中考物理力学训练 14页

‎2017年中考物理力学训练 班级：_________  姓名：_________  考号：_________  ‎ 一、计算题（共13小题）‎ ‎1.两只完全相同的柱形烧杯内分别盛满水和某种液体，现在一弹簧测力计的挂钩上挂着一实心圆柱体，分别将其逐渐浸入水或某种液体中．如图是弹簧测力计吊着圆柱体浸入水或某种液体中的情况．甲图是弹簧测力计的示数随柱体逐渐浸入水中的情况，乙图是弹簧测力计的示数随柱体逐渐浸入某种液体中的情况．试根据图中所给条件，求： （1）圆柱体的底面积多大？（2）圆柱体的密度多大？ （3）未放入圆柱体前，液体对烧杯底产生的压强多大？‎ ‎ 2.如图所示，是使用汽车从湖水中打捞重物的示意图．汽车通过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物，在整个打捞过程中，汽车以恒定的速度v=0.2m/s向右运动．图乙是此过程中汽车拉动重物的拉力F随时间t变化的图象．设t=0时汽车开始提升重物，忽略水的阻力、绳重和滑轮的摩擦，g取10N/kg． 求：（1）重物露出水面前，汽车拉重物的功率；‎ ‎（2）圆柱形重物的密度； （3）水对湖底的压强（整个过程中，湖水深度不变）．‎ ‎ 3.科技小组的同学用泡沫塑料和灯泡等物件制作了一个航标灯模型，如图A所示．航标灯A总重4N，A底部与浮子B用细绳相连．当水位上升时，浮子B下降；水位下降时，浮子B上升，使航标灯A静止时浸入水中的深度始终保持为5cm，航标灯A排开水的质量为500g．浮子B重 0.5N（不计绳重和滑轮之间的摩擦，g取10N/kg） 求：（1）A底部受到水的压强是多大？ （2）航标灯静止时，航标灯A受到的浮力是多大？ （3）浮子B的体积应为多大？‎ ‎ ‎ ‎4.图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图，使用电动机和滑轮组（图中未画出）将实心长方体A从江底竖直方向匀速吊起，图乙是钢缆绳对A的拉力F1随时间t变化的图象．A完全离开水面后，电动机对绳的拉力F大小为6.25×103N，滑轮组的机械效率为80%，已知A的重力为2×104N，A上升的速度始终为0.1m/s．（不计钢缆绳与滑轮间的摩擦及绳重，不考虑风浪、水流等因素的影响），求： （1）长方体A未露出水面时受到的浮力；（2）长方体A的密度；‎ ‎（3）长方体A完全离开水面后，在上升过程中F的功率；‎ ‎（4）把长方体A按图甲中的摆放方式放在岸边的水平地面上，它对地面的压强．‎ ‎ ‎ ‎5.用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100N，每次运送的重量不定，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图象．（不考虑绳重和摩擦）‎ ‎（1）由图可知动滑轮重为多少N．‎ ‎（2）当某次运送4件货物时，货物以0.2m/s的速度被提升，绳子的拉力F的功率是多少？此时滑轮组的机械效率为多少？‎ ‎ 6.某桥梁施工队用如图所示的滑轮组打捞沉在水底的工件．已知工件的体积是0.16m3，密度是3.5×103kg/m3，滑轮组向上匀速拉动浸没在水中的工件时，人在绳子的自由端施加的拉力F=1700N．（不考虑摩擦及水的阻力，g取10N/kg）求：‎ ‎（1）工件的质量是多少？工件浸没在水中时，受到的浮力是多少？‎ ‎（2）滑轮组向上匀速拉动浸没在水中的工件时，机械效率是多大？‎ ‎（3）工件从水里升到水面上的过程中，滑轮组的机械效率将如何变化，并分析原因．‎ ‎7.在一溶液池内有一个正方体的金属块沉在池底，小华利用滑轮组将其匀速提出液面，提升过程中，滑轮组绳端拉力F与金属块底部到池底的距离h的关系，如图27 所示．已知金属块被提出液面后，滑轮组的机械效率为75%．（假设溶液池足够大，金属块被提出液面前后液面高度不变，不计绳重及摩擦，g取10N/kg）求：‎ ‎（1）金属块浸没在液面下所受浮力；‎ ‎（2）金属块的密度；‎ ‎（3）金属块露出液面前，滑轮组的机械效率．‎ ‎ 8.某工地的工人用如图甲的滑轮组从水中匀速打捞底面积为S=0.15m2的长方体重物A，所用拉力F与重物A升高的高度h的关系如图乙所示，已知A的重力为GA=1200N，不计绳重、滑轮与轴的摩擦及水对金属块的阻力（g取10N/kg）求：‎ ‎（1）当重物A完全被拉出水面后，拉力F为多少？（2）A在水面下时所受的浮力F′．‎ ‎（3）动滑轮重G为多少？‎ ‎ 9.如图所示，以O为支点的杠杆AO可绕O点在竖直平面内转动，P为AO的中点．细绳的一端系于杠杆的A端，另一端水平向右拉绕过定滑轮并系于长方体A上表面中央．球B没于水中并用细绳悬挂于P点．杠杆在如图所示的位置处于平衡状态．球B受到的浮力为F浮，球B的体积为VB，受到的重力为GB，长方体A的体积为VA，受到的重力为GA ‎．长方体A受到的支持力为N．已知：AO=8m，α=30度，=，=，N=GA，=1.7．求：长方体A的密度ρA．‎ ‎ 10.如图甲所示的装置中，轻质杠杆AB可绕0点在竖直平面内转动，3AO=OB，一个边长  为20cm的正方体铜块完全浸没在水中，当在杠杆右端用细钢丝挂重为112N的重物G时，杠杆AB恰处于水平平衡；若利用此装置提拉一个物块A，质量为40Kg的小明用力拉住杠杆B端使杠杆水平平衡，如图乙所示．已知物块A的体积为40dm3．若杠杆的质量、细钢丝的质量与摩擦均忽略不计（g取10N/Kg，ρ铜=8.9g/cm3）．求：‎ ‎（1）此装置中动滑轮的重G动；‎ ‎（2）小明所能吊起物块A的最大质量mA．‎ ‎ ‎ ‎11.如图所示，是一个健身器示意图．配重物A重力350N，底面积5×10﹣2m2，动滑轮重20N，杠杆的OC=3OB，杠杆和细绳重及装置间摩擦力均忽略不计．当质量为60kg的小明通过细绳在B点施加竖直向下150N的拉力时，求：‎ ‎（1）物体A对地面的压强多大？（分别画出物体A和小明的受力示意图）‎ ‎（2）当小明通过细绳在B点施加一个竖直向下的拉力使物体A离开地面时，小明对地面的压力多大？（写出该小题的解题思路，不用求解）‎ ‎12.我国改造航母“瓦良格”号时为了打捞一沉入海水中的物体A，采用了车吊滑轮组来完成此项任务，如图甲所示，在整个打捞过程中F1始终作匀速运动．图乙是拉物体A绳子受力F2与物体下表面上升高度h的关系图象．已知F1=2.5×105N，绳重、摩擦忽略不计．（海水密度取1.0×103kg/m3）求： （1）物体A浸没在海水中时受到的浮力 （2）未提升之前物体A下表面受到海水的压强 （3）物体A的密度 （4）物体未露出水面之前滑轮组的机械效率．‎ ‎ 13.图甲所示是脚踏式翻盖垃圾桶的实物图，翻盖的原理是由两个杠杆组合而成，图乙所示是两个杠杆组合的示意图．桶盖的质量为500g，脚踏杆和其它连接杆的质量不计，脚踏杆AO1=24cm，O1B=18cm，桶盖和连接杆的尺寸如图乙所示．把桶盖顶起，脚对踏板A处的压力至少为多大？（g=10N/kg）‎ ‎ ‎ 答案部分 ‎1.考点：物体的浮沉条件及应用 试题解析： 解： （1）由图甲、乙可知，圆柱体重G=2N，圆柱体浸入水中静止或匀速下降（未沉底）时， 则有：F浮=G﹣F′=2N﹣1.4N=0.6N， ∵圆柱体全浸入时圆柱体受到的浮力： F浮=ρ水gV排=ρ水gV， ∴圆柱体的体积： V=V排===6×10﹣5m3； 由图甲可知，h柱=2.4cm=2.4×10﹣2m， 所以，圆柱体的底面积S===2.5×10﹣3m2； （2）∵圆柱体的质量：m===0.2kg； ∴圆柱体的密度： ρ==≈3.3×103kg/m3． （3）由图甲可知，h水=6cm=6×10﹣2m，由图乙可知当h=2cm时，F=0N，则有F浮乙=G， 即：ρ液gsh=G， 所以，ρ液===4×103kg/m3． 因为水和液体均为满杯，所以，h液=h水=6cm=6×10﹣2m，则未放入圆柱体前，液体对烧杯底产生的压强： P=ρ液gh液=×4×103kg/m3×10N/kg×6×10﹣2m=2.4×103Pa． 答：（1）圆柱体的底面积为2.5×10﹣3m2； （2）圆柱体的密度为3.3×103kg/m3． （3）未放入圆柱体前，液体对烧杯底产生的压强为2.4×103Pa．‎ ‎ 答案：见解析 ‎    2.考点：浮力压强综合题 试题解析： 解：（1）根据题意及图象乙，重物重力G=4000N，质量m==‎ ‎=400kg； 重物露出水面前，汽车的拉力F=3500N； P=Fv=3500N×0.2m/s=700W； 答：重物露出水面前，汽车拉重物的功率为700W； （2）物体所受的浮力F浮=G﹣F=4000N﹣3500N=500N；     物体的体积V===0.05m3； 圆柱形重物的密度ρ===8×103kg/m3； 答：圆柱形重物的密度为8×103kg/m3； （3）圆柱体上升到上底面与水面相平时，圆柱体下底面距河底的高度为： h1=vt1=0.2m/s×50s=10m； 圆柱体从上底面与水面相平上升到下底面与水面相平时， 上升的距离恰好等于圆柱体的高． h2=vt2=0.2m/s×10s=2m； 河水的深度为：h=h1+h2=10m+2m=12m； 水对湖底的压强P=ρ水gh=103kg/m3×10N/kg×12m=1.2×105Pa． 答：水对湖底的压强为1.2×105Pa．‎ ‎ 答案：见解析 ‎    3.考点：浮力压强综合题 试题解析： 解： （1）A底部受到水的压强p=ρgh=1×l03kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa； （2 ）物体A排开水的质量m=500g=0.5kg， A受到的浮力：F浮=G排=m排g=0.5kg×l0N/kg=5N； （3）绳子对A的拉力：F拉=G浮﹣GA=5N﹣4N=1N， B受到绳子的拉力：F′=F拉=1N                       B受到的浮力：FB浮=GB浮=GB+F′=0.5N+1N=1.5N， 由F浮=ρgV排得，VB=V排===1.5×10﹣4m3， 答：（1）A底部受到水的压强是500Pa； （2）航标灯静止时，航标灯A受到的浮力是5N； （3）浮子B的体积应为1.5×10﹣4m3．‎ ‎ 答案：（1）A底部受到水的压强是500Pa； （2）航标灯静止时，航标灯A受到的浮力是5N；（3）浮子B的体积应为1.5×10﹣4m3．‎ ‎    4.考点：机械效率 试题解析： 解：（1）根据图乙可知，A未露出水面所受的拉力F1=1×104N；故A未露出水面时受到的浮力：F浮=G﹣F1=2×104N﹣1×104N=1×104‎ N； （2）由F浮=ρ水gV排可知，V排===1m3； 因为A浸没在水中，所以A的体积：VA=V排=1m3； A的质量：m===2×103kg； 故A的密度：ρA===2×103kg/m3． （3）由η====可得，n===4， 则F移动的速度：v=4×0.1m/s=0.4m/s； 故拉力F的功率：P===Fv=6.25×103N×0.4m/s=2500W． （4）依题意可得，A的高度：L=vAt′=0.1m/s×（100s﹣80s）=2m， 则A的横截面积：SA===0.5m2， A对地面的压强：PA====4×104Pa． 答：（1）长方体A未露出水面时受到的浮力为1×104N； （2）长方体A的密度为2×103kg/m3； （3）长方体A完全离开水面后，在上升过程中F的功率为2500W； （4）把长方体A按图甲中的摆放方式放在岸边的水平地面上，它对地面的压强为4×104Pa．‎ ‎ 答案：（1）长方体A未露出水面时受到的浮力为1×104N；（2）长方体A的密度为2×103kg/m3；（3）长方体A完全离开水面后，在上升过程中F的功率为2500W；（4）把长方体A按图甲中的摆放方式放在岸边的水平地面上，它对地面的压强为4×104Pa．‎ ‎    5.考点：机械效率 试题解析： 解： （1）由乙图知，当G=100N时，η=50% η=== 即：50%= 解得：G动=100N； （2）运送4件货物时，G′=4×100N=400N， 由甲图知，滑轮组由2段绳子承担物重，不考虑绳重和摩擦， 所以F=（G′+G动）=‎ ‎×（400N+100N）=250N， P===Fv=250N×0.4m/s=100W； η′==×100%=×100%=80%． 答：（1）动滑轮重为100N； （2）绳子的拉力F的功率是100W，此时滑轮组的机械效率为80%．‎ ‎ 答案：（1）动滑轮重为100N；（2）绳子的拉力F的功率是100W，此时滑轮组的机械效率为80%．‎ ‎    6.考点：力学综合题 试题解析： 解：（1）工件的质量： m=ρV=3.5×103kg/m3×0.16m3=560kg， 工件浸没在水中时，受到的浮力： F浮=ρ液gV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.16m3=1600N； （2）滑轮组对工件的拉力： F′=G﹣F浮=mg﹣F浮=560kg×10N/kg﹣1600N=5600N﹣1600N=4000N， 机械效率： η=×100%=×100%=×100%=×100%≈78.43%； （3）工件从刚露出水面到完全露出水面的过程中，工件排开水的体积减小，工件受到的浮力减小，滑轮受到的拉力增大，拉力做的有用功增大，额外功几乎不变，由此可知动滑轮的机械效率变大． 答：（1）工件的质量是560kg，工件浸没在水中时受到的浮力是1600N； （2）滑轮组向上匀速拉动浸没在水中的工件时，机械效率约为78.43%； （3）滑轮组的机械效率将η将变大，因η=×100%，W有用增大，而W额不变，所以η变大．‎ ‎ 答案：见解析 ‎    7.考点：力学综合题 试题解析： 解：（1）根据题意及图象可得：金属块浸没时滑轮组绳端拉力F1=1200N，金属块离开液面时滑轮组绳端拉力F2=1600N，正方体边长L=0.5m，滑轮组绳子的股数n=3， 因不计绳重及摩擦，则： F1=（G+G动﹣F浮）=（G+G动﹣F浮 ‎）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① F2=（G+G动）=（G+G动）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② ②式﹣①式得：F浮=3×（F2﹣F1）=3×（1600N﹣1200N）=1200N． （2）当金属块被提出水面后则：η′==， ∴G=nF2η′=3×1600N×75%=3600N； ∴ρ====2880kg/m3． （3）将G=3600N，F2=1600N代入②式可得： G动=3F2﹣G=3×1600N﹣3600N=1200N； ∴金属块被提出水面前机械效率为： η===≈66.7%． 答：（1）金属块浸没在液面下所受浮力为1200N． （2）金属块的密度为2880kg/m3； （3）金属块露出液面前，滑轮组的机械效率为66.7%．‎ ‎ 答案：（1）金属块浸没在液面下所受浮力为1200N．（2）金属块的密度为2880kg/m3；（3）金属块露出液面前，滑轮组的机械效率为66.7%．‎ ‎    8.考点：力学综合题 试题解析： 解：（1）从图象乙可以看出，物体A升高到1.5m开始完全被拉出水面，此时对应的拉力F=430N． （2）当A在水面下时，从图乙可知拉力F″=180N，绳子的股数，n=3，所以受到的浮力F′=n（F﹣F″）=3（430N﹣180N）=750N； （3）图甲中的滑轮组承担物体重力的绳子股数n=3，由F=（G+GA）可得， 滑轮的重力G=nF﹣GA=3×430N﹣1200N=90N． 答：（1）当重物A完全被拉出水面后，拉力F为430N． （2）A在水面下时所受的浮力F′为750N． （3）动滑轮重为90N．‎ ‎ 答案：（1）当重物A完全被拉出水面后，拉力F为430N．（2）A在水面下时所受的浮力F′为750N．（3）动滑轮重为90N．‎ ‎    9.考点：力学综合题 试题解析： 解： 对物体B受力分析如图1所示；对物体A受力分析如图2所示；对物体杠杆受力分析如图3所示； 根据题意得： T′L1=F′L2 TL1=FL2 T=GB﹣F浮=4F浮 L1=sin60°×4m=×4m=3.4m L2=sin30°L=×8m=4m F+N=GA 已知：N=GA F=GA﹣GA=GA 4F浮×3.4m=GA×4m， 4ρ水gVB×3.4m=ρAgVA×4m， 解得：ρA=3.4×103kg/m3．‎ ‎ 答案：3.4×103kg/m3．‎ ‎    10.考点：力学综合题 试题解析： 解：（1）由杠杆平衡条件得：FA×OA=GB×OB，则FA===336N， 由平衡条件得：（ρ铜﹣ρ水）Vg+G动=2FA，G动=2FA﹣（ρ铜﹣ρ水）Vg=2×336N﹣（8.9×103kg/m3﹣1×103kg/m3）×（0.2m）3‎ ‎×10N/kg=40N； （2）小明的最大拉力F=G=mg=40kg×10N/kg=400N， 由杠杆平衡条件得：F最大×OA=F×OB，即F最大×OA=400N×3OA，F最大=1200N； 由平衡条件得：G﹣ρ水VAg+G动=2F最大，G=2F最大+ρ水VAg﹣G动=2×1200N+1×103kg/m3×0.040m3×10N/kg﹣40N=2760N， ∵G=mg， ∴物体的质量m===276kg； 答：（1）此装置中动滑轮的重为40N； （2）小明所能吊起物块A的最大质量为276kg．‎ ‎ 答案：见解析 ‎    11.考点：力学综合题 试题解析： 解：（1）分别对物体A和小明受力分析，如图所示： 已知小明通过细绳在B点的拉力F=150N， 根据杠杆的平衡条件得：FC•OC=F•OB， ∴FC===30N； ∵细绳重及装置间摩擦力均忽略不计时，F=（G+G动）， ∴由图可知：n=2，则G′=nFC﹣G动=3×30N﹣20N=70N， 则FA=G′， 所以，FA压=G﹣FA=350N﹣70N=280N， ∴压强p===5600Pa； （2）∵n=3，细绳重及装置间摩擦力均忽略不计时， ∴FC′=（GA+G动）， 根据杠杆的平衡条件得：FC′•OC=FB′•OB， ∴FB′===； ∴小明对地面的压力F′=G﹣FB′=mg﹣‎ ‎． 答：（1）物体A对地面的压强为5600Pa； （2）当小明通过细绳在B点施加一个竖直向下的拉力使物体A离开地面时，小明对地面的压力为mg﹣．‎ ‎ 答案：见解析 ‎    12.考点：力学综合题 试题解析： 解： （1）由图乙可知物体A浸没在海水中，F2=5.6×105N，离开水面后，F2′=6.4×105N， 所以物体在海水中受到的浮力： F浮=F2′﹣F2=6.4×105N﹣5.6×105N=8×104N； （2）未提升之前物体A下表面所处的深度h=10m， p=ρgh=1×103kg/m3×9.8N/kg×10m=9.8×104Pa； （3）由图乙知，物体重G=F2′=6.4×105N， 物体的质量： m==≈6.5×104kg， ∵F浮=ρ水V排g=ρ水V物g， ∴V物==≈8.2m3， ρ物==≈7.9×103kg/m3； （4）由图知，n=3， 滑轮组的机械效率： η=====≈75%． 答：（1）物体A浸没在海水中时受到的浮力为8×104N； （2）未提升之前物体A下表面受到海水的压强为9.8×104Pa； （3）物体A的密度为7.9×103kg/m3； （4）物体未露出水面之前滑轮组的机械效率为75%．‎ ‎ 答案：见解析 ‎    13.考点：力学综合题 试题解析： 解： 设脚对A点的作用力为F，顶杆对B点的作用力为F1，顶杆对桶盖上C点的作用力为F2，根据杠杆平衡条件有： F×AO1=F1×O1B…① G×DO2=F2×CO2…② F1=F2， 桶盖的重： G=mg=0.5kg×10N/kg=5N， 得： ， ∴F==×5N=26.25N． 答：脚对踏板A处的压力至少为26.25N．‎ ‎ 答案：脚对踏板A处的压力至少为26.25N．‎ ‎    ‎