2023全國中考真題分類匯編專題11 功、功率、機械效率

專題11功、功率、機械效率考點1功1．（多選）（2023湖南株洲）某建筑工地上，一臺起重機將兩種材料同時從地面豎直勻速起吊送至兩個不同的高度，整個過程中起重機提升材料所做的功W與提升高度h的關(guān)系如圖所示。由圖可知（g=10N/kg）（）

A．兩種材料總質(zhì)量為1.5t B．兩種材料總質(zhì)量為3tC．吊到40m高處的材料質(zhì)量為1t D．吊到40m高處的材料質(zhì)量為1.5t【答案】BC【解析】AB．由圖示知，上升高度為10m時，提升材料所做的功，據(jù)W=Gh知，兩種材料的總重力，兩種材料的總質(zhì)量故A不符合題意，B符合題意；CD．吊到40m的材料單獨升高的高度為，此段高度提升材料所做的功，吊到40m高處的材料重力，其質(zhì)量故C符合題意，D不符合題意。故選BC。2．（2023四川宜賓）如圖所示，一個物體被水平力F壓在豎直墻面時靜止，水平力減為F的三分之一時剛好勻速下滑，則靜止和勻速下滑時物體受到的摩擦力大小（選填“相等”或“不相等”），下滑時水平力對物體（選填“做了”或“不做”）功。

【答案】相等不做【解析】[1]物體被水平力F壓在豎直墻面時靜止時，物體處于平衡狀態(tài)，由二力平衡知識可知，物體受到摩擦力等于物體的重力；水平力減為F的三分之一時，剛好勻速下滑，物體仍處于平衡狀態(tài)，由二力平衡知識可知，物體受到摩擦力等于物體的重力；所以物體靜止和勻速下滑時，受到的摩擦力大小相等。[2]下滑時，物體向下運動，水平力的方向向左，由于在力的作用下，沿力的方向運動一段距離，力才對物體做功，所以水平力對物體不做功。3．（2023江蘇無錫）2023年5月13日，“恩平20—4鉆采平臺”的安裝，創(chuàng)造了我國海上油氣平臺浮托安裝重量的新紀(jì)錄，浮托安裝類似于運動員挺舉過程，巧妙地利用海上潮汐的自然力進(jìn)行安裝。如圖所示，漲潮時，工程船托運平臺組塊駛?cè)胍呀?jīng)固定在海中的導(dǎo)管架的槽口，落潮時把平臺組塊插尖順勢從高位下降安裝到導(dǎo)管架接口上。工程船滿載時的排水量為，所安裝的平臺組塊質(zhì)量為。（g?。?）工程船滿載航行在海面上時，受到的浮力為多大？（2）平臺組塊所受重力大小為多少？（3）若漲潮前，插尖低于接口，漲潮時，工程船和平臺組塊緩慢向上浮起，使得插尖比接口高。則在此過程中，工程船對平臺組塊豎直向上做功為多少？

【答案】（1）5.35×108N；（2）1.55×108N；（3）3.1×108J【解析】（1）工程船滿載時的排水量為，航行在海面上時，處于漂浮狀態(tài)，由沉浮條件可知，受到的浮力等于重力（2）平臺組塊質(zhì)量為，則平臺組塊所受重力（3）若漲潮前，插尖低于接口，漲潮時，插尖比接口高，則工程船對平臺組塊豎直向上做功為克服平臺組塊重力做功考點2功率4．（2023山東濱州）如圖所示，重為20N，棱長為10cm的正方體物塊放在水平桌面上，在10N的水平拉力F作用下，5s內(nèi)沿水平方向勻速移動了50cm，則物塊對水平桌面的壓強為Pa，水平拉力F做功的功率為W。

【答案】10001【解析】[1]在水平面上壓力等于重力，即F=G=20N，物體對地面的壓強[2]拉力做的功W=Fs=10N×50×10-2m=5J，拉力做功的功率5．（2023廣東廣州）物體A重5N，如圖1，A在水平拉力F1作用下，在水平面從M勻速直線運動到N用時3s；如圖2，在A上放置一個鉤碼，A在水平拉力F2作用下，在另一水平面從Р勻速直線運動到Q用時2s。

（1）在MN，PQ段，A的速度分別為v1、v2，A所受摩擦力分別為f1、f2，則v1v2，f1f2；（均選填“>”“=”“<”）（2）A從M運動到N，F(xiàn)1做的功為J、功率為W，A所受重力做的功為J?！敬鸢浮浚迹?.30.10【解析】（1）[1]在MN段，A的速度為，在PQ段，A的速度為，則。[2]A在水平拉力F1作用下做勻速直線運動，由二力平衡可知，A在水平拉力F2作用下做勻速直線運動，由二力平衡可知，則。（2）[3]F1做的功為[4]F1的功率為[5]A只在水平方向運動發(fā)生距離，豎直方向沒有發(fā)生距離，所以A所受重力做的功為0J。6．（2023甘肅金昌）隨著人們生活水平的提高，房車旅游受到了大眾的青睞，某公司推出了如圖所示的小型房車，小林和父母參觀車展時試駕了該車，該車在平直公路上以54km/h的速度勻速行駛了3600m，已知車輪與水平地面總接觸面積為0.4m2，試駕時車和人總質(zhì)量為4×103kg，阻力是車重的0.1倍。（假定汽車靜止時對地面的壓力大小等于汽車總重力，汽車勻速行駛時牽引力等于阻力，g取10N/kg。）求：（1）該房車勻速行駛了多長時間？（2）該房車靜止在水平地面上時，對地面的壓強是多少？（3）該房車勻速行駛時牽引力做功的功率是多大？

【答案】（1）240s；（2）1×105Pa；（3）6×104W【解析】（1）由題意可知，試駕的路程為s=3600m，試駕時的速度為v=54km/h=15m/s故由可得，試駕所用的時間為（2）房車的總質(zhì)量為m=4×103kg，故房車的重力為G=mg=4×103kg×10N/kg=4×104N由可得，房車對地面的壓強為（3）由題意可得，房車所受阻力為f=0.1G=0.1×4×104N=4×103N房車在水平路面勻速行駛，處于受力平衡狀態(tài)，故由二力平衡可得，房車所受牽引力大小為F牽=f=4×103N由P=Fv可得，牽引力的功率為P=F牽v=4×103N×15m/s=6×104W7．（2023湖南永州）周末小明陪著妹妹，由父母駕駛國產(chǎn)新能源汽車到“國際慢城”雙牌縣的陽明山看“花?！?。（）（1）汽車和車內(nèi)的人總質(zhì)量為1800kg，靜止在水平地面時，輪胎與地面接觸的總面積為0.15m2，求此時汽車對地面的壓強；（2）汽車在開往陽明山的路程中，在某段路上勻速直線行駛2400m，用時2min，已知汽車在該路段受到的摩擦力為2000N，求汽車在該路段的速度和功率。

【答案】（1）1.2×105Pa；（2）20m/s，4×104W【解析】解：（1）根據(jù)G=mg可得，汽車和車內(nèi)的人總重力為汽車靜止在水平地面上，汽車對地面的壓力為根據(jù)可得，此時汽車對地面的壓強為（2）根據(jù)可得，汽車在該路段的速度為由于汽車做勻速直線運動，受到的是平衡力作用，因此汽車水平方向上受到的牽引力與摩擦力是一對平衡力，則牽引力大小為根據(jù)可得，汽車在該路段的功率為8．（2023上海）用大小為10牛的水平方向的推力F使重力為20牛的物體在5秒內(nèi)勻速運動4米，求這段時間里物體推力F做的功W和功率P?！敬鸢浮?0J，8W【解析】推力F做的功W推力F的功率考點3機械效率9．（2023廣東廣州）用滑輪組進(jìn)行“一瓶水提升一個人”活動，如圖，水瓶勻速直線下降10m，使人勻速升高0.5m，水瓶對繩a的拉力為，繩b對人的拉力為。此過程（）

A．有用功為300JB．做的功等于做的功C．做的功小于做的功D．滑輪組的機械效率為80%【答案】D【解析】A．做的功為有用功，大小為，故A錯誤，不符合題意；BC．做的功為總功，大小為，故BC錯誤，不符合題意；D．滑輪組的機械效率為，故D正確，符合題意。故選D。10．（2023四川廣安）學(xué)習(xí)了簡單機械知識后，某同學(xué)自制了如圖所示的晾衣架。他將50N的衣物掛在橫桿上，拉繩使其勻速上升1.6m，用時5s（上升過程中，橫桿保持水平），此過程該裝置的機械效率為80%（不計繩重及摩擦）。下列分析正確的是（）

A．拉力做功80J B．拉力的功率為20WC．動滑輪重12.5N D．若增大衣物的質(zhì)量，機械效率將減小【答案】B【解析】A．如圖，滑輪組做的有用功，拉力做的功，故A錯誤；B．拉力的功率，故B正確；C．滑輪組做的額外功，動滑輪與橫桿的總重，則動滑輪的重小于12.5N，故C錯誤；D．若增大衣物的質(zhì)量，滑輪組的額外功不變，有用功增多，由可知，機械效率將提高，故D錯誤。故選B。11．（2023湖南永州）如圖所示，將一個重9.0N的物體從斜面底端勻速直線拉到斜面頂端，沿斜面向上的拉力為3.6N，在斜面上移動的距離s=1.2m，物體升高的高度h=0.3m，則（）

A．物體所受的摩擦力3.6N B．物體克服重力做功4.32JC．拉力做功2.7J D．斜面的機械效率62.5%【答案】D【解析】ABC．克服物體重力做功即有用功為，拉力做的功即總功為，額外功為，由可得，摩擦力為，故ABC不符合題意；D．根據(jù)可得，斜面的機械效率為，故D符合題意。故選D。12．（多選）（2023山東濱州）用如圖所示的裝置勻速提升浸沒在容器底部的正方體物塊A，物塊A的質(zhì)量為5kg，棱長為10cm，水的深度為60cm。物塊A露出水面前滑輪組的機械效率為80%，在水中上升的時間為5s。物塊A與容器底部未緊密接觸，水對物塊A的阻力、繩子的重力、繩子與滑輪間摩擦都忽略不計，，。下列分析正確的是（）

A．物塊A的重力為50NB．物塊A上升的速度為0.12m/sC．物塊A露出水面前，拉力所做的有用功為20JD．物塊A完全露出水面后，滑輪組的機械效率約為83.3%【答案】ACD【解析】A．已知物塊質(zhì)量為5kg，由得，物塊A的重力為，故A正確；B．已知物塊棱長為10cm，水深為60cm，可知在水中上升的距離為，由得，物塊A上升的速度為，故B錯誤；C．物塊A露出水面前，完全浸沒在水中，可知其體積等于排開水的體積為，根據(jù)得，由題意知，物塊出水面前，拉力所做的有用功即是，物塊上升時，克服其重力和浮力得合力做的功為，故C正確；D．物塊A露出水面前滑輪組的機械效率為80%，根據(jù)得，該過程的總功為，由圖可知，滑輪組動滑輪繞繩子的段數(shù)是2段，繩子自由端移動的距離，由得，繩子自由端拉力大小為，根據(jù)可知，動滑輪得重力為，物塊A露出水面后，不在受浮力，根據(jù)可知，此時自由端的拉力為，根據(jù)題意可知，物塊A露出水面后，滑輪組的機械效率約為，故D正確。故選ACD。13．（2023四川宜賓）在長為1000m，高為100m的爬坡路段，一輛質(zhì)量為1800kg的電動汽車在3000N的牽引力作用下勻速上坡，電動汽車受到的重力方向是，斜面的機械效率為，g取10N/kg?！敬鸢浮控Q直向下60%【解析】[1]由于重力是地球?qū)Φ厍虮砻嫖矬w的引力，所以重力方向始終是豎直向下的，故電動汽車受到的重力方向是豎直向下。[2]斜面的機械效率14．（2023陜西）某重物的質(zhì)量為80kg，體積為，則該重物的密度為，該重物放在水平地面上時，與地面的接觸面積為，則它對地面的壓強為Pa。工用如圖所示的滑輪組將該重物豎直向上勻速提升5m，用時50s，此過程中重物上升的速度是m/s。若增大提升重物的質(zhì)量，該滑輪組的機械效率將變。（g取10N/kg）

【答案】0.1大【解析】[1]由可知，該重物的密度為[2]該重物對地面的壓強為[3]重物上升的速度是[4]滑輪組的機械效率使用同一滑輪組提升的物體時，產(chǎn)生的額外功相同，當(dāng)提升的物體質(zhì)量增大時，有用功增多，滑輪組機械效率增大。15．（2023湖北宜昌）如圖為某景區(qū)的盤山公路，汽車行駛過程中遇到陡坡時司機常常要換用低速檔，這樣做是因為在發(fā)動機的輸出功率一定時可以增大。一輛總重為1×105N的汽車經(jīng)過某一長為200m的路段時，豎直高度上升了20m，如果汽車的牽引力恒為2.5×104N，此過程中盤山公路斜面的機械效率為。

【答案】牽引力40%【解析】[1]根據(jù)功率為，可知，在發(fā)動機的輸出功率一定時，司機常常要換用低速檔，這樣做可增大牽引力。[2]此過程中盤山公路斜面的機械效率為16．（2023江蘇無錫）如圖所示，是安裝在某種塔式起重機吊臂一側(cè)的滑輪組，某次勻速起吊的物體時，上升，用時，滑輪組的機械效率是，則所做有用功是J，總功是J，拉力F的功率是W。（g?。?/p>

【答案】3×1043.75×1042.5×103【解析】[1]物體的重力G=mg=600kg×10N/kg=6000N，滑輪組所做有用功W有=Gh=6000N×5m=3×104J[2]由得，滑輪組所做總功[3]拉力F的功率17．（2023四川涼山）如圖所示，工人用A、B兩個相同的滑輪組成的滑輪組提升重540N的物體，所用的拉力F為200N，物體以0.2m/s的速度勻速上升了10s。不計繩重及摩擦，拉力F所做的功為J，C處天花板受到的拉力為N；若勻速提升重240N的物體，滑輪組的機械效率為。

【答案】1200J460N80%【解析】[1]由題意知，物體上升的高度為，由圖可知承擔(dān)物重繩子的股數(shù)為n=3，則繩端移動的距離為，由得，提升重540N的物體時拉力F做的功為[2]因為不計繩重及摩擦?xí)r，所以動滑輪重力為，根據(jù)題意知，C處天花板受到的拉力為[3]因為不計繩重及摩擦?xí)r，機械效率為，所以提升重240N物體時滑輪組的機械效率為18．（2023湖南郴州）如圖所示，物體重10N，每個滑輪重1N，在F=2.5N的拉力作用下，物體上升了1m，則拉力做的有用功是J，克服繩重及滑輪與繩子之間的摩擦所做的額外功為J。

【答案】103【解析】[1]該滑輪組克服物體重力做有用功，所做有用功[2]物體上升1m，則從下數(shù)的第一個動滑輪也上升h1=1m，其右側(cè)繩端上升2m；從下數(shù)的第二個動滑輪上升h2=2m，其右側(cè)繩端上升4m；從下數(shù)的第三個動滑輪上升h3=4m，其右側(cè)繩端上升8m，即繩子自由端移動的距離s=8m，拉力做的總功，克服動滑輪重力做的額外功，則克服繩重及滑輪與繩子之間的摩擦所做的額外功19．（2023江蘇揚州）在學(xué)習(xí)了機械效率的相關(guān)知識后，課外研究小組有同學(xué)猜想：同一個機械的機械效率是不變的。為了驗證猜想，他們用如圖所示的滑輪組進(jìn)行實驗，改變鉤碼個數(shù)，用彈簧測力計沿豎直方向拉著細(xì)繩，使鉤碼勻速向上運動，測得的數(shù)據(jù)如表1。

表1實驗次數(shù)鉤碼重鉤碼上升的高度繩端拉力繩端移動距離有用功總功機械效率120.11.00.30.20.3066.7230.11.40.30.30.4271.4350.12.20.30.50.6675.8（1）分析表中的數(shù)據(jù)，他的猜想是（選填“正確”或“錯誤”）的；（2）實驗小組又進(jìn)行了如下的探究：改變滑輪的個數(shù)組成不同的滑輪組，仍用彈簧測力計沿豎直方向向上勻速拉動細(xì)繩，測得的數(shù)據(jù)如表2；表2實驗次數(shù)動滑輪個數(shù)鉤碼重繩端拉力鉤碼上升的高度繩端移動距離有用功總功機械效率4163.60.20.41.21.4483.35262.40.20.81.21.9262.56362.20.21.21.22.6445.5分析數(shù)據(jù)可知：物重相同，動滑輪個數(shù)越多越省力，但機械效率越。進(jìn)一步分析還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)滑輪組越來越省力時，它的額外功越來越大，甚至?xí)霈F(xiàn)額外功有用功的情況，所以設(shè)計一個機械模型時，既要考慮省力，還要考慮；（3）根據(jù)表2中的數(shù)據(jù)，如果增加動滑輪個數(shù)繼續(xù)實驗，將會出現(xiàn)的困難是，你的改進(jìn)方法是?！敬鸢浮垮e誤低大于機械所做的額外功機械效率變低減輕動滑輪的質(zhì)量【解析】（1）[1]由表1數(shù)據(jù)可知，用同一滑輪組提升不同重力的鉤碼時，鉤碼上升的高度以及繩端移動的距離相同，所得的機械效率不同，即機械效率是變化的，因此他的猜想是錯誤的。（2）[2]由表2數(shù)據(jù)可知，當(dāng)物重相同時，動滑輪個數(shù)越多，繩端拉力越小，即越省力，但機械效率也變低。[3]根據(jù)額外功等于總功與有用功之差可知，在第6次實驗中，額外功大于有用功，由此可知當(dāng)滑輪組越來越省力時，它的額外功越來越大，甚至?xí)霈F(xiàn)額外功大于有用功的情況。[4]根據(jù)以上分析可知，在設(shè)計一個機械模型時，既要考慮省力，還要考慮機械所做的額外功。（3）[5][6]由表2數(shù)據(jù)可知，在其它條件相同的情況下，增加動滑輪個數(shù)，機械效率變低，這是將會出現(xiàn)的困難。根據(jù)可知，在提升的物體重力一定時，若要增大機械效率，應(yīng)減小動滑輪重，因此改進(jìn)方法是減小動滑輪的重力或減輕動滑輪的質(zhì)量。20．（2023四川眉山）如圖所示，工人用滑輪組提升重物，已知重物重力，動滑輪重力。在工人用力作用下，重物勻速上升，達(dá)到規(guī)定高度處。不計繩重和機械之間的摩擦。求：（1）拉力做功的功率；（2）滑輪組的機械效率；（3）若用該裝置提升另一重物時，機械效率達(dá)到，則該重物的重力是多少？

【答案】（1）240W；（2）83.3％；（3）1800N【解析】（1）承擔(dān)物重的動滑輪上繩子的段數(shù)，不計繩重和機械之間的摩擦，拉力拉力移動距離拉力做功拉力做功的功率（2）滑輪組的有用功機械效率（3）若用該裝置提升另一重物時，機械效率達(dá)到，則解得該重物的重力是。21．（2023江西）如圖所示，利用斜面將箱子推進(jìn)車廂，通常要比把箱子直接從地面搬進(jìn)車廂省力多了，某同學(xué)用的力沿斜面向上勻速推動箱子，已知箱子質(zhì)量為，斜面長，斜面高，。求：（1）箱子受到的重力；（2）箱子受到的摩擦力；（3）斜面的機械效率；（4）使用斜面推箱子時有哪些更省力的方法。

【答案】（1）；（2）20N；（3）80%；（4）見解析【解析】（1）箱子受到的重力G=mg=20kg×10N/kg=200N（2）推力所做的功有用功額外功斜面對箱子的摩擦力（3）斜面的機械效率（4）拉動物體沿斜面運動時，斜面坡度越小越省力，可適當(dāng)減小斜面的坡度。22．（2023湖南郴州）如圖所示，在斜面上將一個重10N的物體勻速拉到頂端所用的時間為。沿斜面向上的拉力，斜面中，，物體與斜面的接觸面積為100cm2，斜面對物體的支持力為。求；（1）物體在斜面上的速度；（2）物體對斜面的壓強；（3）斜面的機械效率。（計算結(jié)果保留一位小數(shù)）

【答案】（1）1.25m/s；（2）800Pa；（3）66.7%【解析】（1）物體的速度（2）物體對斜面的壓力接觸面積物體對斜面的壓強（3）斜面的高度拉力做的有用功拉力做的總功斜面的效率23．（2023山東煙臺）在宜居宜業(yè)和美鄉(xiāng)村建設(shè)中，某施工隊正在進(jìn)行農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施改建，建筑工人利用小型的升降機來搬運水泥。如圖甲所示，某次搬運過程中，工人在的時間內(nèi)，將8袋水泥勻速提起，電動機牽引