中考科学狙击重难点专题3力学计算大题.docx

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中考科学狙击重难点专题3力学计算大题

2019中考科学狙击重难点专题3----力学计算大题

一、解答题

1.为响应宁波市政府提出的“创建海绵型城市”的号召，小科设计了如图所示的市政自动排水装置模型，控制电路由电压为12V、最大容量为100Ah的蓄电池供电，蓄电池用“发电玻璃”制成的太阳能电板充电。

R0为定值电阻，R为压敏电阻，压敏电阳通过杠杆AB0与圆柱形浮体相连，AB：

BO=4：

1，压敏电阳的阻值随压力变化的关系如下表。

（压板、杠杆和硬质连杆的质量及电磁铁线圈电阻忽略不计，所用绿灯红灯及排水袋的额定电压均为220V）

压级电阻受到的压力F/N

60

120

180

240

300

360

420

480

…

压敏电阳R阻值/Ω

500

360

260

180

120

80

65

55

…

（1）当水位在安全位置以下时绿灯亮，排水泵不工作；当水位达到安全位置上限时红灯亮，同时排水泵正常工作。

请按要求完成图中工作电路的连接。

（2）“发电玻璃”光电转化率接近18%。

要求在5h内对控制电路的蓄电池充满电、则选用的“发电玻璃”面积至少为________m2。

（太阳能辐射到每平方米地面上的平均功率按1000W计算，计算结果精确到0.1m）

（3）按照设计要求，当水位上升到浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到压力为360N，通过电磁铁线圈的电流为100mA，排水泵启动；当水位回落到浮体只有

体积浸入水中时，杠杆ABO仍处于水平位置，线圈中电流为30mA，排水泵停止工作，则小科应选择重力为多大的浮体。

（4）在实际调试过程中，小科发现水位已达到安全位置上限，但排水装置还未启动。

如果在其他条件保持不变的前提下，使排水装置符合设计要求。

应将与压敏电阻相连的压板向________（填“左”成“右”）移动。

2.如图甲所示，放在水平地面上的物体A受到水平向右的力F的作用，力F的大小以及物体A的运动速度大小V随时间t的变化情况如图乙所示。

（1）当t=7s时，物体A受到的摩擦力f的大小为________N，方向为________。

（2）根据图乙有关信息，请用公式P=Fv，求F=10N时该力的功率。

（3）如图丙所示，在A的两侧分别挂上柱状重物B、C，且C的一部分浸人水中。

已知GB=20N，Gc=50N，C的横截面积为30cm2，长度足够，水够深。

则当物体A不受摩擦力作用时，C的下底面受到的水的压强是多少?

若物体A移动就会触发报警装置（图中未画出），当物体A不移动时，最高水位与最低水位的差是多少?

（g取10N／kg）

3.在生活中人们常会有一些模糊或错误的认识，其实只要应用科学知识进行分析，就能作出合理解释。

（1）人们经常认为，汽车的速度越大惯性越大，所以要限速，但是高速公路限速牌上却显示，大型车辆最高限速比小型车辆低，原因是汽车的________越大惯性越大。

（2）在今年第四次成品油调价中，汽油价格下调250元/吨，柴油价格下调235元/吨。

但细心的小明发现，加油站的汽油价格下调0.18元/升，柴油价格下调0.20元/升，每升柴油价格反而比汽油下调得多，其原因是________。

（3）现在高速公路上不仅有即时测速，还有区间测速，即在某一路段上设置两个监控点，根据车辆通过前后两个监控点的时间来测算车辆有无超速。

在如图所示限速要求的高速公路上，第一个监控点测得某辆小车于8∶10以115千米/时的速度通过，相距30千米的第二个监控点于8∶22测得该小车以118千米/时的速度通过。

请通过计算判断该小车行驶途中是否超速。

4.如图甲所示，是小科家的“懒人花盆”。

它的外面是一个储水盆，里面是一个栽培盆，栽培盆中有一圆柱体浮子能在光滑的管中自由上下运动，浮子的顶端可显示水位高低，栽培盆底的陶粒渗透与蒸发的原理起到吸水和透气的作用，从而为土壤提供水分。

“懒人花盆”的原理图可简化成图乙。

已知：

浮子重为0.02N，横截面积为0.5cm2。

请回答下列问题：

（1）从植物细胞吸水或失水原理分析，若储水盆内所用营养液浓度过高，会导致植物细胞________。

（2）浮子在水中漂浮时，浸入水中的深度是多少？

（3）当储水盆盛有密度比水大的营养液时，营养液对漂浮的浮子底面的压强多大？

5.如图甲是我市一款按租用时间收费的共享电动汽车。

五一期间，小柯一家租用电动汽车去旅游，从租车点到目的地，手机导航显示行驶72千米，共花去租车费45元。

表一是该车与某型号燃油汽车部分项目比较表。

（1）当该电动汽车空载停在水平地面上时，求汽车对地面的压强。

（2）电动汽车载着小柯全家（人和行李共200千克）从一坡底行驶到坡顶，如乙图。

求在该过程中，汽车电动机克服重力所做的功。

（3）若小柯全家驾驶表一中的燃油汽车行驶72千米，所需油费________元，汽车排放二氧化碳________千克。

（4）分析（3）题数据，小柯认为他们没有必要租用电动汽车，因为没有给家庭带来经济上的节约。

对小柯的这种想法，你如何评价并说明理由。

6.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。

7.如图为某款擦窗机器人，它凭借其底部的真空泵在机身和玻璃之间形成低气压，牢牢地吸附在竖直玻璃上。

请回答：

（1）当它静止在竖直玻璃上时，受到的摩擦力方向是________。

（2）擦窗机器人的擦试速度是4分钟/米2，要擦完总面积为3米2的窗玻璃需要________分钟。

（3）工作时擦窗机器人对玻璃的压力为28牛，内外气压差达到800帕，求擦窗机器人与玻璃的接触面积至少为多少平方米？

（4）擦窗机器人的总质量为1.2千克，工作时的实际功率为80瓦，它在竖直向上擦窗过程中有0.25%的电能用于克服重力做功。

若窗户足够高，持续竖直向上擦窗20分钟，擦窗机器人可上升的最大高度为多少米？

（取g=10牛/千克）

8.今年5月，运用“蓝鲸一号”钻探平台，我国南海神狐海域首次实现可燃冰试采成功。

材料一：

可燃冰，学名天然气水化合物，其化学式为CH4•8H2O，它是天然气的固体状态（因海底高压埋于海底地层深处的大量有机质在细菌的分解作用下，最后形成石油和天然气（石油气）。

其中许多天然气被包进水分子中，在海底的低温（2~5℃）与压力下结晶，形成“可燃冰”。

材料二：

“蓝鲸一号”钻探平台设计和建造过程刷新了多项世界记录。

它长117米，宽92.7米，高118米，质量为42000吨。

请根据上述材料回答：

（1）形成可燃冰需要一定的生态环境。

①海底地层深处，这些分解有机质的细菌能很好的生存，体现了生物对环境的________。

这些细菌分解有机质________（选填“需要”或“不需要”）氧气。

这些细菌与真菌在细胞结构上的主要区别是________。

②在开采过程中，极少量的垃圾废弃物没有对海洋环境造成破坏，这主要是因为海洋生态系统有________的能力。

（2）形成可燃冰的其中一个条件是有甲烷气源。

①可燃冰（CH4•8H2O）中C：

H：

O的元素质量比是________。

甲烷属于________（选填“有机物”或“无机物”）。

②与石油、煤等化石燃料相比较，开采可燃冰的积极意义有（写一条）________。

（可燃冰在空气中燃烧的化学方程式为CH4•8H2O+2O2

CO2+10H2O）

（3）如果南海海水的密度是1.03×103千克/米3，“蓝鲸一号”钻探平台漂浮海面受到海水浮力是________牛，浸入海水的体积至少需要________米3。

开采出的可燃冰可以直接在管口点燃，说明已经成为气体，从固体变成气体的原因可能是________。

9.鸟撞飞机事件时有发生，是不是它们“瞎”了？

研究发现雨燕等鸟类具有边飞边睡的能力，甚至还能长时间张开一只眼睛来观察飞行路径，避免与其它鸟类或物体碰撞。

研究还发现，某种鸟类只有距离运动的物体30m内才逃离。

由于飞机速度很快，所以它们就没有足够的时间来逃离，而引起撞机事件。

综合上述信息，回答下列问题：

（1）数据显示，一只0.5kg的鸟正面撞在迎面飞来的速度为720km/h的飞机上，就会产生1.6×104N撞击力，对飞机造成损伤。

假如撞击面积为0.01m2，计算该鸟撞击飞机的压强。

（2）下表是三种材料的相关参数，从飞机承受鸟类撞击能力和飞机自身重量考虑，最适宜用来制造飞机的材料是________。

性质

材料A

材料B

材料C

抗压性（N/m2）

1.2×104

1.6×104

2.0×104

密度（kg/m3）

1.2×103

4.0×103

1.2×103

（3）如图，一架飞机以720km/h的速度向正前方O点的鸟迎头飞去，则飞机的头A点到达O点位置所需的时间是________s，这也就是飞机留给该鸟逃离O点的时间。

（4）天空自古以来都是鸟类的地盘，能够长时间飞行的鸟类有边飞边睡的能力是它们________飞行生活的表现，是自然选择的结果。

根据达尔文进化论推测，随着空中高速飞行器的增多，很多很多年后，鸟类________（选填“可能”或“不可能”）具有更强的躲避高速飞行器的能力。

10.小金学了浮力的知识后，想制造一台浮力秤。

他将一段密度为0.5×103千克/米3，粗细均匀的木料，先进行不吸水处理，再将其竖立水中，如图所示。

这段木料长为40厘米，横截面积为0.1米2，其上表面可以作为秤盘（g=10牛/千克），问：

（1）质量为0的刻度线的位置在哪里？

（2）距离上表面10厘米处的刻度对应的质量为多少？

11.如图为小柯在科技节中制作的“杠杆力臂演示仪”和“流体压强与流速关系演示仪”．

（1）如图甲（杠杆自身质量和摩擦忽略不计，固定装置未画出），O为支点，OA=OD=3OB=0.6米，CD=0.2米．在做背景的白纸上作有以O为圈心半径为0.2米的圆．在A点挂5牛顿的重物G，要使杠杆水平平衡，则作用在B点竖直向下的力FB应为________牛，撤去FB后，按图示方向分别施加FC、FD两个力，且毎次都使杠杆在水平位置平衡，则FC、FD大小关系为________．

（2）如图乙，在注射器A、B处分别扎一个等大的小孔，插入两根相同规格的硬质塑料管（连接处密封），并在管上分别系一个未充气的同规格气球（连接处不漏气）．先慢慢往外拉活塞，使注射器中充满空气，接着快速向内推动活塞，在此过程中可现察到A、B两孔处气球的鼓起情况是________（填序号）．

①A孔处气球大②B孔处气球大③两个气球一样大

12.科技改变生活，当今社会已步入汽车和微信时代．

（1）一辆质量为1500千克的某品牌汽车，静止在水平路面时，轮胎与地面接触的总面积为0.02米2，此时该汽车对路面的压强为________帕．

（2）若小柯在平直公路上以72千米/小时的速度边看微信边匀速行车，当发现前方路面50米处有障碍物时，小柯在  ①    系统的调节下立即采取相应的刹车措施．据相关部门测定，司机正常反应时间约0.6秒，而边看微信边开车，反应时间会变为正常反应时间的3倍．该车以不同速度行驶时制动距离见下表．

②请结合表中数据及图甲，计算车子若按原运动方向行驶能否在撞上障碍物前停下．

速度（千米/时）

制动距离（米）

40

8

60

20

72

28

注：

反应时间：

司机从发现情况到操纵制动器所需要的时间；

反应距离：

汽车在司机的反应时间里以原来速度行驶所通过的距离；

制动距离：

当司机制动刹车后，汽车还会继续滑行的距离．

（3）人的反应时间的长短可通过图乙所示的方法进行比较：

当竖直下落的直尺被捏住位置的刻度值越小（越靠近尺的下端），则说明反应时间________ ．为了利用直尺定量测出人的反应时间，可在该直尺的另一面标记出表示反应时间的刻度线及对应刻度值，且每格代表的时间相等，则每格的长度是________ 的（选填“相等”或“不相等”）．（不计空气阻力）

13.某品牌太阳能汽车如图甲，通过安装在车顶和前端的电池板收集太阳能；玻璃采用防太阳辐射的层压玻璃制作而成，车身轻便灵活．

（1）若该车身的材料要求强度高且轻便，则表中最理想的材料是________；

材料

锰钢

铝合金

钛合金

碳纤维

性能（强度）

强

较弱

较强

强

密度/kg•m﹣1

7.9×103

3.0×103

4.5×103

1.6×103

（2）若该车质量是400千克，车上载有人和物品质量共为100千克，车轮与地面的总接触面积为2.0×10﹣2米2，该汽车对水平地面的压强为多少？

（3）若该汽车以最大输出功率P为800瓦在水平路面上作匀速直线运动，一段时间后再将功率减小到P1，并保持此功率做匀速直线运动．上述运动过程的速度﹣时间图象如图乙，设运动过程中汽车所受阻力不变，则汽车受到的阻力是多大？

，P1为多少？

14.小金看到工人为水平广场换新的地砖，他发现砖已经被太阳晒得很热，这引起了他的兴趣：

地砖经过一整天的暴晒，温度能达到多高？

这么多地砖对广场地面会产生多大的压强？

他发现地砖包装盒上印着砖的规格50cm×50cm×4cm；每块质量为30kg；密度为3×103kg/m3，小金用红外线温度计测得一天内，砖的最高温度为52℃，最低温度为22℃．（g=10N/kg，砖的比热为900J/（kg•℃））根据上述数据，回答下列问题：

①广场受到地砖产生的压强为多大．

②一块广场砖的温度从22℃升高到52℃，需要吸收热量是多少？

③小金查到，晴天时地球表面每平方接受到太阳辐射功率大约为1.2×103W．若根据这一数据，实际辐射到这块地砖上的太阳能将远远大于问题②的计算结果，由此可得地砖的温度将远远高于52℃，为什么出现如此大的差异呢？

请你做出分析．

15.如图是某品牌自动咖啡机及其结构示意图，其工作原理为：

当盛水器内的水温升高至一定温度时，水沿导管进入盛有咖啡粉的玻璃杯中，在平衡球作用下，原来水平的平衡杆绕O点转动，盛水器抬升．冷却一段时间后，玻璃杯中的咖啡液体又倒吸进入盛水器，咖啡冲泡完成．

（1）当密封的盛水器内水温升高到一定程度时，其内部的热水开始自动沿导管进入玻璃杯，则此时盛水器内的压强p内与外接大气压p0的大小关系为：

p内________p0．

（2）该咖啡机的平衡球重2.4牛，盛水器自重5牛，以O为支点，平衡球与盛水器重力的力臂之比为5：

2．当盛水器内的水为多少牛时，盛水器开始抬升？

（写出计算过程，平衡杆和导管的质量不计）

（3）打开出水开关，使0.2千克的咖啡流入重为1牛的水杯中，若水杯底部与水平桌面的接触面积为20厘米2，则水杯对桌面的压强是多少帕？

（写出计算过程，g取10N/kg）

16.网上购物带动了快递业的发展，包裹的分捡常需借助传送带．

（1）传送带的表面往往比较粗糙，其目的是________．

（2）包裹与传送带一起作用水平匀速直线运动时，包裹共受到________个力的作用．

（3）已知长方体包裹长50厘米，宽30厘米，高10厘米，质量为15千克．如果包裹平放在水平传送带上（如图），则对传送带的压强为多少帕？

（g取10牛/千克）

17.将一密度比水小的木块，系好绳子后放入甲图容器中，并把绳子的另一端固定在容器底部的中央，然后沿器壁缓慢匀速倒入水（忽略其他因素影响），容器中水与木块位置变化如乙图．请你在丙图中画出木块从加水到浸没后的过程中浮力随时间的变化情况图，并说出各段变化的理由。

（温馨提示：

t1时木块恰好离开杯底，t2时绳子刚好拉直，t3时木块刚好充全浸没。

18.有一足够大的水池，在其水平池底竖直放置一段圆木．圆木可近似看作一个圆柱体，底面积0.8m2，高5m，密度0.7×103kg/m3。

（g=10N/kg）

（1）未向水池内注水时，圆木对池底的压力和压强分别为多大？

（2）向水池内缓慢注水，在水位到达1m时圆木受到水的浮力和圆木对池底的压力分别为多大？

（3）当向水池内注水深度达到4m时，圆木受到的浮力又为多大？

答案解析部分

一、解答题

1.【答案】

（1）

（2）1.3

（3）解：

当浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到压力FB为360N，查表可知R=80Ω

R总=

=

=120Ω

Ro=R总-R=120Ω-80Ω=40Ω

根据杠杆平衡条件有：

FALOA=FBLOB

FA=

=360N×

=72N

F浮=G+FA'即F浮=G+72N……①

当浮体只有

体积浸入水中时F浮'=

F浮

R总'=

=

=400Ω

R'=R总'-R0=400Ω-60Ω=360Ω

查表可知FB'=120N

根据杠杆平衡条件有：

FA'LOA=FB'LOB

FA'=

=120N×

=24N

F浮'=G+FA”  

即

F浮=G+24N……②

由①、②得出：

F浮=80NG=8N

答：

小科应选择的浮体重力为8N。

（4）右

【解析】【分析】

（1）根据图示可知，当水位升高时，压敏电阻受到的压力增大，阻值减小，电流增大，衔铁被吸合，红灯亮排水泵工作，反之衔铁弹起绿灯亮排水泵停止工作，据此可画出电路图；

（2）光能以18%的转化率转化成电能。

要在5h内蓄电池充满电。

此处的充满电是指转化成电能等于蓄电池的最大容量。

据此可计算出面积；（3）在水中的浮体受到三个力的作用，向上的力有浮力，向下的力有重力和硬质连杆对浮体向下的力FA。

三个力之间的关系是，当平衡时，F浮=G+FA。

题中G是要求的量，F浮与FA均未知。

FA可通过杠杆平衡由B点受到的压力F得到，压力F可由压敏电阻的阻值计算得到。

根据题中当浮体刚好全部浸入水中时，排水泵刚好启动计算出压敏电阻的阻值，对应表格得到B点的压力F。

当浮体只有2/5体积浸入水中时，排水泵停止工作计算出压敏电阻的阻值，对应表格得到B点的压力F。

根据两状态时浮体的受力列出方程可求出浮体的重力G。

（4）排水装置的启动电流是100mA，当压敏电阻减小到一定值时电流达到100mA排水就会启动。

【解答】

（2）根据光能与电能的转化关系可知：

1000W×S×5×3600s×18%=12V×100A×3600S

解得S≈1.3m2；（4）在实际调试过程中，小科发现水位已达到安全位置上限，但排水装置还未启动。

说明电流未达到100mA，只能增加电流才能使衔铁吸合，要增加电流需减小压敏电阻的阻值，所以要增大压力。

根据杠杆的工作原理可以将压板向右移动，来增加压力。

故答案为：

（2）1.3；

（2）右

2.【答案】

（1）10； 水平向左

（2）由乙图可知，0～6s间有一拉力F=10N时的点，物体处于静止状态，则该力的功率为0W；8s以后，拉力F10N时，物体A以5m/s做匀速直线运动，则该力的功率P=Fv=10N×5m/s=50W；

（3）当物体A不受摩擦力时，物体C受到的浮力：

      F浮=GC-GB=50N-20N=30N，

根据浮力产生的原因F浮=p/S可得，C的下底面受到的水的压强：

      p=F浮/S=30N/30×10−4m2=1×104Pa

当物体A静止受摩擦力时，物体C受到的浮力：

∙受到水平向右的静摩擦力为12N时，物体受到的浮力：

      F浮′=f+GC-GB=12N+50N-20N=42N，

②受到水平向左的静摩擦力为12N时，物体受到的浮力：

      F浮″=GC-GB-f=50N-20N-12N=18N，

物体C所受浮力的最大变化量：

     △F浮=F浮′-F浮″=42N-18N=24N，

    ∵F浮=ρgV排，V=Sh，

    ∴最高水位与最低水位的差：

    △h=△V/S=△F浮/ρgS=24N/1.0×103kg/m3×10N/kg×30×10−4m2=0.8m。

【解析】【分析】

（1）当t=7s时，物体A受到的力是12N，物体在加速运动，故由此判断不出物体所受摩擦力的大小，但知道此时物体受到的摩擦力是滑动摩擦力，又由于当时间大于8s时，物体在力10N的情况下物体做匀速直线运动，故可知物体的摩擦力也是10N，滑动摩擦力只与压力和接触面的粗糙程度有关，故当t=7s时，物体A受到的摩擦力也是10N，方向与物体的运动方向相反，故水平向左；

（2）由于当拉力F=10N时，拉力与滑动摩擦力相等，故物体可能处于静止状态，也可能处于匀速直线运动状态，故功率就可能有两个，速度的大小分别为0和5m/s；

（3）当物体A不受摩擦力时，A受到左右两侧的拉力是相等的，由B、C的重力即可计算C受到的浮力，然后通过浮力就是下底面的压力，再除C的底面积得压强，也可以由浮力求排开液体的体积，再由面积得浸入水中的深度，最后再由液体压强公式计算得出压强来，这样麻烦些；

当物体A受到摩擦力时，由图乙可知，物体A的最大静摩擦力是12N，要保证物体A不移动，最大静摩擦力的方向或向左或向右，故物体C受到的浮力差值为12N×2=24N；由此可计算排开水体积的变化，进而得出液面高低的变化量，这就是最高水位与最低水位的差。

【解答】

（1）由v随时间t的变化图象可知，当运动8s以后物体A做匀速直线运动，处于平衡状态，受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力是一对平衡力，由二力平衡条件可得：

f=F=10N。

      ∵物体受到的摩擦力只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，与运动的速度无关，

       ∴当t=7s时，物体A匀变速直线运动，受到的摩擦力为10N，方向水平向左；

（2）由乙图可知，0～6s间有一拉力F=10N时的点，物体处于静止状态，则该力的功率为0W；8s以后，拉力F10N时，物体A以5m/s做匀速直线运动，则该力的功率P=Fv=10N×5m/s=50W；

（3）当物体A不受摩擦力时，物体C受到的浮力：

      F浮=GC-GB=50N-20N=30N，

根据浮力产生的原因F浮=p/S可得，C的下底面受到的水的压强：

      p=F浮/S=30N/30×10−4m2=1×104Pa

当物体A静止受摩擦力时，物体C受到的浮力：

∙受到水平向右的静摩擦力为12N时，物体受到的浮力：

      F浮′=f+GC-GB=12N+50N-20N=42N，

②受到水平向左的静摩擦力为12N时，物体受到的浮力：

      F浮″=GC-GB-f=50N-20N-12N=18N，

物体C所受浮力的最大变化量：

     △F浮=F浮′-F浮″=42N-18N=24N，

    ∵F浮=ρgV排，V=Sh，

    ∴最高水位与最低水位的差：