初中物理功的计算试题

举世瞩目的港珠澳大桥于2018年10月24日正式通车，是集桥、岛、隧道于一体的跨海桥梁。图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图，若使用柴油机和滑轮组将高 $h=1m$的实心长方体 $A$从海底以 $0.1m/s$的速度匀速吊出海面；图乙是物体 $A$所受拉力 $F_1$随时间 $t$变化的图象。 $({\rho }_{海}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg}$，不计摩擦、水的阻力及绳重）。求：

（1）物体 $A$的密度。

（2）当物体 $A$在计时起点的位置时，上表面受到海水的压力。

（3）物体 $A$露出水面前，柴油机对绳的拉力 $F$做的功 $W$随时间 $t$的变化图象，如图丙，求此过程滑轮组的机械效率。

圆柱形容器置于水平地面（容器重忽略不计），容器的底面积为 $0.2m^2$，内盛 $30\mathit{cm}$深的水。现将一个底面积 $400c{m}^2$、体积 $4000c{m}^3$均匀实心圆柱体放入其中。如图甲所示，物体漂浮在水面，其浸入水中的深度为 $5\mathit{cm}$；当再给物体施加一个竖直向下大小不变的力 $F$以后，物体最终恰好浸没于水中静止，如图乙所示。 ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg})$则：

（1）物体受到的重力是多少？

（2）物体浸没水中静止时容器对地面的压强是多少？

（3）从物体漂浮水面到浸没水中静止的过程中压力 $F$做了多少功？

太阳帆的运用让电影《流浪地球》中飞船持续航行变成现实。研究发现 $1.25\times {10}^5{m}^2$ 的太阳帆正对太阳时，会受到太阳光的压力约为 $1N$ ，推动飞船前进，如图所示。推进阶段，飞船的太阳帆正对太阳的面积为 $5\times {10}^4{m}^2$ ，在1小时内前进 $100\mathit{km}$ ，下列分析正确的是 $($ 　　 $)$

A．	推进阶段，太阳帆飞船相对太阳是静止的
B．	推进阶段，太阳帆飞船的平均速度约为 $100m/s$
C．	太阳帆上受到太阳光的平均压强约为 $8\times {10}^{-6}$ $\mathit{Pa}$
D．	1小时内太阳光对飞船做的机械功约为 $1\times {10}^{5}J$

部分农户在新建住房时，常利用如图所示的简易滑轮提升建材。在一次提升建材的过程中，建筑工人用 $400N$ 的拉力，将重 $600N$ 的建材在 $10s$ 内匀速提高 $3m$ （不计绳重及摩擦）。则下列判断正确的是 $($ 　　 $)$

A．	滑轮所做的有用功为 $1200J$
B．	滑轮受到的重力为 $100N$
C．	该滑轮的机械效率 $\eta =75\%$
D．	绳子自由端移动的速度大小为 $0.3m/s$

如图所示，某公司研发的智能服务机器人，它具有净化室内空气、陪伴老人聊天散步等功能。若它在 $50N$的牵引力作用下，以 $0.5m/s$的速度在水平地面匀速直线行驶 $60s$，求：

（1）它行驶的路程；

（2）此过程中牵引力所做的功。

工人用如图所示的动滑轮，将重 $1000N$ 的物体在 $5s$ 内匀速竖直提升了 $1m$ ，人对绳自由端

的拉力 $F$ 为 $600N$ ，不计绳重和摩擦。以下结论正确的是 $($ 　　 $)$

A．	动滑轮的有用功为 $600J$	B．	动滑轮的重力为 $400N$
C．	滑轮的机械效率为 $83.3\%$	D．	拉力 $F$ 的功率为 $120W$

工人师傅用如图所示的滑轮组，将重为800 $N$ 的物体缓慢匀速竖直提升 $3m$ ，人对绳端的拉力 $F$ 为 $500N$ ，不计绳重和滑轮与绳子间的摩擦，则 $($ 　　 $)$

A．	绳子自由端移动的距离为9 $m$
B．	动滑轮的重力为200 $N$
C．	人通过滑轮组做的有用功为1500 $J$
D．	滑轮组的机械效率为 $53.3\%$

家住解放碑的小勇同学乘坐“滴滴快车”去重庆大剧院看演出，当经过洪崖洞时，小勇手机上显示了这辆“滴滴快车”的相关信息，如图所示。求：

（1）这辆车从洪崖洞按预计时间到达大剧院的平均速度是多少 $\mathit{km}/h$？

（2）若这辆车沿直线经过长为 $720m$的千斯门大桥的过程中，受到的索引力恒为 $3000N$，这个过程牵引力做的功为多少焦？

$\mathit{Argo}$浮标广泛应用于台风预测、海洋资源开发等领域，浮标结构如图所示，坚硬壳体外下方装有可伸缩油囊，当液压式柱塞泵将壳体内的油注入油囊时，油囊排开水的体积等于注入油的体积，当油囊中的油全部被抽回壳内时，油囊体积忽略不计，已知浮标总质量为55千克，其中含油20千克，浮标壳体体积0.04米 ${}^3$，油的密度为 $0.8\times {10}^3$千克 $/$米 ${}^3$，海水密度取 $1.0\times {10}^3$千克 $/$米 ${}^3$． $g$取10牛 $/$千克。

（1）该浮标下沉20米，浮标总重力做功多少焦？

（2）液压式柱塞泵将壳体中的油全部注入油囊时，浮标最终露出水面的体积为多少米 ${}^3$？

2016年浙江最大抽水蓄能电站在缙云开建。其工作原理如图所示，用电低谷时（如深夜），电站利用电网多余电能把水从下水库抽到上水库中储存起来；用电高峰时，再利用上水库中的水发电。

（1）蓄能时，水被抽到上水库中，电能转化为水的　　；

（2）发电时，若该电站上水库可用于发电的库容量为 $7.86\times {10}^6$米 ${}^3$，上下水库平均水位差637米。上水库中可用于发电的水流到下水库，水的重力做功为　　焦。

如图为四旋翼无人机，质量为1.2千克，下方悬挂着一个质量为0.1千克的摄像机。在10秒内无人机从地面竖直上升了20米，然后边摄像边斜向上飞行了30秒，仪表盘上显示离地面高度为36米。无人机前10秒对摄像机做功　　焦，整个过程中，无人机对摄像机做功的功率为　　瓦。

如图所示装置，在水平拉力 $F$ 的作用下，物体 $M$ 沿水平地面做匀速直线运动，已知弹簧秤读数为10牛，物体 $M$ 的运动速度为1米 $/$ 秒（若不计滑轮与绳子质量、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮与轴间摩擦），那么在此过程中 $($ 　　 $)$

A．	物体 $M$ 与地面间的摩擦力为5牛
B．	物体 $M$ 与地面间的摩擦力为10牛
C．	水平拉力 $F$ 做功的功率为20瓦
D．	1秒内滑轮对物体 $M$ 做功为10焦

我国自主创新研发成功的全磁悬浮人工心脏为心衰患者带来重获新生的希望，被医学界亲切地称为“中国心”。若人工心脏推动血液流动的功率为 $1.6W$，则每分钟心脏对血液做功　　 $J$．医生利用听诊器检查心脏的工作情况，说明声音可以传递　　。

某水底打捞作业中，需将一长方体石柱从水底匀速打捞出水，如图是吊车钢丝绳拉力 $F$随石柱下表面距水底深度 $h$变化的图象，（水的阻力忽略不计， ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3)$求：

（1）石柱浸没在水中受到的浮力；

（2）石柱未露出水面前，在水中上升 $2m$钢丝绳拉力所做的功；

（3）在水底时石柱上表面受到的水的压强。

一人用桶从井里取水，已知桶的容积是 $6L$，空桶的质量是 $1.5\mathit{kg}$，忽略绳子的重力。 $({\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$、 $g=10N/\mathit{kg})$求：

（1）装满水后水的质量；

（2）用绳子把桶放到井里，进入一些水后，桶仍然漂浮在水中，此时它排开水的体积是 $3\times {10}^{-3}{m}^3$，桶受到的浮力；

（3）将一满桶水从桶底刚好离开水面开始匀速提高 $5m$，绳子的拉力做的功；

（4）提水的效率。