模块一 专题11 功功率及机械能（解析版 )

考向一：功 1 （2024 四川泸州）下列物理情境中，对功的理解正确的是（ ） 在实际生活中，利用简单机械提升重物时，可以不做额外功 B 内燃机的四个冲程中，只有做功冲程做功，其他冲程均不做功 力对物体做功可以改变物体的内能，电流做功也可以改变物体的内能 D 物体在竖直向上拉力作用下匀速上升，物体所受力中，只有拉力对物体做功 【答】 【解析】．在实际生活中，利用简单机械提升重物时，克服重力和摩擦做功，需要做额外功，故错 误； B．内燃机的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，压缩冲程将机械能转化为内能，对气体做功， 故B 错误； ．做功可以改变物体的内能，力对物体做功可以改变物体的内能；电流做功也可以改变物体的内能， 比如：电热器中电流做功使其内能增加，故正确； D．物体在竖直向上拉力作用下匀速上升，物体所受力中，拉力对物体做功，克服重力做功，故D 错误。 故选。 2 （2024 四川成都）2024 年1 月，“成都造”飞行汽车E200 在民航西南局的见证下首飞成功，如 图。此飞行汽车是全国首个获民航局适航审定批复的有人驾驶电动垂直起降飞行器，其最大航程可 达300km。若该飞行汽车实现通航，从成都市中心出发飞往天府国际机场，航程为68km，仅耗时 15m，g 取10/kg，求： （1）该飞行汽车从成都市中心到天府国际机场的平均速度是多少km/？ （2）若飞行汽车载着质量为70kg 的乘客竖直匀速上升500m，汽车对该乘客做功为多少？ 【好题汇编】2024 年中考物理真题分类汇编（全国通 用） 模块一 声光力热电磁知识真题 专题11 功功率及机械能 基础把关 【答】（1）272km/；（2）35×105 【解析】（1）飞行时间 t=15m=025 平均速度 （2）乘客的重力 G=mg=70kg×10/kg=700 汽车对乘客做功 =Fs=G=700×500m=35×105 答：（1）该飞行汽车从成都市中心到天府国际机场的平均速度是272km/； （2）汽车对该乘客做功为35×105。 3 （2024 黑龙江龙东）如图是某厂家开发的汽车，其质量为1500kg，车轮与地面接触的总面积为 ，该车在水平路面上匀速直线行驶138km，用时10m，这一过程中汽车发动机的输出功率 为 。 （1）汽车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？ （2）汽车牵引力所做的功是多少？ （3）行驶过程中汽车受到的阻力是多少？ 【答】（1） ；（2） ；（3） 【解析】（1）汽车静止在水平地面上时，对地面的压力为 对地面的压强为 （2）汽车行驶的速度为 汽车发动机的输出功率为 ，汽车牵引力为 汽车牵引力所做的 功 （3）该车在水平路面上匀速直线行驶，所以阻力等于牵引力，阻力为 答：（1）汽车静止在水平地面上时，对地面的压强是 ； （2）汽车牵引力所做的功是 ； （3）行驶过程中汽车受到的阻力是 。 4 （2024 四川广安）周末，小成同学骑自行车前往离家较近的邓小平图书馆研修学习。在某段平 直的公路上，其运动的 图像如图所示。已知小成和自行车总重力为600，运动时所受阻力大小 恒为总重力的02 倍； （1）求自行车在匀速直线运动时所通过的路程； （2）如果自行车在前10s 内所通过的路程为30m，那么自行车在0~50s 内克服阻力所做的功为多少？ 【答】（1）200m；（2）27600 【解析】（1）由图可知，自行车从第10s 开始做匀速直线运动，速度为5m/s，所以自行车在匀速直 线运动时所通过的路程 s=vt=5m/s×（50s-10s）=200m （2）运动时所受阻力大小恒为总重力的02 倍，自行车在0~50s 内克服阻力所做的功 =fs 总=02Gs 总=02×600×（30m+200m）=27600 答：（1）自行车在匀速直线运动时所通过的路程为200m； （2）自行车在0~50s 内克服阻力所做的功为27600。 5 （2024 山东临沂）2024 年2 月20 日，临沂迎来强降雪。环卫部门以雪为令，迅速启用除雪车全力 除雪以保障道路畅通。图甲是一辆除雪车正在水平路面上除雪的场景，该车10m 内的运动图象如图 乙所示。若该除雪车的总质量为6t，除雪过程中所受水平阻力为 ，车轮与地面的总接触面 积为 ，g 取 ，求该除雪车： （1）对水平地面的 压强； （2）10m 内通过的路程； （3）10m 内牵引力所做的功。 【答】（1） ；（2）2640m；（3） 【解析】（1）除雪车对水平地面的压力 除雪车对水平地面的压强 （2）由图乙知，0~6m 是除雪前的情况，其速度为4m/s，6~10m 为除雪后的情况，其速度为5m/s。 除雪车前6m 内通过的路程 除雪车后4m 内通过的路程 除雪车10m 内通过的路程 （3）除雪过程，车做匀速匀速直线运动，所受的牵引力等于所受的水平阻力，除雪车10m 内牵引 力所做的功 答：（1）对水平地面的压强为 ； （2）10m 内通过的路程为2640m； （3）10m 内牵引力所做的功为 。 6 （2024 广东省）2024 年4 月30 日，神舟十七号载人飞船返回舱成功着陆，如图所示。若返回舱质 量为 ，在着陆过程中，从距地面1m 高处竖直向下落地，用时04s。（ ） （1）求返回舱在这段时间内 ①平均速度； ②重力做的功； （2）若返回舱静止时与水平地面的接触面积为 ，求它对水平地面的压强。 【答】（1）①25m/s，② ；（2） 【解析】（1）①这段时间内返回舱的平均速度 ②重力做功 （2）静止在水平地面上的返回舱对地面的压力等于返回舱的重力mg，与水平地面接触面积为 ， 其对水平地面压强 答：（1）返回舱在这段时间内①平均速度为25m/s； ②重力做的功为 ； （2）若返回舱静止时与水平地面的接触面积为 ，它对水平地面的压强为 。 考向二：功率 1 （2024 江苏连云港）如图所示，一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力，将不同质量的物 体在不同的表面上分别移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为 ，功率的大 小分别为 ，关于它们之间的大小关系说法正确的是（ ） B D 【答】 【解析】由题知，同一个人先后两次用同样的力，分别将不同质量的物体沿力的方向移动相同的距 离，根据=Fs 可知，拉力的大小相同，在力的方向上移动的距离相同，则拉力做功相同，即 1=2 由题知，做功用的时间相同，根据 可知，两次做功的功率相同，即 P1=P2 故BD 错误，正确。故选。 2 （2024 四川泸州）泸州籍运动员在杭州亚运会上获得女子龙舟赛项目三枚金牌。图甲为常用坐 姿划船训练器械，其简化原理如图乙所示。已知动滑轮质量为10kg，配重质量为50kg，不计绳重和 摩擦。某次训练过程中，运动员两只手分别从、B 端同时施加拉力将配重匀速提起，每提升一次， 配重上升08m。取 ，则下列说法中正确的是（ ） 将配重匀速提升过程中，配重的机械能保持不变 B 将配重匀速提升过程中，端绳子的拉力为600 运动员将配重匀速提升08m，其做功为400 D 运动员每分钟提升配重15 次，其平均功率为120 【答】D 【解析】．将配重匀速提升过程中，质量不变，速度不变，动能不变，高度变大，重力势能变大， 机械能变大，故错误； B．配重的重力 G 配=m 配g=50kg×10/kg=500 动滑轮的重力 G 动=m 动g=10kg×10/kg=100 滑轮组的动滑轮绕2 段绳，不计绳重和摩擦，端绳子的拉力 故B 错误； ．运动员将配重匀速提升08m，其做功为 =Fs=F×2=300×2×08m=480 故错误； D．运动员每分钟提升配重15 次，总功 总=15=15×480=7200 其平均功率为 故D 正确。 故选D。 3 （2024 四川眉山）如图甲，粗糙程度不变的水平地而上，物体受到水平向右拉力。拉力大小随时 间变化的关系如图乙所示，物体运动速度随时间变化的关系如图丙所示。下列说法正确的是（ ） 4~6s，物体运动路程为18m B 4~6s，拉力F 的功率为12 时，物体受到摩擦力大于2 D 拉力为6 时，物体做匀速直线运动 【答】B 【解析】．由丙图可知，4~6s 物体做匀速直线运动，速度为 ，物体运动路程为 故错误； B．4~6s 物体做匀速直线运动，速度为 ，拉力的大小为4，根据 可知，拉力F 的功率为 故B 正确； ． 时，物体静止不动，受力平衡，物体受到摩擦力等于拉力为2，故错误； D．由图可知，在2~4s 拉力为6，物体速度不断增大，做加速运动，故D 错误。 故选B。 4 （2024 江西）如图所示，物块在大小为F 的拉力作用下，在时间t 内沿拉力方向移动的距离为s， 则此过程中拉力对物块做的功为________，功率为________。（均用题中所给字母表示） 【答】 Fs 【解析】功等于力与力的方向上的乘积，故则此过程中拉力对物块做的功为 =Fs 根据功率计算公式得 5 （2024 四川宜宾）2024 年4 月19 日，两辆以氢为燃料的汽车，实现了从北京到上海1500 公里长 距离运输的首次测试。选用氢为燃料是因为氢的_________大。假设汽车在一段平直公路上以恒定功 率75k 匀速行驶，速度为108km/，则汽车所受阻力为_________。 【答】 热值 2500 【解析】选用氢为燃料是因为氢的热值大，相同质量燃料完全燃烧时，释放的热量多。 假设汽车在一段平直公路上以恒定功率75k 匀速行驶，速度为108km/，由 得，汽车所受阻 力为 6 （2024 四川南充）如图，木板 置于水平地面上，物块 叠放于 上。水平拉力 ，水 平拉力 。 静止， 沿木板B 以 的速度向右匀速滑动。则拉力 的功率为____ __ ，地面对木板B 的摩擦力为______。 【答】 5 20 【解析】物块在水平拉力F2=50 的作用下，以10m/s 的速度向右匀速滑动，则拉力F2的功率 木板B 置于水平地面上，处于静止状态，则木板B 受到的水平向左的拉力F1、物体对木板B 水平向 右的摩擦力、地面对B 的水平向右的摩擦力，三个力的合力为0，由于物块受到水平拉力为50，则 物体对木板B 水平向右的摩擦力为50，则地面对木板B 的摩擦力 f 地=F1-f=70-50=20 7 （2024 内蒙古赤峰）某老旧小区改造工地，工人用起重机将重 的施工材料匀速吊上6m 高工作台，用了10s。施工材料上升的速度是___________m/s；起重机对施工材料做功___________， 做功的功率是___________。 【答】 06 72×104 72×103 【解析】施工材料上升的速度 起重机对施工材料做的功 =G=1. 2×104×6m=72×104 起重机做功的功率 8 （2024 上海）塔吊吊起重物，在竖直方向匀速上升时，若以地面为参照物，则此重物是________， 的（选填“运动”或“静止”）；若拉力为1×104，重物上升的距离为40m，重物上升所用的时间 为50s，则拉力做功为________焦，功率为________瓦。 【答】 运动 4×105 8×103 【解析】重物相对于地面的位置在不断变化，所以以地面为参照物，重物是运动的。 拉力做的 功为 功率为 9 （2024 云南）机器人逐渐改变了我们的生活，我国自主研发的某款人形机器人身高165m，质量 55kg。某次测试中该机器人用100 竖直向上的力将箱子在2s 内匀速抬高1m。求： （1）机器人所受的重力； （2）2s 内机器人对箱子所做的功； （3）2s 内机器人对箱子做功的功率。 【答】（1）550； （2）100； （3）50 【解析】（1）机器人所受的重力 G=mg=55kg×10/kg=550 （2）2s 内机器人对箱子所做的功 =Fs=100×1m=100 （3）2s 内机器人对箱子做功的功率 答：（1）机器人所受的重力为550； （2）2s 内机器人对箱子所做的功为100； （3）2s 内机器人对箱子做功的功率为50。 10 （2024 安徽省）一起重机在10s 内将重为5000 的物体竖直向上匀速提升2m，求： （1）物体上升的速度大小： （2）起重机提升物体的功率。 【答】（1）02m/s；（2）1000 【解析】（1）物体上升的速度 （2）由题意知，物体匀速上升，在物体受到的拉力与重力是一对平衡力，所以，拉力 F=G=5000 起重机做的功 =F=5000×2m=10000 起重机提升物体的功率 答：（1）物体上升的速度大小为02m/s； （2）起重机提升物体的功率为1000。 11 （2024 重庆）为推动成渝双城经济圈建设，重庆金凤隧道主城区段于2024 年4 月28 日正式通车。 隧道全长约6km，设计最高时速60km/。（不计车身长度）求： （1）汽车通过隧道至少需要的时间； （2）若一辆功率为100k 的货车匀速通过该隧道用时8m，货车的牵引力是多大。 【答】（1）01；（2） 【解析】（1）汽车通过隧道至少需要的时间为 （2）货车匀速通过该隧道用时8m，则货车的速度为 货车的功率为100k，由 得到货车的牵引力为 答：（1）汽车通过隧道至少需要的时间为01； （2）若一辆功率为100k 的 货车匀速通过该隧道用时8m，货车的牵引力为 。 12 （2024 江苏盐城）“鲲龙”国产大型水陆两栖飞机G600，最大起飞质量为53500kg，正常的巡航 速度为500km/，一次能将12000kg 的水在20s 内吸至4m 高处。g 取 。求： （1）若火场距离最近的水源100km，飞机从水源地巡航到火场至少需要的时间。 （2）飞机的最大起飞重力。 （3）飞机吸水的功率。 【答】（1）720s； （2）535×105； （3）24×104 【解析】（1）由 可得，飞机从水源地巡航到火场至少需要的时间 （2）飞机的最大起飞重力 G=mg=53500kg×10/kg=535×105 （3）飞机对水做的功 =G=m 水g=12000kg×10/kg×4m=48×105 飞机吸水的功率 答：（1）飞机从水源地巡航到火场至少需要的时间为720s； （2）飞机的最大起飞重力为535×105； （3）飞机吸水的功率为24×104。 13 （2024 天津）如图所示的是一种智能装卸机器人，它能够代替人工进行货物装卸。该机器人在 内将质量为 的货物沿竖直方向匀速提升 。 取 ，求： （1）货物所受的重力； （2）机器人提升货物的功率。 【答】（1） ；（2） 【解析】（1）货物所受的重力 （2）机器人提升货物的功率 答：（1）货物所受的重力是 ； （2）机器人提升货物的功率是 。 14 （2024 内蒙古包头）如图，装载车和收割机以2m/s 的速度同向做匀速直线运动，收割机每分钟 将50kg 粮食装载到车上。装载车空载时质量为 ，车轮与地面总接触面积为 ，车受 到的阻力为车总重力的02 倍。（g 取10/kg，收割开始时车为空载状态，设装载车始终在水平地面上， 不计空气阻力）求 （1）装载车1 分钟内走过的路程； （2）装载车空载时对地面的压强； （3）装载车工作多长时间功率达到30k。 【答】（1）120m；（2） ；（3）50m 【解析】（1）装载车1 分钟内走过的路程 （2）装载车空载时对地面的压力 装载车空载时对地面的压强 （3）装载车功率达到30k 时，受到的牵引力为 装载车匀速行驶，处于平衡状态，受到的阻力与牵引力相等，即 因车受到的阻力为车总重力的02 倍，故 车和粮食的总重力为 粮食的总重力 粮食的 质量 由题意可知，收割机每分钟将50kg 粮食装载到车上，则装载车工作的时间 答：（1）装载车1 分钟内走过的路程为120m； （2）装载车空载时对地面的压强为 ； （3）装载车工作50m 功率达到30k。 考向三：动能和势能 1 （2024 江苏扬州）“嫦娥六号”月球探测器经过近月制动减速后进入环月轨道，于2024 年6 月2 日落月开展采样工作，最后返回地球。下列说法正确的是（ ） “嫦娥六号”制动后动能减小 B 样品到达地球后质量变小 “嫦娥六号”近月制动利用空气阻力减速 D “嫦娥六号”利用的太阳能属于非清洁能源 【答】 【解析】．“嫦娥六号”制动后，质量不变，速度减小，动能减小，故正确； B．样品到达地球后，地理位置改变，质量不变，故B 错误； ．月球表面附近没有空气，“嫦娥六号”近月制动是利用力的作用是相互的进行制动，故错误； D．嫦娥六号”利用的太阳能属于清洁能源，产物没有污染，故D 错误。 故选。 2 （2024 福建）如图是丰子恺的书画作品，生动描绘了童学种瓜的场景，下列说法错误的是（ ） 蹲坐的童站起来，重力势能变小 B 风吹枝弯，说明力可以改变物体的形状 提水桶时感到桶在拉手，说明力的作用是相互的 D 提水前行中突然减速，水溅出是由于水具有惯性 【答】 【解析】．蹲坐的童站起来，质量不变，高度增大，所以重力势能变大，故错误，符合题意； B．风吹枝弯，这说明力的作用效果是可以改变物体的形状，故B 正确，不符合题意； ．提水桶时感到桶在拉手，说明物体之间力的作用是相互的，故正确，不符合题意； D．提水前行中突然减速，水由于惯性要保持原来的运动状态继续向前运动，所以水会向前溅出， 故D 正确，不符合题意。 故选。 3 （2024 江苏连云港）2024 年4 月25 日，我国长征运载火箭成功将神舟十八号载人飞船送往预定轨 道。载人飞船离开地面加速上升的过程中（ ） 动能增大，重力势能不变 B 动能增大，重力势能增大 动能不变，重力势能不变 D 动能不变，重力势能增大 【答】B 【解析】火箭加速上升过程中，其携带神舟十三号飞船的质量不变、高度变大，重力势能变大；质 量不变、速度变大，动能变大。 故选B。 4 （2024 苏州）为了提高环境质量，经常有如图所示的喷雾车在街道上喷雾作业。喷雾车作业时保 持匀速直线运动，下列说法正确的是（ ） 喷雾的目的是为了清洁地面 B 喷出的水雾是水蒸气液化形成的 喷雾车的动能不变 D 喷雾车的重力势能变小 【答】D 【解析】．喷雾的目的是为了降尘，故错误； B．喷雾车喷出的水雾，状态没有发生变化，所以水雾的形成过程中没有发生物态变化，故B 错误； D．喷雾车作业时保持匀速直线运动，速度和高度不变，质量减小，所以动能和重力势能均减小， 故错误，D 正确。 故选D。 5 （2024 江苏盐城）掷实心球是我市中考体测项目之一。不计空气阻力，投掷后的实心球在上升过 程中（ ） 动能变大，重力势能变大 B 动能变小，重力势能变小 动能变小，重力势能变大 D 动能变大，重力势能变小 【答】 【解析】投掷实心球时，实心球离开手后继续上升，是因为实心球具有惯性，此时实心球不再受到 手的作用力；实心球在上升