专题19 力学综合训练二解析版.docx
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专题19力学综合训练二解析版
专题19力学综合训练
（二）
一、选择题
1.（2019湖南邵阳）俗话说“鸡蛋碰石头﹣﹣自不量力”，从物理学角度看（）
A．石头对鸡蛋的作用力更大
B．先有石头对鸡蛋的作用力
C．鸡蛋对石头的没有作用力
D．石头和鸡蛋间同时有等大的相互作用力
【答案】D
【解析】鸡蛋碰石头，它们之间的力是作用力和反作用力，作用力和反作用力一定是两个物体之间的相互作用力，并且大小相等，方向相反，同时产生同时消失，而平衡力不一定会同时产生和消失。
石头对鸡蛋的作用力和鸡蛋对石头的作用力是作用力和反作用力，大小相等，方向相反，故ABC错误。
故选D。
2.（2019贵州贵阳）如图所示在平直路面上向右匀速行驶的小车中，有一轻质弹簧的一段固定在车厢右壁，另一端连接至与小车底板上的木块，弹簧此时处于原长状态并保持水平。
下列判断正确的是（）
A.若木块突然压缩弹簧，则小车一定在在加速运动
B.若木块受到向右的摩擦力，则小车一定在做加速运动
C.若木块受到三个力的作用，则小车一定在做减速运动
D.若弹簧未发生形变，则小车一定在做匀速运动
【答案】B
【解析】根据题意知道，原来木块、弹簧随小车一起做向右做匀速直线运动，且此时弹簧处于原长状态；A．若木块突然压缩弹簧，由图知道，此时小车在突然减速，木块由于惯性仍保持原来的向右运动状态，所以才会压缩弹簧，故A错误；B．若木块受到向右的摩擦力，说明木块相当于小车向左运动或有向左运动的趋势，这种情况应是由于小车突然加速，而木块由于惯性仍保持原来的运动状态而造成的，故B正确；C．木块、弹簧随小车一起做匀速直线运动时，木块只受重力和支持力，若木块受到三个力的作用，即受到了摩擦力，说明其相当于车有相对运动或相对运动的趋势，即小车可能加速，也可能减速，故C错误；D．若小车运动状态发生改变，即做变速运动，但木块与小车之间只是产生了相对运动的趋势，而并未发生相对运动，则弹簧不会发生形变，但小车却并不是做匀速运动，故D错误。
故选B。
3．（2019湖北武汉）为了测出金属块的密度，某实验小组制定了如下的实验计划：
①用天平测出金属块的质量
②用细线系住金属块，轻轻放入空量筒中
③在量筒中装入适量的水，记下水的体积
④将金属块从量筒中取出，记下水的体积
⑤用细线系住金属块，把金属块浸没在量筒的水中，记下水的体积
⑥根据实验数据计算金属块的密度
以上实验步骤安排最合理的是（）
A．①②③④⑥B．②③④①⑥
C．①③⑤⑥D．①②③⑥
【答案】C
【解析】①用天平测出金属块的质量；③在量筒中装入适量的水，记下水的体积；⑤用细线系住金属块，把金属块浸没在量筒的水中，记下水的体积；⑥根据实验数据计算金属块的密度。
按照这个顺序操作，误差可以忽略不计。
故选C。
4．（2019·江苏常州）科考队员在南极惊奇地发现长方体冰山,边缘齐整宛如人工切割测得长方体冰山露出海面的高度为4m,冰山在海面下的深度为（ρ冰=0.9×103kg/m3,ρ海水=1.1×103kg/m3）（）
A.18mB.22m
C.36mD.40m
【答案】A
【解析】冰山漂浮在海面，浮力等于重力，即F浮=G冰，F浮=ρ海水gV排=ρ海水gSh下=ρ海水gS（h-h露）=ρ海水gS（h-4m）;G冰=ρ冰gV=ρ冰gSh，则ρ海水gS（h-4m）=ρ冰gSh,，解得：
h=22m,则冰山在海面下的深度为：
h下=h-h露=22m-4m=18m。
故选A。
5.（2018湖北黄石）如图所示，用完全相同的四个滑轮和两根相同的细绳组成甲、乙两个滑轮组，在各自的自由端施加大小分别为F1和F2的拉力，将相同的重物缓慢提升相同的高度（不计绳重和一切摩擦）．下列说法正确的是（）
A．拉力F1小于拉力F2
B．甲、乙两滑轮组的机械效率相同
C．甲、乙两滑轮组中的动滑轮都是费力机械
D．甲、乙两滑轮组中绳子自由端移动的距离相等
【答案】B
【解析】A．不计绳重及摩擦，因为拉力F=（G物+G动）/n，n1=2，n2=3，所以绳端的拉力：
F1=（G物+G动）/2，F2=（G物+G动）/3，所以F1＞F2，故A错误；B．因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额=G动h，W有用=G物h，所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，则总功相同；因为η=W有用/W总，所以两滑轮组的机械效率相同，故B正确；C．使用动滑轮能够省力，动滑轮为省力杠杆，故C错误；D．因为绳子自由端移动的距离s=nh，n1=2，n2=3，提升物体的高度h相同，所以s1=2h，s2=3h，则s1≠s2，故D错误。
故选B。
6.（2019山东临沂）被誉为“新世界七大奇迹”的港珠澳大桥（如图）由“水上桥面”和“海底隧道”两部分组成，
其中海底隧道长5.7km，设计时速100km/h，隧道洞壁采用了让人视觉舒适的新型装饰材料。
下列说法正确
的是（）
A．水中的桥墩不受海水的浮力
B．桥面上行驶的汽车相对灯杆静止
C．通过海底隧道最少需要34.2min
D．光在装饰材料上发生镜面反射
【答案】A
【解析】A、桥墩下面没有水，水不会对桥墩产生向上的压力，不会产生浮力。
故A正确。
B、汽车行驶时，汽车和灯杆之间距离发生的变化，所以以灯杆为参照物，汽车是运动的。
故B错误。
C、t＝S/V＝5.7km/100km/h＝0.057h＝3.42min，故C错误。
D、隧道洞壁采用了让人视觉舒适的新型装饰材料，说明人看隧道壁不会刺眼，所以隧道洞壁发生漫反射。
故D错误。
故选A。
7.（2019广东省卷）下列说法正确的是（）
A．体积越大的物体，质量一定越大
B．固体的密度总是大于液体的密度
C．同一物质，质量越大，比热容越大
D．晶体都有固定的熔点
【答案】D
【解析】A、若密度一定时，体积越大的物体，质量一定越大，但题目中没有说密度一定，故A错误；B、固体的密度不一定比液体的密度大，例如，铁的密度就小于水银的密度，故B错误；C、同一物质，在状态不变时其比热容一定，与质量无关，故C错误；D、晶体都有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点。
故选D。
8.（2019江苏南通）如图，轻质弹簧竖直放置，下端固定于地面，上端位于O点时弹簧恰好不发生形变。
现将一小球放在弹簧上端，再用力向下把小球压至图中A位置后由静止释放，小球将竖直向上运动并脱离弹簧，不计空气阻力，则小球（）
A.运动至最高点时，受平衡力作用
B.被释放瞬间，所受重力大于弹簧弹力
C.从A点向上运动过程中，速度先增大后减小
D.从O点向上运动过程中，重力势能转化为动能
【答案】C
【解析】A．小球脱离弹簧运动到最高点时，小球只受到重力的作用，所以不是受平衡力作用，故A说法错误；B．由于用力向下把小球压至图中A位置后由静止释放，所以此时弹簧对小球的弹力等于小球重力加上向下的压力，故B说法错误；C．小球在A点时受到向上的弹力最大，从A到O的过程中弹力逐渐减小，然后小球脱离弹簧，不再受弹力作用，所以小球速度先增大后减小，故C说法正确；D．小球从O点向上运动过程中，速度逐渐减小，高度不断增大，动能转化为重力势能，故D说法错误。
故选C。
9.（2019山东枣庄）妈妈与小明进行爬山比赛，他们选择的起点、路径和终点都相同，全程设为匀速运动，
妈妈的体重是小明的2倍，妈妈所用的时间是小明的3倍，若妈妈克服自身重力做功为W1、功率为P1，小
明克服自身重力做功为W2、功率为P2，则下列关系正确的是（）
A．W1：
W2＝2：
1P1：
P2＝6：
1
B．W1：
W2＝2：
3P1：
P2＝2：
1
C．W1：
W2＝2：
1P1：
P2＝3：
2
D．W1：
W2＝2：
1P1：
P2＝2：
3
【答案】D
【解析】由题可知，妈妈与小明爬山的高度相同，妈妈的体重是小明的2倍，妈妈所用的时间是小明的3倍，由W＝Gh可得，妈妈和小明克服重力做功之比：
W1/W2=G1h/G2h=G1/G2=2/1；由P＝W/t可得，妈妈和小明克服重力做功的功率之比：
P1/P2=（W1/t1）/（w2/t2）=（2/1）x（1/3）=2/3，故选D。
10.（2019山东青岛）如图为甲、乙两种物质的m﹣V图象。
下列说法正确的是（）
A．体积为20cm3的甲物质的质量为10g
B．乙物质的密度与质量成正比
C．甲物质的密度比乙的密度小
D．甲、乙质量相同时，乙的体积是甲的2倍
【答案】D
【解析】A、由图象可知，体积为20cm3的甲物质的质量为20g，故A错误；B、密度是物质的一种特性
状态相同的同种物质的密度是相同的，与质量和体积无关，故B错误。
C、由图象可知，当甲、乙的体积都为V＝20cm3时，m甲＞m乙，由ρ＝m/v可知，甲物质的密度大于乙物质的密度，故C错误；D、由图象可知，当甲、乙质量都为10g时，乙的体积为20cm3，甲的体积为10cm3，则乙的体积是甲的2倍，故选D。
二、填空题
11.（2019福建省卷）如图是我国古代劳动人民在工地上运送巨木的情景。
架在支架上的横杆属于杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”）；支架下面垫有面积较大的石块，是为了对地面的压强（选填“增大”或“减小”）。
【答案】省力；减小
【解析】由图知，架在支架上的横杆在使用过程中，动力臂大于力臂，是省力杠杆；支架下面垫有面积较大的石块，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小对地面的压强。
故答案为：
省力；减小。
12.（2019湖南湘西）一个体积为1×10﹣3m3的铁球全部浸没在水中，它受到水对它的浮力为N
（水的密度为1×103kg/m3，g＝10N/kg）。
【答案】10
【解析】铁球浸没在水中时排开水的体积：
V排＝V＝1×10﹣3m3，铁球受到水的浮力：
F浮＝ρ水gv排＝1×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3＝10N。
故答案为：
10。
13.（2019四川眉山）某医院急诊室的一氧气钢瓶中装有密度为5kg/m3的氧气，给急救病人供氧用去了一半，
则瓶内剩余氧气的密度是kg/m3；病人需要冰块进行物理降温，取450g水凝固成冰后使用，水
全部变成冰后的体积为cm3．（ρ冰＝0.9×103kg/m3）
【答案】2.5；500
【解析】
（1）一瓶氧气的密度为5kg/m3，给人供氧用去了一半，质量减半，而体积保持不变，根据ρ＝m/v可得氧气的密度变为原来的一半，密度为：
ρ′＝2.5kg/m3；
（2）水结冰后质量不变，m冰＝m水＝450g，
由ρ＝m/v得冰的体积：
V冰＝
＝
＝500cm3。
14.（2019江苏连云港）小明同学用20N的水平推力，将重为280N的购物车沿水平地面向前推动了10m，
在此过程中，推力对购物车做功J，购物车的重力做功J；一个皮球落地后弹起，
弹起的高度越来越低，皮球在运动过程中，机械能总量（选填“增加”、“减少”或“保持不变”）。
【答案】200；0；减少
【解析】
（1）推力对购物车做功W＝Fs＝20N×10m＝200J，
（2）购物车在水平地面上移动4m，没有在重力的方向上移动距离，所以重力不做功，即重力做功为0J；（3）皮球运动过程中弹起的高度越来越小，说明重力势能越来越小，同时速度越来越慢，也就是动能越来越小，即机械能减少。
故答案为：
200；0；减少。
15.（2019吉林省卷）有一个箱子需要从地面搬到汽车上。
小冰想用如图甲所示的方法搬运，小雪想用如图
乙所示的方法搬运。
两种方法克服箱子的重力做的功是，但小雪的方法会。
【答案】相同的；省力
【解析】由题意可知，箱子重不变，箱子上升的高度相同，由W＝Gh可知，甲乙两种方法将同一箱子搬上车，克服箱子重力所做的功是相同的；小雪用斜面向上推箱子要比甲直接搬运省力。
故答案为：
相同的；省力。
三、作图题
16.（2019四川内江）如图所示，刻度尺静止在手指上，请画出刻度尺所受力的示意图。
【答案】如图所示：
。
【解析】刻度尺静止在手指上，则接触处为尺子的重心；刻度尺受到重力G和手指对它的支持力F，且这两个力平衡；重力从重心竖直向下画，支持力从重心竖直向上画，标出力的符号，注意两条线段的长度相同。
17.（2019江苏南通）如图，O为轻质杠杆的支点，左端挂一重物，杠杆在图示位置平衡，请作出最小动力
F1的示意图和阻力的力臂l2。
【解析】重物对杠杆的拉力为阻力F2，从支点O作力F2作用线的垂线，可得阻力臂l2；由图可知，支点为O，杠杆上距离支点O最远的点为杠杆右端A点，OA为最长的动力臂，从A点垂直OA向下画出带箭头的线段可得动力F1的示意图，如图所示；
四、实验探究题
18.（2019陕西省卷）小红想利用天平和量筒等工具测量蜡块的密度。
（1）小红把天平放在水平桌面上，将标尺上的游码移到标尺左端的处，发现指针如图所示；则接下来的操作应是：
将平衡螺母向调节，直到指针对准分度盘的中央。
接着将蜡块放在左盘，通过増减砝码，并调节游码使天平恢复平衡时，右盘中的砝码及游码在标尺上的位置如图所示，则蜡块的质量是g。
（2）测量蜡块体积的过程如图所示，多余的步骤是：
（选填“甲”、“乙”或“丙”），蜡块的体积是cm3；计算得到蜡的密度是_kg/m3。
（3）测完蜡块的密度后，接着小红又设计了一种测量酸奶密度的实验方案：
A．用调好的天平测出空烧杯的质量m1；
B．向烧杯中倒入一些酸奶，测出它们的总质量m2；
C．再将烧杯中酸奶倒入量筒中，测出酸奶的体积V；
D．计算出酸奶的密度ρ。
小红这种方案由于测量体积偏，会导致测出的密度偏。
（选填“大”、或“小”）
【答案】零刻度线；左；18.6；甲；20；0.93×103；小；大
【解析】
（1）用天平之前首先调节天平，将游码移到标尺最左端零刻度线处，再调节横梁上的平衡螺母直到指针指在分度盘的中线处，表明横梁平衡；指针右偏说明右端下沉，左端上翘，平衡螺母向左移动，使指针指到分度盘的中央位置；蜡块的质量：
m=10g+5g+3.6g=18.6g；
（2）实验步骤中测蜡块的体积时，由于蜡块漂浮在水面上，要使蜡块浸入水中可采用重物助沉法进行。
但不需要单独测量水的体积，只需第一步测出水和重物的体积即可，再测出水、重物、蜡块的总体积，就能算出蜡块的体积。
因此水的体积不需要测出，故多余的步骤是甲。
蜡块的体积V=80mL-60mL=20mL=20cm3，则蜡块的密度：
ρ=m/v=18.6g/20cm3=0.93g/cm3=0.93×103kg/m3；（3）将酸奶倒入量筒时，由于烧杯壁上不可避免地沾有部分酸奶，导致用量筒测出的酸奶体积偏小；在质量一定时，由ρ=m/v知，体积偏小，所以密度偏大。
故答案为：
零刻度线；左；18.6；甲；20；0.93×103；小；大。
19.（2019广西贵港）如图是探究“动能的大小跟哪些因素有关”的实验装置图。
（1）若让同一钢球分别从斜面不同的高度由静止开始滚下，高度h越高，钢球运动到水平面时速度越，木块B被撞得越。
（2）若让不同质量的钢球分别从斜面相同的高度h由静止开始滚下，比较木块B被撞击后运动距离s的远近。
这是为了探究动能的大小与的关系。
【答案】
（1）大；远；
（2）质量
【解析】
（1）若让同一钢球分别从斜面不同的高度由静止开始滚下，高度h越高，钢球运动到水平面时速度越大，所具有的动能越大，则木块B被撞得越远；
（2）若让不同质量的钢球分别从斜面相同的高度h由静止开始滚下，钢球运动到水平面时的速度相同，比较木块B被撞击后运动距离s的远近，这是为了探究动能的大小与质量的关系。
故答案为：
（1）大；远；
（2）质量。
五、计算题
20.（2019北京市）将物块竖直挂在弹簧测力计下，在空气中静止时弹簧测力计的示数F1＝2.6N．将物块的一部分浸在水中，静止时弹簧测力计的示数F2＝1.8N，如图所示，已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg。
求：
（1）物块受到的浮力；
（2）物块浸在水中的体积。
【答案】
（1）物块受到的浮力为0.8N；
（2）物块浸在水中的体积为8×10﹣5m3。
【解析】
（1）由称重法可得物块受到的浮力：
F浮＝F1﹣F2＝2.6N﹣1.8N＝0.8N；
（2）由F浮＝ρ水gV排可得，物块浸在水中的体积：
V排＝浮/ρ水g＝0.8N/（1.0×103kg/m3x10N/kg）＝8×10﹣5m3。
故答案为：
0.8N；8×10﹣5m3。
21.（2019四川攀枝花）如图所示，在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重G＝9×104N的货物A沿斜面向上匀速运动。
货物A的速度为v＝2m/s，经过t＝10s，货物A竖直升高h＝10m。
已知汽车对绳的拉力F的功率P＝120kW，不计绳、滑轮的质量和摩擦，求：
（1）t时间内汽车对绳的拉力所做的功；
（2）汽车对绳的拉力大小；
（3）斜面的机械效率。
【解析】
（1）1.2×106J；
（2）20000N；（3）75%
【解析】
（1）由P＝W/t可得t时间内汽车对绳的拉力所做的功：
W＝Pt＝1.2×105W×10s＝1.2×106J；
（2）10s内货物移动的距离：
s物＝vt＝2m/s×10s＝20m，由图知，n＝3，拉力端移动距离：
s＝3s物＝3×20m＝60m，由W＝Fs可得汽车对绳的拉力大小：
F＝W/S＝1.2×106J/60m＝20000N；（3）不计绳、滑轮的质量和摩擦，滑轮组对重物的拉力：
F拉＝3F＝3×20000N＝60000N，斜面的机械效率：
η＝W有用/W总＝Gh/F拉S物＝9×104N×10m/（60000N×20m）×100%＝75%。
故答案为：
（1）t时间内汽车对绳的拉力所做的功为1.2×106J；
（2）汽车对绳的拉力大小为20000N；（3）斜面的机械效率为75%。
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