《中考物理总复习》专题12 综合计算题 40题-2020年中考物理最后一战之中考题型必杀600题.docx
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1、专题12 计算题分类1 压强、浮力计算题1.如图所示,弹簧测力计下面悬挂一个重16 N的物体,当把物体浸没在水中时,弹簧测力计示数为10 N,此时容器内水的深度为0.3 m(水1.0×103 kg/m3,g10 N/kg),求:(1)水对容器底部的压强;(2)物体受到水的浮力;(3)物体排开水的体积.2.如图甲所示,有一种圆柱形薄壁烧杯,它的底面积为50 cm2,烧杯自重1.2 N,置于水平桌面上,在烧杯内倒入200 mL的盐水时,杯底所受盐水的压强为440 Pa.(g10 N/kg)求:(1)烧杯内盐水的密度;(2)烧杯对桌面的压强;(3)如图乙所示,把一个鸡蛋轻轻放入盐水中,鸡蛋
2、刚好悬浮,液面上升到250 mL刻线处,求鸡蛋的重力.3.图甲是修建码头时用钢缆绳拉着实心长方体A沿竖直方向以0.3 m/s的速度匀速下降的情景。图乙是A下降到水底之前钢缆绳对A的拉力F随时间t变化的图象(水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/ kg)。求:(1)长方体A的高度。(2)长方体A浸没在水中后受到的浮力。(3)长方体A的密度。4.如图所示,台秤上放置一个装有适量水的烧杯,已知烧杯和水的总质量为800 g,杯的底面积为100 cm2,现将一个质量为600 g,体积为400 cm3的实心物体A用细线吊着,然后将其一半浸入烧杯的水中(烧杯厚度不计,水未溢出).求:
3、(1)物体A所受的浮力;(2)物体A一半浸入水中后,水对烧杯底部压强增大了多少?(3)物体A一半浸入水中后,烧杯对台秤表面的压强.5.如图所示,一个底面积为2 m2的圆柱形容器,装有适量的水。现将一个底面积为0.5 m2、体积为5 m3的物体A放入其中,物体A漂浮于水面上。当再给A物体施加一个竖直向下的大小不变的力F以后,A物体最终恰好浸没入水中静止,此时容器底部受到的压强增大了1×104 Pa。则:(1)A物体浸没水中静止时容器底部所受到的压力增大了多少?(2)A浸没入水中时受到的浮力为多少?(3)A物体受到的重力为多少?(g取10 N/kg)(4)从A物体漂浮水面到浸没水中静止过
4、程中力F做了多少功?6.近期在日本召开了以美欧日等国的“七国峰会”,在会上日本再次无理提出了我国南海问题.为了捍卫国家主权,我军派满载排水量达67500 t的“辽宁”号航空母舰加强了对南海黄岩岛等岛屿的巡逻,在某次巡逻演习中雷达发现假想敌潜艇在15海里外的水下10 m处潜行,随即投下重量为100 kg的感应式浅水水雷攻击,并成功将敌潜艇击沉.(g10 N/kg、水的密度为1×103 kg/m3)问:(1)航空母舰满载时受到的浮力为多少?(2)敌潜艇受到水的压强有多大?(3)如图为感应式浅水水雷在水中待命时示意图,假设欲使水雷悬浮在水中,需在其下方用细绳悬挂一个密度为5×10
5、3 kg/m3、质量为31.25 kg的物体,求水雷的密度?(细绳的体积和质量忽略不计)7.(2019连云港)如图甲所示,拉力F通过滑轮组,将正方体金属块从水中匀速拉出至水面上方一定高度处。图乙是拉力F随时间t变化的关系图象。不计动滑轮的重力、摩擦及水和空气对金属块的阻力,g10N/kg,求:(1)金属块完全浸没在水中时受到的浮力大小;(2)金属块的密度;(3)如果直接将金属块平放在水平地面上,它对地面的压强大小。参考答案1.【答案】(1)水对容器底的压强是:pgh1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.3 m3×103 Pa(2)物体受到水的浮
6、力是:F浮GF16 N10 N6 N(3)由F浮水gV排得:物体排开水的体积是:V排6×104 m3.2.【答案】(1)烧杯内盐水深度 h4 cm0.04 m由pgh可得,烧杯内盐水密度1.1×103 kg/m3(2)烧杯内盐水重力G盐水FpS440 Pa×50×104 m22.2 N烧杯对桌面的压强p0.68×103 Pa680 Pa(3)鸡蛋放入盐水中,排开盐水的体积:V排250 cm3200 cm350 cm3F浮液gV排1.1×103 kg/m3×10 N/kg×50×106 m30.55 N因为
7、鸡蛋悬浮,所以G物F浮0.55 N3.【答案】(1)由图乙可知,长方体A从下底面接触水面到刚好浸没所用的时间t15 s10 s5 s,根据v可得,长方体A的高度svt0.3 m/s×5 s1.5 m(2)由图乙可知,前10 s钢绳拉力不变,等于物体A的重力,此时物体在水面以上,所以拉力与重力是一对平衡力,则GF3×104 N,1015 s,钢绳的拉力减小,是物体A从与水面接触到刚好完全浸没,由图可知,当A完全浸入水中时,拉力F1×104 N,所以A完全浸没受到的浮力F浮GF3×104 N1×104 N2×104 N(3)根据F浮水gV
8、排可得,A的体积VV排2 m3,所以A的密度1.5×103 kg/m34.【答案】(1)物体A受到的浮力:F浮水gV排1.0×103 kg/m3×10 N/kg×200×106 m32 N(2)物体A一半浸入水中后,A受到的浮力与A对水的压力是一对相互作用力,它们大小相等,方向相反.所以水对容器底的压力增加值大小等于浮力,即FF浮2 N.水对烧杯底部压强增加值:p200 Pa(3)物体A一半浸入水中后,烧杯对台秤表面的压力FGF8 N2 N10 N烧杯对台秤表面的压强p1 000 Pa5.【答案】 (1)Fp·S1×104
9、Pa×2 m22×104 N(2)F浮水gV排水gVA1.0×103 kg/m3×10 N/kg×5 m35×104 N(3)漂浮时容器底受到水的压力F总G水GA,当物体浸没时,容器底受到的压力F总FG水GAF。两式综合可得力F的大小,FF2×104 N,当物体浸没时,GF浮F5×104 N2×104 N3×104 N(4)A从漂浮到浸没过程中水面上升h1 m,A漂浮时V排3 m3。A的高度hA10 m,漂浮时A浸入水中深h浸6 m,h露hAh浸10 m6 m4 m,使A浸没时,力F向下运动距离
10、hh露h4 m1 m3 m,力F做功WFh2×104 N×3 m6×104 J6.【答案】(1)因为航空母舰漂浮,受到的浮力等于其排开水的重力,所以:F浮G排m排g67 500×103 kg×10 N/kg6.75×108 N(2)敌潜艇受到水的压强是:pgh1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10 m1×105 Pa(3)将水雷和下面悬挂的物体当作一个整体,水雷悬浮时,它们受到的浮力等于其总重力,为:F浮G总m总g(100 kg31.25 kg)×10 N/kg1 312.5
11、 N它们的总体积是:VV排0.131 25 m3而下面悬挂的物体的体积是:V10.006 25 m3因此水雷的体积是:V2VV10.131 25 m30.006 25 m30.125 m3故水雷的密度是:20.8×103 kg/m37.【解析】解:(1)由甲图可知,n2,不计动滑轮的重力、摩擦及水和空气对金属块的阻力,FG,当金属块完全露出液面后,金属块不受浮力,此时拉力等于重力,即为图中的t2t3时刻,从乙图可知,该金属块重力为:G2F2×108N216N,当金属块未露出液面时,即为图中的0t1时刻,则2F+F浮G,所以金属块完全浸没在水中时受到的浮力:F浮G2F216N
12、2×68N80N;(2)根据F浮gV排可得,金属块排开水的体积:V排8×103m3,金属块完全浸没在水中,则金属块的体积VV排8×103m3,则根据Gmg、可得,金属块的密度为:金2.7×103kg/m3。(3)金属块的边长a0.2m,则受力面积Sa2(0.2m)20.04m2,金属块平放在水平地面时对地面的压强:p5.4×103Pa。答:(1)金属块完全浸没在水中时受到的浮力80N;(2)金属块的密度2.7×103kg/m3;(3)如果直接将金属块平放在水平地面上,它对地面的压强5.4×103Pa。分类2 功 功率 机械效
13、率的综合计算类型一利用滑轮组拉物体1.某人站在水平高台上用如图所示的滑轮组提升重物,不计绳重和摩擦.第一次他匀速提升重物G1150 N时,人竖直向上拉绳的力为F1,人对高台的压强为p1;第二次他匀速提升另一重物G2270 N,人竖直向上拉绳的力为F2,人对高台的压强为p2.两次物体匀速上升的速度均为0.5 m/s,人的重力G人500 N,且p1p21415.求:(1)若人的双脚与高台的总接触面积为4×102 m2,当人站在高台上没有拉绳时,人对高台的压强;(2)第一次提升重物时,克服物体重力做功的功率;(3)第二次提升重物时,滑轮组的机械效率.2.在一次车辆故障处置过程中,拖车所用装
14、置简化如图所示。为了尽快疏通道路,交警只用了30 s的时间,指挥拖车在水平路面上将质量是1.5 t的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是6 m/s,绳子自由端的拉力F是500 N,该装置的机械效率是80%。求:(1)故障车在30 s内通过的路程。(2)拉力F在30 s内所做的功。(3)故障车在被拖离过程中受到的阻力。3.如图所示,利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体。已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.1倍,物体被匀速拉动的距离为1 m。当物体质量为2 kg时,滑轮组的机械效率为50%,不计绳重和绳与滑轮间的摩擦。求:(1)物体质量为2 kg时,在水平面上受到的滑动摩擦力。(
15、2)动滑轮的重力。(3)若物体质量为10 kg,以0.1 m/s的速度匀速运动时,拉力F的功率。4.如图所示,小车在水平面上通过滑轮组提升重物,动滑轮重400 N,与小车连接的绳子能承受的最大拉力为6 000 N,小车的最大输出功率为15 kW.水平地面上一物体A重1 600 N,与地面的接触面积为4 m2(不计小车所受摩擦阻力、绳重及滑轮组的摩擦).请求:(1)提升前,物体A对水平地面的压强;(2)滑轮组提升物体A时的机械效率;(3)若要使被提升的重物以1 m/s的速度匀速上升,整个装置工作过程中能提升重物的最大重力.类型二利用组合机械提升物体5.某工人用如图所示的装置把一重为1200 N的
16、箱子从斜面底端匀速拉到顶端用时10 s,已知斜面长6 m、高2 m,此装置的机械效率为80%(滑轮重、绳重、滑轮与绳之间的摩擦均不计)。求:(1)拉力F。(2)拉力F做功的功率。(3)箱子和斜面间的摩擦力。6.配重M单独置于水平地面上静止时,对水平地面压强为3×105 Pa,将配重M用绳系于杠杆的B端,在杠杆的A端悬挂一滑轮组,定滑轮重150 N,动滑轮重90 N,杠杆AB的支点为O,OAOB53,由这些器材组装成一个重物提升装置,如图所示,当工人利用滑轮组提升重力为210 N的物体以0.4 m/s的速度匀速上升时,杠杆在水平位置平衡,此时配重M对地面压强为1×105 Pa
17、。(杠杆与绳的重量、滑轮组的摩擦均不计,g取10 N/kg)(1)求滑轮组的机械效率。(2)配重M的质量是多少千克?(3)为使配重M不离开地面,人对绳的最大拉力是多少牛顿?类型三综合计算7.某工人使用如图甲所示的滑轮组匀速提升浸没在水中的实心物体A,拉力的功率随时间的变化如图乙所示,已知动滑轮的重力为60 N,物体匀速上升的速度始终为1 m/s。(不计绳重,摩擦及阻力,水1×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:(1)物体浸没在水中时受到的浮力。(2)物体的密度。(3)物体浸没在水中时滑轮组的机械效率。8.在一底面积为 4 m2的圆柱形深井底部,有一体积为2 m3,密度为1
18、215;104 kg/m3的贵重物体,现用如图所示的装置将其打捞上来.若牵引车以0.6 m/s的速度匀速向右行驶,通过滑轮组将物体由井底开始往上拉,30 s后井底受到的水的压强恰好变化了2.5×103 Pa(忽略动滑轮和绳子的重力及滑轮与绳子之间的摩擦,g取10 N/kg).求:(1)物体的重力;(2)物体浸没在水中时受到的浮力;(3)牵引车行驶了30s后,物体被提升的高度;(4)物体未露出水面前,物体受到绳子拉力的功率;(5)牵引车行驶了30s时,牵引车对绳子的拉力.参考答案1.【解析】(1)因为人站在水平高台上,所以有F压G人500 Np1.25×104 Pa(2)第一
19、次提升重物时,由P,WFs,得PFvG1v150 N×0.5 m/s75 W(3)第一次提升重物G1时,F压F支F1G人(G1G动)G人(150 NG动)500 N550 NG动 第二次提升重物G2时,F压F支F2G人(G2G动)G人(270 NG动)500 N590 NG动p1p21415,F压F压1415,即, G动30 N,在第二次提升重物时,×100%×100%×100%×100%×100%90%.2.【解析】 (1)由v得故障车在30 s内通过路程s车vt6 m/s×30 s180 m(2)由图可知n3,绳子自由端
20、移动的距离s绳3s车3×180 m540 m,拉力F在30 s内所做的功WFs绳500 N×540 m2.7×105 J(3)由图知,n3,水平滑轮组的机械效率,所以故障车在被拖离过程中受到的阻力f3F3×500 N×80%1 200 N3.【解析】(1)f0.1G0.1mg0.1×2 kg×10 N/kg2 N(2)W有f·s2 N×1 m2 J,W额G动×hG动×1 m,由得50%,解得G动2 N(3)当m10 kg时,拉物体前进的力F0.1G总0.1×10 kg
21、5;10 N/kg10 N,F(FG动)×(10 N2 N)4 N,PF·vF×3v物4 N×3×0.1 m/s1.2 W4.【解析】(1)p400 Pa(2)×100%×100%×100%80%(3)小车运动的速度为v3×1 m/s3 m/s小车能提供的最大拉力Fmax5 000 N最大拉力小于绳子能承受的最大拉力,所以工作过程中能提升最大重力为Gmax3FG动3×5 000 N400 N14 600 N5.【解析】(1)由图可知滑轮装置是一个动滑轮,绳端移动的距离s2s2×6 m1
22、2 m;有用功W有用Gh1 200 N×2 m2 400 J,根据可得,所以F250 N(2)拉力做的功W总Fs250 N×12 m3 000 J,拉力的功率P300 W(3)因为W总W有用W额,所以克服摩擦力做的额外功W额W总W有用3 000 J2 400 J600 J,根据WFs可得,摩擦力f100 N6.【解析】(1)70%(2)绳子末端拉力F人(G物G动)×(210 N90 N)150 N,杠杆A端受到定滑轮拉力FAG定3F人150 N3×150 N600 N,根据杠杆的平衡条件FA×OAFB·OB,M对B端拉力FB×
23、;FA×600 N1 000 N,设配重M的质量为m、与地面的接触面积为S,M放在水平地面时,由p得1×105 Pa,3×105 Pa,以上两式联解得m150 kg;(3)当M对地面的压力刚好为零时,则GM×OBFA大·OA,FA大×GM×150 kg×10 N/kg900 N,由FA大G定3F人大有900 N150 N3F人大,F人大250 N7.【解析】(1)由图甲可知,n2,则拉力F拉绳的速度v2vA2×1 m/s2 m/s;由图乙可知,圆柱体A离开水面后拉力F的功率P420 W,由PFv得,绳子自
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