初中物理竞赛功和功率练习题带答案无水印.docx
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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=2000NX0.8m=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:
350JB:
210JC：
0D:
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p木=0.6X
拉力F做了多少功?
3
10kg/m3,水的阻力不计，当匀速将木块拉入水面下5cm深处时
（g=10N/kg）
解：
由F=F浮一G.G=p木gV,F浮=p水gV可推出人对绳的拉力
F=（p水—p木）gV
则F=（p水一p木）gV=0.4X103kg/m3X10N/kgX20X10-6m3=0.08N
拉力F做功
W=F?
s=8X10-2NX5X10-2m=4X10-3J
答：
拉力F做了4X10-3J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？
（p铜=8.9X103kg/m3,g=10N/kg）
解：
⑴由G=mgm铜=G/g==8.9kg
•••浸没由密度=M/V•••V排液=V铜=8900g/8.9g/cmA3=1000cmA3=1dmA3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
之升咼h2，若小活塞面积为
解：
由于容器为连通器，所以
S1,大活塞面积为
S2,
试用功的原理证明
F2/F1=S2/S1o
S1,S2的压强相等，即P1=P2
10、如图所示为接在家庭电路里的单相电度表，其额定
k\V-h
电压为V，若安装时此表示数为零，则从安
回H0Q同I
蜩电毗
Pi=Fi/SiP2=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
DO10220V25C5）A50Hz
3000f/k\V^hl%9年H月N市由宾厂
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：
220V7.2X107J60000
i2、一只家用电能表标有“i500r/kW•h”的字样，如果让一台录音机工作，测得电能表转
A:
i5W
B:
24W
C:
4i.7W
D:
66.7W
答案：
B
i3、如图所示，当滑动变阻器的滑片向右渐渐移动时，电灯
A:
Li变亮，L2变暗
B:
Li变暗，L2变亮
C:
Li和L2都变亮
D:
Li和L2都变暗
答案：
A
Li和L2的亮度变化是（
i5min可将饮水器中的水
i4、某电热饮水器上有甲、乙两根电热丝，将甲单独接在电源上，
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
盘旋转一周的时间恰好为i00s，则这台录音机的功率为（
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=1.2Q;
（2）电动机正常工作时，U=6V,I=1A，电动机的总功率P=UI=6VX1A=6W,
电动机线圈的发热功率P热=I2R=（1A）2X1.2Q=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=1/2XU/R，即2R2=（R+R1）2,
解得：
R仁（.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R仁（..2-1）R
17•如图所示，某矿产工人用200N的水平拉力，抓紧绳子的一端，沿水平方向向右运动，
在10s内将矿井里质量为32kg的物体提升4m，若不计一切摩擦•求：
（1）矿工在10s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=10N/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n=?
解：
（1）因拉力移动距离：
s=2h=4mX2=8m,
拉力做的总功：
W总=Fs=200NX8m=1600J;
拉力的功率：
P=W总/t=1600J/10s=160W;
（2）物体重力：
G=mg=32kgX10N/kg=320N,
•/F=1/2（G+G动）.••动滑轮重：
G动=2F-G=200NX2-320N=80N;
（3）有用功：
W有用=Gh=320NX4m=1280J,
机械效率：
n=W有用/W总X100%=1280J/1600JX100%=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）x10N/kgx10m=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=3x300N=900N;
拉力F做的功即为总功：
W总=Fs=300Nx30m=9000J;拉力做功功率：
P=W/t=/60s=150W.
（3）滑轮组的机械效率：
n=W有用/W总=8000J/9000J~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,0A=1.6m,0B=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?
⑵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，FXOA=GxOB，即：
320Nx1.6m=Gx0.4m，解得：
G=1280N,
（2）
W有用=G实际h=1200Nx0.1m=120J;
（3）杠杆的动力臂和阻力臂的关系为0A:
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=4x0.1m=0.4m,
W总=Fs=320Nx0.4m=128J,
•n=W有用/W总=120J/128Jx100%~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
_J⑵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
Ljlj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：
•「n=W有用/W总=Gh/Fs=Gh/Fnh=G/Fn
•n=G?
W总/F?
W有用=（500NX1200J）/（200NX1000J）=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.AG动=门卩心物=3X200N-500N=100N.当用该滑轮组将重为800N的物体匀速提升1m时.s=nh=3X1m=3m.
拉力F'=（G'物+G动）/n=（800N+100N）/3=300N.做的总功W总=F'?
s=300NX
3m=900J.
有用功W有=G'物？
h=800NX1m=800J.机械效率n=W有用/W总=800J/900JX
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
由可总=卩$得：
F=W/s=1200J/4m=300N
（3）WW用=W^-G动/s仁1000J
（4）n=W有用/W总=1000J/1200JX100%=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G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
N?
（3）滑轮组的最大机械效率是多少？
（4）
（5）滑轮组拉的重力为多少时，既不费力也不省力
当滑轮组的机械效率为80%时，物体重多少N?
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
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n=G物/（G物+G动）
变形可得：
G动=（G物/n）—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n=G物/（G物+G动）=1800N/（1800N+200NX100%=90%
（4）根据滑轮组机械效率的计算公式n=G物/（G物+G动）的变形得：
G物=nG动/（1-n）=（200NX80%）/（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
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