专题20 力学综合训练三解析版.docx
《专题20 力学综合训练三解析版.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《专题20 力学综合训练三解析版.docx(14页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
专题20力学综合训练三解析版
专题20力学综合训练(三)
一、选择题
1.(2019广东深圳)生活中有许多现象都蕴含物理知识。
下列说法正确的是()
A.一块海绵被压扁后,体积变小,质量变小
B.人在站立和行走时,脚对水平地面的压强相等
C.乘坐地铁时抓紧扶手,是为了减小惯性
D.被踢飞的足球,在空中仍受到重力的作用
【答案】D
【解析】A.一块海绵被压扁后,体积变小,但质量不变,故A错误;B.人站立时两只脚着地,行走时一只
脚着地,因此与地面的接触面积不同,在压力相同的条件下,压强肯定不同,故B错误;C.乘坐地铁时抓
紧扶手,是为了防止列车突然起步,刹车,转向时,人由于惯性摔倒在地面上,而不是为了减小惯性,故C
错误;D.被踢飞的足球,在空中仍然受到重力作用,故选D。
2.(2019湖南株洲)甲、乙、丙、丁四个同学进行攀岩比赛,他们做的功W与时间t的关系如图所示。
若
规定做功最快的获胜,则最后胜出的一定是()
A.甲B.乙
C.丙D.丁
【答案】A
【解析】在相同时间内,做功越多,功率越大,也就是做功越快。
由图象知,当时间相同时,甲做功最多,所以由公式P=W/t知,甲功率最大,做功最快。
故选A。
3.(2019江苏南通)如图,将装有适量水
小玻璃瓶瓶口向下,使其漂浮在大塑料瓶内的水面上,拧紧大瓶瓶盖,通过改变作用在大瓶侧面的压力大小,实现小瓶的浮与沉.则()
A.用力捏大瓶,小瓶不能实现悬浮B.用力捏大瓶,小瓶内的气体密度变大
C.盖上小瓶瓶盖,捏大瓶也能使小瓶下沉D.打开大瓶瓶盖,捏大瓶也能使小瓶下沉
【答案】B
【解析】AB.将装有适量水的小瓶瓶口向下,使其漂浮在瓶盖旋紧的大塑料瓶内的水面上,挤压大塑料瓶,瓶内空气被压缩,将压强传递给水,水被压入小瓶中,将瓶体中的空气压缩,小瓶内气体密度会变大,这时小玻璃瓶里进入一些水,瓶内水的质量增加,重力大于浮力时,小玻璃瓶下沉,当用力大小合适时,小玻璃瓶会悬浮,故A错误,B正确;C.盖上小瓶盖后,用力捏大瓶,水不会进入小瓶内,小瓶的总重力不会改变,故小瓶不会下沉,所以C错误;D.打开大瓶瓶盖,捏大瓶时不会增加瓶内空气的压强,水不会进入小瓶中,故小瓶不会下沉,所以D错误。
故选B。
4.(2019广西桂林)“梅西在发任意球时,能使足球由静止绕过人墙钻入球门。
”该现象说明()
A.力的作用是相互的B.力可以改变物体的形状
C.力可以改变物体的运动状态D.以上说法都不对
【答案】C
【解析】力的作用效果有两个:
①力可以改变物体的运动状态;②力可以改变物体的形状;注意题中的关键词:
“使足球由静止绕过人墙钻入球门。
”A、虽然力的作用是相互的,但是该现象不能说明该结论,故A不正确;B、虽然力可以改变物体的形状,但是该现象不能说明该结论,故B不正确;C、梅西在发任意球时,能使足球由静止绕过人墙钻入球门(足球的运动状态不断变化),该现象说明力可以改变物体的运动状态,故C正确。
D、因C选项正确,故D选项不正确。
故选C。
5.(2019山东东营)关于质量和密度,下列说法正确的是()
A.从地球带到太空中的铅笔能“悬浮”于舱内,是由于质量变小了
B.同种物质的状态发生变化,质量和密度均不变
C.水从0℃升高到4℃的过程中,密度逐渐变小
D.氧气罐中的氧气用去一半,密度减小一半
【答案】D
【解析】A.从地球带到太空中的铅笔,只是位置发生了变化,组成铅笔的物质多少没有变化,所以质量不变,“悬浮”是因为铅笔处于失重状态,故A错误;B.同种物质的状态发生变化,一般体积会发生变化,质量不变,由ρ=m/v可知,其密度会发生变化,故B错误;C.水从0℃上升到4℃时,其体积变小,由ρ=m/v可知,水质量不变,体积减小,则密度增大,故C错误;D.因为氧气瓶的容积不变,当瓶内氧气用去一半后,体积不变,质量减半,由ρ=m/v可知,瓶内氧气的密度变为原来的一半,故D正确。
6.(2019湖北怀化)如图所示,小球从A点摆动到C点的过程中(不计空气阻力),下列说法正确的是()
A.从A到B的过程中,动能增大,重力势能减小
B.从A到B的过程中,动能减小,重力势能增大
C.从B到C的过程中,动能增大,重力势能增大
D.从B到C的过程中,动能减小,重力势能减小
【答案】A
【解析】小球在整个过程中质量不变。
动能大小与物体的质量和速度有关,重力势能大小与物体的质量和高度有关。
A、B.从A到B的过程中,高度降低,重力势能减小;速度增大,动能增大。
故A正确、B错误。
C、D.从B到C的过程中,高度增加,重力势能增大;速度减小,动能减小。
动能增大,重力势能增大。
故C、D错误。
故选A。
7.(2019山东临沂)下列各选项是小明整理的物理笔记,错误的是()
A.做功快的机械,效率不一定高
B.动滑轮既能省力又能改变力的方向
C.不透明物体的颜色由它反射的色光决定
D.沙漠地区昼夜温差大与砂石的比热容小有关
【答案】B
【解析】A、做功快的机械,表示其功率大;但机械效率是指有用功与总功的比值,做功快的机械,机械效率不一定高,二者没有直接关系。
故A正确;B、使用动滑轮可以省力,但不能改变力的方向。
故B错误;C、不透明的物体可以反射与它相同的色光,而吸收其它色光,所以物体颜色是由反射的色光决定的。
故C正确;D、沙漠地区的昼夜温差大,主要是因为砂石的比热容小,在同样吸放热的情况下,其温度变化大。
故D正确。
故选B。
8.(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。
9.(2019·山东枣庄)在木棒的一端缠绕一些细铜丝制成简易的液体密度计,将其分别放入盛有甲乙两种液体的烧杯中处于静止状态,如图所示,若密度计在甲乙液体中受到的浮力分别是F甲、F乙,甲乙两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙.则()
A.F甲<F乙B.F甲>F乙
C.ρ甲>ρ乙D.ρ甲<ρ乙
【答案】D
【解析】AB、由于密度计两次静止时都处于漂浮,则F浮=G,即密度计在两种液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力G.所以,F甲=F乙,故AB错误;CD、由图知,密度计排开液体的体积:
V甲排>V乙排,由F浮=ρ液gV排可知:
ρ甲<ρ乙;故C错误,D正确。
故选D。
10.(2019湖南郴州)材料相同的甲、乙两个物体分别挂在杠杆A、B两端,O为支点(OA<OB),如图所示,杠杆处于平衡状态。
如果将甲、乙物体(不溶于水)浸没于水中,杠杆将会()
A.A端下沉B.B端下沉
C.仍保持平衡D.无法确定
【答案】C
【解析】由题知,甲、乙两物体的密度相同,OA<OB,即甲的力臂要小于乙的力臂;根据杠杆的平衡条件可知,G甲×L甲=G甲×L乙,即:
ρgV甲L甲=ρgV乙L乙,所以:
V甲L甲=V乙L乙﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,如果将甲、乙物体(不溶于水)浸没于水中,此时甲乙都要受到浮力的作用,根据阿基米德原理可知,甲乙受到的浮力分别为:
F浮甲=ρ水gV甲,F浮乙=ρ水gV乙,此时左边拉力与力臂的乘积为:
(G甲﹣ρ水gV甲)×L甲=G甲×L甲﹣ρ水gV甲×L甲﹣﹣﹣﹣﹣﹣②;此时右边拉力与力臂的乘积为:
(G乙﹣ρ水gV乙)×L乙=G乙×L乙﹣ρ水gV乙×L乙﹣﹣﹣﹣﹣﹣③;由于V甲L甲=V乙L乙,所以:
ρ水gV甲×L甲=ρ水gV乙×L乙,则由②③两式可知,此时左右两边拉力与力臂的乘积相同,故杠杆仍然会保持平衡。
故选C。
二、填空题
11.(2019海南省卷)用电子秤、一个玻璃杯和水,可以粗略测量椰子油的密度。
先后测出空杯,装满水、装满油的杯子的质量,数据如下表。
杯子两次“装满”,是为了使被测量的油和水相同。
根据测量数据计算,椰子油的密度是kg/m3。
(ρ水=1.0×103kg/m3)
空杯的质量/g
水和杯的质量/g
油和杯的质量/g
100
300
268
【答案】体积;0.84×103kg/m3
【解析】用同一杯子分两次装满水和油,是为了使被测量的油和水的体积相同;由ρ=m/V得杯子的体积为V=m1/ρ1,同理有V=m2/ρ2,得m1/ρ1=m2/ρ2,即得油的密度为:
ρ2=ρ1m2/m1=1.0×103kg/m3)×(268g-100g)/(300g-100g)=0.84×103kg/m3。
故答案为:
体积;0.84×103kg/m3。
12.(2019四川凉山州)“绿色环保,低碳出行。
”一辆纯电动公交车在水平路面上匀速行驶,发动机的功率
为200kW,速度为72km/h。
公交车行驶1h,发动机做的功为J,公交车行驶的路程为m。
【答案】7.2×108;72000
【解析】
(1)t=1h=3600s,W=Pt=200×103W×3600s=7.2×108J。
(2)v=72km/h=20m/s,s=vt=20m/s×3600s=72000m。
故答案为:
7.2×108;72000
13.(2019江苏泰州)用刻度尺测出实心正方体合金块的边长为2.00cm,用天平测量合金块的质量,示数如图所示,合金块的质量为g,算出合金使的密度ρ=g/cm3.若将此合金块切去一半,则剩余部分的密度(变大/变小/不变)。
【答案】62.4;7.8;不变
【解析】
(1)合金块的质量为m=50g+10g+2.4g=62.4g;
(2)合金的体积:
V=a3=(2.00cm)3=8cm3
合金块的质量密度为ρ=m/v=62.4g/8cm3=7.8g/cm3;(3)因为密度是物质本身的一种属性,与体积和质量的大小无关,所以如果将它截去一半,剩余合金块的密度不变。
14.(2019海南省卷)如图,小谦想把被台风刮倒的树拉正。
他把绳子的一端系在乙树上,然后绕过甲树用力拉绳子,这样做有段绳子拉甲树。
如果不计绳重和摩擦,甲树受300N拉力,则小谦对绳子的拉力至少为N。
【答案】2;150
【解析】小谦的做法相当于借助一个动滑轮来拉甲树,因此,这样做有2段绳子拉甲树;根据动滑轮省一半力的特点,小谦对绳子的拉力至少为150N。
故答案为:
2;150。
15.(2019四川广安)2018年5月21日,我国成功发射了“嫦娥四号”的中继星﹣﹣“鹊桥号”、它将成为“嫦
娥四号”与地球间的通信桥梁。
“鹊桥号”在随火箭加速升空的过程中会发出巨大的声音,这声音是由物体的
产生的。
若“鹊桥号”质量为500kg,加速升空1000m,“鹊桥号”需克服重力做功J
(g取10N/kg)。
【答案】振动;5×106
【解析】声音都是由物体振动产生的,振动停止,发声停止;“鹊桥号”需克服重力做功:
W=Gh=mgh=500kg×10N/kg×1000m=5×106J。
故答案为:
振动;5×106
三、作图题
16.(2019贵州铜仁)一个物块沿着斜面向下运动,请你画出物块受到的重力和滑动摩擦力的示意图。
【答案】
【解析】物体所受重力竖直向下,滑动摩擦力平行于斜面向上。
重力与滑动摩擦力的示意图如图示:
17.(201江苏淮安)在图中。
画出使用滑轮组提升物体时最省力的绳子绕法。
【答案】
【解析】图中只有一个动滑轮和一个定滑轮,要求最省力,则由3段绳子承担物重,是最省力的绕绳方法;绳子先系在动滑轮的固定挂钩上,绕过上面的定滑轮,再绕过动滑轮,如图所示:
四、实验探究题
18.(2019湖南娄底)如图是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图,其中,mA=mB<mC,
hA=hC>hB。
(1)实验中,探究的动能是指(填序号)
A.小球在斜面上的动能
B.小球撞击木块时的动能
C.小球撞击木块后的动能
D.木块被小球撞击的动能
(2)使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下,是为了研究动能大小与的关系。
(3)在做了探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后,有些同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面同一高度由静止开始滚下,刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑,小明设计了如图所示的实验:
让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下,观察和比较两球相对运动情况,若C球相对于A球(选填“运动”或“静止”),就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。
表面
毛巾
棉布
木板
摩擦力
最大
较大
最小
小车运动距离
最近
较远
最远
(4)完成实验后,同学们还联想到以前学习牛顿第一定律时,也用到了斜面:
让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,在三个不同的表面上能滑行的距离不同(如上表),小车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功(选填“相等”或“不相等”)
【答案】
(1)B;
(2)速度;(3)静止;(4)相等
【解析】
(1)据题意可知,实验中探究小球动能,即小球撞击木块时的动能的大小;故选B;
(2)实验表明动能的大小与物体的速度和质量有关;使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下,则小球到达水平面时的速度不同,所以,这是为了研究动能大小与物体速度的关系;(3)让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下,观察和比较两球相对运动情况,若任一时刻两球的速度大小相等,即以任何一个小球为参照物,另一个小球都是静止的,所以若C球相对于A球静止,就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。
(5)让小车从同一高度由静止下滑,根据决定重力势能大小的因素可知,最初小车的重力势能相同,下滑到水平面时的动能也相同,在不同的材料表面上运动时,最终停下来后,动能全部转为内能,克服摩擦力做了多少功就有多少动能转化为内能,所以,在三个表面克服摩擦力做功相等。
故答案为:
(1)B;
(2)速度;(3)静止;(4)相等
19.(2019四川南充)如图,小红同学在“测量盐水的密度”实验中,操作步骤如下:
(1)把天平放在水平桌面上,游码放在零刻度线,发现指针位置如图甲所示,此时应将平衡螺母向
(填“左”或“右”)调节,直到横梁水平平衡。
(2)已知空烧杯的质量为28g,现将适量盐水装入烧杯,并放在天平的左盘,测量其质量,待天平平衡时,如图乙所示。
然后将烧杯中的盐水全部倒入量筒中,如图丙所示由此计算出盐水的密度为
kg/m3。
(3)小红同学此次实验操作测得的盐水密度将偏(填“大”或“小”)。
【答案】
(1)左;
(2)1.1×103;(3)偏大
【解析】用天平和量筒来测液体的密度,是实验室中最常用的方法,重点应掌握天平的调节与使用方法、量筒的读数、密度公式的运用、实验步骤的合理安排等。
天平使用前的调节:
若指针左偏,向右调平衡螺母,使指针指在分度盘的中线处;天平测物体质量时,物体质量等于砝码质量与游码读数之和;由于烧内壁粘有液体所以体积V偏小,由此分析所测密度变化。
(1)把天平放在水平桌面上,游码移到标尺左端的零刻度线处后,由图甲知,指针偏右,此时应将左端的平衡螺母向左调节,直到指针对准分度盘中央的刻度线;
(2)由图乙知,天平标尺的分度值为0.2g,盐水和烧杯的总质量=50g+20g+20g+4g=94g,盐水的质量为94g﹣28g=66g;盐水的体积V=60ml=60cm3,
盐水的密度ρ1.1g/cm3=1.1×103kg/m3;(3)把烧杯中的盐水全部倒入量筒中测体积时,由于烧杯内壁粘有盐水,所以测得体积V偏小,根据ρ可知,所测盐水密度偏大。
故答案为:
1)左;
(2)1.1×103;(3)偏大。
五、计算题
20.(2019云南昆明)如图所示,置于水平桌面上的容器,底面积为200cm2,未装水时的质量为0.2kg。
容
器盛水后水面的高度为15cm,容器对桌面的压强为1.1×103Pa,求水对容器向上的压力。
(已知ρ水=
1.0×103kg/m3,g取10N/kg,忽略容器壁的厚度)
【解析】10N
【解析】由题知,S=200cm2=2×10﹣2m2,h=15cm=0.15m,水对容器部的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa,根据p=F/S可得水对容器底的压力:
F=pS=1500Pa×2×10﹣2m2=30N。
容器的重力:
G容=0.2kg×10N/kg=2N,根据p=F/S可得,容器对桌面的压力:
F′=p′S=1.1×103Pa×2×10﹣2m2=22N,容器置于水平桌面上,则容器和水的重力G总=F′=22N,故水的重力G水=G总﹣G容=22N﹣2N=20N,所以水对容器向上的压力:
F″=F﹣G水=30N﹣20N=10N。
故答案为:
水对容器向上的压力为10N。
21.(2019安徽省卷)如图,水平地面上一个重为50N的物体,在大小为10N的水平拉力F作用下,向左
做匀速直线运动,在5s的时间内通过的距离为2m。
求物体运动过程中:
(1)所受摩擦力的大小;
(2)拉力F做功的功率。
【答案】
(1)所受摩擦力的大小为10N;
(2)拉力F做功的功率为4W。
【解析】解:
(1)用10N的水平拉力,拉着物体向左做匀速直线运动,物体处于平衡状态,则地面对物体的摩擦力与拉力是一对平衡力,大小相等,故f=F=10N;
(2)拉力F做的功:
W=Fs=10N×2m=20J,拉力F做功的功率:
P=W/t=20J/5s=4W。
故答案为:
(1)所受摩擦力的大小为10N;
(2)拉力F做功的功率为4W。