初中物理力学难题综合测试题

初中物理力学难题综合测试题力学，作为初中物理的基石与核心，不仅充满了逻辑的严谨之美，也蕴含着解决实际问题的无穷智慧。这份综合测试题，旨在检验同学们对力学知识的融会贯通能力与深度思考能力。题目选取了力与运动、压强浮力、机械效率等核心模块中的难点问题，希望能帮助大家拨开迷雾，洞察力学本质。请同学们在解答时，务必仔细审题，规范步骤，充分调动所学知识。---一、选择题（每小题只有一个选项符合题意）1.如图所示，在粗糙水平面上，用水平拉力F拉动物体A和B一起做匀速直线运动。若在A的上方叠加一个与A完全相同的物体C，要保持A、B、C三者一起匀速直线运动，所需的水平拉力将（）（示意图提示：物体B在最下方，物体A在B上，力F作用在物体A右侧）A.不变B.变为原来的2倍C.变为原来的3倍D.无法确定2.盛有液体的圆柱形容器置于水平桌面上，容器的底面积为S，容器内液体的密度为ρ，液面高度为h。现将一个实心金属球用细线吊着缓慢浸没在液体中，金属球的体积为V，并未与容器底部接触。则以下说法正确的是（）A.液体对容器底部的压力增加量一定等于金属球受到的浮力B.容器对桌面的压力增加量等于金属球受到的重力C.液体对容器底部的压强增加量与金属球的密度有关D.若将细线剪断，金属球沉底后，容器对桌面的压力会增大二、填空题3.一个重为G的木块静止在倾角为θ的斜面上，木块与斜面间的动摩擦因数为μ。现对木块施加一个平行于斜面向上的拉力F，恰好能使木块沿斜面向上做匀速直线运动。则此拉力F的大小为__________（用题目中所给物理量的符号表示，并考虑最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。4.某同学用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组提升重物。他用50N的拉力在2秒内将重为80N的物体匀速提升了1米。在此过程中，该滑轮组的机械效率为__________。若不计绳重及摩擦，要提高该滑轮组的机械效率，可采取的措施是__________（写出一条即可）。三、计算题5.底面积为100cm²的圆柱形容器内装有适量的水，将一个边长为10cm的正方体木块用细线系住，细线的另一端固定在容器底部，此时木块有2/5的体积露出水面，如图甲所示。然后将一个质量为m的金属块轻轻放在木块上表面中央，木块恰好完全浸没在水中，如图乙所示。已知ρ水=1.0×10³kg/m³，g取10N/kg。求：（1）图甲中木块受到的浮力大小；（2）木块的密度；（3）金属块的质量m。6.如图所示，杠杆AOB在水平位置平衡，O为支点，AO:OB=2:3。物体C的重力为100N，底面积为200cm²，它放在水平地面上时，对地面的压强为3000Pa。杠杆B端通过细绳与物体C相连，A端通过细绳悬挂一个重为G的物体。不计杠杆自重、绳重及摩擦。求：（1）物体C对地面的压力大小；（2）细绳对物体C的拉力大小；（3）物体A的重力G。---参考答案与解析一、选择题1.答案：B解析：初始状态下，A和B一起做匀速直线运动，说明整体受到的拉力F与整体受到的摩擦力平衡，即F=f总=fA+fB。由于A、B一起运动，A与B之间是静摩擦力，但题目中未明确A、B间的摩擦情况，此处应理解为A、B作为一个整体，与地面间的滑动摩擦力是主要的。当在A上方叠加一个与A完全相同的物体C时，整体对地面的压力增大为原来的2倍（假设A、B质量相等，或更准确地说，整体质量变为原来的2倍）。在接触面粗糙程度不变的情况下，滑动摩擦力f=μN，N变为原来的2倍，故摩擦力变为原来的2倍。要保持匀速直线运动，拉力也需变为原来的2倍。因此，正确答案为B。2.答案：A解析：*A选项：金属球浸没，排开液体的体积等于金属球的体积V排=V球。液体对容器底部压力的增加量ΔF=Δp*S=ρ液gΔh*S=ρ液gV排=F浮。故A正确。*B选项：容器对桌面的压力增加量等于金属球的重力减去细线对金属球的拉力（若金属球悬浮或沉底且细线无拉力，则等于重力）。题目中明确“用细线吊着缓慢浸没”，且“并未与容器底部接触”，说明细线对球有拉力T，T=G球-F浮。因此，容器对桌面的压力增加量ΔF桌=G球-T=F浮，等于浮力，而非金属球的重力。故B错误。*C选项：液体对容器底部的压强增加量Δp=ρ液gΔh，Δh=V排/S容=V球/S容，与金属球的密度无关。故C错误。*D选项：剪断细线前，容器对桌面压力F前=G容+G液+G球-T。剪断细线后，若球沉底，容器对桌面压力F后=G容+G液+G球。因此，F后>F前，容器对桌面的压力会增大。但需注意，若球最终悬浮，则容器对桌面压力仍为G容+G液+G球，与沉底时相同。但无论如何，“会增大”是正确的，因为之前是G容+G液+F浮（由B选项分析知ΔF桌=F浮），之后是G容+G液+G球，而G球≥F浮（下沉或悬浮）。故D选项描述“会增大”是正确的。*综合分析：A选项表述严谨且正确。D选项在特定情况下（如球悬浮）压力是不变的，“会增大”不够严谨。故最佳答案为A。二、填空题3.答案：Gsinθ+μGcosθ解析：对木块进行受力分析。木块沿斜面向上匀速运动，受到竖直向下的重力G，垂直斜面向上的支持力N=Gcosθ，沿斜面向下的滑动摩擦力f=μN=μGcosθ，以及沿斜面向上的拉力F。根据平衡条件，F=G沿斜面向下的分力+f=Gsinθ+μGcosθ。4.答案：80%；增加提升重物的重力（或减小动滑轮的重力）解析：*机械效率：一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，有两种绕法，n=2或n=3。根据拉力F=50N，物重G=80N，若n=3，则F=(G物+G动)/3，G动=150N-80N=70N，机械效率η=G/(nF)=80/(3*50)≈53.3%；若n=2，则F=(G物+G动)/2，G动=100N-80N=20N，机械效率η=G/(nF)=80/(2*50)=80%。通常情况下，人站在地面拉，n=2更为常见，且80%是合理的效率值，故取n=2，η=80%。*提高机械效率的方法：在不计绳重及摩擦的情况下，η=G物/(G物+G动)。因此，增加G物或减小G动均可提高机械效率。三、计算题5.解：（1）木块体积V木=(0.1m)³=1×10⁻³m³。图甲中，V排甲=V木-V露=V木(1-2/5)=(3/5)V木=(3/5)×1×10⁻³m³=6×10⁻⁴m³。F浮甲=ρ水gV排甲=1.0×10³kg/m³×10N/kg×6×10⁻⁴m³=6N。（2）图甲中，木块漂浮（细线松弛无拉力时为漂浮，此处题目未明确细线是否有拉力，但后续加金属块后木块才完全浸没，暗示图甲中细线可能无拉力或拉力较小，此处按漂浮处理，即F浮甲=G木）。G木=F浮甲=6N。m木=G木/g=6N/10N/kg=0.6kg。ρ木=m木/V木=0.6kg/1×10⁻³m³=0.6×10³kg/m³。（3）图乙中，木块完全浸没，V排乙=V木=1×10⁻³m³。F浮乙=ρ水gV排乙=1.0×10³kg/m³×10N/kg×1×10⁻³m³=10N。此时，对木块和金属块整体受力分析：F浮乙=G木+G金。G金=F浮乙-G木=10N-6N=4N。m=G金/g=4N/10N/kg=0.4kg。答：（1）图甲中木块受到的浮力为6N；（2）木块的密度为0.6×10³kg/m³；（3）金属块的质量m为0.4kg。6.解：（1）物体C对地面的压力：F压=p*S=3000Pa×200×10⁻⁴m²=60N。（2）物体C静止在地面上，受到竖直向下的重力G_C=100N，竖直向上的支持力F支（大小等于F压=60N），竖直向上的细绳拉力F拉。由力的平衡条件：F拉+F支=G_C。所以，F拉=G_C-F支=100N-60N=40N。即细绳对物体C的拉力为40N，故细绳对杠杆B端的拉力F_B=F拉=40N（力的作用是相互的）。（3）根据杠杆平衡条件：F_A*OA=F_B*OB。已知AO:OB=2:3，设AO=2k，OB=3k。则F_A=(F_B*OB)/OA=(40N*3k)/(2k)=60N。因为物体A静止，细绳对A的拉力F_A等于物体A的重力G。所以，G=F_A=60N。答：（1）物体C对地面的压力大小为