2025北京初三一模物理汇编《力学计算题》含答案

2025北京初三一模物理汇编力学计算题一、计算题12025北京门头沟初三一模）如图所示，横杆AB可绕固定点O在竖直平面内转动，OA∶OB＝3∶2，装有适量水、底面积为400cm2的圆柱形容器放在水平面上。在杆A端用细绳悬挂物体甲，B端用细绳悬挂一形状不规则的物体乙，此时杆AB在水平位置平衡；将物体乙浸没在圆柱形容器的水中时，液面变化了10cm。此时将物体甲从A点移动到C点，OC∶OB＝1∶2，杆AB在水平位置平衡。已知：不计杆重与绳重，水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求：(1)物体甲受到的重力；(2)物体乙的密度22025北京石景山初三一模）在实际工程中，常通过合理设计建筑物地基以减小对地面的压强。为模拟这一现象，现用一长方体砖块研究放置方式与质量调整问题。水平地面上有棱长分别为a=0.2m、b=0.1m、c=0.4m，密度p=2×103kg/m3的长方体砖块，其三种放置方式如图所示，g=10N/kg。(1)请画出图中长方体砖块竖放时的受力示意图；(2)求该长方体砖块竖放时对水平地面的压强p；(3)为了使该长方体砖块对水平地面的压强为1200Pa，拟采取的方法有：将长方体砖块平放或侧放后，沿水平方向切去一定质量Δm。若要使切去的质量Δm较小，请说明采取的放置方法及理由，并求出Δm的较小值。32025北京东城初三一模）如图甲所示，已调零的压力传感器放在水平桌面上，薄壁容器放在压力传感器上，容器的重力G容为3N、底面积S1为100cm2。向容器中倒入一定质量的水，水的深度h1为20cm，此时压力传感器的示数F1为35N。g取10N/kg。(1)求倒入水后容器对压力传感器的压强p；(2)有同学认为：水对容器底的压力大小F9为32N，请你通过计算说明他的结果是否正确；(3)用细线系住一个圆柱形物块，物块的重力G物为20N、高h2为15cm、底面积S2为60cm2。将其缓慢放入第2页/共14页水中，物块始终未与容器接触，且水未溢出，如图乙所示。求物块浸没在水中时压力传感器的示数F2。42025北京朝阳初三一模）如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，小阳站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A以0.25m/s的速度匀速上升，人对绳子的拉力F所做的功W与时间t的关系如图乙所示。已知物体A重300N，小阳重500N，他双脚站立时与地面的接触面积为400cm2。求：(1)滑轮组的机械效率；(2)小阳对地面的压强。52025北京顺义初三一模）图甲所示为我国古代的一种计时器，称为“漏刻”，其计时原理是通过受水壶中水量的均匀变化来度量时间。图乙所示为小力同学制作的简易“漏刻”模型，该模型由播水壶、薄壁圆柱形受水壶、长方体浮舟（不吸水）、浮箭和标有刻度的标尺构成，浮箭重力忽略不计，其底部与浮舟相连。当向受水壶内均匀注水，可使浮箭和浮舟随水面匀速竖直上升，从而计时。已知受水壶高为50cm，底面积为600cm2，浮舟质量为0.2kg，高为5cm，底面积为50cm2。初始状态下，需要向受水壶内注水使浮舟漂浮进入工作状态，从浮舟刚漂浮到浮舟上升至上表面与受水壶上沿相平时为一个计时周期。P水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求：(1)浮舟进入工作状态时受到的浮力；(2)浮舟刚进入工作状态时，水对容器底的压强；(3)受水壶中水的深度为24cm时，其壶内水的质量m。62025北京丰台初三一模）小丰了解到，全球气候变暖使得大量海面浮冰熔化，导致海平面上升。对于第3页/共14页此说法他存在疑惑。查找相关材料后，他将该情景模拟为如图所示的简化实验：圆柱形容器中装有一定量的浓盐水，将一块纯水凝固成的冰块放入其中，用刻度尺测量此时液面到杯底的距离为H1；待冰块完全熔化后（不考虑液体蒸发再次测量此时液面到杯底的距离为H2。已知P盐>P水>P冰，请分析说明H1和H2的大小关系。72025北京燕山初三一模）用如图所示的电动起重机提升重为1200N的物体，其中绳子左端固定在装置外壳上，绳子自由端连接在电动机转轴上。绳子自由端在拉力F的作用下，使物体沿竖直方向以0.1m/s的速度匀速上升10s。动滑轮所受的重力为250N，在此过程中，动滑轮的机械效率为80%。求：(1)动滑轮的有用功；(2)绳子自由端的拉力F。82025北京通州初三一模）晓舟模拟古人利用浮力打捞铁牛，用正方体M模拟铁牛，其质量m为300g。用高度为15cm的柱形薄壁水杯模拟打捞船，其质量与铁牛质量相等，将其放入水中漂浮，如图甲所示。向杯中装入质量为2m铁砂时，如图乙所示。用细线连接船和铁牛，使细线拉直且无拉力，再将铁砂从船中取出，当铁砂取完后，铁牛被拉起，如图丙所示。P水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg，求：(1)甲图中，船底部受到水的压力F甲。(2)乙图中，船浸入水中的深度h乙。(3)丙图中，铁牛受到的浮力F浮牛。92025北京海淀初三一模）将一物体悬挂在弹簧测力计下，稳定时弹簧测力计的示数为5N。如图所示，将物体浸没在水中，稳定时弹簧测力计的示数为3N。已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3，取g＝10N/kg。第4页/共14页(1)画出物体浸没在水中时的受力示意图。(2)求物体所受浮力的大小F浮。(3)求物体的体积V。102025北京西城初三一模）小林在研究各种材料的性质时，发现EPE珍珠棉（全称聚乙烯发泡棉）具有隔水、防潮、隔音、保温、环保、抗撞力强、密度小等诸多优点。经查阅，某款EPE珍珠棉的密度仅为28kg/m3，使用防水布紧密包裹此款珍珠棉制作一件负重感轻的水上救生衣，可提供给大体重人士使用。他亲自动手实践，用质量为0.3kg的防水布和一些珍珠棉，制作了一件体积为2.5×10-2m3（约等于珍珠棉的体积）的救生衣，如图所示。(ρ水=1×103kg/m3，g取10N/kg）求：(1)该救生衣浸没在水中时受到的浮力F浮衣；(2)该救生衣的重力G衣；(3)使用救生衣时至少保证使人的头部露出水面，若成年人的头部体积约占人体总体积的10%，人的平均密度为1.02×103kg/m3，请你通过计算判断：该救生衣能否供一位质量为153kg的人士使用？112025北京西城初三一模）小华要自制一个简易杆秤，她用一根木制长筷子作为秤杆，将一个小盆挂在秤杆的A点作为秤盘，在B点系一根细线作为提纽，用细线系一个螺母作为秤砣；秤盘中不放物品，手提提纽，移动秤砣位置使秤杆在水平位置平衡，将此时秤砣所在位置标记为定盘星O。秤盘中放入质量为100g的砝码，手提提纽，移动秤砣使秤杆在水平位置平衡，在此时秤砣所在的位置C处标记100g，如图所示。(1)请你判断小华能否在定盘星O与C点间均匀标记质量的刻线？第5页/共14页(2)请你运用所学知识分析说明。（为使问题简化，不考虑秤杆的重力。设秤盘的质量为m盘，秤砣的质量为m0，OB的距离为l0，AB的距离为l1；若待测物体的质量为m，秤杆水平平衡时秤砣悬挂点到提纽的距离为122025北京房山初三一模）如图所示，横杆AB可绕固定点O在竖直平面内转动，OA∶OB＝3∶2，在杆A端用细绳悬挂重为300N的配重，小强在B端通过细绳施加竖直方向的力F，杆AB在水平位置平衡，此时他对水平地面的压强为p。已知小强重为650N，两只脚与地面接触的总面积为400cm2，不计杆重与绳重。(1)画出小强的受力示意图。(2)求小强在B端施加的力F。(3)求小强对地面的压强p。132025北京大兴初三一模）水平桌面上静止放置一个圆柱形杯子，杯子重1N，底面积为30cm2，杯内盛有重3N的水。一个重1N的圆柱体物块M在竖直向下的压力F（F=1N）作用下静止在水中，如图所示。(1)画出物块M的受力示意图，并求出物块M受到的浮力大小；(2)求杯子对桌面的压强。142025北京平谷初三一模）建筑工地上，施工人员用起重机吊臂上的滑轮组吊起建筑材料，可简化成如图甲所示的滑轮组。当物重从G物=2000N开始逐渐增加，每次以0.1m/s的速度匀速提升2m，直到绳子达到最大承受力，图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图像，不计绳重及摩擦，求：(1)当滑轮组的机械效率为50%时，起重机的功率为多少？第6页/共14页(2)绳子能承受的最大拉力是多少？152025北京汇文中学初三一模）如图甲所示，将装有某种液体的圆柱形平底容器置于水平桌面上，其底面积为250cm2。一底面积为100cm2的圆柱形物块沉在容器底部。现在用弹簧测力计竖直向上匀速提升该物块，弹簧测力计示数F随物块上升高度h的变化关系如图乙所示。（g取10N/kg）求：(1)物体未露出液面前受到的浮力；(2)液体密度；(3)当物块完全离开液体后，容器中液体对该容器底部的压强。第7页/共14页参考答案【详解】（1）杆AB在水平位置平衡时，此时杠杆受到力FA=G甲，FB=G乙，对应的力臂分别是OA、OB容器的底面积是400cm2，放入物体后液面上升了10cm，那么此时浸入水中后FA=G甲，FB=（G乙F浮）对应的力臂分别是OC和OB根据杠杆平衡条件知G甲×OC=（G乙F浮）×OB联立①②,解得G甲=40N，G乙=60N（2）乙的质量=6kg3cm3(2)8000Pa(3)6.4kg【详解】（1）长方体砖块静止在水平地面上，处于平衡状态，受到重力G和支持力F是一对平衡力，大小相等、方向相反，从长方体砖块的重心，分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条带箭头的有向线段，注意两条线段的长度要相等，并分别标上符号G、F，如图所示：第8页/共14页（2）因水平面上物体的压力和自身的重力相等，所以该长方体对水平地面的压强=Pgc=2×103kg/m3×10N/kg×0.4m=8000Pa（3）该长方体的体积V=abc=0.2m×0.1m×0.4m=8×10-3m3由可得，该长方体的质量为m=PV=2×103kg/m3×8×10-由题意可知，要使该长方体对水平地面的压强为1200Pa，且沿水平方向切去一定质量Δm较小，由可知应使长方体对水平地面产生压强的受力面积最大，即将长方体平放，此时长方体剩余部分的重力即对水平地面的压力为G’=F’=p’S=p’ac=1200Pa×0.2m×0.4m=96N长方体剩余部分的质量为=9.6kg则Δm=m-m’=16kg-9.6kg=6.4kg3．(1)3500Pa(2)该同学的结论不正确(3)44N【详解】（1）容器对压力传感器的压强=3500Pa（2）水对容器底的压强p2=P水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa水对容器底的压力F’=p2S1=2000Pa×100×10—4m2=20N因为20N≠32N，所以该同学的结论不正确。（3）物块浸没在水中时受到的浮力F浮=P水gh2S2=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m×60×10m2=9N以物块为研究对象，受力分析如图1，物块受到的拉力F拉=G物以容器、水、物块为研究对象，受力分析如图2，由题意知，容器和水的总重为35N，容器受到的支持力G物F拉=35N+20N11N=44N由力的作用的相互性可知压力传感器的示数F2=F支=44N第9页/共14页4．(1)75%3Pa【详解】（1）由图像可得，所做总功W总=400J时，所用时间为4s，则所做的有用功W（2）运动4s，物体移动的距离h=vt=0.25m/s×4s=1m由图甲知，滑轮组承重绳子为2根，绳子端移动的距离s=2h=2×1m=2m绳端所受拉力=200N对人进行受力分析，如图1所示整个装置处于平衡状态，则有G人=F拉+F支5．(1)2N(2)400Pa(3)14.2kg【详解】（1）浮舟漂浮时，进入工作状态，由沉浮条件可知，浮舟受到的浮力等于重力，浮舟质量为0.2kg，则浮舟进入工作状态时受到的浮力F浮=G舟=m舟g=0.2kg×10N/kg=2N（2）当浮舟刚漂浮时，由阿基米德原理可得，排开液体的体积为V4m3=20m3第10页/共14页浮舟底面积为50cm2，浮舟漂浮时浸入水中的深度为m=0.04m（3）受水壶中水的深度为24cm时，浮舟仍处于漂浮状态，排开水的体积不变，则水壶中水的体积壶h2V排236．见解析【详解】设容器的底面积为S，容器中盐水的体积为V0，冰块漂浮在水面上，根据物体浮沉条件可知F浮=G冰，即ρ盐水gV排=ρ冰gV冰。则冰块排开的盐水的体积为V排=P冰。冰熔化成水之后，状态变化，质量不变，所以m冰=m水。即ρ冰V冰=ρ水V水。冰块熔化成水的体积V水=P冰。因为ρ盐水>ρ水，所以V水>V排；容器的底面积不变，根据H=可知，H1<H2。7．(1)1200J(2)750N【详解】（1）该动滑轮的有用功为克服物体重力所做的功，故W物h（2）由于滑轮的机械效率故该绳子自由端的拉力=750N(2)9cm(3)1N（2）甲、乙图中船处于漂浮状态G=F浮=P水gV排=P水gsh，由于乙图中船与铁砂所受总重力是甲图中船所对杯和M做整体受力分析容器和M所受总的浮力，根据沉浮条件F浮总=G总=G船+G牛=3N+3N=6N，则铁牛M所受的浮力F浮牛=F浮总-F浮丙=6N-5N=1N。(2)2N(3)2×10-4m3【详解】（1）物体浸没在水中时，受到重力、浮力、拉力，如图所示。（2）物体所受浮力的大小F浮=G-F=5N-3N=2N10．(1)250N(2)10N(3)能【详解】（1）该救生衣浸没在水中时受到的浮力为F浮衣=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×2.5×10-2m3=250N（2）该救生衣的重力G衣=G布+G棉=m布g+ρ棉V棉g=0.3kg×10N/kg+28kg/m3×2.5×10-2m3×10N/kg=10N（3）人受到的浮力总浮力F浮总=F浮衣+F浮人=250N+1350N=1600N人和救生衣的总重力G总=G人+G衣=m人g+G衣=153kg×10N/kg+10N=1540N因为F浮总>G总第12页/共14页所以该救生衣能供一位质量为153kg的人士使用。(2)见解析【详解】（1）能在定盘星O与C点间均匀标记质量的刻线。（2）根据杠杆的知识，杆秤可简化为下图：根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可得：杆秤空秤时G盘l1=G砣l0………………①杠杆称物体时（G盘+G）l1=G砣l……②②式-①式得Gl1=G砣（l-l0）即mgl1=m0g0）变形可得到因为m0、l0、l1是定值，所以待测物体的质量m与长度l成正比，即能在定盘星O与C点间均匀标记质量的刻线。12．(1)见解析(2)450N(3)5000Pa【详解】（1）人静止受力平衡，受到向下的重力、竖直向上的支持力和绳子的拉力，都画在重心上，如图所示：（2）根据杠杆平衡条件得到G配×OA=F×OB得到拉力×300N=450N（3）小强受到的支持力F支=G人-F=650N-450N=200N小强对地面的压力和受到的支持力是相互作用力，大小相等，所以小强对地面的压力F压=F支=200N小强对地面的压强=5000Pa第13页/共14页(2)2000Pa【详解】（1）静止在浸没在水中的物块M，受到竖直向下的重力、压力和竖直向上的浮力作用，三个力是平衡力，都作用在M的重心上，受力分析如图所示浮力的大小F浮=F+G=1N+1N=2N（2）杯子对桌面的压力F压=F支=F+G总=F+G杯+G水+GM=1N+1N+3N+1N＝6N杯子对桌面的压强=2000Pa14．(1)400W(2)6000N【详解】（1）当滑轮组的机械效率为50%时，有用功为W有=Gh=2