第11-12章计算题专项突破-2025-2026学年物理九年级上册苏科版（2024）含解析

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第11章简单机械与功-12章机械能和内能计算题专项突破-2025-2026学年物理九年级上册苏科版（2024）
1．如图用滑轮组提起重630N的物体，绳子自由端拉力F为300N，重物以0.2m/s的速度匀速上升3m，不计摩擦和绳重，求：
（1）滑轮组对物体做的有用功
（2）滑轮组的机械效率.
（3）拉力做功的功率.
2．同学用滑轮组提升一边长为0.2m的正方体物块，物块质量为20kg，如图所示：
（1）人未拉动细绳时，物块静止在水平面地面上，求对地面的压强？（g=10N/kg）
（2）当人用125N的力拉动细绳使物体升高1m，求此时的机械效率？
3．“绿色出行，低碳生活”。近年来，国产迷你电动汽车因环保、节能、价格低廉等优势，越发受到人们欢迎。如图是国内某型号的新能源迷你汽车，满载时总质量为1000kg。若汽车在平直公路上以最大功率20kW匀速行驶2min，已知汽车在行驶时受到地面的摩擦力为重力的0.1倍，忽略空气阻力，g取10N/kg，求：
（1）汽车匀速行驶时的牵引力；
（2）整个过程中发动机所做的功；
（3）汽车行驶的最大速度。
4．如图是泸州港口的轨道式龙门吊设备的简化机械示意图。在货船水平甲板上被吊起的集装箱体质量是76吨，底面积5m2，每个滑轮的重力均为4.0×104N，在绳子自由端拉力F＝4×105N的作用下，集装箱以在空中匀速竖直上升（绳重和摩擦不计，取g＝10N/kg）。求：
（1）该集装箱的重力；
（2）该滑轮组的机械效率；
（3）在起吊集装箱的过程中，绳子自由端拉力为1.5×105N时，集装箱对水平甲板的压强。
5．南宁轨道交通3号线是南宁市第三条建成运营的轨道交通线路，标志色为锦绣紫（锦绣邕城）。地铁3号线专用列车匀速从市博物馆站到总部基地行驶的路程为2700m，运行时间为120s，列车所受到的阻力为2×104N。求这段路程中：
（1）列车所受到的牵引力；
（2）列车牵引力所做的功；
（3）列车牵引力做功的功率。
6．如图所示，质量为10kg的物体在水平地面上，受到一沿水平方向大小为12N的拉力F的作用，使物体在6s内从A点移到B点，移动距离为8m。求：
（1）物体的重力对物体做的功；
（2）拉力对物体做的功；
（3）拉力做功的功率。
7．如图A是一艘依靠太阳能驱动的船，其排水量是60t，船的表面安装有太阳能电池板，接收的太阳能用来驱动船前进。在在一次航行中，从某一时刻开始，太阳能船受到水平方向的牵引力F随时间t的变化关系如图B甲所示，船的运动速度v随时间t的变化关系如图B乙所示，已知（g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）求：
（1）该船漂浮在水面时，船舱某处距水面5m，水对该处产生的压强；
（2）这艘船满载时受到的浮力；
（3）船在航行过程中，第50﹣100s内牵引力所做的功。
8．子英同学在青城公园看到，工人们正从湖中打捞一个圆台型石墩。示意图如下，左图为石墩，右图为打捞简图。已知湖深2m，石墩高0.3m，体积0.07m3，密度石=2.8×103kg/m3。把石墩从水底上拉的过程中，汽车一直向右匀速运动，速度大小为1.5m/s。（不计水的阻力、绳重和滑轮的摩擦，水=1.0×103kg/m3）求：
（1）上升的过程中，石墩未露出水面前所受的浮力大小；
（2）打捞前，石墩上表面受到的水产生的压强；
（3）石墩从水底到将要露出水面的过程中，汽车拉力所做的功；
（4）整个打捞过程，汽车拉力做功的最大功率。
9．如图甲所示是工人搬运货物的情景，过程简化为如图乙所示：先利用斜面将货物匀速推到车上，再将货物水平匀速推到d点，这个过程中推力大小保持为800N，方向与运动方向保持一致，货物重为1000N，各段长度如图乙所示，推上斜面用时10s，水平推动用时5s，g=10N/kg，求：
（1）将货物沿斜面推到车上的过程中，货物的运动速度；
（2）货物从b点到d点的运动过程中，推力做功的功率大小；
（3）货物在斜面上受到的摩擦力大小。
10．图甲所示的塔吊是施工建设中最常见的设备，其结构可简化为图乙所示的滑轮组模型。已知物体质量为300kg，在绳子自由端施加1250N拉力，物体以0.5m/s的速度匀速上升10s。求：
（1）绳子拉力端移动的距离；
（2）拉力的功率；
（3）在此过程中滑轮组的机械效率。
11．为节约能源、保护环境，罗山县建成理昂生态发电厂，通过焚烧秸秆把水加热至沸腾来推动汽轮机发电，已知焚烧秸秆释放出的热量有40%被水吸收；[水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），秸秆热值为2.4×107J/kg，液氢的热值为1.4×108J/kg]试问：
（1）现把质量5t、温度20℃的水加热到100℃需要吸收多少热量？
（2）需要完全燃烧多少秸秆？
（3）相当于完全燃烧多少液氢？
12．小明用如图甲所示的装置粗略测量某种物质的比热容。他取200g的该物质加热，酒精灯平均每分钟消耗0.1g酒精，根据测得的数据绘制了物质温度随时间变化的图象，如图乙所示。已知酒精的热值q酒精=3×107J/kg。若不考虑周围环境的影响和热损失，求：
（1）该酒精灯加热20分钟放出的热量；
（2）该物质的比热容。
13．外力对水泵做5×105焦的总功，水泵把4×103千克的水送到10米的高处，计算：
（1）水泵完成的有用功？
（2）水泵的机械效率？
（3）抽水过程中发现水温比原来升高了0.5℃，求水的内能增加了多少焦耳？
14．某家庭用燃气热水器将质量为100kg、温度为20℃的自来水加热到50℃，消耗的天然气体积为0.8m3（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为，天然气的热值为，求：
（1）天然气完全燃烧放出的热量；
（2）水吸收的热量；
（3）该热水器工作时的效率。
15．国庆假期，小明一家驱车外出旅游。若汽车以 108km/h 的速度在高速公路上匀速直线行驶时，受到的阻力是1200N， 汽车仪表盘上显示百公里耗油 6.0L， 汽油热值取 4.0x107J/L，求：
（1）汽车以 108km/h 的速度在高速公路上匀速直线行驶时，牵引力做功的功率；
（2）6.0L的汽油完全燃烧放出的热量；
（3）这辆汽车以 108km/h 的速度在高速公路上匀速直线行驶时的效率。
16．周末，小明组装了如图所示的装置测量物质的吸热和比热容，他用相同加热器给初温均为20℃的甲、乙液体加热，其中甲液体是水，乙杯中的液体质量为 0.4 kg， 两种液体每秒吸收的热量相同。这两种液体的温度和加热时间的图线如图丙所示，已知水的比热容为 c=4.2×103J/(kg℃).
（1）若水从20℃加热到40℃过程中，共吸收热量1.68×104J，则水的质量为多少
（2）乙液体的比热容是多少
（3）标准大气压下，将初温20℃的水加热120s， 水的末温是多少
答案解析部分
1．【答案】解：（1）物体重力630N，匀速上升3m，
则滑轮组对重物所做的有用功：W有用=Gh=630N×3m=1890J；
（2）根据图片可知，滑轮组承担重力的绳子段数n=3，
那么绳子自由端移动的距离s=3h=3×3m=9m，
拉力做的总功为：W总=Fs=300N×9m=2700J；
那么滑轮组的机械效率为；。
（3）根据题意可知，拉力做功时间为：；
做功功率为；。
2．【答案】解：（1）物块的重力：G=mg=20kg×10N/kg=200N，
底面积为：S=0.2m×0.2m=0.04m2，
物块静止在水平面地面上，对地面的压力等于其重力，
即F=G=200N，
对地面的压强：；
（2）克服重力做功为：W有用=Gh=200N×1m=200J，
绳子拉长的距离：s=2h=2×1m=2m，
计算拉力做功为：W总=Fs=125N×2m=250J，
此时的机械效率：
3．【答案】解：（1）汽车所受的总重力
汽车匀速直线行驶，牵引力和阻力是一对平衡力所以，汽车匀速行驶时的牵引力
（2）整个过程中发动机做的功
（3）由
可得，汽车的最速度
答：（1）汽车匀速行驶时的牵引力为1000N；
（2）整个过程中发动机所做的功为；
（3）汽车行驶的最大速度为20m/s。
4．【答案】解：（1）集装箱的质量为76t=76×103kg，则该集装箱的重力
；
答：该集装箱的重力为7.6×105N。
（2）根据图片可知，滑轮组绳子承担重力的绳子段数n＝2，
则该滑轮组的机械效率；
答：该滑轮组的机械效率为95%。
（3）在起吊集装箱的过程中，把动滑轮和集装箱看做整体，它们受到竖直向上两股绳子的拉力、地面对集装箱的支持力和竖直向下总重力作用处于平衡状态，
根据平衡力的知识得到：；
则地面对集装箱的支持力
。
因集装箱对水平甲板的压力和地面对集装箱的支持力是一对相互作用力，
所以集装箱对水平甲板的压力；
集装箱对水平甲板的压强。
答：集装箱对水平甲板的压强为1×105Pa。
5．【答案】解：（1）列车匀速运动，处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，则列车所受到的牵引力为
（2）根据W=Fs可得，列车牵引力所做的功为
（3）根据可得，列车牵引力做功的功率为
答：（1）列车所受到的牵引力是2×104N；
（2）列车牵引力所做的功是5.4×107J；
（3）列车牵引力做功的功率4.5×105W。
6．【答案】解：（1）因为重力方向竖直向下，物体沿水平方向移动，重力方向和移动的距离方向垂直，所以重力不做功，即重力做功为0。
（2）拉力方向和移动的距离方向相同，所以拉力做的功为
（3）拉力做功的功率
答：（1）物体的重力对物体做的功为0；
（2）拉力对物体做的功96J；
（3）拉力做功的功率16W。
7．【答案】（1）（1）水对该处产生的压强
p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×5m=5×104Pa
（2）解：（2）船的排水量，即满载时排开水的质量：m排=60t=60×103kg=6×104kg
根据阿基米德原理可得船满载时受到的浮力
F浮=G排=m排g=6×104kg×10N/kg=6×105N
（3）解：（3）由图乙可知，在第50s~100s内，船匀速行驶，速度v=0.5m/s，行驶时间
t=100s-50s=50s
船行驶的距离
s=vt=0.5m/s×50s=25m
由图甲可知，在第50s~100s内，船的牵引力F=8×104N，则牵引力做的功
W=Fs=8×104N×25m=2×106J
8．【答案】（1）解：上升的过程中，石墩未露出水面前所受的浮力：
答：上升的过程中，石墩未露出水面前所受的浮力大小为700N。
（2）湖深2m，石墩高0.3m，打捞前，石墩上表面距离水面的距离为：
受到的水产生的压强：
答： 打捞前，石墩上表面受到的水产生的压强为；
（3）石墩从水底到将要露出水面的过程中，汽车的拉力为
汽车拉力移动的距离为1.7m，汽车拉力所做的功
答：汽车拉力所做的功为2142J；
（4）整个打捞过程，汽车拉力的最大值等于石墩的重力，故汽车拉力做功的最大功率为：
答：整个打捞过程，汽车拉力做功的最大功率为2940W。
9．【答案】（1）解：将货物沿斜面推到车上的过程中，货物的运动速度
（2）解：货物从b点到d点的运动过程中，这个过程中推力F=800N，推力做功W=Fs'=800N×1.5m=1200J
做功功率
（3）解：利用斜面将货物匀速推到车上时，推力做的有用功W有=Gh=1000N×0.9m=900J
总功W总=Fs=800N×1.5m=1200J
额外功W额=W总-W有=1200J-900J=300J
货物受到的摩擦力
10．【答案】（1）解：根据乙图可知，滑轮组承担重力的绳子段数n=3，
则绳子拉力端移动的速度；
绳子拉力端移动的距离。
答：绳子移动的距离为15m。
（2）解：根据题意可知，拉力F的功率；
答：拉力的功率为1875W。
（3）解：根据题意可知，拉力所做的功；
有用功为；
机械效率。
答： 滑轮组的机械效率 为80%。
11．【答案】解：（1）由热量公式可知水吸收的热量
Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×5000kg×（100℃﹣20℃）＝1.68×109J
（2）根据吸收的热量除以放出的热量可知
有热量公式变形可知完全燃烧秸秆的质量
（3）由题知，液氢完全燃烧放出的热量Q液氢＝Q放＝1.68×109J
由Q放＝mq得需要液氢的质量
答：（1）现把质量5t、温度20℃的水加热到100℃需要吸收1.68×109J的热量；
（2）需要完全燃烧175kg秸秆；
（3）相当于完全燃烧30kg液氢。
12．【答案】（1）6×104J；
（2）5×103J/(kg ℃)
13．【答案】（1）4×105J
（2）80%
（3）8.4×106J
14．【答案】（1）解：天然气完全燃烧放出的热量。
（2）解：水吸收的热量
。
（3）解：该热水器工作时的效率。
15．【答案】（1）解：汽车匀速行驶，则F=f=1200N，v=108km/h=30m/s；
由，得
答： 牵引力做功的功率为。
（2）解：汽油完全燃烧放出的热量：Q=Vq=6.0L×4.0×107J/L=2.4×108J
答： 6.0L的汽油完全燃烧放出的热量为2.4×108J。
（3）解：汽车以108km/h的速度在高速公路上匀速直线行驶时，牵引力做功：
W=FS=1200N×100×1000m=1.2x108J；
汽车发动机的效率：
答：汽车发动机的效率为。
16．【答案】（1）解：根据水的比热容、热量和温度差，计算水的质量为：
（2）解：图丙中，当t=20s时，吸收的热量和温度变化量相等，
则Q乙=Q水=c水m水 t=4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg×(40℃-20℃)=1.68×104J，
所以
；
（3）解：当水加热120s时，共吸收热量
则：t=t0+Δt水=20℃+ 120℃=140℃>100℃，因为在标准大气压下，水的沸点是100℃，则末温是100℃。
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