届中考物理线下教学总复习题型专练计算题简单机械与压强浮力综合.docx
《届中考物理线下教学总复习题型专练计算题简单机械与压强浮力综合.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《届中考物理线下教学总复习题型专练计算题简单机械与压强浮力综合.docx（12页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
届中考物理线下教学总复习题型专练计算题简单机械与压强浮力综合
2020年中考题型专练：
计算题（简单机械与压强、浮力综合）
1.如图所示，是考古工作队在贵港罗泊湾码头用起重机沿竖直方向匀速向上打捞一个体积为0.5m3、质量为1.2t的圆柱体文物的情景．B为起重机的配重，OA为起重机的起重臂，AB＝25m，OB＝5m，若在整个打捞过程中，文物始终保持0.3m/s的速度不变（江水的密度为ρ＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg，起重机横梁重力和滑轮重力及摩擦均不计）．求：
（1）文物从开始上升直到刚露出江面的过程中受到的浮力大小．
（2）在整个打捞文物的过程中，起重机的拉力做功的最小功率．
（3）为了使起重机不翻倒，起重机的配重B的质量至少是多少？
2.同学们在研究杠杆的平衡时，他们首先将装有某液体的圆柱形容器放在水平放置的电子台秤上（容器底面积S容＝0.02m2），台秤的示数为8kg.然后人站在水平地面上通过可绕O点转动的杠杆BC和轻绳将长方体A逐渐缓慢放入该液体中，直到A的上表面与液面相平，液体未溢出，此时杠杆在水平位置保持平衡，如图甲所示．已知：
A的底面积为SA＝0.01m2，重力GA＝50N，人的重力G人＝518N，鞋与地面的总接触面积S鞋＝500cm2.当A从接触液面到恰好浸没时，A的下表面受到的液体压强随浸入液体深度的变化图像如图乙所示．（g＝10N/kg，杠杆、轻绳质量均不计，轻绳始终竖直）求：
（1）长方体A未放入液体中时，容器对台秤的压强．
（2）容器中液体的密度．
（3）杠杆在水平位置平衡时，杠杆B端轻绳对长方体A的拉力．
（4）杠杆在水平位置平衡时，人双脚站立对地面的压强为p＝1×104Pa.则OB与OC的长度之比为多少？
3.图甲是某起重船的示意图，A处为卷扬机，吊臂前端滑轮组如图乙所示．在一次吊装施工中，当起重船从运输船上吊起重物时，起重船浸入海水中的体积增加了18m3,重物在空中匀速竖直上升了3m，所用时间为30s．已知动滑轮总重为2×104N，不计钢丝绳重及摩擦．（ρ海水＝1.0×103kg/m）
（1）求该重物的重力是多少？
（2）求钢丝绳拉力F做功的功率是多少？
（3）求该重物在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率．
4.如图所示，一个质量600kg、体积0.2m3的箱子沉入5m深的水底，水面距离地面2m，若利用滑轮组和电动机组成的打捞机械，以0.5m/s的速度将箱子从水底匀速提到地面，每个滑轮重100N（不计绳重、摩擦和水的阻力，ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）．求：
（1）箱子在水底时，箱子下表面受到的水的压强；
（2）箱子全部浸没在水中时，箱子受到的浮力；
（3）物体完全露出水面后，继续上升到地面的过程中，滑轮组的机械效率；
（4）整个打捞过程中，请你分析哪个阶段电动机的输出功率最大，并计算出这个最大值．
5.体重为500N的同学用一根绳子通过甲图所示的滑轮组能够提起重力为400N的物体A，此时绳子达到最大承受力（若物体再增重绳子将断裂），不计绳重和摩擦，g取10N/kg.求：
（1）如甲图所示，将物体A匀速提高2m，对物体做的有用功是多少？
（2）若在
（1）中提升物体A时，滑轮组的机械效率为80%，脚与地面的总接触面积为4×10－2m2，则人对地面的压强是多少？
（3）该同学仍用这根绳子和滑轮，组成如乙图所示的滑轮组，利用它从水中缓慢匀速地提起一个边长为0.2m的正方体B（不计水的阻力），当提到B的下表面所受水的压强为1.5×103Pa时，绳子断裂，则在绳子断裂的瞬间，物体B在水中受到的浮力是多少？
（4）正方体B的密度是多少？
（计算结果用科学记数法表示，并保留到小数点后一位）
6.如图所示装置中，轻质杠杆AB可以绕O点在竖直平面内自由转动，A端通过竖直方向的轻绳与滑轮组相连，在B端用一轻绳沿竖直方向将杠杆拉住，使其始终保持水平平衡．在滑轮组的下方，悬挂一重为40N的圆柱形物体C，开始时此物体刚好浸没在圆柱形容器内的水中，此时绳子对杠杆A端的拉力为12N.
已知杠杆O点两侧的长度关系为AO＝2OB，圆柱形物体C的底面积为100cm2、高为12cm，圆柱形容器的底面积为500cm2，不计绳重和摩擦（ρ水＝1.0×103kg/m3）．求：
（1）物体C浸没在水中受到的浮力；
（2）利用该滑轮组在空气中匀速提升物体C时滑轮组的机械效率；
（3）打开圆柱形容器下方的阀门K，向外释放3kg的水，此时容器底部受到水的压强的变化量；
（4）在上述释放水的过程中，杠杆B端所受最大拉力．
7.如图所示，轻质杠杆AB能绕固定点O在竖直平面内转动，水平地面上重力为500N的配重N通过细绳竖直拉着杠杆B端.圆柱形物体M的重力为1.5×103N，每个滑轮重力相同，均为60N；AO∶OB＝2∶5.圆柱形物体M的体积为0.06m3，配重N与地面的接触面积为0.05m2.使用过程中，圆柱形物体M始终保持匀速上升，杠杆始终在水平位置平衡.不计绳与滑轮间的摩擦，不考虑水流等因素影响，g取10N/kg.求：
（1）物体M上表面未露出水面时受到的浮力；
（2）物体M浸没在水中匀速上升时，人对绳子的拉力；
（3）物体浸没在水中匀速上升时，滑轮组的机械效率；
（4）若人的质量为50kg，配重N对地面最小的压强.
参考答案
1.解：
（1）文物从开始上升直至刚露出水面的过程中始终浸没，即V排＝V物＝0.5m3
则此时的浮力F浮＝G排＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m3＝5×103N
（2）文物未露出水面前起重机所受的拉力最小，此过程中起重机的拉力F＝G－F浮＝mg－F浮＝1.2×103kg×10N/kg－5×103N＝7×103N
起重机拉力做功的最小功率P＝
＝
＝Fv＝7×103N×0.3m/s＝2.1×103W
（3）为了使起重机不翻倒，则起重机A端承受的最大拉力FA＝G＝1.2×104N，起重机平衡时有FA·（AB－OB）＝GB·OB，所以1.2×104N×（25m－5m）＝GB×5m
解得GB＝4.8×104N
故起重机的配重B的质量至少为mB＝
＝
＝4.8×103kg
2.解：
（1）台秤受到的压力F＝G＝mg＝8kg×10N/kg＝80N
容器对台秤的压强p＝
＝
＝4×103Pa
（2）由图像2可知，h＝20cm＝0.2m时，p＝2000Pa，由p＝ρgh可得液体的密度ρ＝
＝
＝1.0×103kg/m3
（3）由图像可知，物体A的高度h′＝20cm＝0.2m，VA＝SAh′＝0.01m2×0.2m＝2×10－3m3
A物体受到的浮力F浮＝ρ液gV排＝ρ液gVA＝1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10－3m3＝20N
所以F拉B＝GA－F浮＝50N－20N＝30N
（4）人对地面的压力F压＝pS鞋＝1×104Pa×500×10－4m2＝500N
F拉C＝G人－F支＝G人－F压＝518N－500N＝18N
由杠杆平衡条件可得：
F拉B×OB＝F拉C×OC，
＝
＝
＝
＝3∶5
3.解：
（1）起重船增大的浮力F浮＝ρ海水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×18m3＝1.8×105N．因为起重船始终漂浮，所以重物的重力G＝F浮＝1.8×105N
（2）重物在空中匀速上升过程中钢丝绳的拉力F＝
（G＋G动）＝
×（1.8×105N＋2×104N）＝5×104N
拉力所做的功W总＝Fs＝Fnh＝5×104N×4×3m＝6×105J
拉力做功的功率P＝
＝
＝2×104W
（3）W有＝Gh＝1.8×105N×3m＝5.4×105J
滑轮组的机械效率η＝
＝
＝90%
4.解：
（1）箱子在水底时下表面的深度为h＝5m，此时箱子下表面底部受到水的压强为p＝ρgh＝1×103kg/m3×10N/kg×5m＝5×104Pa
（2）箱子完全浸没时受到的浮力为F浮＝ρgV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m3＝2×103N
（3）物体完全露出水面后，已不受浮力，整套装置克服箱子重力做的功是有用功，W有＝Gh＝mgh＝600kg×10N/kg×2m＝1.2×104J
绳子自由端的拉力F＝
＝
＝3050N
则拉力所做的总功为W总＝Fs＝3050N×2×2m＝1.22×104J
则此时滑轮组的机械效率为η＝
＝
≈98.4%
（4）整个打捞过程中，箱子的运动速度不变，绳端速度v＝1m/s，根据P＝
＝
＝Fv可知，绳端拉力F最大时，电动机的输出功率最大．当箱子离开水面时，箱子不受浮力作用，此过程中拉力F最大，F＝3050N，最大功率为P＝Fv＝3050N×1m/s＝3050W
5.解：
（1）对物体做的有用功
W有＝GAhA＝400N×2m＝800J
（2）拉力所做的总功W总＝
＝
＝1000J
由W总＝F甲s知绳子自由端受到的拉力F甲＝
＝
＝
＝250N
人对地面的压力F压＝G人－F甲＝500N－250N＝250N
人对地面的压强p＝
＝
＝6.25×103Pa
（3）由p＝ρgh知物体B浸在水中的深度
hB＝
＝
＝0.15m
物体B所受的浮力
F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m×0.2m×0.15m＝60N
（4）不计绳重和摩擦，F＝
（G物＋G动），则动滑轮所受的重力G动＝2F甲－GA＝2×250N－400N＝100N
绳子的最大承重F＝F甲＝250N，乙图中绳子断裂时动滑轮受到向下的拉力
F拉＝n′F－G动＝3×250N－100N＝650N
正方体B的重力GB＝F拉＋F浮＝650N＋60N＝710N
正方体B的质量mB＝
＝
＝71kg
正方体B的密度
ρ＝
＝
≈8.9×103kg/m3
6.解：
（1）物体C的体积VC＝SCh＝100×10－4m2×0.12m＝1.2×10－3m3
当物体C浸没在水中时，V排＝VC＝1.2×10－3m3
物体C受到的浮力F浮＝G排＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1.2×10－3m3＝12N
（2）当物体C浸没在水中时，绳子对物体C的拉力FC＝GC－F浮＝40N－12N＝28N
由题图可知，有3股绳子承担物重，则n＝3
此时绳子对杠杆A端的拉力FA＝
（FC＋G轮）＝12N
解得动滑轮的重力G轮＝8N
在空气中匀速提升物体C时滑轮组的机械效率
η＝
＝
＝
＝
≈0.833＝83.3%
（3）向外释放3kg的水，则由ρ＝
得释放水的体积V水＝
＝
＝3×10－3m3
此时容器内水面下降的高度Δh＝
＝
＝0.075m
由p＝ρgh可知此时容器底部受到水的压强的变化量
Δp＝ρ水gΔh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.075m＝750Pa
（4）由题可知，绳子对杠杆A端的拉力越大，杠杆B端所受拉力也越大
因此在放水过程中，物体C所受浮力最小时，绳子对杠杆A端的拉力最大，杠杆B端所受拉力也最大
此时物体C所受到的浮力F浮′＝ρ水gSC（h－Δh）＝1.0×103kg/m3×10N/kg×100×10－4m2×（0.12m－0.075m）＝4.5N
此时绳子对杠杆A端的拉力FA′＝
（GC＋G轮－F浮′）＝
×（40N＋8N－4.5N）＝14.5N
由杠杆平衡条件得：
FA′×OA＝FB×OB
FB＝
＝
＝29N
即杠杆B端所受最大拉力为29N
7.解：
（1）由于物体M的体积为0.06m3，当物体M上表面未露出水面时，V排＝V＝0.06m3
物体M受到的浮力
F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×0.06m3＝600N
（2）由图可知，n＝3，则物体浸没在水中匀速上升时，人对绳子的拉力
F1＝
（G物－F浮＋G轮）＝
×（1.5×103N－600N＋60N）＝320N
（3）物体浸没在水中匀速上升时，滑轮组的机械效率
η＝
＝
＝
＝
＝93.75%
（4）由图可知，若M完全离开水面后，杠杆A端受力最大，杠杆B端对配重的拉力最大，此时配重N对地面压强最小
当物体M完全离开水面后，人对绳的拉力
F2＝
（G物＋G轮）＝
×（1.5×103N＋60N）＝520N
由于人对绳的拉力F2＞G人＝500N，故人对绳的拉力最大取F3＝500N
对杠杆A端受力分析，此时杠杆A端所受拉力FA＝2F3＋G定＝2×500N＋60N＝1060N
由杠杆平衡原理得：
FA×OA＝FB×OB
即FB＝
＝
＝424N
此时配重N对地面的压力
F＝G－FB＝500N－424N＝76N
配重N对地面最小的压强
p＝
＝
＝1520Pa
升级会员 