2018年中考物理专题复习题之力学综合题

力学综合题 一 浮力及相关力学综合 1 如图所示 是小婷为防止家中停水而设计的贮水箱 当水箱中水深达到 1 2 m 时 浮 子 A 恰好堵住进水管 使其停止向箱内放水 此时浮子 A 有 体积露出水面 浮子 A 只能沿 1 5 图示位置的竖直方向移动 进水管口水的压强为 1 2 105 Pa 管口横截面积为 2 5 cm2 贮 水箱底面积为 0 8 m2 浮子 A 重 10 N 1 注水过程中 随着水位上升 水对水箱底部的压强逐渐 选填 增大 或 减小 第 1 题图 2 此时浮子 A 受到的浮力为多大 3 浮子 A 的密度是多少 答案 1 增大 解 2 浮子 A 堵住进水口时 根据公式 p 可得 F S 进水管口水对浮子 A 的压力 F p水S进水口 1 2 105 Pa 2 5 10 4 m2 30 N 浮子 A 处于静止状态 所以浮子 A 受到的浮力 F浮 F G 30 N 10 N 40 N 3 根据阿基米德原理可知 F浮 水gV排 则 浮子 A 排开水的体积 V排 4 10 3 m3 F浮 水g 40 N 1 103 kg m3 10 N kg 浮子 A 有 体积露出水面 浮子 A 的体积 V 5 10 3 m3 1 5 V排 1 1 5 4 10 3 m3 4 5 浮子 A 的质量 m 1 kg G g 10 N 10 N kg 浮子 A 的密度 0 2 103 kg m3 m V 1 kg 5 10 3 m3 2 图示为小唯同学利用圆柱形容器自制的浮力秤 右图是其原理图 利用它可以方便的 测出放入杯内物体的质量 该装置 小筒 的质量为 200 g 底面积为 40 cm2 高度为 20 cm 第 2 题图 1 当小筒静止时 它受到的浮力与重力 选填 是 或 不是 一对平衡力 2 当小筒竖直漂浮在水中时 求它受到的浮力大小与浸入水中的深度 3 通过实验 小唯把 浮力秤 的读数均匀的刻在了小筒上 请简要回答 小唯是怎 样确定该 浮力秤 的零刻度线 该 浮力秤 所能测量的最大质量是多少 答案 1 是 解析 由题中 静止 可知此时浮力秤处于平衡状态 它受到的浮力与重力是一对平 衡力 解 2 由题可知 小筒是漂浮状态 则 F浮 G筒 m筒g 200 g 10 N kg 0 2 kg 10 N kg 2 N 由 F浮 水V排g 可得 V排 2 10 4 m3 F浮 水g 2 N 1 103 kg m3 10 N kg h 0 05 m V排 S 2 10 4 m3 40 cm2 2 10 4 m3 40 10 4 m2 3 由题分析可知 当空的小筒竖直漂浮在水中时 此时小筒浸入水中的深度 0 05 m 处 即为该 浮力秤 的零刻度线位置 由题可知 当放入最大质量的物体时 浮力秤浸入水中 的深度为 h 20 cm 且处于漂浮状态 则 G总 F浮 水V排 g 1 103 kg m3 40 10 4 m2 0 2 m 10 N kg 8 N 则 m大 0 6 kg G大 g G总 G筒 g 8 N 2 N 10 N kg 3 继 蛟龙号 后我国自主设计的 深海勇士号 如图所示 2017 年 10 月 3 日完成 最大深度 4 500 米下潜后 胜利返航海南三亚港 第 3 题图 1 当 蛟龙号 从 3 000 m 深处下潜至 4 000 m 过程中 载人潜水器受到的浮力将 压强将 均选填 变大 变小 或 不变 2 当它下潜至 4 000 m 深度处时 受到海水的压强是多大 取 海水 1 0 103 kg m3 若它上面有一个 20 cm2的探测窗口 在 4 000 m 深度处窗口所受海水的压力是多少 3 若 深海勇士号 的质量为 22 t 请你计算它体积的大小 答案 1 不变 变大 解 2 当它下潜至 4 000 m 深度处受到海水的压强 p 海水gh 1 0 103 kg m3 10 N kg 4 000 m 4 107 Pa 由 p 得探测窗口所受海水的压力 F pS 4 107 Pa 20 10 4 m2 8 104 N F S 3 深海勇士号 所受的重力为 G mg 22 103 kg 10 N kg 2 2 105 N 因为悬浮时排开海水的体积就是物体的体积 所以其在海水中悬浮时 G F浮 海水gV排 所以它的体积为 V物 V排 22 m3 F浮 海水g 2 2 105 N 1 0 103 kg m3 10 N kg 4 2017 年 8 月 28 日 中国最先进的科考船 向阳红 01 号从青岛起航 开始执行首次 环球海洋综合科学考察 向阳红 01 号满载时吃水深度 5 6 m 排水量 4 980 t 船上载有 CTD 作业操控系统可探测 104 m 的深度 能够满足全球海洋环境和资源科学调查需要 海水 的密度取为 1 0 103 kg m3 求 1 科孝船从长江使往马里亚纳海沟海域进行科学考察 在此过程中科考船受到的浮力 将 选填 增大 减少 或 不变 2 向阳红 01 号满载时受到的浮力是多少 满载时船底受到海水的压强是多少 3 向阳红 01 号科考船以 18 km h 的速度匀速航行 5 小时 若巡航时海水所受的阻 力为 1 0 106 N 则这一过程中船的推进力所做的功为多少 答案 1 不变 解 2 船的满载排水量为 m排 4 980 t 4 98 106 kg 向阳红 01 号满载时受到的浮力为 F浮 G排 m排g 4 98 106 kg 10 N kg 4 98 107 N 满载时船底受到海水的压强为 p gh 1 0 103 kg m3 10 N kg 5 6 m 5 6 104 Pa 3 由 v 得 向阳红 01 号巡航的路程 s t s vt 18 km h 5 h 90 km 由于匀速航行 则科考船受到的推进力为 F f 1 0 106 N 则推进力所做的功 W Fs 1 0 106 N 9 104 m 9 1010 J 二 以简单 匀速 运动为背景 5 城市的整洁卫生离不开清洁工人的辛勤劳动 清洁工人运送垃圾时会用到如图所示 的垃圾车 它的部分参数如下表所示 取 g 10 N kg 第 5 题图 1 当垃圾车驶过时 我们会闻到刺鼻的味道 这是因为 2 在满载时垃圾车对水平路面的压强是多少 3 该垃圾车满载时 在平直的公路上以最高车速匀速行驶 1 km 受到的摩擦阻力为车 重的 0 1 倍 求发动机牵引力做功的功率是多少 型号 空车质量 t 7 额定载重 t 8 百公里耗油 L 14 最高车速 km h 72 车轮与地面的总接触面积 m2 0 1 答案 1 分子在永不停息地做无规则运动 解 2 垃圾车满载时对路面的压力 F G mg 7 000 kg 8 000 kg 10 N kg 1 5 105 N 对路面的压强 p 1 5 106 Pa F S 1 5 105 N 0 1 m2 3 垃圾车匀速行驶 受力平衡 牵引力等于阻力 F牵 f 0 1G 0 1 1 5 105 N 1 5 104 N 牵引力做的功 W F牵s 1 5 104 N 103 m 1 5 107 J 所用时间 t 50 s s v 1 km 72 km h 1 000 m 20 m s 发动机牵引力做功的功率 P 3 105 W W t 1 5 107 J 50 s 6 低碳环保 节能减排 在免受交通拥堵的同时还能锻炼身体等优点使共享单车成 为名副其实的第三大公共出行方式 如图 19 所示摩拜 New Lite 是目前市场上最轻的主流共享 单车 整车仅重 15 kg 质量为 55 kg 的小明某次外出匀速骑车的路程为 1 500 m 用时 5 min 求 1 共享单车的轮船上刻有许多花纹是多为 2 小明骑车的速度是多少 若每个轮胎与水平地面的接触面积为 0 005 m2 小明骑车时 对水平地面的压强是多少 3 若共享单车匀速行驶中所受阻力为人和车总重的 0 1 倍 则小明骑车的功率是多少 答案 1 增大摩擦 解 2 小明骑车的速度 v 5 m s s t 1 500 m 5 60 s 小明骑车时对水平地面的压力 F G总 m人 m车 g 55 kg 15 kg 10 N kg 700 N 小明骑车时对水平地面的压强 p 7 104 Pa F S 700 N 2 0 005 m2 3 小明骑共享单车匀速行驶时受到的牵引力 F f 0 1G总 0 1 700 N 70 N 则小明骑车的功率 P Fv 70 N 5 m s 350 W 7 12 月 9 日 在捷克比尔森举行的 2018 平昌冬奥会冰壶项目落选赛的晋级赛中 中国 女队以 11 比 4 战胜意大利女队 获得平昌冬奥会参赛资格 1 冰壶被推出后仍向前滑行是因为冰壶具有 2 若 5 s 内冰壶向前滑行了 2 m 此过程中冰壶运动的平均速度为多少 3 若所用冰壶的质量为 19 kg 底面积为 0 04 m2 则冰壶静止在冰面上时对冰面的压强 为多少 答案 1 惯性 解 2 冰壶运动的平均速度 v 0 4 m s s t 2 m 5 s 3 冰壶静止在冰面上时 对冰面的压力 F G mg 19 kg 10 N kg 190 N 对冰面的压强 p 4 750 Pa F S 190 N 0 04 m2 8 被称为 世界最快的水陆两栖车 的 美洲豹 已经在海外正式上市 如图所示 美洲豹 的铬钼钢底盘可滑进一个纤维玻璃外壳 纤维玻璃外壳内装有密闭的聚苯乙烯泡 沫塑料 为汽车提供浮力 它的相关数据如下 g 取 10 N kg 车身质量 kg 1 050 车身长度 m 1 5 最多可乘坐人数4 水上最高速度 km h 72 陆上最高速度 km h 130 第 8 题图 1 美洲豹 快速行驶时 车上的人相对于岸边的房屋是 选填 运动 或 静 止 的 2 美洲豹 在陆地上以最高速度行驶 0 5 h 通过的路程是多千米 美洲豹 空载 停在平直公路上时 轮胎与地面的总接触面积大约为 0 1 m2 此时对地面的压强约多少 3 美洲豹 以最高速度在水上行驶时 受到的阻力约是车身重力的 0 3 倍 此时发动 机的功率约多少 答案 1 运动 解 2 由 v 得 路程 s t s vt 130 km h 0 5 h 65 km 美洲豹 对地面的压力 F G mg 1 050 kg 10 N kg 1 05 104 N 对地面的压强 p 1 05 105 Pa F S 1 05 104 N 0 1 m2 3 由题可求出 F阻 0 3G 0 3 1 05 104 N 3 150 N 因为 美洲豹 做匀速运动 由二力平衡条件知 F牵 F阻 3 150 N v 72 km h 20 m s 发动机的功率为 P F牵v 3 150 N 20 m s 6 3 104 W W t F牵s t 三 以简单机械为背景 9 如图所示 起重机将地面上的一箱设备沿竖直方向匀速吊到施工台上 设备重 4 000 N 施工台距离地面的高度为 3 m g 取 10 N kg 1 起重机臂是一个 杠杆 2 起重机的质量为 8 t 工作时 用支架将汽车的轮胎支离开地面 如果地面能承受的最 大压强是 7 104 Pa 则支架与地面接触的总面积是多少 3 若动滑轮上每段钢绳的拉力是 2 500 N 起重机做的额外功和机械效率是多少 第 9 题图 答案 1 费力 解 2 起重机的重力 G1 m1g 8 103 kg 10 N kg 8 104 N 设备重 G2 4 000 N 起重机对地面的压力 F G1 G2 8 104 N 4 000 N 8 4 104 N 根据压强公式 p 可得 支架与地面的接触面积 F S S 1 2 m2 F p 8 4 104 N 7 104 Pa 3 绳子自由端移动的距离 s 2h 2 3 m 6 m 有用功 W有 Gh 4 000 N 3 m 1 2 104 J 总功 W总 Fs 2 500 N 6 m 1 5 104 J 额外功 W额 W总 W有 1 5 104 J 1 2 104 J 3 000 J 起重机的机械效率 100 100 80 W有 W总 1 2 104 J 1 5 104 J 10 海港现有一批钢材重 27 t 先将它以 0 2 m s 的速度匀速吊起 5 m 高 如图为吊车滑 轮组示意图 其中克服钢绳重力和摩擦力做功为 1 4 105 J 此时滑轮组的机械效率为 90 g 10 N kg 求此过程中 第 10 题图 1 若增大吊车所拉重物的质量 则此吊车的机械效率将 选填 增大 不变 或 减小 2 钢绳拉力是多少 拉力功率是多少 3 吊车上动滑轮的重力是多少 答案 1 增大 解 2 钢绳拉力做的有用功 W有 Gh 2 7 104 kg 10 N kg 5 m 1 35 106 J 钢绳拉力做的总功 W总 1 5 106 J W有 1 35 106 J 90 则钢绳的拉力 F 1 0 105 N W总 s 1 5 106 J 5 m 3 绳端的速度 v 3v物 3 0 2 m s 0 6 m s 根据公式 P Fv 可得 W t Fs t 拉力的功率为 P Fv 1 0 105 N 0 6 m s 6 104 W 3 对动滑轮做的功 W动 W总 W有 W额 1 5 106 J 1 35 106 J 1 4 105 J 1 0 104 J 则动滑轮重 G动 2 103 N W动 h 1 0 104 J 5 m 11 如图所示 建筑工人通过滑轮装置将一质量是 400 kg 的物体沿斜面由底端匀速地拉 到顶端 人所用的拉力 F 始终与斜面平行 斜面长是 10 m 斜面高为 5 m 整个过程耗时 40 s g 取 10 N kg 第 11 题图 1 物体从斜面底端到达斜面顶端的平均速度是多少 2 人对物体做的有用功的功率是多少 3 若斜面的机械效率为 80 则斜面对物体施加的摩擦力为多少 4 若要提高该斜面的机械效率 可采取的措施 写出一 条即可 答案 解 1 物体从斜面底端到达斜面顶端的平均速度 v 0 25 m s s t 10 m 40 s 2 物体的重力 G mg 400 kg 10 N kg 4 000 N 有用功 W有 Gh 4 000 N 5 m 20 000 J 有用功的功率 P 500 W W有 t 20 000 J 40 s 3 根据 100 得 W总 25 000 J W有 W总 W有 20 000 J 80 则 W额 W总 W有 25 000 J 20 000 J 5 000 J 由 W额 fs 可得 f 500 N W额 s 5 000 J 10 m 4 增大斜面的倾斜角或减小斜面