初中物理竞赛功和功率练习题带答案无水印

初中物理竞赛功和功率部分练习题
1、一支步枪枪筒长0.8m，火药爆发时高压气体对子弹的平均推力为2000N，子弹离开枪口
后，在空气中飞行了500m落在地上，高压气体对子弹所做的功是J。

答案：1600J
解：子弹受到高压气体的平均推力：F=2000N，
在推力方向上移动距离：s=0.8m，
高压气体对子弹所做的功：W=Fs=2000N×0.8m=1600J
故答案为：1600J．
2、某人用50N的力，将重30N的铅球掷到7m远处，这个人对铅球做的功为（）
A：350J B：210J C：0 D：无法计算
答案：D
解：
由W=Fs可知，功等于力和物体在力的方向上通过的距离的乘积，在推铅球的过程中，知道用力的大小，但不知道在力的方向上移动距离的大小，所以无法计算功的大小．
故选D．
3、如图所示，木块体积为20cm3，人通过绳子拉住木块，使它恰能没入水中，若ρ木=0.6×
103kg/ m3，水的阻力不计，当匀速将木块拉入水面下5cm深处时，拉力F做了多少功？
（g=10N/kg）
解：由F=F浮—G．G=ρ木gV，F浮=ρ水gV可推出人对绳的拉力
F=（ρ水—ρ木）gV
则F=（ρ水—ρ木）gV=0.4×103kg/m3×10N/kg×20×10-6m3=0.08N．
拉力F做功
W=F•s=8×10-2N×5×10-2m=4×10-3J
答：拉力F做了4×10-3J的功．
4、用如图所示的滑轮组在水中提升一个重89N的铜块，在5s内将铜块匀速提升2m，如果动滑轮重11N，绳和轮的摩擦及水的阻力不计，在铜块没有露出水面前，求：
（1）作用在滑轮组绳子自由端的拉力F至少为多少？
（2）拉力做功的功率是多大？（ρ铜=8.9×103kg/ m3，g=10N/kg）
解：(1)由G=mg m铜=G/g=……=8.9kg
∵浸没由密度=M/V ∴V排液=V铜=8900g/8.9g/cm^3=1000cm^3=1dm^3（即1KG）…………即F浮=G排液=10N ∴F拉=(89N-10N+11N)/3=30N
(2)W=FS=30N*2m*3=180J
P=F/S=180J/5S=36W
答：拉力F至少30N 拉力的功率36W
5、如图所示，当小活塞在压力F1作用下下降的距离为h1时，液体对大活塞向上的压力F2使
之升高h2，若小活塞面积为S1，大活塞面积为S2，试用功的原理证明：F2/F1=S2/S1。

解：由于容器为连通器，所以S1，S2的压强相等，即P1=P2
P1=F1/S1P2=F2/S2
所以：F2/F1=S2/S1
6、一根长3m、重1000N的均匀木棒平躺在水平地面上，若要将此木棒竖直立在地面上，
则外力至少做功J。

答案：1500J
解析：外力做功使木棒直立，所以木棒重心升高了1.5m（开始平躺，后来直立，重心位置升高）木棒增加的重力势能就是通过外力做功获得的
既然如此，W=GH=1000*1。

5=1500J
所以至少做功1500J
7、用如图所示装置将质量为39kg的铁块在5s内在水中匀速提升2m，若已知动滑轮重20N，
不计摩擦。

（ρ铁=7.8×103kg/ m3，g=10N/kg）求：
（1）拉力F做了多少功？
（2）拉力F的有用功率是多少？
解析：（1）由M=ρV 得V铁=M/ρ铁=5×10-3 m3
F=（G—F浮+G动）/2=180N 则W=FS=180N×2m×2=720J
（2）P=W/t=720J/5s=144w
8、在盛满水的池子底部有一段斜面AB，长为3.45m，B点比A点高0.5m，将密度为7.9×103kg/ m3的实心铁球匀速地A拉到B，如图所示，沿斜面方向所用的力F是10N，不计水及斜面的阻力，求铁球在空气中的重力是多少？（g=10N/kg）
解析：根据斜面省力原理FL=Gh，可求出铁球在水中的重量G2
因为铁球在空气中的重量G1=ρ铁gV球
在水中受到浮力F浮=ρ水gV排
又因为铁球在水中重力G2=G1-F浮
所以G1/G2=ρ铁gV球/(ρ铁gV球-ρ水gV排)
又因为V球=V排=V
所以G1/G2=ρ铁/(ρ铁-ρ水) 所以G1=78N
9、有一个体积为0.1m3、重为6860N的铸铁件不慎落入水中，利用如图所示的滑轮组打捞，
将铸铁件在水中匀速提高2m（不计水的阻力），求：
（1）铸铁件受到的浮力及动滑轮的挂钩A受到的拉力是多大？
（2）若动滑轮自重为120N，不计绳重及滑轮的摩擦，拉绳的力F所
做的功是多少？
答案：（1）F浮=1000N F拉=5860N
（2）W=11960N
10、如图所示为接在家庭电路里的单相电度表，其额定
电压为V，若安装时此表示数为零，则从安
装电表后到现在为止，用电器已消耗了J
电能，电度表转盘已转了圈。

答案：220V 7.2×107 J 60000
11、将正常工作的“220V 25W”的白炽灯L1和“36V 25W”的白炽灯L2相比较（设两灯
丝长度相同），下述正确的是（）
A：L1灯丝细，但比L2亮B：L1灯丝粗，但比L2亮
C：L1灯丝细，两灯一样亮D：L1灯丝粗，两灯一样亮
答案：C
12、一只家用电能表标有“1500r/kW·h”的字样，如果让一台录音机工作，测得电能表转
盘旋转一周的时间恰好为100s，则这台录音机的功率为（）
A：15W B：24W C：41.7W D：66.7W
答案：B
13、如图所示，当滑动变阻器的滑片向右渐渐移动时，电灯L1和L2的亮度变化是（）
A：L1变亮，L2变暗B：L1变暗，L2变亮
C：L1和L2都变亮D：L1和L2都变暗
答案：A
14、某电热饮水器上有甲、乙两根电热丝，将甲单独接在电源上，15min可将饮水器中的水加热至沸腾；将乙单独接在同一电源上，使初温和质量都相同的水加热至沸腾，需时间30min，设不考虑电阻丝阻值随温度的变化及热量损失，电源电压不变，问将这两根电热丝串联后接到同一电源上使用，使初温和质量相同的水加热至沸腾，需多长时间？若将这两根电热丝并联后接到同一电源上使用，又需多长时间？
15、一个实验用的电动机跟电流表串联后接在6V直流稳压电源上，闭合开关后电动机并没
有转动，这时电流表的读数为5A，检查发现电动机轴上的齿轮被卡住了，排除故障后，让电动机带动轻负载转动，这时电流表的读数为1A，由此可以求出电动机做机械功的功率为多少W？
解：（1）电动机被卡住时，U=6V，I=5A，电动机的线圈电阻R=U/I=6V/5A=1.2Ω；
（2）电动机正常工作时，U=6V，I=1A，电动机的总功率P=UI=6V×1A=6W，
电动机线圈的发热功率P热=I2R=（1A）2×1.2Ω=1.2W，
电动机的机械功率P机=P-P热=6W-1.2W=4.8W．
故答案为：4.8W．
16、从商店买来一个电热毯，使用中有时感到温度太高，现想用一个开关和一个电阻把它改
为两档，使电热毯单位时间的发热量，或为原来的数值，或为原来的一半，厂家说明书上只写着额定电压为220V，没有其他电器指标，请你设计一个方案，完成这项改装，要求：
（1）画出电路图；
（2）导出所用电阻大小的计算式；
解：（1）将电阻与电热毯串联，开关和电阻并联，当电热毯温度过高时，
断开与电阻并联的开关，即可起到降温的作用，电路图如图：
（2）当图中的开关S闭合时，电热毯的发热功率：P=U/R，
当图中的开关S断开时，电热毯的发热功率为P′=I2R=[U/
（R+R1）]2R=U2R/(R+R1)2，
因为P′=1/2，
所以U2R/(R+R1)2=1/2×U/R，即2R2=（R+R1）2，
解得：R1=（2-1）R．
答：（1）电路图如上图所示；
（2）所用电阻大小的计算式为R1=（2-1）R
17.如图所示，某矿产工人用200 N的水平拉力，抓紧绳子的一端，沿水平方向向右运动，在10 s内将矿井里质量为32 kg的物体提升4 m，若不计一切摩擦.求：(1)矿工在10 s内所做的功和他做功的功率;(2)动滑轮的重量;(3)滑轮组的机械效率.（g=10 N/kg）
解析：已知：拉力F=200N，时间t=10s，质量m=32kg，高度h=4m，n=2，g=10N/kg
求：（1）矿工在10s内所做的功W总=？；他做功的功率P=？；（2）动滑轮受到的重力G 动=？；（3）滑轮组的机械效率η=？
解：（1）因拉力移动距离：s=2h=4m×2=8m，
拉力做的总功：W总=Fs=200N×8m=1600J；
拉力的功率：P= W总/ t=1600J/10s=160W；
（2）物体重力：G=mg=32kg×10N/kg=320N，
∵F=1/2（G+G动）∴动滑轮重：G动=2F-G=200N×2-320N=80N；
（3）有用功：W有用=Gh=320N×4m=1280J，
机械效率：η= W有用/ W总×100%=1280J/1600J×100%=80%．
答：（1）矿工在10s内所做的功为1600J；他做功的功率为160W；
（2）动滑轮受到的重力为80N；
（3）滑轮组的机械效率为80%．
18.一保洁工人，要清洗一高楼的外墙，他使用了如图所示的装置进行升降，已知工人的质量为60kg，保洁器材的质量为20kg，人对绳的拉力为300N，吊篮在拉力的作用下1min匀速上升了10m，求：（1）此过程中的有用功（2）拉力F做功的功率；（3）滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）。

解：（1）W有用=Gh=（60kg+20kg）×10N/kg×10m=8000J．
（2）将整个装置看作一个整体，那么三段绳子都受力，已知拉力为300N，则整个装置的总重为：F=3×300N=900N；
拉力F做的功即为总功：W总=Fs=300N×30m=9000J；拉力做功功率：P=W/t=/60s=150W．（3）滑轮组的机械效率：η= W有用/W总=8000 J/9000 J≈88.9%．
答：（1）此过程中的有用功为8000J；（2）拉力F做功的功率为150W；
（3）滑轮组的机械效率为88.9%．
19.家住农村的张刚同学想测家中一头肥猪有多重，但家里只有一个量程不够大的弹簧测力计，他利用杠杆平衡的原理，测出了肥猪的重力.张刚将肥猪用绳绑住挂在木棒上的B点，将棒的一端(O点)放在石坎上，用挂在A端的弹簧测力计拉起木棒的另一端使木棒刚好达到平衡位置，如图所示.弹簧测力计读数F =320N,OA=1.6m,OB=0.4m.求：
(1)若不计木棒的重力，张刚同学测出的猪重G是多少N？
(2)如果猪的实际重力是1200N，猪被拉离地面升高了0.1m，过程中张刚做的有用功是多少？
(3)张刚同学测猪重使用的杠杆装置的机械效率是多少？（保留整数）
解：（1）由图知，F×OA=G×OB，即：320N×1.6m=G×0.4m，解得：G=1280N，
（2）W有用=G实际h=1200N×0.1m=120J；
（3）杠杆的动力臂和阻力臂的关系为OA：OB=1.6m：0.4m=4：1；
∵猪被拉离地面升高了0.1m
∴弹簧测力计提高的高度S=nh=4×0.1m=0.4m，
W总=Fs=320N×0.4m=128J，
∴η= W有用/W总=120J/128J×100%≈94%．
答：（1）小李同学测出的猪重是1280N；（2）小李做的有用功120J；
（3）小李同学测猪重使用的杠杆装置的机械效率是94%．
21.在不计绳重和摩擦的情况下，利用一滑轮组匀速提升物体．下表是在利用该滑轮组将一
物体匀速提升到一定高度时采集到的信息．
(1)通过计算确定该滑轮组提起物体的绳子段数，并在右边虚线框中画出该滑
轮组的组装示意图．
(2)用该滑轮组将重为800N的物体匀速提升1m时，拉力做的总功为多少?
机械效率为多少？(解答要求：写出依据的主要公式或变形公式，有数据
代入)
解：（1）利用该滑轮组将一物体匀速提升到一定高度时采集到的信息可知：
∵η= W有用/W总= Gh/ Fs= Gh/ Fnh＝ G/ Fn
∴n= G•W总/ F•W有用=（500N×1200J）/（200N×1000J）=3
即绳子的股数为三股．有三股绕线的滑轮组最少是由一个动滑轮和一个定滑轮组成的．具
体图形如右：
（2）利用该滑轮组将一物体匀速提升到一定高度时采集到的信息可知：在不计绳重和摩擦的情况下，使用该滑轮组，有三股绕线，则：
F＝（G物+G动）/n．∴G动=nF-G物=3×200N-500N=100N．
当用该滑轮组将重为800N的物体匀速提升1m时．s=nh=3×1m=3m．
拉力F′= （G′物+G动）/ n=（800N+100N）/3=300N．做的总功W总=F′•s=300N×3m=900J．
有用功W有=G′物•h=800N×1m=800J．机械效率η= W有用/W总=800J/900J×100%=88.9%
22.如图所示，用滑轮组拉着重600N的物体A沿水平方向匀速移动，在10秒内物体移动了2米，拉力F做的功为1200焦。

求：（1）拉力的功率（2）拉力F的大小（3）若不计绳重及摩擦，动滑轮的重为100牛，滑轮组做的有用功大小（4）计算滑轮组此时的机械效率解：（1）由P=W总/t=1200J/10s=120W
（2）∵动滑轮上绳子段数n=2，物体沿水平方向移动S=4m
由Ｗ总＝Ｆｓ得：Ｆ＝Ｗ／ｓ＝1200J/4m=300N
（3）W有用=W总-G动/s1=1000J
（4）η= W有用/W总=1000J/1200J×100%=83.3%
23.如图甲所示的滑轮组，每个滑轮等重。

不计绳重和摩擦，物体
重G1从200N开始逐渐增加，当挂上的重物超过2000N时绳子被拉
断。

每次均匀速拉动绳子将物体提升同样的高度。

图乙记录了在此
过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图像。

(1)该滑轮组在物重增加时机械效率_________(变大,变小或不变),每个滑轮重多少N? (2)绳子能承受的最大拉力是多少N? (3)滑轮组的最大机械效率是多少? (4)当滑轮组的机械效率为80％时，物体重多少N? （5）滑轮组拉的重力为多少时，既不费力也不
省力
解：（1）由图可知：滑轮组在物重增加时机械效
率变大，当物体重200N时，机械效率为50%，
由公式η= G物/（G物+G动）
变形可得：G动= （G物/η）—G物=200N/50%
-200N=200N；
由图可知动滑轮为两个，所以每个滑轮重100N．
故答案为：100．
（2）当绳子要被拉断时拉力最大，由图可知物体在1800N时绳子断了，
则F=（G物+G动）/n=（1800N+200N）/4=500N；故答案为：500．
（3）由图可知滑轮组的机械效率随着物重的增加而变大，则滑轮组最大机械效率也就是它可以承受最大重量的时候，图中给出我们滑轮组可以吊起的最大物重为1800N
故η= G物/（G物+G动）=1800N/（1800N+200N）×100%=90%
（4）根据滑轮组机械效率的计算公式η= G物/（G物+G动）的变形得：
G物=ηG动/（1−η）=（200N×80%）/（1−80%）=800N 故答案为：800N．
（5）既不省力也不费力，说明拉力F=G物，即G物=（G物+G动）/n，
将G动=200N，n=4代入得：G物=200/3N；故答案为：200/3。