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【2024年全国中考物理真题分类汇编（第02集）】
专题11 功、功率、机械效率
【中考新考法】
（2024·广东广州）如图，吊车在建筑工地进行作业时，由支腿将吊车撑起并脱离地面，吊臂上的滑轮组在1s内，将重为的建筑材料沿竖直方向匀速提升1m，滑轮组上钢丝绳自由端受到的拉力F为；
（1）支腿做成“”形而非“”形的作用是：__________；
（2）求钢丝绳自由端的移动速度；____
（3）求拉力F的功率和滑轮组的机械效率。____
【答案】 ①. 减小压强 ②. 3m/s ③. ，60%
【解析】
（1）[1]根据知，在压力不变时，增大受力面积减小压强。所以支腿做成“”形而非“”形的作用是减小吊车对地面的压强。
（2）[2]由图知物体有3段绳子承担，n=3，钢丝绳移动的距离
钢丝绳自由端的移动速度
（3）[3][4]此时该滑轮组做的总功
拉力F的功率
使用该滑轮组做的有用功
此时该滑轮组做的机械效率
考点1 功
1. （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___________J，做功的功率是___________W。
【答案】 ①. 0.6 ②. 7.2×104 ③. 7.2×103
【解析】
[1]施工材料上升的速度
[2]起重机对施工材料做的功
W=Gh=12×104N×6m=7.2×104J
[3]起重机做功的功率
2. （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_____________。
【答案】 ①. ②. 减小
【解析】
[1]无人机所受重力做的功为
[2]无人机下降过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小
考点2 功率
3. （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。
【答案】（1）；（2）
【解析】
解：（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。
4. （2024·广西）一艘货轮在长江某河段行驶，50s内匀速通过200m的路程，其牵引力为5×105N，求：
（1）货轮行驶的速度；
（2）牵引力做的功；
（3）牵引力的功率。
【答案】（1）4m/s；（2）1×108J；（3）2×106W
【解析】
解：（1）货轮行驶的时间t=50s，行驶的路程s=200m，则货轮行驶的速度
（2）牵引力F=5×105N，则牵引力做的功
（3）牵引力的功率
答：（1）货轮行驶的速度为4m/s；
（2）牵引力做的功为1×108J；
（3）牵引力的功率为2×106W。
5. （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13.8km，用时10min，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？
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
解：（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。
6. （2024·江苏无锡）如图是《天工开物》中记载的我国古代的提水工具“辘轳”，在两个支架上摆放一根直的硬棒，支点为、，A端系一石块，B端装有轮轴，轮轴能绕着硬棒转动，悬吊空桶的绳索另一端绕过轮轴后系紧在轮轴上，若空桶质量为10kg，轮轴质量为10kg，空桶和轮轴对硬棒的作用力视作施加在B位置。长为0.6m，长为1m，长为0.8m，硬棒及绳索质量忽略不计。（g取）
（1）人对辘轳不施加力。桶中未装水，为保证硬棒不会翻转，石块质量最多为______kg；若A点系上质量为40kg的石块，提水时为保证硬棒不翻转，桶中最多可装______kg的水；
（2）若桶内水质量为40kg，人用时20s将桶匀速提升3m，此时辘轳提水的机械效率为50%，则桶对水做的功为______J，人做功的功率为______W。
【答案】 ①. 60 ②. 70 ③. 1200 ④. 120
【解析】
（1）[1]桶中未装水，为保证硬棒不会翻转，支点为O1，由杠杆平衡条件得到
[2]若A点系上质量为40kg的石块，提水时为保证硬棒不翻转，支点为O2，由杠杆平衡条件得到
（2）[3]桶对水做的功为
[4]总功
人做功的功率
7. （2024·陕西A卷）如图，是我国自主研发的“南鲲号”漂浮式波浪能发电装置，因其灵活机动，被称为海上移动充电宝。（g取10N/kg，海水密度取）
（1）“南鲲号”通过向水箱注水使自身下沉，以抵御超强台风，在下沉过程中，其底部受到海水的压强________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（2）“南鲲号”质量为，其漂浮时受到的浮力是多少？____排开海水的体积是多少？____
（3）若拖船将“南鲲号”匀速直线拖移至54km外的某岛礁，用时3h，其移动速度是多少？____若拖船对“南鲲号”的牵引力恒为，则牵引力做功的功率是多少？____
【答案】 ①. 变大 ②. 6×107N ③. 6×103m3 ④. 5m/s ⑤. 3×106W
【解析】
（1）[1]由于液体压强随深度的增大而增大，所以“南鲲号”通过向水箱注水使自身下沉，在下沉过程中，其底部在海水中的深度增大，所以其底部受到海水的压强变大。
（2）[2]“南鲲号”在海中始终处于漂浮状态，由沉浮条件可知，“南鲲号”受到的浮力等于自身重力
F浮=G=mg=6×106kg×10N/kg=6×107N
[3]由阿基米德原理可得，排开海水的体积
（3）[4]拖船将“南鲲号”匀速直线拖移至54km外的某岛礁，用时3h，其移动速度
[5]若拖船对“南鲲号”的牵引力恒为6×105N，则牵引力做功的功率
8. （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时，求瓶内壁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）____
【答案】 ①. 电 ②. ③. 20m/s ④. ⑤. 132kg
【解析】
（1）[1]氢燃料电池发生化学反应，将化学能直接转化为电能，供用电器使用。
（2）[2]当储氢瓶内气体压强为时，由得，瓶内壁的面积上受到的压力
（3）[3]①卡车的行驶速度
[4]②根据可得，卡车输出能量
由可得卡车匀速行驶72km所受牵引力
[5]③解法一：由
可得，燃油完全燃烧释放的热量为
由可得需要的燃油
减排的二氧化碳
解法二：
燃油燃烧生成的热量
效率
联立可得
需要的燃油
减排的二氧化碳
考点3 机械效率
9. （2024·黑龙江齐齐哈尔）如图所示，小宇用动滑轮把重400N的物体匀速提升了3m，作用在绳子自由端的拉力F为250N，方向竖直向上。不计绳重和摩擦，则下列选项正确的是（ ）
A. 绳子自由端移动的距离为3m B. 动滑轮受到的重力为150N
C. 拉力F做的功为1200J D. 该动滑轮的机械效率为80%
【答案】D
【解析】
A．使用动滑轮时，承担物重的绳子股数n=2，则绳子自由端移动的距离
s=2h=2×3m=6m
故A错误；
B．不计绳重和摩擦，由
可得，动滑轮受到的重力
G动 =2F G=2×250N 400N=100N
故B错误；
C．拉力F做的功
W总 =Fs=250N×6m=1500J
故C错误；
D．该动滑轮的机械效率
故D正确。
故选D。
10. （2024·黑龙江龙东）如图所示，是一位同学组装的提升重物的装置。他用400N的力在30s内把重1000N的物体匀速提升6m（不计绳重及摩擦），则动滑轮的重力___________N，滑轮组的机械效率__________（保留一位小数）。
【答案】 ①. 200 ②.
【解析】
[1]由图可知，，根据可知，动滑轮的重力
[2]绳子拉动距离为
滑轮组的机械效率为
11. （2024·黑龙江绥化）如图甲，质量为40kg的货物静止在水平地面上，与地面的接触面积是。如图乙。工人用250N的拉力F，将货物用滑轮组匀速提升到3m高的二楼，此过程中货物上升的速度是0.2m/s。求：
（1）货物静止在水平地面上时，对地面的压强；
（2）工人用滑轮组提升货物时做功的功率；
（3）滑轮组的机械效率；
（4）为提高该滑轮组的机械效率，请你提出一条合理建议。
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）见解析
【解析】
解：（1）因为货物静止在水平地面上，对地面压力为
则货物对地面的压强为
（2）由图可知，有效绳子段数，绳子自由端移动的速度为
工人做功的功率为
（3）滑轮组的机械效率为
（4）为提高该滑轮组的机械效率，措施有：①增加所提升的物重②减轻动滑轮重。
答：（1）货物静止在水平地面上时，对地面的压强为；
（2）工人用滑轮组提升货物时做功的功率为；
（3）滑轮组的机械效率为；
（4）见解答。
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专题11 功、功率、机械效率
【中考新考法】
（2024·广东广州）如图，吊车在建筑工地进行作业时，由支腿将吊车撑起并脱离地面，吊臂上的滑轮组在1s内，将重为的建筑材料沿竖直方向匀速提升1m，滑轮组上钢丝绳自由端受到的拉力F为；
（1）支腿做成“”形而非“”形的作用是：__________；
（2）求钢丝绳自由端的移动速度；____
（3）求拉力F的功率和滑轮组的机械效率。____
考点1 功
1. （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___________J，做功的功率是___________W。
2. （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_____________。
考点2 功率
3. （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。
4. （2024·广西）一艘货轮在长江某河段行驶，50s内匀速通过200m的路程，其牵引力为5×105N，求：
（1）货轮行驶的速度；
（2）牵引力做的功；
（3）牵引力的功率。
5. （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13.8km，用时10min，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？
6. （2024·江苏无锡）如图是《天工开物》中记载的我国古代的提水工具“辘轳”，在两个支架上摆放一根直的硬棒，支点为、，A端系一石块，B端装有轮轴，轮轴能绕着硬棒转动，悬吊空桶的绳索另一端绕过轮轴后系紧在轮轴上，若空桶质量为10kg，轮轴质量为10kg，空桶和轮轴对硬棒的作用力视作施加在B位置。长为0.6m，长为1m，长为0.8m，硬棒及绳索质量忽略不计。（g取）
（1）人对辘轳不施加力。桶中未装水，为保证硬棒不会翻转，石块质量最多为______kg；若A点系上质量为40kg的石块，提水时为保证硬棒不翻转，桶中最多可装______kg的水；
（2）若桶内水质量为40kg，人用时20s将桶匀速提升3m，此时辘轳提水的机械效率为50%，则桶对水做的功为______J，人做功的功率为______W。
7. （2024·陕西A卷）如图，是我国自主研发的“南鲲号”漂浮式波浪能发电装置，因其灵活机动，被称为海上移动充电宝。（g取10N/kg，海水密度取）
（1）“南鲲号”通过向水箱注水使自身下沉，以抵御超强台风，在下沉过程中，其底部受到海水的压强________（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（2）“南鲲号”质量为，其漂浮时受到的浮力是多少？____排开海水的体积是多少？____
（3）若拖船将“南鲲号”匀速直线拖移至54km外的某岛礁，用时3h，其移动速度是多少？____若拖船对“南鲲号”的牵引力恒为，则牵引力做功的功率是多少？____
8. （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时，求瓶内壁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）____
考点3 机械效率
9. （2024·黑龙江齐齐哈尔）如图所示，小宇用动滑轮把重400N的物体匀速提升了3m，作用在绳子自由端的拉力F为250N，方向竖直向上。不计绳重和摩擦，则下列选项正确的是（ ）
A. 绳子自由端移动的距离为3m B. 动滑轮受到的重力为150N
C. 拉力F做的功为1200J D. 该动滑轮的机械效率为80%
10. （2024·黑龙江龙东）如图所示，是一位同学组装的提升重物的装置。他用400N的力在30s内把重1000N的物体匀速提升6m（不计绳重及摩擦），则动滑轮的重力___________N，滑轮组的机械效率__________（保留一位小数）。
11. （2024·黑龙江绥化）如图甲，质量为40kg的货物静止在水平地面上，与地面的接触面积是。如图乙。工人用250N的拉力F，将货物用滑轮组匀速提升到3m高的二楼，此过程中货物上升的速度是0.2m/s。求：
（1）货物静止在水平地面上时，对地面的压强；
（2）工人用滑轮组提升货物时做功的功率；
（3）滑轮组的机械效率；
（4）为提高该滑轮组的机械效率，请你提出一条合理建议。
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