中考力学综合习题带答案.docx

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中考力学综合习题带答案

1.一位建筑工人要把建筑材料运送到楼上，他使用了如图9所示的装置进行升降，已知吊篮的质量为m1，建筑材料的质量为m2,人对绳的拉力为F，吊篮在拉力作用下匀速上升了h，那么有用功和滑轮组的机械效率分别为（A）

A.m2gh

×100％B．m2gh

×100％

C．（m1+m2）gh

×100％D．（m1+m2gh

×100％

2.某单位设计的一种供牲畜饮水的装置如图所示.圆柱形水箱内装有600kg的水，水位高度维持h＝60cm不变，水箱底面积为1m2，水箱底部出水口的横截面积为20cm2.底盖A、细杆B和浮球C的总质量为1kg，浮球C的体积为2dm3.底盖A平时顶住水箱底部出水口，一旦饮水槽的水位下降，底盖A就会下落，水立即通过出水口流入饮水槽.实现自动补水.

（1）水箱中的水对底盖A产生的压强是多少？

（2）浮球C受到的最大浮力是多少？

（g取10N/kg）

（3）试通过计算说明，给出的数据能否达到设计要求？

如果不能，请通过计算提供改进的方法和符合设计要求的数据.

第1题图

【答案】解：

（1）水对底盖A的压强

p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.6m＝6×103Pa

（2）浮球浸没在水中时，根据F浮＝ρ水gV排得：

浮球C所受浮力最大，最大浮力为F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10－3m3＝20N

（3）以底盖、竖杆、浮球为整体，它的受力情况是：

竖直向上的浮力、竖直向下的重力和压力，而底盖A、细杆B和浮球C的总重

G＝mg＝1kg×10N/kg＝10N

水对底盖A的压力

F1＝pS＝6×103Pa×20×10－4m2＝12N

则F1＞F浮－G，所以装置不能达到设计要求.

若要符合设计要求，则水对底盖A的压力为

F1′＝F浮－G＝20N－10N＝10N

因为F1′＝p′S＝ρgh′S，所以水箱中的水位高度为

h′＝

＝

＝0.5m＝50cm

水箱内水位的高度应维持50cm不变.

3.将一重为1.5N、底面积为20cm2的溢水杯放在水平桌面上，向杯内装入重2.5N的水，水面恰好到达溢水口，将一物块轻轻放入杯内，静止时如图所示，在此过程中溢出40cm3的水.求：

（g取10N/kg）

（1）物块未放入之前溢水杯对桌面的压强是多大？

第3题图

（2）物块受到的浮力及物块的重力各是多少？

（3）当用一细铁丝将物块完全压入水中时，又排出10cm3的水，物块的体积是多大？

物块的密度是多少？

【答案】解：

（1）未放入物块前溢水杯对桌面的压力

F＝G杯＋G水＝1.5N＋2.5N＝4N

受力面积S＝20cm2＝2×10－3m2，溢水杯对桌面的压强p＝

＝

＝2×103Pa

（2）物块受到的浮力F浮＝G排＝m水g＝ρ水V排g＝1.0×103kg/m3×4×10－5m3×10N/kg＝0.4N

由于物块静止时处于漂浮状态，所以物块的重力

G＝F浮＝0.4N

（3）物块的体积

V物＝V排＋ΔV排＝40cm3＋10cm3＝50cm3＝5×10－5m3

物块的质量m物＝

＝

＝0.04kg

物块的密度ρ物＝

＝

＝0.8×103kg/m3

4.如图甲所示为服役于中国海军的导弹护卫舰.该舰满载时排水量是4053t，吃水深度5m，最大航速50km/h.如图乙所示是护卫舰从启动到正常行驶的v－t图像，该舰输出功率恒为25600kW.（g取10N/kg，ρ海水＝1.02g/cm3）

（1）在0～0.2h内，护卫舰的动力　　　　阻力（选填“大于”“等于”或“小于”）.

（2）护卫舰满载时船底受到的压强和压力各是多少？

（3）护卫舰匀速向前航行时，水对护卫舰的阻力是多少？

（计算结果保留两位小数）

第4题图

【答案】

（1）大于

【解析】由图像乙可知在0～0.2h内护卫舰的速度不断增大，是加速运动的，所以它的动力大于阻力.

解：

（2）护卫舰满载时底部受到的压强是：

p＝ρ海水gh＝1.02×103kg/m3×10N/kg×5m＝5.1×104Pa

护卫舰满载时受到的浮力是：

F浮＝G排＝m排g＝4053×103kg×10N/kg＝

4.053×107N

护卫舰满载时船底受到的压力是：

F压＝F浮＝4.053×107N

（3）由P＝

＝

＝Fv可得，护卫舰的动力是：

F＝

＝

≈1.84×106N

5.如图所示，是小婷为防止家中停水而设计的贮水箱.当水箱中水深达到1.2m时，浮子A恰好堵住进水管，使其停止向箱内放水，此时浮子A有

体积露出水面（浮子A只能沿图示位置的竖直方向移动）.进水管口水的压强为1.2×105Pa，管口横截面积为2.5cm2，贮水箱底面积为0.8m2，浮子A重10N.（g取10N/kg）求：

第5题图

（1）注水过程中，随着水位上升，水对水箱底部的压强　　　　Ｗ.

（2）此时浮子A受到的浮力为多大？

（3）浮子A的密度是多少？

【答案】

（1）增大

【解析】

（2）随着水位上升，水对水箱底部的压强逐渐增大.

解：

浮子A堵住进水口时，根据公式p＝

可得，进水管口水对浮子A的压力

F＝p水S进水口＝1.2×105Pa×2.5×10－4m2＝30N

浮子A处于静止状态，所以浮子A受到的浮力F浮＝F＋G＝30N＋10N＝40N

（3）根据阿基米德原理可知F浮＝ρ水gV排，则

浮子A排开水的体积

V排＝

＝

＝4×10－3m3

浮子A有

体积露出水面，浮子A的体积

V＝

＝

＝5×10－3m3

浮子A的质量m＝

＝

＝1kg

浮子A的密度ρ＝

＝

＝0.2×103kg/m3

6.2017年4月11日上午，“雪龙号”极地考察船按计划完成中国第33次南极考察保障工作，顺利停靠位于上海的极地考察国内基地码头，为其第20次征战南极画上了圆满的句号.如图所示，“雪龙号”总长167.0m，满载吃水深度为9.0m，满载排水量21000t.求：

（1）“雪龙号”满载时船底受到海水的压强是多少？

（海水密度为1.03×103kg/m3）

第6题图

（2）满载的“雪龙号”受到的浮力是多少？

（3）已知“雪龙号”在1m厚冰层海域破冰航速为1m/s，前行时所受的阻力为1.5×107N，则“雪龙号”在1m厚冰层海域破冰前行10min，克服阻力所做的功是多少？

【答案】解：

（1）船底受到的压强p＝ρgh＝1.03×103kg/m3×10N/kg×9m＝9.27×104Pa

（2）满载排水量m排＝21000t＝2.1×107kg

满载时“雪龙号”所受到的浮力为F浮＝G排＝m排g＝2.1×107kg×10N/kg＝2.1×108N

（3）船前行的路程

s＝vt＝1m/s×10×60s＝600m

克服阻力所做的功

W＝fs＝1.5×107N×600m＝9×109J

7.如图甲所示是利用电动机和滑轮组（图中未画出）将实心圆柱体A从水库底匀速竖直起吊的装置示意图.钢缆绳对A的拉力F1随时间t变化的图像如图乙所示，不计钢缆绳重、钢缆绳与滑轮间的摩擦及水的阻力，g取10N/kg.求：

（1）长方体A未露出水面时受到的浮力.

（2）长方体A的体积.

（3）长方体A完全离开水面后，电动机对绳的拉力F为8×103N，滑轮组的机械效率为75%，则动滑轮的重力为多少？

第7题图

【答案】解：

（1）由题图乙可知：

长方体A所受重力GA＝2.4×104N，未露出水面时F1＝1.4×104N

未露出水面时长方体A所受浮力F浮＝GA－F1＝2.4×104N－1.4×104N＝1.0×104N

（2）由阿基米德原理可知，长方体A的体积为

VA＝

＝

＝1m3

（3）长方体A离开水面后

η＝

×100%＝

×100%＝75%

故承担动滑轮的绳子段数为n＝4

动滑轮重为G动＝4F－GA＝4×8×103N－2.4×104N＝8×103N

8如图所示为某健身场所拉力器的示意图.配重块边长为1dm，重20kg，用250N的拉力向下拉动拉杆，使配重块在2s内匀速升高40cm.不计拉杆和绳的重力，g取10N/kg.求：

第8题图

（1）配重上升的过程中将　　　　能转化为　　　　能.

（2）所拉配重块静止时对平台的压强是多少？

拉力做功的功率是多少？

（3）此过程中拉力器所做的额外功与总功之比是多少？

【答案】

（1）动　重力势

解：

（2）配重块重力：

G＝mg＝20kg×10N/kg＝200N

配重块与平台的接触面积为：

S＝a2＝（0.1m）2＝0.01m2

配重块静止时对平台的压强：

p＝

＝

＝

＝2×104Pa

因为滑轮为定滑轮，所以拉杆移动的距离等于配重块上升的距离，拉力做的功为总功：

W总＝Fs＝250N×0.4m＝100J

拉力做功的功率：

P＝

＝

＝50W

（3）有用功为配重块上升所做的功：

W有＝Gs＝200N×0.4m＝80J

拉力器所做的额外功：

W额＝W总－W有＝100J－80J＝20J

额外功与总功之比：

＝

＝

9.如图所示，起重机将地面上的一箱设备沿竖直方向匀速吊到施工台上，设备重4000N，施工台距离地面的高度为3m（g取10N/kg）.

（1）起重机臂是一个　　　　杠杆.

（2）起重机的质量为8t，工作时，用支架将汽车的轮胎支离开地面.如果地面能承受的最大压强是7×104Pa，则支架与地面接触的总面积是多少？

第9题图

（3）若动滑轮上每段钢绳的拉力是2500N，起重机做的额外功和机械效率是多少？

【答案】

（1）费力

解：

（2）起重机的重力G1＝m1g＝8×103kg×10N/kg＝8×104N

设备重：

G2＝4000N

起重机对地面的压力：

F＝G1＋G2＝8×104N＋4000N＝8.4×104N

根据压强公式p＝

可得，支架与地面的接触面积

S＝

＝

＝1.2m2

（3）绳子自由端移动的距离：

s＝2h＝2×3m＝6m

有用功：

W有＝Gh＝4000N×3m＝1.2×104J

总功：

W总＝Fs＝2500N×6m＝1.5×104J

额外功：

W额＝W总－W有＝1.5×104J－1.2×104J＝3000J

起重机的机械效率：

η＝

×100%＝

×100%＝80%

10.如图所示的装置中，A物体重100N，B物体重10N，在B物体的作用下，A物体在水平面上做匀速直线运动，不计滑轮重、绳重及摩擦.求：

（1）将A物体换成重为80N的C物体，C将做　　　　（选填“加速”“减速”或“匀速”）运动.

第10题图

（2）A物体受到的摩擦力是多少？

（3）如果在A物体上加一个水平向左的拉力，使B物体以0.5m/s的速度匀速上升4s，拉力做的功是多少？

【答案】

（1）加速

【解析】物体的重力减小，压力减小，摩擦力减小，做加速运动.

解：

（2）A物体在水平面上做匀速直线运动，因此A物体受力平衡，即f＝F1

面与A连接的滑轮是动滑轮，与B连接的定滑轮，

则F1＝2GB＝2×10N＝20N

（3）B物体以0.5m/s的速度匀速上升4s，物体移动的距离

s＝vt＝0.5m/s×4s＝2m

对A物体受力分析如下，由图可知

F2＝f＋F1＝2F1＝2×20N＝40N

A物体移动的距离sA＝

s＝

×2m＝1m

拉力做的功W＝F2sA＝40N×1m＝40J

11.如图所示是小刚设计的一个通过简单机械自动拉开开关的装置示意图。

该装置主要由

滑轮组、配重C、D以及杠杆AB组成，配重C通过细绳与动滑轮相连，配重C、D分别通过支架固连在杠杆AB两端，支架与杠杆垂直。

杠杆的B端放在水平台面上，杠杆可以绕支点Ｏ在竖直平面内逆时针转动，开关被拉开前，杠杆在水平位置平衡。

已知动滑轮P的质量mP为0.2kg，OA:

OB＝3:

1，配重D的质量mD为1.5kg,作用在D上的竖直向下的压力F为75N，刚好拉开开关所需的拉力T为6Ｎ。

杠杆、支架和细绳的质量均忽略不计，滑轮与轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计，ｇ取10N/kg。

求：

配重C的质量mC等于多少千克，开关刚好能被拉开？

答案：