2015中考力学试题汇编

第第 1 页页 共共 36 页页 20152015年中考物理试题分类汇编年中考物理试题分类汇编 1 2015内江 2014年4月14日 为寻找失联的MH370航班 启用了 蓝鳍金枪鱼 21 简 称 金枪鱼 自主水下航行器进行深海搜寻 其外形与潜艇相似 如图16甲所示 其 相关参数为 体积1m3 重量7500N 最大潜水深度4500m 最大航速7 4km h 为简化 计算 不考虑海水密度变化 海水密度 取1 0 103kg m3 g取10N kg 1 假设 金枪鱼 上有面积为2 10 3m2的探测窗口 当它下潜至4000m深度处时 该探 测 窗口承受海水的压力是多少 2 金枪鱼 搜寻任务完成后 变为自重时 能静止漂浮在海面上 求此时 金枪鱼 露 出海面的体积为多大 3 若上述漂浮在海面的 金枪鱼 由起重装置将其匀速竖直吊离海面 从某时刻计时 起 起重装置拉力的功率随时间变化的图象如图 16 乙所示 图中 P3 3P1 请分析出 t3时刻起重装置对 金枪鱼 拉力 并求出 t1时刻起重装置对 金枪鱼 拉力 不考 虑水的阻力 解答 1 当它下潜至4000m深度处受到海水的压强 P gh 1 0 103kg m3 10N kg 4000m 4 107Pa 探测窗口承受海水的压力 由P F S得F PS 4 107Pa 2 10 3m2 8 104N 2 解 金枪鱼 搜寻任务完成后 静止漂浮在海面上 所以有F浮 G 7500N 由 F浮 液gV排得 V排 F浮 液g 7500N 1 0 103kg m3 10N kg 0 75m3 露出海面体积为 V露 V V排 1m3 0 75m3 0 25m3 3 解 由图象分析知 在 t3时刻 金枪鱼 离开水面 此时起重装置对 金枪鱼 的 拉力等于 金枪鱼 的重力 即 F3 G 7500N 由于起重装置吊起 金枪鱼 是匀速竖直离海面 所以速度保持不变即 v1 v3 由 P Fv 图 16 第第 2 页页 共共 36 页页 得 P1 F1v1 P3 F3v3 又 P3 3P1 所以有 F3 3F1 所以 F1 F3 7500N 2500N 2 2015 绵阳 我国南宋远洋商贸船 南海一号 于 2007 年成功打捞出水 为复原我国 海上丝绸之路历史提供了极其珍贵的实物资料 采用沉井包裹沉船的整体打捞方式 在世 界水下考古也是一大创新 某同学为了体验 南海一号 的打捞过程 特利用滑轮组从水下 打捞一重物 如图所示 用一个底面积 S 0 05m2 高 h 0 2m 的长方体形状的重物模拟 南海一号 该同学站在岸边拉动绳子自由端 使重物从水底开始向上运动 假定重物一直做竖直向上 的匀速直线运动 并经历三个运动阶段 第一阶段 从重物在水度开始 运动到重物的上表面刚露出水面 绳对重物的拉力 F1 140 N 用时 t1 40s 第二阶段 从重物上表面刚露出水面到其下表面刚离开水面 用 时 t2 4s 第三阶段 从重物下表面离开水面后在空中上升 已知动滑轮 所受重力 G0 60 N 水 1 0 103kg m3 g 10N g 不计绳重 轮与轴之 间的摩擦及水的阻力 不考虑重物出水前后质量的变化 求 在第一阶段运动中 水对重物的浮力 F浮为多大 在第一阶段运动中 绳对重物做功 W1为多大 滑轮组在第一阶段运动中的机械效率 1和第三阶段运动中的机械效率 3分別为多大 解答 在第一阶段中 V排 V物 Sh 0 05m2 0 2m 0 01m3 则水对重物的浮力 F浮 水gV排 1 0 103kg m3 10N kg 0 01 m3 100N 在第二阶段 从重物上表面刚露出水面到其下表面刚离开水面 用时 t2 4s 上升高度 为物体的高 h 物体上升的速度sm s m t h v 05 0 4 2 0 2 在第一阶段中 重物上升的高度 h1 vt1 0 05m s 40s 2m 绳对重物做功 W1 F1 h1 140 N 2m 280J 由于不计绳重 轮与轴之间的摩擦及水的阻力 以动滑轮为研究对象 受 3 段绳子向上 的拉力 动滑轮的重力 下方绳子对动滑轮向下的拉力 在第一阶段中 人对绳子自由端的拉力 3 200 3 60140 3 1 1 NNNGF F 动 机械效率 70 3 3 200 140 3 11 11 1 N N hF hF 在第一阶段中 以重物为研究对象 受向下的重力 G物 向上的拉力 F1 向上的浮力 F浮 由平衡条件有 G物 F1 F浮 140N 100N 240N 在第三阶段中 设重物上升高度为 h3 由于不计绳重 轮与轴之间的摩擦及水的阻力 第第 3 页页 共共 36 页页 此时机械效率 80 60240 240 30 3 3 NN N hGG hG 物 物 答 在第一阶段运动中 水对重物的浮力 F浮为 100N 在第一阶段运动中 绳对重物做功 W1为 280J 在第一阶段运动中的机械效率 1和在第三阶段运动中的机械效率 3分别为 70 80 3 2015 成都 B 卷 如图所示 轻质硬杆 K 左侧与墙体相连 可自由转动 不能水平移 动 右侧与 A 固定 长方体滑块 B 置于光滑水平地面上 A 与 B 的接触面粗糙程度 不变 A B 间的滑动摩擦力大小为 f 人的重力为 G人 与地面的接触面积为 S人 动 滑轮 P 的重力为 G 以 2cm s 速度匀速下降 以 4cm s 速度匀速上升 以 6cm s 速度匀速上升在拉动过程 中选取了三段时间 用表格记录了 A B C 的运动状态 图甲记录了绳对 C 竖直向上的 拉力 FC 图乙记录了人对绳竖直向下的拉力 FD 甲 乙 0 2 s4 6 s8 10 s A相对地面静止相对地面静止相对地面静止 B向左匀速直线运动向右匀速直线运动向右匀速直线运动 C 浸没在水中 以 2cm s 速度匀速下降 浸没在水中 以 4cm s 速度匀速上升 在空中 以 6cm s 速度匀速上升 第第 4 页页 共共 36 页页 在拉动过程中 B 足够长 A 始终没有掉下 C 受水的阻力 C 露出水面后表面附着 的水的质量忽略不计 运动中空气阻力不计 细绳的质量 滑轮与轴的摩擦忽略不计 绳 或竖直或水平 不可伸缩且长度足够 求 1 在 4 6 s 内 杆 K 对 A 作用力的方向 并简述理由 扬州大学附属中学东部分校姜雪峰编制 2 在 0 2 s 内 人对地面的压强 p人为多少 用字母 F f S人 G G人表示 在 4 6 s 内人对地面的压强比 0 2 s 减小了多少 用字母 f S人表示 3 若 C 的重力 GC 40N F3 2 F1 且 F3 F2 F1 3 2 1 则 C 在 0 2 s 内所受的浮力为多少 人在 8 10 s 内做功的功率为多少 解答 1 A 受到杆 K 的作用力 FK向左 因为在 4 6s 内 A 相对地面静止 B 向右 匀速直线运动 A 相对于 B 向左运动 可知 B 对 A 摩擦力 f 向右 A 处于静止状态 水平 方向必定受平衡力作用 所以杆 K 对 A 作用力向左 2 在 0 2s 内 B 向左匀速直线运动 在水平方向受 C 的向左的拉力 A 向右的摩擦力 及 P 向右的摩擦力 则 FP f F1 可得 FP F1 f 由图知 滑轮组由 2 段绳子承担物重 所以 FD FP GP F1 f GP 则人对地面的压力 F G人 FD G人 F1 f GP 人对地面的压强 p 在 4 6s 内 B 向右右匀速直线运动 受到 A 的摩擦力向左 则 F1 f FP 则 FD FP GP F1 f GP 人对地面的压力 F G人 FD G人 F1 f GP 则 F F F G 人 F1 f GP G人 F1 f GP f 则 p 3 以 C 为研究对象 由图 2 知 在 8 10s 内 物体在空气中 则 F3 GC 40N 由题意知 F1 F3 40N 20N 在 0 2s 内有 物体 C 受浮力 绳的拉力 和重力作用 则 F1 F浮 GC 所以 F浮 GC F1 40N 20N 20N 以 B 为研究对象 在 4 6s 内有 F1 f 2 F2 GP 第第 5 页页 共共 36 页页 在 8 10s 内有 F3 f 2 F3 GP F3 F1 2 F3 F2 又因为 F3 F2 3 2 所以 F3 F1 2 F3 F3 F3 F3 F1 40N 20N 30N 在 8 10s 内 人做功的功率 P F3 v 30N 0 12m s 3 6W 答 1 K 对 A 作用力向左 理由如上所述 2 在 0 2s 内 在 4 6s 内人对地面的压强比 0 2s 减 小了 3 C 在 0 2s 内所受的浮力为 20N 人在 8 10s 内做功的功率为 3 6W 4 2015 泸州 图甲是建造长江大桥是使用起吊装置 图中未画出 的钢缆绳拉着实心 圆柱体 A 距江面某一高度处沿竖直方向匀速下降 在下降到江底之前 始终保持 0 2m s 的速度不变 图乙是 A 下降到江底之前钢缆绳对 A 的拉力 F 的随时间 t 变化的图像 取江水的密度为 1 0 103kg m3 g 取 10N kg 求 1 圆柱体 A 下降过程中 重力的功率 2 圆柱体 A 的密度 3 当圆柱体 A 下降到江底 江底视为水平 卸下钢缆绳后 圆柱体 A 对江底的压强 解答 1 圆柱体在江面上匀速下降时 重力 G F1 3 104N 重力的功率 P Gv 3 104N 0 2m s 6 103W 2 当 A 完全浸入水中时 拉力 F2 1 104N A 受到的浮力 F浮 G F2 3 104N 1 104N 2 104N 第第 6 页页 共共 36 页页 A 的体积 V V排 g F 水 浮 3 33 4 2 10 10 102 m kgNmkg N A 的密度 33 3 4 105 1 2 10 103 mkg mkgN N gV G V m 3 A 从刚接触江面到浸没用的时间 t 15s 10s 5s A 的高度 h vt 0 2m s 5s 1m A 的底面积 2 3 2 1 2 m m m h V S 圆柱体 A 沉底且卸下钢缆绳后 A 对江底的压力 F G F浮 3 104N 2 104N 1 104N 圆柱体 A 对江底的压强pa m N S F p 3 2 4 105 2 101 5 2015 德阳 如图甲所示底面积为 0 2m2 高 0 2m 的质量均匀的长方体物体 A 放置在 水平地面上 对地面的压强为 6 103Pa 一质量为 80kg 的工人站在水平地面上 用如图 乙所示的滑轮组把 A 运到高处 工人用大小为 F1的竖直拉力拉绳使 A 以 10cm s 的速度 匀速上升 这时地面对工人的支持力为 N1 工人匀速拉绳的功率为 P 滑轮组的机械效 率为 1 若工人以相同的功率用大小为 F2的竖直拉力拉绳使另一物体 B 以 12 5cm s 的 速度匀速上升 这时地面对工人的支持力为 N2 滑轮组的机械效率为 2 已知 N1 N2 3 4 1 2 16 15 g 取 10N kg 求 1 物体 A 的密度 2 工人拉绳的功率 P 3 用滑轮组提升 B 时滑轮组的机械效率 2 解答 1 由 p 可知 G pS 6 103Pa 0 2m2 1200N S F S G 由 G mg 可知 A 的质量 mA 120kg g G A 的密度 3000kg m3 2 对工人 由平衡条件得 F拉 N m人g 80kg 10N kg 800N 则 N1 800N F1 N2 800N N2 由题意可知 N1 N2 3 4 则 4F1 3F2 800N 提升物体时的功率相等 P F1v1 F2v2 解得 F1 F2 5 4 由 解得 F1 500N F2 400N 第第 7 页页 共共 36 页页 工人拉绳子的功率 P F1v1 500N 0 1m s 3 150W 3 滑轮组效率 由题意可知 1 2 16 15 2 1 75 答 1 物体 A 的密度为 3000kg m3 2 工人拉绳的功率 P 为 150W 3 用滑轮组提升 B 时滑轮组的机械效率 2为 75 6 2015 广安 新农村建设让农村面貌焕然一新 许多 楼房顶部装有自动供水水箱 箱体重 1250N 与水平 楼顶接触面积为 1 5m2 为了控制进水量 在水箱顶部 安装压力传感器 如图 14 所示 A 物体通过细线 与压力传感器相连接 压力传感器相等于拉线开关 A 的密度是 2 5 103kg m3 A 重为 25N 当压力传感器 受到竖直向下的拉力等于 25N 时闭合 电动水泵向水 箱注水 当拉力等于 15N 时断开 电动水泵停止向水 箱注水 1 求未装水时整个水箱对楼顶的压强是多少 压力传感器及连接线质量不计 g 取 10N kg 2 通过计算说明当水面与 A 上表面相平时 电动水泵能否停止注水 g 取 10N kg 连接线体积不计 解答 第第 8 页页 共共 36 页页 7 2015 凉山州 如图所示 水平桌面的正中央放着三个底面积均为 500cm2的薄壁容器 容器内装有适当的水 在圆柱形的乙容器中放入一个密度为 0 6 103kg m3 体积为 1dm3的木块漂浮在水面 现用力 F 将木块刚好压没于水中静止 水未溢出 求 1 静止时所施加的压力 F 的大小 2 乙容器中木块被压没后和没有放入木块时相比水对容器底部的压强增加了多少 3 若也将木块压没于甲 丙两容器中 木块未触底 水未溢出 静止时判断三容器 中水对容器底部的压强增加量的大小关系 解答 1 木块重力 G木 mg 木Vg 0 6 103kg m3 1 10 3m3 10N kg 6N 由于木块完全浸没 则 V排 V 1dm3 1 10 3m3 F浮 水gV排 1000kg m3 10N kg 1 10 3m3 10N 由于 F浮 F G 所以 所施加的压力 F F浮 G 10N 6N 4N 2 由于乙容器是柱状容器 则木块被压没后和没有放入木块时水对容器底部的增加的压 力即为木块浸没时所受浮力 即 F乙 F浮 10N 所以水对容器底面增加的压强为 p乙 200Pa S F乙 第第 9 页页 共共 36 页页 3 若也将木块压没于甲 丙两容器中 木块未触底 水未溢出 由于甲的形状是上大 下小 故水面升高的高度最小 而丙的形状是上小下大 故水面升高的高度最高 所以根据可知 p甲 p乙 p丙 hgp 说明 第 2 3 两小题的解法不止一种 用其它方法也行 8 2015 遂宁 某兴趣小组用如图甲所示的滑轮组 物体与动滑轮用绳子 a 连接 匀速 拉动放在同一水平面上的不同物体 物体受到的摩 擦力从 200N 开始逐渐增加 直到组装滑轮组的绳 子 b 被拉断 每次物体拉动的距离均为 2m 通过 实验绘出了该滑轮组机械效率随物体受到摩擦力大 小变化的关系图像如图乙 不计绳重和绳与滑轮 间的摩擦 求 1 动滑轮重力 2 当滑轮组的机械效率为 80 物体以 0 2m s 的速度匀速运动时 该滑轮组的 有用功率 4 一个重 500N 的同学利用该滑轮组 想独自用竖直向下的力拉断绳子 b 请你通 过计算分析他能否实现 解答 1 由图乙可知 当 f1 200N 时 50 1 W有用 1 fs 由于不计绳重及绳与滑轮间的摩擦 W额外 G动s W总 1 fs G动s 1 1 1 W W 有用 总 50 200 200 1 1 1 动动 GN N sGsf sf G动 200N 2 当 时 80 2 80 2 2 2 2 2 动动 Gf f sGsf sf f2 800N W有用 2 f2s 800N 2m 1600J t S v s sm m v S t10 2 0 2 第第 10 页页 共共 36 页页 t W P 1600 160 10 WJ PW ts 有用2 有用 另解 当 时 80 2 22 2 22 80 f sf f sG sfG 动动 f2 800N W PFv t 2 8000 2 160Pf vNm sW 有用 3 由图乙可知 当 f3 1600N 时 绳子刚好被拉断 由于不计绳重及绳与滑轮间 的摩擦 且物体做匀速直线运动 绳 b 承受的最大拉力 3 1 33 fGF 动 NNNF600 1600200 3 1 3 因为人的重力为 500N 竖直匀速拉动 所以绳子对人的最大拉力为人的重力 根据力 的作用是相互的 故人给绳子的最大拉力为 500N 由于绳子 b 承受的最大拉力大于人给绳 子的最大拉力 所以该同学不能拉断绳子 b 9 2015 玉林 如图是利用电子秤显示水库水位装置的模型图 该装置主要由两个重力 均为 20N 的动滑轮 长方体物块 A 和 B 以及轻质杠杆 MN 组成 物块 A 通过细绳与滑轮 相连 物块 B 通过细绳与杠杆相连 杠杆可以绕支点 O 在竖直平面内转动 杠杆始终在水 平位置平衡 且 OM ON 1 4 已知物块 A 的重力 GA 1500N 底面积 S 0 01m2 高 H 10m 物块 B 的重力 GB 100N 一切摩擦均忽略不计 g 取 10N kg 当物块 A 有五分之 一露出水面时 水库水位刚好达到警戒水位 求 1 当达到警戒水位时 物块 A 底部受到水的压强 2 当达到警戒水位时 物块 A 所受的浮力大小 3 当水位上涨超出警戒水位 2 5m 时 电子秤的示数 解答 1 当达到警戒水位时 物块 A 有五分之一露出水面 则底部所处的深度 h 1 H 10m 8m 底部受到水的压强 p gh 1 103kg m3 10N kg 8m 8 104pa 2 当达到警戒水位时 物块 A 排开水的体积 V排 Sh 0 01m2 8m 0 08m3 物块 A 所受的浮力 F浮 水V排 g 1 103kg m3 0 08m3 10N kg 800N 3 由于水库水位刚好达到警戒水位物块 A 露出水面的长度为 H h 10m 8m 2m 第第 11 页页 共共 36 页页 所以当水位上涨超出警戒水位 2 5m 时 物块 A 已经浸没 则根据阿基米德原理可知 此时物块 A 所受的浮力 F浮 水Vg 水SHg 1 103kg m3 0 01m2 10m 10N kg 1000N 滑轮与转轴的摩擦 杠杆与轴的摩擦均忽略不计 物块 A 对滑轮 C 的拉力 FA 拉 GA F浮 1500N 1000N 500N 根据受力平衡可知 2FC G动 FA 拉 所以 FC G动 FA 拉 20N 500N 260N 滑轮 D 根据受力平衡可知 2FD G动 FC 所以 FD G动 FC 20N 260N 140N 由于力的作用是相互的 则 FM FD 140N 根据杠杆平衡条件可知 FMLOM FNLON 所以 FN 35N 对于物块 B 根据力的平衡条件可知 GB FN F支 所以 F支 GB FN 100N 35N 65N 电子秤的示数 F压 F支 100N 35N 65N 10 2015 来宾 如图所示为一种蓄水箱的人工放水装置 AOB 是以 O 点为转轴的轻质杠杆 AO 呈水平状态 A O 两点间的 距离为 40cm B O 两点间的水平距离为 10cm 竖直距离为 7cm K 是一轻质 横截面积为 100cm2的盖板 恰好堵住出水口 它通过细绳与杠杆的 A 端相连 在水箱右侧的水平地面上 重 为 600N 的人通过滑轮组拉动系在 B 点呈竖直状态的绳子 可以控制出水口上的盖板 若 水箱中水深为 50cm 当盖板恰好要被拉起时 水平地面对人的支持力为 490N 人对绳子 的拉力为 F1 绳子对 B 点的拉力为 F2 滑轮组的机械效率为 盖板的厚度 绳重及绳与 滑轮间的摩擦均可忽略不计 人对绳的拉力与人所受重力在同一直线上 g 取 10N kg 求 1 水箱中水深为 50cm 时 盖板上表面所受水的压强和压力 2 人对绳子的拉力 F1和绳子对 B 点的拉力 F2 3 滑轮组的机械效率 4 若与杠杆 A B 两端连接的细绳足够结实 当水位至少达到多高时 人将无法拉 起盖板 解答 第第 12 页页 共共 36 页页 3 动滑轮 C 上的绳子对杠杆及盖板所做的功为有用功 动滑轮上绳子的段数 n 2 滑轮组的机械效率 9 90 2110 200 2 21 22 11 22 N N sF sF sF sF 11 2015 贵港 一带阀门的圆柱形容器 底面积是 200cm2 装有 12cm 深的水 正方体 M 边长为 10cm 重 20N 用细绳悬挂放入水中 有 的体积露出水面 如图所示 试求 1 正方体 M 的密度 2 正方体 M 受到的浮力以及此时水对容器底部的压强 3 若从图示状态开始 通过阀门 K 缓慢放水 当容器中水面下降了 2cm 时 细绳刚好被拉断 则细绳能承受的最大拉力是多少 g 取 10N Kg 水的密度为 1 0 103kg m3 解 1 正方体 M 的质量 mM 2kg 体积为 VA L3 10cm 3 1000cm3 1 10 3m3 第第 13 页页 共共 36 页页 所以 密度 A 2 103kg m3 2 由于用细绳悬挂放入水中 有 的体积露出水面 则 V排 1 1 VA 1 10 3m3 8 10 4m3 受到的浮力为 F浮 1 水gV排 1 1 0 103kg m3 10N kg 8 10 4m3 8N 设正方体悬挂放入水中后水深为 h 则有 Sh Sh V排 1 则 h h 0 12m 0 16m 此时水对容器底部的压强 p 水gh 1 0 103kg m3 10N kg 0 16m 1 6 103Pa 3 原来正方体 M 浸入水中深度为 h1 1 L 10cm 8cm 水面下降 2cm 时正方体 M 浸入水中深度为 h2 h1 2cm 8cm 2cm 6cm 则 V排 2 h2L2 6cm 10cm 2 600cm3 6 10 4m3 F浮 2 水gV排 2 1 0 103kg m3 10N kg 6 10 4m3 6N 当绳子刚被拉断时有 Fm F浮 2 G 所以细绳能承受的最大拉力 Fm G F浮 2 20N 6N 14N 答 1 正方体 M 的密度为 2 103kg m3 2 正方体 M 受到的浮力为 8N 此时水对容器底部的压强为 1 6 103Pa 3 当容器中水面下降了 2cm 时 细绳刚好被拉断 细绳能承受的最大拉力是 14N 12 2015 南宁 体重为 600N 的小聪用如图 19 所示的滑轮组来竖直提升物 体 A 当 A 以 0 1m s 的速度匀速上升时 小聪对绳子的拉力 F 为 400N 滑轮组的机械效率为 80 不计摩擦及绳重 求 1 拉力 F 的功率 2 物体 A 受到的重力 3 小聪拉动绳子前后对地面的压强之比 4 小聪使用该滑轮组能提起物体的最大重力 解答 1 由图通过动滑轮绳子的段数 n 3 物体 A 匀速上升 拉力 F 的功率 P Fv Fnv物 400N 3 0 1m s 120W 2 根据 物体 A 受到的重力 G nF 80 3 400N 960N 3 小聪拉动绳子前对地面压力 F G人 600N 小聪拉动绳子后对地面压力 F G人 F 600N 400N 200N 第第 14 页页 共共 36 页页 小聪拉动绳子前后对地面的压强之比 4 不计摩擦及绳重 F G物 G动 提起 A 时 G动 3F GA 3 400N 960N 240N 小聪对绳子自由端拉力最大等于他的重力 即 F最大 G人 600N 此时提起物体的重力最大 G最大 3F G动 3 600N 240N 1560N 答 1 拉力 F 的功率为 120W 2 物体 A 受到的重力为 960N 3 小聪拉动绳子前后对地面的压强之比 3 1 4 小聪使用该滑轮组能提起物体的最大重力为 1560N 13 2015 河池 我国自行制造的履带式旋挖井机 用于建筑工地打井作业 它的结构示 意图如图 24 所示 整机由主机 B 动力连杆 C 和支架 E 及钢丝绳 H 组成 附属设备由空 心钻杆 A 和钻头 D 大小可根据需要更换 组成 旋挖井机工作时 主机通过 C 将动力传 给 A A 带动 D 竖直往下旋挖 并将挖出的泥沙填充到 A 内 停止旋挖时 C 与 A 完全分 离 H 的拉力可把 A D 和泥沙提到地面 部分数据见下表 1 假设旋挖井机用 20s 将 0 5t 的泥沙从井下先提高 10m 接着又用 5s 将泥沙水平移 动 3m 后卸到地面上 求此过程中 旋挖井机做的有用功和有用功率 2 把已卸掉泥沙的 A 和 D 固定好后竖直立放在井中 此时 C 与 A 完全分离且 H 处 于松弛状态 固定在 A 上的 D 的横截面示意图如图 25 所示 其中 S 为 D 与泥沙的 接触面积 即图中的阴影部分 R 为 D 的半径 求 D 对井底泥沙的压强 3 假设某时旋挖井机靠近 A 一侧的履带离开地面向上翘起 且只有 M 点着地 H 处 于松弛状态 A 对 C 竖直向上的力为 F 请你比较此状态下整机重力 G 重心在 O 点 与力 F 的大小 解答 1 根据功的定义 旋挖井机提高泥沙时对泥沙做功 水平移动移动时不做功 W有 Gh mgh 0 5 103kg 10N kg 10m 5 104J 此过程用时 t 20s 5s 25s 第第 15 页页 共共 36 页页 有用功率 P有 2 103W s J 25 105 4 2 卸掉泥沙的 A 和 D 固定好后竖直立放在井中 此时 C 与 A 完全分离且 H 处于松弛 状态 由图 D 半径 40cm 由表格此钻头质量 100kg 所以 D 对井底泥沙压力 F G m杆 m钻头 g 5 103kg 100kg 10N kg 5 1 104N 由题 S 为 D 与泥沙的接触面积 S 500cm2 D 对井底泥沙的压强 p 1 02 106Pa 3 旋挖井机在 D 对 C 向上力 F 的作用下履带离开地面向上翘起 且只有 M 点着地 相 当于一个杠杆 M 点为支点 如图所示 H 处于松弛状态 对杠杆没有力的作用 根据杠杆的平衡条件 FLF GLG 由图可知 LF LG 所以 F G 14 2015 达州 某工人用如图所示的装置把一重 1200N 的箱子从斜面底端匀速拉到顶端 用时 10s 已知斜面长 6m 高 2m 此装置的机械效率为 80 滑轮重 绳重 滑轮与 绳之间的摩擦均不计 求 1 拉力 F 2 拉力 F 做功的功率 3 箱子与斜面间的摩擦力 说明 本题的装置为斜面与动滑轮的组合机械 难点是第 3 问求摩擦力 解答 1 物体从底端到顶端的路程为 L 则绳子自由端移动的距离为 2L 此装置的机械效率 LF Gh W W 2 总 有 第第 16 页页 共共 36 页页 拉力 F N m mN L Gh 250 6 802 21200 2 2 拉力 F 做的功 W总 Fs绳 250N 2 6m 3000J 拉力 F 做功的功率W s J t W P300 10 3000 总 3 有用功 W有 Gh 1200N 2m 2400J 额外功 W额 W总 W有 3000J 2400J 600J 滑轮重 绳重 滑轮与绳之间的摩擦均不计 W额 G动L 则动滑轮的重N m J L W G100 6 600 额 动 15 2015上海 如图11 所示 薄壁圆柱形容器甲和圆柱体乙置于水平地面上 容器甲足 够高 底面积为5 10 2m2 盛有质量为5 千克的水 圆柱体乙的重力为160 牛 底面 积为8 10 2m2 求容器甲内水的体积V水 求圆柱体乙对水平地面的压强 p乙 若将一物块A 分别浸没在容器甲的水中 放在圆柱体乙上表面的中央时 水对容器 甲底部压强的变化量与圆柱体乙对水平地面压强的变化量相等 求物块A的密度 A 解答 第第 17 页页 共共 36 页页 16 2015 资阳 简阳芦葭已被国务院正式批准为天府新区成都新机场场址 预计 2015 年底开建 建设中挖掘机将发挥重要作用 某型号挖掘机的实物和作业范围以及部分 相关数据如下图表所示 挖掘机以最大输出功率工作时 可在 t 4s 内将一满铲斗的密 度为 1 6 l03kg m3的泥土从最大挖掘深度处匀速移送到位于最大卸料高度的运渣车 上 取 g 10N kg 求 指 标数值 整机质量 m5000 kg 标准斗容 V0 5 m3 最大输出功率 P40 kW 最大挖掘深度 d3 m 最大卸料高度 h5 m 两履带与地面接触的总面积 S4 m2 1 挖掘机静止在水平地面上不工作时对地面的压强 p 2 移送一满铲斗泥土的过程中 挖掘机对泥土所做的功 W 3 移送一满铲斗泥土的过程中挖掘机的机械效率 解析 1 挖掘机静止时 对地面的压力 F G mg 5000kg 10N kg 5 104N 第第 18 页页 共共 36 页页 对地面的压强 pa m pa S F p 4 2 4 1025 1 4 105 2 泥土的质量 m泥 V 1 6 103kg m3 0 5m3 800kg 挖掘机对泥土所做的有用功 W有 G泥h m泥gh 800kg 10N kg 3m 5m 6 4 104J 3 挖掘机的发动机 4s 内做的总功 W总 Pt 40 103W 4s 1 6 105J 挖掘机的机械效率 40 106 1 104 6 5 4 J J W W 总 有 答 1 挖掘机静止在水平地面不工作时 对地面的压强 p 为 1 25 104Pa 2 移送满斗泥土的过程中 挖掘机对泥土所做的有用功 W 为 6 4 104J 3 挖掘机的机械效率 为 40 17 2015 天津 底面积为 S0的圆柱形薄壁容器内装有密度为 0的液体 横截面积为 S1 的圆柱形木块由一段非弹性细线与容器底部相连 且部分浸入液体中 此时细线刚好伸直 如图 19 所示 已知细线所能承受的最大拉力为 T 现往容器中再缓慢注入密度为 0的液 体 直到细线刚好被拉断为止 请解答下列问题 1 画出细线刚好伸直时 木块在竖直方向上的受力示意图 2 导出细线未拉断前 细线对木块拉力 F 与注入液体质量 m 之间的关系式 3 求出细线刚好被拉断时与细线断后容器中液面恢复稳定时 容器底部所受液体压强 的变化量 解答 第第 19 页页 共共 36 页页 强烈推荐 原创 从几十套题中精选 花了不少时间编辑和校对 含解析 适合培优用 20152015年中考物理试题分类汇编年中考物理试题分类汇编 力学压轴题 二 力学压轴题 二 1 2015 郴州 如图是一厕所自动冲水装置 圆柱体浮筒 A 与阀门 C 通过杆 B 连接 浮筒 A 的质量为 1kg 高为 0 22m B 杆长为 0 2m 阀门 C 的上表面积为 25 cm2 B 和 C 的质量 厚度 体积及 摩擦均忽略不计 当 A 露出 0 02m 时 C 恰好被 A 拉开 实现了自 动冲水 g 取 10N kg 求 1 刚拉开阀门 C 时 C 受到水的压强和压力 2 此时浮筒 A 受到的浮力 3 浮筒 A 的密度 解析 1 阀门 C 处水的深度 h h浸 L 0 22m 0 02m 0 2m 0 4m 水对阀门 C 的压强pamkgNmkgghp 333 1044 0 10 10 水 水对阀门 C 的压力NmpapSF101025104 243 2 C 恰好被 A 拉开 浮筒 A 对阀门 C 的拉力NFF10 拉 浮筒 A 的重NkgNkgmgGA10 101 此时浮筒受向上的浮力 向下的重力和向下的拉力 第第 20 页页 共共 36 页页 浮筒 A 受到的浮力NNNFGF A 201010 拉浮 3 浮筒 A 排开水的体积 33 33 102 10 10 20 m kgNmkg N g F V 水 浮 排 浮筒 A 的底面积 22 33 101 2 0 102 m m m h V SA 浸 排 浮筒 A 的体积 3322 102 222 0 101mmmhSV AAA 浮筒 A 的密度 33 33 1045 0 102 2 1 mkg m kg V m A A A 2 2015 株洲 一根金属棒 AB 置于水平地面上 今通过弹簧测力计竖直地将棒的右端 B 缓慢拉起 如图甲所示 在此过程中 弹簧测力计对棒所做的功 W 与 B 端离开地面 的高度 x 的关系如图乙所示 请根据图象解答下列问题 1 该金属棒的长度 l m 2 在 B 端拉起的过程中 当 x1 0 6m 时 测力计的示数为 F1 N 当x2 1 6m 时 测力计的示数为 F2 N 3 求金属棒的重心到 A 端的距离 d 解析 本题的难点是看懂图像 从图像中获取有用信息 1 由图乙可知 两段图线均为倾斜直线 说明做功与移动的竖直距离成正比 而第 2 段 图线更陡一些 说明拉力更大 原因是此时金属棒已经离开地面 拉力等于金属棒的重了 由此可知 B 端离开地面的高度为 1 2m 时 金属棒即将离开地面 所以金属棒长 1 2 米 2 图乙中 x 为 0 1 2m 过程中 金属棒被提起的高度 h1 1 2m 对金属棒所做的功 W1 3 6J W1 F1h1 拉力 F1 3N 图乙中 x 为 1 2m 1 6m 过程中 金属棒被提起的高度 h2 1 6m 1 2m 0 4m 对金属棒所做的功 W2 5 6J 3 6J 2J W2 Gh2 金属棒的重 G 5N 则 F2 G 5N m J h W 4 0 2 2 2 乙 JW mx 0 3 6 1 2 5 6 1 6 乙 第第 21 页页 共共 36 页页 3 金属棒未提离地面时 根据相似三角形知识可知 力臂之比 d l l l 棒 2 1 根据杠杆平衡条件有 F1l1 Gl2 即F1l棒 Gd 则重心到 A 端的距离 d 0 72m G lF 棒1 答 1 1 2 2 3 5 3 金属棒的重心到 A 端的距离 d 为 0 72m 3 2015 襄阳 如图所示 用滑轮组匀速提起 1200N 的重物 拉力做功的功率为 1500W 绳子的自由端向下拉的速度为 3m s 地面对人的支持力为 N1 不计绳重 和摩擦 1 滑轮组中有几股绳子承担重物 作用在绳自由端的拉力是多少 2 滑轮组的机械效率是多少 3 若用此滑轮组匀速提起 2400N 的重物时 地面对人的支持力为 N2 作用在绳自 由端的拉力是多少 若 N1 N2 5 1 时 人的重力是多少 解析 由图可知 n 3 Fv t Fs t W P F拉 500N 2 机械效率 100 100 100 100 80 3 不计绳重和摩擦 则 F拉 G动 G G动 3F拉 G 3 500N 1200N 300N 提起 2400N 的重物时 F拉 G动 G 300N 2400N 900N 人拉绳子的力与绳子拉人的力是相等的 人受 3 个力即向下的重力 向上的拉力 向上的支持力 因此有支持力 N G人 F拉 第第 22 页页 共共 36 页页 N1 G人 500N N2 G人 900N N1 N2 5 1 所以 G人 500N G人 900N 5 1 解得 G人 1000N 答 1 滑轮组中有 3 股绳子承担重物 作用在绳自由端的拉力是 500N 2 滑轮组的机械效率是 80 3 若用此滑轮组匀速提起 2400N 的重物时 地面对人的支持力为 N2 作用在绳 自由端的拉力是 900N 若 N1 N2 5 1 时 人的重力是 1000N 4 2015 武汉 在建的杨泗港长江大桥是武汉市第十座长江大桥 大桥的两个桥塔均为钢 沉井基础 其中 2 号桥塔的钢沉井在距桥位上游 20 公里的工厂拼装完成后 采用气囊法整 体下水 是世界上同类方法下水质量最大的钢沉井 江水 1 0 103kg m3 钢 7 9 103kg m3 1 如图 1 所示 在钢沉井的底部两侧塞满气囊 松开固定的钢沉井的钢索后 钢沉井便 顺着倾斜的江滩滑入水中 钢沉井入水后能自己滑行数百米 这是由于 托 在钢沉井底部的气囊充气成圆筒状是为了 2 钢沉井下水后 依靠拖船将其拖行至指定位置 当拖船对钢沉井输出的总功率为 5000kW 时 1min 内将钢沉井匀速拖行了 120m 试估算这段时间内江水对钢沉井的 阻力 3 工人们将钢板焊接成有 18 个大小相同的方形孔的钢沉井 其俯视图如图 2 所示 钢 沉井的长 宽和高分别为 77m 40m 和 23m 质量为 6225t 经测算 这样的钢沉井 自行滑入江中稳定后 水面下的高度会达到 7 5m 为了让钢沉井在江中被拖行时能顺 利通过一些浅滩 下水前用质量为 31t 的钢板在钢沉井底部将一些方形孔密封起来 使钢沉井水面下的高度降到了 3 2m 请求出钢沉井底部被密封的方形孔的个数 解析 1 钢沉井便顺着倾斜的江滩滑入水中后 由于具有惯性 会继续向前运动 托在钢沉井底部的气囊充气成圆筒状 用利用滚动代替滑动以减小摩擦 2 拖船将钢沉井匀速拖行 受到的拉力与阻力是一对平衡力 即 F f 拖行速度 v 2m s P Fv fv 水对钢沉井的阻力 f 2 5 106N 第第 23 页页 共共 36 页页 3 设每一个方形孔的面积为 S 钢沉井自行滑入江中稳定后 第一次钢沉井平衡时 F浮 G钢井 且 F浮 水gV排 所以 水g S整 18S h mg 1 0 103kg m3 10N kg 77m 40m 18S 7 5m 6225 103kg 10N kg 解得 S 125m2 钢板在钢沉井底部将一些方形孔密封起来 设密封的孔有 n 个 则未堵住的孔有 18 n 个 第二次平衡时 F浮 G钢井 G板 即 水g S整 S未堵 h mg m板g 1 0 103kg m3 10N kg 77m 40m 18 n 125m2 3 2m 6225 31 103kg 10N kg 解得 n 9 故答案为 1 惯性 减小摩擦 2 江水对钢沉井的阻力为 2 5 106N 3 钢沉井底部被密封的方形孔的个数为 9 个 第第 3 问另解 问另解 5 2015 黄石 2014 年 10 月为黄石市 中小学科技体育艺术月 某中学九年级兴趣小 组进行了三项物理实践 请根据所给的条件进行计算 1 小红同学想估测自己站立时对地面的压强 她双脚站立在一张方格纸上 整个脚 印范围都与纸面接触 其中一只鞋底的轮廓如图甲所示 已知图中方格的边长为 2cm 小红同学的质量为 40kg g 取 10N kg 请估算小红同学站立时对地面的压 强 第第 24 页页 共共 36 页页 2 小明同学想测量自己快速上楼时克服重力做功的功率 他快速的从一楼跑到五楼 共用时 21s 已知小明同学的质量为 50kg 每层楼高为 3cm g 取 9 8N kg 请计 算小明同学快速上楼过程中克服重力做功的功率 3 大鹏同学想研究浮力问题 如图乙 一支粗细均匀的圆柱体蜡烛 长度 L 为 17cm 底部粘有小石块 将它竖直放入水中静止 露出水面的长度 h 为 1cm 现 点燃蜡烛 问 蜡烛是否能够烧完 若能请说明理由 若不能 请求出最后剩余 的长度 已知 蜡 0 9 103kg m3 水 1 0 103kg m3 解析 1 由图可知 一只脚印所占格数为 34 格 每小格的面积为 2cm 2cm 4cm2 4 10 4m2 双脚接触地面的总面积 S 2 34 4 10 4m2 2 72 10 2m2 G mg 40kg 10N kg 400N 站立时对地面的压力等于其重力 F G 400N 对地面的压强 p 1 47 104Pa 2 小明同学的重力 G mg 50kg 9 8N kg 490N 上升高度为 h 4 3m 12m W Gh 490N 12m 5880J 克服重力做功的功率 P 280W 3 设小石块重力为 G石 体积为 V 蜡烛的横截面积为 S 刚点燃时蜡烛整体处于漂浮状态 所以 F浮 G蜡 G石 即 水g S L h 水gV 蜡g SL G石 设蜡烛熄灭时 最后剩余的长度为 x 此时悬浮 所以 F浮 G蜡 G石 即 水g Sx 水gV 蜡g Sx G石 得 水g S L h x 蜡g S L x 代入数据解得 x 0 07m 7cm 答 1 小红同学站立时对地面的压强为 1 47 104Pa 2 上楼过程中克服重力做功的功率为 280W 3 最后剩余的长度为 7cm 6 2015 荆门 如图是公厕里间歇式自动冲水箱的原理图 进水管口以 Q1 200cm3 s 的 第第 25 页页 共共 36 页页 流量 24h 不间断地向底面积为 1800cm2的长方体水箱注水 当水位上升至 h2 45cm 时 水箱中的水开始以 Q2 2000cm3 s 的平均流量从出水管口流出冲洗厕所 当水位下降至 h1 5cm 处时停止冲水 不计中水箱中水管的体积 求 1 水位在 h2时水箱底部受到水的压强 2 冲洗一次厕所所用的时间 3 为节约用水 在图示进水管 A 处安装一个由微电脑控制的电磁阀 当有人进入洗 手间时 门内侧红外探头通过微电脑开启电磁阀 向水箱注水 当水位升至 h2时 电 磁阀自动关闭停止注水 同时开始冲洗厕所 假设电磁阀平均每天开启 100 次 则安 装电磁阀后一天可节约多少千克水 解析 1 h2 45cm 0 45m 则水箱底部受到水的压强 p 水gh2 1 0 103kg m3 10N kg 0 45m 4500Pa 2 当水位从 h1上升至 h2需要注入的水的体积 V S h S h2 h1 1800cm2 45cm 5cm 72000cm3 冲洗一次厕所所用的时间 t 40s 3 安装电磁阀前 一天消耗水的体积 V1 Q1t 200cm3 s 24 3600s 1 728 107cm3 17 28m3 安装电磁阀后 一天消耗水的体积 开启 100 次 V2 100V 100 72000cm3 7 2 106cm3 7 2 m3 则节约的水 V V1 V2 17 28m3 7 2m3 10 08m3 安装电磁阀后 一天节约水的质量 m V 1 0 103kg m3 10 08m3 1 008 104kg 答 1 水位在 h2时水箱底部受到水的压强为 4500Pa 2 冲洗一次厕所所用的时间为 40s 3 安装电磁阀后一天可节约 1 008 104kg 的水 第第 26 页页 共共 36 页页 7 2015孝感 如下图所示 是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图 已知井深12m 物体重G 6 103N 汽车重G车 3 104N 汽车匀速拉绳子时的拉力F 2 2 103N 汽车受到的阻力为车重的0 1倍 求 1 将物体从井底拉至井口的过程中 汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功 2 滑轮组的机械效率为多少 保留一位小数 3 若汽车运动的速度为 3m s 则将物体由井底拉至井口需要多长时间 4 汽车牵引力为多少 牵引力的功率为多少 解析 1 n 3 s 3h 3 12m 36m 汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功 W Fs 2 2 103N 36m 7 92 104J 2 滑轮组的机械效率 100 100 100 100 100 90 9 3 v物 v 3m s 1m s 由 v s t 得 将物体由井底拉至井口需要的时间 t物 12s 4 牵引力 F牵 F f F 0 1G车 2 2 103N 0 1 3 104N 5 2 103N 拉力做功功率 P F牵v汽 5 2 103N 3 m s 1 5