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中四物理 功、能量与功率练习三（挑战）：十题多步计算
中四物理 功、能量与功率练习三（挑战）：十题多步计算
十题模拟 DSE 长题，把动能变化、净力、刹车距离与效率串连成多步计算。
直接答案 第 01 至 02 题由能量差求力或速率，第 03 至 05 题混合功率与刹车，第 08 题考动量与动能的关联；建议 25 分钟。
01 本卷资料（做完才看答案）
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 题数 | 10 |
| 建议时间 | 25 |
| 难度分布 | 基础 3 · 进阶 3 · 挑战 3 · 错题重练 1 |
| 对应章节 | 所属章节：中四物理 功、能量与功率 |
| 适用年级 | 中四 |
02 题目（10 题）
- 基础质量 1200 kg 的车由 10 m/s 加速至 25 m/s，求所需能量；若加速期间行驶 150 m，求平均净力。
- 基础质量 800 kg 的过山车由 12.8 m 高处下降，忽略摩擦，求损失的重力势能与最低点速率（g = 10 N/kg）。
- 基础抽水机每分钟把 600 kg 的水提升 8 m，求平均输出功率（g = 10 N/kg）。
- 进阶引擎效率 30%，输入能量 360 000 J，把 1500 kg 的车由静止加速，求末速率（忽略其他损耗）。
- 进阶质量 900 kg 的车以 20 m/s 行驶，刹车力 3000 N，求刹车距离。
- 进阶总质量 80 kg 的单车与骑者用 4 s 爬升 5 m，求平均功率（g = 10 N/kg）。
- 挑战质量 2 kg 的球由 3.2 m 高处落下，求落地速率（g = 10 N/kg，忽略空气阻力）。
- 挑战两个物体动量相同，质量之比为 4 : 9，求动能之比。
- 挑战马达输入 300 W，把 40 kg 的重物以 0.5 m/s 匀速提升，求效率（g = 10 N/kg）。
- 错题重练有同学声称机器效率可以达到 120%。错在哪里？
03 答案与一句解说
| 题号 | 答案 | 一句解说 |
|---|---|---|
| 1 | 315 000 J；2100 N | 动能增加 = 1/2 × 1200 × (625 − 100) = 315 000 J；净力 = 315 000 ÷ 150 = 2100 N。 |
| 2 | 102 400 J；16 m/s | mgh = 800 × 10 × 12.8 = 102 400 J；v = 开方(2 × 10 × 12.8) = 16 m/s。 |
| 3 | 800 W | 每分钟作功 = 600 × 10 × 8 = 48 000 J，除以 60 s 得 800 W。 |
| 4 | 12 m/s | 有用能量 = 0.30 × 360 000 = 108 000 J，v = 开方(2 × 108 000 ÷ 1500) = 12 m/s。 |
| 5 | 60 m | 动能 = 1/2 × 900 × 400 = 180 000 J，距离 = 180 000 ÷ 3000 = 60 m。 |
| 6 | 1000 W | 作功 = 80 × 10 × 5 = 4000 J，除以 4 s 得 1000 W。 |
| 7 | 8 m/s | v = 开方(2 × 10 × 3.2) = 开方64 = 8 m/s。 |
| 8 | 9 : 4 | 动能 = p 平方 ÷ (2m)，动量相同时动能与质量成反比，所以是 9 : 4。 |
| 9 | 约 67% | 有用功率 = 40 × 10 × 0.5 = 200 W，200 ÷ 300 × 100% 约为 66.7%，取约 67%。 |
| 10 | 效率不可能大于 100%，能量不能被创造。 | 输出能量不可能多过输入能量，多出的部分只会来自其他能源或量度错误。 |
04 做完之后怎样跟进
- 对完答案，只重做错的那几题，并在错题旁写出错在哪一步（公式、单位还是抄错数）。
- 同一题隔两日再做一次；两次都对才可以移到下一份练习。
- 家长只需看答案栏与解说栏，不必逐题讲解。
本卷题目与答案由 TutorZone 团队原创编写，并非任何学校、出版社或考试局的试题；数值与答案均以程式核算。