专题10 功、功率、机械效率
一、单选题
1．（2024·黑龙江哈尔滨·中考真题）小聪想搬起地面上重350N的石块，但未搬起；小明用重50N的动滑轮在6s内将此石块匀速竖直提升3m，如图所示（不计绳重和滑轮摩擦），下列说法不正确的是（ ）
A．搬石块时，小聪没有对石块做功 B．绳子自由端的拉力为200N
C．动滑轮的机械效率为87.5% D．拉力的功率为100W
2．（2024·江苏连云港·中考真题）如图所示，一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力，将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为，功率的大小分别为，关于它们之间的大小关系说法正确的是（ ）
A． B． C． D．
3．（2024·山东枣庄·中考真题）如图所示，小明用滑轮组将重为400N的货物在20s内匀速提升了2m，小明对绳子的拉力为250N，不计绳重及滑轮上的摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．动滑轮的重力为50N B．滑轮组做的有用功为500J
C．拉力F做功的功率为25W D．滑轮组的机械效率为80%
4．（2024·四川泸州·中考真题）下列物理情境中，对功的理解正确的是（ ）
A．在实际生活中，利用简单机械提升重物时，可以不做额外功
B．内燃机的四个冲程中，只有做功冲程做功，其他冲程均不做功
C．力对物体做功可以改变物体的内能，电流做功也可以改变物体的内能
D．物体在竖直向上拉力作用下匀速上升，物体所受力中，只有拉力对物体做功
5．（2024·吉林·中考真题）《天工开物》中记载的“六桨课船”（课船：运税银的船）如图所示，关于“六桨课船”下列说法正确的是（ ）
A．船桨是一种杠杆
B．“六桨课船”只受浮力作用
C．船桨的机械效率大于100%
D．“六桨课船”浸入水中的体积与运载税银的质量无关
6．（2024·黑龙江齐齐哈尔·中考真题）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%
7．（2024·江苏无锡·中考真题）如图所示，用滑轮组匀速提升重为200N的物体，拉力F为125N，物体升高的高度为4m，不计绳重和摩擦，则在此过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．总功为800J B．动滑轮重为5N
C．绳端移动的距离为4m D．滑轮组的机械效率为80%
二、填空题
8．（2024·江苏无锡·中考真题）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）若桶内水的质量为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。
9．（2024·江苏苏州·中考真题）学校积极开展阳光体育运动，学生在操场上进行各种项目的训练。
（1）小聪在单杠上做引体向上。小明测量了他一次上升的高度h和n次引体向上的时间t，还需要测量 （物理量和符号），可算出小聪引体向上的功率 （用符号表示）；
（2）小明在操场上投实心球。图甲是整个抛球运动过程的示意图，轨迹上a、b两点在同一高度，空气阻力不可忽略。关于球的运动，下列说法正确的是 ；
A．最高点时球的速度为0
B．球在a点速度大于b点速度
C．球落地时的机械能最大
（3）小明、小聪在跑道上进行跑步训练。他们在相距为L的A、B两点间同时相向匀速跑动，如图乙所示。相遇后小明立即转身以同样大小的速度折返跑回A，随后小聪也跑到A。如果小聪所用时间是小明的1.2倍，两人相遇时的位置距A为 。
10．（2024·山东菏泽·中考真题）用如图所示的滑轮组将重540N的建筑材料从地面拉到四楼，建筑材料上升10m，绳端拉力为200N（不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦），则动滑轮重 N，此过程该滑轮组的机械效率为 。
11．（2024·四川广安·中考真题）房屋装修时，工人利用滑轮组提升物体。如图所示，已知物体的重力为800N，在绳子自由端用500N的力拉着物体在竖直方向上做匀速直线运动，物体被提升了3m，该滑轮组的机械效率为 。如果要提高滑轮组的机械效率，可采用的措施有： （填写番号）①增加物体的重力 ②增加提升物体的高度 ③减小动滑轮的重力。
三、综合题
12．（2024·广东·中考真题）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。
当飞艇低速水平直线飞行时，其受到的空气阻力与速度v的关系如图乙所示。飞艇部分参数见表。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
发动机额定输出功率 辅助功的功率
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，，，）
（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，推动功分别为和，则 ；
（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）
13．（2024·山东枣庄·中考真题）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？
14．（2024·广东广州·中考真题）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。
参考答案：
1．D
【详解】A．搬石块时，但未搬起，有力无距离，所以小聪没有对石块做功，故A正确，不符合题意；
B．由图可知，n＝2，绳子自由端的拉力为
故B正确，不符合题意；
C动滑轮的机械效率为
故C正确，不符合题意；
D．拉力的功率为
故D错误，符合题意。
故选D。
2．C
【详解】由题知，同一个人先后两次用同样的力，分别将不同质量的物体沿力的方向移动相同的距离，根据W=Fs可知，拉力的大小相同，在力的方向上移动的距离相同，则拉力做功相同，即
W1 =W2
由题知，做功用的时间相同，根据可知，两次做功的功率相同，即
P1 =P2
故ABD错误，C正确。
故选C。
3．D
【详解】A．由图可知，n=2，由可知，动滑轮的重力为
G动=nF-G=2×250N-400N=100N
故A错误；
B．滑轮组做的有用功为
W有=Gh=400N×2m=800J
故B错误；
C．拉力F做功为
W总=Fs=Fnh=250N×2×2m=1000J
功率为
故C错误；
D．滑轮组的机械效率为
故D正确。
故选D。
4．C
【详解】A．在实际生活中，利用简单机械提升重物时，克服重力和摩擦做功，需要做额外功，故A错误；
B．内燃机的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，压缩冲程将机械能转化为内能，对气体做功，故B错误；
C．做功可以改变物体的内能，力对物体做功可以改变物体的内能；电流做功也可以改变物体的内能，比如：电热器中电流做功使其内能增加，故C正确；
D．物体在竖直向上拉力作用下匀速上升，物体所受力中，拉力对物体做功，克服重力做功，故D错误。
故选C。
5．A
【详解】A．船桨相当于费力杠杆，故A正确；
B．“六桨课船”受浮力与重力作用，故B错误；
C．船桨由于要克服阻力做功，机械效率小于100%，故C错误；
D．运载税银的质量越大，船的总质量越大，船的总重力越大，船漂浮在水面，受到的浮力等于船的总重力，由得，运载税银的质量越大，“六桨课船”浸入水中的体积越大，故D错误。
故选A。
6．D
【详解】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。
7．D
【详解】AC．由图可知，滑轮组的动滑轮绕2段绳，绳子自由端移动的距离
s=2h=2×4m=8m
总功
W总=Fs=125N×8m=1000J
故A正确，C错误；
B．不计绳重和摩擦，动滑轮重为
G动=2F-G=2×125N-200N=50N
故B错误；
D．有用功
W有=Gh=200N×4m=800J
滑轮组的机械效率为
故D正确。
故选D。
8． 60 60 1200 120
【详解】（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
桶中最多可装水
m水=m桶水-m桶=70kg-10kg=60kg
（2）[3]桶对水做的功为
[4]总功
人做功的功率
9． 小聪的重力G B
【详解】（1）[1][2]根据功率的计算式
可知为算出小聪引体向上的功率，除了上升的高度h和n次引体向上的时间t，还需要测量小聪的重力G。
（2）[3]A．最高点时球仍具有水平方向的速度，故A错误；
B．因为要克服空气阻力，机械能转化为内能，所以小球的机械能是逐渐减小的，球落地时的机械能最小，所以球在a点的机械能大于b点，两点高度相同，重力势能相同，所以球在a点动能大于b点动能，球在a点速度大于b点速度，故B正确，C错误；
故选B。
（3）[4]设两人相遇时的时间为，两人相遇时的位置距A为，则小明的速度为，小聪的速度为。则整个过程中，小明所用的时间，小聪用的时间为
小聪所用时间是小明的1.2倍，则有
解得。
10． 60 90％
【详解】[1]滑轮组绳子承重段数
不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦
则
[2]此过程该滑轮组的机械效率为
11． 80% ①③
【详解】[1]由题知，n=2，则绳端移动的距离
s=2h=2×3m=6m
有用功
W有 =Gh=800N×3m=2400J
总功
W总 =Fs=500N×6m=3000J
滑轮组的机械效率
[2]①增加物体的重力，可以提高有用功，在额外功不变的情况下，有用功占总功的比例增大，也就是机械效率变大，故①符合题意；
②增加提升物体的高度，绳端移动的距离也相应的增大，根据
可知机械效率并不受影响，故②不符合题意；
③减小动滑轮的重力，在提升物体重力不变的情况下，即有用功不变的情况下，额外功减小了，所以机械效率就提高了，故③符合题意。
故选①③。
12． 质量 电磁感应 5.04×104 7 1∶4 16.2
【详解】（1）[1]气囊采用轻质材料制作，因为轻质材料密度小，根据可知，体积一定时是为了减小飞艇的质量，从而减小重力。
（2）[2]飞艇的发电机利用电磁感应现象的原理发电，将机械能转化为电能。
（3）[3]飞艇受到的浮力
[4]飞艇最多可载乘客升空时，飞艇的重力等于受到的浮力，即
G=F浮 =5.04×104N
则飞艇的总质量
气囊总容积4200m3，氦气的质量是
飞艇最多可载乘客的质量
m人 =m m飞艇 m氦气=5.04×103kg 3750kg 840kg=450kg
飞艇最多可载乘客的位数
（位）
取整数，即飞艇最多可载7位乘客升空。
（4）[5]由图乙可知，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1.5×103N、3×103N，因
W=Fs=fvt
所以，推动功之比
故。
（5）[6]燃油完全燃烧释放的热量
由 可得，发动机做的功
由图乙可知，f=500v。由
W=W推+W辅
可得
1.62×108J=500vs+5×104W×t
由可得
①
当
时，v=10m/s。此时①式中的分母有最小值，s有最大值，最大值为
13． 机械 电 1200N ，
【详解】（1）[1][2]内燃机通过电机给蓄电池充电，该电机相当于发电机，将机械能转化为电能。
（2）[3]汽车对地面的压力
F = G = mg =1120kg×10N/kg =11200N 汽车对地面的压强为
（3）[4]汽车匀速行驶的时间
t = (40-10)×60s=1800s
汽车匀速行驶的路程
汽车受到牵引力大小
F = f = 0.1G总= 0.1m总g=0.1(m+m2)g=0.1×(1120kg+80kg)×10N/kg = 1200N
（3）[5]牵引力做的功
牵引力的功率
14． 减小压强 3m/s ，60%
【详解】
（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
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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