中考物理计算专题专项练习卷:力学综合计算.pdf
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1、1 力学综合计算 一、选择题 1. (2019 四川达州) 如图所示,轻质杠杆AB可绕 O点转动,当物体C浸没在水中时杠杆恰好水平静止,A、B两端 的绳子均不可伸长且处于张紧状态。已知C 是体积为1dm 3、重为 80N 的实心物体, D 是边长为20cm 、质量为20kg 的正方体, OA :OB 2:1,圆柱形容器的底面积为400cm 2(g10N/kg) ,则下列结果不正确的是( ) A物体 C的密度为 810 3kg/m3 B杠杆 A端受到细线的拉力为70N C物体 D对地面的压强为1.5 10 3Pa D 物体 C浸没在水中前后,水对容器底的压强增大了210 3Pa 2.( 2019
2、 四川巴中) 将一实心圆柱体悬挂于弹簧测力计下,物体下表面刚好与水面接触,从此处匀速下放物体,直 至浸没(物体未与容器底接触)的过程中,弹簧测力计示数F 与物体下表面浸人水中深度h 的关系如图所示,则下 列说法正确的是() A物体重力为40N B物体浸没时受到的浮力为15N C物体的密度为2.5 10 3kg/m3 D物体刚好浸没时下表面受到的液体压强为800Pa 二、填空题 3.(2019 湖南株洲) 立定跳高可分解为下蹲、蹬伸和腾空三个过程。图为某运动员下蹲后在蹬伸过程中所受地面支 持力 F 随时间 t 变化的关系。据图可知,该运动员受到的重力为N;他在(填“ t1” “ t2”或“ t3
3、” )时刻 获得向上的最大速度。 2 4. (2019 山东临沂) 2019 年 4 月 23 日,我国在青岛附近海空域举行海军建军70 周年海上阅兵。护卫舰群首先接 受检阅的是质量为4.0 10 3t 的“临沂”舰。如图所示,该舰静止在海面上时所受浮力为_N;水面下5m处的 舰体受到海水的压强为_Pa;它以 40km/h的速度向前匀速航行时受到的阻力为1.0 10 6 N,则航行 2km的过程 中动力做功 _J (海水=1.03 10 3kg/ m 3, g=10N/kg) 三、综合计算题 5. (2019 贵州铜仁) 如图所示,一个装有水的圆柱形容器放在水平桌面上,容器中的水深h20cm。
4、某同学将一个 实心物体挂在弹簧测力计上,在空气中称得物体的重力G7.9N,再将物体缓慢浸没在容器的水中,物体静止时与 容器没有接触,且容器中的水没有溢出,弹簧测力计的示数F6.9N 。(g=10N/kg) 求: (1) 物体放入水中之前,容器底部受到水的压强P; (2) 物体浸没时受到水的浮力F浮; (3) 物体的密度 物。 6. (2019 湖南怀化) 某容器放在水平桌面上. 盛有足量的水,现将体积为1.25 10 -4 m3,质量为 0.4kg 的实心正方 体放入水中 . 正方体不断下沉. 直到沉底,如图所示。知水=1.0x10 3kg/m3,g=10N/kg)求: 3 (1)正方体受到的
5、重力的大小; (2)正方体浸没在水中受到的浮力的大小; (3)容器底部对正方体的支持力的大小和正方体对容器底部的压强。 7 (2019 湖南娄底) 蛟龙 AG600水陆两栖飞机是我国自主研制的“三大飞机”之一,被誉为国之重器,AG600主要 用于大型灭火和水上救援,可以从地面起飞和降落,也可以从水面起飞和降落,AG600空载时质量为41.5t ,最多 可储水 12t 。 (取 g=10N/kg ,水=1.0 10 3kg/m3)求: (1)AG600空载时的重力是多少? (2)某次试飞后,AG600储满水后在某湖面上,求其排开湖水的体积。 (3)在一次水面滑行测试中,AG600储一定质量的水,
6、在水面上以10m/s 的速度匀速滑行了1min,滑行过程中飞 机所受阻力为总重的0.5 倍,发动机牵引力的实际功率为2500kW , 求飞机在这次滑行测试中所储水的质量是多少? 8. (2019 四川泸州) 庆祝中国人民解放军海军成立70 周年海上阅兵活动在青岛附近海域举行,图中093 改进型攻 击核潜艇于2019 年 4 月 27 日公开亮相,进行了战略巡航。该潜艇最大核动力功率为2.8 10 4kW ,完全下潜到海面 下后的排水量为6.8 10 3t (取海水密度=110 3kg/ m 3、 g=10N/kg) 。问: (1)该潜艇悬浮时,其上一面积为0.05m 2 的整流罩距海面深度为2
7、00m,此时整流罩受到海水的压力为多少? (2)若最大核动力功率转化为水平推力功率的效率为80% ,该潜艇在海面下以最大核动力功率水平巡航时,受到的 水平推力为1.6 10 6N ,此时潜艇的巡航速度为多少? (3)该潜艇浮出海面处于漂浮时,露出海面的体积为1.5 10 3m3,此时潜艇的总重量是多少? 9. (2019 内蒙古通辽)2018 年 5 月 13 日,中国首艘国产航母001A 型航空母舰离开大连港码头,开始海试。(水 1.0 10 3kg/m3, g 取 10N/kg)请问: (1)航母 001A设计排水量6.7 10 4t ,那么它满载时受到的浮力是多少? (2)海面下8m处的
8、压强是多少? 4 (3)一位体重为600N 的歼 15 舰载机飞行员,每只脚与水平甲板的接触面积是200cm 2,则他双脚站立时对甲板的 压强是多少? 10. (2019 四川巴中) 利用如图所示的滑轮组,将一边长为0.2m,密度为2.5 10 3kg/m3 的正方体石块,匀速从水 中提起,已知动滑轮重力为40N, (不计纯重、摩擦和水的阻力)。求: (1)物体浸没在水中时所受到的浮力大小; (2)物体浸没在水中匀速上升时,动滑轮下端挂钩处绳对物体的拉力F0的大小; (3)物体完全离开水面后,继续匀速向上提升,此时滑轮组的机械效率大小。(计算结果保留一位小数) 11. (2019 四川乐山)
9、小夏利用如图的滑轮组,将重量为280N的物体匀速提升了2m。已知他自身的重量为500N, 对绳子施加的拉力F=200N,两脚与地面接触的总面积S=400cm 2求此过程中: (1) 小夏对地面的压强; (2)拉力F做的功; (3)该滑轮组的机械效率。 12. (2019 贵州黔东南) 如图是某科技小组设计的在岸边打捞水中金属块的装置示意图,每个滑轮重为100N,均匀 实心金属块的密度为810 3kg/m3,金属块的质量为 80kg。绳重和摩擦、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对金属 块的阻力均忽略不计,金属块一直匀速上升。(水的密度 水1.0 10 3kg/m3,g 取 10N/kg) (1)在
10、金属块还未露出水面时,求此时金属块所受到的浮力; (2)在金属块未露出水面时,求人的拉力F; (3)金属块在水中匀速上升2m ,且金属块未露出水面时,求人的拉力所做的功。 5 13. (2019 云南) 某水底打捞作业中,需将一长方体石柱从水底匀速打捞出水,如图是吊车钢丝绳拉力F 随石柱下 表面距水底深度h 变化的图象,(水的阻力忽略不计,水1.0 10 3kg/m3)求: (1)石柱浸没在水中受到的浮力; (2)石柱未露出水面前,在水中上升2m铜丝绳拉力所做的功; (3)在水底时石柱上表面受到的水的压强。 14. (2019 四川达州) 如图所示,工人准备用一根最多能承受400N力的绳子(若
11、超过绳子将断裂)绕成的滑轮组先 后打捞水中材料相同、 体积不同的实心物体A和 B 完全露出水面的物体A被此装置匀速提起时绳子达到最大拉力。 已知动滑轮的质量为20kg(绳的质量、绳与滑轮的摩擦、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均不计,连接动滑轮与物体 间的钢绳不会断裂,g10N/kg ) 。求: (1)物体 A完全露出水面后以0.5m/s 的速度匀速上升时,物体A的重力和工人拉力的功率分别是多少。 (2)在物体A浸没在水中匀速上升的过程中,滑轮组的机械效率为75% ,物体 A的密度是多少。 (3)若用该滑轮组打捞体积为50dm 3 的物体 B时,物体 B最多露出多少体积时绳子将断裂。 6 15.(2
12、019 贵州黔东南) 某大桥设计车速为60km/h, 图 1 为该大桥的实景图,其主通航孔桥采用双塔双索面斜拉桥, 可逐步抽象成图2、图 3、图 4 所示的模型。 (1)可以看出它用到了(选填“杠杆”或“斜面”)的物理知识。为了减小钢索承受的拉力,在需要与可 能的前提下,可以适当(选填“增加”或“减小”)桥塔的高度。 (2)若某汽车质量为510 3kg,在大桥上按设计车速水平匀速直线行驶时受到的阻力为汽车重力的 0.06 倍,则汽 车通过该大桥时汽车发动机的功率为W (g 取 10N/kg ) 参考答案 一、选择题 1. (2019 四川达州) 如图所示,轻质杠杆AB可绕 O点转动,当物体C浸
13、没在水中时杠杆恰好水平静止,A、B两端 的绳子均不可伸长且处于张紧状态。已知C 是体积为1dm 3、重为 80N 的实心物体, D 是边长为20cm 、质量为20kg 的正方体, OA :OB 2:1,圆柱形容器的底面积为400cm 2(g10N/kg) ,则下列结果不正确的是( ) A物体 C的密度为 810 3kg/m3 B杠杆 A端受到细线的拉力为70N C物体 D对地面的压强为1.5 10 3Pa D 物体 C浸没在水中前后,水对容器底的压强增大了210 3Pa 【答案】 D 【解析】 A.物体 C的质量: mC8kg; 物体 C的密度: C8 10 3kg/m3,故 A正确; 7 B
14、.物体 C排开水的体积: V排VC110 3m3, 受到的浮力: F浮水gV排110 3kg/m310N/kg 1103m310N; 杠杆 A端受到的拉力: FAGCF浮80N10N70N ,故 B正确; C.由杠杆平衡条件F1L1F2L2得: FAOA FBOB , 则杠杆 B端受到细线的拉力: FBFA70N140N, 由于力的作用是相互的,杠杆B端对 D的拉力: F拉FB140N, D对地面的压力: F压GDFBmDgF拉20kg10N/kg140N60N, D对地面的压强: p1.5 10 3Pa,故 C正确; D.物体 C浸没在水中前后,水的深度变化: h2.5cm0.025m, 水
15、对容器底的压强增大值: p水gh110 3kg/m3 10N/kg0.025m2.5 102Pa,故 D错。 2.( 2019 四川巴中) 将一实心圆柱体悬挂于弹簧测力计下,物体下表面刚好与水面接触,从此处匀速下放物体,直 至浸没(物体未与容器底接触)的过程中,弹簧测力计示数F 与物体下表面浸人水中深度h 的关系如图所示,则下 列说法正确的是() 8 A物体重力为40N B物体浸没时受到的浮力为15N C物体的密度为2.5 10 3kg/m3 D物体刚好浸没时下表面受到的液体压强为800Pa 【答案】 C 【解析】 A.由图象可知,当h0(圆柱体没有浸入水中),圆柱体重G F25N;故 A错误
16、; B.当圆柱体全浸入水中时,弹簧测力计的示数F 15N, 圆柱体浸没时受到的浮力为:F浮G F 25N15N10N;故 B错误; C.圆柱体的质量:m 2.5kg , 根据 F浮 水gV排可得,圆柱体的体积: VV排110 3m3, 则圆柱体的密度: 物2.5 10 3kg/m3故 C正确; D.由图知,圆柱体刚浸没时下表面所处的深度:h4cm0.04m, 则圆柱体刚浸没时下表面受到的液体压强:pgh110 3kg/m310N/kg 0.04m400Pa;故 D错误。 二、填空题 3.(2019 湖南株洲) 立定跳高可分解为下蹲、蹬伸和腾空三个过程。图为某运动员下蹲后在蹬伸过程中所受地面支
17、持力 F 随时间 t 变化的关系。据图可知,该运动员受到的重力为N;他在(填“ t1” “ t2”或“ t3” )时刻 获得向上的最大速度。 【答案】 500;t3。 【解析】( 1)运动员下蹲后、蹬伸前处于静止状态(图中0t1这段时间),其受力平衡,重力和支持力平衡,二力 的大小相等,则由图象可知运动员的重力:GF500N; (2)运动员受到地面的支持力F 方向向上,运动员的重力G方向向下; 由图象可知: t1t2内, FG ,运动员所受合力向上,运动员向上加速运动,其速度增大。 9 t2t3内, FG ,运动员所受合力向上,运动员继续向上加速运动,其速度增大。 t3t4内, FG ,运动员
18、受到合力向下,由于惯性运动员还是会继续向上运动但是向上的速度会减小; 所以, t1t3过程,运动员的速度一直增大;t3t4是减速,故t3时刻获得最大速度。 4. (2019 山东临沂) 2019 年 4 月 23 日,我国在青岛附近海空域举行海军建军70 周年海上阅兵。护卫舰群首先接 受检阅的是质量为4.0 10 3t 的“临沂”舰。如图所示,该舰静止在海面上时所受浮力为_N;水面下5m处的 舰体受到海水的压强为_Pa;它以 40km/h的速度向前匀速航行时受到的阻力为1.0 10 6 N,则航行 2km的过程 中动力做功 _J (海水=1.03 10 3kg/ m 3, g=10N/kg)
19、【答案】 410 7 5.15 10 4 2 10 9 【解析】( 1) “临沂”舰漂浮在水面上,则该舰受到的浮力: F浮=G=mg=4.0 10 3103kg10N/kg=4 107N, (2)水面下5m处的舰体受到海水的压强: p=海水gh=1.03 10 3kg/m310N/kg 5m=5.15104Pa; (3)因为船匀速行驶,所以其受到的动力:F=f=1.0 10 6N, 则航行 2km的过程中动力做功: W=Fs=1.010 6N2103m=2 109J。 三、综合计算题 5. (2019 贵州铜仁) 如图所示,一个装有水的圆柱形容器放在水平桌面上,容器中的水深h20cm。某同学将
20、一个 实心物体挂在弹簧测力计上,在空气中称得物体的重力G7.9N,再将物体缓慢浸没在容器的水中,物体静止时与 容器没有接触,且容器中的水没有溢出,弹簧测力计的示数F6.9N 。(g=10N/kg) 求: (1) 物体放入水中之前,容器底部受到水的压强P; (2) 物体浸没时受到水的浮力F浮; (3) 物体的密度 物。 10 【 答 案 】 ( 1) 210 3 Pa; ( 2) 1N; ( 3) 7.9 10 3kg/m3。 【 解 析 】 ( 1) 物 体 放 入 水 中 之 前 , 容 器 底 部 受 到 水 的 压 强 : p= gh=1.0 10 3 kg/m 3 10N/kg 0.2
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