2023年中考物理专题复习：功和机械能问题计算题
1．小光同学酷爱自行车运动， 他测量并记录了自己在一段平直路面上匀速骑行的有关数据。小光的质量50kg，自 行车的质量 15kg，骑行 1.5km 用时 5min；车子行驶时受到的阻力 30N，车轮与地面接触的总面积为 25cm2（g 取 10N/kg）。求：
（1）小光骑行时，自行车对地面的压强；
（2）小光骑行的速度；
（3）小光在这段路程骑行时，所做的功的功率。
2．氢能被视为未来的理想清洁能源。如果汽车发动机使用氢能源来工作，效率可以达到60%。若一辆氢能源小轿车在从昆明行驶到大理大约300km的路程上获得的平均牵引力为840N，求它从泰州行驶到上海：（q氢=1.4×108J/kg）
（1）牵引力做的功；
（2）汽车需要的总能量；
（3）需要消耗的氢的质量。
3．一台单缸四冲程汽油机，转速为n（r/min），圆柱形气缸内活塞的直径为d（m），一个冲程活塞在气缸内移动的距离为L（m），满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为P0(Pa)。
（1）求这台汽油机的功率是多少W；
（2）若该汽油机10min消耗的汽油体积为V（m ），汽油的热值为q（J/kg），汽油的密度为ρ（kg/m ），求该汽油机的工作效率。（结果用字母表示）
4．周末小明爸爸开着一辆总重为2×104N的车到假日海滩，在海秀快速路上以72km/h的速度匀速行驶69s，消耗0.1kg的汽油，若这些汽油完全燃烧释放热量有30%转化为机械能，汽油的热值是4.6×107J/kg ，求：
（1）已知车轮与接触地面的总面积0.1m2，满载时快车对地面的压强多大；
（2）汽车匀速行驶69s通过路程是多少；
（3）汽车发动机的牵引力是多少。
5．一辆总重为2.4×104N的越野车，在平直公路上匀速行驶115km，消耗汽油20kg，越野车所受阻力为其总重的0.1倍。已知汽油的热值为4.6×107J/kg，g取10N/kg，试求：
（1）车受到的牵引力；
（2）牵引力做的功；
（3）此过程中越野车将汽油燃烧转化为推力推动汽车做功的效率。
6．学校专业课老师要测试某型号汽车的性能，他将汽车以72km/h的速度匀速行驶10min，消耗的汽油1.2kg。汽车匀速行驶时受到的阻力F＝1.2×103N。（汽油的热值q＝4.6×107J/kg）根据以上信息计算：
（1）该汽车在测试这段时间内做的功是多少？
（2）在测试时间内汽车有用的功率是多少？
（3）在测试时间内该汽车的效率是多少？并对其能量损失的原因进行分析（写出两条即可）。
7．如图所示，利用滑轮组将质量为90kg的物体，1min内匀速提升5m，竖直向上的拉力为360N，g取10N/kg。
（1）物体受到的重力是多少？
（2）拉力的功率是多少？
（3）滑轮组的机械效率是多少？（结果保留一位小数）
8．如图所示，搬运工人用滑轮组提升重540N的物体，所用的拉力F为200N，物体以0.2m/s的速度匀速上升了10s，（不计绳重，绳与滑轮的摩擦）求：
（1）人拉绳子做功的功率；
（2）滑轮组机械效率；
（3）若物重只有240N，匀速上升所用拉力为多少。
9．飞机的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷气口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力，如果飞机以600km/h的速度沿水平方向匀速航行lh，需要完全燃烧热值为4×107J/kg的航空煤油4000kg。飞机发动机的效率为60%。求1h内：
（1）飞机的航程；
（2）航空煤油完全燃烧放出的热量；
（3）发动机所做的有用功；
（4）飞机发动机高空中的水平推力。
10．质量为60kg的小明同学每天坚持骑自行车上学，他所骑自行车质量为15kg，轮胎与水平地面的总接触面积为30cm2，在水平路面上匀速骑行时所受阳力为总重力的0.02倍。求：
（1）小明和自行车的总重力；
（2）他骑行时自行车对地面的压强；
（3）若他在水平路面上10min内匀速骑行了3000m，则他骑行时的功率是多大。
11．质量为1 t的某型号轿车发动机的额定功率为6×104 W，轿车在额定功率下沿水平路面匀速行驶10min，轿车匀速行驶时，受到的阻力是车重的0.2倍。求：
（1）发动机所提供的牵引力大小；
（2）轿车匀速行驶时速度的大小；
（3）轿车匀速行驶10min牵引力做的功。
12．如图所示是某同学做俯卧撑时的示意图，他的质量为56kg。身体可视为杠杆，O点为支点，A点为重心。（g＝10N/kg）
（1）该同学所受重力是多少？
（2）若OB＝1.0m，BC＝0.4m，求地面对双手支持力的大小；
（3）若他在1min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4m，则他的功率为多少。
13．一辆氢气动力试验汽车在平直路面上匀速行驶13km，消耗了0.15kg的氢气，此过程中汽车发动机产生的牵引力为1.0×103N（氢气的热值取1.4×108J/kg）。问：
（1）氢气燃烧产生的热量是多少？
（2）汽车的牵引力做的功是多少？
（3）汽车发动机的效率是多少？（结果保留整数）
14．“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，满载时总质量为1000kg。在平直公路上以最大功率20kW从静止开始加速，经过25s恰好达到最大速度，并接着以最大速度匀速行驶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=10N/kg）
（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。
15．如图所示，重为3.2×104N的汽车，经过一段水平路面，再以9.6×104W的功率匀速爬上高50m、长100m的斜坡，已知汽车上坡的机械效率为80%。 求
（1）汽车爬坡时牵引力所做的功；
（2）斜面的摩擦力；
（3）汽车爬坡时的速度。
16．装卸工人用如图所示的滑轮组匀速提升重量为1000N的货物，所用的拉力F为550N，绳子自由端在50s内被拉下2m，在此过程中，求：
（1）拉力F所做的功；
（2）拉力F的功率；
（3）滑轮组的机械效率。
17．如图乙所示是一种起重机的简图，为了保证起重机起重时不会翻倒，在起重机右边配有一个重物m0，已知OA=12m，OB=4m。用它把质量为2.3×103kg的货物匀速提起，（g=10N/kg）求：
（1）若起重机自重不计，吊起货物时为使起重机不翻倒，右边的配重m0至少为多少kg？
（2）如果起重机吊臂前端是由如图甲所示的滑轮组组成，动滑轮总重100 kg，绳重和摩擦不计，如果拉力的功率为6kW，则把2.3×103 kg的货物匀速提高20m，拉力F的大小是多少？需要多少时间？
18．上海自主研发了一种氢燃料汽车质量是2t，它使用氢气代替汽油。在一次测试中，5min内在水平路面上匀速直线行驶了9000m，已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍。（g取10N/kg）求：
（1）汽车的速度是多少？
（2）汽车牵引力是多少？
（3）汽车牵引力所做的功和功率是多少？
试卷第6页，共6页
试卷第5页，共6页
参考答案：
1．（1）；（2）；（3）
2．（1）2.52×108J；（2）4.2×108J；（3）3kg
3．（1）；（2）
4．（1）2×105Pa；（2）1380m；（3）1000N
5．（1）2.4×103N；（2）2.76×108J；（3）30%
6．（1）1.44×107J；（2）2.4×104W；（3）26%；能量损失有：汽油没有完全燃烧；废气带走一部分热量
7．（1）900N；（2）90W；（3）83.3%
8．（1）120W；（2）90%；（3）100N
9．（1）6×105m；（2）1.6×1011J；（3）9.6×1010J；（4）1.6×105N
10．（1）750N；（2）2.5×105Pa；（3）75W
11．（1）2×103N；（2）30m/s；（3）3.6×107J
12．（1）560N；（2）400N；（3）80W
13．（1）2.1×107J；（2）1.3×107J；（3）62%
14．（1）1×103N；（2）2.9×106J；（3）20m/s
15．（1）2×106J；（2）4000N；（3）4.8m/s
16．（1）1100J；（2）22W；（3）90.9%
17．（1）6.9×103 kg；（2）8000N，80s
18．（1）30m/s；（2）4000N；（3）3.6×107J，1.2×105W
答案第1页，共2页
