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专题011 功、功率、机械效率
2023-2025年三年中考物理真题分类汇编，分类练习，高效提分！按照物理学科知识点构成情况，将试题分解组合，全面呈现物理学科知识点在三年中考中的考查情况，旨意方便老师和学生掌握中考命题动向、熟悉中考考查方式。
一．选择题（共14小题）
1．（2025 宜宾）为了纪念著名的物理学家焦耳，下列某个物理量以他的名字作为单位，该物理量是（　　）
A．电阻 B．电压 C．力 D．功
2．（2025 眉山）一台起重机将重2000N的货物在10s内匀速提高5m，如果额外功是10000J，则下列说法错误的是（　　）
A．起重机做的总功是20000J B．起重机的功率是1000W
C．起重机的机械效率为50% D．增大货物的质量，可以提高起重机的机械效率
3．（2023 济南）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
4．（2023 无锡）如图所示，是一款“挪车神器”，交警可以通过手机操控该设备进入违停车辆底部，托举起车辆进行移除。关于该“挪车神器”，下列说法中正确的是（　　）
A．托起车辆上升一段距离，对车辆做功
B．托着车辆水平匀速移动，对车辆做功
C．采用履带式车轮是通过增大与地面的接触面积减小摩擦
D．通过手机操控是利用超声波传递信息
5．（2025 甘肃）小康在水平路面上滑轮滑，当他脚踩右轮向后蹬地时，人向前运动；停止蹬地后，人和轮滑运动地越来越慢，最终停下来。关于此过程，下列说法正确的是（　　）
A．右轮蹬地使左轮向前滑行过程中，左轮所受的重力做了功
B．人和轮滑静止在地面上时，人对轮滑的压力和轮滑对人的支持力是一对平衡力
C．停止蹬地，人和轮滑一起向前滑行过程中，轮滑不再受力的作用
D．停止蹬地，人和轮滑运动地越来越慢，是因为有力改变了人和轮滑的运动状态
6．（2025 达州）加强体育锻炼，增强学生体质。同学们在下列训练项目中，涉及到的相关物理知识描述正确的是（　　）
A．引体向上，涂抹镁粉是减小摩擦力
B．跳高，向上跳跃过程中克服重力做功
C．打篮球，投掷的篮球在最高点时合力为0N
D．跑步过程中，脚对地面的压强比双脚站立时小
7．（2025 南充）新学期，老师组织同学们进行了一场有意义的劳动——搬新书，在下列过程中，同学们对书不做功的是（　　）
A．甲图中将书从地面提起的过程 B．乙图中在水平路面推车的过程
C．丙图中将书搬上教学楼的过程 D．丁图中将书堆放在桌面的过程
8．（2024 乐山）如图所示，某次比赛中，运动员推着冰壶从A点运动6m到达B点时轻轻松手，随后冰壶沿冰道运动30m停在O点。若运动员对冰壶的水平推力为9N，冰壶运动中受到水平方向的阻力，大小恒定为1.5N。从A点到O点冰壶沿直线运动，此过程中（　　）
A．推力对冰壶做功为270J
B．推力对冰壶做功为324J
C．冰壶克服阻力做功为54J
D．冰壶克服阻力做功为45J
9．（2023 武汉）电动叉车托着质量为100kg的货物，在5s内沿着水平方向行驶10m，如图甲所示；接着在10s内把货物匀速竖直提升1m，如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．叉车水平行驶过程中，货物的重力做功为1×104J
B．叉车提升货物过程中，克服货物的重力做功为1×103J
C．叉车水平行驶过程中，叉车的重力势能转化为货物的动能
D．叉车提升货物过程中，货物的动能转化为货物的重力势能
10．（2025 河南）如图，某工人利用滑轮在时间t内，将重为G的物料匀速提升了h的高度，工人对绳子竖直向上的拉力大小为F，不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是（　　）
A．该工人使用的是定滑轮
B．提升物料做的有用功为2Gh
C．拉力F做功的功率为
D．该滑轮的机械效率为
11．（2024 泰安）如图所示，汽车通过滑轮组将物体吊起。已知汽车的质量为3×103kg，牵引力F1为4000N，对绳子的拉力F2为2500N；物体的重力为6000N，物体匀速上升的速度始终为0.5m/s，汽车受到的摩擦力为汽车重力的0.05倍，g取10N/kg。下列说法中（　　）
①滑轮组的机械效率为80%
②汽车受到的摩擦力为150N
③汽车牵引力在4s内做的功为8×103J
④汽车牵引力的功率为6000W
A．只有①正确 B．只有①④正确
C．只有①②正确 D．只有③④正确
12．（2024 泰州）小华自制的提升重物的装置如图所示，其中动滑轮重60N。若被提升的物体重600N，在拉力F作用下，物体在30s内匀速上升6m，不计绳重和摩擦，下列说法中正确的是（　　）
A．绳端将拉下18m
B．绳端移动的速度为0.2m/s
C．拉力F的大小为300N
D．滑轮组的机械效率约为91%
13．（2024 大庆）如图所示，在75N的拉力F作用下，用滑轮组将重为100N的货物匀速提升，在10s内货物竖直上升了2m。下列说法正确的是（　　）
A．滑轮组做的有用功为150J
B．拉力F的功率为30W
C．滑轮组的机械效率为75%
D．此滑轮组提升的货物越轻，机械效率越大
14．（2025 新疆）如图所示，若一根重心在B点的木棒可绕O点无摩擦转动，在D点施加竖直向上的力缓慢提升重物。已知木棒的长度为1m，将同一重物分别挂在A点、B点、C点时，重物被提升的高度分别为0.1m、0.2m、0.3m，对应的机械效率分别为ηA、ηB、ηC。则（　　）
A．ηA＜ηB＜ηC B．ηA＞ηB＞ηC C．ηA＜ηC＜ηB D．ηC＜ηA＜ηB
二．多选题（共5小题）
（多选）15．（2025 成都）工人把重为200N有轮子的箱子推到高处平台，如图所示。图中A、C、H是箱子在三段路面的起点，箱子经过AB、CF、HK路段时均做匀速直线运动，且所受推力方向与所在路面平行。如表记录了箱子在三个路段所受推力大小和运动时间的数据。AB＝CF，BC＝FH，HK＝2m，FG＝1.3m，忽略箱子体积。则下列分析正确的是（　　）
路段 AB CF HK
推力（N） 10 117 10
时间（s） 13 20 12
A．工人的推力在AB段做功为26J
B．工人的推力在AB段做功与在CF段做功相等
C．工人把箱子从C推到F处，该斜面没有省力
D．工人推力在AB段的功率与在HK段的功率之比为6：5
（多选）16．（2023 株洲）某建筑工地上，一台起重机将两种材料同时从地面竖直匀速起吊送至两个不同的高度，整个过程中起重机提升材料所做的功W与提升高度h的关系如图所示。由图可知（g＝10N/kg）（　　）
A．两种材料总质量为1.5t
B．两种材料总质量为3t
C．吊到40m高处的材料质量为1t
D．吊到40m高处的材料质量为1.5t
（多选）17．（2025 天津）用如图1所示的动滑轮，先后将两个不同重物在相同时间内匀速提升相同高度，两次做功的情况如图2所示。第一次的额外功为900J，不计绳重和摩擦，则（　　）
A．第一次提升重物时机械效率较高
B．第二次提升重物时的额外功较大
C．先后两次提升重物的重力之比为7：9
D．先后两次提升重物的总功率之比为6：5
（多选）18．（2025 江西）如图所示，是我国古代科学著作《天工开物》中记载的水转筒车，它由一个大型的水轮和许多竹筒组成。当河水冲击水轮转动时，竹筒依次将水提升到高处倒入水槽中，水流向岸上的农田。下列说法正确的是（　　）
A．即使筒车转速加快，其机械效率也总是小于1
B．竹筒内的水被提升过程中，其机械能总保持不变
C．竹筒内的水倒入水槽过程中，其重力势能转化为动能
D．水从水槽流向农田过程中，其所受的重力没有做功
（多选）19．（2024 北京）用某滑轮组提升重物时，绳子自由端拉力做功随时间变化的关系如图所示，在20s内绳子自由端竖直匀速移动16m，重物竖直匀速上升4m。已知动滑轮总重100N，提升的物体重800N。关于该过程，下列说法正确的是（　　）
A．绳子自由端拉力的功率为200W
B．额外功为400J
C．绳子自由端拉力的大小为250N
D．滑轮组的机械效率约为88.9%
三．填空题（共14小题）
20．（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1×104N，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。
21．（2025 湖南）科技赋能乡村振兴，农业无人机以其安全可靠、高效灵活、成本低廉的优势而广泛应用。如图是无人机正在喷洒农药的场景。
（1）工作人员熟练操作手柄，通过 　 　 波无线遥控无人机，实现定点起飞。无人机沿水平方向匀速直线飞行300m，用时20s，则无人机水平飞行时的速度大小为 　 　 m/s。
（2）装载农药的无人机水平匀速直线飞行100s，消耗的电能为0.25kW h，若该无人机消耗的电能转化为机械能的效率为80%，则此过程中无人机内电动机的机械功率为 　 　 W。
22．（2025 德阳）塔吊是工程建设中常用的装置，其起吊部分的结构可简化为如图所示的滑轮组。用200N的拉力F，将480N的重物在10s内竖直匀速提升2m，则拉力F的功率为 　 　 W，该滑轮组的机械效率为 　 　 。
23．（2023 哈尔滨）如图所示，物体静止在水平桌面上，现用50N的水平推力，使其在桌面上移动了0.2m的距离，说明推力可以改变物体的 　 　 （选填“运动状态”或“形状”），推力做功 　 　 J。
24．（2023 深圳）（1）某同学做了如下测量：如图1，物体质量为：　 　 g。如图2，停表读数为：　 　 s。如图3，弹簧测力计读数为：　 　 N。
（2）如图甲，A、B是两个完全相同的物体，琴琴同学分别将A、B两物体拉到斜面顶端，对物体做功情况如图乙所示，请问对物体A做的有用功是 　 　 J，对物体B做的额外功是 　 　 J。
25．（2025 黑龙江）如图所示，小李同学用滑轮将重6N的物体竖直向上匀速提升20cm。若此滑轮自重为2N，忽略绳重和摩擦，则小李同学作用在绳子自由端的拉力F为 　 　 N，这个滑轮的机械效率是 　 　 。
26．（2025 乐山）如图所示，在斜面上将一个重10N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力F＝6N，斜面长s＝0.6m、高h＝0.3m，则拉力所做的功为 　 　 J；把重物直接提升h所做的功作为有用功，忽略弹簧测力计的重力和空气阻力，则斜面对物体的摩擦力为 　 　 N。
27．（2025 达州）“奇思妙想”小组组装了如图所示装置，测量滑动摩擦力大小。长木板B置于水平面，在水平拉力F＝5N作用下向右做匀速直线运动，速度为0.15m/s，弹簧测力计的示数为2N。拉力F的功率为 　 　 W，B受到水平面的摩擦力为 　 　 N（不计绳重及绳与滑轮间摩擦、弹簧测力计始终保持竖直状态）。
28．（2025 南充）如图所示，重为100N的物体在水平拉力F为10N的作用下，沿水平面向左做匀速直线运动，物体受到水平地面的摩擦力是其重力的0.12倍，若物体在10s内向左移动了10m，则拉力所做的功为 　 　 J，滑轮组有用功的功率为 　 　 W。
29．（2025 凉山州）用如图甲所示的滑轮组提升物体A。已知被提升物体A的重力为900N，卷扬机施加在绳子自由端的拉力F将物体A以0.5m/s的速度匀速提高了5m。拉力F做的功随时间的变化图象如图乙所示（不计绳重和滑轮与轴的摩擦）。此过程滑轮组提升重物的机械效率为 　 　 %，动滑轮的重力为 　 　 N。
30．（2023 德阳）无人机在现在的生产生活中有着广泛的应用。如图所示是一款新型智能航拍无人机，机身总质量2kg，小李操作该无人机先以1.2m/s的速度沿竖直方向匀速上升48m，接着又以2m/s的速度沿水平方向匀速飞行80m，无人机在上升过程中需要克服重力做功 　 　 J，在整个飞行过程中克服重力做功的功率为 　 　 W。
31．（2025 宜宾）某款重力为2N的电动玩具小车，以P＝3W的功率在水平路面上匀速运动，此过程中所受摩擦阻力恒为0.6N，则匀速运动时的速度v＝　 　 m/s；现在小车以相同功率在斜面上匀速运动4m的路程，对应上升2m的高度，此过程中所受摩擦阻力恒为0.5N，则玩具小车所用时间t＝　 　 s。
32．（2025 泸州）小兴学习了简单机械后，设计了如图所示的装置，粗糙斜面长1m、高0.5m，滑轮组位于斜面顶端，不计绳重、滑轮重、滑轮的摩擦，各段绳子均与斜面平行。她把重为24N的物体从斜面底端匀速拉到顶端，用时10s，弹簧测力计示数为5N，则对物体做的有用功为 　 　 J，绳子末端拉力做功功率为 　 　 W，物体受到斜面的摩擦力大小为 　 　 N。
33．（2024 吉林）某架无人机重330N，在一次试飞中从高空竖直下降1000m，无人机所受重力做的功为 　 　 J，在此过程中无人机的重力势能将 　 　 。
四．实验探究题（共5小题）
34．（2024 绵阳）某同学用弹簧测力计、刻度尺、钩码等实验器材，测量如图甲、乙所示的滑轮组的机械效率，正确进行实验后，测出的数据如下表：
物理量 实验1 实验2 实验3
钩码所受总重力G/N 4 6 4
钩码上升的高度h/m 0.1 0.1 0.1
绳端拉力F/N 2.0 2.8 1.4
绳端移动的距离s/m 0.3 0.3 0.5
机械效率η 67% 71% ？
（1）通过分析表中数据可知，实验2获得的数据，是使用　 　 （选填“甲”或“乙”）图所示装置获得的；
（2）对比实验1和实验2的数据，可以得出　 　 ；（选填序号）
A.提升相同重量的钩码，滑轮组中动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越低
B.提升相同重量的钩码，滑轮组中动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越高
C.同一滑轮组的机械效率随钩码重力的变化而变化，钩码重力越大，机械效率越低
D.同一滑轮组的机械效率随钩码重力的变化而变化，钩码重力越大，机械效率越高
（3）实验3中滑轮组的机械效率是　 　 。
35．（2023 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。
次数 物体的重力G/N 提升的高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η
1 2 0.1 1 0.3 66.7%
2 3 0.1 1.4 0.3 71.4%
3 4 0.1 1.8 0.3
4 4 0.2 1.8 0.6 74.1%
（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”）。
36．（2024 济宁）小明将木板一端置于水平桌面上，另一端与量角器组装成斜面（如图所示），按以下步骤进行了实验：
①选3个物体A、B和C，分别测出它们的重力大小。
②将斜面倾角（木板与桌面夹角）调成5°，分别将物体A、B、C放置在斜面上保持静止，用压力传感器分别测出它们对木板的压力大小。
③将斜面倾角先后调成10°和15°重复步骤②。
实验数据记录如表：
斜面倾角 5° 10° 15°
实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
物体 A B C A B C A B C
重力大小/N 10.0 20.0 30.0 10.0 20.0 30.0 10.0 20.0 30.0
压力大小/N 9.96 19.92 29.88 9.85 19.70 29.55 9.66 19.32 28.98
结合以上信息，按要求回答下列问题：
（1）请在图中画出物体A对木板（斜面倾角为15°）压力的示意图，要求包含力的三要素。
（2）若研究同一物体对木板的压力大小与斜面倾角的关系，可选择实验序号 　 　 中的数据进行分析。
（3）分析比较实验数据可知：不同物体静止在同一斜面上时，物体对木板的压力与该物体重力的比值 　 　 。
（4）分析比较实验数据可知：同一物体静止在不同斜面上时，斜面倾角越大，物体对木板的压力与该物体重力的比值 　 　 （选填“越大”“越小”或“不变”）。
（5）斜面作为一种简单的机械，在生活中常有应用。在沿斜面向上的拉力F作用下，质量为30kg的物体沿斜面向上匀速运动了1m，升高了30cm，斜面的机械效率为90%，则该物体所受摩擦力的大小为 　 　 N。（取g＝10N/kg）
37．（2025 白云区一模）（1）小白进行“探究杠杆平衡条件实验”：
①实验时在杠杆左侧挂上钩码，沿如图1中F1所示方向拉弹簧测力计，能使杠杆在水平位置平衡，请在图中画出F1的力臂L1。
②小白根据杠杆知识制作了图2所示杆秤。使用时，将待称量的物体挂在秤钩上，用手提秤组，移动秤砣的位置，使秤杆水平平衡时即可从秤杆上读出待称物体的质量。选择秤纽　 　 （选填“B”或“C”），杆秤测量的范围更大，原因是　 　 。
（2）如图3甲所示，工人用50N的拉力F，通过滑轮组将重为120N的重物匀速提升，10s内绳子自由端移动的距离为3m，此过程中滑轮组的机械效率为　 　 ，图乙阴影部分面积可以表示的物理量为　 　 。
38．（2025 姜堰区二模）用杠杆和滑轮组均可提升重物。
（1）如图甲，在C点用竖直向上的力将挂在A点重为180N的物体匀速提升0.2m，用时2s，已知杠杆机械效率为90%，则拉力做功的功率是 　 　 W；不计摩擦，仅将物体由A点挂到B点，杠杆的机械效率将 　 　 ；（选填“变大”“变小”或“不变”）
（2）如图乙，用滑轮组竖直向上匀速提升重物，当重物和动滑轮的总重为300N时，滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和摩擦，则动滑轮重为 　 　 N，以下方法中不能提高该滑轮组机械效率的是 　 　 （填序号）。
①增大物体提升高度
②增加物体的重力
③减小动滑轮的重力
五．综合应用题（共21小题）
39．（2024 湖北）据统计，每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料电池的交通工具不断丰富，其应用流程如下。
（1）氢燃料电池将化学能直接转化为 　 　 能。
（2）当储氢瓶内气体压强为3.5×107Pa时，求瓶内壁1cm2的面积上受到的压力。
（3）以氢燃料电池卡车为例，若卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h，功率为172kW。
①求卡车的行驶速度。
②求卡车所受牵引力。
③与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量为多少？
（燃油机的效率取36%，燃油的热值q取4.3×107J/kg）
40．（2024 枣庄）在节能减排的今天，油电混合动力汽车（以下称“油电汽车”）已走进普通百姓家庭，油电汽车安装了一台内燃机和一台电机，这台电机既可以充当电动机驱动汽车，又可以充当发电机给蓄电池充电。该油电汽车空车质量1120kg，电池容量44kW h，汽车行驶时所受阻力与汽车总重的比值为0.1，g取10N/kg。
（1）当该油电汽车需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，给汽车提供动力，并通过“电机”给蓄电池充电，从能量转化的角度来看，该“电机”是将 　 　 能转化为 　 　 能。
（2）该油电汽车空车静止在水平地面上时，车胎与地面总接触面积约为1000cm2，则汽车对地面的压强是多少？
（3）小明爸爸的体重为80kg，小明爸爸独自驾驶该油电汽车匀速行驶时，汽车受到的牵引力是多少？
（4）小明爸爸独自驾驶该油电汽车行驶，其的速度随时间的变化图像如图所示，则该油电汽车在第10min到第40min时间内牵引力做的功及功率各是多少？
41．（2023 连云港）“铜壶滴漏”是中国古代的计时工具，距今700多年。如图1所示，它上面有三个壶，分别是日壶、月壶和星壶，也叫送水壶，最下面的寿壶也叫受水壶。日、月、星壶侧面底部都有一个龙头形滴水口，壶盖上开有一个进水孔，小水滴从日壶滴进月壶，再从月壶滴进星壶，最后进入受水壶。受水壶装有两个重要部件：一个是竖立在壶盖正中的铜尺，上有时辰刻度，从下到上分别为：子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥。每个时辰是两个小时，其中子时代表23：00～1：00，丑时代表1：00～3：00……以此类推；另一个是浮箭，由小木块上连接一把木尺组成，随着受水壶里水量的增加，浮箭自然同步上升。观看浮箭顶端指示的铜尺刻度，就可以知晓当时、当地的时间了。请根据以上信息并结合所学知识，回答下面问题：
（1）如图2是14：00浮箭顶端指示的部分铜尺位置的示意图，其中正确的是 　 　 。
（2）若浮箭的重力为G，在受水壶中所受的浮力为F浮，则G 　 　 F浮（选填“＞”“＝”或“＜”）。随着受水壶水位的升高，浮箭下部小木块浸没在水中的深度 　 　 ，受水壶壶底受到水的压强 　 　 。若想测量1个时辰浮力对浮箭做的功，还需要测量 　 　 。
42．（2023 扬州）“芒种”前后是麦子成熟收割的时间，需要及时把麦子颗粒归仓。
（1）如图1所示是古代农人打麦的场景，把打麦工具高高举起，它的重力势能变 　 　 。
（2）现在很多地方都用联合收割机收割麦子，某收割机的参数如表
割幅（m） 2.2/2.5
履带接地总面积（m2） 3.6
喂入量（kg/s） 3/4/4.5
功率（kW） 60
发动机效率 40%
油箱容积（L） 72
满油时整机质量（kg） 2880
①满油时收割机对水平地面的压强是 　 　 Pa。（g取10N/kg）
②如图2所示，收割过程中收割机相对于同行的装载机是 　 　 （选填“运动”或“静止”）的；收割机功率保持60kW不变，收割过程中减慢行驶速度，是为了 　 　 。收割一块地的麦子，耗时0.5h，该收割机做功 　 　 J，在此过程中消耗柴油 　 　 kg。（q柴油约为4×107J/kg）
（3）“喂入量”是收割机在单位时间内收获的作物量，它受很多因素的影响。某次收割时作业速度与喂入量之间的关系如图3所示，当作业速度为4km/h时，喂入量是 　 　 kg/s，出现这一结果，你认为作物的 　 　 会对喂入量产生影响。
43．（2025 遂宁）我国很早就有使用滑轮的记载，如图甲的汉代砖刻便记录了矿山使用滑轮做起吊机械的场景。借助如图乙所示的装置（篮子质量不计），质量为60kg的采矿工人用400N的拉力将70kg的矿石从矿坑匀速提起，10s内矿石上升了2m。（忽略绳重及滑轮的摩擦，g取10N/kg）求：
（1）绳子自由端移动的速度；
（2）此滑轮组的机械效率；
（3）若工作时矿工双脚与地面接触面积为400cm2，他对水平地面的压强大小。
44．（2025 甘肃）学校航模社团用无人机进行学科实践，已知无人机整机质量为2kg。
（1）小高想要测量操场长度，他让无人机从操场一端以2m/s的速度水平匀速直线飞行到另一端，发现用时1分30秒，请问他测得的操场长度为多少？
（2）小飞想了解无人机上升过程中的输出功率，他让无人机匀速直线上升80m，发现用时20秒，请问此过程中他测得的无人机的输出功率是多少？（空气阻力不计，g取10N/kg）
45．（2024 德州）如图所示，2024年5月8日我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰“福建舰”完成首次海试，航空母舰在某段海域以54km/h的速度匀速直线航行，此过程发动机的输出功率为1.5×108W。，g取10N/kg）求：
（1）在水下5m深处，舰体受到海水的压强；
（2）一架质量为18t的舰载机静止在水平甲板上，与水平甲板总接触面积为0.5m2，该舰载机对水平甲板的压强；
（3）航空母舰以54km/h的速度匀速直线航行时受到的牵引力。
46．（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10s内将质量为800kg的货物沿竖直方向匀速提升2m。g取10N/kg，求：
（1）货物所受的重力；
（2）机器人提升货物的功率。
47．（2023 阜新）某工地一台8t的推土机，它与地面接触的总面积为4m2。推土机在平直的地面匀速行驶15min，消耗柴油7kg。（g取10N/kg，q柴油＝4.3×107J/kg）求：
（1）推土机静止在水平地面时，对地面的压强是多少？
（2）若推土机匀速行驶时发动机的功率为130kW，发动机做的功是多少？
（3）推土机匀速行驶时，发动机的效率是多少？（百分号前保留一位小数）
48．（2023 宜昌）如图所示，我国的“奋斗者”号载人潜水器是目前人类下潜深度最大，也是国际上唯一能同时携带3人多次往返全海深作业的载人深潜装备。2020年11月10日，“奋斗者”号成功坐底马里亚纳海沟，下潜深度达10909米，前部的两个机械手从海底抓取了一块质量为8.4kg，体积为3dm3的深海岩石，固定在采样篮上带出了水面。问：
（1）“奋斗者”号配备的水声通信系统可以在万米海底将文字、语音和图像实时传输给海面上的母船，这种信息传递是通过 　 　 （选填“超声波”或“电磁波”）实现的。
（2）“奋斗者”号坐底时受到的海水压强是多少？（海水密度近似为1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（3）带回的岩石密度是多少kg/m3？将它从海底匀速提升至水面，不计水的阻力，采样篮对它做的功是多少J？
49．（2023 大连）重力为1680N的建筑材料，放在工地的水平地面上，与地面的接触面积为0.4m2。用如图所示的滑轮组将建筑材料匀速提升了3m，滑轮组的机械效率是84%。试求：
（1）建筑材料放在地面上时，对地面的压强是多少？
（2）滑轮组做的有用功是多少？
（3）电动机对钢丝绳的拉力F是多少？
50．（2023 永州）周末小明陪着妹妹，由父母驾驶国产新能源汽车到“国际慢城”双牌县的阳明山看“花海”。（g＝10N/kg）
（1）汽车和车内的人总质量为1800kg，静止在水平地面时，轮胎与地面接触的总面积为0.15m2，求此时汽车对地面的压强；
（2）汽车在开往阳明山的路程中，在某段路上匀速直线行驶2400m，用时2min，已知汽车在该路段受到的阻力为2000N，求汽车在该路段的速度和功率。
51．（2025 福建）运﹣20是我国自主研制的重型运输机，如图。飞机获得的升力F与其在平直跑道上滑行速度v的平方成正比，即F＝kv2，k为定值（未知）。飞机在平直跑道上从静止开始加速，当速度达到v1时，飞机即将离地起飞，此时飞机所受升力与重力相等。升空后，飞机若以速度800km/h沿水平直线匀速飞行0.5h，其发动机在水平方向的牵引力大小为3.6×105N。
（1）求升空后飞机在上述0.5h内通过的路程。
（2）求升空后飞机在上述0.5h内水平方向牵引力做的功。
（3）已知飞机重力为G，求飞机在跑道上滑行速度为0.5v1时受到的支持力。
52．（2025 眉山）“雪龙”号是我国最大的极地考察船，排水量约2.1×104t，吃水深度可达9m，动力系统中，主机功率13200kW。g取10N/kg，ρ海水＝1.03×103kg/m3，求：
（1）“雪龙”号满载时受到的浮力；
（2）水面下5m深处船壁受到海水的压强；
（3）如图所示，执行科考任务的“雪龙”号在海面破冰前行，假如船以36km/h的速度做匀速直线运动，主机能提供多大的动力。
53．（2024 盐城）“鲲龙”国产大型水陆两栖飞机AG600，最大起飞质量为53500kg，正常的巡航速度为500km/h，一次能将12000kg的水在20s内吸至4m高处。g取10N/kg。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。
54．（2024 德阳）小聪看到建筑工地上工作的塔吊如图甲所示，她查阅相关资料后，画出了与塔吊连接方式相同的滑轮组如图乙所示。在不计绳重和摩擦的情况下，塔吊将底面积为2m2、重为8×103N的长方体建筑材料沿竖直方向匀速提高20m，绳子自由端的拉力为5×103N。求：
（1）长方体建筑材料放在水平地面静止时，对地面的压强；
（2）该过程克服长方体建筑材料重力所做的功；
（3）塔吊机械部分（如图乙）的机械效率。
55．（2024 威海）共享电动自行车满足了人们对短途出行的需求。某型号电动自行车的部分参数如表所示，厂家在电动自行车出厂前在水平路面上进行骑行测试。（g取10N/kg）
整车质量：50kg 电池容量：12Ah
最高时速：6m/s 电池额定电压：50V
轮胎能承受的最大压强：2×105Pa 电机最大功率：400W
压强最大时轮胎与地面接触的总面积：1×10﹣2m2
请解答下列问题：
（1）轮胎能承受的最大压力是多少？
（2）实际测试者质量为70kg，以最高时速匀速骑行时所受阻力为人、车总重力的0.03倍，则骑行100s牵引力做功的功率为多少？
（3）电池充满电后，该测试者始终以最高时速骑行，电池能量的80%用于牵引力做功，则骑行的路程为多少？
56．（2024 达州）如图所示，一重为200N底面积为0.4m2的方形玻璃缸（玻璃缸壁的厚度忽略不计），玻璃缸中装有重1000N的水。上方有一轻质杆OA，在绳子AC的拉力作用下可绕竖直墙上O点转动，现在OA的中点B处悬挂一滑轮组。已知每个滑轮重20N，滑轮组上悬挂着重300N的物体甲，将浸没的重物甲缓慢拉离水面后，玻璃缸中水位下降了5cm，（忽略物体带出的水，，g取10N/kg）求：
（1）当重物甲拉离水面后，玻璃缸对地面的压强；
（2）重物甲浸没在水中时所受的浮力；
（3）滑轮组的绳子不会断裂，当∠CAO＝30°时，杆OA刚好水平，若绳子AC能承受的最大拉力FA＝620N时，利用此装置将重物拉离水面后缓慢上升过程中的最大机械效率是多少。（不计杆OA和绳子的重力及绳与滑轮间的摩擦）
57．（2023 镇江）某公司设计了一款太阳能无人驾驶汽车，其设计方案中有如表一段描述：
◆整车质量为300kg，最高时速54km/h。当该车在平直公路上以最高时速匀速行驶时，所受阻力为车重的0.02倍。 ◆所铺设太阳能电池板面积为6.5m2，该太阳能电池的能量转化效率为20%，太阳能电池直接给电机供电，电机将输入电功率的90%转化为汽车行驶所需的机械功率。
（1）当该车以最高时速在平直公路上匀速行驶时（g取10N/kg），求：
①该车0.5h内行驶的路程。
②维持该车行驶所需的机械功率。
（2）小强查找到如下数据：在晴好的夏天，当太阳光垂直照射时，太阳能电池板每平方米面积上接收的太阳辐射功率为700W。请通过计算说明该车的设计方案是否合理。
58．（2023 威海）五一假期，小明和爸爸自驾到海边游玩，小轿车不慎陷入水平沙滩无法行驶，请来救援车帮忙，如图甲所示，救援车固定不动，利用绞盘、绳子、轻质滑轮将车拉出沙滩。若小轿车的质量为1.2t，轮胎底部与沙滩接触的总面积为0.2m2，整个拉动过程中小轿车移动的速度随时间变化的图象如图乙所示，其中小轿车被匀速拉动时绞盘的拉力F恒为2×103N。（g＝10N/kg）求：
（1）小轿车静止时对沙滩的压强是多少？
（2）小轿车被匀速拉动通过的路程是多少？在此过程中滑轮的机械效率为90%，则小轿车受到的拉力做功的功率是多少？（滑轮轮轴处摩擦不可忽略）
59．（2023 武汉）智能机器正在进入我们的生活，为人们提供高效、精准的服务。某台全自动扫拖一体机器人主要由锂电池组、扫地模组、吸尘模组、拖地模组、升降模组和车轮模组等组件构成，它既可以扫地，也可以拖地。小强同学在面积为S1＝27m2的空房间（矩形ABCD）内，用这台机器人打扫家庭卫生。
（1）机器人扫地过程中，若在1×103s内总共做了2.4×104J的功，则机器人做功的功率是多少W？
（2）机器人底部构造如图甲所示，两块面积均为S2＝1.8×10﹣2m2的抹布固定在转盘O1、O2上，在升降模组控制下，下降并压迫地面，利用两块抹布旋转擦洗和加压拖地。机器人在瓷砖地面上拖地时，两块抹布对瓷砖地面的压力为12N，两块抹布对瓷砖地面的压强是多少Pa？
（3）机器人拖地过程可用如图乙所示的简化模型进行研究，关门后，机器人（用⊙O表示）从图示位置开始，贴近墙壁AB沿着弓形路线拖洗地面，在地面上拖出水带（水的痕迹）的宽度均为d＝0.3m，其中平行于墙边AB的任意相邻的两条水带都不重叠，当机器人拖出第15条水带到达墙角C处时，刚好将整个房间的地面拖洗了1次。机器人受到的牵引力为F＝20N，牵引力的功率为3W。忽略墙边和墙角处机器人沿着弓形路线无法拖洗的地面面积，设机器人沿着弓形路线运动时速度大小不变，求机器人需要多长时间，才能沿着弓形路线将整个房间的地面拖洗1次？
六．科普阅读题（共1小题）
60．（2024 广东）阅读短文，回答问题。
载人飞艇
2024年3月30日，我国自主研制的“祥云”AS700载人飞艇成功完成首飞。某飞艇如图甲所示，其气囊体积巨大，采用轻质材料制作。飞艇升空靠浮力来实现，水平飞行靠发动机提供动力。发动机输出的能量用于做推动功和辅助功：推动功指克服空气阻力推动飞艇水平飞行做的功；辅助功指发动机驱动飞艇上发电机工作所做的功，辅助功的功率恒定。
当飞艇低速（v≤12m/s）水平直线飞行时，其受到的空气阻力F阻与速度v的关系如图乙所示。飞艇部分参数如表。忽略气囊厚度及气囊外其他部分受到的浮力。
空载质量（不含氦气） 3750kg 气囊总容积 4200m3
发动机额定输出功率 3×105W 辅助功的功率 5×104W
发动机效率 36% 最大速度 70km/h
（1）气囊采用轻质材料制作是为了减小 　 　 。
（2）飞艇的发电机利用 　 　 的原理发电。
（3）将气囊充满氦气，此时飞艇受到的浮力为 　 　 N，飞艇最多可载 　 　 位乘客升空。（每位乘客质量m＝60kg，，ρ氦气＝0.2kg/m3，g＝10N/kg）
（4）飞艇先后以3m/s和6m/s的速度水平匀速直线飞行相同的时间，推动功分别为W1和W2，则W1：W2＝　 　 。
（5）飞艇低速水平匀速直线飞行时，若消耗10kg燃油，可飞行的最大距离为 　 　 km。（燃油热值q油＝4.5×107J/kg）
专题011 功、功率、机械效率
参考答案与试题解析
一．选择题（共14小题）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
答案 D B A A D B B C B C B
题号 12 13 14
答案 D B A
二．多选题（共5小题）
题号 15 16 17 18 19
答案 AD BC AD AC AC
一．选择题（共14小题）
1．【考点】功的概念与单位．版权所有
【专题】功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】为了纪念著名的物理学家焦耳，功以他的名字作为单位。
故选：D。
2．【考点】提高滑轮组的机械效率；滑轮、滑轮组机械效率的计算；功率的计算；有用功、额外功与总功．版权所有
【专题】应用题；简单机械；功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】A、起重机做的有用功为：
W有＝Gh＝2000N×5m＝10000J，
则起重机做的总功为：
W总＝W有+W额＝10000J+10000J＝20000J，故A正确；
B、起重机的功率为：
P2000W，故B错误；
C、起重机的机械效率为：
η100%＝50%，故C正确；
D、增大货物的质量，即增大有用功，而额外功几乎不变，因此起重机的机械效率变大，故D正确。
故选：B。
3．【考点】功率的概念；功率的大小比较；质量的概念与特性；功的比较大小．版权所有
【专题】应用题；功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】从山脚到峰顶的过程中，各科考队员上升的高度是相同的，根据公式W＝Fs＝Gh可知，体重越大（含装备）越大的队员，做功越多；
因为从山脚到山顶各科考队员所用的时间未知，根据公式P可知，功率的大小无法比较。
故选：A。
4．【考点】减小有害摩擦的方法；力是否做功的判断；声与信息；电磁波的传播．版权所有
【专题】应用题；信息的传递；压强、液体的压强；功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】A、托起车辆上升一段距离，对车辆做功，故A正确；
B、托着车辆水平匀速移动，力的方向向上，在力的方向没有运动，对车辆不做功，故B错误；
C、采用服带式车轮是通过增大与地面的接触面积减小压强，故C错误；
D、通过手机操控是利用电磁波传递信息，故D错误。
故选：A。
5．【考点】力是否做功的判断；力可以改变物体的运动状态；平衡力的判断；力与运动的关系．版权所有
【专题】运动和力；功、功率、机械效率；理解能力．
【解答】A、右轮蹬地使左轮向前滑行过程中，在重力方向上没有移动距离，左轮所受的重力不做功，故A错误；
B、人和轮滑静止在地面上时，人对轮滑的压力和轮滑对人的支持力作用在物体上，不是一对平衡力，故B错误；
C、停止蹬地，人和轮滑一起向前滑行过程中，轮滑受到重力和摩擦力的作用，故C错误；
D、停止蹬地，由于轮滑受力摩擦力，有力改变了人和轮滑的运动状态，人和轮滑运动地越来越慢，故D正确。
故选：D。
6．【考点】力是否做功的判断；力的合成与应用；增大有益摩擦的方法；固体压强的比较大小．版权所有
【专题】运动和力；重力、弹力、摩擦力；压强、液体的压强；功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】A、涂抹镁粉，是在压力一定的情况下，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故A错误；
B、向上跳跃过程中，克服重力向上运动，因而克服重力做功，故B正确；
C、篮球在最高点时，受到重力和空气阻力的作用，两个力的合力不为0N，故C错误；
D、跑步过程中，脚对地面的压力与双脚站立时压力大小相等，跑步时单脚着地，受力面积小，所以跑步过程中，脚对地面的压强比双脚站立时大，故D错误。
故选：B。
7．【考点】力是否做功的判断．版权所有
【专题】功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】A、将书从地面提起的过程，人对书施加了力，且书在力的方向上移动了距离，所以人对书做了功，故A不符合题意；
B、乙图中在水平路面推车的过程，人的力作用在车上，书没有受到人的作用力，人对书没有做功，故B符合题意；
C、将书搬上教学楼的过程，人对书施加了力，且书在力的方向上移动了距离，所以人对书做了功，故C不符合题意；
D、将书堆放在桌面的过程，人对书施加了力，且书在力的方向上移动了距离，所以人对书做了功，故D不符合题意。
故选：B。
8．【考点】功的简单计算．版权所有
【专题】应用题；功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】运动员的推力对冰壶做的功为：W＝Fs＝9N×6.0m＝54J；
冰壶克服阻力做功为：W'＝fs'＝1.5N×（6.0m+24.0m+6.0m）＝54J。
故选：C。
9．【考点】动能和重力势能的相互转化；功的简单计算．版权所有
【专题】功、功率、机械效率；机械能及其转化；应用能力．
【解答】A、功是力和力的方向上移动的距离的乘积，所以水平行驶过程中，货物的重力没有做功，故A错误；
B、叉车提升货物的过程中，克服货物重力做功：W＝Gh＝mgh＝100kg×10N/kg×1m＝1×103J，故B正确；
C、叉车水平行驶过程中，叉车的质量没有变化，高度也没有变化，因此叉车的重力势能没有变化，所以不是叉车的重力势能转化为货物的动能，故C错误；
D、货物上升过程中，质量不变，速度不变，动能不变，高度变大，重力势能变大，因此不是货物的动能转化为货物的重力势能，故D错误。
故选：B。
10．【考点】滑轮、滑轮组机械效率的计算；功率的计算；定滑轮与动滑轮的判断；有用功的计算．版权所有
【专题】应用题；简单机械；功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】A、由图可知，该滑轮随物体一起移动，是动滑轮，故A错误；
B、提升物料做的有用功为W有＝Gh，故B错误；
C、动滑轮绳子股数为2，拉力F做功的功率为：
P，故C正确；
D、该滑轮的机械效率为：
η，故D错误。
故选：C。
11．【考点】滑轮、滑轮组机械效率的计算；功的简单计算；功率的计算．版权所有
【专题】计算题；简单机械；功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】①由图可知，n＝3，滑轮组的机械效率为：
η100%＝80%，故①正确；
②汽车受到的摩擦力为汽车重力的0.05倍，则汽车受到的摩擦力为：
f＝0.05G车＝0.05m车g＝0.05×3×103kg×10N/kg＝1.5×103N，故②错误；
③汽车牵引力在4s内做的功为：
W＝F1s＝F1nvt＝4000N×3×0.5m/s×4s＝24000J，故③错误；
④汽车牵引力的功率为：
P6000W，故④正确。
故选：B。
12．【考点】滑轮、滑轮组机械效率的计算；滑轮组绳子上的拉力；绳子自由端移动的速度．版权所有
【专题】应用题；简单机械；功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】A、由图可知，n＝2，绳端移动的距离为s＝nh＝2×6m＝12m，故A错误；
B、绳端移动的速度为：
v0.4m/s，故B错误；
C、不计绳重和摩擦，拉力F的大小为：
F（G+G动）（600N+60N）＝330N，故C错误；
D、滑轮组的机械效率为：
η100%≈91%，故D正确。
故选：D。
13．【考点】滑轮、滑轮组机械效率的计算；功率的计算；有用功的计算；提高滑轮组的机械效率．版权所有
【专题】计算题；简单机械；功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】A、滑轮组做的有用功为：
W有＝Gh＝100N×2m＝200J，故A错误；
B、由图可知，n＝2，拉力F做的总功为：
W总＝Fs＝Fnh＝75N×2×2m＝300J，
则拉力F的功率为：
P30W，故B正确；
C、滑轮组的机械效率为：
η100%≈66.7%，故C错误；
D、当提升货物越轻，做的有用功就变小，而额外功几乎不变，因此机械效率变小，故D错误。
故选：B。
14．【考点】机械效率的比较大小．版权所有
【专题】简单机械；功、功率、机械效率；分析、综合能力．
【解答】设物体的重力为G，OA、OB、OC的长度分别为LA、LB、LC，物体在A点上升0.1m时，由三角形相似得D点移动的距离h1，
对应的B点上升的高度为hB1A，由三角形相似得：，
hB1A，
此次的额外功为W额A＝G木hB1A，
此次总功与有用功的比为ηA′11；
当物体在B点时，总功与有用功的比ηB′＝11；
当物体在C点上升0.3m，由三角形相似得D点移动的距离h2，
对应的B点上升的高度为hB2C，由三角形相似得：
hB2C0.3m，
此次的额外功W额C＝G木hB2C，
所以当物体在C点时，总功与有用功的比ηC′1
因为LA＜LB＜LC，所以，所以ηA′＞ηB′＞ηC′，
故ηA＜ηB＜ηC，
故选：A。
二．多选题（共5小题）
15．【考点】功率的计算；斜面及其应用；功的简单计算；功的比较大小．版权所有
【专题】功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】A、根据题图可知：AB＝CF＝2FG＝2×1.3m＝2.6m；工人的推力在AB段做功为：WAB＝FABsAB＝10N×2.6m＝26J，故A正确，
B、工人在CF段做的功为：WCF＝FCF×sCF＝117N×2.6m＝304.2J，故B错误；
C、人把箱子从C推到F处，该斜面省力，故C错误；
D、工人推AB段的功率为：；HK段的功率为：；则AB段的功率与在HK段的功率之比为，故D正确。
故选：AD。
16．【考点】功的简单计算．版权所有
【专题】图析法；功、功率、机械效率；分析、综合能力．
【解答】AB、由图可知，起重机将两种材料同时从地面竖直匀速起吊送至10m高处时，提升材料所做的功为：W1＝300kJ＝3×105J，
由W＝Gh得，两种材料的总重力为：
G总3×104N，
由G＝mg得，两种材料的总质量为：
m总3×103kg＝3t，故A错误，B正确；
CD、由图可知，起重机将吊到40m高处的材料从10m高处吊送至40m高处时，提升材料所做的功为：W2＝600kJ﹣300kJ＝300kJ＝3×105J，
由W＝Gh得，吊到40m高处的材料的总重力为：
G1×104N，
由G＝mg得，吊到40m高处的材料质量为：
m1×103kg＝1t，故C正确，D错误。
故选：BC。
17．【考点】机械效率的比较大小；功率的比值计算；滑轮组绳子上的拉力；额外功的计算．版权所有
【专题】功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】A、由图2可知，第一次机械效率η1＝75%，第二次机械效率η2＝70%，所以第一次提升重物时机械效率较高，故A正确。
B、不计绳重和摩擦，使用动滑轮时额外功W额＝G动h，因为动滑轮重力不变，提升高度相同，所以两次额外功相同，W额1＝W额2＝900J，故B错误。
C、根据η有：
第一次：η1＝75%，解得G1＝3G动。
第二次：η2＝70%，解得G2G动。
则，故C错误。
D、总功W总，W总13600J，W总23000J。
时间相同，根据P，有，故D正确。
故选：AD。
18．【考点】动能和重力势能的相互转化；机械效率的概念；力是否做功的判断；机械能的概念．版权所有
【专题】功、功率、机械效率；理解能力．
【解答】A、使用任何机械时，都不可避免地要做额外功，所以机械效率总是小于1，与机械是否加速转动无关，故A正确；
B、竹筒内的水被提升过程中，质量不变，速度不变，动能不变；高度增加，重力势能增加，机械能等于动能与势能之和，所以机械能增加，故B错误；
C、竹筒内的水倾入水槽过程中，质量不变，高度降低，重力势能减小；速度变快，动能增加，其重力势能转化为动能，故C正确；
D、水从水槽流向农田过程中，在重力的方向上移动了距离，重力对水做了功，故D错误；
故选：AC。
19．【考点】滑轮、滑轮组机械效率的计算；功率的计算；滑轮组绳子上的拉力；额外功的计算．版权所有
【专题】计算题；简单机械；功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】A、由图可知，20s内绳子拉力做的功为：W总＝4×103J，则绳子自由端拉力的功率为：
P200W，故A正确；
B、拉力做的有用功为：
W有＝Gh＝800N×4m＝3200J，
根据W总＝W有+W额可知，额外功为：
W额＝W总﹣W有＝4×103J﹣3200J＝800J，故B错误；
C、根据W总＝Fs可知，绳子自由端拉力的大小为：
F250N，故C正确；
D、滑轮组的机械效率为：
η100%＝80%，故D错误。
故选：AC。
三．填空题（共14小题）
20．【考点】功率的计算；运动和静止的相对性；功的简单计算．版权所有
【专题】功、功率、机械效率；理解能力．
【解答】（1）塔吊吊起重物时，因为重物相对于地面的位置发生了改变，所以重物相对于地面是运动的；
（2）已知钢丝绳对物体的拉力为1×104N，物体运动的距离为40m，
则拉力做的功为：W＝Fs＝1×104N×40m＝4×105J，
功率为：P8000W。
故答案为：运动；4×105；8000。
21．【考点】电磁波的传播；速度公式的简单计算；功率的计算．版权所有
【专题】信息的传递；长度、时间、速度；功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】（1）工作人员熟练操作手柄，通过电磁波无线遥控无人机，实现定点起飞。
已知无人机沿水平方向匀速直线飞行的路程s ＝ 300m，用时t ＝ 20s，则无人机水平飞行时的速度大小为：v 15m/s。
（2）消耗的电能0.25kW h ＝ 0.25×3.6×106J ＝ 9×105J。
已知电能转化为机械能的效率为80%，则转化的机械能W ＝ 9×105J×80% ＝ 7.2×105J。
无人机内电动机的机械功率为：P 7200W。
故答案为：（1）电磁；15；（2）7200。
22．【考点】滑轮、滑轮组机械效率的计算；功率的计算．版权所有
【专题】简单机械；功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】由图可知，滑轮组中动滑轮上的绳子段数为n＝3，
拉力F做的总功：W＝Fs＝Fnh＝200N×3×2m＝1200J，
拉力F的功率：P120W；
拉力做的有用功：W有＝Gh＝480N×2m＝960J，
该滑轮组的机械效率：η100%＝80%。
故答案为：120；80%。
23．【考点】功的简单计算；力可以改变物体的运动状态．版权所有
【专题】应用题；运动和力；功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】（1）物体在水平推力的作用下由静止开始运动，运动状态发生改变，说明力可以改变物体的运动状态；
（2）由题知，推力F＝50N，物体在水平推力的作用下移动的距离为s＝0.2m，故可得推力所做的功为：W＝Fs＝50N×0.2m＝10J。
故答案为：运动状态；10。
24．【考点】弹簧测力计的读数；时间的测量．版权所有
【专题】应用题；质量及其测量；长度、时间、速度；重力、弹力、摩擦力；功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】（1）由图1可知，砝码质量为100g，标尺的分度值为0.2g，游码的示数为0.6g，所以物体质量为100g+0.6g＝100.6g；
由图2可知，在秒表的中间表盘上，1min中间有两个小格，所以一个小格代表0.5min，指针在“1”和“2”之间，偏向“2”一侧，所以分针指示的时间为1min＝60s；
在秒表的大表盘上，1s之间有10个小格，所以一个小格代表0.1s，指针在40.8s处，所以秒针指示的时间为40.8s，则秒表的读数为60s+40.8s＝100.8s；
在弹簧测力计的刻度板上，0.5N之间有5个小格，所以1个小格代表0.1N，也就是其分度值为0.1N，弹簧测力计的示数为2.6N；
（2）有用功与额外功的和叫总功。由乙图知，WA有用＝WA总﹣WA额＝3J﹣1J＝2J，
如图甲，A、B是两个完全相同的物体，琴琴同学分别将A、B两物体拉到斜面顶端，做的有用功相等，即WA有用＝WB有用＝2J，
对物体B做的额外功是：WB额＝WB总﹣WB有用＝2.5J﹣2J＝0.5J。
故答案为：（1）100.6；100.8；2.6；（2）2；0.5。
25．【考点】滑轮、滑轮组机械效率的计算；滑轮组绳子上的拉力．版权所有
【专题】简单机械；功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】由图可知，该滑轮为动滑轮，动滑轮上的绳子段数为n＝2，
忽略绳重和摩擦，小李同学作用在绳子自由端的拉力：
F（G+G动）（6N+2N）＝4N；
该滑轮的机械效率：
η100%＝75%。
故答案为：4；75%。
26．【考点】功的简单计算；斜面及其应用．版权所有
【专题】功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】拉力做的功，即总功：W总＝Fs＝6N×0.6m＝3.6J；
克服物重做的有用功：W有＝Gh＝10N×0.3m＝3J，
忽略弹簧测力计的重力和空气阻力，克服斜面对物体的摩擦力做的功为额外功，
则额外功：W额＝W总﹣W有＝3.6J﹣3J＝0.6J，
斜面对物体的摩擦力：f1N。
故答案为：3.6；1。
27．【考点】功率的计算；摩擦力的大小．版权所有
【专题】重力、弹力、摩擦力；功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】拉力F的功率为PFv＝5N×0.15m/s＝0.75W。
图中滑轮为定滑轮，不计绳重及绳与滑轮间摩擦，因为弹簧测力计的示数为2N，因此A受到的水平向左的拉力为2N，B受到A水平向左的摩擦力也为2N；长木板B受到向右的拉力等于水平面的摩擦力加上A对B的摩擦力，B受到水平面的摩擦力为f＝5N﹣2N＝3N。
故答案为：0.75；3。
28．【考点】功率的计算；功的简单计算．版权所有
【专题】功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】由图可知，动滑轮上的绳子段数为n＝3，拉力所做的功：
W＝Fs绳＝Fns物＝10N×3×10m＝300J；
水平使用滑轮组时，克服物体所受摩擦力做的功为有用功，
根据题意可得物体受到的摩擦力：f＝0.12G＝0.12×100N＝12N，
有用功：W有＝fs物＝12N×10m＝120J，
滑轮组有用功的功率：P12W。
故答案为：300；12。
29．【考点】滑轮、滑轮组机械效率的计算；动滑轮的重力．版权所有
【专题】功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】（1）滑轮组提升重物所做的有用功：W有用＝Gh＝900N×5m＝4500J；
货物以0.5m/s的速度匀速提升到5m的高度，
由v可知，运动的时间：t10s，
由图乙可知，此时10s拉力做的总功是5000J，
所以滑轮组提升重物的机械效率：
η100%100%＝90%；
（2）由图甲知通过动滑轮绳子段数n＝2，
所以绳子自由端移动的距离：s＝2h＝2×5m＝10m，
由W总＝Fs可得拉力：
F500N，
不计绳的重、摩擦力，分析动滑轮的受力情况可得，动滑轮的重力：
G动＝2F﹣G＝2×500N﹣900N＝100N。
故答案为：90；100。
30．【考点】功率的计算；功的简单计算．版权所有
【专题】计算题；长度、时间、速度；功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】无人机在上升过程中需要克服重力做功W＝Gh＝mgh＝2kg×10N/kg×48m＝960J；
匀速上升飞行的时间为t140s，
沿水平方向匀速飞行的时间为t240s，
整个飞行过程所用的总时间t＝t1+t2＝40s+40s＝80s，
则整个飞行过程中克服重力做功的功率为：
P12W。
故答案为：960；12。
31．【考点】速度推导公式求解路程和时间；功率的计算．版权所有
【专题】功、功率、机械效率．
【解答】以P＝3W的功率在水平路面上匀速运动，此过程中所受摩擦阻力恒为0.6N，牵引力也是0.6N；根据PFv，有3W＝0.6N×v；
解得速度v＝5m/s；
现在小车以相同功率在斜面上匀速运动4m的路程，对应上升2m的高度，
有用功W有用＝Gh＝2N×2m＝4J；
额外功W额外＝fs＝0.5N×4m＝2J；
总功W总＝W有用+W额外＝4J+2J＝6J；
则玩具小车所用时间t2s。
故答案为：5；2。
32．【考点】斜面及其应用；有用功的计算；功率的计算．版权所有
【专题】功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】（1）使用斜面做的有用功：W有＝Gh＝24N×0.5m＝12J；
（2）滑轮组动滑轮上有3股绳，所以对重物的拉力为F＝nF拉＝3×5N＝15N，拉力所做的总功为：W总＝Fs＝15N×1m＝15J；拉力所做总功的功率为：P1.5W；
（2）因W总＝W有用+W额外，则额外功：W额＝W总﹣W有用＝15J﹣12J＝3J，由W额＝fs可得物体受到的摩擦力：f3N。
故答案为：12；1.5；3。
33．【考点】功的简单计算；重力势能大小与高度的关系．版权所有
【专题】应用题；功、功率、机械效率；机械能及其转化；应用能力．
【解答】某架无人机重330N，在一次试飞中从高空竖直下降1000m，无人机所受重力做的功为：
W＝Gh＝330N×1000m＝3.3×105J；
在此过程中无人机质量不变，高度降低，因此无人机的重力势能将减小。
故答案为：3.3×105；减小。
四．实验探究题（共5小题）
34．【考点】测量滑轮组的机械效率的实验．版权所有
【专题】功、功率、机械效率；分析、综合能力．
【解答】（1）实验2中，根据表格数据可知，s＝3h，即承担物重的绳子股数n＝3，所以使用图甲做的实验；
（2）由实验1和实验2的数据分析：同一滑轮组的机械效率随钩码重力的变化而变化，钩码重力越大，机械效率越高：故D正确；
故选：D。
（3）实验3中，根据表格数据可知，s＝5h，即承担物重的绳子股数n＝5，
第3次实验滑轮组的机械效率：
η；
故答案为：（1）甲；（2）D；（3）57%。
35．【考点】测量滑轮组的机械效率的实验．版权所有
【专题】实验题；功、功率、机械效率；分析、综合能力．
【解答】
（1）实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，系统处于平衡状态，拉力大小才等于测力计示数；
（2）根据第3次实验数据可知，有用功为：W有＝Gh＝4N×0.1m＝0.4J；
总功为：W总＝Fs＝1.8N×0.3m＝0.54J；
第3次实验的机械效率：η74.1%；
（3）比较第1、2、3次实验数据可知，提升高度相同，绳子自由端移动的距离相同，说明使用的是同一滑轮组，但物重不同，且物重越大，滑轮组的机械效率越高；
分析比较第3、4次实验数据可知，使用相同的滑轮组提升相同的物体，物体上升的高度不同，机械效率相同，这说明机械效率与物体上升的高度无关。
故答案为：（1）匀速；（2）0.4；74.1%；（3）越高；无关。
36．【考点】控制变量法．版权所有
【专题】实验题；功、功率、机械效率；分析、综合能力．
【解答】（1）由表格数据可知，斜面倾角为15°时物体A对斜面的压力F＝9.66N，方向垂直斜面向下，作用点在物体与斜面接触面的中点，压力示意图如图所示：
（2）若研究同一物体对木板的压力大小与斜面倾角的关系，需要保持物体的重力相同，改变斜面倾角，
所以选择1、4、7，或2、5、8，或3、6、9，这三组数据均可。
（3）分析1、2、3实验数据可得，
分析4、5、6实验数据可得，
分析7、8、9实验数据可得，
由此得出结论：不同物体静止在同一斜面上时，物体对木板的压力与该物体重力的比值相同。
（4）分析实验数据1、4、7可得同一物体静止在不同斜面上时，斜面倾角不同，物体对木板的压力与该物体重力的比值分别为、、；
分析实验数据2、5、8，可得同一物体静止在不同斜面上时，斜面倾角不同，物体对木板的压力与该物体重力的比值分别为、、；
分析实验数据3、6、9，可得同一物体静止在不同斜面上时，斜面倾角不同，物体对木板的压力与该物体重力的比值分别为、、；
由此可知，同一物体静止在不同斜面上时，斜面倾角越大，物体对木板的压力与该物体重力的比值越小。
（5）物体的重力G＝mg＝30kg×10N/kg＝300N，
克服物体重力做的有用功：
W有用＝Gh＝300N×0.3m＝90J；
由η可得拉力做的总功：
W总100J，
因为W总＝W有用+W额，
所以克服摩擦做的额外功：
W额＝W总﹣W有用＝100J﹣90J＝10J，
由W额＝fs得物体受到的摩擦力：
f10N。
故答案为：（1）见解答图；（2）1、4、7，或2、5、8，或3、6、9；（3）相同；（4）越小；（5）10。
37．【考点】滑轮、滑轮组机械效率的计算；力和力臂的画法；探究杠杆的平衡条件；探究杠杆的平衡条件的实验中杠杆水平平衡的原因．版权所有
【专题】应用题；简单机械；功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】（1）①O为支点，从O点向F1作垂线段，即为F1的力臂，如下图所示：
；
②由图2可知，使用提纽B时，秤砣重力的力臂变大，物体重力的力臂变小，由m秤砣gL秤砣＝m物gL物可知，杆秤的最大称量较大，即杆秤测量的范围更大；
（2）由图可知，n＝3，该滑轮组的机械效率为：
η100%＝80%；
图2乙中，纵坐标表示拉力F的大小为50N，横坐标表示绳自由端移动距离s＝3m，根据W＝Fs可知，阴影部分的面积表示拉力所做的总功。
故答案为：（1）①见解答图；②B；使用提纽B时，秤砣重力的力臂变大，物体重力的力臂变小，由m秤砣gL秤砣＝m物gL物可知，杆秤的最大称量较大；（2）80%；总功。
38．【考点】提高滑轮组的机械效率；滑轮、滑轮组机械效率的计算；功率的计算；动滑轮的重力；机械效率的比较大小．版权所有
【专题】简单机械；功、功率、机械效率；分析、综合能力．
【解答】（1）有用功等于克服物体重力做的功，W有＝G甲h＝180N×0.2m＝36J，
由η可知，拉力所做的功：，
拉力的功率：；
图甲中，克服杠杆重力做的功为额外功；将钩码移动到B点时，提升相同高度，B点上升的高度小些，即杠杆重心上升的高度减小，物重和杠杆重不变，由W＝Gh可知，有用功相同，额外功减小，总功减小，根据可知，杠杆的机械效率变大；（2）不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率：80%，
解得：物体的重力：G＝240N，
则动滑轮重：G动＝300N﹣G＝300N﹣240N＝60N；
增大提升的物重，有用功增大，而额外功几乎不变，有用功与总功的比值增大，则滑轮组的机械效率增大；
减小动滑轮的重力，能减小额外功，使有用功在总功中所占的比例增大，则滑轮组的机械效率增大；
而增大物体提升高度，不能改变有用功占总功的比例，不会改变滑轮组的机械效率，故②③正确，①错误。
故选①。
故答案为：（1）20；变大；（2）60；①。
五．综合应用题（共21小题）
39．【考点】热机的效率公式与计算；压强的公式的应用；功率的计算．版权所有
【专题】计算题；比热容、热机、热值；压强、液体的压强；功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】（1）由图可知，氢燃料电池是将氢的化学能直接转化为电能；
（2）根据p可知，当储氢瓶内气体压强为3.5×107Pa时，则瓶内壁1cm2的面积上受到的压力为：
F＝pS＝3.5×107Pa×1×10﹣4m2＝3.5×103N；
（3）①卡车的行驶速度为：
v72km/h＝20m/s；
②卡车所做的机械功为：
W＝Pt＝172×103W×3600s＝6.192×108J，
根据W＝Fs可知，卡车所受牵引力为：
F8.6×103N；
③根据η可知，燃料完全燃烧放出的热量为：
Q放1.72×109J，
消耗燃油的质量为：
m40kg，
则减排二氧化碳的质量为：
m'＝3.3m＝3.3×40kg＝132kg。
答：（1）电；
（2）瓶内壁1cm2的面积上受到的压力为3.5×103N；
（3）①卡车的行驶速度为20m/s；
②卡车所受牵引力为8.6×103N；
③与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量为132kg。
40．【考点】发电机能量转化；二力平衡条件的应用；压强的公式的应用；功的简单计算；功率的计算．版权所有
【专题】应用题；长度、时间、速度；压强、液体的压强；功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】（1）“电机”给蓄电池充电时将机械能转化为电能；
（2）汽车空车静止在水平地面上时，汽车对地面的压力等于其重力：F＝G＝mg＝1120kg×10N/kg＝11200N，
汽车对地面的压强为：p1.12×105Pa；
（3）汽车受到牵引力大小：F′＝f＝0.1G总＝0.1m总g＝0.1（m+m'）g＝0.1×（1120kg+80kg）×10N/kg＝1200N；
（4）汽车行驶的时间：t＝（40﹣10）×60s＝1800s，
汽车行驶的路程：s＝vt＝15m/s×1800s＝2.7×104m，
牵引力做的功：W＝Fs＝1200N×2.7×104m＝3.24×107J，
牵引力的功率：P1.8×104W。
答：（1）机械能；电能；
（2）汽车对地面的压强是1.12×105Pa；
（3）汽车受到的牵引力是1200N；
（4）该油电汽车在第10min到第40min时间内牵引力做的功及功率各是3.24×107J、1.8×104W。
41．【考点】液体压强的公式及计算；物体浮沉条件．版权所有
【专题】应用题；信息给予题；浮力；功、功率、机械效率；理解能力；应用能力；分析、综合能力．
【解答】（1）由题知，一个是竖立在壶盖正中的铜尺，上有时辰刻度，从下到上分别为：子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥。每个时辰是两个小时，其中子时代表23：00～1：00，丑时代表1：00～3：00……以此类推，未时是13：00～15：00，14：00浮箭应指在未时正中间的刻度，故选：C；
（2）若浮箭的重力为G，在受水壶中所受的浮力为F浮，由于浮箭在水中总是处于漂浮状态，所受浮力等于重力，则G＝F浮；
随着受水壶水位的升高，浮箭受到的浮力不变，根据阿基米德原理，浮箭排开水的体积不变，下部小木块的底面积不变，所以，浸没在水中的深度不变；
受水壶中水的深度变大，根据p＝ρgh得，受水壶壶底受到水的压强变大；
已知浮力，若想测量1个时辰浮力对浮箭做的功，根据W＝Fs可知，还需要测量浮箭1个时辰上浮的路程。
故答案为：（1）C；（2）＝；不变；变大；浮箭1个时辰上浮的路程。
42．【考点】热机的效率公式与计算；运动和静止的相对性；压强的公式的应用；功的简单计算；功率的计算；功、功率的图像问题；重力势能大小与质量的关系；热值的简单计算．版权所有
【专题】应用题；比热容、热机、热值；压强、液体的压强；功、功率、机械效率；机械能及其转化；应用能力；分析、综合能力；科学探究能力．
【解答】（1）如图1所示把打麦工具高高举起，它的重力势能变大；
（2）①满油时收割机的重力为：G＝mg＝2880kg×10N/kg＝2.88×104N，
收割机对水平地面的压强为：p8000Pa；
②如图2所示，收割过程中收割机相对于同行的装载机位置没有变化，所以是静止的；
根据P知，收割机功率保持60kW不变，收割过程中减慢行驶速度，是为了增大牵引力；
收割一块地的麦子，耗时0.5h，根据P得，该收割机做功为：W＝Pt＝60×103W×0.5×3600s＝1.08×108J，发动机的效率为η＝40%，根据效率公式得，Q2.7×108J
根据Q＝qm得，在此过程中消耗柴油为：m柴油6.75kg；
（3）由图3知，当作业速度为4km/h时，喂入量是2.4kg/s，出现这一结果，作物的割幅会对喂入量产生影响。
故答案为：（1）大；（2）①8000；②静止；增大牵引力；1.08×108；6.75；（3）割幅。
43．【考点】滑轮、滑轮组机械效率的计算；压强的公式的应用；绳子自由端移动的速度．版权所有
【专题】压强、液体的压强；功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】（1）由图乙可知，动滑轮上的绳子段数为n＝2，
绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×2m＝4m，
绳子自由端移动的速度：v0.4m/s；
（2）矿石的重力：G＝mg＝70kg×10N/kg＝700N，
此滑轮组的机械效率：η100%＝87.5%；
（3）工人的重力：G人＝m人g＝60kg×10N/kg＝600N，
工作时矿工对水平地面的压力等于他的重力与绳子拉力之差，即：
F压＝G人﹣F＝600N﹣400N＝200N，
他对水平地面的压强：p5000Pa。
答：（1）绳子自由端移动的速度为0.4m/s；
（2）此滑轮组的机械效率为87.5%；
（3）他对水平地面的压强为5000Pa。
44．【考点】功率的计算；速度推导公式求解路程和时间．版权所有
【专题】长度、时间、速度；功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】（1）操场的长度：s＝vt＝2m/s×（1×60s+30s）＝180m；
（2）无人机匀速直线上升时，克服重力做功，即无人机做的功：
W＝Gh＝mgh＝2kg×10N/kg×80m＝1600J，
无人机的输出功率：。
答：（1）他测得的操场长度为180m；
（2）他测得的无人机的输出功率是80W。
45．【考点】功率的推导式P＝Fv；压强的公式的应用；液体压强的公式及计算．版权所有
【专题】计算题；压强、液体的压强；功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】（1）在水下5m深处，舰体受到海水的压强为：
p＝ρ海水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×5m＝5×104Pa；
（2）因为甲板水平，所以该舰载机对水平甲板的压力：，
该舰载机对水平甲板的压强：；
（3）航空母舰的速度 v＝54km/h＝15m/s，根据 可得，航空母舰受到的牵引力：
。
答：（1）在水下5m深处，舰体受到海水的压强为5×104Pa；
（2）该舰载机对水平甲板的压强为3.6×105Pa；
（3）航空母舰以54km/h的速度匀速直线航行时受到的牵引力1×107N。
46．【考点】重力的计算；功率的计算．版权所有
【专题】应用题；重力、弹力、摩擦力；功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】（1）货物所受的重力：G＝mg＝800kg×10N/kg＝8×103N；
（2）机器人提升货物的功率：。
答：（1）货物所受的重力为8×103N；
（2）机器人提升货物的功率为1.6×103W。
47．【考点】压强的公式的应用；功的简单计算；热机的效率公式与计算．版权所有
【专题】计算题；压强、液体的压强；功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】（1）推土机静止时对水平地面的压力：
F＝G＝mg＝8×103kg×10N/kg＝8×104N，
对水平地面的压强：
p2×104Pa；
（2）已知推土机匀速行驶时发动机的功率P＝130kW＝1.3×105W，匀速行驶时间t＝15min＝15×60s＝900s，
由P可得，推土机做的功：
W＝Pt＝1.3×105W×900s＝1.17×108J；
（3）柴油完全燃烧放出的热量：Q放＝m柴油q柴油＝7kg×4.3×107J/kg＝3.01×108J，
则推土机匀速行驶时，发动机的效率是：η38.9%。
答：（1）推土机静止在水平地面时，对地面的压强是2×104Pa；
（2）推土机匀速行驶时发动机做的功是1.17×108J；
（3）推土机匀速行驶时，发动机的效率是38.9%。
48．【考点】液体压强的公式及计算；功的简单计算；电磁波的传播．版权所有
【专题】计算题；声现象；密度及其应用；压强、液体的压强；功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】（1）“奋斗者”号配备的水声通信系统可以在万米海底将文字、语音和图像实时传输给海面上的母船，这种信息传递是通过超声波实现的；
（2）“奋斗者”号坐底时受到的海水压强为：
p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×10909m＝1.0909×108Pa；
（3）深海岩石的密度为：2.8×103kg/m3；
深海岩石的重力为：G＝mg＝8.4kg×10N/kg＝84N，
岩石受到的浮力为：F浮＝ρ水V排g＝1.0×103kg/m3×3×10﹣3m3×10N/kg＝30N，
采样篮对它做的功：
W＝（G﹣F浮）h＝（84N﹣30N）×10909m≈5.89×105J。
答：（1）超声波；
（2）“奋斗者”号坐底时受到的海水压强是1.0909×108Pa；
（3）带回的岩石密度是2.8×103kg/m3；将它从海底匀速提升至水面，不计水的阻力，采样篮对它做的功是5.89×105J。
49．【考点】有用功的计算；压强的公式的应用；滑轮组中的相关计算；有用功、额外功与总功．版权所有
【专题】压强、液体的压强；功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】（1）由题意得，建筑材料放在地面上时，对地面的压力F＝G＝1680N，
建筑材料放在地面上时，对地面的压强
p4200Pa；
（2）滑轮组做的有用功
W有＝Gh＝1680N×3m＝5040J；
（3）由η得，6000J，
由图可知，钢丝绳的股数n＝2，钢丝绳端通过的距离s＝nh＝2×3m＝6m，
电动机对钢丝绳的拉力
F1000N。
答：（1）建筑材料放在地面上时，对地面的压强是4200Pa；
（2）滑轮组做的有用功是5040J；
（3）电动机对钢丝绳的拉力F是1000N。
50．【考点】压强的公式的应用；功率的计算．版权所有
【专题】长度、时间、速度；压强、液体的压强；功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】
（1）汽车对地面的压力F＝G总＝mg＝1800kg×10N/kg＝18000N，
汽车对地面的压强p1.2×105Pa；
（2）由题意得，汽车的速度20m/s；
因为汽车做匀速直线运动，则有牵引力F牵＝f＝2000N，
所以汽车的功率PF牵v＝2000N×20m/s＝4×104W。
答：（1）汽车对地面的压强为1.2×105Pa；（2）汽车在该路段的速度为20m/s；汽车的功率为4×104W。
51．【考点】功的简单计算；速度推导公式求解路程和时间；二力平衡条件的应用．版权所有
【专题】计算题；长度、时间、速度；运动和力；功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】（1）飞机若以速度800km/h沿水平直线匀速飞行0.5h，飞机在上述0.5h内通过的路程
s＝vt＝800km/h×0.5h＝400km
（2）升空后飞机在上述0.5h内水平方向牵引力做的功：
W＝F牵引s＝3.6×105N×400×103m＝1.44×1011J
（3）当速度达到v1时，飞机即将离地起飞，此时飞机所受升力与重力相等，即F＝G
飞机在跑道上滑行速度为0.5v1时
因飞机获得的升力F与其在平直跑道上滑行速度v的平方成正比，即F＝kv2，故飞机在跑道上滑行速度为0.5v1时飞机获得的升力
F′G
飞机还受到重力及支持力的作用，由力的平衡，飞机在跑道上滑行速度为0.5v1时受到的支持力为
F″＝G0.75G
答：（1）升空后飞机在上述0.5h内通过的路程为400km；
（2）升空后飞机在上述0.5h内水平方向牵引力做的功为1.44×1011J；
（3）飞机在跑道上滑行速度为0.5v1时受到的支持力为0.75G。
52．【考点】功率的推导式P＝Fv；液体压强的公式及计算；利用阿基米德原理进行简单计算．版权所有
【专题】计算题；压强、液体的压强；浮力；功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】（1）“雪龙”号满载航行时所受到的浮力为
F浮＝G排＝mg＝2.1×107kg×10N/kg＝2.1×108N；
（2）水面下5m深处船壁受到海水的压强
p＝ρ海水gh＝1.03×103kg/m3×10N/kg×5m＝5.15×104Pa；
（3）主机功率13200kW，速度为
v＝36km/h＝10m/s
由P＝Fv可得，主机能提供多大的动力
F1.32×106N
答：（1）“雪龙”号满载时受到的浮力为2.1×108N；
（2）水面下5m深处船壁受到海水的压强为5.15×104Pa；
（3）主机能提供多大的动力为1.32×106N。
53．【考点】速度公式的应用；重力的计算；功率的计算．版权所有
【专题】计算题；长度、时间、速度；重力、弹力、摩擦力；功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】（1）飞机从水源地巡航到火场至少需要的时间为：
t0.2h；
（2）飞机的最大起飞重力为：
G＝mg＝53500kg×10N/kg＝5.35×105N；
（3）克服水的重力做的功为：
W＝G水h＝m水gh＝12000kg×10N/kg×4m＝480000J，
则飞机吸水的功率为：
P24000W。
答：（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0.2h；
（2）飞机的最大起飞重力为5.35×105N；
（3）飞机吸水的功率为24000W。
54．【考点】滑轮、滑轮组机械效率的计算；压强的公式的应用；功的简单计算．版权所有
【专题】计算题；压强、液体的压强；简单机械；功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】（1）长方体建筑材料放在水平地面静止时，对地面的压力等于长方体建筑材料重力，即F压＝G＝8×103N，则长方体建筑材料对地面的压强为：
p4×103Pa；
（2）该过程克服长方体建筑材料重力所做的功为：
W有＝Gh＝8×103N×20m＝1.6×105J；
（3）由图可知，n＝2，该滑轮组的机械效率为：
η100%＝80%。
答：（1）长方体建筑材料放在水平地面静止时，对地面的压强为4×103Pa；
（2）该过程克服长方体建筑材料重力所做的功为1.6×105J；
（3）塔吊机械部分（如图乙）的机械效率为80%。
55．【考点】功率的计算；能量的利用效率；压强的公式的应用；功的计算．版权所有
【专题】计算题；电能和电功率；压强、液体的压强；功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】（1）根据p可知，轮胎能承受的最大压力为：
F压＝pS＝2×105Pa×1×10﹣2m2＝2000N；
（2）最高时速匀速骑行时所受阻力为人、车总重力的0.03倍，则阻力为f＝0.03（G人+G车）＝0.03（m人+m车）g＝0.03×（70kg+50kg）×10N/kg＝36N，因车匀速行驶，故F＝f＝36N，
则骑行100s牵引力做功的功率为：
PFv＝36N×6m/s＝216W；
（3）蓄电池储存的电能：
W＝UIt＝UQ＝50V×12A×3600s＝2160000J，
电动自行车牵引力做功为：
W有＝ηW＝80%×2160000J＝1728000J，
电动自行车行驶的路程为：
s48000m。
答：（1）轮胎能承受的最大压力是2000N；
（2）实际测试者质量为70kg，以最高时速匀速骑行时所受阻力为人、车总重力的0.03倍，则骑行100s牵引力做功的功率为216W；
（3）电池充满电后，该测试者始终以最高时速骑行，电池能量的80%用于牵引力做功，则骑行的路程为48000m。
56．【考点】滑轮、滑轮组机械效率的计算；压强的公式的应用；利用阿基米德原理进行简单计算．版权所有
【专题】压强、液体的压强；浮力；功、功率、机械效率；分析、综合能力．
【解答】（1）玻璃缸对地面的压力：F压＝G缸+G水＝200N+1000N＝1200N，
则当重物甲拉离水面后，玻璃缸对地面的压强为：
p3000Pa；
（2）将浸没的重物甲缓慢拉离水面后，玻璃缸中水位下降了5cm，
则重物甲排开水的体积为V排＝SΔh＝0.4m2×0.05m＝0.02m3，
重物甲浸没在水中时所受的浮力为：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m3＝200N；
（3）先作出绳AC拉力的力臂OD，如图，直角三角形ADO中，∠A＝30°，ODOA，B是OA的中点，OBOA，OB＝OD
根据杠杆平衡条件可得FA×OD＝FB×OB，FB＝FA，绳子AC能承受的最大拉力FA＝620N，B点最大拉力FB＝620N，
则滑轮组绳子的最大拉力F绳；
不计绳子的重力及绳与滑轮间的摩擦，F绳，则物体最大重力：G物＝2F绳﹣G动＝2×200N﹣20N＝380N，
滑轮组的最大机械效率：η═。
答：（1）当重物甲拉离水面后，玻璃缸对地面的压强3000Pa；
（2）重物甲浸没在水中时所受的浮力200N；
（3）滑轮组的绳子不会断裂，当∠CAO＝30°时，杆OA刚好水平，若绳子AC能承受的最大拉力FA＝620N时，利用此装置将重物拉离水面后缓慢上升过程中的最大机械效率是95%。
57．【考点】功率的计算；太阳能的利用．版权所有
【专题】计算题；长度、时间、速度；功、功率、机械效率；分析、综合能力．
【解答】（1）①车的最高时速54km/h，则该车0.5h内行驶的路程为：
s＝vt＝54km/h×0.5h＝27km＝2.7×104m；
②车受到的重力为G＝mg＝300kg×10N/kg＝3000N，
因该车在平直公路上匀速行驶，故F＝f＝0.02G＝0.02×3000N＝60N，
则车行驶所需的机械功率为：
PFv＝60N×54m/s＝900W；
（2）方法一：
车实际获得的机械功率P机＝700W/m2×6.5m2×20%×90%＝819W，
因为819W＜900W，所以方案不合理；
方法二：
需要的太阳能电池板面积S7.14m2；
因为7.14m2＞6.5m2，所以方案不合理；
方法三：
1s内需要的太阳能E需5000J，
1s内能获得的太阳能E获＝P太St＝700W/m2×6.5m2×1s＝4550J，
因为4550J＜5000J，所以方案不合理。
答：（1）①该车0.5h内行驶的路程为2.7×104m；
②维持该车行驶所需的机械功率为900W；
（2）见解答内容。
58．【考点】压强的公式的应用；功率的计算；滑轮、滑轮组机械效率的计算．版权所有
【专题】计算题；压强、液体的压强；简单机械；功、功率、机械效率；应用能力．
【解答】（1）小轿车的质量为1.2t，因小轿车在水平沙滩上，小轿车对地面的压力大小等于小轿车的重力，
则F压＝G＝mg＝1.2×103kg×10N/kg＝1.2×104N，
故小轿车静止时对沙滩的压强为：
p6×104Pa；
（2）由图甲可知，n＝2，
由图乙可知，小轿车被匀速拉动的速度为0.5m/s，拉动的时间为10s，则小轿车被匀速拉动通过的路程为：
s车＝vt＝0.5m/s×10s＝5m；
滑轮组自由端通过的距离为：
s绳＝ns车＝2×5m＝10m，
滑轮组做的总功为：
W总＝Fs绳＝2×103N×10m＝2×104J，
根据η可知，滑轮组做的有用功为：
W有＝W总η＝2×104J×90%＝1.8×104J，
则小轿车受到的拉力做功的功率为：
P1800W。
答：（1）小轿车静止时对沙滩的压强是6×104Pa；
（2）小轿车被匀速拉动通过的路程是5m；在此过程中滑轮的机械效率为90%，则小轿车受到的拉力做功的功率是1800W。
59．【考点】功率的计算；压强的公式的应用；压强的叠块；功的简单计算．版权所有
【专题】计算题；压强、液体的压强；功、功率、机械效率；分析、综合能力．
【解答】解；（1）机器人扫地过程中，若在1×103s内总共做了2.4×104J的功，则机器人做功的功率为：
P24W；
（2）两块面积均为S2＝1.8×10﹣2m2的抹布，两块抹布对瓷砖地面的压力为12N，则两块抹布对瓷砖地面的压强为：
p333Pa；
（3）由P、W＝Fs和v可得机器人的速度为：
v0.15m/s；
每次在AB方向运动所用时间为：
t138s；
每次沿BC方向运动0.3m所用时间为：
t22s；
机器人沿弓形路线将整个房间地面拖洗1次，机器人需要的时间为：
t总＝t1×15+t2×14＝38s×15+2s×14＝598s。
答：（1）机器人做功的功率为24W；
（2）两块抹布对瓷砖地面的压强为333Pa；
（3）机器人沿弓形路线将整个房间地面拖洗1次，机器人需要的时间为598s。
六．科普阅读题（共1小题）
60．【考点】发电机的原理；密度在生产、生活中的应用；利用阿基米德原理进行简单计算；物体浮沉条件；功率的计算；固体和液体的热值计算．版权所有
【专题】功、功率、机械效率；分析、综合能力．
【解答】（1）轻质材料的密度较小，在体积一定时，物体的密度越小，质量越小，因此气囊采用轻质材料制作是为了减小质量；
（2）发电机是利用电磁感应的原理来发电的；
（3）将气囊充满氦气，此时飞艇受到的浮力为：
F浮＝ρ空gV排＝ρ空gV气囊＝1.2kg/m3×10N/kg×4200m3＝5.04×104N；
此时飞艇受到飞艇的重力、氦气的重力、乘客的总重和浮力的作用，根据力的平衡关系可知，乘客的总重为：
G人总＝F浮﹣G飞﹣G氦＝F浮﹣m飞g﹣ρ氦气gV气囊＝5.04×104N﹣3750kg×10N/kg﹣0.2kg/m3×10N/kg×4200m3＝4500N，则乘客人数为：
n7.5人≈7人；
（4）由图乙可知，空气阻力F阻与速度v的图线为一条过原点的斜线，即F阻＝kv，当速度为12m/s时，空气阻力为6×103N，解得：k＝500N s/m；
飞艇先后以3m/s和6m/s的速度水平匀速直线飞行时受到的阻力分别为：
F阻1＝kv1＝500N s/m×3m/s＝1500N，
F阻2＝kv2＝500N s/m×6m/s＝3000N，
因飞艇水平匀速直线飞行，则F推1＝F阻1＝1500N，F推2＝F阻2＝3000N，
故W1：W2＝F推1s1：F推2s2＝F推1v1t：F推2v2t＝F推1v1：F推2v2＝1500N×3m/s：3000N×6m/s＝1：4；
（5）10kg燃油完全燃烧放出的热量为：Q放＝mq油＝10kg×4.5×107J/kg＝4.5×108J，
则发动机输出的能量为（即发动机所做的总功）：W＝ηQ放＝36%×4.5×108J＝1.62×108J；
由图乙可知，飞艇受到的空气阻力：F阻＝500N s/m×v，
根据题意可知：W＝W推+W辅，且辅助功的功率恒定，则W辅＝P辅t，由题知推动功W推＝F阻s，根据速度公式可得t，
所以可得：W＝F阻s+P辅t，代入数据有：1.62×108J＝500N s/m×v×s+5×104W，
整理可得飞艇飞行的距离：s，
由不等式知识可知，当500N s/m×v＝5×104W时，即v＝10m/s时，分母有最小值，此时距离s有最大值，
则飞行的最大距离为：s大1.62×104m＝16.2km。
故答案为：（1）质量；（2）电磁感应；（3）5.04×104；7；（4）1：4；（5）16.2。
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