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專題13 力學(xué)計算--【好題匯編】江蘇五年2021-2025中考一年模擬物理真題分類匯編(地區(qū)版)

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專題13 力學(xué)計算--【好題匯編】江蘇五年2021-2025中考一年模擬物理真題分類匯編(地區(qū)版)

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專題13 力學(xué)計算
五年(2021-2025)中考(一年模擬)物理真題分類匯編,研真題,明考向。為了進一步配合廣大師生復(fù)習(xí)備考,21教育重磅推出《(2021-2025)五年中考真題和一年模擬分類匯編》系列。本套資料設(shè)計科學(xué),根據(jù)地區(qū)試題匯編,按照知識點構(gòu)成情況,將試題分解組合,全面呈現(xiàn)各學(xué)科知識點在五年中考和一年模擬題中的考查情況,是考生掌握當(dāng)?shù)刂锌济}動向、熟悉中考考查方式、復(fù)習(xí)備考不可或缺的精品資料!
1.(2025 揚州)某無人快遞配送車輪胎與水平地面接觸的總面積為500cm2,對地面的壓強為1×105Pa,在大小為400N的牽引力作用下勻速行駛,g取10N/kg。求:
(1)配送車所受阻力f的大小;
(2)配送車與貨物的總質(zhì)量m。
2.(2025 蘇州)叉車常用于貨物的轉(zhuǎn)運,如圖所示。叉車在10s內(nèi)將質(zhì)量為300kg的貨箱勻速豎直提升3m,g取10N/kg。求此過程中:
(1)貨箱的速度;
(2)叉車對貨箱所做的功;
(3)叉車對貨箱所做功的功率。
3.(2025 連云港)王蓮擁有水生植物中最大的葉片,蓮葉邊緣上卷,在葉脈通氣組織支撐下,蓮葉幾乎不浸入水中。王蓮進入觀賞期時,植物園向游客開設(shè)“蓮葉載人”的體驗活動。為保證安全,蓮葉浸入水中的深度不能超過其邊緣卷邊高度的25%。工作人員將面積為1.5m2、質(zhì)量為3kg的硬質(zhì)泡沫板放在底面積為2m2的蓮葉中央,該蓮葉卷邊高度為16cm,游客站立在硬質(zhì)泡沫板上,體驗“一葉當(dāng)舟”的樂趣,如圖所示,某游客質(zhì)量為60kg,雙腳站立時與地面的接觸面積為4×10﹣2m2。求:(g取10N/kg,)
(1)游客雙腳站立在地面時對地面的壓強。
(2)游客體驗“一葉當(dāng)舟”時,蓮葉受到的壓強。
(3)為保證安全,該蓮葉能托起游客的最大質(zhì)量。
4.(2024 揚州)如圖所示,工人用動滑輪勻速提升重為400N的窗玻璃,所用的豎直拉力為250N,窗玻璃上升的高度為10m,用時50s。求:
(1)所做的有用功W有;
(2)工人所用拉力的功率P;
(3)動滑輪的機械效率η。
5.(2024 鹽城)“鯤龍”國產(chǎn)大型水陸兩棲飛機AG600,最大起飛質(zhì)量為53500kg,正常的巡航速度為500km/h,一次能將12000kg的水在20s內(nèi)吸至4m高處。g取10N/kg。求:
(1)若火場距離最近的水源100km,飛機從水源地巡航到火場至少需要的時間。
(2)飛機的最大起飛重力。
(3)飛機吸水的功率。
6.(2024 宿遷)科技創(chuàng)新助力中國發(fā)展,中國橋梁建設(shè)領(lǐng)先世界。小明對橋梁建造產(chǎn)生濃厚的興趣,想探究橋墩對河底壓力與水深度的關(guān)系。他找來底面積為0.01m2的圓柱體,放于水平地面的壓力傳感器上,如圖甲所示,示數(shù)為100N。考慮不方便測量圓柱體對河底的壓力,于是將圓柱體掛在拉力傳感器下方,緩慢向下放至剛好與容器底部接觸,如圖乙所示。向容器內(nèi)加水,記錄傳感器示數(shù)F和水的深度h,并畫出如圖丙所示的圖像。(g=10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)求:
(1)圓柱體的質(zhì)量;
(2)圓柱體的密度;
(3)取走拉力傳感器,圓柱體浸沒于水中時對杯底的壓強。
7.(2024 常州)為實施流花11﹣1油田二次開發(fā),中國工程師需要將導(dǎo)管架從陸地工廠運至海洋指定位置。
①工程師將導(dǎo)管架裝載在駁船上,靜止時駁船排開海水的體積為8×104m3,如圖甲所示;
②駁船將導(dǎo)管架運至海洋指定位置后,導(dǎo)管架被推入海中,如圖乙所示;
③駁船和導(dǎo)管架完全分離后,靜止時空駁船排開海水的體積為5×104m3,如圖丙所示。已知導(dǎo)管架的體積為3.3×104m3,ρ海水=1.1×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)導(dǎo)管架受到重力大小。
(2)導(dǎo)管架和駁船完全分離后,導(dǎo)管架最終靜止時受到浮力大小。
8.(2024 鎮(zhèn)江)如圖1所示,用動滑輪將重力為5N的木塊勻速提升1m,所用拉力F為4N。
(1)求此過程中的有用功。
(2)求該動滑輪的機械效率。
(3)將木塊取下放置于水平地面上,如圖2所示,木塊底面積為0.01m2,求木塊對地面的壓強。
9.(2024 蘇州)某起重機的滑輪組結(jié)構(gòu)示意如圖所示,其最大載重為5t。起重機將3600kg的鋼板勻速提升到10m高的橋墩上,滑輪組的機械效率為80%。不計鋼絲繩的重力和摩擦,g取10N/kg。求:
(1)克服鋼板重力做的功W有用;
(2)鋼絲繩的拉力F;
(3)滑輪組滿載時的機械效率(保留一位小數(shù))。
10.(2024 南通)如圖,工人用330N的拉力,使用定滑輪將質(zhì)量為30kg的物體6s內(nèi)勻速吊起3m,g取10N/kg。求:
(1)物體上升的速度;
(2)工人做功的功率;
(3)定滑輪的機械效率。
11.(2024 徐州)一個人體重為600N,站在岸邊的鵝卵石上,雙腳與鵝卵石的接觸面積為0.02m2;當(dāng)他站在水中時,排開水的體積為0.05m3,g取10N/kg。求:
(1)人對鵝卵石的壓強。
(2)站在水中時,人受到的浮力。
12.(2024 連云港)質(zhì)量為2kg的物體放置在水平桌面上,底面積為2×10﹣2m2,體積為3×10﹣3m3。求:(g=10N/kg)
(1)該物體對桌面的壓力。
(2)該物體對桌面的壓強。
(3)該物體浸沒在水中釋放后,靜止時受到的浮力。
13.(2024 南京)灑水車為城市環(huán)保做出了很多貢獻。
(1)圖甲中灑水車尾部裝有“霧炮”裝置。夏天,“霧炮”噴出的水霧能降低環(huán)境溫度,水霧在     (填物態(tài)變化名稱)過程中要     熱量。
(2)圖乙中水箱的容積為11.2m3,則水箱裝滿水后,水的質(zhì)量是多少?
(3)圖乙中灑水車的總質(zhì)量為15t,輪子和水平地面的總接觸面積為1200cm2,車對地面的壓強是多少帕?(g取10N/kg)
14.(2024 淮安)無人機在許多領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。如圖所示為某型號無人機,整機質(zhì)量為6kg,靜止時兩起落架與地面的總接觸面積為0.02m2。(g取10N/kg)
(1)畫出無人機所受重力的示意圖(O點為重心);
(2)求無人機空載時受到的重力大小;
(3)求無人機空載且靜止在水平地面時,對地面產(chǎn)生的壓強。
15.(2023 南京)圖甲所示為公交車上的安全錘,具體形狀如圖乙所示。利用它在緊急情況下可以敲碎玻璃幫助乘客逃生。
(1)透過車窗可以清楚地看到窗外的景物,說明玻璃具有較好的     度;
(2)已知安全錘的質(zhì)量為400g,求安全錘的重力(g取10N/kg);
(3)若敲擊處玻璃能承受的最大壓強為1.5×107Pa,錘尖的面積為2mm2,求至少要用多大的壓力才能敲碎玻璃。
16.(2023 連云港)2023年4月26日,第十二屆江蘇省園藝博覽會在連云港盛大開幕,其中科技田園描繪的“孫悟空”形象,成為一道靚麗的風(fēng)景線。科技田園的維護主要依靠無人機,圖中無人機正在給科技田園噴灑農(nóng)藥。已知該無人機空機質(zhì)量為5kg,停放時與地面的總接觸面積為80cm2,裝滿農(nóng)藥后的總質(zhì)量為32kg,農(nóng)藥的密度為0.9×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)該無人機空機狀態(tài)停放時對水平地面的壓強;
(2)該無人機可裝農(nóng)藥的最大體積。
17.(2023 宿遷)圖甲所示是一種自動測定水箱內(nèi)水面高度的裝置。電源電壓恒為4.5V,電流表的量程為0~0.6A,電壓表的量程為0~3V,R0是定值電阻,R是壓力傳感器。R的位置固定不動,其電阻隨壓力的變化關(guān)系如圖乙所示。杠桿AB可繞O點轉(zhuǎn)動,A端懸掛一重為15N的圓柱體M,M的底面積為45cm2,高為30cm,下底面距離容器底1cm,桿B端始終壓在傳感器R上。AO長30cm,OB長15cm,桿重忽略不計,桿始終靜止在水平位置。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)水箱內(nèi)水面高度h小于1cm時,求壓力傳感器R受到桿B端的壓力大小。
(2)水箱內(nèi)水面高度h小于1cm時,電流表的示數(shù)為0.5A,求R0的阻值。
(3)水箱內(nèi)水面高度h大于1cm時,隨著水面的升高,用于顯示水面高度的電表示數(shù)會增大,應(yīng)該選用圖甲電路中的     表顯示水面高度。該裝置能顯示水面的最大高度h最大是     cm。將支點O適當(dāng)向     (選填“左”或“右”)移動,可增大該裝置顯示水面的最大高度h最大。
18.(2023 鎮(zhèn)江)圖1是我國古代勞動人民搬運巨木時的場景,簡化裝置如圖2所示:O為輕質(zhì)杠桿AB的轉(zhuǎn)軸,OA:OB=1:3,物塊用輕質(zhì)細繩系在A端,工人在B端施加豎直向下的拉力F,此時杠桿水平平衡、物塊重1200N,底面積為0.25m2,不計轉(zhuǎn)軸摩擦。
(1)圖1中,橫桿屬于     杠桿,墊上石塊的目的是為了減小     。
(2)為將圖2中物塊恰好拉離地面,求工人所用的拉力。
(3)剪斷圖2中A端細繩,求物塊靜止時對水平地面的壓強。
19.(2023 鎮(zhèn)江)某公司設(shè)計了一款太陽能無人駕駛汽車,其設(shè)計方案中有如表一段描述:
◆整車質(zhì)量為300kg,最高時速54km/h。當(dāng)該車在平直公路上以最高時速勻速行駛時,所受阻力為車重的0.02倍。 ◆所鋪設(shè)太陽能電池板面積為6.5m2,該太陽能電池的能量轉(zhuǎn)化效率為20%,太陽能電池直接給電機供電,電機將輸入電功率的90%轉(zhuǎn)化為汽車行駛所需的機械功率。
(1)當(dāng)該車以最高時速在平直公路上勻速行駛時(g取10N/kg),求:
①該車0.5h內(nèi)行駛的路程。
②維持該車行駛所需的機械功率。
(2)小強查找到如下數(shù)據(jù):在晴好的夏天,當(dāng)太陽光垂直照射時,太陽能電池板每平方米面積上接收的太陽輻射功率為700W。請通過計算說明該車的設(shè)計方案是否合理。
20.(2023 宿遷)如圖是一款爬繩機,這款爬繩機可以不消耗人的體能,輕松攀爬、下降,可用于消防救援、礦井救援及橋梁檢測維修等等。爬繩機的質(zhì)量為10kg,靜止在水平地面上時與地面的接觸面積為0.1m2。在某次爬升中,將一個質(zhì)量為70kg的工人從地面勻速提升12m高,用時1min。(g取10N/kg)求:
(1)爬繩機上升的速度為多少m/s?
(2)爬繩機靜止在水平地面上時,對地面的壓強大小。
(3)爬繩機對工人做功的功率大小。
21.(2023 鹽城)如圖所示,建筑工人用200N的拉力將質(zhì)量為34kg的木箱在10s內(nèi)勻速提升3m,g取10N/kg。
(1)求木箱的重力。
(2)求工人做功的功率。
(3)求滑輪組的機械效率。
22.(2023 南通)如圖所示,小明的質(zhì)量為60kg,他在30s內(nèi)完成了10個引體向上,每次重心上升50cm,g取10N/kg。求:
(1)小明所受重力的大小;
(2)完成一個引體向上克服重力做的功;
(3)30s內(nèi)克服重力做功的功率。
23.(2023 無錫)2023年5月13日,“恩平20﹣4鉆采平臺”的安裝,創(chuàng)造了我國海上油氣平臺浮托安裝重量的新紀(jì)錄。浮托安裝類似于運動員挺舉過程,巧妙地利用海上潮汐的自然力進行安裝。如圖所示,漲潮時,工程船托運平臺組塊駛?cè)胍呀?jīng)固定在海中的導(dǎo)管架的槽口,落潮時把平臺組塊插尖順勢從高位下降安裝到導(dǎo)管架接口上。工程船滿載時的排水量為5.35×107kg,所安裝的平臺組塊質(zhì)量為1.55×107kg。(g取10N/kg)
(1)工程船滿載航行在海面上時,受到的浮力為多大?
(2)平臺組塊所受重力大小為多少?
(3)若漲潮前,插尖低于接口0.8m,漲潮時,工程船和平臺組塊緩慢向上浮起,使得插尖比接口高1.2m。則在此過程中,工程船對平臺組塊豎直向上做功為多少?
24.(2023 揚州)一個獎牌掛在彈簧測力計下,示數(shù)為1.8N。當(dāng)獎牌浸沒在水中時,彈簧測力計的示數(shù)為1.6N。已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)獎牌的質(zhì)量。
(2)獎牌的體積。
25.(2023 常州)南京長江大橋于1968年建成,是長江上第一座中國自行設(shè)計和建造的鐵路、公路兩用橋梁。近年來,航行船舶逐漸大型化,橋墩遭受船舶撞擊的風(fēng)險不斷增大。為此,2023年春季,工程師為橋墩加裝保護鎧甲并展開觀測,ρ水=1×103kg/m3,g取10N/kg。
①拖拽:如圖甲所示,拖船拖拽兩個“C”形組件,在江面勻速直線行駛20km。抵達橋墩處、行駛過程中拖船的動力為2.15×105N,柴油發(fā)動機動力系統(tǒng)的效率為40%,q柴油=4.3×107J/kg。
②合圍:將兩個“C”形組件環(huán)繞在橋墩外圍,合圍成“O”型鎧甲。鎧甲漂浮在水中,側(cè)邊豎直,上下表面積相同,如圖乙所示。鎧甲密度為0.4×103kg/m3,露出水面的高度為2.1m。
③觀測:上游暴雨、江水上漲過程中,由于流水沖擊,鎧甲與橋墩發(fā)生擠壓,此時靜止的鎧甲在水面下的深度為1.5m,如圖丙所示。鎧甲上表面面積S=100m2。
問:(1)拖拽過程消耗柴油的質(zhì)量?
(2)乙圖中,漂浮的鎧甲在水面下的深度?
(3)丙圖中,鎧甲受到橋墩施加的摩擦力的大小和方向?
26.(2023 徐州)工人用一個定滑輪勻速提升質(zhì)量為18kg的物體,所用的拉力為200N,物體升高2m,g取10N/kg。求:
(1)物體受到的重力;
(2)定滑輪的機械效率。
27.(2022 蘇州)用如圖所示的滑輪組將重為300N的物體以0.1m/s的速度勻速向上提升10s。
(1)若不計動滑輪重、繩重和滑輪與軸間的摩擦,求人對繩的拉力F;
(2)實際中動滑輪重為40N,人的拉力做功400J,求滑輪組的機械效率以及克服繩重和摩擦所做的額外功。
28.(2022 蘇州)小明在參觀蘇州市御窯金磚博物館時,從解說員的講解中得知某塊金磚的長、寬、高分別為70cm、70cm、10cm,金磚的密度為2.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)金磚的重力G;
(2)若重490N的小明站在如圖所示的金磚上,金磚對水平地面的壓強p。
29.(2022 揚州)疫情防控進行道路消殺時,總質(zhì)量為8t的消毒車噴出2m3的藥液后,車輪與水平地面的總接觸面積為0.5m2。已知消毒液密度為1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)噴出藥液的質(zhì)量;
(2)此時消毒車對地面的壓強。
30.(2022 揚州)閱讀短文,回答問題。
2022年5月15日凌晨1點26分,中國自主研發(fā)的“極目一號”Ⅲ型浮空艇從海拔4270m的科考營地順利升空,4點40分達到9032m,超過珠峰8848.86m的高度,創(chuàng)造浮空艇大氣科學(xué)觀測世界紀(jì)錄。
“極目一號”Ⅲ型浮空艇體積約為9000m3,總質(zhì)量約為2.6t,內(nèi)部上層充滿氦氣,中間隔開,下層是空氣。隨著高度升高,通過排出下面部分的空氣,調(diào)節(jié)整個浮空艇的壓差在安全范圍內(nèi)。通過與地面錨泊設(shè)備連接的系攬進行升空和駐空,通過系攬里的兩根電線給整個載荷供電。通過搭載的各種探測儀器展開垂直觀測,助力揭示青藏高原環(huán)境變化機理,對推動高原可持續(xù)發(fā)展、推進國家生態(tài)文明建設(shè)、促進全球生態(tài)環(huán)境保護產(chǎn)生深遠影響。
(1)“極目一號”上升的平均速度     人正常行走的速度。
(2)浮空艇最外的白色層通過反射太陽光中的     (選填“紅外線”或“紫外線”),避免艇內(nèi)氣體溫度劇烈變化。
(3)艇體材料除應(yīng)具有高強度特性外還應(yīng)具有怎樣的特性?(寫出一種即可)     。
(4)浮空艇在營地升空時所受空氣浮力大小為     N。(海拔4270m處空氣密度為0.80kg/m3,g取10N/kg)
(5)浮空艇內(nèi)的氦氣密度     艇外空氣密度,在升空過程中,浮空艇所受浮力逐漸     。
(6)要使浮空艇下降到地面,可采取的最佳辦法是     。
31.(2022 常州)2021年12月22日,常州發(fā)生4.2級地震,震源處同時產(chǎn)生并向各個方向發(fā)出P波和S波,P波的傳播速度是7×103m/s,S波的傳播速度是3.5×103m/s,常州市地震局于當(dāng)日21h46min07s探測到P波,于當(dāng)日21h46min09s探測到S波,問:
(1)地震局距離震源有多遠?
(2)震源發(fā)生地震的時刻?
32.(2022 常州)2022年4月,一頭質(zhì)量為180kg的海豚在昌江棋子灣受傷擱淺,被救援人員送至科研基地治療,救援過程中,利用如圖所示的滑輪組,在40s時間內(nèi),救援人員用500N的拉力F拉動繩端,把輕質(zhì)布兜內(nèi)的海豚沿豎直方向勻速提升2m。g取10N/kg,問,此過程中:
(1)滑輪組對海豚做的有用功有多大?
(2)拉力F做功的功率有多大?
(3)滑輪組的機械效率有多大?
33.(2022 泰州)如圖,工人用動滑輪提升重為800N的物體,所用拉力為F,物體以0.2m/s的速度勻速上升,此時動滑輪的機械效率為80%,不計繩重和摩擦。
求:
(1)物體在10s內(nèi)上升的高度。
(2)工人對繩端的拉力。
(3)當(dāng)被提升的物重增大為1000N時,工人對繩端的拉力。
34.(2022 連云港)小明家裝修房屋,一箱質(zhì)量為80kg的建筑材料放在水平地面上,它與水平地面的接觸面積是1×104cm2。裝修工人用500N的拉力F通過如圖所示的滑輪組將建筑材料勻速提升3m,用時20s。(g=10N/kg)求:
(1)建筑材料放在水平地面上時對地面的壓強;
(2)拉力F的功率;
(3)滑輪組的機械效率。
35.(2022 鹽城)2021年11月,我國第38次南極科學(xué)考察隊員搭乘“雪龍2”號從上海啟程,執(zhí)行科學(xué)考察任務(wù),“雪龍2”號破冰船滿載時的總質(zhì)量為1.4×107kg。g取10N/kg。求:
(1)破冰船滿載時的重力;
(2)破冰船滿載航行在海面上時,受到的浮力;
(3)某次破冰時,船與冰面的接觸面積為10m2,冰塊受到的壓力為船滿載時總重力的0.1倍,船對冰面的壓強。
36.(2022 南通)氫能源汽車具有零排放的環(huán)保優(yōu)勢,某款氫能源汽車總質(zhì)量為1.5×103kg,在水平公路上以70km/h的速度勻速行駛時受到的阻力為1.2×103N,行駛0.5h消耗氫0.6kg,已知氫的熱值為1.4×108J/kg,g取10N/kg。求汽車:
(1)受到的重力和牽引大的大小;
(2)行駛的距離和牽引力做的功;
(3)利用氫能的效率。
37.(2022 徐州)溪水中一塊石頭的質(zhì)量為2.4kg,體積為1×10﹣3m3,g取10N/kg。求:
(1)石頭的密度;
(2)石頭浸沒在水中受到的浮力。
38.(2022 鎮(zhèn)江)北京冬奧會上使用的氫燃料電池汽車,是利用氫與氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能,供給電動機而驅(qū)動汽車行駛的。如圖所示,該類型汽車甲在平直公路上從A地出發(fā),以90km/h的速度行駛1h到達B地,消耗0.8kg氫燃料,所產(chǎn)生電能E電的80%用于維持汽車勻速行駛,所受阻力為1000N。已知每加注1kg氫燃料所需的費用為30元。
(1)求A、B兩地之間距離。
(2)求此過程中產(chǎn)生的電能E電。
(3)燃油汽車乙也在該公路上從A地出發(fā),以90km/h的速度勻速行駛。所受阻力與甲車相同,汽油在氣缸內(nèi)完全燃燒,且燃燒所釋放熱量的30%用來維持汽車勻速行駛,汽油熱值取q=5×107J/kg。已知每加注1kg汽油所需的費用為12元。則在與甲車花費相同燃料費用的情況下:
①求乙車消耗的汽油完全燃燒所放出的熱量。
②請通過計算判斷乙車能否到達B地。
39.(2022 宿遷)如圖小明拉著質(zhì)量為30kg行李箱勻速經(jīng)過一段長度s=3m、高度h=1m的斜坡路面,用時10s,若此過程拉力方向沿斜面向上,大小為125N。行李箱放在水平地面時與地面接觸面積為4×10﹣4m2(g=10N/kg),求:
(1)行李箱靜止放在水平地面上時受到的重力大小和對地面的壓強;
(2)小明對行李箱做的有用功和斜面的機械效率;
(3)拉力F做功的功率。
40.(2021 蘇州)如圖是工人師傅用滑輪組提升建筑材料的示意圖,在400N的拉力作用下,使質(zhì)量為70kg的建筑材料在10s的時間里,勻速豎直上升了2m。不計繩子重力和摩擦,g取10N/kg。求:
(1)拉力的功率P;
(2)滑輪組的機械效率η;
(3)動滑輪的重力G動。
41.(2021 連云港)若滑冰運動員以固定姿勢在水平冰面上勻速直線滑行40m用時10s。已知運動員和滑冰鞋的總質(zhì)量為50kg,滑行過程中冰面的受力面積為2.5×10﹣4m2。(g取10N/kg)求:
(1)運動員的滑行速度。
(2)冰面受到的壓力。
(3)此時冰面受到的壓強。
42.(2021 宿遷)在探究影響浮力大小因素的實驗中,老師提供了橫截面積為20cm2的金屬圓柱體如圖甲所示。小明將圓柱體通過細線(體積和質(zhì)量均不計)懸掛于彈簧測力計上,如圖乙所示,靜止時彈簧測力計的示數(shù)為2N。他將圓柱體慢慢放入水中。如圖丙所示,當(dāng)圓柱體有一半體積浸入水中時,彈簧測力計示數(shù)為1.2N。(g=10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)
(1)將圓柱體豎直放于水平地面上時,求水平地面受到的壓強。
(2)求圓柱體的體積。
(3)求圓柱體的密度。
43.(2021 淮安)電動汽車是綠色環(huán)保型交通工具,它的特征是效率高、噪聲小、無廢氣排放、無油污。如圖所示是淮安市某景區(qū)電動觀光車,該車技術(shù)參數(shù)如表所示。
空載質(zhì)量 1080kg
空載時輪胎與水平地面的總接觸面積 1000cm2
電動機的額定功率 4kW
(1)觀光車靜止在水平地面上,空載時對地面的壓強是多大?(g取10N/kg)
(2)觀光車的電動機以額定功率工作0.5h,消耗多少電能?
(3)在題(2)條件下,觀光車受到牽引力為320N,運動路程為18km,在該過程中牽引力做多少功?電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率是多少?
44.(2021 泰州)為響應(yīng)國家提出的“節(jié)能減排,低碳生活”的號召。質(zhì)量為60kg的小明同學(xué)每天堅持騎自行車上學(xué),他所騎自行車質(zhì)量為15kg,輪胎與水平地面的總接觸面積為30cm2,在水平路面上勻速騎行時所受阻力為總重力的0.02倍(g取10N/kg)。求:
(1)小明和自行車的總重力;
(2)他騎行時自行車對地面的壓強;
(3)若他在水平路面上5min內(nèi)勻速騎行了1500m,則他騎行時的功率是多大。
45.(2021 南通)如圖為南通“濠河國際龍舟邀請賽”的比賽場景,500m直線賽項目的冠軍隊所使用龍舟的質(zhì)量為300kg,運動員總質(zhì)量為1500kg,比賽用時2min30s。假設(shè)比賽中龍舟做勻速直線運動,且龍舟受到的阻力是龍舟和運動員總重力的0.1倍,g取10N/kg。求:
(1)龍舟的重力;
(2)運動員坐上龍舟后龍舟排開水的體積;
(3)比賽過程中龍舟獲得的動力做功的功率。
46.(2021 常州)常州地鐵1號線的開通,為市民出行提供了極大的便利,如表為地鐵1號線從茶山站到常州火車站的運行時刻表,問:
站名 茶山 清涼寺 同濟橋 文化宮 博愛路 常州火車站
到站時刻/(時:分) —— 6:01 6:03 6:05 6:07 6:09
發(fā)車時間/(時:分) 6:00 6:02 6:04 6:06 6:08 ——
路程/km 0 1.2 2.3 3.3 4.4 5.4
(1)地鐵從茶山站出發(fā)直至抵達常州火車站,用時多長?
(2)地鐵從茶山站出發(fā)直至抵達常州火車站,平均速度為多少千米每小時?合多少米每秒?
47.(2021 徐州)根據(jù)《西游記》的描述,孫悟空的金箍棒的質(zhì)量約為6750kg,體積約為0.2m3,橫截面積約為0.03m2,g取10N/kg。求:
(1)金箍棒的密度;
(2)金箍棒豎立在水平地面時,對地面的壓強。
48.(2021 鎮(zhèn)江)將重為16N的重物用圖示動滑輪勻速提升2m,所用拉力F=10N,不計輪軸處摩擦及繩重,求:
(1)該過程中的有用功。
(2)動滑輪的機械效率。
(3)動滑輪的重力。
49.(2021 南京)2021年5月,我國自主設(shè)計的“祝融號”火星車成功著陸火星,如圖所示,實現(xiàn)了我國航天史上的新突破,已知同一物體在火星上的重力是地球上的。(地球表面g取10N/kg)
(1)火星車依靠太陽能工作,太陽能     (選填“屬于”或“不屬于”)可再生能源,車的質(zhì)量為240kg,它從地球上到火星上質(zhì)量     (選填“變大”“變小”或“不變”)。
(2)火星車在火星表面靜止時,若所有輪子和水平表面的總接觸面積為300cm2,則車對火星表面的壓強是多少帕?
50.(2021 揚州)如圖所示,工人用滑輪組將重為400N的重物從井底勻速吊起2m,用時為8s,工人所用拉力F為250N。求:
(1)滑輪組的機械效率;
(2)拉力F的功率。
51.(2021 無錫)2020年11月10日,中國萬米載人深潛器“奮斗者”號在馬里亞納海溝成功坐底,深度達10909m。圖甲是“奮斗者”號模型,圖乙是它的部分結(jié)構(gòu)示意圖。“奮斗者”號總質(zhì)量為20t,其底部裝配有質(zhì)量為2t的可拋棄壓載鐵,中部安裝有固體浮力材料,載人艙為空心球體。除載人艙及部分電路設(shè)施外,其余部分與海水相通。“奮斗者”號在海水中依靠改變自身重力和受到的海水浮力實現(xiàn)無動力下潛和上浮。不考慮海水的流動影響,忽略深潛器部件受到海水壓力后的體積變化。(海水密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)若在10909m深度處,海水產(chǎn)生的壓強為1.1×108Pa,此處海水在載人艙外殼2×10﹣4m2的面積上產(chǎn)生的壓力為多少?
(2)若固體浮力材料質(zhì)量為2400kg,密度為600kg/m3。求:
①固體浮力材料的體積為多少?
②固體浮力材料完全浸沒在海水中時,受到的浮力和自身重力之差為多少?
(3)“奮斗者”號完全浸沒在海水中后勻速下潛,接近海溝底部時,拋掉質(zhì)量為m的壓載鐵后懸浮在海水中,待海底科研任務(wù)結(jié)束后,拋掉剩余的全部壓載鐵后勻速上浮至海面。若“奮斗者”號只在豎直方向?qū)崿F(xiàn)下潛和上浮,船身與水平面平行,下潛和上浮過程中所受阻力大小不變、方向與運動方向相反,壓載鐵的密度為8.0×103kg/m3,則“奮斗者”號在拋掉質(zhì)量為m的壓載鐵后所受海水的浮力為     N。
52.(2021 常州)2021年4月21日,印度尼西亞“南伽拉”402號潛艇在巴厘島附近海域訓(xùn)練。
(1)下潛過程中,潛艇受到海水壓強的變化情況為     。
(2)在某一深度,由于潛艇老舊,艇身破裂沉入海底,應(yīng)印度尼西亞請求,中國派出“永興島”號打撈船展開救援。如圖甲所示,打撈船向海底豎直發(fā)射超聲波,1.1秒后收到回波信號,已知聲音在海水中傳播速度是1500m/s,海洋該處的深度是     m。
(3)打撈船利用繩子以0.5m/s的速度豎直向上勻速吊起一塊潛艇殘骸,繩子拉力F與時間t的關(guān)系如圖乙所示,已知ρ海水=1.1×103kg/m3,g取10N/kg,不計海水對殘骸的阻力,問:
①殘骸的密度有多大?
②拉力F功率的最大值有多大?
一.選擇題(共3小題)
1.質(zhì)量分布均勻的實心正方體甲、乙放在水平地面上,將甲、乙沿水平方向切去高度Δh,剩余部分對地面的壓強p與Δh的關(guān)系如圖所示,已知ρ甲=6×103kg/m3,乙的邊長為30cm,下列選項正確的是(g取10N/kg)(  )
A.乙的密度3×103kg/m3
B.未切前,甲的質(zhì)量為24kg
C.圖中hA=15cm
D.圖中pA=1500pa
2.如圖甲所示,懸掛在彈簧測力計下的實心圓柱體A浸沒在水中,將其緩慢拉出水面(忽略物體帶出的水),彈簧測力計的示數(shù)F與物體上升的高度h之間的變化圖像如圖乙所示。然后將體積為2000cm3的實心物體B用細線和A連接在一起,如圖丙所示放入水中,A、B剛好懸浮。細線的重力和體積忽略不計,ρ水=1×103kg/m3,g取10N/kg,下列說法正確的是(  )
A.A浸沒在水中所受浮力為20N B.A的底面積為50cm2
C.B的重力為20N D.B的密度為0.75×103kg/m3
3.某工人站在水平地面上,用豎直向下的力拉動繩子自由端,使物體勻速上升,如圖甲所示。已知物體重900N,工人重600N,豎直向下的拉力F=500N,物體上升的高度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示,不計繩重和輪軸間的摩擦。在物體上升的過程中,下列說法中正確的是(  )
A.物體上升的速度大小為5m/s
B.工人對地面的壓力大小為1100N
C.拉力F的功率為100W
D.滑輪組的機械效率為90%
二.填空題(共6小題)
4.一小球的重力為10N,用彈簧測力計吊著小球,使小球一半浸在水中,測力計示數(shù)為4.2N,則此時小球受到的浮力為     N;若剪斷懸吊小球的細線,小球在水中穩(wěn)定時受到的浮力為     N。
5.A、B兩個實心均勻圓柱體的高度之比為2:1,底面積之比為1:2,將它們置于水平桌面上,如圖甲所示。已知A的密度為2×103kg/m3,現(xiàn)在從A的上表面沿水平方向截取高為b的圓柱塊,并將截取部分平放在B的正上方,則A、B對桌面壓強隨截取高度的變化關(guān)系如圖乙所示,當(dāng)h=     cm時,A、B對桌面的壓強相等,壓強大小為     Pa,B的密度是     kg/m3。
6.如圖甲所示的密閉容器,壁厚忽略不計,該容器底部面積為25cm2,容器中裝有高度10cm的水。將容器倒置并使其在水中豎直漂浮,如圖乙所示,容器內(nèi)外水面的高度差為3cm,ρ水=1×103kg/m3,g取10N/kg,則圖甲容器中水的質(zhì)量為    kg,容器在水中豎直漂浮時受到浮力為    N,該容器的重力為    N。
7.如圖所示,在“驗證阿基米德原理”的實驗中,重6N的柱體A靜止在水中,彈簧測力計的示數(shù)為5N,柱體A所受浮力F浮為     N。繼續(xù)增大柱體浸入水中的深度,它受到的浮力     (增大/減小/不變)。柱體A的密度是     kg/dm3,已知。
8.小永研究浮力大小與深度的關(guān)系。現(xiàn)將一立方體金屬塊,浸沒在某種液體中,如圖甲所示;將它緩緩從液體中豎直提出來的過程中,畫出了測力計示數(shù)F隨金屬塊下表面提升的高度h變化的圖象,如圖乙所示。根據(jù)該圖象可以得出:金屬塊的密度為     kg/m3,液體的密度為     kg/m3。(忽略液面的變化)
9.工人利用如圖所示裝置提升物料,該裝置中的滑輪為     滑輪。已知滑輪重80N,貨籃重120N,不計繩重及摩擦。工人用該裝置勻速提升空貨籃時的拉力為     N。若繩子能承受的最大拉力為520N,每根鋼條重100N,該裝置勻速提升鋼條時,所能達到的最大機械效率為     。
三.綜合應(yīng)用題(共17小題)
10.俯臥撐是一項常見的健身項目,采用不同的方式做俯臥撐,健身效果通常不同。圖甲所示的是小京在水平地面上做俯臥撐保持靜止時的情境,他的身體與地面平行,可抽象成如圖乙所示的杠桿模型,地面對腳的力作用在O點,對手的力作用在B點,小京的重心在A點。已知小京的體重為750N,OA長為1m,OB長為1.5m:
(1)地面對手的力F1與身體垂直,畫出力臂和力。則F1的大小為    N;
(2)小京手扶欄桿做俯臥撐保持靜止時的情境,此時他的身體姿態(tài)與圖甲相同,只是身體與水平地面成一定角度,欄桿對手的力F2與他的身體垂直,且仍作用在B點。分析并說明F2與F1的大小關(guān)系。
11.登陸作戰(zhàn)是所有作戰(zhàn)中最為復(fù)雜、最為艱巨的作戰(zhàn)類型。目前,我軍擁有一款綜合性能十分優(yōu)良的兩棲突擊車﹣﹣05式兩棲突擊車(如圖1所示),這款突擊車在水陸領(lǐng)域都具有不錯的速度優(yōu)勢,能以最大40km/h的速度進行水中巡航,其陸地公路速度可達到65km/h。該車戰(zhàn)斗全重為28噸,還攜帶有四件助浮裝置(如圖2所示),車輛在水中行進時可以打開,避免沉沒。
(1)求該突擊車以最大速度在水中行駛15min經(jīng)過的路程;
(2)已知該突擊車有兩條履帶,一條履帶與地面的接觸面積為10m2,求該突擊車靜止于水平地面時對地面的壓強;
(3)該突擊車在水中執(zhí)行任務(wù)時,可浸沒在水中的車體部分體積為20m3,為保證安全行駛,求助浮裝置充氣后增大的總體積至少為多少(。
12.某款智能飲料機可提供清水、咖啡、果汁等不同飲品。打開開關(guān),按壓功能鍵一次,噴嘴可持續(xù)工作10s,每秒流出飲品20mL。將一平底薄壁柱狀空杯放在水平杯座上接飲品,空杯質(zhì)量為0.1kg,底面積為20cm2,如圖所示。已知ρ水=1×103kg/m3,g取10N/kg。
(1)求空杯對杯座的壓強;
(2)接飲料時,按鍵一次,杯座受到的壓強為1.7×103Pa,求飲料的密度。
13.“建工”興趣小組選取了某種磚塊作為建筑材料,取了一塊不吸水的圓柱體樣品。已知,求:
(1)如圖甲,測得樣品重力,則該樣品的質(zhì)量m;
(2)如圖乙,該樣品浸沒在水中時受到的浮力F浮;
(3)該樣品的密度ρ。
14.利用如圖所示的滑輪組,小明將重300N物體從一樓地面勻速提升至六樓地板,在繩端施加的拉力為120N,物體勻速上升的速度為0.2m/s。已知每層樓高3m,問:
(1)繩端拉力做功的功率;
(2)滑輪組的機械效率;
(3)小明吊起物體過程所用時間。
15.小明在實驗室找到一只玻璃瓶,稱得其質(zhì)量為0.1kg,當(dāng)他將瓶子裝滿水時測得總質(zhì)量為0.4kg,若在該瓶中裝滿金屬顆粒,稱得總質(zhì)量為0.8kg,再往瓶中加滿水,稱得其總質(zhì)量為1kg。(ρ水=1.0×103kg/m3、ρ酒精=0.8×103kg/m3)求:
(1)瓶子的容積;
(2)金屬顆粒的體積;
(3)金屬顆粒的密度。
16.如圖(a)為長方體形狀容器的截面圖,左右兩面AA1、DD1可以抽出,BB1、CC1為輕質(zhì)薄擋板,將容器均勻分割成3個邊長為10cm的正方體密閉容器甲、乙、丙。甲容器中有0.5kg水,乙容器中固定一個質(zhì)量為1.7kg的金屬塊,丙容器中有0.5kg鹽。(容器壁厚度和質(zhì)量均不計,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)求甲容器中,水對容器底部的壓強;
(2)將容器放入裝有4.5L水的水槽中,如圖(b)所示。求容器靜止后露出水面的高度;
(3)將AA1、DD1抽出,容器下沉浸沒在液體中(設(shè)液體混合時,液體體積總量保持不變,鹽全部溶于水后液體體積保持不變),求容器最終對水槽底部的壓強。
17.一個圓筒形容器內(nèi)裝有適量的水,豎直放置在水平桌面上,筒內(nèi)底面積為100cm2。彈簧測力計的掛鉤上掛一金屬塊,手提彈簧測力計讓金屬塊有的體積浸入水中靜止時,彈簧測力計的示數(shù)是6N,此時水深為11.5cm,如圖甲所示;當(dāng)把金屬塊沒入水中靜止時,彈簧測力計的示數(shù)是5.5N,如圖乙所示。求:
(1)金屬塊的密度是多少?
(2)當(dāng)金屬塊沒入水中時,水對容器底壓強是多少?
18.如圖為小型漂浮式風(fēng)力發(fā)電機漂浮在水面,該風(fēng)力發(fā)電機質(zhì)量為2000kg;細圓柱形浮體(實際有4個浮體,總體積為2.5m3,本題簡化為1個,用陰影方塊表示)、風(fēng)力發(fā)電組成,浮體底部用一根質(zhì)量不計的鋼絲繩拴在水底,防止丟失。退潮時,鋼絲繩松弛,漲潮時,鋼絲繩繃緊(不考慮風(fēng)浪影響,鋼絲繩保持豎直)。為保證設(shè)備安全,水不能沒過浮體上表面。若水的密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg,問:
(1)退潮時,漂浮式風(fēng)力發(fā)電機靜止在水面上,排開水的體積是多大?
(2)漲潮時,鋼絲繩受到的最大拉力是多大?
19.如圖所示,某工人利用滑輪組將一個重900N的貨箱在6s內(nèi)勻速提升3m。此過程中,繩子自由端所受的拉力F=400N。求:
(1)若不計繩重和摩擦,動滑輪的重力為多少?
(2)滑輪組做有用功的功率為多少?
(3)滑輪組的機械效率為多少?
20.某款機器狗的前進速度可達6m/s。如圖機器狗整機含電池總質(zhì)量約為60kg,輪子與地面的總接觸面積約為120cm2,站立最大負載能力達到了120kg,該機器狗以最大速度勻速直線前進90s,所受阻力為60N,g=10N/kg。求:
(1)90s內(nèi)通過的路程。
(2)牽引力做功的功率。
(3)該機器狗最大負載站立時對水平地面的壓強。
21.2024年10月,杭州宇樹科技開發(fā)的工業(yè)級產(chǎn)品B2四足機器人參與泰山景區(qū)開展的垃圾清運測試工作(如圖),如果該機器狗自身質(zhì)量為60kg,每只腳與地面的接觸面積為50cm2,測試中運輸?shù)睦鵀?0kg。該機器狗在一段平直路面測試時,5s勻速前進了30m,前進過程中驅(qū)動力50N,所用電池容量45Ah,電壓為58V。
(1)機器狗背負垃圾站立在水平地面上,求它對水平地面的壓強。(g取10N/kg)
(2)機器狗在該測試路段勻速直線運動時驅(qū)動力做功的功率為多少?
(3)如果該機器狗能將電池容量的50%用于在平地上前進,在測試中,機器狗能行駛時間為多少小時(保留整數(shù))。
22.2025年4月30日,神舟十九號載人飛船返回艙成功著陸,如圖所示。若返回艙質(zhì)量為3200kg,在最后著陸過程中,從距地面1m高處豎直向下落地,用時0.5s。(g=10N/kg)
(1)求返回艙在這段時間內(nèi)平均速度;
(2)求返回艙在這段時間內(nèi)重力做功的功率;
(3)若返回艙靜止時與水平地面的接觸面積為0.8m2,求它對水平地面的壓強。
23.某旅游景區(qū)的玻璃棧道全長300m,小金通過玻璃棧道用時200s,然后他乘坐纜車下山用時500s,纜車的起點和終點高度差為700m。已知小金體重為600N,雙腳站立時與玻璃棧道的接觸面積為0.04m2。求:
(1)小金在玻璃棧道上行走的平均速度;
(2)小金雙腳站立時對玻璃棧道的壓強;
(3)乘坐纜車下山過程重力對他做功的功率。
24.如圖甲所示的裝置,A是重為15N的空吊籃,繩子B和C能承受的最大拉力分別為80N和40N,質(zhì)量為50kg的小張同學(xué)將A提升到高處,施加的拉力F隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示,A上升的速度v隨時間變化的關(guān)系如圖丙所示。忽略繩重及摩擦,常數(shù)g取10N/kg。求:
(1)第2s內(nèi),繩子自由端移動的距離。
(2)第2s內(nèi),拉力F所做的功。
(3)定滑輪的重和此裝置提升重物的最大機械效率。(假設(shè)每個滑輪重相同)
25.如圖,AB是一根長為1.6m的不計質(zhì)量的杠桿。在距O點0.4m的B端懸掛一質(zhì)量為90kg,邊長為30cm的均勻正方體合金塊M,杠桿恰好在水平位置平衡。求:
(1)合金塊M的密度為多少kg/m3。
(2)A端施加的豎直向下拉力FA的大小是多少N?
(3)取下合金塊M,放在1m2的水平地面上,則合金塊對地面的壓強是多少Pa?
五年真題參考答案與試題解析
1.【考點】壓強的公式的應(yīng)用;二力平衡條件的應(yīng)用.版權(quán)所有
【專題】運動和力;壓強、液體的壓強;應(yīng)用能力.
【解答】(1)配送車勻速行駛時,所受阻力與牽引力平衡,大小相等,
故配送車所受阻力:f=F牽=400N;
(2)地面的受力面積等于配送車輪胎與水平地面接觸的總面積,根據(jù)p可得,
配送車對地面的壓力:F=pS=1×105Pa×500×10﹣4m2=5000N,
配送車對水平地面的壓力等于配送車與貨物的總重力,
即配送車與貨物的總重力:G=F=500N,
根據(jù)G=mg可得,配送車與貨物的總質(zhì)量:
m500kg。
答:(1)配送車所受阻力為400N;
(2)配送車與貨物的總質(zhì)量為500kg。
2.【考點】功率的計算;速度公式的簡單計算;功的簡單計算.版權(quán)所有
【解答】(1)貨箱的速度:v0.3m/s;
(2)叉車對貨箱所做的功:W=Gh=mgh=300kg×10N/kg×3m=9000J;
(3)叉車對貨箱所做功的功率:P900W。
答:(1)貨箱的速度為0.3m/s;
(2)叉車對貨箱所做的功為9000J;
(3)叉車對貨箱所做功的功率為900W。
3.【考點】利用阿基米德原理進行簡單計算;壓強的公式的應(yīng)用;液體壓強的公式及計算.版權(quán)所有
【專題】壓強、液體的壓強;浮力;應(yīng)用能力.
【解答】(1)游客對地面的壓力F=G=mg=60×10N=600N,
游客對地面的壓強p1.5×104Pa。
(2)蓮葉受到的壓力F′=G總=m總g=(60+3)kg×10N/kg=630N,
蓮葉受到的壓強p′420Pa。
(3)當(dāng)蓮葉浸入水中的深度達到卷邊高度25%時泡沫板和人的總重
G總=F浮=ρgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×25%×2m2×0.16m=800N。
泡沫板和人的總質(zhì)量m總80kg,
蓮葉能托起人的最大質(zhì)量m人=m總﹣m泡沫板=80kg﹣3kg=77kg。
答:(1)游客雙腳站立在地面時對地面的壓強為1.5×104Pa;(2)游客體驗“一葉當(dāng)舟”時,蓮葉受到的壓強為420Pa;(3)為保證安全,該蓮葉能托起游客的最大質(zhì)量為77kg。
4.【考點】滑輪、滑輪組機械效率的計算;功率的計算;有用功、額外功與總功.版權(quán)所有
【專題】功、功率、機械效率;應(yīng)用能力.
【解答】(1)由題意可知,克服窗玻璃的重力做的功即為有用功:
W有=G物h=400N×10m=4000J;
(2)由圖可知,該動滑輪有2段繩子,所以拉力方向繩子自由端移動的距離為:s=10m×2=20m
所以工人所用拉力做的功為:
W總=Fs=250N×20m=5000J,
拉力的功率為:
P100W;
(3)由機械效率公式可得動滑輪的機械效率為:
η100%100%=80%。
答:(1)所做的有用功W有為4000J;
(2)工人所用拉力的功率P為100W;
(3)動滑輪的機械效率η為80%。
5.【考點】速度公式的應(yīng)用;重力的計算;功率的計算.版權(quán)所有
【專題】計算題;長度、時間、速度;重力、彈力、摩擦力;功、功率、機械效率;應(yīng)用能力.
【解答】(1)飛機從水源地巡航到火場至少需要的時間為:
t0.2h;
(2)飛機的最大起飛重力為:
G=mg=53500kg×10N/kg=5.35×105N;
(3)克服水的重力做的功為:
W=G水h=m水gh=12000kg×10N/kg×4m=480000J,
則飛機吸水的功率為:
P24000W。
答:(1)若火場距離最近的水源100km,飛機從水源地巡航到火場至少需要0.2h;
(2)飛機的最大起飛重力為5.35×105N;
(3)飛機吸水的功率為24000W。
6.【考點】利用阿基米德原理進行簡單計算;密度的簡單計算;重力的計算;壓強的公式的應(yīng)用.版權(quán)所有
【專題】浮力;分析、綜合能力.
【解答】(1)如圖甲所示,示數(shù)為100N,則G=100N;
質(zhì)量m10kg;
(2)根據(jù)浸沒后浮力不變,則拉力不變,則圓柱體的高度h=0.2m,
體積 V=Sh=0.01m2×0.2m=0.002m3,
圓柱體密度為ρ5×103kg/m3。
(3)浸沒時的浮力理F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.002m3=20N;
對底面的壓力F=G﹣F浮=100N﹣20N=80N;
壓強p8000Pa。
答:(1)圓柱體的質(zhì)量為10kg;
(2)圓柱體的密度是5×103kg/m3;
(3)取走拉力傳感器,圓柱體浸沒于水中時對杯底的壓強為8000Pa。
7.【考點】物體浮沉條件;利用阿基米德原理進行簡單計算.版權(quán)所有
【專題】浮力;應(yīng)用能力.
【解答】
(1)當(dāng)導(dǎo)管架在駁船上時,整體漂浮,所受浮力等于總重力,
由阿基米德原理可知整體受到的浮力為:F浮1=ρ海水gV排1=1.1×103kg/m3×10N/kg×8×104m3=8.8×108N;
駁船和導(dǎo)管架完全分離后,靜止時空駁船漂浮,所受浮力等于空駁船的重力,
由阿基米德原理可知空駁船受到的浮力為:F浮2=ρ海水gV排2=1.1×103kg/m3×10N/kg×5×104m3=5.5×108N;
則導(dǎo)管架的重力等于兩次重力差即等于兩次浮力差,為G=F浮1﹣F浮2=8.8×108N﹣5.5×108N=3.3×108N。
(2)導(dǎo)管架的質(zhì)量,
其密度為,小于海水密度1.1×103kg/m3,
則由浮沉條件可知導(dǎo)管架會漂浮,漂浮時,所受浮力等于重力,故導(dǎo)管架最終靜止時受到浮力大小為3.3×108N。
答:(1)導(dǎo)管架受到重力大小為3.3×108N;
(2)導(dǎo)管架最終靜止時受到浮力大小為3.3×108N。
8.【考點】滑輪、滑輪組機械效率的計算;壓強的公式的應(yīng)用;有用功的計算.版權(quán)所有
【專題】應(yīng)用題;壓強、液體的壓強;簡單機械;功、功率、機械效率;應(yīng)用能力.
【解答】(1)有用功:
W有用=Gh=5N×1m=5J;
(2)繩子自由端移動的距離為:s=2h=2×1m=2m,
拉力做的總功:
W總=Fs=4N×2m=8J;
動滑輪機械效率:
η100%100%=62.5%。
(3)木塊對地面的壓力;
F壓=G=5N,
根據(jù)壓強公式得:
p500Pa。
答:(1)此過程中的有用功為5J;
(2)該動滑輪的機械效率為62.5%;
(3)木塊對地面的壓強為500Pa。
9.【考點】滑輪、滑輪組機械效率的計算;滑輪組繩子上的拉力;有用功的計算.版權(quán)所有
【專題】功、功率、機械效率;應(yīng)用能力.
【解答】
(1)鋼板重力為G鋼板=m鋼板g=3600kg×10N/kg=3.6×104N;
提升鋼板的有用功為W有用=G鋼板 h=3.6×104N×10m=3.6×105J。
(2)滑輪組共有4段繩子拉著動滑輪,故拉力移動距離為物體提升高度的4倍,即s=40m;
拉力做的功為:;
拉力大小為:。
(3);
動滑輪重為;
當(dāng)載重最大時,質(zhì)量為5t=5000kg,G最大=mg=50000N;
則此時機械效率。
答:(1)克服鋼板重力做的功W有用為3.6×105J;(2)鋼絲繩的拉力F為1.125×104N;(3)滑輪組滿載時的機械效率為84.7%。
10.【考點】滑輪、滑輪組機械效率的計算;速度公式的簡單計算;功率的計算.版權(quán)所有
【專題】計算題;功、功率、機械效率;應(yīng)用能力.
【解答】
(1)物體上升的速度:
v0.5m/s;
(2)使用定滑輪,拉力端移動距離s=h=3m,
拉力做的總功:
W總=Fs=330N×3m=990J;
拉力做功功率:
P165W;
(3)物體重力:G=mg=30kg×10N/kg=300N,
克服物體重力做的有用功:
W有用=Gh=300N×3m=900J,
定滑輪的機械效率:
η100%≈90.9%。
答:(1)物體上升的速度為0.5m/s;
(2)工人做功的功率為165W;
(3)定滑輪的機械效率約為90.9%。
11.【考點】利用阿基米德原理進行簡單計算;壓強的公式的應(yīng)用.版權(quán)所有
【專題】定量思想;浮力;應(yīng)用能力.
【解答】(1)人站在鵝卵石上時,鵝卵石受到的壓力等于人的重力,即F=G=600N,則人對鵝卵石的壓強為:
p30000Pa;
(2)站在水中時,人受到的浮力為:
F浮=ρ水gV排=ρ水gV物=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m3=500N。
答:(1)人對鵝卵石的壓強為30000Pa;
(2)站在水中時,人受到的浮力為500N。
12.【考點】壓強的公式的應(yīng)用;利用阿基米德原理進行簡單計算;壓力的比較大小.版權(quán)所有
【專題】計算題;壓強和浮力;分析、綜合能力.
【解答】(1)該物體對桌面的壓力:F=G=mg=2kg×10N/kg=20N;
(2)該物體對桌面的壓強:p1×103Pa;
(3)當(dāng)物體浸沒在水中時所受的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10﹣3m3=30N,
因為F浮>G,
所以,物體靜止時處于漂浮狀態(tài):
則靜止時受到的浮力:F浮′=G=20N。
答:(1)該物體對桌面的壓力為20N;
(2)該物體對桌面的壓強為1×103Pa;
(3)該物體浸沒在水中釋放后,靜止時受到的浮力為20N。
13.【考點】壓強的公式的應(yīng)用;汽化的吸熱特點;密度公式的變形運用計算質(zhì)量和體積.版權(quán)所有
【專題】計算題;汽化和液化、升華和凝華;密度及其應(yīng)用;壓強、液體的壓強;應(yīng)用能力.
【解答】
(1)從霧炮車中噴出的水霧,是液態(tài)的水,盛夏來臨時,這種霧狀物由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài),發(fā)生汽化,而汽化吸收熱量,達到降溫的目的。
(2)水箱裝滿水后,水的體積V=V容=11.2m3,
由ρ可得水的質(zhì)量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×11.2m3=11200kg=11.2t;
(3)灑水車的總重力:
G總=m總g=15×103kg×10N/kg=1.5×105N,
對水平地面的壓力:
F=G總=1.5×105N,
對水平地面的壓強:
p1.25×106Pa。
故答案為:(1)汽化;吸收;
(2)水箱裝滿水后,水的質(zhì)量是11.2t;
(3)車對地面的壓強是1.25×106Pa。
14.【考點】壓強的公式的應(yīng)用;重力的計算;重力的示意圖.版權(quán)所有
【專題】計算題;重力、彈力、摩擦力;壓強、液體的壓強;分析、綜合能力.
【解答】(1)重力的方向是豎直向下的,從無人機的重心畫一條帶箭頭的豎直向下的有向線段,用G表示,即為其所受重力示意圖,如圖所示:
(2)無人機所受的重力:G=mg=6kg×10N/kg=60N;
(3)由于無人機靜止在水平地面上,所以F=G=60N,
無人機對地面的壓強p3000Pa。
答:(1)如圖所示;
(2)無人機所受的重力為60N;
(3)無人機對地面的壓強為3000Pa。
15.【考點】壓強的公式的應(yīng)用;重力的計算.版權(quán)所有
【專題】計算題;應(yīng)用題;壓強、液體的壓強;應(yīng)用能力.
【解答】(1)透過車窗可以清楚地看到窗外的景物,說明玻璃具有較好的透明度;
(2)安全錘的重力:
G=mg=400×10﹣3kg×10N/kg=4N;
(3)錘尖的面積為S=2mm2=2×10﹣6m2,由p可得,敲碎玻璃的最大壓力:
F=pS=1.5×107Pa×2×10﹣6m2=30N。
答:(1)透明;(2)安全錘的重力為4N;(3)至少要用30N的壓力才能敲碎玻璃。
16.【考點】壓強的公式的應(yīng)用;密度的簡單計算.版權(quán)所有
【專題】密度及其應(yīng)用;壓強、液體的壓強;分析、綜合能力.
【解答】(1)該無人機空機的重力G空機=m空機g=5kg×10N/kg=50N,
該無人機空機狀態(tài)停放時對水平地面的壓力F=G空機=50N,
該無人機空機狀態(tài)停放時對水平地面的壓強p6250Pa;
(2)裝滿時所裝農(nóng)藥的質(zhì)量m藥=m總﹣m空機=32kg﹣5kg=27kg,
該無人機可裝農(nóng)藥的最大體積V藥0.03m3。
答:(1)該無人機空機狀態(tài)停放時對水平地面的壓強為6250Pa;
(2)該無人機可裝農(nóng)藥的最大體積為0.03m3。
17.【考點】杠桿的綜合應(yīng)用;歐姆定律的應(yīng)用.版權(quán)所有
【專題】應(yīng)用題;電路和歐姆定律;浮力;探究型實驗綜合題;應(yīng)用能力;科學(xué)探究能力.
【解答】(1)水箱內(nèi)水面高度h小于1cm時,圓柱體M沒有受到浮力的作用,則杠桿A端受到的作用力:F2=GM=15N,
根據(jù)杠桿平衡條件可知,壓力傳感器R受到桿B端的壓力:F壓=F130N;
(2)水箱內(nèi)水面高度h小于1cm時,壓力傳感器R受到桿B端的壓力為30N,由圖像乙可知,此時R=3Ω。
由圖甲可知,R與R0串聯(lián),電流表的示數(shù)為0.5A時,電路總電阻為:R總9Ω,
R0的阻值:R0=R總﹣R=9Ω﹣3Ω=6Ω;
(3)水箱內(nèi)水面高度h大于1cm時,隨著水面的升高,圓柱體M受到的浮力變大,作用在杠桿A端受到的力變小,則壓力傳感器R受到桿B端的壓力變小,由圖像乙可知,R的阻值變大,總電阻變大,電流變小,即電流表的示數(shù)變小,由于R0不變,由可得R0兩端的電壓變小,則R兩端的電壓變大,即電壓表示數(shù)變大,故應(yīng)該選用圖甲電路中的電壓表顯示水面高度;
由題意可知,水面高度越大,壓力傳感器R受到桿B端的壓力越小,R的阻值越大。當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時,水面最高,當(dāng)電壓表的示數(shù)Umax=3V時,R0兩端的電壓:
U0=U總﹣Umax=4.5V﹣3V=1.5V,
電路中的電流:I'0.25A,
則R接入電路的電阻:R'12Ω,
由圖像乙可得R—F的函數(shù)式:R=15Ω﹣0.4Ω/N×F,
則當(dāng)R的電阻為12Ω時,F(xiàn)=7.5N,即壓力傳感器R受到桿B端的壓力為7.5N,則杠桿A端的作用力,F(xiàn)1'3.75N,
則圓柱體M受到的浮力為:F浮=G﹣F1'=15N﹣3.75N=11.25N,
根據(jù)阿基米德原理得,圓柱體M排開水的體積:V排1.125×10﹣3m3,
圓柱體M浸入水中的深度:h浸0.25m=25cm,
該裝置能顯示水面的最大高度h最大=h浸+h=25cm+1cm=26cm。
在B端作用力不變的情況下,支點O向右移動,L2變小,L1變大,根據(jù)杠桿平衡條件可得,杠桿A端受到的作用力變小,則圓柱體M受到的浮力變大,則要增大該裝置顯示水面的最大高度h最大。
答:(1)水箱內(nèi)水面高度h小于1cm時,求壓力傳感器R受到桿B端的壓力大小為30N。
(2)水箱內(nèi)水面高度h小于1cm時,電流表的示數(shù)為0.5A,則R0的阻值為6Ω。
(3)電壓;26;右。
18.【考點】杠桿的平衡條件的計算;杠桿的分類;壓強的公式的應(yīng)用.版權(quán)所有
【專題】定量思想;簡單機械;應(yīng)用能力.
【解答】(1)由圖可知,橫桿在使用的過程中,動力臂大于阻力臂,為省力杠桿;
支架下面墊有面積較大的石塊,是在壓力一定時,通過增大受力面積來減小對地面的壓強;
(2)件根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2可知G×OA=F×OB,
為將圖2中物塊恰好拉離地面,工人所用的拉力為:
F400N;
(3)在水平面上,F(xiàn)壓=G=1200N,
物塊靜止時對水平地面的壓強為:
p4800Pa。
故答案為:(1)省力;壓強;
(2)為將圖2中物塊恰好拉離地面,工人所用的拉力為400N;
(3)剪斷圖2中A端細繩,物塊靜止時對水平地面的壓強4800Pa。
19.【考點】功率的計算;太陽能的利用.版權(quán)所有
【專題】計算題;長度、時間、速度;功、功率、機械效率;分析、綜合能力.
【解答】(1)①車的最高時速54km/h,則該車0.5h內(nèi)行駛的路程為:
s=vt=54km/h×0.5h=27km=2.7×104m;
②車受到的重力為G=mg=300kg×10N/kg=3000N,
因該車在平直公路上勻速行駛,故F=f=0.02G=0.02×3000N=60N,
則車行駛所需的機械功率為:
PFv=60N×54m/s=900W;
(2)方法一:
車實際獲得的機械功率P機=700W/m2×6.5m2×20%×90%=819W,
因為819W<900W,所以方案不合理;
方法二:
需要的太陽能電池板面積S7.14m2;
因為7.14m2>6.5m2,所以方案不合理;
方法三:
1s內(nèi)需要的太陽能E需5000J,
1s內(nèi)能獲得的太陽能E獲=P太St=700W/m2×6.5m2×1s=4550J,
因為4550J<5000J,所以方案不合理。
答:(1)①該車0.5h內(nèi)行駛的路程為2.7×104m;
②維持該車行駛所需的機械功率為900W;
(2)見解答內(nèi)容。
20.【考點】功率的計算;速度公式的簡單計算;壓強的公式的應(yīng)用.版權(quán)所有
【專題】長度、時間、速度;壓強、液體的壓強;功、功率、機械效率;分析、綜合能力.
【解答】(1)爬繩機上升的高度h=12m,所用時間t=1min=60s,
爬繩機上升的速度:v0.2m/s;
(2)爬繩機靜止在水平地面上時,對地面的壓力:
F壓=G=mg=10kg×10N/kg=100N,
爬繩機靜止在水平地面上時與地面的接觸面積為0.1m2,則爬繩機對地面的壓強:
p1000Pa;
(3)爬繩機對工人的作用力:F=G人=mg=70kg×10N/kg=700N,
由于工人與爬繩機相對靜止,故工人上升的速度等于爬繩機的速度,則爬繩機對工人做功的功率:
PFv=700N×0.2m/s=140W。
答:(1)爬繩機上升的速度為0.2m/s;
(2)爬繩機靜止在水平地面上時,對地面的壓強為1000Pa;
(3)爬繩機對工人做功的功率為140W。
21.【考點】滑輪、滑輪組機械效率的計算;重力的計算;功率的計算.版權(quán)所有
【專題】功、功率、機械效率;應(yīng)用能力.
【解答】(1)木箱的重力G=mg=34kg×10N/kg=340N。
(2)從圖中可知n=2,繩子自由端移動的距離s=nh=2×3m=6m,
工人做的功W總=Fs=200N×6m=1200J,
功率P120W。
(3)有用功W有用=Gh=340N×3m=1020J,
滑輪組的機械效率η85%。
答:(1)木箱的重力為340N。
(2)工人做功的功率為120W。
(3)滑輪組的機械效率為85%。
22.【考點】功率的計算;重力的計算;功的簡單計算.版權(quán)所有
【專題】重力、彈力、摩擦力;功、功率、機械效率;應(yīng)用能力.
【解答】(1)小明所受的重力為G=mg=60kg×10N/kg=600N;
(2)完成一個引體向上克服重力做的功W0=Gh=600N×0.5m=300J;
(3)30s內(nèi)克服重力做的功W總=10×W0=10×300J=3000J,
30s內(nèi)克服重力做功的功率P100W。
答:(1)小明所受重力為600N;
(2)完成一個引體向上克服重力做的功為300J;
(3)30s內(nèi)克服重力做功的功率為100W。
23.【考點】功的簡單計算;重力的計算;利用阿基米德原理進行簡單計算.版權(quán)所有
【專題】計算題;重力、彈力、摩擦力;浮沉的應(yīng)用;功、功率、機械效率;分析、綜合能力.
【解答】(1)由題知,工程船滿載時的排水量為m排=5.35×107kg,
根據(jù)阿基米德原理可知,工程船滿載航行在海面上時,其受到的浮力:
F浮=G排=m排g=5.35×107kg×10N/kg=5.35×108N;
(2)平臺組塊所受重力大小為:G=mg=1.55×107kg×10N/kg=1.55×108N;
(3)工程船對平臺組塊施加的力等于平臺組塊的重力,即F=G=1.55×108N;
移動的距離為s=0.8m+1.2m=2m,
工程船對平臺組塊豎直向上做功為:W=Fs=1.55×108N×2m=3.1×108J。
答:(1)工程船滿載航行在海面上時,受到的浮力為5.35×108N;
(2)平臺組塊所受重力大小為1.55×108N;
(3)工程船對平臺組塊豎直向上做功為3.1×108J。
24.【考點】利用阿基米德原理進行簡單計算;密度的簡單計算;重力的計算.版權(quán)所有
【專題】重力、彈力、摩擦力;浮力;應(yīng)用能力.
【解答】(1)獎牌的質(zhì)量為:
m0.18kg;
(2)獎牌浸沒在水中時受到的浮力為:
F浮=G﹣F′=1.8N﹣1.6N=0.2N;
獎牌的體積為:
V=V排2×10﹣5m3。
答:(1)獎牌的質(zhì)量為0.18kg。
(2)獎牌的體積為2×10﹣5m3。
25.【考點】物體浮沉條件;密度的簡單計算;阿基米德原理的理解.版權(quán)所有
【專題】計算題;密度及其應(yīng)用;重力、彈力、摩擦力;浮力;浮沉的應(yīng)用;分析、綜合能力.
【解答】(1)拖船拖拽兩個“C”形組件,在江面勻速直線行駛20km,行駛過程中拖船的動力為2.15×105N,則拖船的動力做的功為:
W=Fs=2.15×105N×20×103m=4.3×109J;
根據(jù)η可知,柴油放出的熱量為:
Q放10.75×109J,
則拖拽過程消耗柴油的質(zhì)量為:
m250kg;
(2)設(shè)鎧甲上表面面積為S,鎧甲的高度為H;因鎧甲漂浮在水面上,根據(jù)浮沉條件可知,
F浮=G,即ρ水gV排=ρ水gV鎧,ρ水g(H﹣2.1m)S=ρ鎧gHS,
代入數(shù)據(jù),1×103kg/m3×(H﹣2.1m)=0.4×103kg/m3×H,
解得:H=3.5m,故漂浮的鎧甲在水面下的深度為H﹣2.1m=3.5m﹣2.1m=1.4m;
(3)鎧甲上下表面積相同,上表面面積S=100m2,則鎧甲的體積為V=SH=100m2×3.5m=350m3,
鎧甲的重力為G=mg=ρ鎧Vg=0.4×103kg/m3×350m3×10N/kg=1.4×106N;
鎧甲在水面下的深度為1.5m,則鎧甲受到的浮力為:
F浮=ρ水gV排=ρ水gSh=1×103kg/m3×10N/kg×100m2×1.5m=1.5×106N>G=1.4×106N,
因鎧甲處于靜止?fàn)顟B(tài),故鎧甲受到橋墩施加的摩擦力的方向豎直向下,其大小為f=F浮﹣G=1.5×106N﹣1.4×106N=1×105N。
答:(1)拖拽過程消耗柴油的質(zhì)量為250kg;
(2)乙圖中,漂浮的鎧甲在水面下的深度為1.4m;
(3)丙圖中,鎧甲受到橋墩施加的摩擦力的大小為1×105N,方向豎直向下。
26.【考點】滑輪、滑輪組機械效率的計算;重力的計算.版權(quán)所有
【專題】應(yīng)用題;重力、彈力、摩擦力;簡單機械;功、功率、機械效率;應(yīng)用能力.
【解答】(1)物體質(zhì)量為18kg,則物體受到的重力為:
G=mg=18kg×10N/kg=180N;
(2)使用定滑輪時,繩端移動的距離等于物體上升的高度,即s=h,
根據(jù)η可知,定滑輪的機械效率為:
η100%=90%。
答:(1)物體受到的重力為180N;
(2)定滑輪的機械效率為90%。
27.【考點】滑輪、滑輪組機械效率的計算;有用功、額外功與總功.版權(quán)所有
【專題】計算題;簡單機械;功、功率、機械效率;應(yīng)用能力.
【解答】(1)由圖可知n=2,因為不計動滑輪重、繩重和滑輪與軸間的摩擦,所以繩子自由端的拉力:
FG300N=150N;
(2)由v可知,物體上升的高度:
h=vt=0.1m/s×10s=1m,
拉力做的有用功:
W有=Gh=300N×1m=300J,
滑輪組的機械效率:
η100%100%=75%;
拉力做的額外功:
W額=W總﹣W有=400J﹣300J=100J,
克服動滑輪重力做的額外功:
W動=G動h=40N×1m=40J,
則克服繩重和摩擦所做的額外功:
Wf=W額﹣W動=100J﹣40J=60J;
答:(1)若不計動滑輪重、繩重和滑輪與軸間的摩擦,人對繩的拉力F為150N;
(2)實際中動滑輪重為40N,人的拉力做功400J,滑輪組的機械效率為75%,克服繩重和摩擦所做的額外功為60J。
28.【考點】壓強的公式的應(yīng)用;重力的計算.版權(quán)所有
【專題】計算題;壓強、液體的壓強;應(yīng)用能力.
【解答】(1)金磚的體積V=70cm×70cm×10cm=49000cm3=0.049m3,
由ρ可得,金磚的質(zhì)量m=ρV=2.0×103kg/m3×0.049m3=98kg,
重力G=mg=98kg×10N/kg=980N,
(2)490N的小明站在如圖所示的金磚上,金磚對水平地面的壓力:
F=G小明+G=490N+980N=1470N,
金磚面積S=70cm×70cm=4900cm2=0.49m2,
金磚對水平地面的壓強p3×103Pa。
答:(1)金磚的重力G為980N;
(2)若重490N的小明站在如圖所示的金磚上,金磚對水平地面的壓強p為3×103Pa。
29.【考點】壓強的公式的應(yīng)用;密度的簡單計算.版權(quán)所有
【專題】計算題;密度及其應(yīng)用;重力、彈力、摩擦力;壓強、液體的壓強;應(yīng)用能力.
【解答】(1)由ρ可知,噴出藥液的質(zhì)量:m噴=ρV噴=1.0×103kg/m3×2m3=2×103kg;
(2)噴出2m3的藥液后消毒車的總重力:G=mg=(8×103kg﹣2×103kg)×10N/kg=6×104N,
消毒車對水平地面的壓力:F=G=6×104N,
此時消毒車對地面的壓強:p1.2×105Pa。
答:(1)噴出藥液的質(zhì)量為2×103kg;
(2)此時消毒車對地面的壓強為1.2×105Pa。
30.【考點】利用阿基米德原理進行簡單計算;改變物體浮沉狀態(tài);紅外線;速度公式的簡單計算;阿基米德原理的定性分析.版權(quán)所有
【專題】其他綜合題;分析、綜合能力.
【解答】(1)“極目一號”上升的高度s=9032m﹣4270m=4762m;
“極目一號”上升的所用時間t=3h14min=194min=11640s;
“極目一號”上升的速度v0.41m/s;
人行走速度大約為1m/s>0.41m/s;
(2)紅外線能使物體升溫,所以白色層反射太陽光中的紅外線,避免溫度劇烈變化;
(3)艇體材料除了高強度外,還需要耐腐蝕性、低密度、耐高溫等特點;
(4)浮空艇在營地升空時所受空氣浮力F浮=ρ空gV=0.80kg/m3×10N/kg×9000m3=7.2×104N;
(5)浮空艇要上升,說明浮空艇受到的浮力大于重力,由于排開空氣的體積和浮空艇的體積相等,所以ρ空gV>ρ氦gV;化簡得ρ空>ρ氦;
上升過程中,空氣變稀薄,空氣密度變小,導(dǎo)致浮力變小;
(6)要使浮空艇下降到地面,通過增加自身重力或者減小浮力,當(dāng)排除部分氦氣的時候,浮空艇體積變小,浮力就變小了。
故答案為:(1)小于;(2)紅外線;(3)密度小:(4)7.2×104;(5)小于;變小;(6)排除部分氦氣。
31.【考點】速度公式的簡單計算.版權(quán)所有
【專題】應(yīng)用題;長度、時間、速度;應(yīng)用能力.
【解答】(1)由題意可得,兩列波到達的時間差:
t=21:46:09﹣21:46:07=2s,
設(shè)地震局距震源的距離為s,由v可得,
2s,即2s,
解得:s=14000m;
(2)由v知,t′2s,
21h46min07s﹣2s=21h46min05s,
震源發(fā)生地震的時刻為:當(dāng)日21h46min05s。
答:(1)地震局距離震源有14000m遠;
(2)震源發(fā)生地震的時刻為當(dāng)日21h46min05s。
32.【考點】功率的計算;有用功、額外功與總功;滑輪、滑輪組機械效率的計算.版權(quán)所有
【專題】功、功率、機械效率;應(yīng)用能力.
【解答】(1)滑輪組對海豚做的有用功W有用=Gh=mgh=180kg×10N/kg×2m=3600J;
(2)從圖中可知n=4,繩子自由端移動的距離s=nh=4×2m=8m,
拉力F做功的總功W總=Fs=500N×8m=4000J,
拉力F做功的功率P100W;
(3)滑輪組的機械效率η100%100%=90%。
答:(1)滑輪組對海豚做的有用功為3600J;
(2)拉力F做功的功率為100W;
(3)滑輪組的機械效率為90%。
33.【考點】滑輪、滑輪組機械效率的計算;速度公式的簡單計算;滑輪組繩子上的拉力;動滑輪的重力;繩子自由端移動的速度;滑輪組中的相關(guān)計算.版權(quán)所有
【專題】計算題;功、功率、機械效率;應(yīng)用能力.
【解答】
(1)由題知,物體上升速度為0.2m/s,物體在10s內(nèi)上升的高度:
h=vt=0.2m/s×10s=2m;
(2)工人使用的是動滑輪,承擔(dān)重物繩子的段數(shù)n=2,
由η可得,工人對繩端的拉力:
F500N;
(3)不計繩重和摩擦,由nF=G+G動可得,動滑輪的重力,
G動=nF﹣G=2×500N﹣800N=200N,
當(dāng)提升物重為G′=1000N時,工人對繩端的拉力:
F′(G′+G動)(1000N+200N)=600N。
答:(1)物體在10s內(nèi)上升的高度為2m;
(2)工人對繩端的拉力為500N;
(3)當(dāng)被提升的物重增大為1000N時,工人對繩端的拉力為600N。
34.【考點】壓強的公式的應(yīng)用;功率的計算;滑輪、滑輪組機械效率的計算.版權(quán)所有
【專題】計算題;壓強、液體的壓強;簡單機械;功、功率、機械效率;應(yīng)用能力.
【解答】(1)建筑材料的重力:G=mg=80kg×10N/kg=800N,
建筑材料對水平地面的壓力:F壓=G=800N,
建筑材料對地面的壓強:p800Pa;
(2)由圖可知n=2,繩子自由端移動的距離:s=nh=2×3m=6m,
拉力做的總功:W總=Fs=500N×6m=3000J,
拉力做功的功率:P150W;
(3)拉力做的有用功:W有=Gh=800N×3m=2400J,
滑輪組的機械效率:η100%100%=80%。
答:(1)建筑材料放在水平地面上時對地面的壓強為800Pa;
(2)拉力F的功率為150W;
(3)滑輪組的機械效率為80%。
35.【考點】液體壓強的公式及計算.版權(quán)所有
【專題】計算題;壓強、液體的壓強;浮沉的應(yīng)用;應(yīng)用能力.
【解答】(1)破冰船滿載時的重力:G=mg=1.4×107kg×10N/kg=1.4×108N;
(2)破冰船漂浮在水面,由物體的漂浮條件可知,此時破冰船受到的浮力:F浮=G=1.4×108N;
(3)由題意可知,船對冰面的壓力:F壓=0.1G=0.1×1.4×108N=1.4×107N,
則船對冰面的壓強:p1.4×106Pa。
答:(1)破冰船滿載時的重力為1.4×108N;
(2)破冰船滿載航行在海面上時,受到的浮力為1.4×108N;
(3)船對冰面的壓強為1.4×106Pa。
36.【考點】功的簡單計算;熱機的效率公式與計算;重力的計算.版權(quán)所有
【專題】計算題;比熱容、熱機、熱值;重力、彈力、摩擦力;應(yīng)用能力;分析、綜合能力.
【解答】(1)①汽車受到的重力:G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N
②因為勻速行駛,根據(jù)二力平衡原理,汽車受到的牽引力:F牽=f=1.2×103N
(2)①汽車行駛的距離為:由得s=vt=70km/h×0.5h=35km=3.5×104m
②牽引力做的功為:W=F牽s=1.2×103N×3.5×104m=4.2×107J
(3)氫完全燃燒所產(chǎn)生的熱量:Q=mq=0.6kg×1.4×108J/kg=8.4×107J
汽車?yán)脷淠艿男剩害?
答:(1)汽車受到的重力為1.5×104N,汽車受到的牽引力為1.2×103N;
(2)汽車行駛的距離為3.5×104m,牽引力做的功為4.2×107J;
(3)汽車?yán)脷淠艿男蕿?0%。
37.【考點】密度的簡單計算;利用阿基米德原理進行簡單計算.版權(quán)所有
【專題】計算題;密度及其應(yīng)用;浮力;應(yīng)用能力.
【解答】(1)石頭的密度:
ρ2.4×103kg/m3;
(2)石頭浸沒在水中時排開水的體積:
V排=V=1×10﹣3m3,
則石頭浸沒在水中受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N。
答:(1)石頭的密度為2.4×103kg/m3;
(2)石頭浸沒在水中受到的浮力為10N。
38.【考點】速度公式的應(yīng)用;功的簡單計算;固體和液體的熱值計算.版權(quán)所有
【專題】計算題;比熱容、熱機、熱值;長度、時間、速度;功、功率、機械效率;應(yīng)用能力.
【解答】(1)由v可知,A、B兩地之間距離:
sAB=vt=90km/h×1h=90km;
(2)由二力平衡條件可知,汽車勻速行駛時的牽引力:
F=f=1000N,
汽車牽引力做的功:
W=FsAB=1000N×90×103m=9×107J,
由η電100%可知,此過程中產(chǎn)生的電能:
E電1.125×108J;
(3)①由每加注1kg氫燃料所需的費用為30元可知,消耗0.8kg氫燃料的費用為0.8kg×30元/kg=24元,
由每加注1kg汽油所需的費用為12元可知,在與甲車花費相同燃料費用的情況下,乙車消耗的汽油:
m2kg,
乙車消耗的汽油完全燃燒所放出的熱量:
Q放=mq=2kg×5×107J/kg=1×108J;
②由η汽100%可知,燃燒汽油時汽車獲得的機械能:
W機械=η汽Q放=30%×1×108J=3×107J,
由W=Fs可知,汽車行駛的距離:
s3×104m=30km<90km,
因此乙車不能到達B地。
答:(1)A、B兩地之間距離為90km;
(2)此過程中產(chǎn)生的電能為1.125×108J;
(3)①乙車消耗的汽油完全燃燒所放出的熱量為1×108J;
②乙車不能到達B地。
39.【考點】斜面機械效率的計算;重力的計算;壓強的公式的應(yīng)用;功率的計算;有用功、額外功與總功.版權(quán)所有
【專題】定量思想;壓強、液體的壓強;應(yīng)用能力.
【解答】(1)行李箱受到的重力為:
G=mg=30kg×10N/kg=300N;
因為物體在水平面,
所以行李箱對水平地面的壓力為:F壓=G=300N,
行李箱對地面的壓強:
p7.5×105Pa;
(2)沿斜面拉物體時,所做有用功:
W有=Gh=300N×1m=300J,
總功為:
W總=Fs=125N×3m=375J,
斜面的機械效率為:
η100%100%=80%;
(3)拉力F做功的功率:
P37.5W。
答:(1)行李箱靜止放在水平地面上時受到的重力大小為300N,對地面的壓強7.5×105Pa;
(2)小明對行李箱做的有用功為300J,斜面的機械效率為80%;
(3)拉力F做功的功率為37.5W。聲明:試題解析著作權(quán)屬所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布日期:20
40.【考點】動滑輪的重力;滑輪、滑輪組機械效率的計算;功率的計算.版權(quán)所有
【專題】應(yīng)用題;功、功率、機械效率;分析、綜合能力.
【解答】(1)由圖可知,動滑輪上繩子的有效股數(shù)n=2,
繩子自由端移動的距離:s=2h=2×2m=4m,
拉力做的功:W總=Fs=400N×4m=1600J,
拉力的功率:P160W;
(2)建筑材料的重力:G=mg=70kg×10N/kg=700N,
有用功:W有=Gh=700N×2m=1400J,
滑輪組的機械效率:η100%100%=87.5%;
(3)不計繩子重力和摩擦,由F(G+G動)可得,動滑輪的重力:G動=2F﹣G=2×400N﹣700N=100N。
答:(1)拉力的功率為160W;
(2)滑輪組的機械效率為87.5%;
(3)動滑輪的重力為100N。
41.【考點】壓強的公式的應(yīng)用;速度公式的簡單計算;壓力的大小.版權(quán)所有
【專題】計算題;長度、時間、速度;壓強、液體的壓強;應(yīng)用能力.
【解答】(1)運動員的滑行速度:
v4m/s;
(2)冰面受到的壓力:
F=G=mg=50kg×10N/kg=500N;
(3)此時冰面受到的壓強:
p2×106Pa。
答:(1)運動員的滑行速度為4m/s;
(2)冰面受到的壓力為500N;
(3)此時冰面受到的壓強為2×106Pa。
42.【考點】壓強的公式的應(yīng)用;阿基米德原理的理解;密度的簡單計算.版權(quán)所有
【專題】壓強、液體的壓強;浮力;分析、綜合能力.
【解答】(1)圓柱體的對水平地面的壓力F=G=2N;
圓柱體的橫截面積S=20cm2=2×10﹣3 m2;
圓柱體對水平地面的壓強p1000Pa;
(2)當(dāng)圓柱體有一半體積浸入水中時,圓柱體受到的浮力F浮=G﹣F拉=2N﹣1.2N=0.8N;
圓柱體一半的體積V排8×10﹣5 m3;
圓柱體的體積V=2V排=2×8×10﹣5 m3=1.6×10﹣4 m3;
(3)圓柱體的質(zhì)量m0.2kg;
圓柱體的密度ρ1.25×103kg/m3。
答:(1)將圓柱體豎直放于水平地面上時,水平地面受到的壓強為1000Pa;
(2)圓柱體的體積為1.6×10﹣4 m3;
(3)圓柱體的密度為1.25×103kg/m3。
43.【考點】壓強的公式的應(yīng)用;功的簡單計算;能量的利用效率;電功與電能的計算.版權(quán)所有
【專題】計算題;電能和電功率;壓強、液體的壓強;功、功率、機械效率;應(yīng)用能力.
【解答】(1)觀光車空載時,車對水平路面的壓力:F=G=mg=1080kg×10N/kg=10800N,
此時車對水平路面的壓強:p108000Pa;
(2)觀光車的電動機以額定功率工作0.5h,消耗電能:W=Pt=4000W×0.5×3600s=7.2×106J;
(3)牽引力做功:W′=F′s=320N×18×1000m=5.76×106J,
電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率:η100%100%=80%。
答:(1)觀光車靜止在水平地面上,空載時對地面的壓強是108000Pa;
(2)觀光車的電動機以額定功率工作0.5h,消耗電能7.2×106J;
(3)在題(2)條件下,在該過程中牽引力做功5.76×106J,電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率是80%。
44.【考點】功率的計算;重力的計算;壓強的公式的應(yīng)用.版權(quán)所有
【專題】計算題;壓強、液體的壓強;功、功率、機械效率;應(yīng)用能力.
【解答】(1)小明和自行車的總重力G總=m總g=(60kg+15kg)×10N/kg=750N;
(2)他騎行時自行車對地面的壓力F=G總=750N,
他騎行時自行車對地面的壓強p2.5×105Pa;
(3)在水平路面上勻速騎行時所受阻力為總重力的0.02倍,且處于平衡狀態(tài),
則F牽=f=0.02G總=0.02×750N=15N,
牽引力做功W=F牽s=15N×1500m=22500J,
他騎行時的功率P75W。
答:(1)小明和自行車的總重力為750N;
(2)他騎行時自行車對地面的壓強為2.5×105Pa;
(3)若他在水平路面上5min內(nèi)勻速騎行了1500m,則他騎行時的功率是75W。
45.【考點】功率的計算;重力的計算;阿基米德原理的理解.版權(quán)所有
【專題】功、功率、機械效率;應(yīng)用能力.
【解答】(1)龍舟的重力G舟=m舟g=300kg×10N/kg=3000N;
(2)運動員坐上龍舟后龍舟所受浮力F浮=G總=m總g=(300kg+1500kg)×10N/kg=18000N,
根據(jù)阿基米德原理可知運動員坐上龍舟后龍舟排開水的體積V排1.8m3;
(3)比賽過程中龍舟處于平衡狀態(tài),所受動力F=f=0.1G總=0.1×18000N=1800N,
動力做的功W=Fs=1800N×500m=9×105J,
所用時間t=2min30s=150s,
動力做功的功率P6000W。
答:(1)龍舟的重力為3000N;
(2)運動員坐上龍舟后龍舟排開水的體積為1.8m3;
(3)比賽過程中龍舟獲得的動力做功的功率為6000W。
46.【考點】平均速度.版權(quán)所有
【專題】計算題;長度、時間、速度;應(yīng)用能力.
【解答】(1)地鐵從茶山站出發(fā)直至抵達常州火車站,用時t=6:09﹣6:00=9min=0.15h;
(2)地鐵從茶山站出發(fā)直至抵達常州火車站,路程s=5.4km,
平均速度v36km/h=10m/s。
答:(1)地鐵從茶山站出發(fā)直至抵達常州火車站,用時0.15h;
(2)地鐵從茶山站出發(fā)直至抵達常州火車站,平均速度為36千米每小時,合10米每秒。
47.【考點】壓強的公式的應(yīng)用;密度的簡單計算.版權(quán)所有
【專題】計算題;壓強、液體的壓強;應(yīng)用能力.
【解答】(1)金箍棒的密度ρ33.75×103kg/m3;
(2)金箍棒豎立在水平地面時,對地面的壓力F=G=mg=6750kg×10N/kg=67500N,
對地面的壓強p2.25×106Pa。
答:(1)金箍棒的密度為33.75×103kg/m3;
(2)金箍棒豎立在水平地面時,對地面的壓強為2.25×106Pa。
48.【考點】滑輪、滑輪組機械效率的計算;滑輪組中的相關(guān)計算;有用功、額外功與總功.版權(quán)所有
【專題】計算題;簡單機械;功、功率、機械效率;應(yīng)用能力.
【解答】(1)使用動滑輪做的有用功:W有=Gh=16N×2m=32J;
(2)由圖知,n=2,繩子自由端被拉下的距離:s=2h=2×2m=4m,
拉力做的總功:W總=Fs=10N×4m=40J,
滑輪組的機械效率:
η100%100%=80%;
(3)不計輪軸間摩擦及繩重時,拉力F(G+G動),
則動滑輪重力:G動=2F﹣G=2×10N﹣16N=4N。
答:(1)該過程中的有用功為32J;
(2)動滑輪的機械效率為80%;
(3)動滑輪的重力為4N。
49.【考點】壓強的公式的應(yīng)用;質(zhì)量的概念與特性.版權(quán)所有
【專題】應(yīng)用題;質(zhì)量及其測量;壓強、液體的壓強;能源的利用與發(fā)展;應(yīng)用能力.
【解答】(1)太陽能可以從自然界中源源不斷地得到,因此它屬于可再生能源;
火星車從地球上到火星上,位置發(fā)生變化,但所含物質(zhì)的多少沒有變化,所以質(zhì)量不變;
(2)火星車在火星表面靜止時,對火星表面的壓力:
F=G火G地mg240kg×10N/kg=900N,
車對火星表面的壓強:
p3×104Pa。
故答案為:(1)屬于;不變;(2)火星車在火星表面靜止時,對火星表面的壓強是3×104Pa。
50.【考點】功率的計算;滑輪、滑輪組機械效率的計算.版權(quán)所有
【專題】計算題;功、功率、機械效率;應(yīng)用能力.
【解答】(1)有用功:
W有用功=Gh=400N×2m=800J;
由圖知,n=2,拉力端移動的距離:s=2h=2×2m=4m,
拉力做的功:W總=Fs=250N×4m=1000J;
滑輪組的機械效率η100%100%=80%;
(2)拉力做功的功率P125W。
答:(1)滑輪組的機械效率為80%;
(2)拉力F的功率為125W。
51.【考點】液體壓強的公式及計算;阿基米德原理的理解;物體浮沉條件;壓強的公式的應(yīng)用.版權(quán)所有
【專題】浮力;其他綜合題;理解能力;應(yīng)用能力;分析、綜合能力;獲取知識解決問題能力.
【解答】(1)已知p=1.1×108Pa,S=2×10﹣4m2,壓力F=pS=1.1×108Pa×2×10﹣4m2=2.2×104N;
(2)①m=2400kg,ρ=600kg/m3,V4m3;
②物體浸沒在水中,則V物=V排=4m3;則固體浮力材料受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4m3=4×104N;
固體浮力材料的重力G=mg=2400kg×10N/kg=2.4×104N;
則浮力與重力的差為:F浮﹣G=4×104N﹣2.4×104N=1.6×104N;
(3)已知奮斗者”號總質(zhì)量為20t,則G總=mg=20×103kg×10N/kg=2×105N;質(zhì)量為2t的可拋棄壓載鐵的重力G鐵=mg=2×103kg×10N/kg=2×104N;
勻速下潛時,F(xiàn)浮+F阻=G總①;
拋掉2t的壓載鐵,勻速上浮時,F(xiàn)′浮=G總﹣G鐵+F阻②;
由①②可得:F浮+F′浮=G總+G總﹣G鐵=3.8×105N③;
2t的壓載鐵的體積V0.25m3,由于壓載鐵浸沒在水中,則V鐵=V排,則壓載鐵受到的浮力為F1=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.25m3=2.5×103N④;
勻速下潛和勻速上浮的浮力關(guān)系為:F浮=F′浮+F1⑤;
由③④⑤得:2F浮=3.825×105N⑥;
當(dāng)拋掉質(zhì)量為m的壓載鐵后懸浮,則G總﹣mg=F″浮⑦;
質(zhì)量為m壓載鐵的體積V1,則V排=V1,浮力為F2=ρ水gV=ρ水g⑧;
懸浮時的浮力F″浮=F浮﹣F2⑨;
由⑥⑦⑧⑨得:m=1000kg,F(xiàn)″浮=1.9×105N。
答:(1)此處海水在載人艙外殼2×10﹣4m2的面積上產(chǎn)生的壓力2.2×104N;
(2)①固體浮力材料的體積為4m3;
②浮力和自身重力之差為1.6×104N;
(3)1.9×105N。
52.【考點】功、功率的圖像問題;回聲測距;密度的簡單計算;液體壓強的公式及計算;功率的計算.版權(quán)所有
【專題】計算題;壓強、液體的壓強;功、功率、機械效率;應(yīng)用能力.
【解答】(1)下潛過程中,深度變大,根據(jù)p=ρgh可知潛艇受到海水壓強的變大;
(2)海洋該處的深度hvt1500m/s×1.1s=825m;
(3)①從圖中可知殘骸的重力為7.9×103N,
殘骸的質(zhì)量m790kg,
殘骸全部浸沒時的拉力為6.8×103N,
殘骸全部浸沒所受浮力F浮=G﹣F=7.9×103N﹣6.8×103N=1.1×103N,
殘骸的體積V=V排0.1m3,
殘骸的密度ρ7.9×103kg/m3;
②根據(jù)PFv可知拉力F功率的最大值P=F大v=7.9×103N×0.5m/s=3950W。
故答案為:(1)變大;(2)825;(3)①殘骸的密度有7.9×103kg/m3;
②拉力F功率的最大值有3950W。
一年模擬參考答案與試題解析
一.選擇題(共3小題)
1.【考點】壓強的圖像.版權(quán)所有
【專題】應(yīng)用題;壓強、液體的壓強;分析、綜合能力.
【解答】A、乙為質(zhì)量分布均勻的實心正方體,邊長h乙=30cm=0.3m,
由圖知未切時,乙對水平地面的壓強p乙=6000Pa,
則乙的密度ρ乙2×103kg/m3,故A錯誤;
B、甲為質(zhì)量分布均勻的實心正方體,由圖知未切時甲的邊長h甲=20cm=0.2m,
甲的體積V甲=h甲3=(0.2m)3=0.008m3,
未切前,甲的質(zhì)量m甲=ρ甲V甲=6×103kg/m3×0.008m3=48kg,故B錯誤;
C、由圖知,切去高度hA時,甲和乙對地面的壓強相等,則有:pA=ρ甲g(h甲﹣hA)=ρ乙g(h乙﹣hA),
6×103kg/m3×g×(0.2m﹣hA)=2×103kg/m3×g×(0.3m﹣hA),
解得:hA=0.15m=15cm,故C正確;
D、pA=ρ甲g(h甲﹣hA)=6×103kg/m3×10N/kg×(0.2m﹣0.15m)=3×103Pa,故D錯誤。
故選:C。
2.【考點】利用阿基米德原理求物體的體積;密度的簡單計算;稱重法測量浮力.版權(quán)所有
【專題】計算題;圖析法;密度及其應(yīng)用;浮力;分析、綜合能力.
【解答】A、根據(jù)圖像知,拉出水面后,不受浮力時,F(xiàn)=G=10N,浸沒時,F(xiàn)=5N;
根據(jù)稱重法知,F(xiàn)浮=G﹣F=10N﹣5N=5N;故A錯誤;
B、浸沒時V=V排5×10﹣4m3=500cm3;
A從開始露出水面到全部離開,上升的高度為h=20cm﹣10cm=10cm;由于液面下降,物體的高度大于10cm,故A的底面積S50cm2;故B錯誤;
C、B的體積為2000cm3;AB整體V'=2000cm3+500cm3=2500cm3=25×10﹣4m3;
整體受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×25×10﹣4m3=25N;
根據(jù)懸浮的條件知,F(xiàn)浮=GA+GB;
GB=F浮﹣GA=25N﹣10N=15N,故C錯誤;
D、根據(jù)G=mg=ρVg可得B的密度為:ρB0.75×103kg/m3,D正確。
故選:D。
3.【考點】滑輪、滑輪組機械效率的計算;速度公式的簡單計算;壓力的大小;功率的計算.版權(quán)所有
【專題】功、功率、機械效率;分析、綜合能力;獲取知識解決問題能力.
【解答】AC、物體上升的速度:v物0.2m/s,故A錯誤;
由圖甲知,n=2,繩子自由端移動的速度:v=nv物=2×0.2m/s=0.4m/s,
拉力的功率:PFv=500N×0.4m/s=200W,故C錯誤;
B、工人靜止時,受到繩子豎直向上的拉力、地面的支持力和豎直向下的重力作用,
根據(jù)力的平衡條件可得,地面對工人的支持力:F支=G﹣F=600N﹣500N=100N,
根據(jù)力的相互作用可得,工人對地面的壓力:F壓=F支=100N,故B錯誤;
D、滑輪組的機械效率:η90%,故D正確。
故選:D。
二.填空題(共6小題)
4.【考點】利用阿基米德原理進行簡單計算;稱重法測量浮力.版權(quán)所有
【專題】浮沉的應(yīng)用;分析、綜合能力.
【解答】
(1)小球受到的浮力:
F浮=G﹣F示=10N﹣4.2N=5.8N,
(2)當(dāng)球全浸入時排開水的體積是小球浸入一半時的2倍,由F浮=ρ水V排g得受到的浮力是浸入一半時的2倍,則小球全浸入時小球受到的浮力:
F浮′=2F浮=2×5.8N=11.6N,
由于F浮′>G,
所以剪斷懸吊小球的細線,小球在水中穩(wěn)定時處于漂浮狀態(tài),
小球受到的浮力:
F浮″=G=10N。
故答案為:5.8;10。
5.【考點】壓強的切割;壓強的公式的應(yīng)用;壓強的圖像.版權(quán)所有
【專題】壓強、液體的壓強;分析、綜合能力.
【解答】由圖乙可知,當(dāng)h=4cm=0.04m時,A、B對桌面的壓強相等;
由圖乙可知,未截取前A對桌面的壓強:pA=2000Pa,
根據(jù)pρgh可知,未截取前A的高度:hA0.1m=10cm;
根據(jù)A、B兩個實心均勻圓柱體的高度之比可知,B的高度:hBhA0.1m=0.05m,
A截取4cm后對桌面的壓強:pA′=ρAg(hA﹣h)=2×103kg/m3×10N/kg×(0.1m﹣0.04m)=1200Pa,
根據(jù)題意可知,B此時對桌面的壓強pB=pA′=1200Pa,
由ρ可知,B的質(zhì)量:mB=ρBVB=ρBSBhB,
A截取部分的質(zhì)量:ΔmA=ρAΔV=ρASAh,
將A截取部分放在B正上方后,B對桌面的壓力:F=G總=(mB+ΔmA)g=ρBgSBhB+ρAgSAh,
根據(jù)題意可知,SA:SB=1:2,
此時B對桌面的壓強:pB′ρBghBρAgh,
則B的密度:ρB1.6×103kg/m3。
故答案為:4;1200;1.6×103。
6.【考點】利用物體的浮沉條件求浮力的大小;密度公式的變形運用計算質(zhì)量和體積;重力的計算.版權(quán)所有
【專題】浮沉的應(yīng)用;分析、綜合能力.
【解答】(1)容器中水的體積為:V水=25cm2×10cm=250cm3=2.5×10﹣4m3,水的質(zhì)量m=ρ水V=1.0×103kg/m3×2.5×10﹣4m3=0.25kg;
(2)容器內(nèi)外水面的高度差為3cm,則容器排開的水的體積為:V排=V水+ΔV=250cm3+25cm2×3cm=325cm3=3.25×10﹣4m3;
根據(jù)阿基米德原理可知,容器受到的浮力為:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×3.25×10﹣4m3=3.25N;
(3)容器漂浮在水中,受到的浮力等于重力的大小,所以容器和水的總重力為:G=F浮=3.25N;
容器中水的重力為:G水=m水g=ρ水gV水=1.0×103kg/m3×10N/kg×2.5×10﹣4m3=2.5N;
則容器的重力為:G容=G﹣G水=3.25N﹣2.5N=0.75N。
故答案為:0.25;3.25;0.75。
7.【考點】阿基米德原理的理解;利用阿基米德原理求物體的體積;密度的簡單計算;稱重法測量浮力.版權(quán)所有
【專題】浮力;分析、綜合能力.
【解答】根據(jù)稱重法,浮力為F浮=G﹣F示=6N﹣5N=1N;浮力大小與液體密度和排開液體的體積有關(guān),繼續(xù)增大柱體浸入水中的深度,排開液體的體積不變,故浮力大小不變;
由阿基米德原理F浮=ρ水gV排可得:1N=ρ水gV排;
物體的重力為6N,根據(jù)G=mg=ρVg可得:6N=ρ物gV;
浸沒時V排=V,解得ρ物=6ρ水=6.0×103kg/m3。
故答案為:1;不變;6.0×103。
8.【考點】利用阿基米德原理求物體的體積;密度的簡單計算;稱重法測量浮力.版權(quán)所有
【專題】計算題;應(yīng)用題;密度及其應(yīng)用;浮力;分析、綜合能力.
【解答】(1)由乙圖可知,金屬塊的重力等于其在空中所受的測力計的拉力,則金屬塊為G=3N,
由重力公式得,物體的質(zhì)量為m0.3kg=300g,
由乙圖可知,h=5cm時,金屬塊上表面接觸液面,h=10cm時,金屬塊下表面離開液面,所以正方體金屬塊的棱長為L=10cm﹣5cm=5cm,
則正方體金屬塊的體積為:V=L3=5cm×5cm×5cm=125cm3,
則金屬塊的密度為:ρ2.4g/cm3=2.4×103kg/m3;
(2)由乙圖可知,物體浸沒在液體中所受到的浮力為:F浮=3N﹣2N=1N;
根據(jù)阿基米德原理得,ρ液0.8×103kg/m3。
故答案為:2.4×103;0.8×103。
9.【考點】滑輪、滑輪組機械效率的計算;定滑輪與動滑輪的判斷;動滑輪的計算.版權(quán)所有
【專題】功、功率、機械效率;分析、綜合能力.
【解答】(1)滑輪隨物體一塊運動的是動滑輪;
(2)由圖可知n=2,F(xiàn)100N;
(3)由F可得該機械能提升的最大物重:
G物=2F′﹣G動﹣G籃=2×520N﹣80N﹣120N=840N,
又因為每根鋼條重100N,所以最多能提起鋼條的數(shù)量n′8根,則實際提升的最大物重為G物′=8×100N=800N,
最大機械效率為:η100%100%100%=80%。
故答案為:(1)動;(2)100N;(3)80%。
三.綜合應(yīng)用題(共16小題)
10.【考點】杠桿的平衡條件的計算.版權(quán)所有
【專題】簡單機械;分析、綜合能力.
【解答】(1)如圖1所示,O為支點,重力的力臂為LA,F(xiàn)1豎直向上,力臂為LB,
由杠桿的平衡條件可得:F1LB=GLA,
則:F1500N;
(2)手扶欄桿做俯臥撐保持靜止時,抽象成杠桿模型如圖2所示,O為支點,重力的力臂為LA′,F(xiàn)2的力臂為LB′,
由杠桿的平衡條件可得:F2LB′=GLA′,
則:F2,
由圖可知LA′<LA,LB′=LB,因此F2<F1。
故答案為:(1)見解答;500;
(3)F2<F1。
11.【考點】利用阿基米德原理進行簡單計算;速度推導(dǎo)公式求解路程和時間;壓強的公式的應(yīng)用.版權(quán)所有
【專題】浮力;分析、綜合能力.
【解答】(1)突擊車以最大速度在水中行駛t=15min=0.25h,路程s=vt=40km/h×0.25h=10km

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