1）飞机蓄满水静止在水面上时排开水的体积是60m3；
（2）每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率是2×104W；
（3）飞机在水面沿直线匀速滑行时，飞机所受的牵引力是2.5×105N。
18．（1）11200N；（2）25%；（3）96克
【详解】（1）由
知道，汽车的牵引力是
（2）上坡过程牵引力做的总功
此过程做的有用功
斜坡的机械效率是
（3）若汽车发动机的热机效率为50%，则氢燃料燃烧释放的能量
由知道，全程共消耗氢燃料的质量
答：（1）汽车的牵引力是11200N；
（2）斜坡的机械效率是25%；
（3）若汽车发动机的热机效率为50%，则全程共消耗96克氢燃料。
19．（1）；（2）；（3）
【详解】解：（1）
（2）机器人对地面的压力
机器人对地面的压强
（3）机器人运动的速度
因为机器人匀速运动，所以
答：（1）若用方框表示机器人，请在图乙中画出机器人对水平地面的压力示意图见上述解（1）。
（2）机器人对地面的压强为。
（3）机器人匀速移动时，电动机的驱动力功率为90W，则机器人所受的阻力为。
20．（1）2.05×106Pa；（2）3×106J；（3）25m/s
【详解】解：（1）小东开着电动汽车在水平地面行驶时对地面的压力等于汽车的重力与小东的重力之和，而汽车的重力
G=mg=2000kg×10N/kg=2×104N
小东的重力
G′=m′g=50kg×10N/kg=500N
小东开着电动汽车在水平地面行驶时对地面的压强
（2）由题知，汽车功率恒定为100kW，整个过程中发动机的工作时间
t=10s+20s=30s
由可得，发动机做功
W=Pt=100×103W×30s=3×106J
（3）由题意和图像可知，10-30s汽车的速度最大且做匀速直线运动，此时间段，汽车牵引力与阻力平衡，所以牵引力
F牵=f=4×103N
由P=Fv可得，汽车运动的最大速度
答：（1）小东开着电动汽车在水平地面行驶时对地面的压强为2.05×106Pa；
（2）整个过程中发动机所做的功为3×106J；
（3）汽车运动的最大速度为25m/s