中考物理真题汇编力学综合计算及答案.docx

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中考物理真题汇编力学综合计算及答案

2018年中考物理真题汇编

—力学综合计算题及答案

1、（2018•湖南）.为了节约水资源，公厕用的定时定量冲水装置主要部件如图所示。

浮筒底面积为S1=100㎝2且足够高，略大于出水口的圆形阀门（厚度不计）的表面积为S2=20㎝2，浮筒与阀门用细杆相连，不计浮筒、阀门、轻杆的重量。

通常情况下，水龙头以滴漏形式向储水桶供水，当储水罐水位上升到20㎝时，浮筒即将通过轻杆将阀门拉起冲水，问即将开始冲水时（g=10N/Kg，ρ水=1.0×103kg/m3）：

（1）阀门所受水的压强p为多少？

（2）浮筒对阀门的拉力为多大？

（3）浮筒浸入水中部分的深度H为多少？

解：

（1）p=ρgh=1.0×103J/kg×10N/kg×0.2m=2000Pa

（2）阀门刚被拉起时，因为不计重力，故阀门在竖直方向只受到细杆的拉力F和水的压力而平衡。

拉力F=F压=pS=2000Pa×2×10－3㎡=4N

（3）浮筒刚被拉起时，因为不计重力，故浮筒在竖直方向只受到浮力和细杆的拉力F′=F=4N

由力的平衡得F′=F浮=ρ水gV排

∴4N=1.0×103kg/m3×10N/kg×10-2㎡×H

∴H=0.04m

2、（2018•广西）如图所示，实心物体A漂浮在水面上，现利用电动机通过滑轮组拉动A，使A向下运动。

已知A的体积为1m3，密度为0.5×103kg/m3．动滑轮重为1×103N，电动机工作时拉绳子的功率为1.2×103w且保持不变，不计绳重、摩擦和水的阻力，

求：

（1）A的重力；

（2）A浸没在水中受到的浮力；

（3）A向下运动的最小速度；

（4）A向下运动过程中，滑轮组机械效率的最大值。

解：

（1）由ρ=可得，A的质量：

mA=ρAVA=0.5×103kg/m3×1m3=0.5×103kg

A的重力：

GA=mAg=0.5×103kg×10N/kg=5000N

（2）A浸没在水中V排=VA=1m3

A浸没在水中受到的浮力：

F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1m3=1×104N

（3）当A完全浸没时绳子对物体A拉力最大，发动机对绳子的拉力：

由可得，绳子端向下运动的最小速度：

则A向下运动的最小速度

（4）当A完全浸没时绳子对物体A拉力最大，A向下运动过程中的有用功：

W有用=（F浮﹣G）h

总功:

3、（2018•湖北）小宇给家里楼顶的水箱制作了一个自动加水装置，初步设计如图所示，将两个完全相同的实心圆柱体A、B通过细线与一压力传感开关相连，吊在水平放置的圆柱形水箱中，已知每个圆柱体重为6N，底面积为50cm2．当水箱储水深度降到10cm，圆柱体B一半浸在水中时，压力传感开关所受拉力达到10N，其闭合开始加水。

（细线质量与体积均忽略不计，g取10N/kg）请求：

（1）刚开始加水时，水箱底部所受水的压强。

（2）圆柱体的密度。

（3）当水箱储水深度达到1.5m时，压力传感开关所受拉力为5N，其断开停止加水，求应设计A、B间细线的长度。

解：

（1）刚开始加水时，水的深度h=10cm=0.1m，

水箱底部所受水的压强：

p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1×103Pa；

（2）圆柱体B一半浸在水中时，压力传感开关所受拉力达到10N，

把2个圆柱体看作一个整体，受向上的浮力、向上的拉力和向下的总重力，由力的平衡条件可得：

F浮+F拉=G，

此时圆柱体B受的浮力：

F浮=G﹣F拉=2×6N﹣10N=2N，

由F浮=ρ水gV排得，圆柱体B浸在水中的体积：

V排===2×10﹣4m3，

由题知，此时圆柱体B一半浸在水中，

则圆柱体B的体积：

V=2V排=2×2×10﹣4m3=4×10﹣4m3，

由G=mg=ρgV得，圆柱体密度：

ρ===1.5×103kg/m3；

（3）当水箱储水深度达到h2=1.5m时，压力传感开关所受拉力为5N，

此时AB受到的总浮力：

F浮′=G﹣F拉′=2×6N﹣5N=7N，

由F浮=ρ水gV排得，AB浸入水中的总体积：

V排′===7×10﹣4m3，

圆柱体的底面积为50cm2=5×10﹣3m2，

AB浸入水中的总深度：

hAB===0.14m，

当水深为h1=10cm时，B浸入水中的深度：

hB===0.04m，

则AB浸入水中增加的深度：

△h=hAB﹣hB=0.14m﹣0.04m=0.1m，

AB间细线的长度：

h=h2﹣h1﹣△h=1.5m﹣0.1m﹣0.1m=1.3m。

答：

（1）刚开始加水时，水箱底部所受水的压强1×103Pa；

（2）圆柱体的密度1.5×103kg/m3；

（3）A、B间细线的长度1.3m。

4、（2018•山东）.我国首款大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600如图所示，该飞机蓄满水后总质量53.5t。

为检测飞机性能，先后进行了模拟灭火和水面滑行测试。

在灭火测试中：

飞机盘悬在火场上方150m处，将所蓄水分次投下，每次投水200kg，用时20s到达地面。

在水面滑行测试中：

飞机在水平面上以10m/s的速度沿直线匀速滑行了60s，若飞机发动机牵引力的总功率始终保持2.5×106W。

（ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）求：

（1）飞机蓄满水静止在水面上时排开水的体积；_____________

（2）每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率；___________

（3）飞机在水面沿直线匀速滑行时，飞机所受的牵引力。

________----

解：

（1）因为AG600蓄满水后静止在水面上，

所以飞机受到的浮力：

由F=ρ水gV排可得，排开水的体积：

（2）每次投下的水在下落过程中重力做功：

W=Gh=m水gh=200kg×10N/kg×150m=3×105J，

重力做功的平均功率：

（3）飞机发动机牵引力总功率始终保持2.5×106W。

因为

所以，飞机在水面沿直线匀速滑行时，飞机所受的牵引力：

5、（2018•福建）．学校机器人兴趣小组进行“精准吊装”实验，n块长短不一的长方体木块均平放在水平地面上，机器人将木块按长度从小到大依次吊装并对称叠放。

已知木块的密度相同，高度均为h=0.2m，密度均为ρ=0.5×103kg/m3，长度分别为a1、a2、a3、a4……an，且长度比为a1：

a2：

a3：

a4：

……：

an=1：

2：

3：

……：

n；g取10N/kg。

（1）求吊装前长度为a1的木块对试验平台的压强；

（2）若该平台能承受的最大压强为Pm=1.5×104Pa，平台上最多能叠放几块木块？

（3）若吊装某木块的过程中需要克服木块重力做功60J，吊装下一块需要做功120J，则在吊装下一块需要做功多少？

（1）设长度为的木块底面积为，则其重力为；

（2）设叠放第i块木块后，对平台的压强达到最大，

解得i=5；

（3）吊装k号木块克服重力做功

；

同理

，解得k=3

吊装下一块（第5块）克服重力做功：

6、（2018•温州）如图甲是小明设计的“空气浮力演示器”：

将一空心金属球与配重通过细线悬挂在定滑轮上，调节配重质量使二者保持静止，用气泵往玻璃容器内缓慢压入空气，可根据现象证明空气浮力的存在。

已知金属球重5牛，体积为5×10﹣3米3．（滑轮和细线的重力、配重的体积及各种摩擦均忽略不计）

（1）用气泵向甲装置玻璃容器内压入空气，观察到什么现象可以说明金属球受到空气浮力的作用？

金属球上升（或配重下降）。

（2）制作该演示器中的空心金属球，用了体积为5×10﹣5米3的金属材料求该金属材料的密度。

（3）小明想通过最小刻度为0.1牛的弹簧测力计反映空气浮力大小的变化，他设想将该演示器改进成如图乙所示装置。

压入空气前，容器内原有的空气密度为1.2千克/米3，现通过气泵向玻璃容器内压入空气，使容器内空气密度增大到3.0千克/米3，能否使演示器中的弹簧测力计示数变化值大于0.1牛，请通过计算说明。

解：

（1）由题可知，演示器容器内定滑轮下所挂金属球和配重平衡，即G球=G配，向甲玻璃容器内压入空气后，若金属球受到空气浮力的作用，则金属球对左侧绳子拉力F=G球﹣F浮，所以F＜G配，金属球会上升（或配重下降）；

（2）金属球重5N，所用金属材料的体积5×10﹣5m3，

则金属材料的密度：

ρ====10×103kg/m3；

（3）由阿基米德原理可得，压入空气前金属球受到的浮力：

F浮1=ρ气1gV球=1.2kg/m3×10N/kg×5×10﹣3m3=0.06N，

金属球对定滑轮左侧拉力F=G球﹣F浮1，

滑轮和细线的重力不计，定滑轮两边绳子拉力向下且相等，弹簧测力计的拉力向上，

所以，由力的平衡条件可得，测力计的示数（测力计的拉力）：

F1=2（G球﹣F浮1）=2×（5N﹣0.06N）=9.88N，

同理可得，压入空气后金属球受到的浮力：

F浮2=ρ气2gV球=3.0kg/m3×10N/kg×5×10﹣3m3=0.15N，

此时弹簧测力计的示数：

F2=2（G球﹣F浮2）=2×（5N﹣0.15N）=9.7N，

所以弹簧测力计示数变化值：

△F=F1﹣F2=9.88N﹣9.7N=0.18N＞0.1N。

故答案为：

（1）金属球上升（或配重下降）；

（2）该金属材料的密度为10×103kg/m3；

（3）能使演示器中的弹簧测力计示数变化值大于0.1牛。

7、（2018•湖北）搬运工人站在水平高台上用如图所示的滑轮组匀速竖直向上提升重物，不计绳重和摩擦，工人的重力为640N，与地面接触的总面积为，提升时间为20s，重物上升高度为2m。

求：

提升时绳自由端的速度为多少；

若拉力F的大小为150N，则拉力的功率为多少；

若上述过程中所提货物重为360N，则滑轮组的机械效率为多少；

若仍用该滑轮组提升另一货物，当提升过程中该工人对高台的压强为，则所提升货物的重力为多少。

解：

重物上升速度：

，

由图可知，，

则提升时绳自由端的速度：

，

拉力的功率：

；

已知，则滑轮组的机械效率；

；

在上述过程中，，，

不计绳重和摩擦，拉力

则动滑轮的重力：

当提升另一重物时，工人对高台的压力：

压力和支持力是一对相互作用力，则，

此时人受向下的重力、向下的绳子拉力和向上的支持力，则有：

，

所以，人对绳子末端的拉力：

，

由得，此时所提升货物的重力：

。

答：

提升时绳自由端的速度为，

若拉力F的大小为150N，则拉力的功率为45W；

若上述过程中所提货物重为360N，则滑轮组的机械效率为；

所提升货物的重力为390N。

8．（2018•枣庄）现有一个用超薄材料制成的圆柱形容器，它的下端封闭，上端开口，底面积=200cm2，高度h=20cm，如图甲所示；另有一个实心匀质圆柱体，密度ρ=0.8×103kg/m3，底面积S1=120cm2，高度与容器高相同，如图乙所示。

（ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）。

（1）将圆柱体竖直放在圆柱形容器内，求圆柱体对容器底部的压强是多少？

（2）向容器内缓缓注水直至圆柱体对容器底部的压力刚好为零，求此时水对容器底部的压强和所注的水重各是多少？

解：

（1）圆柱体对容器底部的压力：

F=G柱=m柱g=ρgV柱=ρgS1h

=0.8×103kg/m3×10N/kg×120×10﹣4m2×20×10﹣2m=19.2N；

圆柱体对容器底部的压强：

p===1600Pa；

（2）向容器内缓缓注水直至圆柱体对容器底部的压力刚好为零，圆柱体刚好处于漂浮状态，则：

F浮=G柱=19.2N

由F浮=ρ水gV排=ρ水gS1h水得水的深度：

h水===0.16m

此时水对容器底部产生的压强：

p=ρ水gh水=1×103kg/m3×10N/kg×0.16m=1600Pa

所注水的体积：