2020年中考物理第一轮复习专题12功和功率检测卷
专题12 功和功率检测卷
（时间40分钟，共100分）
一、选择题（每小题3分，共39分）
1.如图所示，李晶同学将放在课桌边的文具盒水平推至课桌中央，她针对此过程提出了如下的猜想，你认为合理的是（）。
A．文具盒所受重力对它做了功； B．文具盒所受支持力对它做了功；
C．文具盒所受的推力F对它做了功； D．在此过程中没有力对文具盒做功
【答案】C。
【解析】（1）文具盒在竖直方向受到桌面对它的支持力和重力的作用，但它并没有在竖直方向上通过距离，所以这两个力都没有对文具盒做功，所以AB错误。
（2）在水平方向上，文具盒受到推力的作用，并且在水平方向上通过了距离，所以推力对文具盒做了功；故C正确，D错误。所以选C。
2.下列实例中，力对物体没有做功的是（）。
A.起重机吊起重物；B.马拉车，车未动；C.跳水运动员从跳台跳下；D.举重运动员，将杠铃举起
【答案】B。
【解析】A、起重机吊起重物，重物在拉力作用下提升了一段距离，符合做功的两个必要因素，不符合题意。
B、马拉车，车未动，马对车施加一个拉力，向前没有移动距离，有力没有距离，所以没做功，符合题意。
C、跳水运动员从跳台跳下，是沿重力的方向向下运动，符合做功的两个必要因素，是重力在做功，不符合题意。
D、举重运动员，将杠铃举起，杠铃在运动员的举力作用下，被举高，符合做功的两个必要因素，是举力做功，不符合题意。故答案为B。
3.如图所示，小宇对箱子施加水平推力，下列说法中错误的是（ ）。
A．当推力为75N时，箱子不动，此时推力等于地面对箱子的摩擦力；
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B．当小宇增大推力，箱子由静止开始运动，说明力可以改变物体的运动状态；
C．当推力为100N时，箱子做匀速直线运动，地面对箱子的摩擦力为100N；
D．箱子做匀速直线运动时，人对箱子的推力不做功
【答案】D。
【解析】A．当推力为75N时，箱子不动，此时推力等于地面对箱子的摩擦力；此说法正确。箱子不动，说明箱子处于平衡状态，箱子受到平衡力的作用，推力与地面对箱子的摩擦力是一对平衡力，故说法正确。故，A不符合题意。
B．当小宇增大推力，箱子由静止开始运动，说明力可以改变物体的运动状态；此说法正确。当力继续增大时，箱子由静止变为运动，说明力是改变物体运动状态的原因。故，B不符合题意。
C．当推力为100N时，箱子做匀速直线运动，地面对箱子的摩擦力为100N；此说法正确。箱子做匀速直线运动，箱子处于平衡状态，推力和地面对箱子的摩擦力是一对平衡力，两者相等。故，C不符合题意。
D．箱子做匀速直线运动时，人对箱子的推力不做功；此说法错误。推力的方向与箱子运动方向相同，故推力对箱子做功。故，D符合题意。此题答案是D。
4.小张用40N的推力将重力为100N的物体沿水平方向匀速推动了10m，则小张对物体所做的功是（ ）。
A．400J；B．600J；C．1000J；D．1400J
【答案】A。
【解析】小张的推力在水平方向，物体在水平方向移动的路程是10m，根据功的公式小张对物体所做的功：W=FS=40N×10m=400J，故应选A。
5．在下图的四种情境中，人对物体做功的是（ ）。
A．提着水桶在水平地面上匀速前进；B．扛着米袋慢慢爬上楼梯；
C．用力推汽车，汽车没动； D．举着杠铃原地不动
【答案】B。
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【解析】功是力与在力的方向上的路程的乘积；有力没有路程，有路程没有力，路程与力方向垂直都没功产生。
提着水桶在水平地面上匀速运动，人提水桶的方向向上，路程方向在水平方向，故人对水桶没有做功；A不符合题意。
扛着米袋爬楼梯，人对米袋的力向上，路程方向向上，故人对米袋做功；B符合题意。
用力推汽车，汽车没动，有力没有路程，故人对汽车不做功；C不符合题意。
举着杠铃原地不动，人对杠铃有力，但没有路程产生，故人没有对杠铃做功；不符合题意。答案是B。
6.一定质量的物体在水平拉力的作用下沿水平面运动，物体运动的路程S-t时间图象如图所示，根据图象，下列判断正确的是（ ）。
A．物体10s时的速度大于4s时的速度；
B．0-6s拉力对物体所做的功大于6-12s拉力对物体所做的功；
C．0-6s拉力对物体做功的功率小于6-12s拉力对物体做功的功率；
D．0-6s物体所受的拉力大于6-12s物体所受的拉力
【答案】B。
【解析】从图象上看，0～6s和6s～12s物体以不同的速度做匀速直线运动，而0～6s过程中通过的路程是3m，6～12s的过程中通过路程为1m，因为相同时间内通过的路程越多，速度越大，因此0～6s过程中的速度大于6～12s的过程中的速度，即4s时的速度大于10s时的速度，故A错误。
从图中可以看出，0～6s过程中通过的距离为3m；6～12s的过程中通过的距离为1m；而拉力相同，由W=FS可知，0至6s内钢索拉力做的功大于6s至12s内钢索拉力做的功；故B正确。
由于速度发生了改变，根据P=Fv可知，由0～6s过程中的速度大于6～12s的过程中的速度，0-6s拉力对物体做功的功率大于6-12s拉力对物体做功的功率，故C错误。
因为物体做匀速直线运动，拉力等于阻力，0～6s物体所受的拉力等于6-12s物体所受的拉力，故D错误。故应选B。
7.如图所示，聪明爱玩的小亮将一个滑轮固定在竖直墙壁上，另一个固定在自己的滑板车上，用绳子将两个滑轮组装成滑轮组。小亮站在滑板车上拉动手中的绳子，他用10N的拉力在3s内，使自己和滑板车一起沿水平地面匀速向墙运动了1.2m。滑轮重、轴摩擦和绳重均忽略不计。下列说法中正确的是（）。
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A．竖直墙壁受到的拉力为20N； B．滑板车受到地面的阻力为30 N；
C．在3s内小亮的拉力做功为36J；D．动滑轮对滑板车拉力的功率为12W
【答案】BC。
【解析】A、读图可知，竖直墙壁受到的拉力由三段绳子承担，每一段的拉力等于小亮作用在绳子自由端的拉力，因此，墙壁所受拉力为10N×3=30N，故A错误。
B、读图可知，滑板车受到的阻力同样由三段绳子承担，每一段的拉力也等于小亮作用在绳子自由端的拉力，当滑板车作均速运动时，受到平衡力的作用，由车与地面的摩擦阻力与总的拉力相等，即10N×3=30N，故B正确。
C、3s内绳子自由端移动的距离s=3×1.2m=3.6m，则拉力所做的功为W=Fs=10N×3.6m=36J，故C正确。
D、动滑轮对滑板车的拉力为两段绳子的拉力，即10N×2=20N，距离为1.2m，则所做的功W′=F′s′=20N×1.2m=24J，功率P=W′ t ="24J" 3s =8W，故D错误。故选BC。
8.平直公路上的甲、乙两辆汽车，在相同牵引力作用下匀速行驶，如果在相同的时间内通过的路程之比为3∶2，则甲与乙（）。
A.牵引力做功之比为2∶3； B.牵引力做功之比为3∶2；
C.牵引力的功率之比为1∶1； D.汽车所受的阻力之比为3∶2
【答案】B。
【解析】平直公路上的甲、乙两辆汽车，在相同牵引力作用下匀速行驶，由W = Fs可知，路程之比为3∶3，它们所做的功之比为3∶2。因汽车匀速行驶，所以汽车所受的阻力之比为1∶1。
由P =W/ t可知，牵引力的功率之比为3∶2。
9.如图是某建筑工地要将同一个箱子从地面搬上二楼，如果分别采用如图所示的两种方式来搬运，则关于F1和F2做功的情况，以下判断正确的是（ ）。
A.两种方式机械效率一定相等； B.两种方式功率一定相等；
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C.两种方式所做的总功一定相等；D.两种方式所做的有用功一定相等
【答案】D。
【解析】甲图使用的是动滑轮，所做的总功较大，效率较低；乙图用吊车直接把货物搬上二楼，总功等于有用功，效率是1；但无论采用哪种方式，有用功是相同的；故此题正确答案是D。
10.如图是测量斜面机械效率的实验装置，已知物重G为8N，弹簧测力计的示数如图所示，下列有关实验过程的说法中不正确的是 ( ) 。
A．图中所示拉力对物体做的有用功为2.4J；
B．实验过程中要求沿斜面向上匀速直线拉动弹簧测力计；
C．此时斜面的机械效率为62.5%；
D．实验中物体受到的摩擦力为1.8N
【答案】A。
【解析】（1）物体在斜面上的路程是80cm，即0.8m；故拉力的功为：；故A得说法错误。
（2）在实验过程中，必须匀速拉动弹簧测力计，使物体沿斜面匀速上升，故B的说法正确。
（3）物体上升的高度是30cm，物体受到的重力为8N，故物体克服重力所做的功为：，故斜面的机械效率为：，故C的说法正确。
（4）物体克服摩擦力的功是：，根据公式求得摩擦力为：，故D的说法正确。此题答案是A。
11.粗糙斜面高度为0.4m，长为lm，用沿斜面向上的10N的力把重为20N的物体由斜面底端匀速拉到斜面顶端，耗时10s。则（）。
A．拉力的功率为100W；B．拉力的效率为75%；C．总功为10J；D．有用功为4J
【答案】C。
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【解析】（1）拉力的功为：，此为总功；（2）拉力的功率为：；（3）把物体拉到斜面顶端，物体克服重力所做的有用功为：；（4）拉力的效率为：。
由以上分析可知，正确答案是C。
12.如图所示，小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2。若不计绳重与摩擦，则（）。
A.W1 = W2，η1=η2；B.W1 = W2，η1<η2；C.W1
η2；D.W1>W2，η1>η2
【答案】C。
【解析】甲是定滑轮，乙是动滑轮，货物质量相同，上升高度相同，故有用功相同；甲滑轮提升货物过程中有一功与总功相同，效率为1；所以应有W2>W1，η1>η2。
正确答案是C。
13.如图所示，用24N的水平拉力F拉滑轮，可以使重20N的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动；物体B重10N，弹簧测力计的示数为5N且不变。若不计轮重、弹簧测力计重、绳重和轴摩擦，则下列说法中正确是( )。
A．地面受到的摩擦力为12N；B．滑轮移动的速度为0.4m/s；
C．水平拉力F的功率为4.8W；D．在2s内绳子对物体A所做的功为4.8J
【答案】B。
【解析】（1）物体A以0.2m/s的速度向左做匀速运动，那么滑轮移动的速度也是0.4m/s；（2）根据，可求得滑轮上拉力F所做的功为：；（3）F为24N，那么绳子对A的拉力为12N，2s内移动的距离为：2s×0.2m/s=0.4m，故绳子的功为：
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，功率为：；（4）物体A做匀速运动，在水平方向上A受到的力是平衡力，即：，所以物体A受到地面对它的摩擦力：，故物体A对地面的摩擦力也是19N（作用力与反作用力的关系）。
从以上分析可知，正确答案是B。
二、填空题（每空2分，共32分）
14.青少年在安静思考问题的时候，心脏推动血液流动的功率约为1.5 W，则你在考试的100 min内，心脏做功约为_______J，用这些功可以让一个质量为50 kg的物体匀速升高______m。 (g取10 N/kg)
【答案】9000；18。
【解析】（1）由题意可知，P=1.5W，t=100min=6000s，
则在100min内心脏做功为：W=Pt=1.5W×6000s=9000J。
（2）人的质量m=50kg，由公式W=Gh=mgh可得，这些功可把物体举高的高度：
。
故答案为：9000；18。
15.如图所示，在50s的时间内，男孩提着重15 N的小提琴水平向左匀速走了100 m，女孩用5 N的水平拉力拉箱子向右匀速走了100 m，他们中，对物体做功的是_______________（选填“男孩”或“女孩”），做功的功率是_______________。
【答案】女孩、10W。
【解析】男孩提着小提琴沿水平向左匀速行走，手提力的方向竖直向上，而移动的距离沿水平方向，手的提力对小提琴没有做功；女孩用5N的水平拉力拉箱子向右匀速行走，箱子沿水平拉力移动了一段距离，所以女孩的拉力对箱子做了功，W=Fs=5N×100m=500J。她做功的功率是P=W/t=500J/50s=10W。
答案：女孩、10W。
16.判断下列说法的正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
（1）物体做的功多，功率一定大。（）
（2）物体做功时间短，功率一定大。（）
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（3）物体做功多，需要的时间不一定多。（）
【答案】（1）× （2）× （3）√。
【解析】此题考查学生对功率的计算公式的理解，正确理解功率、功和时间三者间关系是学好功率的基础。根据P=W/t可得，功率的大小是由功和时间的大小共同反映的，只根据功或时间的大小不能确定功率的大小，所以说法（1）、（2）是错误的。
把P=W/t变形得t=W/P，对同一机械来说，它的功率一定，做的功多，当然所用的时间就长；但对于不同机械来说，它们的功率不同，做的功多所用时间就不一定多，所以说法（3）是正确的。
答案：（1）× （2）× （3）√。
17.图中是中国科学家正在建造的世界上第一个全超导核聚变“人造太阳”。在组装时，需要用如图所示的滑轮把重为1000 N的物体匀速提升12m，则作用在滑轮上的拉力F为___________N，绳子对重物所做的功为____________J。若提升重物所用的时间为1min，则绳子对重物做功的功率为__________W。
【答案】1000、1.2×104、200。
【解析】题中所使用的滑轮是定滑轮，其特点是不省力，但可以改变用力方向。则作用在滑轮上的拉力F=G=1 000 N，绳子对重物所做的功为W=Gh=1000 N×12 m=1.2×104 J，绳子对重物做功的功率是P=W/t = 1.2×104 J/60s=200W。本题是对新课程“会运用功的公式、功率的公式进行简单的计算”目标的落实，将物理知识与科技信息结合，设置情景新颖，同时引导学生灵活运用基本知识去分析问题与解决问题。
答案：1000、1.2×104、200。
18.小红每天都练习跳绳，跳绳时她所穿鞋的总质量为0.4 kg，平均每分钟她跳绳120次，假定每次双脚抬离地面的高度均为5 cm，则每上升一次她对鞋做的功为____________J；她跳绳时对鞋做功的平均功率为____________W。(g取10 N/kg)
【答案】0.2、0.4。
【解析】本题是利用W=Gh和P=W/t求功和功率的计算题。根据G=mg，可求出小红对鞋用的力。
根据W=Gh=0.4×10×0.05J=0.2J上升一次小红对鞋做的功，再乘以次数就是她1分钟所做的功；
她的平均功率P=s=0.4W。
答案：0.2、0.4。
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19.如图所示，一物体在水平向右的拉力F1作用下以1m/s速度在水平地面上匀速运动了10m，拉力F1所做的功为W1，功率为P1，若该物体在水平向右的拉力F2作用下以2m/s的速度在同一水平地面上匀速运动了10m，拉力F2所做的功为W2，功率为P2，则W1 W2，P1 P2（选填“＞”、“＜”或“=”）。
【答案】=、＜。
【解析】由题可知，同一物体先后以不同的速度在同一水平地面上匀速运动，则物体对水平地面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，因此两次物体受到的滑动摩擦力不变；又因为物体在水平地面上匀速运动，根据二力平衡条件可知，水平拉力F和滑动摩擦力f是一对平衡力，大小相等，即F1=F2=f；物体运动的距离都为10m，且F1=F2，由W=FS可知W1=W2；因为v1＜v2，且F1=F2，由可知，P1＜P2。
故，答案是：=、＜。
20.如图，质量为m=2千克的物体，在力F的作用下，以0.5米/秒的速度沿水平面作匀速直线运动（滑轮重及绳间的摩擦不计），此时弹簧秤的示数为2N，则物体与水平面之间的摩擦力是N，拉力F做功的功率为瓦。
【答案】2；1。
【解析】（1）物体A受绳子拉力F绳子=F弹簧测力计=2N与滑动摩擦力f作用，物体做匀速直线运动，由平衡条件得：f=F绳子=2N。
（2）由题知，物体在重力的方向上没有移动距离，根据做功的两个必要条件可知，重力做功为0J。
作用在动滑轮轴上的拉力：F=2F弹簧测力计=2×2N=4N；
拉力的功率。
故答案为：2；1。
三、计算题（共29分）
21.（8分）小华和妈妈去超市购物，她们将17kg物品放在小推车中推行，小推车在某段时间内速度v随时间t化的关系图像如图所示；已知小推车重130N，所受阻力是总重的0.15倍。（g取10N/kg）
（1）在0～l0s内，水平推力（大于／小于／等于）阻力，阻力大小为N。
（2）10～20s内水平推力做了多少功？
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（3）10～20s内水平推力的功率多大？
【答案】（1）大于、45；（2）360J；（3）36W。
【解析】（1）由图像可知，在0-10s时间内小车加速运动，所以水平推力大于阻力；阻力大小是；
（2）10s-20s内，小车匀速运动，则,小车速度是0.8m/s，所以小车运动距离为：，水平推力所做的功为：
（3）10s-20s内，水平推力的功率：。
故，答案是：（1）大于、45；（2）360J；（3）36W。
22.（6分）如图所示的装置中，使重40 N的重物向右做匀速直线运动，水平拉力F=4 N。若物体移动的速度为2 m/s，求：
（1）拉力F在2 s内做的功；
（2）拉力的功率。
【解析】从题图中可以看出，图中的滑轮为动滑轮，根据动滑轮的使用方法可知，当拉力F向右移动距离s时，相同时间内物体向右移动2s的距离，物体向右移动的速度也是拉力F移动速度的2倍。根据速度公式v=s/t，可以求出F移动的距离s，然后再根据W=Fs、P=W/t求出功和功率。也可以利用P=W/t=Fs/t=Fv求拉力F的功率。
滑轮为动滑轮：v=2 m/s÷2=1 m/s，所以s=vt=1 m/s×2s=2m；
所以W=Fs=4N×2 m=8J，所以P=W/t=8J/2s=4W或P=Fv=4N×1m/s=4W。
答案：（1）拉力F在2 s内做的功为8J；（2）拉力的功率为4 W。
23.（8分）如图为某款擦窗机器人，它凭借其底部的真空泵在机身和玻璃之间形成低气压，牢牢地吸附在竖直玻璃上。请回答：
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（1）当它静止在竖直玻璃上时，受到的摩擦力方向是 。
（2）擦窗机器人的擦试速度是4分钟/米2，要擦完总面积为3米2的窗玻璃需要 分钟。
（3）工作时擦窗机器人对玻璃的压力为28牛，内外气压差达到800帕，求擦窗机器人与玻璃的接触面积至少为多少平方米？
（4）擦窗机器人的总质量为1.2千克，工作时的实际功率为80瓦，它在竖直向上擦窗过程中有0.25%的电能用于克服重力做功；若窗户足够高，持续竖直向上擦窗20分钟，擦窗机器人可上升的最大高度为多少米？（取g=10牛/千克）
【解析】（1）擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时，处于平衡状态，竖直方向受到的重力和摩擦力是一对平衡力，故摩擦力的方向是竖直向上的。
（2）擦窗机器人的擦试速度是4分钟/米2，要擦完总面积为 3 米2的窗玻璃需要的时间为：t=4分钟/米2×3 米2=12分钟。
（3）由得，擦窗机器人与玻璃的接触面积为：；
（4）机器人消耗的电能为：W电=P电t=80W×1200s=96000J；克服重力所做的功：W´=W电η=96000J×0.25%=240J；机器人的重力为：G=mg=1.2kg×10N/kg=12N；由W=Gh得上升的高度为：。
答：（1）竖直向上；（2）12；（3）擦窗机器人与玻璃的接触面积至少为0.035m2；（4）擦窗机器人可上升的最大高度为20m。
24.（7分）常用机器人潜入水下打捞沉船上的物体，(ρ水=1.0×103kg／m3，g=10N／kg) 。
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(1)某时候机器人在水下用竖直向上的力举着体积为0.03m3、密度为2.5×103kg／m3的实心物体静止不动，该力的大小是多少?
(2)若机器人在水下30m处将该物体匀速竖直向上运至水面需时间150s，物体竖直上升所需要的动力F与物体运动速度v的关系如题图所示，求：
①物体上升的速度是多少?
②这个过程动力F对物体做了多少功?
【答案】（1）450N；（2）①0.2m/s，15000J。
【解析】由图像和物体运动规律的有关计算可以求得，具体解答如下：
（1），
物体的重力：，
拉力为：；
（2）上升速度：，由图像可得F=500N，
功为：。
故，答案为：（1）450N；（2）①0.2m/s，15000J。
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