20届中考物理压轴培优练 专题08 力学大综合原卷版.docx
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20届中考物理压轴培优练专题08力学大综合原卷版
压轴专题08力学大综合
一.选择题(共1小题)
1.(2017•长沙模拟)在如图a所示的装置中,物体甲重100N,滑轮重40N,物体乙是边长为0.2m的实心正方体,轻质杆AB可以绕O点转动,且OA:
OB=3:
5,当轻质杆AB在水平位置时,整个装置处于平衡状态,此时地面对人的支持力为500N,地面对物体乙的支持力为240N,若用物体丙替换物体甲,并在物体乙的下方连接一个弹簧,如图b所示,当轻质杆AB在水平位置时,整个装置仍处于平衡状态,弹簧对物体乙的作用力为610N,已知人站立在水平地面上时,脚底与地面的总接触面积为0.05m2,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.人重500NB.图a中乙物体对地面的压强为15250Pa
C.丙物体重163ND.图b中人对地面的压强为4900Pa
二.填空题(共1小题)
2.(2017•长沙)“背漂”是儿童练习游泳时常佩戴的一种救生装置。
某科技小组的同学为测量背漂浸没在水中时的浮力,进行了如下实验:
在底部装有定滑轮的圆台形容器中加入适量的水后,再静放在水平台秤上(如图甲),台秤的示数m1为6kg,然后把质地均匀的长方体背漂浸入水中,用一轻质的细线通过定滑轮缓慢地将背漂拉入水中,拉力F的方向始终竖直向上,当背漂的一半体积浸入水中时(如图乙),台秤的示数m2为5kg,当背漂的全部体积浸没在水中时,台秤的示数m3与m2相比变化了2kg,则(不考虑滑轮的摩擦,在整个过程中水始终没有溢出,背漂不吸水、不变形,且未与容器接触,取g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3);
(1)容器、水和滑轮的总重力为 N;
(2)台秤的示数m3为 kg;
(3)为确保儿童游泳时的安全,穿上这种背漂的儿童至少把头部露出水面,若儿童头部的体积占人体总体积的十分之一,儿童的密度取1.08×103kg/m3,则穿着此背漂游泳的儿童体重不能超过 kg(结果保留整数)。
三.计算题(共17小题)
3.(2019•诸城市模拟)在学校的办公楼建设工地上有一台巨大的起重设备“塔吊”,其主要构成为电动机和机械装置两个部分,简化组成如图所示,A为塔吊的配重,OB为塔吊的起重臂,C为能在起重臂上移动的载重小车,载重小车下挂有滑轮组,OB=25m.当载重小车在B点时,能安全起吊重物的最大质量是1.2t.如果这台“塔吊”配置的电动机铭牌参数为“额定电压380V,额定功率38kW”。
在某次起吊作业中,该“塔吊”电动机正常工作25s,通过载重小车从距离O点为10m的载重臂上把一底面积为0.8m2、质量为2.4t的方形重物匀速提升20m.(不计挂钩、滑轮组和钢丝绳重及摩擦,取g=10N/kg)那么:
(1)起吊前,该重物对地面的压强为多大?
(2)起吊后,当重物匀速上升时,载重小车下电动机牵引钢丝绳自由端的拉力要多大?
这个拉力工作25s做功的功率是多少?
(3)在这次起吊过程中,塔吊上的电动机对重物做功的效率有多高?
(4)将重物从起吊点提升20m后,为保证塔吊安全工作,载重小车最多能向B点方向再运送重物平移多少米?
4.(2019•东营模拟)如图甲所示是某船厂设计的打捞平台装置示意图。
A是动滑轮,B是定滑轮,C是卷扬机,卷扬机拉动钢丝绳通过滑轮组AB竖直提升水中的物体,可以将实际打捞过程简化为如图乙所示的示意图。
在一次打捞沉船的作业中,在沉船浸没水中匀速上升的过程中,打捞平台浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂沉船时变化了0.4m3;在沉船全部露出水面并匀速上升的过程中,打捞平台浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂沉船时变化了1m3.沉船浸没在水中和完全露出水面后卷扬机对钢丝绳的拉力分别为F1、F2,且F1与F2之比为3:
7.钢丝绳的重、轴的摩擦及水对沉船的阻力均忽略不计,动滑轮的重力不能忽略。
(水的密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)沉船的重力;
(2)沉船浸没水中受到的浮力;
(3)沉船完全露出水面匀速上升1m的过程中,滑轮组AB的机械效率(结果保留一位小数)
5.(2018•长沙)某校科技小组参观完湘江航电枢纽后,了解到船只过船闸的时间很长,为此他们在网上查阋资科,设计了一个船只升降实验模型。
模型中的左右两个船厢A、B的容积均为2000cm3,质量均为400g(含配件)。
现关闭进水阀和排水阀,使柱形容器E(质量不计)中有足够多的水,在船厢A、B中各装入800g的水,整个装置静止后,圆柱体浮筒D浸在水中的深度为8cm,他们依次进行了如下
(2)﹣(3)的操作。
假设绳子足够长,不计绳重和伸长,浮筒D与容器E始终无接触,且容器E的水无溢出,实验过程中设法确保装置平稳。
忽略摩擦,木头不吸水(ρ木<ρ水,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)船厢中各装入800g的水后,求每只船厢所受的总重力。
(2)打开进水阀,在柱形容器E中注入一定质量的水,浮筒D上升,使船厢下降10cm,再关闭进水阀,求
①船厢A的总重力对A所做的功
②此时浮筒D浸入水中的深度
(3)当操作
(2)使船厢下降10cm静止时,压强传感器显示4400Pa:
接下来,用手使浮筒D保持此刻位置不变,再在两边船厢中同时放入代表船只的800g木块后,打开排水阀,放出200cm3的水后关闭排水阀,然后松手,浮筒D仍然在原位置持静止,绳C的拉力为18N,压强传感器显示4000Pa:
然后,把800g木块同时从船厢中取出,并在船厢中同时注满水,再把900g和1000g的木块分别放入A、B船厢后,当整个装置静时,压强传感器的示数为p1,最后,打开进水阀向容器中缓慢注入m千克水,使压强传感器的示数为3p1,再关闭进水阀。
求浮筒D的质量和注入圆柱形容器E中的水的质量m。
6.(2019•毕节市一模)如图是利用电子秤显示水库水位装置的示意图。
该装置主要由滑轮C、D,物体A、B以及轻质杠杆MN组成。
物体A通过细绳与滑轮C相连,物体B通过细绳与杠杆相连。
杠杆可以绕支点O在竖直平面内转动,杠杆始终在水平位置平衡,且MO:
MN=1:
3.物体B受到的重力为100N,A的底面积为0.04m2,高1m。
当物体A恰好浸没在水中时,物体B对电子秤的压力为F1;若水位下降至物体A恰好完全露出水面时,物体B对电子秤的压力为F2,已知:
每个滑轮的重力为20N,F1:
F2=27:
7.滑轮与转轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计,g取10N/kg。
求:
(1)物体A的底部距水面深为0.75m时,A底部受到的液体压强。
(2)当物块A的顶部刚没入水面时,物块A所受的浮力大小。
(3)物块A的密度ρ。
(4)如果把细绳由N端向左移动到N′处,电子秤的示数恰好为零,MN′:
MN=5:
6,此时物体A露出水面的体积V。
7.(2018春•牡丹区校级月考)某种起重机的吊臂OAB可以看作杠杆,吊臂前端用钢绳连着动滑轮,立柱CA竖直,OB:
OA=6:
1.用该起重机将浸没在水中的长方体石墩提出,放在水平地面上。
石墩质量为1.5×l04kg、底面积为3m2、高为2m。
(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(l)浸没在水中的石墩(石墩的底部未浸入淤泥中),受到浮力是多少?
(2)石墩放在水平地面上时,起重机未对石墩施力,则石墩对地面的压强是多少?
(3)石墩完全离开水面被提升的过程中,测得每根钢绳的拉力为1.0×105N,此时动滑轮的机械效率是多少?
(4)当石墩被提起且仍浸没在水中时,若忽略动滑轮、钢绳和吊臂的重力及各种摩擦,起重机立柱CA对吊臂A点竖直向上的作用力是多少?
8.(2017•武侯区校级二模)如图所示,是利用器械提升重物的示意图。
当某人自由站在水平地面上时,他对地面的压强P0=2×104Pa;当滑轮下未挂重物时,他用力匀速举起杠杆的A端,使杠杆在水平位置平衡时,他对地面的压强P1=2.375×104Pa;当滑轮下加挂重物G后,他用力匀速举起杠杆的A端,使杠杆在水平位置平衡时,他对地面的压强P2=5.75×104Pa.假设这个人用的力和绳端B用的力始终沿竖直方向,加挂重物前后他对杠杆A端施加的举力分别为F1、F2,已知F2=1500N.(杠杆、绳重和机械间摩擦忽略不计,g取10N/kg)
求:
(1)人与地面接触面积S的大小?
(2)当重物G被匀速提升过程中,滑轮组的机械效率η?
(3)已知重物G的密度与水的密度比为9:
1,将重物完全浸没在水中匀速上升时的速度为0.1m/s,若此时已知动滑轮重为100N,那么绳端B的拉力F′做功的功率P′为多大?
9.(2017•西乡塘区校级三模)用如图所示的装置来提升水下物体C,C的体积为0.02m3、重800N,其中AB是一个以O为支点的杠杆,且AO:
OB=1:
2,小明站在B端竖直向下拉绳子,小明的体重为500N,不计绳重和摩擦。
物体C全部离开水面时杠杆刚好在水平位置。
已知每个滑轮的重力为50N,杠杆的重力及滑轮与轴的摩擦不计,求:
(1)物体C未出水面时受到的浮力:
(2)物体C未出水面时受到绳子的拉力Fc;
(3)物体C未出水面时滑轮组的机械效率(结果保留一位小数);
(4)若小明用这个装置将物体完全拉出水面,这个物体的最大重力是多少。
10.(2017•城中区一模)如图是小明设计的在岸边打捞水中文物的装置示意图,电动机固定在地面。
O为杠杆BC的支点,CO:
OB=1:
2.配重E通过绳子竖直拉着杠杆C端,质量为300kg,底面积为0.05m2,每个滑轮重为100N;均匀实心文物的密度为8×103kg/m3,质量为80kg。
绳和杠杆的质量、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对文物A的阻力均忽略不计,文物A一直匀速上升。
求:
(1)在文物还未露出水面时,求此时文物A所受到的浮力及电动机拉力F的大小;(假定B端静止)
(2)在文物还未露出水面时,滑轮组的机械效率;
(3)当文物A在空中被匀速提起上升时,电动机拉力功率为5kw。
求卷扬机拉动钢丝绳的速度。
(4)当文物A出水后,配重E对地面的压强。
11.(2014秋•海淀区校级月考)如图甲所示,某工地用固定在水平工作台上的卷扬机(其内部有电动机提供动力)通过滑轮组匀速提升货物。
为监测卷扬机的工作情况,将固定卷扬机的工作台置于水平杠杆的A端,杠杆的B端连接有配重C,其下方与压力传感器相接触,杠杆AB可绕转轴O在竖直平面内自由转动。
当卷扬机提升G1=1450N的重物以速度v1匀速上升时,卷扬机的拉力为F1,滑轮组的机械效率为η1,压力传感器显示其对配重C的支持力为N1;当卷扬机提升重为G2的重物以速度v2匀速上升时,卷扬机的拉力为F2,滑轮组的机械效率为η2,压力传感器显示其对配重C的支持力为N2.拉力F1、F2做功随时间变化的图象分别如图乙中①、②所示。
已知卷扬机及其工作台的总重为500N,配重C所受的重力为200N,4υ1=3υ2,88η1=87η2,5AO=2OB.杠杆AB所受的重力、绳的质量和滑轮与轴的摩擦均可忽略不计。
求:
(1)卷扬机提升重物G2时的功率;
(2)动滑轮所受的重力;
(3)N1与N2的比值。
12.(2018•荆州)如图所示是蒙华铁路荆州段长江大桥施工现场,工程师用起吊装置在江中起吊工件,已知工件重4000N,每个滑轮重500N,声音在水中的传播速度是1500m/s。
在水面上用超声测位仪向江底的工件垂直发射超声波,经过0.02s后收到回
波。
(不计H绳重和摩擦,g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)求工件在水下的深度
(2)不计工件的高度,求水对工件产生的压强;
(3)当工件在水面下匀速上升时,绳子自由端的拉力为500N,求工件的体积;
(4)不计动滑轮体积,求工件在水下匀速上升时滑轮组的机械效率(计算结果精确至0.1%)
13.(2018•长沙二模)如图是利用电子秤监控水库水位的模拟装置,由细长的长
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