福建省2017-2023中考物理试题高频考点精选-05功、功率、机械效率公式及应用、动能和势能
一．选择题（共5小题）
1．（2018?福建）如图，用同一滑轮组分别将物体A和物体B匀速提升相同的高度。与提升B相比，提升A的过程滑轮组的机械效率较大。若不计绳重与摩擦的影响，则提升A的过程（ ）
A．额外功较小 B．额外功较大
C．总功较小 D．总功较大
2．（2018?福建）2018年5月5日，中国国产航母完成首次舰载直升机起降。直升机减速下降靠近航母甲板的过程中（ ）
A．惯性变大 B．动能变小
C．重力势能不变 D．机械能不变
3．（2023?福建）东南海域水质的改善，给了中华白海豚一个温馨的家。如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．海豚跃出海面减速上升过程，动能不变
B．海豚跃起到最高点时，重力势能最大
C．海豚从高处落回海面过程，重力势能不变
D．海豚在海面下加速下潜过程，动能变小
4．（2020?福建）疫情期间，某快递公司用无人机进行无接触配送包裹。无人机携带包裹匀速上升时，包裹的（ ）
A．动能减少，重力势能增加
B．动能不变，重力势能增加
C．动能不变，重力势能不变
D．动能增加，重力势能减少
5．（2019?福建）工人用如图的机械将物体匀速提升到某一高度，若物体的重力与滑轮的重力之比G物：G滑轮＝9：1，忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率为（ ）
A．10% B．45% C．80% D．90%
二．填空题（共3小题）
6．（2017?福建）4月22日，货运飞船“天舟一号”与空间站“天宫二号”成功对接。对接后，以“天宫二号”为参照物，“天舟一号”处于 状态。由于外太空存在少量空气，“天宫二号”运行时受到阻力，机械能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
7．（2022?福建）福厦高铁预计明年6月建成运营。若高铁列车以350km/h的设计时速行驶210km，需用时 h；列车减速进站时，动能变 。
8．（2022?福建）如图，用滑轮组帮助汽车脱困时，滑轮B的作用是 ；汽车被匀速拉动时，作用在绳子上的拉力F为1000N，滑轮组的机械效率为80%，则汽车受到的摩擦力为 N。
三．计算题（共8小题）
9．（2018?福建）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时4s，其v﹣t图象如图所示，落地前最后2s重物的运动可视为匀速运动。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f＝kv2，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。
10．（2018?福建）学校机器人兴趣小组进行了“精准吊装”试验。n块长短不一的长方体木块均平放在水平试验平台上，机器人将木块按长度从小到大依次吊装并对称叠放，如图。已知木块的宽度相同，高度均为h＝0.2m，密度均为ρ＝0.5×103kg/m3，长度分别为a1，a2、a3…，an且长度之比a1：a2：ay：…：an＝1：2：3：…：n，g取10N/kg
（1）求吊装前长度为a的木块对试验平台的压强；
（2）若该平台够承受的最大压强为p＝1.5×104Pa，平台上最多能叠放几块木块？
（3）若吊装某木块的过程中需克服木块重力做功60J．吊装下一块需做功120J，则再吊装下一块需做功多少？
11．（2018?福建）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。
（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，求此过程克服木块重力所做的功；
（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。
序号 1 2 3 4 5 6 7
质量 2m m
12．（2017?福建）一辆汽车为50km长的新建大桥进行通车测试，如图所示。汽车总质量为1.5t，以100km/h的速度匀速通过大桥，受到的阻力是总重的0.08倍，全程消耗了4kg的汽油。g取10N/kg，求汽车通过大桥；
（1）所需的时间；
（2）牵引力所做的功；
（3）汽油机的效率。（q汽油＝4.6×107J/kg）
13．（2022?福建）如图是一款能自动浮沉的潜水玩具，正方体潜水器内装有智能电磁铁，将它放入装有水的圆柱形薄壁容器中，容器放置在水平铁板上，不计容器的重力。潜水器启动后通过传感器测出其底部与铁板间的距离l，自动调节电磁铁电流大小，改变潜水器与铁板间的吸引力F的大小。闭合开关前，潜水器处于漂浮状态。闭合开关，潜水器启动后先匀速下沉，完全浸入水中后，变为加速下沉直至容器底部，下沉全过程F随l变化的关系保持不变，水深变化的影响忽略不计。已知潜水器的边长为10cm，重为5N，容器的底面积为1000cm2，水深为25cm。求：
（1）潜水器漂浮时受到的浮力。
（2）下沉全过程潜水器重力所做的功。
（3）潜水器沉底静止后容器对铁板的压强。
14．（2021?福建）为节约用水，小华为农场的储水箱设计了一个自动抽水控制装置。如图，水箱高为1m，容积为0.8m3。在空水箱底部竖直放置一重5N的长方体，长方体高为1m、底面积为0.02m2，上端通过绝缘轻杆与控制电路的压敏电阻R接触，此时压敏电阻受到的压力为零。压敏电阻R的阻值随压力F的增大而减小，部分数据如表。控制电路电源电压U＝12V，定值电阻R0为保护电阻。当控制电路的电流I≥0.5A时，电磁铁将衔铁吸合，工作电路断开，水泵停止给储水箱抽水。
压力F/N 180 185 190 195 200
压敏电阻R/Ω 18 17 16 14 12
（1）若水泵的额定功率为440W，正常工作时通过的电流是多少？
（2）要使储水箱装满水时水泵恰能自动停止工作，R0应为多少？
（3）从水箱顶部给空水箱注满水的过程中，水的重力所做的功是多少？
15．（2020?福建）美丽乡村建设中，工人用起吊装置提升建筑材料，如图。某次把质量为200kg的材料匀速提升6m，用时15s，消耗电能1.5×104J．g取10N/kg。求这次匀速提升材料过程中：（不计绳与滑轮之间的摩擦）
（1）材料所受拉力F的大小；
（2）拉力F对材料做功的功率；
（3）该装置的效率。
16．（2019?福建）“国之润，自疏浚始”。新一代国之重器“天鲲号”绞吸挖泥船在河道清淤、湖泊疏浚、吹填造陆等方面发挥着重大作用。
（1）“天鲲号”以功率P1＝6600kW进行绞吸，同时以功率P2＝13400kW向远处输送岩石泥沙，工作时间t＝10min，共做功多少焦？
（2）“天鲲号”绞刀的工作原理与家用破壁机相似。某破壁机的额定电压U＝220V，额定电流I＝10A．“天鲲号”绞刀以功率P1＝6600kW工作，相当于多少台这种破壁机正常工作消耗的总功率？
四．解答题（共1小题）
17．（2023?福建）实践小组设计了由厢体、承重板和动滑轮组成的提升重物的装置，示意图如图甲，厢体放置在水平承重板上，承重板的上表面装有压力传感器，装置由电动机提供动力。该装置设计有超载限制系统，如图乙，限制系统中的控制电路电源电压恒为12V，定值电阻R0阻值为200Ω，压力传感器中的力敏电阻RF阻值随压力F压变化的部分数据如表所示。当控制电路的电流大于0.03A时，电磁铁将衔铁吸下，B、C两个触点断开，电动机停止工作。已知厢体重150N，承重板和滑轮共重100N，忽略绳重、摩擦和电磁铁线圈电阻。
（1）空厢匀速竖直上升时，求绳拉力F的大小。
（2）在6s内将空厢匀速竖直提升3m，求拉力F做功的功率。
（3）重物放在厢体内，求该装置匀速竖直提升重物的最大机械效率。
（4）若要将该装置的最大载重量调小，提出对控制电路的一条调整措施。
F压/N … 400 600 800 900 1000 …
RF/Ω … 800 500 300 200 100 …
福建省2017-2023中考物理试题高频考点精选-05功、功率、机械效率公式及应用、动能和势能
参考答案与试题解析
一．选择题（共5小题）
1．（2018?福建）如图，用同一滑轮组分别将物体A和物体B匀速提升相同的高度。与提升B相比，提升A的过程滑轮组的机械效率较大。若不计绳重与摩擦的影响，则提升A的过程（ ）
A．额外功较小 B．额外功较大
C．总功较小 D．总功较大
【答案】D
【解答】解：
AB、由题知，提起两物体所用的滑轮组相同，将物体提升相同的高度，不计绳重和摩擦，克服动滑轮重力所做的功是额外功，由W额＝G动h知，提升A和B所做额外功相同，故A、B错误；
CD、不计绳重与摩擦的影响，滑轮组的机械效率：η＝＝，额外功相同，提升A物体时滑轮组的机械效率较大，所以提升A物体所做的有用功较大，其总功较大，故C错误、D正确。
故选：D。
2．（2018?福建）2018年5月5日，中国国产航母完成首次舰载直升机起降。直升机减速下降靠近航母甲板的过程中（ ）
A．惯性变大 B．动能变小
C．重力势能不变 D．机械能不变
【答案】B
【解答】解：A、惯性大小只与质量有关，与速度无关，质量不变，惯性不变，故A错误；
BCD、直升机减速下降过程中，高度减小，重力势能减小；速度减小，动能减小；机械能为动能和势能的和，故机械能减小；故B正确，CD错误。
故选：B。
3．（2023?福建）东南海域水质的改善，给了中华白海豚一个温馨的家。如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．海豚跃出海面减速上升过程，动能不变
B．海豚跃起到最高点时，重力势能最大
C．海豚从高处落回海面过程，重力势能不变
D．海豚在海面下加速下潜过程，动能变小
【答案】B
【解答】解：A、海豚跃出海面减速上升过程，速度减小，质量不变，动能变小，故A错误；
B、海豚跃起到最高点时，高度最大，重力势能最大，故B正确；
C、海豚从高处落回海面过程，质量不变，高度减小，重力势能变小，故C错误；
D、海豚在海面下加速下潜过程，质量不变，速度增大，动能变大，故D错误。
故选：B。
4．（2020?福建）疫情期间，某快递公司用无人机进行无接触配送包裹。无人机携带包裹匀速上升时，包裹的（ ）
A．动能减少，重力势能增加
B．动能不变，重力势能增加
C．动能不变，重力势能不变
D．动能增加，重力势能减少
【答案】B
【解答】解：无人机携带包裹匀速上升时，包裹的质量不变，速度不变，动能不变；
无人机携带包裹匀速上升时，包裹的质量不变，高度增加，重力势能增加。
故选：B。
5．（2019?福建）工人用如图的机械将物体匀速提升到某一高度，若物体的重力与滑轮的重力之比G物：G滑轮＝9：1，忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率为（ ）
A．10% B．45% C．80% D．90%
【答案】D
【解答】解：物体的重力与滑轮的重力之比G物：G轮＝9：1，G＝9G轮，
忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率：
η＝＝＝＝＝＝90%。
故选：D。
二．填空题（共3小题）
6．（2017?福建）4月22日，货运飞船“天舟一号”与空间站“天宫二号”成功对接。对接后，以“天宫二号”为参照物，“天舟一号”处于 静止 状态。由于外太空存在少量空气，“天宫二号”运行时受到阻力，机械能 变小 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）“货运飞船“天舟一号”与空间站“天宫二号”成功对接后，它们之间的位置保持不变，因此以“天宫二号”为参照物，“天舟一号”处于静止状态；
（2）由于“天宫二号”运行时受到阻力，需要克服摩擦做功，有一部分机械能转化为内能，所以机械能变小。
故答案为：静止；变小。
7．（2022?福建）福厦高铁预计明年6月建成运营。若高铁列车以350km/h的设计时速行驶210km，需用时 0.6 h；列车减速进站时，动能变 小 。
【答案】0.6；小。
【解答】解：（1）列车行驶210km需要的时间：t＝＝＝0.6h；
（2）列车减速进站时，质量不变，速度变小，动能变小。
故答案为：0.6；小。
8．（2022?福建）如图，用滑轮组帮助汽车脱困时，滑轮B的作用是 改变力的方向 ；汽车被匀速拉动时，作用在绳子上的拉力F为1000N，滑轮组的机械效率为80%，则汽车受到的摩擦力为 1600 N。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：滑轮B为定滑轮，作用为改变力的方向；
从图中可知n＝2，根据η＝＝＝＝＝＝80%，故汽车受到的摩擦力f＝1600N。
故答案为：改变力的方向；1600。
三．计算题（共8小题）
9．（2018?福建）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时4s，其v﹣t图象如图所示，落地前最后2s重物的运动可视为匀速运动。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f＝kv2，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。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：
（1）降落伞和重物的总重力：G＝mg＝7.5kg×10N/kg＝75N；
由图象可知，落地前最后2s处于匀速直线运动状态，速度为5m/s，
落地前最后2s降落伞和重物的总重力的功率：P＝＝＝Gv＝75N×5m/s＝375W；
（2）匀速直线下落时，处于平衡状态，所受重力和阻力是一对平衡力，大小相等，即f＝G＝75N；
又因为f＝kv2，
所以f1＝＝G＝75N，
则k＝＝＝3N?s2/m2；
刚开始减速时，降落伞和重物受到的阻力：f2＝＝3N?s2/m2×（10m/s）2＝300N；
因阻力f2和重力G的方向相反，
所以，刚开始减速时降落伞和重物受到的合外力大小：F＝f2﹣G＝300N﹣75N＝225N。
答：（1）落地前最后2s降落伞和重物的总重力的功率为375W；
（2）刚开始减速时降落伞和重物受到的合外力大小为225N。
10．（2018?福建）学校机器人兴趣小组进行了“精准吊装”试验。n块长短不一的长方体木块均平放在水平试验平台上，机器人将木块按长度从小到大依次吊装并对称叠放，如图。已知木块的宽度相同，高度均为h＝0.2m，密度均为ρ＝0.5×103kg/m3，长度分别为a1，a2、a3…，an且长度之比a1：a2：ay：…：an＝1：2：3：…：n，g取10N/kg
（1）求吊装前长度为a的木块对试验平台的压强；
（2）若该平台够承受的最大压强为p＝1.5×104Pa，平台上最多能叠放几块木块？
（3）若吊装某木块的过程中需克服木块重力做功60J．吊装下一块需做功120J，则再吊装下一块需做功多少？
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）设长度a1的木块底面积为S1，则其对水平台的压力为：
F＝G1＝m1g＝ρV1g＝ρS1hg
对水平台产生的压强为：p1＝＝＝＝ρgh＝0.5×103kg/m3×10N/kg×0.2m＝1000Pa；
（2）由题可知，木块长度之比a1：a2：a3：…：an＝1：2：3：…：n，
因各木块的密度相同、高度和宽度也相同，
则由G＝mg＝ρVg＝ρabhg可知各木块的重力之比等于木块长度之比，
即G1：G2：G3：…：Gn＝1：2：3：…：n，
设叠放i块木块后，对平台的压强达到最大，
最大压力Fm＝G总＝G1+G2+G3+…+Gi＝（1+2+3+…+i）G1，
则p最大＝＝＝（1+2+3+…+i）p1＝（1+2+3+…+i）×1000Pa＝1.5×104Pa，
解得i＝5，所以该平台最多只能叠放5块木块。
（3）设叠放第n块时所做的功为60J，
由题可知，木块的宽及高度相同，长度之比为a1：a2：ay：…：an＝1：2：3：…n，
可得Gn＝nG1，由W＝Gh可得：
Wn＝Gn（n﹣1）h＝n（n﹣1）hG1＝60J ①
Wn+1＝Gn+1（n+1﹣1）h＝n（n+1）G1h＝120J ②
由①②可解得n＝3，
则吊装下一块为第5块，所做的功为：
＝＝，
可得：W5＝×W4＝×120J＝200J。
答：（1）吊装前长度为a的木块对试验平台的压强为1000Pa；
（2）该平台够承受的最大压强为p＝1.5×104Pa，平台上最多能叠放5块木块。
（3）吊装某木块的过程中需克服木块重力做功60J．吊装下一块需做功120J，再吊装下一块需做功200J。
11．（2018?福建）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。
（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，求此过程克服木块重力所做的功；
（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。
序号 1 2 3 4 5 6 7
质量 2m m
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）由题可知，木块放在水平地面上，1号木块对地面的压力大小为F1＝G1＝m1g＝2mg＝2×12kg×10N/kg＝240N，
S1＝ab＝1.2m×0.2m＝0.24m2，
则1号木块对地面产生的压强为：p1＝＝＝1000Pa；
（2）由题可知，把2号木块吊装到1号木块的上面，此过程中克服木块所做的功为：
W2＝G2h＝mgh＝12kg×10N/kg×0.2m＝24J；
（3）由表中数据可知，吊装n（n＞1）号木块所做的功为：Wn＝Gn（n﹣1）h＝＝mgh＝24J
则W总＝6Wn＝6×24J＝144J，
功率大小为：P＝＝＝0.4W。
答：（1）已知1号木块的长度a＝1.2m，未叠放时1号木块对地面的压强为1000Pa；
（2）把2号木块吊装到1号木块的上面，此过程克服木块重力所做的功为24J；
（3）机器人完成全部吊装叠放用时6min，整个过程克服木块重力做功的功率为0.4W。
12．（2017?福建）一辆汽车为50km长的新建大桥进行通车测试，如图所示。汽车总质量为1.5t，以100km/h的速度匀速通过大桥，受到的阻力是总重的0.08倍，全程消耗了4kg的汽油。g取10N/kg，求汽车通过大桥；
（1）所需的时间；
（2）牵引力所做的功；
（3）汽油机的效率。（q汽油＝4.6×107J/kg）
【答案】见试题解答内容
【解答】解：
（1）由v＝可得，所需的时间：
t＝＝＝0.5h；
（2）汽车总质量m＝1.5t＝1.5×103kg，
汽车的总重力G＝mg＝1.5×103kg×10N/kg＝1.5×104N，
汽车受到的阻力是总重的0.08倍，即f＝0.08G＝0.08×1.5×104N＝1.2×103N，
因为匀速通过大桥，所以牵引力F＝f＝1.2×103N，
牵引力所做的功W＝Fs＝1.2×103N×5×104m＝6×107J；
（3）汽油完全燃烧放出的热量Q＝mq＝4kg×4.6×107J/kg＝1.84×108J，
汽油机的效率η＝×100%＝×100%≈32.6%。
答：（1）所需的时间为0.5h；
（2）牵引力所做的功为6×107J；
（3）汽油机的效率为32.6%。
13．（2022?福建）如图是一款能自动浮沉的潜水玩具，正方体潜水器内装有智能电磁铁，将它放入装有水的圆柱形薄壁容器中，容器放置在水平铁板上，不计容器的重力。潜水器启动后通过传感器测出其底部与铁板间的距离l，自动调节电磁铁电流大小，改变潜水器与铁板间的吸引力F的大小。闭合开关前，潜水器处于漂浮状态。闭合开关，潜水器启动后先匀速下沉，完全浸入水中后，变为加速下沉直至容器底部，下沉全过程F随l变化的关系保持不变，水深变化的影响忽略不计。已知潜水器的边长为10cm，重为5N，容器的底面积为1000cm2，水深为25cm。求：
（1）潜水器漂浮时受到的浮力。
（2）下沉全过程潜水器重力所做的功。
（3）潜水器沉底静止后容器对铁板的压强。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）潜水器处于漂浮状态时，潜水器受到的浮力F浮＝G潜水器＝5N；
（2）潜水器的底面积S1＝10cm×10cm＝100cm2＝0.01m2；
由F浮＝ρ液V排g＝ρ水gS1h1得，漂浮时浸入水中的深度：
h1＝＝0.05m，即等于潜水器边长的一半，
则此时潜水器的重心恰好与水面相平，所以潜水器下降的距离h2＝h﹣h1＝0.25m﹣0.05m＝0.2m；
潜水器的重力所做的功：W＝G潜水器h2＝5N×0.2m＝1J；
（3）潜水器匀速下沉时，F随l的变化关系式为：
F＝F浮﹣G潜水器＝ρ水gS1（h﹣l）﹣G潜水器＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m2×（0.25m﹣l）﹣5N＝（20﹣100l）N；
依题意，潜水器浸没后加速下沉，F随l的变化关系不变，即F＝（20﹣100l）N；
潜水器沉底静止时，l＝0，受到的吸引力F＝20N；
潜水器漂浮时，潜水器受到的重力等于它排开水的重力，因此潜水器和水的总重G等于容器中只装25cm深的水重G水；
容器的底面积S2＝1000cm2＝0.1m2；
潜水器和水的总重：G总＝G水＝ρ水gS2h＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m2×0.25m＝250N；
潜水器沉底静止时，容器对铁板的压力：F压＝F+G总＝20N+250N＝270N；
由p＝可得，容器对铁板的压强：p＝＝2700Pa。
答：（1）潜水器漂浮时受到的浮力为5N；
（2）下沉全过程潜水器重力所做的功为1J；
（3）潜水器沉底静止后容器对铁板的压强为2700Pa。
14．（2021?福建）为节约用水，小华为农场的储水箱设计了一个自动抽水控制装置。如图，水箱高为1m，容积为0.8m3。在空水箱底部竖直放置一重5N的长方体，长方体高为1m、底面积为0.02m2，上端通过绝缘轻杆与控制电路的压敏电阻R接触，此时压敏电阻受到的压力为零。压敏电阻R的阻值随压力F的增大而减小，部分数据如表。控制电路电源电压U＝12V，定值电阻R0为保护电阻。当控制电路的电流I≥0.5A时，电磁铁将衔铁吸合，工作电路断开，水泵停止给储水箱抽水。
压力F/N 180 185 190 195 200
压敏电阻R/Ω 18 17 16 14 12
（1）若水泵的额定功率为440W，正常工作时通过的电流是多少？
（2）要使储水箱装满水时水泵恰能自动停止工作，R0应为多少？
（3）从水箱顶部给空水箱注满水的过程中，水的重力所做的功是多少？
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）由图可知，水泵正常工作时电压为220V，
由P＝UI可得，正常工作时通过的电流是：I1＝＝＝2A；
（2）长方体的体积：V＝Sh＝0.02m2×1m＝0.02m3，
长方体浸没在水中，其排开水的体积：V排＝V＝0.02m3，
则长方体受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m3＝200N，
此时压敏电阻受到的压力：F压＝F浮﹣G＝200N﹣5N＝195N，
由表可知，R压＝14Ω，
R总＝＝＝24Ω，
则定值电阻的阻值：R0＝R总﹣R压＝24Ω﹣14Ω＝10Ω；
（3）根据ρ＝可得，当空水箱注满水时，水的质量：m水＝ρ水（V箱﹣V）＝1.0×103kg/m3×（0.8m3﹣0.02m3）＝780kg，
在从水箱顶部给空水箱注满水的过程中，水上升的高度是水箱高度的二分之一，则水的重力所做的功：W＝G水h水＝m水gh＝×780kg×10N/kg×1m＝3900J。
答：（1）若水泵的额定功率为440W，正常工作时通过的电流是2A；
（2）要使储水箱装满水时水泵恰能自动停止工作，R0应为10Ω；
（3）从水箱顶部给空水箱注满水的过程中，水的重力所做的功是3900J。
15．（2020?福建）美丽乡村建设中，工人用起吊装置提升建筑材料，如图。某次把质量为200kg的材料匀速提升6m，用时15s，消耗电能1.5×104J．g取10N/kg。求这次匀速提升材料过程中：（不计绳与滑轮之间的摩擦）
（1）材料所受拉力F的大小；
（2）拉力F对材料做功的功率；
（3）该装置的效率。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：
（1）匀速提升材料过程中，材料所受拉力：
F＝G＝mg＝200kg×10N/kg＝2000N；
（2）拉力F对材料做的功，即有用功：
W有用＝Fs＝2000N×6m＝1.2×104J，
拉力F对材料做功的功率：
P＝＝＝800W；
（3）该装置的效率：
η＝＝×100%＝80%。
答：（1）材料所受拉力F的大小是2000N；
（2）拉力F对材料做功的功率是800W；
（3）该装置的效率是80%。
16．（2019?福建）“国之润，自疏浚始”。新一代国之重器“天鲲号”绞吸挖泥船在河道清淤、湖泊疏浚、吹填造陆等方面发挥着重大作用。
（1）“天鲲号”以功率P1＝6600kW进行绞吸，同时以功率P2＝13400kW向远处输送岩石泥沙，工作时间t＝10min，共做功多少焦？
（2）“天鲲号”绞刀的工作原理与家用破壁机相似。某破壁机的额定电压U＝220V，额定电流I＝10A．“天鲲号”绞刀以功率P1＝6600kW工作，相当于多少台这种破壁机正常工作消耗的总功率？
【答案】见试题解答内容
【解答】解：
（1）“天鲲号”工作时的总功率：
P＝P1+P2＝6600kW+13400kW＝20000kW＝2×107W，
工作时间t＝10min，所做的总功：
W＝Pt＝2×107W×10×60s＝1.2×1010J；
（2）每台破壁机的功率：
P0＝UI＝220V×10A＝2200W，
“天鲲号”绞刀以功率P1＝6600kW工作，相当于破壁机正常工作的台数：
n＝＝＝3000（台）。
答：（1）共做功1.2×1010J；
（2）相当于3000台这种破壁机正常工作消耗的总功率。
四．解答题（共1小题）
17．（2023?福建）实践小组设计了由厢体、承重板和动滑轮组成的提升重物的装置，示意图如图甲，厢体放置在水平承重板上，承重板的上表面装有压力传感器，装置由电动机提供动力。该装置设计有超载限制系统，如图乙，限制系统中的控制电路电源电压恒为12V，定值电阻R0阻值为200Ω，压力传感器中的力敏电阻RF阻值随压力F压变化的部分数据如表所示。当控制电路的电流大于0.03A时，电磁铁将衔铁吸下，B、C两个触点断开，电动机停止工作。已知厢体重150N，承重板和滑轮共重100N，忽略绳重、摩擦和电磁铁线圈电阻。
（1）空厢匀速竖直上升时，求绳拉力F的大小。
（2）在6s内将空厢匀速竖直提升3m，求拉力F做功的功率。
（3）重物放在厢体内，求该装置匀速竖直提升重物的最大机械效率。
（4）若要将该装置的最大载重量调小，提出对控制电路的一条调整措施。
F压/N … 400 600 800 900 1000 …
RF/Ω … 800 500 300 200 100 …
【答案】（1）空厢匀速竖直上升时，绳拉力F的大小是125N；
（2）在6s内将空厢匀速竖直提升3m，拉力F做功的功率是125W；
（3）重物放在厢体内，该装置匀速竖直提升重物的最大机械效率是75%；
（4）若要将该装置的最大载重量调小，减小R0。
【解答】解：（1）忽略绳重、摩擦，空厢匀速竖直上升时，绳拉力F的大小：；
（2）绳端移动距离：s＝2h＝2×3m＝6m，
绳拉力F做的功：W＝Fs＝125N×6m＝750J，
绳拉力F的功率：；
（3）控制电路的最大电流I＝0.03A时，载重量最大
控制电路最小总电阻：，
力敏电阻的阻值：RF＝R﹣R0＝400Ω﹣200Ω＝200Ω，
当RF＝200Ω，压力F压＝900N，即最大载重：G大＝F压﹣G厢＝900N﹣150N＝750N，
装置的最大机械效率：＝×100%＝；
（4）将该装置的最大载重量调小，力敏电阻的阻值变大，控制电路的最大电流不变，由欧姆定律可知总电阻不变，可以减小R0。
答：（1）空厢匀速竖直上升时，绳拉力F的大小是125N；
（2）在6s内将空厢匀速竖直提升3m，拉力F做功的功率是125W；
（3）重物放在厢体内，该装置匀速竖直提升重物的最大机械效率是75%；
（4）若要将该装置的最大载重量调小，减小R0。
