2021年2021年初中物理中考分类试题 38页

2021全国各地中考物理分类汇编－简洁机械15．（3分）（2021.黄冈）如以下图是液压起重车意图．使用时液压杆将起重臂顶起，可将重物吊起并安放到需要的地方．请在图中分别画出：（1）重物对起重臂的作用力的示意图及该力的力臂；（2）液压杆对起重臂最小作用力的示意图．考点：力臂的画法；力的示意图．专题：图像综合题．分析：（1）要解决此题，需要把握力臂的概念，知道力臂是从支点到力的作用线的距离．由支点向重力的作用线做垂线，垂线段的长度即为力G的力臂．（2）依据杠杆平稳条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，如阻力阻力臂乘积确定，就动力臂最大时动力会最小．解答：解：（1）重物对起重臂的作用力竖直向下，作用点在起重臂的左端；过支点O向力的作用线做垂线，即为力臂L2；（2）力臂最长，此时的力最小，确定出力臂然后做力臂的垂线即为力F1，如以下图：点评：依据杠杆的平稳条件，要使杠杆上的力最小，必需使该力的力臂最大，而力臂最大时力的作用点一般离杠杆的支点最远，所以在杠杆上找到离杠杆支点最远的点即力的作用点，这两点的连线就是最长的力臂，过力的作用点作垂线就是最小的力．7.（2021山东济宁）小梦在探究杠杆平稳条件的试验时，先在杠杆两侧挂钩码进行试验探究，再用弹簧测力计取代一侧的钩码连续探究，如图4所示；他这样做的最终目的是（）CA.便于直接读出拉力的大小B.便于供应不同方向的拉力C.便于正确熟识力臂D.便于测量力臂的大小19.（2021山东济宁）小梦在进行物理复习迎接中考前，认真阅读了一遍物理课本；当他看到“人们在使用简洁机械时发觉：省力的机械不省距离，省距离1/38\n的机械不省力于是人们开头熟识到，力和物体在力的方向上移动距离的乘积，是一个有意义的物理量；”对文中“有意义”产生了疑问，于是重新设计试验进行了探究，收集的实验数据如下：试验器材物重G/N物体上上升度h/cm拉力F/N测量数据理想数据沿拉力方向移动的距离s/cm杠杆2104.14①动滑轮2101.2②20（1）请将表格中的数据补充完整；（2）结合上表中的数据进行分析，你认为“力和物体在力的方向上移动距离的乘积，是一个有意义的物理量；”其意义在于；（3）拉力的测量数据与理想数据不同的主要缘由是；(1)①5②1〔2〕评判机器的功效摩擦和机械自重17．（3分）（2021.南昌）下面是国王与阿基米德的一段杰出对话．国王说：“我想不费吹灰之力，就可以任凭移动任何重量的东西．”阿基米德说：“我不仅可以移动任何重量的东西，我仍可以撬动地球．”请你说出阿基米德应用的原理和实现撬动地球的条件．考点：杠杆的应用．专题：简答题；简洁机械．分析：杠杆平稳条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂，在阻力与阻力臂确定时，动力臂越大，动力越小，据此分析答题．解答：答：“给我一个支点，我可以撬动地球”所涉及到的物理学问是杠杆平稳原理．只要找到支点和足够长的杠杆即可撬动地球．点评：此题难度不大，是一道基础题，要会利用物理学问说明生活生活民间谚语常蕴涵有丰富的物理学问．8、（2021浙江丽水）如以下图，杠杆OAB能绕O点转动，在A点挂一重物G，为保持杠杆在水平位置平稳，在B点分别作用的四个力中最小的是（）A．F1B．F2C．F3D．F48、由图可知，动力F3与OA垂直，就动力F3对应的动力臂就是OA，它是最长的动力臂．由杠杆平稳条件F1L1=F2L2可知，在阻力和阻力臂都确定的情形下，动力臂越长就动力越小．因为F3对应的动力臂最长，所以F3最小．应选C．5．（2分）（2021.青岛）以下各图中，正确选项（）2/38\nA．B．光的反射C．平面镜成像D．力和力臂同名磁极间的磁感考点：作光的反射光路图；力臂的画法；平面镜成像的相关作图；磁场专题：图像综合题．分析：①在光的反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一平面内；反射光线、入射光线分居法线两侧；反射角等于入射角；②物体在平面镜中成正立、等大的虚像；虚像到镜面的距离等于物体到镜面的距离；像物连线与平面镜相垂直；③从支点到力的作用线的垂直距离叫力臂；④同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引；磁感线从磁体N极动身回到S极．解答：解：A、由图知，入射角为90°﹣40°=50，反射角等于入射角，也是50°．此选项错误；B、物体在平面镜中所成的像要用虚线表示．此选项错误；C、力臂是支点到力的作用线的垂直距离，不是支点到力的作用点距离．此选项错误；A．杠杆种类特点应用举例优点缺点省力杠杆省力费距离钳子费劲杠杆省距离费劲钓鱼竿等臂杠杆不省力不费劲天平不省距离不费距离B．物距u像的性质倒正大小虚实u＞2f倒立缩小实像u=2f倒立等大实像2f＞u＞f倒立放大虚像u＜f正立放大虚像C．电磁现象磁场对电流的作用电磁感应有关方向及其因素导体受力方向与磁场方向、电流方向有关感应电流方向与磁场方向，切割磁感线运动方向有关能量转化电能转化为机械能机械能转化为电能应用电动机发电机3/38\nD．受力情形运动形式运动状态不受力匀速直线运动不变受力受平稳力静止受非平稳力变速直线运动或转变曲线运动D、由图知，磁极相互排斥，所以是同名磁极；磁感线从磁极发出，所以都是N极．此选项正确．应选D．点评：此题考查了光的反射定律、平面镜成像特点、力臂和磁极间相互作用，学问点涵盖较多，难度不大，考查的是我们对学问把握的娴熟程度．11．（3分）（2021.青岛）以下学问结构中，正确选项（）考点：物理常识专题：其他综合题．分析：依据以下学问分析答题：（1）杠杆的分类：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂，费距离；②费劲杠杆，动力臂小于阻力臂，省距离；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂．不省距离不费距离．（2）凸透镜成像规律：①u＞2f，成倒立，缩小的实像；②u=2f，成倒立、等大的实像；③2f＞u＞f，成倒立、放大的实像；④u＜f，成正立、放大的虚像．（3）①通电导体在磁场中会受到力的作用．它的受力方向跟电流方向、磁感线方向有关，应用于电动机，电能转化为机械能；②当闭合电路的一部分在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就会产生电流．这个现象叫电磁感应现象，产生的电流叫感应电流．感应电流方向与磁场方向，切割磁感线运动方向有关．应用于发动机，机械能转化为电能．（4）物体不受力或受平稳力作用，物体处于平稳状态，物体做匀速直线运动或静止，运动状态不变；物体受非平稳力作用，做变速运动，运动状态不断变化；解答：解：A、钳子是省力杠杆，动力臂大于阻力臂，费距离；钓鱼竿是费劲杠杆，动力臂小于阻力臂，省距离；天平是等臂杠杆，动力臂等于阻力臂．不省距离不费距离．故A正确B、选项中，当2f＞u＞f时，成倒立、放大的实像，不是虚像，故B错误；C、通电导体在磁场中会受到力的作用．它的受力方向跟电流方向、磁感线方向有关，应用于电动机，电能转化为机械能；②当闭合电路的一部分在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就会产生电流．这个现象叫电磁感应现象，产生的电流叫感应电流．感应电流方向与磁场方向，切割磁感线运动方向有关．应用于发动机，机械能转化为电能，故C正确；D、物体不受力或受平稳力作用，物体处于平稳状态，物体做匀速直线运动或静止，运动状态不变；物体受非平稳力作用，做变速运动，运动状态不断变化，故D正确；应选ACD．点评：此题考查了杠杆的特点、凸透镜成像规律、磁场对电流的作用和电磁感应现象，物体运动状态与受力的关系，考查的学问点较多，是一道学科综合题，但难度不大，娴熟把握基础学问即可正确答题．17．（6分）（2021.青岛）运用学问解决问题：4/38\n﹣3m3（3）如图2所示的轻质杠杆AB，OA=20cm，OB=40cm．物体M的密度为3×103kg/m3．体积为8×10．叶子姐姐在B端施加100N的力使杠杆水平平稳，就此时物体M受到水平面的支持力FM=40N，请画出物体M的受力示意图．考点：杠杆的平稳分析法及其应用；力的示意图；专题：其他综合题．分析：（3）由密度公式的变形公式求出物体质量；由杠杆平稳条件求出绳子对M的拉力，然后由平稳条件求出地面对M的支持力，最终作出受力示意图．﹣3解答：解：（3）由密度公式：ρ=可知，物体的质量m=ρV=3×103kg/m3×8×3，10m=24kg由杠杆平稳条件得：T×OA=F×OB，即：T×20cm=100N×40cm，解得：T=200N，地面对M的支持力：FM=mg﹣T=24kg×10N/kg﹣200N=40N，受力示意图如以下图：故答案为：（3）40；如以下图．点评：（3）应用密度公式与杠杆平稳条件即可正确解题．32．（6分）（2021.邵阳）小猴和小白兔同时发觉了一个实心胡萝卜，它们都想多分点．小猴提出支配方案：将胡萝卜放在三角形石块的尖端，调剂胡萝卜位置，使胡萝卜静止时保持水平，然后沿支点处竖直切开，各拿一份，如图甲所示．小白兔说：“我要长的那一头！”，小猴却暗自兴奋．请问：（1）从质量角度来看，小猴有没有吃亏？答：没有．5/38\n（2）从图乙可看出，造成上述现象的缘由是：A端重力的力臂小于（选填“大于”或“小于”或“等于”）B端重力的力臂，依据杠杆平稳的条件可得出：A端的质量大于（选填“大于”或“小于”或“等于”）B端的质量．17．（3分）（2021.安徽）身高相同的兄弟二人用一根重力不计的均匀扁担抬起一个900N的重物．已知扁担长为1.8m，重物悬挂点与哥哥的肩之间的距离OA=0.8m，如以下图．就（）A．以哥哥的肩A为支点，可运算出弟弟承担的压力为400NB．以O为支点，可运算出兄弟二人承担的压力之比为4：9C．以O为支点，可运算出兄弟二人承担的压力之比为9：5D．以弟弟的肩B为支点，可运算处哥哥承担的压力为600N考点：杠杆的平稳分析法及其应用．专题：简洁机械．分析：（1）依据杠杆平稳的条件（F1L1=F2L2）运算出弟弟对杠杆的支持力，然后依据相互作用力的关系求出压力的大小；6/38\n（2）以O为支点，利用杠杆平稳条件的变形公式即可求出兄弟二人对杠杆支持力之比，然后依据相互作用力的关系可知兄弟二人承担的压力之比；（3）依据杠杆平稳的条件（F1L1=F2L2）运算出哥哥对杠杆的支持力，然后依据相互作用力的关系求出压力的大小．解答：解：A、以哥哥的肩A为支点，由F1L1=F2L2可知，弟弟对杠杆的支持力：F1===400N；由于压力和支持力是一对相互作用力，因此弟弟承担的压力为400N，故A正确；7/38\nBC、以O为支点，由F1L1=F2L2可知，兄弟二人对杠杆支持力之比为===8/38\n=，由于压力和支持力是一对相互作用力，因此兄弟二人承担的压力之比为4：5或5：4；故BC错误；D、以弟弟的肩B为支点，由F1L1=F2L2可知，哥哥对杠杆的支持力：F1′==9/38\n=500N；由于压力和支持力是一对相互作用力，因此哥哥承担的压力为500N，故D错误．应选A．点评：此题考查了同学对杠杆平稳条件的懂得和灵敏运用，依据图示得出不同情形下已知力和力臂的大小是此题的解题关键．5．（3分）（2021.宜宾）如以下图，以下杠杆中属于费劲杠杆的是（）A．拦道木升起B．活塞式抽水机抽水C．手推车D．羊角锤拨钉子考点：杠杆的分类．专题：简洁机械．分析：结合图片和生活体会，判定以上几种简洁机械在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判定它们属于哪种类型的杠杆．解答：解：A、结合图片和生活体会可知，活塞式抽水机在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A错误；B、拦道木升起时动力臂小于阻力臂，是费劲杠杆，故B正确；C、手推车在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C错误；D、结合图片和实际生活体会可知，在使用羊角锤时，动力臂大于阻力臂，所以它是省力杠杆，不符合题意；应选B．10/38\n点评：此题考查的是杠杆的分类问题，解决此类题目的关键是明确三种杠杆的分类方法和三种杠杆的特点，并结合生活实际来解答．24．（4分）（2021.株洲）如图是运动员在水平地面上做俯卧撑时的情形．已知地面对两个手掌的支持力为360N，对两个脚尖的支持力为240N，手掌到脚尖的距离为1.5m，就运动员所受的重力为600N，人体重心到脚尖的水平距离为0.9m．考点：杠杆的平稳分析法及其应用．专题：运算题；简洁机械．分析：（1）依据物体的受力平稳即可求出重力；（2）以脚尖为支点，就支持力的力臂为L1，人体重心到脚尖为L2，依据杠杆平稳条件即可求出L2．解答：解：（1）运动员在竖直方向受竖直向上的支持力F1、F2，竖直向下的重力G的作用，物体受力平稳，就G=F1+F2=360N+240N=600N；（2）以脚尖为支点，就支持力的力臂为L1，人体重心到脚尖为L2，依据杠杆平稳条件得：F1L1=GL2，11/38\nL2===0.9m．故答案为：600；0.9．点评：此题通过同学的体育活动考查物体受力平稳分析和杠杆平稳条件的应用，综合性较强，也表达了生活和物理的亲热关系．19．（2分）（2021.威海）自行车是中国老百姓最常用的交通工具，几乎家家都有，请你依据自行车的构造和使用情形完成下表：举例物理原理示例急刹车，紧捏制动车把增大压力，从而增大摩擦力（1）经常在转轴部位加润滑油（2）刹车时，用不太大的力捏闸就可以使闸皮紧紧的压在车圈上减小接触面粗糙程度（使接触面分别），从而减小摩擦力由于动力臂大于阻力臂，所以省力考点：增大或减小摩擦的方法；杠杆的动态平稳分析．专题：应用题．12/38\n分析：自行车的制造和使用应用了很多物理学问，它涉及到杠杆、轮轴、摩擦力和惯性等学问块，在解题时应先将各个小题的内容向各高校问块靠拢，然后再找出相应的学校问点．解答：解：（1）经常在转轴部位加润滑油，物理学原理是：减小接触面粗糙程度（使接触面分别），来减小摩擦．（2）刹车时，用不太大的力捏闸就可以使闸皮紧紧的压在车圈上，物理学原理是：刹车闸的动力臂大于阻力臂，是省力杠杆．故答案为：（1）减小接触面粗糙程度（使接触面分别）；（2）动力臂大于阻力臂．点评：此题是一道关于摩擦力、杠杆的综合题，在解题时应认真分析每一个项．12．（6分）（2021.嘉兴）使用机械可以极大地减轻人们的劳动强度，提高工作效率．（1）如图甲，工人在铺设电缆时，要在转弯处安装一组导向轮，这组导向轮属于定滑轮（选填“动滑轮”或“定滑轮”）（2）如图乙，尖嘴钳是常用的电工工具，刀刃部分靠近转动轴，这是为了减小阻力臂，从而在使用时更加省力．考点：定滑轮及其工作特点；杠杆的应用．专题：简洁机械．分析：（1）定滑轮是轴固定不动的，不随货物升降的．（2）对杠杆分类：动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆，动力臂小于阻力臂的杠杆为费劲杠杆，动力臂等于阻力臂的杠杆为等臂杠杆．解答：解：（1）工人在铺设电缆时，在转弯处安装一组导向轮，这组滑轮的轴是固定不动，不随货物升降的，所以是定滑轮；（2）尖嘴钳的刀刃部分靠近转动轴是为了通过减小阻力臂，达到省力的目的．故答案为：（1）定滑轮；（2）减小阻力臂．点评：主要考查了定滑轮和动滑轮的区分，看滑轮是否随货物升降，判定是定滑轮仍是动滑轮．同时考查的是杠杆的分类和特点都是比较基本的东西，只要细心分析是不难作答的．8．（3分）（2021.东营）皮划艇是我国奥运优势项目之一，如以下图，竞赛中运动员一手撑住浆柄的末端（视为支点），另一手用力划浆．以下说法正确选项（）13/38\nA．为省力，可将用力划浆的手靠近支点B．为省力，可将用力划浆的手远离支点C．为省距离，可将用力划浆的手远离支点D．将用力划浆的手靠近支点，既能省力又能省距离考点：杠杆的应用．专题：简洁机械．分析：结合图片和生活体会，判定杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判定它是属于哪种类型的杠杆．解答：解：运动员一手撑住浆柄的末端（视为支点），另一手用力划浆．依据杠杆平稳条件F1L1=F2L2可知，船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费劲杠杆．为省力，可将用力划浆的手远离支点，故A错误，B正确；为省距离，可将用力划浆的手靠近支点，但费距离，故CD错误；应选B．点评：杠杆的分类：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费劲杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂．仍要明确：使用杠杆省力就费距离，费劲就省距离，既省力有省距离的机械是不存在的．4．（2021.南京）如以下图的器具，属于省力杠杆的是（）考点：杠杆的分类．专题：简洁机械．分析：结合图片和生活体会，先判定杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判定它是属于哪种类型的杠杆．14/38\n解答：解：A、镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费劲杠杆，故A错误；B、独轮车动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B正确；C、天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故C错误；D、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费劲杠杆，故D错误．应选：B．点评：此题考查的是杠杆的分类主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费劲杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂．（2021.白银）（2）如图乙所示是生活中常用的一款指甲刀，手柄CBA是省力（选填“省力”或“费劲”）杠杆，请在图中画出作用在A点的力F的力臂．考点：杠杆的应用．专题：图像综合题．分析：（2）依据动力臂与阻力臂间的关系判定杠杆的类型；利用作力臂的规章画出要求的力臂．解答：解：（2）由图示可知，指甲刀有三根杠杆组成，手柄CBA的支点是B，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；力臂如下图乙；点评：此题重点考查同学力臂的画法，属于中考的热点．13．（2分）（2021.泰安）如图为吊车从图示位置向上起吊货物的工作示意图，利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点缓慢转动，伸缩撑杆为圆弧状，伸缩时伸缩撑杆对吊臂的支持力始终与吊臂垂直．以下说法正确选项（）A．匀速缓慢顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力大小不变B．匀速缓慢顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力渐渐变小C．匀速缓慢顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力渐渐变大15/38\nD．吊臂是一个省力的杠杆考点：杠杆的动态平稳分析．解答：解：如图画出动力臂和阻力臂，动力臂L1小于阻力臂L2，依据杠杆平稳条件，动力大于阻力，是费劲杠杆．故D错误．吊车吊起货物的过程中，阻力不变，阻力臂减小，动力臂不变，动力减小，所以支持力逐步变小．故B正确，AC错误．应选B．点评：正确确定动力、动力臂、阻力、阻力臂是解决此题的关键，吊车吊起货物时，确定变化量和不变量，依据杠杆平稳条件解决问题．18．（5分）（2021.广州）如图是手臂的简化图，手托住重物时，肌肉对前臂的拉力沿图中ab线．（1）在图中画出重物对手的压力；（2）画出肌肉对前臂的拉力方向；（3）画出拉力的力臂；（4）依据公式F1l1=F2l2判定肌肉对前臂的拉力大于重物对手的拉力（选填“大于”、“等于”、“小于”）．考点：力的示意图；力臂的画法；杠杆的动态平稳分析．专题：简洁机械．分析：（1）垂直压在物体表面上的力叫压力，压力的作用点在两个物体的接触面上；（2）沿拉力的方向作出拉力的示意图；（3）已知支点位置，从支点向拉力的作用线引垂线段，就是拉力的力臂；（4）杠杆的平稳条件是F1l1=F2l2．解答：解：（1）重物对手的压力竖直向下，作用点在手掌上，示意图如下；（2）肌肉对前臂的拉力沿ab方向向上，示意图如下；（3）从支点O向ab引垂线段，即为拉力的力臂，如以下图；16/38\n（4）由图知，相对于O点，重物的力臂远远大于拉力的力臂，由公式F1l1=F2l2知，前臂是一个费劲杠杆，肌肉对前臂的拉力大于重物对手的压力．故答案为：（1）（2）（3）（4）F1l1=F2l2；大于．点评：此题考查的是力的示意图的作法和杠杆力臂作法及平稳条件的应用，是基本技能和规律的考查，明确压力、力臂的概念，把握杠杆的平稳条件，是解答的关键．11、〔2021浙江台州〕生活处处有科学；（1）“海鲜下啤酒”简洁患“痛风”病；“痛风”是人体血液中尿酸含量过高引起的，人体代谢产物尿酸过多与海鲜中富含▲（填养分素名称）有亲热关系；啤酒中就富含促使这种养分素分解的维生素B1；（2）有人利用筷子开启啤酒瓶盖（如图），筷子相当于▲（选填“省力”、“费劲”或“等臂”）杠杆；（3）成人每天饮少量红酒，对感冒、心血管疾病有预防作用；辨别真假红酒，有一个简便的方法：倒出少许红酒，加入纯碱，如酒由红色变成蓝色，证明是真酒；红酒中加入纯碱时仍能观看到有气泡产生；依据以上信息，估量红酒的pH▲7；（1）蛋白质（2）省力（3）小于〔或＜）30、（2021福建福州）小明在测量物重时，(1)弹簧测力计侧甲物体重.如以下图，甲物体重是_N；4.4(2)估测乙物体重约10N.请你利用以下器材帮他设计一个测量乙物体重的实脸方案；器材:乙物体，弹簧测力计〔0一5N〕.已调平稳的杠杆.刻度尺和细线；①简述主要测量步骤或在图30中画图出测量方案的示意图，并标出需测量的物理量符号；〔提示：作图时.弹簧测力计对杠杆的拉力F1用力的示意图表示，可不画出弹簧测力计实物图；〕②乙物体重力的运算表达式:G乙=_〔用测量的物理量符号表示）；17/38\n（1）4.4（2）如图（3）G2＝F1L1/L2（3）（2021苏州）图丙中，杠杆OBA在图示位置静止，请画出作用在A点的最小力F及其力臂L.10．（2分）（2021.邵阳）如以下图，工人用250N的力F将重为400N的物体在10s内匀速提升2m，就此过程中（）18/38\nA．工人做的有用功为800JB．工人做的总功为500JC．滑轮组的机械效率为60%D．拉力做功的功率为20W考点：有用功和额外功；滑轮（组）的机械效率；功率的运算．专题：功、功率、机械效率．分析：由滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股数n=2，就拉力F移动的距离s=2h．克服物体的重力所做的功是有用功，利用W=Gh即可求出有用功；拉力F与拉力移动距离的乘积为总功；有用功与总功的比值是机械效率；依据P=求出拉力的功率．解答：解：有用功：W有=Gh=400N×2m=800J；拉力F移动的距离：s=2h=2×2m=4m；拉力F所做的总功：W总=Fs=250N×4m=1000J；19/38\n滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=80%；20/38\n拉力做功的功率：P===100W．应选A．点评：此题考查了同学对总功、有用功、机械效率以及功率的懂得和把握，正确求出有用功和总功是关键．21．（8分）（2021.黄冈）当前城镇化建设进程中，在一些场馆和楼房建设工地上，常见一种“塔吊”的起重设备，其主要组成为电动机和机械两部分，如以下图．假设某“塔吊”配置的电动机铭牌上标有：额定电压380V，额定功率38kW，线圈电阻0.5Ω．在一次起吊中，该“塔吊”电动机正常工作25s，把质量为3t的重物吊起22m（g取10N/kg）．求：（1）电动机吊起重物的过程中消耗的电能．（2）电动机正常工作过程中线圈产生的热量．（3）该次起吊过程中“塔吊”机械部分的机械效率．考点：电功的运算；机械效率；焦耳定律．专题：分析：其他综合题．（1）已知电动机的额定功率和工作的时间，依据公式W=Pt可求消耗的电能．（2）已知电动机的额定功率和额定电压，依据公式I=可求电动机正常工作时的电流，线圈产生的热量依据公式Q=I2Rt可求．（3）已知电动机消耗的电能和产生的热量，二者之差就是对电能转化成的机械能，利用W有=Gh可求克服物体重力做的有用功，最终利用公式η=求出机械效率．解答：解：（1）由于电动机正常工作，消耗的功率等于额定功率，即P=38kW=3.8×104W，工作时间t=25s，所以电动机消耗的电能为：21/38\nW=Pt=3.8×104W×25s=9.5×105J（2）电动机正常工作时的电流：I===100A线圈产生的热量：Q=I2Rt=（100A）2×0.5Ω×25s=1.25×105J（3）线圈电流产生热量即该“塔吊”本身消耗的电能为W1=Q=1.25×105J，所以“塔吊”电能转化为机械能的总量，即机械部分所做的总功为：W总=W﹣W1=9.5×105J﹣1.25×105J=8.25×105J该次起吊过程中“塔吊”机械部分的机械效率：η=×100%=×100%=×100%=80%答：（1）电动机吊起重物的过程中消耗的电能9.5×105J．（2）电动机正常工作过程中线圈产生的热量1.25×105J．（3）该次起吊过程中“塔吊”机械部分的机械效率80%．点评：此题考查消耗电能、产生热量、物体的质量等的运算，关键是公式及其变形的灵敏运用，难点是求物体做的总功，这也是此题的重点，解题过程中仍要留意单位的换算．24．（5分）（2021.青岛）小雨受到的重力为640N，他站在水平地面上时对地面的压强为1.6×103Pa．（1）他用图甲所示滑轮组匀速提升物体A，滑轮组的机械效率为90%（不计绳重和摩擦），此时他对水平地面的压强为6×103Pa．就物体A重力GA=？（2）如图乙所示，如他用此滑轮组从水下缓慢提起边长为0.3m的正方体B（不计水的阻力、绳重和摩擦），当物体B的下表面所受水的压强为2×103Pa时，小雨对水平地面的压强为匀速提升物体A时对水平地面压强的，就物体B的密度ρB=？考点：滑轮组绳子拉力的运算；密度的运算；压强的大小及其运算．专题：其他综合题．分析：（1）依据p=求出人与地面的接触面积，再依据p=求出人拉物体时对地面的压力，从而求出人对绳子的拉力，再依据η===求出物体重力；（2）依据p=ρgh求出物体下表面到液面的深度，求出物体排开液体的体积，依据F浮=ρgV排求出物体受的浮力，依据题意求出此时小雨对地面的压强，依据p=求出小雨此时对地面22/38\n的压力，从而求出小雨的拉力，在第一问中，依据F=（G+G动）求出动滑轮重，依据F=（G﹣F浮+G动）求出物体重力，依据G=mg=ρVg求出物体密度．解答：解：（1）∵p=∴小雨与地面的接触面积S===0.04m2，匀速提升物体A时，小雨对地面的压力F′=p′S=6×103Pa×0.04m2=240N，小雨对绳子的拉力F拉=G﹣F′=640N﹣240N=400N，∵η===∴物体A的重力GA=3F拉η=3×400N×90%=1080N；（2）∵p=ρgh∴物体B浸入液体中的深度h===0.2m，物体排开水的体积V排=S′h=（0.3m）2×0.2m=0.018m3，物体受到的浮力F浮=ρgV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.018m3=180N，∵p=∴此时小雨对地面的压力F″=p″S=p′S=×6×103Pa×0.04m2=120N，小雨对绳子的拉力F拉′=G﹣F″=640N﹣120N=520N，∵F=（G+G动）∴动滑轮重G动=3F拉﹣GA=3×400N﹣1080N=120N，∵F=（G﹣F浮+G动）∴物体B的重力GB=3F拉′﹣G动+F浮=3×520N﹣120N+180N=1620N，∵G=mg=ρVg∴物体B的密度ρ===6×103kg/m3．答：（1）物体A重力为1080N；（2）物体B的密度为6×103kg/m3．点评：此题主要考查的是同学对压强、二力平稳学问、机械效率、液体压强、浮力、滑轮组的省力特点、质量、密度运算公式的懂得和把握，综合性很强，难度很大．14．（3分）（2021.安徽）工人师傅使用一个动滑轮将400N的重物匀速提升到3m高处，假如所用的拉力方向竖直向上、大小为250N，就（）A．拉力所做的功为750JB．机械的效率为80%C．如用该动滑轮提升更重的货物，机械效率将保持不变D．如接受轻质滑轮完成原任务，机械效率将保持不变23/38\n考点：功的运算；机械效率；机械效率的运算．专题：功、功率、机械效率．分析：（1）知道物体上升的高度，可利用公式W有用=Gh运算有用功；从题可知，使用的是一个动滑轮，就n=2，可利用s=2h求出拉力移动的距离，知道拉力大小，可利用公式W总=Fs运算拉力做的总功；最终利用机械效率的公式求动滑轮的机械效率；（2）增大机械效率的方法有二：一是增大有用功，即拉更重的重物；二是减小额外功，如减小摩擦、减轻动滑轮重．解答：解：A、拉力移动的距离为：s=2h=2×3m=6m，拉力做的总功为：W总=Fs=250N×6m=1500J，故A错误；B、有用功W有用=Gh=400N×3m=1200J，滑轮组的机械效率为：η=×100%=×100%=80%，故B正确．C、此题滑轮没有发生变化，所以在此过程中所做的额外功不变，由于物体的重力增加，24/38\n所以有用功增大，由公式η==可知，如用该动滑轮提升更重的货物，有用功在总功中所占的比值将增大，所以机械效率变大，故C错误．25/38\nD、接受轻质滑轮完成原任务，额外功减小，式η==可知，机械效率变大，故D错误．应选B．点评：此题考查了同学对有用功、总功、功率公式、机械效率公式、滑轮组s=nh的懂得和运用，懂得并求出有用功和总功是此题的关键．滑轮组的题目要先确定滑轮的性质，判定滑轮绳子段数，然后确定G、F、S、h之间的关系进行运算．11．（2分）（2021.威海）小刚和小明分别用沿斜面对上的力F甲、F乙把同一重物匀速拉到两个斜面的顶端，如两个斜面光滑、等高，甲斜面长4m，乙斜面长5m，所做的功跟别是W甲、W乙，就以下说法正确选项（）A．使用甲斜面比使用乙斜面要省功B．甲斜面的机械效率比乙斜面的机械效率高C．拉力F甲与F乙之比为5：4D．两个拉力做功W甲与W乙之比为4：5考点：功的大小比较；斜面的机械效率．26/38\n专题：机械与功．分析：①斜面光滑说明摩擦力为0，即使用光滑的斜面没有额外功．匀速拉同一物体到顶端，由于其高度相同，由功的原理可知沿斜面所做的功都等于不用机械而直接用手所做的功，从而可以判定出两次做的功W1和W2的大小关系．②知道斜面长的大小关系，利用W=Fs比较拉力关系．解答：解：①∵斜面光滑说明摩擦力为0，即使用光滑的斜面没有额外功，所以两个斜面的机械效率都是100%；∴把同一物体沿斜面分别拉到顶端，G和h相同，由W=Gh可知两次做的功相同，即W甲=W乙；②依据题意可知，F甲的斜面长度s甲=4m；F乙的斜面长度s乙=5m，依据公式W=Fs可知，所以力F甲：F乙之比=：=：=5：4．应选C．点评：此题考查斜面的省力情形，物体做功大小的判定，关键是知道接触面光滑，摩擦力为0，使用任何机械都不省功．也可以利用斜面倾斜角度越大，越费劲，来判定两次拉力的大小关系．26．（6分）（2021.威海）如图甲所示是某船厂设计的打捞平台装置示意图．A是动滑轮，B是定滑轮，C是卷扬机，卷扬机拉动钢丝绳通过滑轮组AB竖直提升水中的物体，可以将实际打捞过程简化为如图乙所示的示意图．在一次打捞沉船的作业中，在沉船浸没水中匀速上升的过程中，打捞平台浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂沉船时变化了0.4m3；在沉船全部露出水面并匀速上升的过程中，打捞平台浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂沉船时变化了1m3．沉船浸没在水中和完全露出水面后卷扬机对钢丝绳的拉力分别为F1、F2，且F1与F2之比为3：7．钢丝绳的重、轴的摩擦及水对沉船的阻力均忽视不计，动滑轮的重力不能忽视．（水的密度取1.0×103kg/m3g取10N/kg）求：（1）沉船的重力；（2）沉船浸没水中受到的浮力；（3）沉船完全露出水面匀速上升1m的过程中，滑轮组AB的机械效率．考点：重力的运算；阿基米德原理；滑轮（组）的机械效率．专题：功、功率、机械效率．分析：（1）在沉船全部露出水面匀速上升的过程中，打捞平台浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂沉船时变化了1m3，依据F浮=ρgV排求出打捞平台增大的浮力，即为沉船的重力；27/38\n（2）在沉船浸没水中匀速上升的过程中，打捞平台浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂物体时变化了0.4m3；依据F浮=ρgV排求出打捞平台增大的浮力，然后求出沉船受到的浮力；（3）依据F=（G+G动）求出动滑轮的重力，然后依据η=求出机械效率η．解答：解：（1）在沉船全部露出水面匀速上升的过程中，打捞平台浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂物体时变化了1m3，就打捞平台增大的浮力：F浮=ρgV排=1×103kg/m3×10N/kg×1m3=104N，即沉船的重力为G=104N；（2）在沉船浸没水中匀速上升的过程中，打捞平台浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂物体时变化了0.4m3；就打捞平台增大的浮力：F浮1=ρgV排1=1×103kg/m3×10N/kg×0.4m3=4×103N；所以沉船浸没水中受到的浮力为F浮2=G﹣F浮1=104N﹣4×103N=6×103N；（3）∵F拉1=F浮1，∴沉船浸没在水中匀速上升的过程中F1=（F拉1+G动），∵F拉2=G，∴沉船全部露出水面匀速上升的过程中，F2=（F拉2+G动），由于F1：F2=3：7，解得：G动=500N，沉船全部露出水面后匀速上升过程中，滑轮组AB的机械效率：η====×100%≈95.2%．答：（1）沉船的重力为104N；（2）沉船浸没水中受到的浮力为：6×103N；（3）沉船完全露出水面匀速上升1m的过程中，滑轮组AB的机械效率为95.2%．点评：此题是简洁机械、浮力、机械效率综合运算题，难度较大，能够分析出船在水中的浮力变化是解决此题的关键．9．（2021浙江宁波）利用如以下图的装置，工人用力F把重为100N的物体以0.2m／s的速度匀速提升6m；如不计绳重和摩擦，就这一过程中（▲）CA．拉力F的大小为50NB．绳子自由端的速度为0.4m／sC．拉力F所做的功为600JD．拉力F的功率为lOW22．（3分）（2021.广安）某试验小组在“测滑轮组机械效率”的试验中得到的数据如把表所示，第1、2、3次试验装置分别如图的甲、乙、丙所示．次数钩码重G/N钩码上上升度有用功W有用/J测力计拉力测力计移动距离总功W总/J机械效率14h/m0.10.4F/N1.1s/m0.50.5572.7%240.10.41.60.30.4883.3%28/38\n320.10.20.90.30.27（1）第3次试验中的机械效率是74.1%．（2）比较第2次试验和第3次试验，可得出初步结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越高．（3）第1次试验中动滑轮个数比第2次试验多，动滑轮自重增大，对动滑轮所做的额外功增大（选填“增大”或“减小”）．因而，由第1、2次试验可知：滑轮组的机械效率可能与动滑轮自重力大小有关．考点：滑轮（组）机械效率的测量试验．专题：探究型试验综合题．分析：（1）依据η=即可求出滑轮组的机械效率；（2）钩码上升的距离相同，绳子自由端移动的距离相同，提起的重物越重，机械效率越高．（3）提起的重物相同，上升的距离相同，有用功相同，动滑轮越重，额外功增大，总功增大，机械效率越小．所以滑轮组的机械效率跟动滑轮的重有关．29/38\n解答：解：（1）滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=×100%≈74.1%；30/38\n（2）第2、3两次试验数据，可得出：相同条件下，同一滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越高．（3）分析第1次和第2次试验数据可知，有用功相同，总功增大，额外功增大，机械效率降低．所以滑轮组的机械效率跟动滑轮的重有关．故答案为：（1）74.1%；（2）高；（3）增大．点评：此题考查了机械效率的运算、试验数据处理，认真分析试验数据是正确解题的关键．23．（10分）（2021.东营）“蛟龙号”制造了“中国深度”﹣﹣下潜7062m．今年“蛟龙号”将远赴印度洋探究2700m深处活火山的隐秘．已知：海水密度ρ═1.03×103kg/m3，声音在海水中的传播速度是1500m/s，取g=10N/kg．问：（1）“蛟龙号”下潜到2700m深度时受到的海水的压强是多少？（2）电磁波传播速度大，但是在海水中的传输距离是短．母船与“蛟龙号”信息传递要借助于声呐．在2700m深处的“蛟龙号”收到正上方母船的指令需要多长时间？（3）“蛟龙号”到达海底扔掉部支配重后，排开的水所受的重力是5×103N，它受到的浮力是多少？（4）任务完成后，起重机把重2.2×105N的“蛟龙号”吊到母船上，起重机滑轮装置原理如图乙，在滑轮装置作用下，“蛟龙号”离开水面后缓慢竖直上升10m后到达甲板，绳子自由端的拉力为68750N，移动的距离是40m，就滑轮装置的机械效率是多少？（5）你认为“蛟龙号”面临的主要技术难题是什么（答出一条即可）？考点：液体的压强的运算；浮力大小的运算；回声测距离的应用；滑轮（组）的机械效率．专题：其他综合题．分析：（1）知道蛟龙号下潜的深度，依据p=ρgh求出壳体受到海水的压强；（2）知道蛟龙号下潜的深度和海水中的声速，依据v=求出“蛟龙号”收到正上方母船的指令需要的时间．（3）由阿基米德原理可知，物体受到的浮力等于其排开液体的重力．31/38\n（4）对于已经组装好的滑轮组，依据η=×100%=×100%=32/38\n×100%=×100%求出滑轮装置的机械效率．（5）随着下潜深度的增大，压强会越来越大，温度会越来越低．解答：解：（1）蛟龙号壳体受到海水的压强：p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×2700m≈2.78×107Pa；33/38\n（2）由v=可得，“蛟龙号”收到正上方母船的指令需要的时间：t===1.8s；（3）“蛟龙”号受到的浮力等于它排开海水的重力：F浮=G=5×103N；（4）∵滑轮组承担物体重力的绳子股数：n===4，34/38\n∴滑轮装置的机械效率：η=×100%=×100%=×100%=35/38\n×100%=×100%=80%；（5）随着下潜深度的增大，压强会越来越大，温度会越来越低，所以下潜至深海需要克服的技术难题是：低温存压强．答：（1）受到的海水的压强是2.78×107Pa；（2）收到正上方母船的指令需要1.8s；（3）蛟龙号受到的浮力是5×103N；（4）滑轮装置的机械效率是80%；（5）“蛟龙号”面临的主要技术难题是压强．点评：此题以“蛟龙号”为载体综合考查了液体压强公式、速度公式、机械效率公式、阿基米德原理公式的懂得和应用，有利于同学综合才能的培养．17．（4分）（2021.南京）如以下图，搬运工人用滑轮组在20s内将重为540N的重物匀速提升3m，所用拉力为200N，就他所做的有用功是1620J，额外功是180J，拉力的功率是90W，滑轮组的机械效率是90%．36/38\n考点：有用功和额外功；滑轮（组）的机械效率；功率的运算．专题：功、功率、机械效率．分析：（1）依据W=Gh求出有用功；（2）依据s=3h求出拉力移动距离，依据W=Fs求出总功，再依据W总=W有用+W额求出额外功；（3）依据P=求出拉力的功率；（4）依据η=求出机械效率．解答：解：（1）有用功W有用=Gh=540N×3m=1620J；（2）拉力移动距离s=3h=3×3m=9m，拉力做的总功W总=Fs=200N×9m=1800J，∵W总=W有用+W额∴W额=W总﹣W有用=1800J﹣1620J=180J；（3）拉力的功率P===90W；（4）滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=90%．故答案为：1620；180；90；90%．点评：此题主要考查的是同学对有用功、总功、额外功、功率、机械效率运算公式的懂得和把握，基础性题目．33．（5分）（2021.泰安）一辆质量是3.5×103kg的汽车不慎陷入泥泞地面，汽车司机组织人们用如图的滑轮组将汽车拖出．已知整个过程中，水平拉力F是1×103N，汽车沿水平方向匀速移动了2m，滑轮组的机械效率为90%．求：（1）拉力F做的总功．（2）有用功为多大？（3）汽车受到的阻力大小．考点：功的运算；滑轮组绳子拉力的运算．37/38\n解答：解：（1）拉力移动的距离：s=nh=3×2m=6m，拉力做的功：W总=Fs=1×103N×6m=6×103J；（2）∵η=，∴拉力做的有用功：W有用=W总η=6×103J×90%=5.4×103J，（3）∵W=Fs∴滑轮组对汽车的拉力：F′===2.7×103N．∵汽车做的是匀速运动，所以汽车受的拉力和阻力是一对平稳力，大小相等，∴汽车受的阻力f=F′=2.7×103N．答：（1）拉力做的功为6×103J；（2）有用功为5.4×103J；（3）汽车所受的水平阻力为2.7×103N．点评：此题主要考查的是同学对功和功率运算公式及其变形公式的娴熟运用和把握，此题中物体沿水平方向运动，知道克服摩擦力做的功是有用功，与物体重力（竖直方向）没有关系是解决此题的关键．34．（6分）（2021.泰安）电动汽车以蓄电池为驱动能源，汽车运动时，蓄电池为车上的电动机供电，电动机为汽车供应动力．某辆电动汽车的总质量（含驾驶员）为2.5×103kg，汽车车身长3.5m．当它在水平路面以某一速度v匀速行驶时，电动机工作电流为50A，工作电压为400V，电动机电功率换为汽车前进的机械功率的效率为75%，汽车所受阻力为汽车重力的0.03倍（g去10N/kg）．（1）求电动汽车匀速前进的速度v多大？（2）如汽车以10m/s的速度通过9.5m长的桥梁，求汽车通过桥梁的时间．考点：速度公式及其应用．解答：（1）车所受阻力：F阻=0.03G=0.03mg=0.03×2.5×103kg×10N/kg=750N，由于汽车做匀速直线运动，所以F=F阻=750N，由题意得，P机械=P电η，又∵P机械===Fv，P电=UI，∴Fv=UIη，∴电动汽车匀速前进的速度：v===20M/S；（2）汽车过桥所经过的路程：S=S车+S桥=3.5m+9.5m=13m，汽车通过桥梁的时间：t===1.3s．38/38