20届中考物理压轴培优练 专题08 力学大综合(原卷版)

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1、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:OB3:5,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

2、正确的是( )A人重 500N B图 a 中乙物体对地面的压强为 15250PaC丙物体重 163N D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

3、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 g10N/kg, 水1.010 3kg/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 1.08103kg/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

4、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,OB25m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 g10N/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

5、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

6、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、F 2,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 1.0103kg/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

7、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( 木 水 , 水 1.010 3kg/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

8、 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,求船厢 A 的总重力对 A 所做的功此时浮筒 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

9、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

10、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,F 1:F 227:7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 。(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 :MN5:6,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, O

11、B: OA6:1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1.5l04kg、底面积为 3m2、高为 2m。 (g 取 10N/kg, 水 1.0103kg/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 1.0105N,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

12、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 P0210 4Pa;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 P12.37510 4Pa;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 P25.7510 4Pa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、F 2,已知 F21500N (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

13、,滑轮组的机械效率 ?(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:OB1:2,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)

14、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:OB1:2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 8103kg/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

15、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 G114

16、50N 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 1,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 2,压力传感器显示其对配重 C 的支持力为 N2拉力 F1、F 2 做功随时间变化的图象分别如图乙中、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,4 13 2,88 187 2,5AO2OB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)N 1 与

17、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, 水 1.010 3kg/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

18、 长沙二模)如图是利用电子秤监控水库水位的模拟装置,由细长的长方体 A 和长方体 B、滑轮组、轻质杠杆 CD、电子秤及装水的柱形容器等组成。杠杆始终在水平位置平衡。已知OC: OD2:5,A 的下表面看做是水位为 0,A 的底面积为 0.03m2,高为 0.8m,重为 600N;长方体 B直接放在电子秤上时对电子秤的压强为 104Pa不计绳重与摩擦( 水 1.010 3kg/m3,g 取 10N/kg) 。求:(1)当水位由 0 上升到 A 刚浸没时,容器底部的压强增加多少?(2)当长方体 A 浸在水中深度为 0.3m 时,受到的浮力为多大?(3)当水位由 0 上升到水位为 0.3m 时,杠杆

19、 C 端的拉力之比为 7:6,B 对电子秤的压强变化了1200Pa,则水位上涨过程中,电子秤所受到的最大压力?14 (2017 丽水模拟)某建设工地上,如图所示的塔吊正在起吊一块底面积为 0.9m2、重为 3.6104N 的圆柱形重物,A 为塔吊的配重,塔吊的起重臂 OB 长 20m,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,当载重小车在 B 点时,能安全起吊最大为 1.8104N 的重物。现在载重小车从距离 O 点 8m的载重臂上,准备起吊该圆柱形重物(不计挂钩、滑轮组及钢丝重和摩擦):(1)起吊前,该重物对地面的压强为多大?(2)起吊时,当重物匀速上升时,载重小车下每段钢丝绳

20、受到的拉力为多大?(3)如果以 0.4m/s 的速度将重物匀速提高 20m,则拉力做功多少?拉力的功率有多大?(4)塔吊将重物提起后,为保证安全,载重小车最多能再向 B 点方向移动多远。15 (2017 武汉)三峡升船机是目前世界上技术最难、规模最大的升船机。过往船只驶入升船机中装满水的船厢后,可以竖直升降,大大缩短船只过坝的时间,为了确保运行的安全性,工程师们建造三峡升船机前设计、比对了多种升降船厢的方式。 “水力浮筒式”也是其中一种受到广泛关注的升降船厢方式,下图是它的工作原理图。当进水阀关闭、排水阀打开时,竖井中水位下降,两个相同的浮筒也随之下降,船厢就会上升;反之船厢就会下降。已知船厢

21、装满水后船厢和水的总质量为 1.55107kg,每个浮筒的质量为 1.8107kg,求:(1)若升船机承载着装满水的船厢匀速竖直下行 100m,则重力对船厢和船厢里的水做的功共是多少 J?(2)当质量为 2106kg 的船只驶入装满水的船厢,船厢上升到与上游水位相平时(即图中所示位置) ,进水阀、排水阀都关闭,此时每个浮筒排开水的体积是多少 m3?(不计钢绳和滑轮的重力及摩擦) 。16 (2018 江岸区校级四模)如图甲所示是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图。A 是动滑轮,B 是定滑轮,C 是卷扬机, D 是油缸,E 是柱塞,OB5OF通过卷扬机转动使钢丝绳带动 A 上升,被打捞重物的体积

22、是 V 0.6m3,密度为 4.0103kg/m3,重物出水前滑轮组的效率为 60%,重物出水前卷扬机牵引力做的功随时间变化图象如图乙所示,求:(1)被打捞物体的重力?(2)重物出水前匀速上升的速度?(3)假设起重时 E 始终是沿竖直方向向上的力,忽略吊臂、滑轮及钢丝绳的重力和各种摩擦,物体离开水面后 E 对 OB 至少要施加多大的力才能吊起被打捞重物?17 (2013 天门校级三模)如图是一个上肢力量健身器示意图。配重 A 受到的重力为 1200N,其底面积为5102m2B、 C 都是定滑轮,D 是动滑轮;杠杆 EH 可绕 O 点在竖直平面内转动,OE:0H2:5小成受到的重力为 600N,

23、他通过细绳在 H 点施加竖直向下的拉力为 T1 时,杠杆在水平位置平衡,小成对地面的压力为 F1,配重 A 受到的拉力为 FA1,配重 A 对地面的 P1 为 6103pa小成在 H 点施加竖直向下的拉力为 T2 时,杠杆仍在水平位置平衡,小成对地面的压力为 F2,配重 A 受到的拉力为 FA2,配重 A 对地面的压强 P2 为 4103pa已知 F1: F220:19,杠杆 EH 和细绳的质量均忽略不计。求(1)拉力 FA2;(2)拉力 T2;(3)动滑轮 D 受到的重力 G。18 (2015 秋义乌市校级期中)如图是一个上肢力量健身器示意图,D 是动滑轮;配重 A 的质量为140kg,底面

24、积是 8.0102m2,杠杆 EH 可绕固定点 O 在竖直平面内转动,且 OE:OH 1:2假定运动员体重是 600N,一只脚板与地面的接触面积为 2.0102m2(不计杠杆重、绳重及摩擦,g 取 10N/kg) 问:(1)配重 A 自由放置时对地面的压力、压强分别是多大?(2)若将 A 提离地面,此时人对绳施加 425N 的拉力,动滑轮重为多少?(3)若 A 未提离地面,当配重 A 和人对地面的压强相等且杠杆在水平位置平衡时,人对绳的拉力为多大?19 (2012 石景山区二模)如图是一个上肢力量健身器示意图。配重 A 的底面积为 5102m2,放在地面上对地面的压强 P0 为 2104Pa

25、B、C 都是定滑轮,D 是动滑轮;杠杆 EH 可绕 O 点在竖直平面内转动,OE: OH3:5小成受到的重力为 500N,他通过细绳在 H 点施加竖直向下的拉力为 T1 时,杠杆在水平位置平衡,小成对地面的压力为 F1,配重 A 受到的拉力为 FA1,配重 A 对地面的压强 P1 为 8103 Pa小成在 H 点施加竖直向下的拉力为 T2 时,杠杆仍在水平位置平衡,小成对地面的压力为 F2,配重 A 受到的拉力为 FA2,配重 A 对地面的压强 P2 为 6103Pa已知 F1:F 218:17,杠杆 EH 和细绳的质量均忽略不计。求:(1)配重 A 受到的重力 GA;(2)拉力 T1;(3)

26、动滑轮 D 受到的重力 G。四解答题(共 2 小题)20 (2013 朝阳区一模) 2007 年 12 月 22 日,在海底 23m 深处沉睡 800 多年的“南海一号”古沉船,被“华天龙号”打捞船整体打捞成功。整体打捞是为了保存好文物,将 “南海一号”船体和船上满载的货物连带周围的淤泥一起,按照原状固定在特殊的钢制“沉箱”内,沉箱分为上下两部分,上沉箱质量为 5000T,底面积为 S,高为 a7m,上沉箱整体搬到专门为它建造的广东海上丝绸之路博物馆“水晶宫”内。下沉箱底面积为 S,高为 5m,打捞过程中将留在海底。 “华天龙” 打捞船的吊臂臂架长达 109m。起吊时,电动机带动绞盘拉动直径为

27、 76mm 的钢丝绳,钢丝绳总长度 2200m,分成 64 根钢丝绳通过吊臂顶端的定滑轮拉动动滑轮和吊钩,吊钩下用直径为 110mm 的 32 根钢缆拴住沉箱的 16 个吊点,平稳地缓缓竖直上升,上升过程底面始终保持水平,此时钢丝绳的拉力为 F1,如图 1 所示。当沉箱被吊起离开水面,露出高 h 时,吊臂对动滑轮组的竖直向上拉力是 F 拉。它们的数量关系如图 2 所示。钢丝绳、钢缆所受重力,钢缆在水中的浮力不计,海水的密度为 1.0103kg/m3,g 取 10N/kg。求:(1)当沉箱在水底时,海水对上沉箱顶部的压强。(2)当沉箱在水中匀速竖直上升过程中钢丝绳的拉力 F1 和机械效率(保留

28、1 位小数) 。21 (2013 攀枝花)如图所示,均匀木板 AB,它的中点 O 支在三角形支架上,A 端用绳子系住,绳子另一端固定在 C 处,绳与木板成 30角,B 端和重物 M 通过滑轮组连成一体,木板在水平位置处于平衡状态,与木板相连的绳刚好伸直但无拉力。现将一电动儿童车停在 O 点,木板、绳子所处状态均未发生变化。 已知:木板长 6m,绳子 AC 能承受的最大拉力为 40N,两滑轮重均为 8N,电动儿童车重 50N、车的电动机电源电压 9V、线圈电阻 2、车在木板 AB 上运动时所受阻力 f15N (电动机消耗的电能除了线圈发热外,全部用于做机械功。不计绳重及滑轮组内摩擦。 ) 求:(1)在木板保持水平的条件下,车向左运动的最大距离;(2)若车在木板上正常匀速行驶时的电流为 1.5A,则车在木板上正常匀速行驶的速度为多少?(3)若车从 O 点开始向右正常匀速行驶 2s 时,M 对地的压力为 F1;再向右正常匀速行驶 2s 时,M 对地的压力为 F2且 F1:F 23:2,则 M 的重力为多少?

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