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力学计算题常考热点专题提升训练--2025年中考物理提分必刷训练
1.如图甲所示,一薄壁圆柱体容器足够深,底面积为,容器内放有重力为6N、边长为10cm的正方体木块,当加入一定量的水时,木块对容器底的压力恰好为(此时木块静止),如图乙所示。求:
(1)木块受到的浮力大小;
(2)容器内水的深度;
(3)现用一竖直向上的拉力F将木块向上拉到距离容器底2cm处保持静止,如图丙所示,求木块静止时拉力F的大小。
2.一个圆柱形容器中装有适量水,将一个重4N的合金块B放置在体积为1000cm3的木块A上后,缓慢将A、B一同放入水中,待其静止后,发现木块A的上表面恰好与水面相平,如图所示。求:
(1)此时木块A所受的浮力大小是多少?
(2)木块A的密度是多少?
(3)取掉合金块B后,待A静止时,A露出水面的体积与自身体积的比值是多少?
3.重庆复旦中学田老师积极响应环保政策,购买了一款电动微型轿车,他驾驶该车前往美术馆布展,在某段水平公路上匀速直线运动1min通过的路程是720m。已知车的总质量为600kg,受到的阻力恒为轿车总重的0.1倍,轮胎与路面总接触面积是3×10-2m2,求:
(1)轿车的速度;
(2)轿车对路面的压强;
(3)牵引力对轿车做功的功率。
4.某5G智能消毒机器人如图所示,它安装有超声波雾化器,自动喷枪工作时将消毒液均匀雾化到空气中进行消毒。(g取10N/kg)
(1)机器人的质量是40kg,求机器人所受的重力;
(2)机器人每条履带与地面的接触面积是100cm2,求当它静止时对水平地面的压强;
(3)当机器人装满消毒液消毒时,设其在水平路面上匀速直线前进了5m,所受牵引力为50N,求机器人克服摩擦力做的功。
5.如图是为了上山方便而修建的盘山公路(盘山公路近似处理为如图乙所示的斜面)。若从山底到山顶的盘山公路长200m,山高30m,一辆5t的小型货车从山底开上山顶牵引力保持2.5×104N不变,用时50s。汽油热值q=4×107J/kg,g取10N/kg。求:
(1)小货车从坡底爬到坡顶的过程中,牵引力所做的功;
(2)该盘山公路的机械效率;
(3)小货车在匀速爬坡的过程中,汽车的功率是多少?
(4)不计热量损失,汽车从山脚到山顶消耗了多少千克的汽油?
6.“引体向上”是学生体能测试中的一个项目。如图所示,该项目的规范动作是:两手正握单杠,由悬垂开始,上提时,下颚须超过杠面。已知小强同学的质量为56kg,每次引体上升的高度为0.5m,双手与杠之间的受力面积为80cm2,g=10N/kg。求:
(1)两手正握单杠,悬垂时小强每只手的拉力为多大?
(2)两手正握单杠,悬垂时手对单杠的压强为多少?
(3)体育课上,小强同学连续做了10个规范的动作,在此过程中克服重力做了多少功?
7.在道路管网改造工程中,小型挖掘机发挥了重要作用。如图所示是某小型履带式挖掘机,其自身质量为2×103kg,履带与水平地面的总接触面积为2m2。某次在平直场地上作业,挖掘机以20kW的额定功率在1min内向前运动了120m。(g取10N/kg,柴油的热值取4×107J/kg)求:
(1)该次作业过程中,挖掘机的平均速度;
(2)挖掘机静止时对水平地面的压强;
(3)该次作业消耗了60g柴油,该发动机的效率。
8.潜艇的壳体是用高强度的特种钢板制造的。某潜艇的最大下潜深度可达350m,总体积为,艇内两侧有水舱,潜艇截面如图所示。潜艇通过向水舱中注水或从水舱中向外排水来改变自重,从而实现下沉或上浮。(海水密度取,g取10N/kg)
(1)水舱未注入海水时,潜艇总重为,此时漂浮在海面的潜艇排开海水的体积是多少立方米?
(2)为使潜艇完全潜入海水中,至少要向水舱中注入多少吨海水?
(3)潜艇的壳体为什么要用高强度的特种钢板制造?
9.如图所示,滑轮组在向上的拉力F作用下,将重为120 N的物体匀速提起,在10s内物体上移的距离为2m,所用拉力为50N。求:
(1)绳端上升的距离;
(2)拉力做功的功率;
(3)滑轮组提升该重物时的机械效率。
10.如图为我国自主研发的长航程极地漫游机器人,装有四条三角形履带轮,每条履带轮与地面接触面积为0.25m2。若机器人质量是500kg,在南极执行某次任务时,20min内自主行走了18km。求:
(1)该机器人所受到的重力是多少?
(2)它本次自主行走的平均速度为多少?
(3)求车对地面的压强?
11.悬浮在海水中的潜艇排开海水的质量为。(g取,海水的密度取)
(1)潜艇排开的海水的体积是多少?
(2)潜艇所受的浮力是多大?
(3)潜艇所受的重力是多大?
12.小明家有一个质量为180g、容积为250cm3的陶瓷茶杯,如图所示。他想知道制作这种茶杯的材料的密度,于是他用天平测出杯盖的质量为50g,再把杯盖放入装满水的溢水杯中,并测得溢出水的质量为 20g。(ρ水= 1g/cm3 )求:
(1)制作这种茶杯的材料的密度;
(2)该茶杯所用材料的体积;
(3)用此茶杯装满水后,水的质量。
13.在物理课外拓展活动中,力学兴趣小组的同学进行了如图所示的探究。用不可伸长的细线P将A、B两个形状相同的不吸水的长方体连接起来,再用不可伸长轻质细杆Q将A、B两物体悬挂后,放入底面积3S0的圆柱形容器中,细杆Q上端接有一个力传感器,初始时细线P刚好拉直且拉力为零,物体B与容器底不密合。已知A、B两物体的底面积均为S0,A:B=2:5,,细线P的长度与A的高度均为h0,求:
(1)向容器中注水到B物体对容器底刚好没有压力时,注入的水的体积;
(2)继续注水,到A物体刚好被浸没为止,此时力传感器的示数;
(3)第(2)问中注入的水的质量。(温馨提示:推导计算过程中需要的物理量,请提前设定!)
14.如图所示,薄壁圆柱形容器甲和乙置于水平桌面上。甲容器的质量为1kg,底面积为2×10-2m2,乙容器底面积为1×10-2m2,甲容器内装有0.16m深的水,乙容器内装有0.24m深的酒精(,g取10N/kg)。求:
(1)乙容器底部受到酒精的压强;
(2)甲容器对水平桌面的压强;
(3)若分别从两个容器中抽出质量相等的水和酒精,使两个容器中剩余液体对容器底部的压强相等,则抽出液体的质量为多少
15.一座公路桥头旁立有一块如图所示的标志牌(t表示吨),用来表示对过桥车辆的限制。现有一辆总重为600kg的卡车,在水平公路上匀速直线行驶时,地面对它的摩擦阻力是它本身重力的0.3倍。求:
(1)卡车受到的重力多大?
(2)此时汽车发动机的牵引力多大?
(3)若车以80km/h的速度匀速直线运动时,受到的空气阻力是400N,则此时汽车发动机的牵引力多大?
(4)通过计算回答这辆卡车能不能通过此桥?
16.如图所示,小华在薄壁平底试管中装入一些沙子,管口密封,制成一个简易密度计。当把它放入水中竖直漂浮时,试管露出水面的高度为5cm;当把它放入待测液体中竖直漂浮时,试管露出液面的高度为7cm。若试管和沙子的总质量为30g,试管的横截面积为,水的密度为,g取10N/kg。求:
(1)试管在水中漂浮时受到的浮力。
(2)在水中漂浮时,水对试管底部的压强。
(3)待测液体的密度。(计算结果保留三位有效数字)
17.随着电热水器的不断改进,如图所示的电热水壶深受人们的喜爱。装满水后水深16cm,水的体积为0.002m3蓝身和底座的总质量是1kg,水壶内底的面积为200cm2,底座与水平桌面的接触面积为250cm2()求:
(1)装满水后水的质量;
(2)装满水后水对电热水壶底部的压强和压力;
(3)装满水后水壶对桌面的压强。
18.某同学用圆柱形容器制作了一个测量物体质量的装置,它的底部较重,可以竖直漂浮在水面,总质量为0.21kg、底面积为3×。不放物体时,在与水面所对应的位置处标为质量的“0”刻度线,如图(a)所示。请解答下列问题(g取10N/kg):
(1)不放物体时,该装置所受的浮力是多大?
(2)如图(b)所示,在该装置中放入一个体积为的物块A,装置底部在水面下的深度,此时,该装置受到的浮力是多大?水面所对应位置处的刻度线应标为多少克?
(3)物块A的密度是多少?
19.2021年5月15日,“祝融号”火星车在火星上留下了属于中国的第一道印记,如图甲所示。发射前,火星车在水平地面上进行测试时,受到的摩擦力为200N,其速度v与时间t的关系图像如图乙所示。火星车的质量为240kg,车轮与地面接触的总面积约为(空气阻力忽略不计,g取10N/kg)求:
(1)火星车静止时,对水平地面的压强。
(2)火星车做匀速直线运动时,牵引力做的功。
(3)为了测试火星车的推力,用火星车将重900N的物体从长4m、高1m的斜面底部匀速推上斜面顶端。已知火星车沿斜面所用的推力是300N,该物体受的摩擦力是多大?
20.在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止。如图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象。求:(g取值10N/kg,在此过程中水面上升高度可忽略不计)
(1)圆柱体受到的重力?
(2)完全浸没时,圆柱体受到的浮力?
(3)圆柱体的体积?
(4)圆柱体的密度?
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《力学计算题常考热点专题提升训练--2025年中考物理提分必刷训练》参考答案
1.(1)6N
(2)
(3)4N
【详解】(1)因为木块对容器底部没有压力,所以木块受到的浮力
(2)由浮力的产生原因可知,木块受到的浮力等于水对木块下表面的压力,水对木块下表面的压力为
木块底面积
木块下表面受到水的压强为
由可得木块下表面所处的深度,即容器内水的深度为
(3)由(2)可知,容器内水的体积
设图丙中木块下表面所处的深度为,此时水的体积
解得,木块下表面受到的压力为
由力的平衡关系可知拉力为
2.(1)10N
(2)0.6×103kg/m3
(3)2:5
【详解】(1)因为物体完全浸没在水中,所以
由阿基米德原理可得
(2)把和当作一个整体则整体漂浮,分析受力可得
物体A的重力为
又因为
木块A的密度是
(3)因为,所以去掉B后A将处于漂浮状态,此时A所受浮力,则有
所以
A露出水面的体积与自身体积的比值是
3.(1)12m/s
(2)2×105pa
(3)7200W
【详解】(1)轿车的速度为
(2)轿车对路面的压力为
轿车对路面的压强为
(3)汽车匀速行驶,受到的牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等为
牵引力对轿车做功的功率为
4.(1)400N
(2)
(3)250J
【详解】(1)机器人所受的重力为
(2)当它静止时对水平地面的压强为
(3)机器人在水平路面上匀速直线前进,它受到的摩擦力和牵引力是一对平衡力,大小相等,摩擦力大小为
机器人克服摩擦力做的功为
【点睛】
5.(1)5×106J
(2)30%
(3)1×105W
(4)0.125kg
【详解】(1)车行驶过程中牵引力所做的功W总=Fs=2.5×104N×200m=5×106J
(2)货车的重力G=mg=5000kg×10N/kg=5×104N
所做的有用功W有用=Gh=5×104N×30m=1.5×106J
该盘山公路的机械效率
(3)小货车在匀速爬坡的过程中,汽车的功率
(4)不计热量损失,则Q放=W总=5×106J
由Q放=mq知,消耗汽油的质量
6.(1)280N
(2)7×104Pa
(3)2800J
【详解】(1)小强的重力
两手正握单杠,悬垂时单杠对两手的拉力大小等于人的重力大小,即
则悬垂时小强每只手的拉力
(2)两手正握单杠,悬垂时手对单杠的压力大小等于人的重力大小,悬垂时手对单杠的压强
(3)做一次引体向上所做的功
小强同学连续做了10个规范动作的过程中克服重力做的总功
7.(1)2m/s
(2)10000Pa
(3)50%
【详解】(1)该次作业过程中,挖掘机的平均速度
(2)挖掘机静止时对水平地面的压力为F=G=mg=2×103kg×10N/kg=2×104N
挖掘机静止时对水平地面的压强为
(3)柴油完全燃烧放出的热量Q放=m′q=0.06kg×4×107J/kg=2.4×106J
牵引力所做的功W=Pt=20×1000W×60s=1.2×106J
该发动机的效率
8.(1)
(2)618t
(3)见解析
【详解】(1)水舱未注入海水时,潜水艇漂浮,由漂浮条件可知,潜艇所受浮力为F浮=G=9.27×106N
潜水艇排开海水的体积
(2)潜水艇完全潜在水中时浮力F浮′=ρ海水gV排′=1.03×103kg/m3×10N/kg×1.5×103m3=1.545×107N
由力的平衡得到F浮′=G艇+G海水
注入海水的重力G海水=F浮′-G艇=1.545×107N-9.27×106N=6.18×106N
注入海水的质量
(3)液体内部的压强随深度的增加而增大,潜艇潜入水下越深,受到的压强越大,潜艇的壳体用高强度的特种钢板制造可以使潜艇在深水处能承受更大的水压。
9.(1)6m
(2)30W
(3)80%
【详解】(1)由图可知,滑轮组承担物体重力的绳子有3段,绳端上升的距离
(2)拉力做的总功为
拉力做功的功率
(3)拉力所做的有用功为
滑轮组提升该重物时的机械效率
10.(1)5000N
(2)15m/s
(3)5000Pa
【详解】(1)该机器人所受到的重力是
(2)它本次自主行走的平均速度为
(3)车对地面的压强
11.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)由知道,潜艇排开海水的体积
(2)由阿基米德原理知道,潜艇所受浮力
(3)因潜艇时受到的浮力和自身的重力相等,所以,潜艇所受重力
12.(1)2.5g/cm3
(2)72cm3
(3)250g
【详解】(1)茶盖排开水的体积为
茶盖的体积等于溢出水的体积,茶杯的材料的密度
(2)该茶杯所用材料的体积为
(3)茶壶的容积为250cm3,当其装满水后,水的质量
13.(1)
(2)/
(3)7S0h0ρ水/7S0h0ρ水+S0aρ水
【详解】(1)向容器中注水到B物体对容器底刚好没有压力时,此时的浮力等于物体B的重力,则F浮=GB
又因为,所以有S0h浸入ρ水g=S0h0ρBg
解得
则注水体积
(2)因为A:B=2:5,所以
由(1)可知物体B漂浮时,浸入高度为,则露出水面的高度为,设细线与物体B的接触点到长方体B边的最短距离为a,若a小于等于,则F=ρ水gS0(h0+h0)-(ρAS0h0+ρBS0h0)g
解得
若a大于,有
(3)a小于等于,注入水的质量m水=(3S0×3h0-2S0h0)×ρ水=7S0h0ρ水
a大于,注入水的质量m水=(9S0h0-S0h0-S0h0+S0a)ρ水=7S0h0ρ水+S0aρ水
14.(1)
(2)
(3)0.64kg
【详解】(1)乙容器底部受到酒精的压强
(2)甲容器内水的质量
甲容器对水平桌面的压力
则甲容器对水平桌面的压强
(3)甲容器内水对容器底的压力
乙容器内酒精对容器底的压力
若分别从两个容器中抽出质量相等的水和酒精,使两个容器中剩余液体对容器底部的压强相等,设抽出液体的重力为,根据则有
代入数据则有
解得,则抽出液体的质量为
15.(1)6000N
(2)1800N
(3)2200N
(4)能
【详解】(1)卡车受到的重力
(2)由于汽车匀速直线运动,故牵引力F与阻力f是一对平衡力,得牵引力
(3)汽车在水平公路上做匀速直线运动,受到的牵引力F和阻力是一对平衡力, 即
(4)这辆卡车的质量,所以能通过此桥。
16.(1)0.3N
(2)2000Pa
(3)
【详解】(1)试管和沙子的总重G=mg=30×10-3kg×10N/kg=0.3N
由于试管漂浮在水面,则F浮=G=0.3N
(2)设试管长为l,则在水中浸入深度为l-0.05m, 根据阿基米德原理得F浮=ρ水g(l-0.05m)S=1.0×103kg/m3×10N/kg×(l-0.05m)×1.5×10-4m2=0.3N
解得l=0.25m, 则浸入水中深度h1=l-0.05m=0.25m-0.05m=0.2m
故水对试管底部的压强p=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa
(3)当试管漂浮于水面时,有F浮=G=ρ水gh1S①
当试管漂浮于待测液体时,有h2=l-0.07m=0.25m-0.07m=0.18m
则有F浮′=G=ρ液gh2S②
由①②两式得
17.(1)2kg
(2);32N
(3)
【详解】(1)水的体积0.002cm3,由知道,装满水后水的质量
(2)由知道,装满水后水对电热水壶底部的压强
由 知道,装满水后水对电热水壶底部的压力
(3)装满水后,壶对水平桌面的压力为
由 知道,装满水后水壶对桌面的压强
18.(1)2.1N
(2)3.3N;120g
(3)
【详解】(1)该装置的重力
因为装置漂浮,所以
(2)放入A后,该装置排开水的体积
所受浮力
由于该装置仍漂浮,由浮沉条件知道,
物块A的重力
物块A的质量
所以,与水面所对应位置处的刻度线应标为120g。
(3)物块A的密度
19.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)当火星车静止在水平地面上时,它对地面的压力F等于其重力G。则火星车对地面的压力
火星车静止时,对水平地面的压强
(2)由图乙可知,火星车在10~40s内做匀速直线运动,火星车做匀速直线运动的速度,运动时间
火星车运动的路程
牵引力做的功
(3)将物体从斜面底部匀速推上斜面顶端,克服物体重力做的功为有用功。根据功的计算公式W=Gh(其中G为物体重力,h为物体上升的高度),可得火星车做的有用功
火星车沿斜面所用的推力做的总功
额外功是克服物体与斜面之间的摩擦力做的功,即,可得摩擦力
20.(1)12N
(2)8N
(3)8×10-4m3
(4)1.5×103kg/m3
【详解】(1)由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知G=F拉=12N
(2)从h=7cm开始,弹簧测力计示数不变,说明此时圆柱体已经浸没在水中,对圆柱体受力分析,根据平衡关系可知圆柱体受到的浮力F浮=G﹣F拉=12N﹣4N=8N
(3)由阿基米德原理F浮=ρ液gV排得物体排开液体的体积
因为物体全部浸没,所以物体的体积等于排开液体的体积,即V物=V排=8×10-4m3
(4)物体的质量
圆柱体的密度