浙江省科学力学计算题汇编.docx
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浙江省科学力学计算题汇编
浙江省2018~2019年历年中考真题科学力学计算题汇编
1.(2019·浙江中考真题)我国新一代水上飞机“鲲龙”(如图1)的一项绝技是森林灭火,它汲水迅速、投水精准,灭火能力不同凡响。
(1)用水灭火的原理是__________。
(写出一点)
(2)“鲲龙”机翼截面如图2,飞行时机翼上表面空气流速__________下表面空气流速,使上表面气压小于下表面气压,从而获得足够大的升力。
(3)“鲲龙”飞行时最大航速为560千米/时,计算飞往距它140千米远的火灾现场至少需要的时间。
_______
2.(2019·全国初三单元测试)如图甲所示,水平放置的方形容器里有一个重为8N、边长为10cm的立方体物块M,M与容器底部不密合。
以5mL/s的恒定水流向容器内注水,容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示。
请解答下列问题:
(1)当t=140s时,物块M在水中处于________(填“沉底”“悬浮”或“漂浮”)状态。
(2)当t=140s时,水对容器底部的压力大小是多少?
”_____
(3)图乙中a的值是多少?
_____
(4)在0~40s和40s~140s两个阶段,浮力对物体做功分别是多少?
_____
3.(2019·嘉兴市秀洲区新塍镇中学中考真题)风是永不枯竭的能源。
自古以来风能就受到人们的青睐,帆船、风车都是对风能的利用。
现在,由于电能的广泛利用,风力发电得到世界各国的高度重视。
(1)风力发电机是根据____原理制成的。
为提高捕获风能的效率,叶片设计是风力发电机研制的核心技术之一,叶片截面制成图甲的形状,当风以图乙所示的角度流经叶片时,叶片会按____方向转动(选填“顺时针”或“逆时针”)。
(2)由于远海的风能资源更丰富,海上发电必定会向远海发展。
远海发电机需安装在漂浮式基础上(如图丙),若它们的总质量达11200吨,则漂浮式基础的总体积至少需要多少米3_________?
(海水密度取1.0×103千克/米3)
(3)传统的火力发电不仅会释放各种大气污染物,而且效率不高,每生产1千瓦时的电能需要消耗标准煤约0.4千克。
若功率为30000千瓦的风力发电机组工作24小时,相当于替代标准煤多少吨________?
4.(2019·浙江中考真题)Argo浮标广泛应用于台风预测、海洋资源开发等领域。
浮标结构如图所示,坚硬壳体外下方装有可伸缩油囊;当液压式柱塞泵将壳体内的油注入油囊时,油囊排开水的体积等于注入油的体积;当油囊中的油全部被抽回壳体内时,油囊体积忽略不计。
已知浮标总质量为55千克,其中含油20千克;浮标壳体体积为0.04米3,油的密度为0.8×103千克/米3;海水密度取1.0×103千克/米3,g取10牛/千克。
(1)该浮标下沉20米,浮标总重力做功多少焦?
(2)液压式柱塞泵将壳体中的油全部注入油囊时,浮标最终露出水面的体积为多少米3?
5.(2019·浙江初二专题练习)气体的密度与压强有关。
为测量实验室内空气的密度,小明在实验室按如图所示步骤进行实验:
①如图甲,将一打足气的足球,放入装满水的容器中,测得溢出水的体积为426毫升。
②如图乙,将500毫升装满水的量筒倒置于水槽中,用气针和乳胶管将足球中的气体慢慢排入该量筒,同时调整量筒的位置,当量筒内外水面都与500毫升刻度线相平时,停止排气。
共排气10次。
③如图丙,拔除气针和乳胶管,把排气后的足球放入装满水的容器中,测得溢出水的体积为420毫升。
(1)图乙中,当量筒内外水面都与500毫升刻度线相平时停止排气,其目的是____。
(2)根据测得的数据,计算实验室中空气的密度____。
6.(2019·全国初三单元测试)电冰箱是通过温度控制器控制压缩机的开或停来控制温度,某冰箱的温控制冷和电路,如图甲,冰箱内温度控制器工作原理如图乙,硬杆OAB可绕固定点O转动,感温包内充有感温剂气体,膜盒因感温包内气体压强的变化而改变对A点的推力大小。
(1)请将答题纸图甲中的a、b、c三个接线头连入家庭电路_________。
(2)温度控制器接通电路的工作过程是,当感温剂气体温度上升时,________ ,动触点和固定触点接通,压缩机开始工作。
(3)某同学模拟冰箱温控制冷电路,制作了一个恒温箱,如图丙。
恒温箱中温度控制器的轻质硬杆OA长为5厘米,OB长为12厘米,注射器的最大刻度为30毫升,刻度部分长为10厘米。
查阅资料得知,在弹性限度内,弹簧的长度l与所挂钩码质量m的关系遵循函数l=km+b(k和b为常数)。
为了确定该弹簧k和b的值,在弹簧上挂钩码测得三组数据如上表。
当设定的温度为40℃时,弹簧长14厘米,触点C和D恰好接通。
请计算此时注射器内气体的压强。
____(已知当时大气压为1×105帕)
(4)丙图中,温度控制器硬杆上的连结点O、B、E、F均固定,调温旋钮转轴及触点D也固定,调温旋钮已调到最低温度,在不更换元件的情况下,如何将恒温箱设定温度调节得更低?
_____。
7.(2019·浙江初二期末)如图所示,将密度为0.6克/厘米3、高度为10厘米、底面积为20厘米2的圆柱体放入底面积为50厘米2的容器中,并向容器内加水。
(g取10牛/千克)
(1)当水加到2厘米时,求圆柱体对容器底的压力大小。
______
(2)继续向容器中加水,当圆柱体对容器底压力为0时;求图柱体在液面上方和下方的长度之比。
______
8.(2019·浙江中考真题)2019年4月15日起正式实施电动自行车新国家标准,小金买了一辆按新国标生产的电动自行车(如图),部分参数如表所示。
已知小金质量为60千克,假定电动自行车在水平骑行过程中受到的阻力始终为总重的0.08倍。
(1)车轮上刻花纹的目的是__________;
(2)小金在水平地面骑行时,车轮与地面的总接触面积为50厘米2,则骑行的电动自行车对地面产生的压强是多少帕?
_______
(3)小金在水平公路上骑电动自行车,匀速行驶10千米过程中克服阻力做了多少功?
_______
(4)若小金骑行过程中电动车以最大功率输出,匀速行驶时的车速为多少?
_______
9.(2019·杭州市公益中学初三)如图甲是小明设计的“空气浮力演示器”将一空心金属球与配重通过细线悬挂在定滑轮上,调节配重质量使二者保持静止,用气泵往玻璃容器内缓慢压入空气,可根据现象证明空气浮力的存在。
已知金属球重5牛,体积为5×10-3米3。
(滑轮和细线的重力、配重的体积及各种摩擦均忽略不计)
(1)用气泵向甲装置玻璃容器内压入空气,观察到什么现象可以说明金属球受到空气浮力的作用?
______________。
(2)制作该演示器中的空心金属球,用了体积为5×10-5米3的金属材料,求该金属材料的密度。
________________
(3)小明想通过最小刻度为0.1牛的弹簧测力计反映空气浮力大小的变化,他设想将该演示器改进成如图乙所示装置。
压入空气前,容器内原有的空气密度为1.2千克/米3,现通过气泵向玻璃容器内压入空气,使容器内空气密度增大到3.0千克/米3,能否使演示器中的弹簧测力计示数变化值大于0.1牛,请通过计算说明。
________________
10.(2019·浙江初三期末)图甲是一种壶口处配有自动开合小壶盖的电水壶。
(1)如图乙,电水壶底部的导线连接装置有铜环①、铜环②和铜柱③.经测试发现:
①、②之间是绝缘的,②、③之间常温下有十几欧姆的电阻。
则与水壶金属外壳相连的装置是_____。
(2)图丙是自动开合小壶盖简化侧视图。
OA是小壶盖,C是其重力作用点。
B是小壶盖的配重。
OB是配重柄。
AOB能绕固定点O自由转动。
请在答题纸图丙中作出小壶盖的重力G及其力臂L。
______________________
(3)已知:
小壶盖质量为4克,OA=3厘米,OC=1.4厘米,OB=1厘米,∠AOB=135°.要求倒水时,壶身最多倾斜45°,小壶盖便自动打开;壶身竖直时,小壶盖在水平位置自动闭合。
求配重B的质量取值范围。
(配重柄质量和O点的摩擦均忽略不计,
取1.4)
_____________________________
11.(2019·杭州市余杭区星桥中学初三期中)学校机器人兴趣小组进行“精准吊装”实验,7块长短不一的长方体木块均平放在水平地面上,机器人将木块按长度从大到小依次吊装并对称叠放。
已知木块的密度相同,高度均为h=0.2m,宽度均为b=0.2m,不同序号木块的质量如下表,其中m=12kg,g取10Nkg。
序号
1
2
3
4
5
6
7
质量
2m
m
m/2
m/3
m/4
m/5
m/6
(1)已知1号木块的长度a=1.2m,求未叠放时1号木块对地面的压强。
______
(2)如图,把2号木块吊装到1号木块的上面,求此过程中克服重力所做的功。
______
(3)机器人完成全部吊装叠放用时6min,求整个过程克服木块重力做功的功率。
______
12.(2019·全国初三单元测试)如图是浙江大学机器人研究团队研发的名为“绝影”的四足机器狗,它能稳健地爬陡坡。
它的出现,让我国四足机器人技术达到国际一流水平。
机器狗质量为70千克,每只脚与地面接触面积为50平方厘米。
(1)以行走的机器狗为参照物,旁边的台阶是________(选填“静止”或“运动”)的
(2)机器狗行走时(两脚着地),它对地面的压强为多少帕?
_______
(3)机器狗爬上3米高的陡坡时,克服自身重力做功为多少焦?
_______
13.(2019·浙江中考真题)目前全国少数城市已投入使用超级电容公交车。
超级电容器是一种新型电能存储设备,像蓄电池一样也有正、负两极,可通过安装在各公交站点的充电桩快速充满电,让车能够继续正常行驶。
在制动过程中,电车又能通过发电机回收部分能量为超级电容充电,安全高效环保。
假设某型号的超级电容公交车载满乘客时总质量为15吨,某次运行时从充电桩充满电后电车储存的能量约为2×107焦,能以10米/秒的速度保持匀速直线行驶6千米,能量利用的效率为90%。
(1)电车发电机的工作原理是________。
(2)若公交车载满乘客时车胎与地面的总接触面积为0.4米2,求公交车对地面的压强。
_______
(3)若公交车在该次运行中受到的阻力恒定,则牵引力大小是多少?
___________
(4)若公交车在该次运行中电容器输出电压为300伏,不计电容器输出电能时的能量损耗,则工作电路的电流有多大?
_______
参考答案
1.水的温度较低,使可燃物的温度降至着火点以下。
或水蒸发吸热,使可燃物的温度降至着火点以下。
或蒸发产生的大量水蒸气使可燃物隔绝了空气(或氧气)。
大于0.25h
【解析】
【详解】
(1)水可以灭火,是因为水蒸发时要吸收大量的热,可降低可燃物的温度到着火点以下,同时水的密度大于空气的密度,会附着在可燃物的表面,起到隔绝空气的作用,从而达到灭火的目的
(2)由图2知,飞行时机翼上表面是突出的弧形,下面是平面,空气流过时,上面空气流速大于下面空气流速,使上表面气压小于下表面气压,从而获得足够大的升力
(3)“鲲龙”飞往火灾现场需要的时间t=
=0.25h
2.漂浮15N80.32J
【解析】
【详解】
(1)当t=140s时,假设物块M浸没在水中,物块受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×10-3m3=10N;因为10N>8N,所以F浮>G,那么物块上浮;
(2)t=140s时,容器内的水重为:
G水=ρ水gV水=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10-6m3/s×140s=7N此时水对容器底部的压力大小为:
F=G物+G水=8N+7N=15N;
(3)物块M漂浮时,它受到的浮力F浮=G物=8N;此时,F浮=ρ水gV排=ρ水gSha=8N所以ha=
=0.08m=8cm
(4) 0~40s阶段:
W=F浮s=F浮×0m=0J(或物体没有运动,做功为0J)40s~140s阶段:
浮力恒为8N,浮力做功W为:
W‘=F浮's'=8N×(0.12m-0.08m)=0.32J。
3.电磁感应顺地针1.12×104m3288吨
【解析】
【详解】
(1)发电机的原理是电磁感应,风力发电机实质上也是根据该原理制成的,风吹动叶片进行转动,从而带动内部线圈切割磁感线产生电流,进而达到发电的目的。
图甲中叶片的截面呈弧形,当风以图乙所示的角度流经叶片时,叶片正面空气流速快,压强较小,所以会对其产生一个向右的作用力,会使扇叶按顺时针方向转动。
(2)因为要漂浮在海上,根据浮沉条件可知:
F浮=G物=m总g=1.12×107kg×10N/kg=1.12×108N
(3)功率为30000千瓦的风力发电机组工作24小时,获得的电能:
W=Pt=30000千瓦×24时=7.2×105千瓦时
0.4千克/千瓦时×7.2×105千瓦时=2.88×105千克=288吨
4.
(1)1.1×104焦
(2)0.01米3
【解析】
【详解】
解:
(1)G=mg=55千克×10牛/千克=550牛
W=Fs=Gh=550牛×20米=1.1×104焦
(2)浮标最终处于漂浮状态,所以F浮=G物=550牛
根据公式F浮=ρ液gV排,得
油囊体积
所以V露=V壳−(V排−V油)=0.04米3−(0.055米3−0.025米3)=0.01米3
答:
(1)浮标下沉20米,重力做功1.1×104焦;
(2)浮标最终露出水面的体积为0.01米3
5.使量筒内的气压等于外界气压1.2千克/米3
【解析】
【分析】
【详解】
(1)当量筒内外水面相平时,水处于静止状态,那么量筒内的气压与量筒外的大气压强相等;
(2)根据测得的数据:
=1×103千克/米3×10牛/千克×426×10-6米3=4.26牛,
=1×103千克/米3×10牛/千克×420×10-6米3=4.2牛,排出空气的质量:
,排出空气的体积:
V气=10×500毫升=5000毫升=5×10-3米3,空气的密度:
。
6.
感温包内气体压强变大,膜盒对A点的推力变大1.16×105Pa注射器向左移(或注射器向下移、或增加注射器内的气体)
【解析】
【详解】
(1)电冰箱有金属外壳,所以应接地线,开关控制火线,即与开关连接的c点应该接火线,b点接零线,与金属外壳连接的a点接地线,连线如下图:
(2)由图乙知道,温度控制器接通电路的工作过程是,当感温剂气体温度上升时,感温包内气体压强增大,膜盒对A点的推力变大,动触点和固定触点接通,压缩机开始工作。
(3)根据表格中的数据,分别代人函数关系式,得
,两式联立解得:
k=0.01cm/g,b=12cm,函数关系式是:
l=0.01cm/g×m+12cm,由此解得,当l=14cm时,m=200g=0.2kg,此时,弹簧受到的拉力是:
F=G=mg=0.2kg×10N/kg=2N,由杠杆平衡条件F1L1=F2L2知道,2N×12cm=F2×5cm,即F2=4.8N,注射器活塞面积是:
=3cm2=3×10-4m2,所以,活塞受到的压强是:
=1.6×104Pa,此时,注射器内气体的压强是:
p气=p+p0=1.6×104Pa+1×105Pa=1.16×105Pa
(4)在不更换元件的情况下,B处所挂钩码质量和力臂OB不变,若要将恒温箱设定温度调节得更低,则应增大气体的压强,由杠杆的平衡条件知道,可以把注射器往下移,减小力臂OA,增大活塞受到的压力,从而增大压强;也可以使注射器向左移,增大活塞受到的压力,从而增大压强;还可以增加注射器内气体来增大压强。
7.0.8N
【解析】
【详解】
(1)以圆柱体为研究对象进行受力分析:
F支=G-F浮=
物gV物-
水gV排=(
物h物-
水h浸)gS柱
=(0.6×103kg/m3×0.1m-1.0×103kg/m3×0.02m)×10N/kg×20×10-4m2=0.8N
∵容器对圆柱体的支持力和圆柱体对容器的压力是一对相互作用力
∴F压=0.8N
(2)∵压力为0
∴容器对圆柱体的支持力为0
∴F浮=G物
∴
水gh下S柱=
物gh物S柱
∴
=
=
=
∴
=
=
8.增大摩擦2×105Pa8×105J5m/s
【解析】
【详解】
(1)车轮上刻花纹,增大了接触面的粗糙程度从而增大了摩擦力;
(2)小金在水平地面骑行时,对地面的压力:
F=G=mg=(40kg+60kg)×10N/kg=1000N
对地面的压强:
P=F/S=G/S=1000N/(50×10-4m2)=2×105Pa
(3)匀速行驶时,牵引力等于阻力F=f=0.08G=100kg×10N/kg=80N;
克服阻力做的功:
W=Fs=fs=80N×10000m=8×105J
(4)最大功率P=400W,由P=Fv得以最大功率输出,匀速行驶时的车速为:
v=P/F=400W/80N=5m/s.
9.金属球上升(配重下降)10
103千克/米3能使弹簧测力计示数变化值大于0.1牛
【解析】
解:
(1)滑轮下所挂金属球和配重平衡,即G球=G配,向甲玻璃容器内压入空气后,若金属球受到空气浮力的作用,则金属球对左侧绳子拉力F=G球﹣F浮,所以F<G配,金属球会上升(或配重下降);
(2)金属球的密度:
ρ=
=10×103kg/m3;(3)压入空气前金属球受到的浮力:
F浮1=ρ气1gV球=1.2kg/m3×10N/kg×5×10﹣3m3=0.06N,球对定滑轮左侧拉力F=G球﹣F浮1,因为滑轮和细线的重力不计,所以,由力的平衡条件可得,测力计的示数:
F1=2(G球﹣F浮1)=2×(5N﹣0.06N)=9.88N,同理可得,压入空气后金属球受到的浮力:
F浮2=ρ气2gV球=3.0kg/m3×10N/kg×5×10﹣3m3=0.15N,此时弹簧测力计的示数:
F2=2(G球﹣F浮2)=2×(5N﹣0.15N)=9.7N,所以弹簧测力计示数变化值:
△F=F1﹣F2=9.88N﹣9.7N=0.18N>0.1N。
点睛:
(1)定滑轮下所挂金属球和配重平衡,球受到浮力,对左侧绳子拉力将减小,由此分析会出现的现象;
(2)已知金属球重力和体积,由重力和密度公式计算金属材料的密度;(3)由阿基米德原理计算压入空气前后金属球受到的浮力,再计算两次弹簧测力计的示数,从而判断弹簧测力计示数变化量比较即可。
10.
(1)铜环①;
(2)如图1所示;(3)配重B的质量取值范围为4g﹣7.89g。
(最小值为3.92g、3.96g、3.98g等,最大值为7.8g、7.84g、7.9g、8g等都可)
【解析】
【分析】
(1)外壳是金属,应该与火线、零线绝绿,根据已知条件分析。
(2)重力G方向竖直向下,根据力臂的定义做出重力的力臂。
(3)根据杠杠的平衡条件,当配重柄水平时,配重的质量最小;当水壶盖水平时,配重的质量最大,利用数学知识结合杠杆的平衛条件求解。
【详解】
(1)铜是导体,由题意,铜环①、铜环②之间是绝缘的,说明之间有底盘的绝缘体,②、③之间常温下有十几欧姆的电阻,为加热电阻,故与水壶金属外壳相连的装置只能是铜环①,否则与②或③相连则有触电的危险。
(2)小壶盖的重力G方向竖直向下,根据力臂的定义做出重力的力臂,如下图l所示:
(3)当配重柄水平时,可求出配重的最小质量,杠杆示意图如图2:
OD=
×OC=
×1.4cm=1cm,根据杠杆的平衡条件:
G1l1=G2l2,m1gl1=m2gl2,m2=m1
=
=4g;
当小壶盖水平时,可求出配重的最大质量,杠杆示意图如图3:
OE=
×OB=
×1cm=0.71cm,
根据杠杆的平衡条件:
G1l1′=G2l2′,m1gl1′=m2gl2′,
m2′=m1
=
≈7.89g。
【点睛】
本题是结合实际考查导体和绝缘体知识及杠杆的平衡条件的运用,掌握导体、绝缘体和力臂的概念,正确运用杠杆平衡条件是解答的关键,有一定难度。
11.10000Pa24J0.4W
【解析】
(1)G1=m1g=2mg=2
S1=ab=1.2m
,P=
=
=1000Pa
(2)G2=mg=
W2=G2h=120N
;
(3)吊装k号木块克服重力做功Wk=Gk(k-1)h=mgh=24J,吊装每一块木块克服重力做功相等;W=6Wk=6
P=
=0.4W。
12.运动7×104Pa2100J
【解析】
【详解】
(1)台阶相对于行走的机器狗发生了位置的变化,因此以行走的机器狗为参照物,旁边的台阶是运动的 ;
(2)机器狗对地面的压力为F=G=mg=70kg×10N/kg=700N,压强为
;
(3)克服自身重力做功为W=Gh=700N×3m=2100J。
13.电磁感应3.75×105Pa3×103N111.1A
【解析】
【详解】
(1)发电机的工作原理是电磁感应现象;
(2)水平地面上车对地面的压力等于车的重力,因此公交车对地面的压强为
;
(3)牵引力做的功为
,牵引力的大小为
;
(4)公交车行驶的时间为
,工作电路的电流为
。
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