2019中考物理知识点全突破系列专题72功率计算公式的应用含解析.docx

功率计算公式的应用一、单选题1.妈妈与小明进行爬山比赛，他们选择的起点、路径和终点都相同，全程设为匀速运动， 妈妈的体重是小明的 2 倍，妈妈所用的时间是小明的 3 倍，若妈妈克服重力做功为 W1、 功率为 P1 ， 小明克服自身重力做功为 W2、功率为 P2 ， 则下列关系正确的是（ ） A.W1：W2=1：1B.W1：W2=2：3C.P1：P2=1：1D.P1：P2=2：32.航空母舰上的飞机起飞时，由于跑道距离有限，可采用蒸汽弹射来帮助飞机迅速起飞所需要的速度，我国正在加紧研制这项技术力争在后续的航母中投入使用，蒸汽弹射是将水蒸气的内能转化为飞机的动能，转化效率约为9%，对于蒸汽弹射以下说法正确的是（ ） A.功率大、效率高B.功率大、效率低C.功率小、效率高D.功率小、效率低3.如图甲所示，建筑工人用滑轮组提升重为285N的水泥桶，动滑轮重为15N，不计绳重工人在将水泥桶匀速向上拉的过程中，水泥桶上升的速度为0.1m/s，工人拉力所做功与时间关系如图乙所示因此可知（ ）A.该滑轮组的效率为95%B.010s内建筑工人所做额外功为75JC.08 s内建筑工人对水泥桶做的功为228JD.建筑工人对水泥桶做功的功率为36W4.如图所示，用同一个动滑轮先后提升同一物体，使物体以相同的速度匀速上升相同的高度，所用的力分别是F甲和F乙 ， 拉力做功的功率分别是P甲和P乙 若不计摩擦、动滑轮重和绳重，则F甲与F乙、P甲与P乙之间的大小关系是（ ）A.F甲F乙、P甲=P乙B.F甲F乙、P甲P乙C.F甲F乙、P甲=P乙D.F甲F乙、P甲P乙5.王小虎同学听到上课铃响了，他一口气从一楼跑到三楼，所用时间为10秒。那么他上楼过程中，克服自己重力做功的功率最接近下面哪个值（ ） A.3WB.30WC.300WD.3000W6.下列数据中最接近实际情况的是（ ） A.一个中学生站立时对水平地面的压强约为100PaB.一个中学生正常骑车的功率约为300WC.一个中学生从一楼走到三楼所做的功约为3000JD.考场内一盏日光灯正常发光时的电流约为2A7.小宇同学在跳绳测试中 2min 内跳了 240 次，每次跳的高度大约是 5cm，则他跳绳时的功率最接近（ ） A.5WB.50WC.500WD.5000W8.体育课上，亮亮和晶晶决定进行爬杆比赛，他们同时出发，结果又同时到达相同高度的杆顶。想判断谁的功率大，还需要知道的物理量是（ ） A.杆的高度B.爬杆时间C.两人身高D.二人的体重9.某人骑着一辆共享单车（自行车），在平直公路上以某一速度匀速行驶，若人和车所受的阻力为20N，则通常情况下，骑车人消耗的功率最接近（ ） A.1000WB.100WC.5WD.1W10.下图为“测滑轮组机械效率”的实验在弹簧测力计拉力作用下，重6N的物体2s内匀速上升0.1m，弹簧测力计示数如图示（不计绳重与摩擦）下列说法错误的是（ ）A.弹簧测力计的拉力是2.4NB.物体上升的速度为0.05msC.弹簧测力计拉力的功率为0.12WD.滑轮组的机械效率约83.311.新的国家标准对延长线插座配用电缆的导线横截面积要求进行了修改，额定电流16A的延长线插座，导线最小标称横截面积由1mm2提升到1.5mm2.增大导线横截面积的目的是（ ） A.增大导线的电阻B.减小通过导线的电流C.增大导线的电压D.减小导线发热的功率12.灯泡L与定值电阻R组成的电路如图甲所示，L和R的I-U图线分包为图乙中的A、B，闭合开关S，L正常发光，电路的总功率为4.8W，此时灯泡L的（ ）A.电压为7VB.电流为0.3AC.电阻为20D.功率为3W13.如图甲所示，电源电压恒定，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P从B端至A端的过程中，两电压表示数随电流表示数变化的U-I图像如图乙所示，则（ ）A.电源电压为20VB.EF是V1表示数随A表示数变化的图像C.滑动变阻器的最大阻值为10D.整个电路的最大功率为14.4W14.下列有关人体物理量估测正确的是（） A.成人的体重约50NB.中学生步行的速度约10m/sC.人体安全电压220VD.中学生正常上楼的功率约120W15.如图所示，一物块从光滑斜面上A点由静止滑下，B为斜面AC的中点，设物块在AB段重力做功为W1 ， 重力的功率为P1；在BC段重力做功为W2 ， 重力的功率为P2 ， 则下列关系正确的是（ ）A.W1W2 ， P1P2B.W1=W2 ， P1=P2C.W1=W2 ， P1P2D.W1W2 ， P1P216.如图所示电路，电源电压不变，闭合开关S，当滑片P置于变阻器的B端时，电压表的示数为6V，在10s内定值电阻R1产生的热量为36J；当滑片P置于变阻器的中点时，电压表的示数变化了2V下列结果正确的是（）A.R1先后两次消耗的电功率之比为3：4B.滑动变阻器R2的最大阻值为10C.电源电压为10VD.R1的阻值为20二、计算题17.十堰是全国闻名的汽车城，是目前国内规模最大的载重车生产基地。已知某型号的载重车在一段平直的高速公路上匀速行驶10.08km，所用时间是8min，消耗燃油3L（假设燃油完全燃烧），汽车发动机在这段时间内的功率为63kW若燃油的密度是0.8103kg/m3 ， 热值为3.15107J/kg，求：（1）汽车行驶速度是多少？ （2）汽车行驶过程的牵引力是多大？ （3）汽车发动机的效率是多少？ 18.一辆轿车的质量是1.5 t，它以72 km/h的速度在水平路面上匀速行驶20min，轿车受到的阻力是车重的0.1倍。求轿车在这段时间内： （1）发动机的牵引力F； （2）发动机所做的功W； （3）发动机的功率P。（g取10N/kg） 19.如图所示，斜面高为2m，小兵同学用绳子在1min内将重为450N的木箱沿斜面由底端匀速拉到顶端，物体沿斜面移动了4 m，拉力大小为300N，绳重不计。求：（1）小兵对木箱做的有用功； （2）拉力做的功； （3）斜面的机械效率； （4）拉力做功的功率。 20.如图，世界上最大的太阳能飞机“阳光动力2号”，机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料，机翼上安装有高效太阳能电池板，能提供65kW的最大功率，该飞机的最大飞行速度为140km/h求：（1）当飞机发动机的输出功率保持60kW，并以108km/h的速度水平匀速飞行时，发动机的牵引力大小。 （2）若飞机发动机保持60kW的输出功率匀速飞行1h，发动机输出的能量为多大？ （3）这些能量相当于多少升的航空燃油完全燃烧时释放的能量？（航空燃油的热值取4107J/kg，密度取0.75103kg/m3）。 21.如图是用动滑轮提升货物A的示意图。在竖直向上的拉力F的作用下，使重450N的货物A在50s的时间里，匀速竖直上升了10m。在这个过程中，拉力F做的功为5000J求：（1）有用功W有；（2）拉力F的功率P； （3）动滑轮的机械效率。22.一辆轿车在平直高速公路上以75kW的功率匀速行驶10min，通过的路程是18km，求： （1）汽车发动机所做的功； （2）发动机提供的牵引力。 23.如图甲所示，是一小型起重机吊起货物的图片，货物挂在动滑轮的下端，绳子的自由端通过安装在起重机上的卷扬机竖直向上拉动，最右端是为了防止吊起货物时起重机向左倾倒而挂的配重.起重机吊起重物时主要结构可简化成如图乙所示.已知AB、CD、DE水平且长度为1m，BC段的水平距离CF也为1m，前轮与地的接触点在B点的正下方，后轮与地的接触点在D点的正下方，起重机的自重（含配重）为3104N，重心在CD中点起重机的钢丝绳重和滑轮与轴之间的摩擦不计，g取10N/kg（1）为使起重机吊起货物时不发生倾倒，求起重机最多能吊起货物的质量m； （2）当起重机吊起质量m1=2102kg的物体以v=0.5m/s的速度匀速上升时，卷扬机的输出功率P1=1.1kW求此时滑轮组的机械效率； （3）当起重机吊起质量m2=3102kg的物体仍以v=0.5m/s的速度匀速上升时，求卷扬机的输出功率P2 24.如图，建筑工人用400N的拉力，将1000N重的物体匀速提升3m，所用的时间是15s，不计绳重和摩擦，求： （1）动滑轮重； （2）工人做有用功的功率； （3）滑轮组的机械效率 25.在小型建筑工地，常用简易的起重设备竖直吊运建筑材料，其工作原理相当于如图所示的滑轮组某次将总重G为4000N的砖块匀速吊运到高为10m的楼上，用时40s，卷扬机提供的拉力F为2500N。求在此过程中：（1）拉力F的功和功率； （2）滑轮组的机械效率。 26.如图，建筑工人用400N的拉力，将1000N重的物体匀速提升3m，所用的时间是15s，不计绳重和摩擦，求： （1）动滑轮重； （2）工人做有用功的功率； （3）滑轮组的机械效率. 27.如图所示的是某四冲程汽油机做功冲程的示意图，活塞的横截面积是35 cm2.做功冲程中，燃气对活塞的平均压强是1.0106 Pa，活塞移动的距离是60 mm，所用时间是0.015 s.试求：（1）做功冲程中，燃气对活塞的平均压力是多少？ （2）做功冲程中，平均压力做功的功率是多少？ （3）设做功冲程汽油完全燃烧，放出的热量是840 J，则该汽油机的效率是多少？ 28.如图是建筑工地上的起重机示意图，起重机的电动机功率为3103W，当它把质量为1t的重物匀速提起24m时，用时100s（g=10N/kg）求：（1）在这段时间内起重机提起重物做功的功率是多少？机械效率是多少？ （2）若起重机AB长为20m，吊起重物时B端的配重质量为4t，为使起重机不翻倒，则OB长为多少？（不计摩擦和起重机自重） 29.在深圳某科技节上，某同学自己动手制作了一个牛奶加热器，设计电路简图如图所示，已知滑动变阻器R的电大阻值为100，用于加热的电阻丝R1的阻值为55求闭合开关S后：（1）电路中的最小电流（结果保留1位小数）； （2）电热丝的最大加热功率； （3）在最大加热功率下，用时100s可以将1kg常温牛奶温度升高多少？不考虑热量损失，牛奶的比热容为c2.510J/（kg） 30.合肥地铁的开通大大缓解了公交运输的压力。三十八中学校实践活动小组的同学收集到地铁机车和公交车在甲、乙区间内运行的相关数据如下表。该小组通过计算说明地铁不仅方便人们出行，对环境的保护与改良也是非常有利。请你将计算的过程与结果书写完整。问：（1）甲、乙两地铁站相距2.4km，地铁运行一趟需要多少小时？ （2）地铁机车的效率是多少？ （3）公交车每千米消耗燃油0.3kg，公交车热机的效率是多少？ 31.如图是一台火灾现场侦察、灭火的消防机器人，其质量为600kg，履带与地面接触的总面积为0.5m2 ， 以3m/s的速度在水平地面沿直线匀速前进了1min，行驶时所受阻力为自重的0.02倍（g取10N/kg）。求：（1）消防机器人在1min内通过的路程。 （2）消防机器人静止在水平地面时，对地面产生的压强。 （3）在水平地面匀速直线前进的过程中，消防机器人牵引力做功的功率。 32.如图的电路中，电源电压恒定，灯泡L1标有“3V 1.5W”。灯泡L2标有“6V 6W”，滑动变阻器R的最大阻值为10，开关S1闭合，S2断开，滑动变阻器的滑片P置于b端时，电流表的示数为0.5A，设灯泡的电阻不变。求：灯泡L正常发光，开关S1、S2均闭合时，电流表的示数为1.5A，求：（1）闭合S1 ， 断开S2 ， 调节滑片P使L2正常发光，求此时滑动变阻器接入电路的阻值； （2）开关S1、S2均闭合，调节滑片P使L1正常发光，求此时L2的实际功率。 33.航天迷小伟利用自制降落伞模拟返回舱的降落过程，将带有降落伞的重物从高处释放，速度增大至10m/s时打开降落伞，重物开始减速下落，重物从释放到落地共用4s，其v-t图像如图所示，落地前最后2s重物的运动可视为运动运动，打开降落伞后，降落伞和重物受到的空气阻力f与速度v满足关系式 ，k为定值，降落伞和重物的总质量为7.5kg，g取10N/kg，求：（1）落地前最后2s降落伞和重物的总重力的功率； （2）刚开始减速时降落伞和重物受到的合外力大小。 34.如图所示电路，电源电压保持6V不变，R1是定值电阻，R2是最大阻值为50的滑动变阻器闭合开关，当R2的滑片位于最左端时，电路中的电流为0.6A求：（1）电阻R1的阻值； （2）滑片从最左端移动到最右端的过程中，滑动变阻器的最大功率 35.如图所示为小明家卫生间电路的原理图，电源电压为220V，照明灯的规格为”220V 40W(灯丝电阻不变)，暖风机的规格为“220V 400W”，电热水器的规格为“220V 880W”.问：（1）照明灯的电阻为多少? （2）卫生间干路的最大工作电流为多大? 36.南极冰面上，科考队用拖拉机借助绳索水平牵引装有货物的轻质木箱，运输货物.（1）木箱底面积为5m2 ， 质量不计，水平冰面能承受的最大压强为1104Pa，g取10N/kg，求木箱内可装货物的最大质量? （2）某次运输过程中，拖拉机用绳索牵引装有货物的木箱在水平冰面上以36km/h的速度匀速直线行驶10km、消耗柴油1kg，牵引木箱做功的功率为9kW，q柴油=4.5107J/kg.求该运输过程中，冰面对木箱的摩擦力大小? （3）求该运输过程，柴油完全燃烧释放的内能转化为绳索牵引木箱做功的效率? 37.学校机器人兴趣小组进行“精准吊装”实验，7块长短不一的长方体木块均平放在水平地面上，机器人将木块按长度从大到小依次吊装并对称叠放。已知木块的密度相同，高度均为h=0.2m，宽度均为b=0.2m，不同序号木块的质量如下表，其中m=12kg，g取10N/kg。序号1234567质量2mm（1）已知1号木块的长度a=1.2m，求未叠放时1号木块对地面的压强； （2）如图，把2号木块吊装到1号木块的上面，求此过程中克服重力所做的功； （3）机器人完成全部吊装叠放用时6min，求整个过程克服木块重力做功的功率。 38.如图所示，实心物体A漂浮在水面上，现利用电动机通过滑轮组拉动A，使A向下运动。已知A的体积为1m3,密度为0.5103kg/m3.动滑轮重为1103N,电动机工作时拉绳子的功率为1.2 103w 且保持不变,不计绳重、摩擦和水的阻力，求:（1）A的重力； （2）A浸没在水中受到的浮力； （3）A向下运动的最小速度； （4）A向下运动过程中，滑轮组机械效率的最大值。 39.如图所示，水平地面上有一个扫地机器人，它通过安装在身体底部的三个轮子与地面接触，清扫中利用软毛刷和吸气孔收集灰尘，遇到障碍物能够自动改变方向继续行进，某次机器人开始扫地1min后遇到障碍原地旋转20s，然后继续扫地2min，总行驶路程为36m。已知机器人质量为3.8kg，圆形身体半径为0.2m，三个轮子与地面接触的总有效面积为2104m2 ， 行进中受地面的摩擦阻力大小恒为10N，忽略灰尘质量、毛刷支撑以及气流的影响，取g=10N/kg。求：（1）机器人清扫工作中对地面的压强； （2）机器人在本次清扫工作中的平均速度 （3）若机器人某段时间以0.5m/s的速度做匀速直线运动，计算机器人该段时间内牵引力的功率 40.如图所示是正在建造中的我国自主设计的首艘科考破冰船“雪龙2号”，它将助力我国极地科考工作。该船设计空载排水量为8000t，满载排水量为14000t，能在厚冰层上连续破冰。（排水量为轮船在水中排开水的质量，g取10N/kg）。（1）空载时该船受到的重力为多少N？ （2）假设破冰船在1.5m厚的冰层海域以7.2km/h的速度匀速直线破冰时所受的阻力为2107N，则此时破冰船推进功率为多大？ 41.如图所示的电路中，小灯泡上标有“6V 3.6W”字样，滑动变阻器R1的最大电阻为40当只闭合S、S2 ， 滑动变阻器的滑片P在中点时，小灯泡正常发光；当所有开关都闭合，滑片滑到A端时，A1、A2的示数之比是3：1（灯的电阻保持不变）。求：（1）电源电压 （2）当只闭合S、S2 ， 滑动变阻器的滑片P在A端时，小灯泡两端的实际电压。 （3）小灯泡消耗的最小电功率（不能为0） 答案解析部分一、单选题1.【答案】D 【解析】【解答】A.B. 由题可知，W=Gh，W1=2Gh W2=Gh(G为小明的重力)，所以W1:W2=2:1，A、B选项不符合题意；C.P1=W1/t1=2Gh/3t P2=W2/t2=Gh/t (t是小明的时间) 所以P1：P2=2：3，C选项不符合题意；D. P1=W1/t1=2Gh/3t P2=W2/t2=Gh/t (t是小明的时间) 所以P1：P2=2：3，D选项符合题意；故答案为：D【分析】在比赛过程中，因为两个人爬山的高度h相同，根据公式W=Gh我们可以求出重力做功之比；根据P=W/t求出功率之比2.【答案】B 【解析】【解答】航空母舰上的飞机起飞时，由于跑道距离有限，可采用蒸汽弹射来帮助飞机迅速起飞所需要的速度，这就要求蒸汽弹射的功率大；由“蒸汽弹射是将水蒸气的内能转化为飞机的动能，转化效率约为9%”知蒸汽弹射的效率低，B符合题意；故答案为：B。【分析】功率表示做功的快慢，热机的效率是有用功在总的能量中所占的比值。3.【答案】C 【解析】【解答】A.可知对水泥桶所做功是有用功，对动滑轮所做功是额外功，工人拉力做功为总功，由图10s内工人做功：W1=360J，由知10s内水泥桶上升高度：h=vt=0.1m/s10s=1m，工人所做有用功：W2=G桶h=285N1m=285J，则可算滑轮组的机械效率：=100%79.2%，A选项不符合题意；B.因为W1=W2+W3 计算额外功：W3=W1-W2=360J-285J=75J，B选项符合题意；C.8s内水泥桶上升高度：h=vt=0.1m/s8s=0.8m，8s内工人对水泥桶做的功：W有=G桶h=285N0.8m=228J，C选项不符合题意；工人对水泥桶做功的功率：， D项不符合题意；故答案为：BC【分析】在此过程中对水泥桶所做功是有用功，对动滑轮所做功则是是额外功，工人拉力做功为总功，由图看出10s内工人做功，由h=vt计算水泥桶上升高度，由W有=G桶h 计算有用功，由W1=W2+W3计算额外功；由公式计算滑轮组的机械效率。先计算8s内水泥桶上升高度，从而计算出8s内工人对水泥桶做的功。由计算工人对水泥桶做功的功率。4.【答案】A 【解析】【解答】两装置都不计摩擦、动滑轮重和绳重，提升物体的重相同，甲图，拉力作用在动滑轮的轴上，费一倍的力，即F甲=2G；乙图，拉力作用在绳子自由端，省一半的力，即 ，故F甲F乙；物体上升的速度相同，则拉力端的速度分别为： ，v乙=2v物 ， 甲图拉力的功率： ，乙图拉力的功率： ，故P甲=P乙 ， A符合题意。故答案为：A。【分析】根据力的平衡关系判断动滑轮和定滑轮上力的大小，根据功率的计算分析大小关系。5.【答案】C 【解析】【解答】因王小虎同学是学生体重约400N，一层楼高约4m，从一楼跑到三楼有两层楼高约8m；所用时间为10秒；则克服自己重力做功的功率P 320W；所以C选项比较接近。故答案为：C。【分析】先估计出初中生的体重，每层楼的高度，根据功率的公式计算出功率.6.【答案】C 【解析】【解答】A、中学生的体重在500N左右,站立时双脚与地面的接触面积在 左右,对水平地面的压强大约为 .A不符合题意;B、中学生正常匀速骑自行车时，自行车受到的阻力约为20N，则人蹬车时的动力F=f=20N；骑车的速度约为4m/s，所以骑车的功率约为 ，B不符合题意；C、中学生的体重在500N左右,一楼走到三楼的高度大约6m,所以从一楼走到三楼所做的功约为 .C符合题意;D、教室内日光灯的额定功率在40W左右,正常发光时的电流为 .D不符合题意.故答案为：C.【分析】根据人体重力和受力面积计算压强的大小，根据摩擦力和骑车速度计算功率的大小，根据重力和高度的乘积计算功的大小，一般灯泡的电流不足1A。7.【答案】B 【解析】【解答】小宇同学的质量大约是m=50kg，则重力 ，每跳一次做的功 ，他跳绳时做的总 ，他跳绳时的功率 。B符合题意故答案为：B【分析】根据质量计算物体的重力，重力和高度的乘积计算功的大小，功和时间的比值计算功率。8.【答案】B 【解析】【解答】爬山时是克服自身的重力做功，功等于自身重力乘以山的高度，爬山功率是：PW/tGh/t，他们同时出发，结果又同时到达山顶说明登山时间是相同的，要比较功率还要知道二人的体重，B符合题意。故答案为：D。【分析】功率表示做功的快慢，是功和时间的比值。9.【答案】B 【解析】【解答】在平直公路上匀速行驶时，受到的阻力和骑车者的动力是一对平衡力，即两个力的大小相等，所以，骑车者的牵引力是：F=f=20N，一般情况下骑车速度是5m/s，则骑车者消耗的功率：P=W/t=Fs/t=Fv=20N5m/s=100W，故答案为：B。【分析】根据力和速度的乘积计算力做功的功率。10.【答案】C 【解析】【解答】A弹簧测力计的拉力是2.4N，A不符合题意；B物体上升的速度为：v= =0.05ms，B不符合题意；C弹簧测力计拉力的功率为P=Fv=2.4N20.05m /s=0.24W,C符合题意；D滑轮组的机械效率约= =83.3，D不符合题意。【分析】A、根据弹簧测力计的最小分度值读出拉力；B、根据v= 求解；C、根据P=Fv求解；D、根据= 求解。故答案为：C。11.【答案】D 【解析】【解答】A减小导线的电阻，A不符合题意；B由I= 知当U一定时R越小I越小，B不符合题意；C由I= 的变形式U=IR知当I一定时R越小U越小，C不符合题意；D根据P=I2R知当I一定时R越小P越小，D符合题意。故答案为：D。【分析】A、影响导体电阻大小的因素：材料、长度、横截面及温度，当材料、长度、温度不变时横截面越大电阻越小；B、根据I= 分析判断；C、根据I= 的变形式U=IR分析判断；D、根据P=I2R分析判断。12.【答案】D 【解析】【解答】由图甲知L和R并联，L和R两端的电压相等；由电路的总功率为4.8W和图乙分析判断L和R两端的电压为6V、通过灯泡的电流为0.5A，此时L正常发光，所以此时灯泡L的为6V，灯泡的电阻RL= =12,灯泡的功率PL=ULIL=6V0.5A=3W，A、B、C不符合题意，D符合题意。故答案为：D。【分析】先根据图甲判断电路的连接方式，再根据图乙提供的信息和电路的总功率分析判断电路两端的电压及通过灯泡的电流，根据I= 的变形式R= 求出灯泡的电阻，根据P=UI求出灯泡的功率。13.【答案】D 【解析】【解答】由电路图知，当滑片P从B端至A端的过程中R2的阻值变小，由知电压表V2的示数变小，由U总=U1+U2知V1的示数变大，MN是V1的示数变化图像，EF是V2的示数变化图像，B不符合题意；当滑片P移到A端时电路中只有R1 ， 电压表的示数等于电源电压，所以电源电压为12V，A不符合题意；当V2等于8V时R2的阻值最大，此时电路中的电流为0.5A，所以R2的最大值R2=16，C不符合题意；整个电路的最大功率为P=UI=12V1.2A=14.4W，D符合题意。故答案为：D。【分析】由串联分压的规律判断V1的变化，由串联电压的规律判断V2的变化，由此得出EF是V2的示数变化图像；由图像乙得出电源电压；由图像和欧姆定律得出R2的最大阻值；根据P=UI和图像得出电路的最大功率。14.【答案】D 【解析】【解答】A、中学生的体重在500N左右，成年人的体重比中学生大一些，在650N左右。A不符合题意；B、中学生正常步行的速度在4km/h4 m/s 1.1m/s左右。B不符合题意；C、经验证明，只有不高于36V的电压对人体才是安全的。C不符合实际；D、中学生的体重在500N左右，一层楼的高度在3.5m左右，中学生上一层楼的时间在15s左右，爬楼功率在P 120W左右。D符合题意。故答案为：D。【分析】根据质量分析重力的大小，人正常的步行速度是 1.1m/s左右，对人体安全的电压不高于36V，利用人体重力、高度和时间计算上楼的功率.15.【答案】C 【解析】【解答】物块从光滑斜面上A点由静止滑下，由题意可知ABBC，所以物块在两段路程中下滑的高度h相同，物块的重力不变，由WGh可知W1W2；物块从光滑斜面上A点由静止滑下，速度越来越快，则物块在AB段下滑的速度小于在BC段下滑的速度，又因为ABBC，所以物块在AB段所用时间大于在BC段下滑的时间，即t1t2 ， 由P 可知P1P2 C符合题意。故答案为：C。【分析】根据题中的条件，由于没有额外功，所以有用功和总功相等，由于物体移动的速度不同，所以功和时间的比值不同.16.【答案】B 【解析】【解答】由电路分析可知，R1与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，当滑片P置于变阻器的B端时滑动变阻器的阻值最大，根据Q= 得R2= =10，B符合题意；滑片P置于变阻器的B端时电路中的电流I1= =0.6A，U总=U1+U2=0.6AR1+6V,当R1=10时电压表的示数=6V-2V=4V，此时电路中的电流I= =0.8A，U总=U1+U2=0.8AR1+4V，根据P=I2R得P1：P1=（0.3A）2R1：（0.4A）2R1=9：16，A不符合题意；解由组成的方程组得：电源电压为12V、R1的阻值为10，C、D不符合题意。故答案为：B。【分析】根据Q= 求出R2的值，根据欧姆定律I= 求出滑片P置于变阻器的B端和位于中点时电路中的电流，根据P=I2R得出R1的功率之比，根据串联电路电压的规律列出方程，求出电源电压、R1的阻值。二、计算题17.【答案】（1）汽车行驶速度为：v=21m/s（2）汽车行驶过程的牵引力为：F=3.0103N（3）汽车行驶过程所做的功：W=Pt=63103W480s=3.024107J，燃油的质量为：m=V=0.8103kg/m3310-3m3=2.4kg，燃油完全燃烧放出热量：Q=qm=3.15107J/kg2.4kg=7.56107J，汽车发动机的效率为：=100%=40%。【解析】【分析】（1）已知行驶的路程和所用的时间，根据公式v=可求行驶速度；（2）已知功率和速度，根据公式P=Fv可求牵引力的大小；（3）根据公式W=Pt可求汽车行驶过程所做的功，根据燃油的热值和燃烧燃油的质量求出燃油完全燃烧放出热量，二者之比就等于汽车发动机的效率。18.【答案】（1）解：轿车受到的重力：G=mg=1.5103kg10N/kg=1.5104N； 轿车受到的阻力：f=0.1G=0.11.5104N=1.5103N； 因为轿车匀速行驶，所以牵引力等于阻力：F=f=1.5103N（2）解：轿车行驶的路程：s=vt=72km/h1/3h=24km=24000m； 发动机所做的功：W=Fs=1.5103N24000m=3.6107J（3）解：发动机的功率：P=Wt=3.6107J/1200s=3.0104W 【解析】【分析】匀速行驶的中处于平衡状态的为阻力与牵引力平衡；求出轿车所行驶的路程s代入所做的功的计算公式W=Fs即可求得所做的功；功率即为单位时间内所做的功。19.【答案】（1）解：由W=Gh可知，小兵对木箱做的有用功是：W有用=Gh=450N2m=900J（2）解：由W=Fs可知，拉力做的功是：W=Fs=300N4m=1200J（3）解：斜面的机械效率是：= （4）解：由 知道，拉力做功的功率： 【解析】【分析】（1）根据W=Gh求出有用功；（2）利用W=Fs求出总功；（3）斜面的机械效率等于有用功与总功之比；（4）利用 求拉力做功的功率.20.【答案】（1）解：飞机速度v=108km/h=30m/s 飞机输出功率P=60k W =60000 W发动机牵引力大小F=P/v=60000W/30m/s=2000N（2）解：t=1h=3600s 发动机输出的能量W=Pt=60000 W 3600s= 2.16108J（3）解：燃烧油的质量m=Q/q=2.16108J/4107J/kg=5.4kg油的体积V=m/=5.4kg/0.75103kg/m3=7.210-3 m3=7.2L 【解析】【分析】（1）利用P=Fv计算发动机的牵引力；（2）根据W=Pt计算发动机输出的能量；（3）利用Q=qm得燃料的质量，根据=算出物体的体积.21.【答案】（1）解：有用功：W有=Gh=450N10m=4500J（2）解：已知拉力F做的功为5000J，即W总=5000J， 拉力做功的功率：P= = =100W（3）解：动滑轮的机械效率：= = 100%=90% 【解析】【分析】（1）利用公式W有=Gh，使用动滑轮做的有用功；（2）利用公式， 求出拉力做功的功率；（3）在使用动滑轮时，拉力做的功即为总功，利用公式， 即可求出动滑轮的机械效率 。22.【答案】（1）解：由P=W/t知道，汽车发动机做的功是：W=Pt=751000W1060s=4.5107J（2）解：由W=Fs知道，发动机提供的牵引力是：F=W/s=4.5107J/18000m=2.5103N 【解析】【分析】（1）根据公式W=Pt可求汽车发动机做的功，（2）由F=求出牵引力F.23.【答案】（1）解：由乙图知道起重机相当于一个杠杆，根据杠杆的平衡条件及题意知道：m货gAB=G起重机 （FC+CD/2），即m货10N/kg1m=3104N（1m+1m/2），所以起重机最多能吊起货物的质量是：m =4.5103kg（2）解：设起重机提起重物的时间是t，则此时滑轮组的机械效率是：=W有/W总100%=Gvt/P1t100%=2102kg10N/kg0.5m/s/1.1103W100%90.9%（3）解：由图甲知道滑轮组绳子的有绳子段数是：n=4，所以钢绳自由端速度是：vF=4v，当提起质量m1 物体时，卷扬机的输出功率是P1 ， 且P1 =F4v，即F=P1/4v=1.1103W/0.5m/s4=550N，由于起重机的钢丝绳重和滑轮与轴之间的摩擦不计，当提起质量是m1物体时，F=（G+G动）/4，G动=4F-G=4550N-2102kg10N/kg=200N，当提起质量为m2 物体的时钢绳自由端拉力：F=（G+G动）/4=（3102kg10N/kg+200N）/4=800N，所以，此时卷扬机的输出功率是：P2=F4v=800N40.5m/s=1600W 【解析】【分析】（1）根据杠杆平衡条件，利用起重机的质量计算重力，结合力臂计算货物的质量；（2）根据物体的质量计算重力，结合速度计算物体移动的功率，利用物体的功率和机械功率的比值计算机械效率；（3）根据滑轮组绳子的股数，结合物体移动的速度分析拉力的速度，利用（2）中功率和速度计算拉力的大小，结合物体重力计算动滑轮的重力，再根据动滑轮和新的物体的重力计算拉力，利用拉力和速度的乘积计算功率的大小。24.【答案】（1）解：由图可知，承担物重的绳子股数n3，不计绳重和摩擦,由F 得， 动滑轮重：nF 3400N1000N200N答：动滑轮重为200N（2）解：拉力做的有用功：Gh1000N3m3000J，工人做有用功的功率：200W.答：工人做有用功的功率为200W（3）解：绳子自由端移动的距离：snh33m9m，拉力做的总功：Fs400N9m3600J，则滑轮组的机械效率： 100% 100%83.3%答：滑轮组的机械效率83.3%【解析】【分析】（1）使用滑轮组时，动滑轮上有几股绳，绳子自由端的拉力是滑轮上总重的几分之一，根据拉力和物体重力可以计算滑轮重力；（2）根据物体重力和升高的高度的乘积计算有用功，利用功和时间的比值计算功率；3，拉力和绳子拉长的长度的乘积计算总功，有用功和总功的比值计算机械效率。25.【答案】（1）解：由图可知n2,拉力F移动的距离：s2h210m20m.拉力F所做的总功：W总Fs2500N20m5104J.拉力F做功的功率：P 1250W答：拉力F做的功和功率分别是5104J、1250W（2）解：拉力F所做的有用功：W有Gh4000N10m4104J.滑轮组的机械效率： 80%答：滑轮组的机械效率是80%【解析】【分析】根据拉力和绳子拉长的长度计算功的大小，利用功和时间的比值计算功率，有用功和总功的比值计算机械效率。26.【答案】（1）解：由图可知，承担物重的绳子股数n3，不计绳重和摩擦,由F 得，动滑轮重：nF 3400N1000N200N答：动滑轮重为200N（2）解：拉力做的有用功： Gh1000N3m3000J ， 工人做有用功的功率： 200W答：工人做有用功的功率为200W（3）解：绳子自由端移动的距离：snh33m9m ， 拉力做的总功： Fs400N9m3600J ， 则滑轮组的机械效率： 100% 100%83.3%答：滑轮组的机械效率83.3% 【解析】【分析】1）不计绳重和摩擦，根据F=（G物+G动）求出动滑轮重；（2）先根据W有=Gh求出有用功，再根据P=求拉力做的有用功的功率；（3）利用s=nh求出绳子自由端移动的距离，然后根据W=Fs即可求出拉力做的功，根据=100%求出滑轮组的机械效率.27.【答案】（1）解：因为活塞的横截面积是35cm2 ， 活塞的平均压强是1.0106Pa，所以由p=F/S知道燃气对活塞的平均压力：F=ps=1.0106 Pa3510-4 m2 =3500N（2）解：做功冲程中，平均压力做功的功率：pW/tFs/t3500N0.06m/0.015s14000W（3）解：汽油机的效率是：W/QPt/Q14000W0.015s/840J210J/840J25% 【解析】【分析】根据压强和受力面积计算压力的大小，根据功和时间的比值计算功率，利用有用功和总功的比值计算热机效率。28.【答案】（1）起重机对重物的拉力：F=G=mg=1103kg10N/kg=1104N，对重物做功：W=Fs=1104N24m=2.4105J，起重机的功率：P1=2400W；起重机的机械效率为：=W有/W总=W有/Pt=80%；（2）由杠杆平衡条件得：OAmg=OBmBg，即（AB-OB）m=0BmB ， 则OB长为：OB=AB=20m=4m。 【解析】【分析】（1）匀速提起重物时F=G，可利用公式W=Fs计算起重机对货物做的功，再利用P=计算起重机的功率；根据=W有/W总求出起重机的机械效率；（2）将O点视作支点，将整个机械看作杠杆，已知重物的质量和AB的长度，还知道配重物体的质量，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可求力臂OB。29.【答案】（1）解：当滑动变阻器阻值最大时，电路中电流最小，此时滑片P处于b端，电路总电阻R总=R0R110055155由欧姆定律可得电路最小电流Imin= = =1.4A电路最小电流为1.4A；答：电路中的最小电流为1.4A；（2）解：当滑动变阻器接入电路阻止最小时，电热丝加热功率最大，此时滑片P处于a端，最大加热功率Pmax= = =800W最大加热功率为880W；答：电热丝的最大加热功率为880W；（3）解：最大加热功率下，100s内发热量QPmax880W100s8.8104J由比热容公式QQ吸cmt可得牛奶温度升高t= = =35.2最大加热功率下，100s可以将1kg的牛奶温度升高35.2。答：用时100s可以将1kg常温牛奶温度升高35.2。 【解析】【分析】（1）根据串联电路电阻的规律求出总电阻，再根据I= 求解；（2）根据P= 求解；（3）先根据P= 的变形式W=Pt求出产生的热量，再根据Q吸cmt的变形式t= 求解。30.【答案】（1）解：由 可得,地铁运行时间:（2）解：由W=Pt可得,消耗的电能:W有=Fs=5104N2400m=1.2108J所以 （3）解：公交汽车行驶2.4km,消耗燃油:,燃油完全燃烧放出的热量:公交汽车的效率:【解析】【分析】利用物体的路程和时间计算速度，根据物体的功率和时间计算功的大小，根据拉力和长度的乘积计算功的大小，根据燃料的热值和质量计算总热的大小，利用有用功和总功的比值计算热效率。31.【答案】（1）解：由v= 得，消防机器人在1min内通过的路程：s=vt=3m/s60s=180m；（2）解：机器人对地面的压力：F=G=mg=600kg10N/kg=6000N，它对地面的压强：p= = =1.2104Pa；（3）解：因为机器人做匀速直线运动，所以小车的牵引力：F=f=0.02G=0.026000N=120N，消防机器人牵引力做功的功率：P= = =Fv=120N3m/s=360W。 【解析】【分析】根据物体的速度和时间计算路程大小，根据物体的质量计算重力，结合压力和受力面积计算压强的大小，根据对物体的拉力和速度计算功率的大小.32.【答案】（1）解:灯泡L2正常发光时： ， ；电源电压 灯泡L2正常发光时，滑动变阻器两端的电压 滑动变阻器接入电路的阻值 答：滑动变阻器接入电路的阻值为2；（2）解:灯泡L1正常发光时，灯泡L2两端电压 通过灯泡L2的电流 灯泡L2的实际功率 答：此时L2的实际功率为4.2W。 【解析】【分析】（1）根据P=UI求出灯泡正常发光时的电流，根据I= 求出灯泡的电阻；再根据开关S1闭合、S2断开时电路中的电流和电阻求出电源电压，由串联电路电压的规律求出滑动变阻器的阻值；（2）根据L1的额定电压、电源电压求出L2的电压；由欧姆定律求出L2中的电流，由P=UI求解。33.【答案】（1）解: ；答：落地前最后2s降落伞和重物的总重力的功率为375W；（2）解:匀速下落时 ；刚开始减速时 降落伞和重物受到的合外力大小 答：刚开始减速时降落伞和重物受到的合外力大小2