专题18 力学综合训练一解析版.docx
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专题18力学综合训练一解析版
专题18力学综合训练
(一)
一、选择题
1.(2019重庆市A)如图所示,下列情景中描述正确的是()
A.甲图中下滑的小朋友的惯性越来越大
B.乙图中小朋友玩的跷跷板利用了杠杆原理
C.丙图中滑雪手套有凹凸的花纹是为了减小摩擦
D.丁图中硬币跃过木块,利用了流速越大流体压强越大的知识
【答案】B
【解析】A.惯性的大小只与质量有关,与速度无关,小朋友下滑过程中质量不变,则惯性不变,故A错误;B.在左右两个压力的作用下,跷跷板绕着中间的固定点转动,所以跷跷板利用了杠杆原理,故B正确;C.滑雪手套表面具有凹凸不平的花纹,目的是增大摩擦力,故C错误;D.口吹硬币跃过木块,是因为流速越大流体压强越小,故D错误。
故选B。
2.(2019湖南娄底)现在各学校都在开展“足球进校园”活动,关于同学们在足球比赛中涉及的物理知识,下列分析正确的是()
①足球鞋底凹凸不平,是为了减小与地面的接触面积,从而减小摩擦力
②用头顶足球攻门时,头感到疼,说明物体间力的作用是相互的
③足球能在空中飞行,是因为运动员对飞行的足球仍有力的作用
④守门员及时截住射门的足球,说明力可以改变物体的运动状态
A.①③B②④
C.②④D.①③④
【答案】C
【解析】①足球鞋底凹凸不平,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故①错误;
②用头顶足球时,头感到疼,说明力的作用是相互的,故②正确;③足球能在空中飞行,是因为足球具有惯性,此时足球不再受到运动员的作用力,故③错误;④守门员一下子抱住射门的足球,足球由运动变为静止,说明力可以改变物体的运动状态,故④正确。
综上分析,正确的是②④。
故选C。
3.(2019山东临沂)第24届冬奥会将于2022年2月4日至20日在北京市和张家口市联合举行。
关于冬奥会的部分比赛项目,下列分析正确的是()
A.被推出的冰壶在水平冰面上滑行时受力平衡
B.短道速滑运动员匀速过弯道时运动状态不变
C.滑雪运动员冲过终点后不能立即停下来是因为受到惯性的作用
D.冰球运动员向后蹬冰面就会前进说明物体间力的作用是相互的
【答案】D
【解析】A.被推出的冰壶在水平冰面上滑行时做减速运动,处于非平衡状态,所以受力不平衡。
故A错误;B.短道速滑运动员匀速过弯道时运动方向发生改变,所以运动状态改变,故B错误;C.滑雪运动员冲过终点后不能立即停下来是因为运动员具有惯性,惯性不是力,不能说受到惯性的作用;故C错误;D.物体间力的作用是相互的,冰球运动员向后蹬冰面,冰面同时给运动员一个反作用,所以运动员就会前进,故D正确。
故选D。
4.(2019四川成都)如图所示,“和谐号”动车满载旅客从成都东站缓缓驶出前在西安。
下列说法正确的是()
A.坐在列车上的乘客相对于车站是静止的
B.列车由静止变为运动,列车的惯性减小了
C.列车受到的牵引力和铁轨对它的支持力是平衡力
D.列车加速前进时,它受到的牵引力大于它受到的阻力
【答案】D
【解析】A.坐在列车上的乘客相对于车站来说其位置发生了变化,所以列车上的乘客相对于车站是运动的,故A错误;B.惯性大小取决于物体的质量,列车由静止变为运动,列车的质量没有改变,惯性大小也不变,故B错误;C.列车受到的牵引力和铁轨对它的支持力不在同一直线上、方向也不是相反的,所以二力不是平衡力,故C错误;D.列车加速前进时,合力向前,则它受到的牵引力大于它受到的阻力,故D正确。
故选D。
5.(2019山东泰安)如图所示,粗糙程度相同的斜面与水平面在a点相连,弹簧左端固定在竖直墙壁上,弹簧处于自由状态时右端在b点,小物块从斜面的c点由静止自由滑下,与弹簧碰撞后又返回到斜面上,最高到达d点。
下列说法正确的是()
A.弹簧被压缩到最短时,弹性势能最小
B.小物块从c向a运动的过程中,重力势能减小
C.小物块从b向a运动的过程中,动能增加
D.小物块在整个运动过程中,机械能守恒
【答案】B
【解析】A.弹簧被压缩到最短时,其形变程度最大,所以弹簧的弹性势能最大,故A错误;B.小物块从c向a运动的过程中,质量不变,高度减小,重力势能减小,故B正确;C.小物块从b向a运动的过程中,物块不再受到弹力,由于受到摩擦力的作用,其速度会逐渐减小,所以其动能会减小,故C错误;D.小物块在整个运动过程中,由于摩擦力的作用,其机械能总量会减少,即机械能不守恒,故D错误。
故选B。
6.(2019江苏常州)水平台面上有两个同规格烧杯,分别盛有甲、乙两种液体,将两个完全相同的物体A、B分别放入两杯中,静止时如图所示,甲、乙液面刚好相平,此时,设A物体受到的浮力为F浮A,甲液体对烧杯底部的压强为p甲;B物体受到的浮力为F浮B,乙液体对烧杯底部的压强为p乙,则()
A.F浮A=F浮B,p甲>p乙
B.F浮A=F浮B,p甲
C.F浮A
D.F浮A 【答案】A 【解析】 (1)由图知,物体A.B在液体中都处于漂浮,则F浮A=GA;F浮B=GB;而物体A、B是完全相同的物体,则重力相等,即GA=GB,所以,F浮A=F浮B.故CD错误; (2)由图知,A排开液体的体积小于B排开液体的体积,已知F浮A=F浮B,根据F浮=ρ液gV排可知,ρ甲>ρ乙;已知两液面等高,根据p=ρ液gh可知,p甲>p乙.故A正确,B错误。 故选A。 7.(2019江西省卷)“远征号”潜水艇在南海执行任务,根据任务的要求,潜水艇需要在不同深度处悬浮,若海水密度保持不变,则下列说法错误的是 A.潜水艇排开海水的体积相等B.潜水艇所受的重力大小不相等 C.潜水艇所受的浮力大小相等D.潜水艇所受的浮力与重力大小相等 【答案】B 【解析】当F浮=G时,潜水艇悬浮,可以停留在任何深度;不同深度处悬浮,潜水艇自身体积不变,排开海水的体积相等,所受浮力大小相等,所受的重力大小相等,故ACD正确,B错误。 故选B。 8.(2019黑龙江省卷)如图所示,力对物体做功的是() A.用力搬石头,搬而末动B.提着桶在水平路面上前进 C.用力将鸡蛋举高D.手举杠铃静止不动 【答案】C 【解析】A、用力搬石头,搬而末动,有力作用在石头上,石头在力的作用下没有通过距离,所以力对物体没有做功,故A不符合题意。 B、提着桶在水平路面上前进,人给水桶的力向上,水桶向上没有通过距离,所以力对物体没有做功,故B不符合题意。 C、用力将鸡蛋举高,人给鸡蛋的力向上,鸡蛋向上移动了距离,所以力对物体做功,故C符合题意。 D、手举杠铃静止不动,手给杠铃的力向上,杠铃没有移动距离,所以力对物体没有做功,故D不符合题意。 故选C。 9.(2019江苏扬州)在测量液体密度的实验中,小明利用天平和量杯测量出液体和量杯的总质 量m及液体的体积V,得到几组数据并绘出如图所示的m﹣V图象,下列说法正确的是() A.量杯质量为40g B.40cm3的该液体质量为40g C.该液体密度为1.25g/cm3 D.该液体密度为2g/cm3 【答案】B 【解析】 (1)设量杯的质量为m杯,液体的密度为ρ,读图可知,当液体体积为V1=20cm3时,液体和杯的总质量m总1=m1+m杯=40g,则由m=ρV可得: ρ×20cm3+m杯=40g,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;当液体体积为V2=80cm3时,液体和杯的总质量m总2=m2+m杯=100g,可得: ρ×80cm3+m杯=100g,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②;联立①②解得液体的密度: ρ=1g/cm3,故CD错误;将ρ=1g/cm3代入①解得m杯=20g,故A错误; (2)当液体的体积V3=40cm3,则液体的质量: m3=ρ×V3=1g/cm3×40cm3=40g,故B正确。 10.(2019北京市)两个完全相同的圆柱形容器静止放在水平桌面上,其中分别装有质量相等的水和酒精, 液面高度如图所示。 甲容器中液体对容器底部的压强和压力分别为p1和F1,乙容器中液体对容器底部的压 强和压力分别为p2和F2;甲容器对桌面的压强和压力分别为p1′和F1’,乙容器对桌面的压强和压力分别为 p2′和F2′,已知水的密度大于酒精的密度,则下列判断中正确的是() A.p1<p2、F1<F2B.p1<p2、F1=F2 C.p1'=p2′、F1′=F2′D.p1’>p2′,F1′>F2′ 【答案】C 【解析】 (1)分别装有质量相等的水和酒精,液体对容器底的压力等于液柱的重力,根据G=mg,因质量相同,故F1=F2;因两个完全相同的圆柱形容器,故液柱的受力面积S相同,根据p=F/S,液柱对容器底的压强: p1=p2; (2)容器对水平桌面的压力等于容器和液体的重力,故两容器对桌面的压力相等,F1′=F2′ 根据p=F/S,两容器对桌面的压强相等,p1′=p2′;只有C正确。 二、填空题 11.(2019四川内江)如图所示,坐在船上的人,用力推另只船,船就相互远离而去,这个 现象表明力的作用是的,力可以改变物体的状态。 【答案】相互;运动 【解析】坐在船上的人,用力推另只船,船就相互远离而去,这个现象表明力的作用是相互的;船由静止变为运动,说明力可以改变物体的运动状态。 故答案为: 相互;运动 12.(2019湖北宜昌)室内火灾发生时,受困人员应采取弯腰甚至匍匐的姿势撤离,以尽量减少有害气体的吸入。 这是因为燃烧产生的有害气体较高,较小。 【答案】温度较高,密度较小 【解析】物体有热胀冷缩的性质,温度变化,体积会变化,它的密度随温度的变化而变化,根据物体的浮沉条件判断正确答案。 室内火灾发生时,温度较高,室内有毒气体体积膨胀,密度减小;根据物体浮沉条件,有毒气体漂浮在房间的上方。 所以,为有效避免吸入有害气体或被灼伤,受困人员应采取弯腰甚至匍匐的姿势撤离火场。 故答案为: 温度较高,密度较小 13.(2019四川德阳)如图,分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为400N的物体匀速向上提起;已知每个 滑轮重20N,忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦,图甲中车对绳子的拉力为N,图乙中人对绳 子的拉力为N。 【答案】400;210 【解析】图甲中使用的是两个定滑轮,忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦,车对绳子的拉力F甲=G=400N;图乙中使用的是一动一定的滑轮组,n=2,忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦,人对绳子的拉力F乙=(G+G动)/2=(400N+20N)/2=210N。 故答案为: 400;210 14.(2019宁夏)小明同学在研究液体内部压强的规律时,用甲、乙两种液体多次实验,根据实验数据画出 了如图所示液体压强随深度变化的图象。 则甲、乙两种液体的密度的关系是ρ甲ρ乙(选填“大 于”“小于”或“等于”)。 【答案】大于 【解析】由图可知,两液体的深度均为h0时,液体的压强关系为p甲>p乙,由p=ρgh的变形式ρ=P/gh可知,甲、乙两种液体的密度的关系是ρ甲>ρ乙。 故答案为: 大于 15.(2019江苏连云港)小明同学用20N的水平推力,将重为280N的购物车沿水平地面向前推动了10m, 在此过程中,推力对购物车做功J,购物车的重力做功J;一个皮球落地后 弹起,弹起的高度越来越低,皮球在运动过程中,机械能总量 (选填“增加”、“减少”或“保持不变”)。 【答案】200;0;减少 【解析】 (1)推力对购物车做功W=Fs=20N×10m=200J; (2)购物车在水平地面上移动4m,没有在重力的方向上移动距离,所以重力不做功,即重力做功为0J;(3)皮球运动过程中弹起的高度越来越小,说明重力势能越来越小,同时速度越来越慢,也就是动能越来越小,即机械能减少。 故答案为: 200;0;减少 三、作图题 16.(2019辽宁铁岭)如图甲所示是一种鸡蛋开壳器,AOB相当于一个杠杆。 图乙为其简化的示意图,图中 O点为支点,F2为给鸡蛋开壳时杠杆所受阻力。 请在图乙中画出: (1)给鸡蛋开壳时作用在A点的最小动力F1及其动力臂l1。 (2)阻力臂l2。 【解析】 (1)由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小;图中支点在O点,因此OA作为动力臂l1最长;动力的方向应该向下,过点A垂直于OA向下作出最小动力F1的示意图; (2)反向延长画出F2的作用线,从支点O作动力F2作用线的垂线,支点到垂足的距离为动力臂l2,如图所示: 17.(2019安徽省卷)如图,用细线将小钢球悬挂起来。 让其在竖直平面内左右摆动。 忽略空气阻力,在图上画出小钢球摆动到B点时所受力的示意图。 【答案】如图所示: 【解析】忽略空气阻力,小钢球在B点只受到重力和拉力的作用,重力的方向竖直向下,拉力的方向沿绳子向上;过球心作竖直向下的重力G和沿绳子斜向上的拉力F. 四、实验探究题 18.(2019四川南充)如图,小红同学在“测量盐水的密度”实验中,操作步骤如下: (1)把天平放在水平桌面上,游码放在零刻度线,发现指针位置如图甲所示,此时应将平衡螺母向(填“左”或“右”)调节,直到横梁水平平衡。 (2)已知空烧杯的质量为28g,现将适量盐水装入烧杯,并放在天平的左盘,测量其质量,待天平平衡时,如图乙所示。 然后将烧杯中的盐水全部倒入量筒中,如图丙所示由此计算出盐水的密度为kg/m3。 (3)小红同学此次实验操作测得的盐水密度将偏(填“大”或“小”)。 【答案】 (1)左; (2)1.1×103;(3)偏大 【解析】用天平和量筒来测液体的密度,是实验室中最常用的方法,重点应掌握天平的调节与使用方法、量筒的读数、密度公式的运用、实验步骤的合理安排等。 天平使用前的调节: 若指针左偏,向右调平衡螺母,使指针指在分度盘的中线处;天平测物体质量时,物体质量等于砝码质量与游码读数之和;由于烧内壁粘有液体所以体积V偏小,由此分析所测密度变化。 (1)把天平放在水平桌面上,游码移到标尺左端的零刻度线处后,由图甲知,指针偏右,此时应将左端的平衡螺母向左调节,直到指针对准分度盘中央的刻度线; (2)由图乙知,天平标尺的分度值为0.2g,盐水和烧杯的总质量=50g+20g+20g+4g=94g,盐水的质量为94g﹣28g=66g;盐水的体积V=60ml=60cm3,盐水的密度ρ1.1g/cm3=1.1×103kg/m3;(3)把烧杯中的盐水全部倒入量筒中测体积时,由于烧杯内壁粘有盐水,所以测得体积V偏小,根据ρ可知,所测盐水密度偏大。 故答案为: (1)左; (2)1.1×103;(3)偏大。 19.(2019福建省卷)如图,“验证阿基米德原理”的实验步骤如下: ①用弹簧测力计测出物体所受的重力G(图甲); ②将物体浸没在水面恰好与溢口相平的溢水杯中,用空的小桶接从溢水杯里被物体排开的水,读出这时测力计的示数F(图乙); ③测出接水后小桶与水所受的总重力G1(图丙); ④将小桶中的水倒出,测岀小桶所受的重力G2(图丁); ⑤分别计算出物体受到的浮力和排开的水所受的重力,并比较它们的大小是否相同。 回答下列问题: (1)物体浸没在水中,受到水的浮力F浮=,被排开的水所受的重力G排=。 (用述 测得量的符号表示) (2)指出本实验产生误差的原因(写出两点): (a); (b)。 (3)物体没有完全浸没在水中,(选填“能”或“不能”)用实验验证阿基米德原理。 【答案】 (1)G﹣F;G1﹣G2; (2)(a)测力计的精度不够,测量时测力计未保持静止等;(b)小桶中的水未倒净,排开的水未全部流入小桶等;(3)能 【解析】 (1)根据称重法测浮力: 物体浸没在水中,受到水的浮力: F浮=G﹣F;被排开的水所受的重力: G排=G1﹣G2; (2)实验产生误差的原因: (a)测力计的精度不够,测量时测力计未保持静止等;(b)小桶中的水未倒净,排开的水未全部流入小桶等。 (3)物体没有完全浸没在水中,按照上面的方法,能用实验验证阿基米德原理。 故答案为: (1)G﹣F;G1﹣G2; (2)(a)测力计的精度不够,测量时测力计未保持静止等;(b)小桶中的水未倒净,排开的水未全部流入小桶等;(3)能。 五、计算题 20.(2019江苏南京)2019年,我国航天事业取得了世界瞩目的又一项成就﹣“玉兔二号”月球 车成功登陆月球背面。 图示为科技馆展厅内“玉兔二号”月球车的模型,质量为36kg。 (1)模型车静止在水平地面上时,它对地面的压力为多少牛? (g取10N/kg) (2)若车轮与地面的总接触面积为400cm2,则车对地面的压强为多少帕? 【答案】 (1)360N; (2)9×103Pa 【解析】 (1)模型车静止在水平地面上时,它对地面的压力: F=G=mg=36kg×10N/kg=360N。 (2)车对地面的压强: p=F/S=360N/4×10-2m2=9×103Pa。 故答案为: (1)模型车静止在水平地面上时,它对地面的压力360N; (2)若车轮与地面的总接触面积为400cm2,则车对地面的压强9×103Pa。 21.(2019湖南郴州)一辆重为2×104N的电动汽车,以恒定功率50kW在平直的公路上匀速行驶3km,用时3min。 已知汽车在行驶中所受阻力为车重的0.1倍,汽车轮胎与地面接触的总面积为0.5m2.求: (1)汽车对地面的压强; (2)汽车的牵引力所做的功; (3)汽车发动机的机械效率(计算结果保留一位小数)。 【答案】 (1)4×104Pa; (2)6×106J;(3)66.7% 【解析】 (1)因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,汽车对地面的压强: p=F/S=G/S=4×104N/0.5m2=4×104Pa; (2)因电动汽车匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,所以,汽车的牵引力: F′=F阻=0.1G=0.1×2×104N=2×103N,则汽车的牵引力所做的功: W机械=F′s=2×103N×3×103m=6×106J;(3)由P=F/S可得,电动汽车消耗的电能: W电=Pt=50×103W×3×60s=9×106J,汽车发动机的机械效率: η=W机械/W电×100%=6×106J/(9×106J)×100%≈66.7%。 故答案为: (1)4×104Pa; (2)6×106J;(3)66.7%。
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