成都中考物理 B卷力学专题含答案Word下载.docx
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(2)喷出水流横截面积S=5×
10-8m2
由
得F=pS=300×
106×
10-8N=15N
(3)排量
水喷射速度
水刀有效功率P’=Fυ=15×
900W=1.35×
104W=13.5KW
切割效率
2(多选题)(2012)如图23所示,用水平拉力F拉上表面粗糙程度各处相同的物体A,使其在水平地面上匀速运动,当物体B静止不动时,与水平绳相连的
弹簧测力计的示数不变。
关于该状态,下列
说法正确的是(不计绳和弹簧测力计重)(AB)
A.A对B的摩擦力为滑动摩擦力
B.A对B的摩擦力方向水平向右
C.弹簧测力计的示数等于B所受摩擦力与水平拉力F的合力
D.弹簧测力计对B的拉力小于A对B的摩擦力
3(2013)如图28所示的装置,物块M放在粗糙程度相同的水平桌面上,左右两端用细线通过滑轮连接着两个相同的吊盘。
小聪用它做实验时发现:
当在左盘中放100g的砝码、右盘中放200g的砝码时,物块M可以向右做匀速直线运动。
如果盘中的原有砝码都不变,使物块M最终可以向左匀速直线运动的方案是(滑轮的摩擦不计)(B)
A.在左盘中再加100g砝码
B.在左盘中再加200g砝码
C.在左盘中再加100g砝码,在右盘中再加100g砝码
D.在左盘中再加200g砝码,在右盘中再加100g砝码
4(2014)如图,轻质杠杆上各小格间距相等,O为杠杆中点.甲、乙是同种金属材料制成的实心物体,甲为正方体,乙重15N,将甲、乙用能承受最大拉力为20N的细线分别挂于杠杆上M、Q两刻线处时,两细线被拉直且都沿竖直方向,M、Q正好在甲、乙重心正上方,杠杆在水平位置平衡,这时甲对地面的压强为4000Pa;
当把乙移挂至R时,甲对地面的压强为3750Pa.下列说法中正确的是(B)
A.
金属块甲的重力为45N
B.
金属块乙的体积为200cm3
C.
将甲向右移动并挂于N正下方,乙仍挂于R,放手后杠杆仍能平衡.
D.
将甲向右移动并挂于P正下方,乙移挂至S,放手后杠杆甲被拉离地面
5(2014)阅读了教材“自制密度计”的课外小实验后,小叶和小王决定进行一下尝试.
(1)两人选择了一个由某种特殊材料制成的条形长方体A来制作密度计.小王测得A的质量为12g.当它漂浮在不同液面上时,所受到的浮力为0.12N.(g=10N/kg)
(2)小叶查阅了相关资料,在得知该材料的密度后,作出了如图甲所示的ρ﹣V图象,据图象可以找到关于A的一些信息.两人发现A的质量可以在ρ﹣V图中用阴影部分面积表示出来,请你在图中用斜线画出这一阴影部分.
(3)小王想用理论推导的方法,在A上标注出各种密度值.他选择首先标注水的密度,在测量出A的长度为20cm后,作出了图乙所示的示意图.经过计算,他确定出水面位置在距A上表面h=8cm处,并作了标记.(ρ水=1.0×
103kg/m3)•
(4)为了保证收益结果,两人将A放入足够多的水中,发现它不容易竖直漂浮.小叶在A的下端密绕了适量的金属丝(金属丝体积忽略不计),制成了“密度计”B.小王提醒他,如果这样,B的刻度应该与A不同.为了重新标注,他们应该测量的一个物理量是B的质量(或B的重力).
(5)按照上述方法,两人在B上标注出了水、酒精、汽油等液体对应的刻度值,一个简易的密度计就制成了.
考点:
探究密度特性的实验.
专题:
探究型实验综合题.
分析:
(1)密度计是用来测量液体密度的仪器,它是利用漂浮在液面上的物体受到的浮力等于物体自身重力的原理制成的;
(2)根据图象可知物体A的密度,由密度公式的变形式V=
计算出物体A的体积,在图上涂阴影;
(3)据漂浮条件GA=F浮和阿基米德原理F浮=ρ水gV排列等式ρ水gV排=ρ物gV物,又知道v=sh,可计算出物体浸没水中的深度,再计算出据上表明的距离;
(4)根据漂浮条件和阿基米德原理可知,GA=F浮=ρ水gV排,物体重力增大,放入同一种液体中后排开水的体积较以前增大,下沉一些,测量值偏大.
解答:
解:
(1)由物体的浮沉条件可知浮力等于重力:
F浮=G=mg=12×
10﹣3kg/m3×
10N/kg=0.12N;
(2)由图象可知物体A的密度ρA=0.6g/cm3,
由ρ=得,V=
=
=20cm3;
在图象甲中涂黑如下:
(3)设物体A的底面积为s,浸入水中的深度为h′,则排开水的体积为V排=sh′,物体的体积V物=sh,
物体A漂浮,则有GA=F浮,
由阿基米德原理得F浮=ρ水gV排=ρ水gsh′,
又由G=mg,ρ=得,G=ρ物gV物=ρ物gsh,
所以ρ水gsh′=ρ物gsh,
即:
h′=
×
20cm=12cm,
水面位置在距A上表面h′′=20cm﹣12cm=8cm;
(4)“密度计”B的重力增大,根据漂浮条件和阿基米德原理可知,GA=F浮=ρ水gV排,物体重力增大,放入液体中后排开水的体积较以前增大,会下沉一些,测量值比液体真实偏大,所以要重新测量B的质量(或重力),重新标注密度值.
故答案为:
(1)0.12;
(2)见上图;
(3)8;
(4)B的质量(或重力).
点评:
密度计是物体的沉浮条件和阿基米德原理的实际应用,有一定难度;
要结合阿基米德原理和沉浮条件分析有关问题:
放入不同的液体,液体密度越大,排开体积越小,类似现象:
轮船从江中驶入大海.
6(多选题)(2015)在水平桌面上有一个盛有水的容器,木块用细线系住没入水中,如图22甲所示。
将细线剪断,木块最终漂浮在水面上,且有2/5的体积露出水面,如图22乙所示。
下列说法正确的是(AC)
A.甲、乙两图中,木块受到水的浮力之比是5∶3
B.甲、乙两图中,水对容器底部的压强大小相等
C.甲图中细线对木块的拉力与木块受到的浮力之比是2∶5
D.甲图中容器对水平桌面的压力小于乙图中容器对水平桌面的压力
7(多选题)(2018)圆柱形实心均匀物体A、B高度相同,质量分别为mA、mB,密度分别为ρA、ρB,两物体重叠后放置在水平桌面上,如图20甲和乙所示,设A对B的压强为p1,B对桌面的压强为p2,图20乙中,设B对A的压强为p3,A对桌面的压强为p4,则下列比例关系正确的是(BD)
A.p1:
p2=[mAρA]:
[(mA+mB)ρB]
B.p1:
p4=mA:
(mA
+mB)
C.p2:
p4=[mBρA]:
[mAρB]
D.p2:
p3=[mA(mA+mB)ρB]:
[(mB2ρA]
8(2019)如图所示,足够高的薄壁圆柱形容器放在水平桌面上,容器内水的质量为1kg,水的深度为10cm。
实心圆柱体A质量为400g,底面积为20cm2,高度为16cm。
实心圆柱体B质量为mx(mx取值不确定)
底面积为50cm2,高度为12cm。
实心圆柱体A和B均不吸水,
(1)求容器的底面积;
(2)若将圆柱体A竖直放入容器内,求静止时水对容器底部的压强P1;
(3)若将圆柱体B竖直放入容器内,求静止时水对容器底部的压强P2与mx的函数关系式。
式。
【答案】
(1)100cm2
(2)1250Pa(3)若B沉底或悬浮压强为1600Pa,若漂浮压强为
【解析】
【详解】
(1).水的体积为:
容器的底面积为:
;
(2).A的密度为:
因为A的密度大于水的密度,因此A会沉底,此时
,A未被淹没,则水对容器底部的压强为:
(3).①假设B会沉底或悬浮,即物体B的密度大于或等于水的密度,则此时
因此
,此时
此时压强为:
②假设B漂浮,即B的密度小于水的密度,则此时
,此时液体对容器的压强为:
。
答:
(1).容器的底面积100cm2;
(2).将圆柱体A竖直放入容器内,水对容器底部的压强为1250Pa;
(3).将圆柱体B竖直放人容器内若B沉底或悬浮压强为1600Pa,若漂浮压强为
9(多选题)(2020)如图19甲所示的装置,A是重15N的空吊篮,绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和50N。
质量为50kg的小张同学将A提升到高处,施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示,A.上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。
忽略绳重及摩擦,常数g取10N/kg。
下列结论正确的是(BC)
A.动滑轮的重力为9N
B.第2s内拉力F的功率为40W
C.此装置最多能匀速运载80N的货物
D.此装置提升重物的最大机械效率为85%
拓展练习:
1水平桌面上的薄整圆柱形容器中盛有某种液体,容器底面积为80cm2,用细线拴着体积为100cm3的金属球沉入容器底,这时液体深度为10cm,金属球对容器底的压力为1.9N,如图所示。
现将金属球从液体中取出,液体对容器底的压强改变了100Pa,从容器中取出金属球时,表面所沾液体与细线的体积均不计。
则金属球在液体中所受浮力大小为___N,金属球的密度为___kg/m3.(g=10N/kg)
密度的计算,阿基米德原理的应用,浮力大小的计算
(1)取出金属球后,液面下降值等于球的体积除以容器底面积;
由题知,液体对容器底的压强改变值,利用p=ρgh求液体的密度;
利用阿基米德原理求金属球受到液体的浮力;
(2)金属球对容器底的压力等于金属球的重力减去浮力,据此求金属球的重力,再利用G=mg求其质量,最后利用密度公式求金属球的密度。
(1)取出金属球后,液面下降:
△h=V排S容=V球S容=100cm380cm2=1.25cm=0.0125m,
由题知,液体对容器底的压强改变值△p=100Pa,
由p=ρ液gh可得:
△p=ρ液g△h=100Pa,
ρ液×
10N/kg×
0.0125m=100Pa,
解得液体的密度:
ρ液=0.8×
103kg/m3,
金属球受到液体的浮力:
F浮=ρ液V排g=ρ液V球g=0.8×
103kg/m3×
100×
10−6m3×
10N/kg=0.8N,
(2)金属球对容器底的压力F压=G−F浮,
则金属球的重力:
G=F压+F浮=1.9N+0.8N=2.7N,
金属球的质量:
m=Gg=2.7N10N/kg=0.27kg=270g,
金属球的密度:
ρ=mV球=270g100cm3=2.7g/cm3=2.7×
103kg/m3。
0.8;
2.7×
103。
2如图所示,固定斜面上有一光滑小球,有一竖直轻弹簧P与一平行斜面的轻弹簧Q连接着,小球处于静止状态,则关于小球所受力的个数不可能的是( )
A.
2
B.
3
C.
4
D.
5
共点力平衡的条件及其应用,力的合成与分解的运用
通过对小球受力分析,根据共点力平衡判断小球可能受力的个数.
若P弹簧对小球向上的弹力等于小球的重力,此时Q弹簧无弹力,小球受2个力平衡。
若P弹簧弹力为零,小球受重力、支持力、弹簧Q的拉力处于平衡,小球受3个力。
若P弹簧弹力不为零,小球受重力、弹簧P的拉力、支持力、弹簧Q的拉力,小球受4个力平衡。
由于斜面光滑,小球不受摩擦力,知小球不可能受5个力。
故D正确,A.B.
C错误。
故选D.
3如图所示,在上端开口的圆柱形容器中盛有适量水,水中放置一圆柱体,圆柱体高H=0.6m,密度ρ柱=3.0×
103kg/m3,其上表面距水面L=1m,容器与圆柱体的横截面积分别为S面=3×
10−2m2,和S柱=1×
10−2m2,现将绳以v=0.1m/s的速度竖直向上匀速提升圆柱体,直至离开水面,已知水的密度ρ水=1.0×
103kg/m3,g取10N/kg,水的阻力忽略不计。
(1)在圆柱体从开始运动到上表面刚露出水面过程中,求绳拉力对圆柱体做的功;
(2)在圆柱体上表面刚露出水面到其底面离开水面过程中,求绳的拉力随时间变化关系式;
(3)在给出的坐标纸上画出
(2)中绳的拉力的功率P随时间变化的图象。
[阿基米德原理,功的计算,功率的计算]
(1)先求出圆柱体的体积,根据密度公式求出圆柱体的质量,根据G=mg求出重力,圆柱体完全浸没时排开水的体积和自身的体积相等,根据阿基米德原理求出受到的浮力,圆柱体的重力减去受到的浮力即为绳子的拉力,利用W=Fs求出绳拉力对圆柱体做的功;
(2)从圆柱体上表面刚露出水面时开始计时,根据v=
s
t
得出时间t内圆柱体重物上升的高度,再根据体积公式物体上升时引起液面下降的高度,从而得出圆柱体排开水的体积,根据阿基米德原理表示出圆柱体受到的浮力,然后得出绳的拉力,从而得出答案;
(3)当圆柱体离开水面时,排开水的体积为零,据此求出圆柱头疼离开水面的时间,然后根据P=
W
Fs
=Fv求出这段时间内拉力的功率,当圆柱体离开水面时绳子的拉力和自身的重力相等,根据P=Fv求出此时的功率,据此作出绳的拉力的功率P随时间变化的图象.
(1)圆柱体的体积:
V柱=S柱H=1×
10−2m2×
0.6m=6×
10−3m3,
由ρ=mV可得,圆柱体的质量:
m柱=ρ柱V柱=3.0×
103m3×
6×
10−3m3=18kg,
圆柱体的重力:
G=m柱g=18kg×
10N/kg=180N,
圆柱体完全浸没在水中,排开水的体积:
V排=V柱=6×
受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×
10−3m3=60N,
则绳拉力对圆柱体的拉力:
F拉=G−F浮=180N−60N=120N,
绳拉力对圆柱体做的功:
W=F拉L=120N×
1m=120J;
(2)从圆柱体上表面刚露出水面时开始计时,
由v=st可得,在时间为t时,圆柱体重物上升的高度:
h=vt=0.1m/s×
t,
设水面下降的高度为h0,则
h0(S面−S柱)=hS柱,即h0(3×
10−2kg/m2−1×
10−2kg/m2)=0.1m/s×
t×
1×
10−2kg/m2,
解答,h0=0.05m/s×
所以,圆柱体排开水的体积:
V′排=H⋅S柱−(h+h0)⋅S柱=6×
10−3m3−(0.1m/s×
t+0.05m/s×
t)×
10−2kg/m2=6×
10−3m3−1.5×
10−3(m3/s)×
圆柱体受到的浮力:
F′浮=ρ水gV′排=1.0×
[6×
t]=60N−15N/s×
绳的拉力:
F′拉=G−F′浮=180N−(60N−15N/s×
t)=120N+15N/s×
(3)当圆柱体离开水面时,排开水的体积为零,
则V′排=H⋅S柱−(h+h0)⋅S柱=0,即6×
t=0,
解得:
t=4s,
在0∼4s内,由P=Wt=Fst=Fv可得,拉力的功率:
P=F′拉v=(120N+15N/s×
0.1m/s=12W+1.5W/s×
4s以后,拉力的功率:
P=F拉″v=Gv=180N×
0.1m/s=18W,
绳的拉力的功率P随时间变化的图象,如下图所示:
(1)在圆柱体从开始运动到上表面刚露出水面过程中,绳拉力对圆柱体做的功为120J;
(2)在圆柱体上表面刚露出水面到其底面离开水面过程中,绳的拉力随时间变化关系式为F拉=120N+15N/s×
t;
(3)绳的拉力的功率P随时间变化的图象如上图所示。
4如图所示,有两个小球M和N,密度分别为ρM和ρN,小球所受重力大小分别为GM和GN,体积分别为VM和VN.将它们用细线分别挂在轻质杠杆AB两端,且小球M浸没在甲杯的水中静止,小球N浸没在乙杯的油中静止,杠杆AB恰能在水平位置平衡。
小球M和N所受浮力分别为FM和FN.已知:
AO׃OB=1׃2,水的密度为ρ水、油的密度为ρ油,且ρN>
ρM>
ρ水>
ρ油,则下列判断中正确的是()故选BCD.
FM<
2FNB.
FM>
2FNC.
VM>
2VND.
GM>
2GN
5如图甲是小明根据“杠杆平衡条件”制作的只需要一个砝码的天平,横梁可绕轴O在竖直平面内转动,左侧为悬挂在固定位置P的置物盘,右侧所用砝码是实验室里常见的钩码,用细线挂在右侧带刻度线的横梁上。
(1)下面是小明测量物体质量的几个主要步骤,最合理的顺序是(只填写序号):
___
A.将悬挂钩码的细线移到右侧横梁的零刻线Q处
B.将天平放在水平台面上
C.将待测物体放在天平左侧的置物盘中
D.调整横梁右侧的平衡螺母使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记
E.移动悬挂钩码的细线使横梁上悬挂的重垂线对准底座上的标记
F.由细线在横梁上的位置对应的刻度值直接得出物体的质量
(2)调节天平至水平位置平衡后,刚把待测物体放在天平左侧的置物盘中时,横梁上悬挂的重垂线将对准底座上标记的___侧(填“左”或“右”);
(3)若某次测量最终达到平衡时钩码位于右侧横梁上的N处,如图乙所示,已知OP=l,OQ=d,ON=h,钩码质量为m,则待测物体的质量M=___;
(4)如图丙所示,将待测物体投入装有某种液体的量杯中,若待测物体投入前、后量杯中液面对应刻度为V1、V2,则待测物体的密度为___.
故答案为
(1):
BADCEF.
(2)左。
[杠杆的平衡条件,阿基米德原理]
因为两个小球静止,小球受到细线的拉力等于小球受到的浮力减去小球的重力,已知AO׃OB=1׃2,故据杠杆的平衡条件结合重力公式、密度公式和阿基米德原理可以得出正确答案.
因为两端细线的拉力=重力−浮力,所以左边细心的拉力F左=GM−FM;
同理右边细心的拉力F右=GN−FN;
由于AO:
0B=2:
1,故据杠杆的平衡条件知:
F左×
1=F右×
2;
即(GM−FM)=2(GN−FN),即ρMgVM−ρ水gVM=2ρNgVN−2ρ油gVN,
即VM(ρM−ρ水)=2VN(ρN−ρ油),故可得:
VM2VN=ρN−ρ油ρM−ρ水,
因为ρN>
ρ油.故(ρN−ρ油)大于(ρM−ρ水),故C正确;
据阿基米原理知:
FM=G排=ρ水gVM;
2FN=G排=ρ油g2VN;
因为ρ水>
ρ油;
且VM>
2VN;
故FM>
2FN;
故A选项错误,B选项正确;
据(GM−FM)=2(GN−FN),可得FM−2FN=GM−2GN,因为FM>
2FN,所以GM>
2GN;
故D选项正确;
6现有一形状不规则的木块,小明同学用图甲、乙、丙所示的方法测出了木块的密度,实验步骤如下:
(1)向容器内倒入适量的水,水的体积记为V1;
(2)将木块轻轻放入容器中,液面上升至V2;
(3)用细针将木块按压,使木块浸没于水中,液面上升至V3.请写出下列物理量的表达式:
木块的质量m=ρ水(V2-V1),木块的体积V=V3-V1,木块密度ρ=
(已知水的密度ρ水).
7将塑料球和木球用细绳相连放入水中时,木球露出水面的体积为它自身体积的3/8,如图甲所示.当把细绳剪断后,塑料球沉底,木球露出水面的体积是它自身体积的1/2,这时塑料球受到池底对它的支持力为F,如图乙所示若已知塑料球和木球的体积之比是1:
8,则( )
A.木球的重力为2F
B.塑料球所受的浮力为2F
C.塑料球的密度为2.0×
103千克/米3
D.绳子剪断前后,两物体所受的总浮力相差2F
8如图所示,将底面半径为2R的圆柱形薄壁容器放在水平桌面上,把高为h,密度为ρ(ρ<
ρ水),半径为R的实心圆柱体木块竖直放在容器中,然后向容器内注水,则()
A.注水前,木块对容器底的压力为4πR2ρgh
B.注水前,木块对容器底的压强为2ρgh
C.若使木块竖直漂浮,向容器中注入水的质量至少为πR2ρh
D.若使木块竖直漂浮,向容器中注入水的质量至少为3πR2ρh
9已知两个实心球密度之比ρ1:
ρ2=2:
3,体积之比V1:
V2=2:
1,把它们放入水中静止后,所受的浮力之比F1:
F2不可能是()
2ρ水/ρ2B.
4:
3C.
2ρ1/ρ水D.
2:
1
10如图所示,Q为铜制零件,其上部为边长L=0.2m的立方体,下部为边长l=0.1m的立方体。
Q的下表面与容器底部粘合,且水面恰好与Q上表面相平,则零件所受的浮力为(g取10N/kg)()
20
NB.
60NC.
80ND.
0N
11如图所示,在底面积是S1的圆柱形容器中,注入深为h的水后,再把一横截面积为S2的金属圆柱体立于容器中,若圆柱体露出水面,容器中水不溢出.则下列说法中正确的是()
A.水对容器底部的压强为p=ρ水gS1h/(S1-S2)
B.水对容器底部的压力为F压=ρ水ghS1
C.金属圆柱体所受的浮力为F浮=ρ水gS2h/(S1-S2)
D.水对容器底部的压力为F压=ρ水gS2S1h/(S1-S2)
12如图所示的木块浸没在水中,细线对木块的拉力是2N.剪断细线,待木块静止后,将木块露出水面的部分切去,再在剩余的木块上加1N向下的压力时,木块有20cm3的体积露出水面.则木块的密度为_0.6_g/cm3.(g取10N/kg)
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