中考物理压轴题及答案﹎.pdf
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1、学习好资料欢迎下载 2012 中考物理压轴题及答案一 1图 26 是某科研小组设计的在岸边打捞水中物品的装置示意图。该装置由悬挂机构和提 升装置两部分组成。 悬挂机构由固定杆OD和杠杆 BC构成,O为杠杆 BC的支点,CO :OB=4:1。 配重 E 通过绳子竖直拉着杠杆B 端,其质量mE=500kg 。安装在杠杆 C端的提升装置由支架、 电动机 Q、定滑轮 K 及动滑轮 M 构成。其中支架和电动机Q 的总质量 mQ=12kg ,定滑轮 K 和 动滑 轮 M 的质量均为m0。可利用遥控电动机拉动绳子,通过滑轮组提升浸没在水中的物品。 在一次打捞一批实心金属材料过程中,金属材料浸没在水中匀速竖直
2、上升,此时电动机Q 牵 引绳子的功率为P1,绳子 H 端的拉力为 F1,金属材料上升速度 大小为 v1, 地面对配重E 的支持力为 N1, 滑轮组的机械效率为1; 在金属材料全部露出水面后匀速竖直上升的过程中,绳子 H 端的 拉力为 F2, 地面对配重 E 的支持力为 N2, 滑轮组的机械效率为2。 已知 F1=200N ,v1=0.2m/s ,2=95% ,N1:N2=6:1,绳和杠杆的质 量、捆绑金属材料的钢丝绳的质量和体积、滑轮与轴及杠杆支点 处的摩擦、 水对金属材料的阻力均可忽略不计,g 取 10N/kg 。 求: (1)金属材料浸没在水中匀速上升时电动机牵引绳的功率 P1; (2)动
3、滑轮 M 的质量 m0; (3)被打捞金属材料的密度金。 2如图 22 甲,轻质杠杆AB 能绕固定点 O 在竖直平面内转动,水平地面上的配重N 通过细绳竖 直拉着杠杆B 端,使用过程中杠杆始终在水平位置平衡。已知AO:OB=2:5。当圆柱形物体M 浸没 在水面以下匀速上升时,作用在绳子自由端的拉力为F1,配重 N 对地面的压强为P1,滑轮组的机械 效率为 1;当物体 M 的上表面露出水面20cm 时,作用在绳子自由端的拉力为F2,配重 N 地面的压 强为 P2,滑轮组的机械效率为2;当物体 M 全部露出水面后匀速上升时,作用在绳子自由端的拉力 为 F3,配重 N 对地面的压强为 P3,滑轮组的
4、机械效率为3;已知滑轮组中大小两种滑轮的质量之比 为 9:2,配重 N 的质量为 64.8kg ,物体 M 的底面积为600cm 2,物体 M 的质量与体积的关系的图像 如图 22 乙所示,若F1:F25:6,P1:P36:5,(不计水的阻力、绳重和摩擦,g 取 10N/kg ), 求: (1)当滑轮组的机械效率为88%时,物体 M 受到的浮力; 电动机 Q B C O D 定滑轮 K 动滑轮 M H 甲 金属材料 图 26 E 学习好资料欢迎下载 (2)出水后如果物体M 以 0.1m/s 的速度匀速 上升,小明作用在绳子自由端拉力F3的功率。 图22甲图22乙 3如图19甲所示是液压汽车起重
5、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。通过卷扬机转动使钢丝绳带动A上升,被打捞重物的体积是V0.6m 3。若在 打捞前起重机对地面的压强p01.9 10 7Pa,当物体在水中匀速上升时起重机对地面的压强比打捞前 增大了 0.610 7Pa,重物完全出水后匀速上升时起重机对地面的压强比打捞前增大了 0.8 10 7Pa。假 设起重时 E沿竖直方向,重物出水前、后E对吊臂的支撑力 N1与N2之比为 1013,重物出水前卷扬机 牵引力做的功随时间变化的图象如图19 乙所示。吊臂、定滑轮、钢丝绳的重以及轮与绳的摩擦不计。 (g取10N/kg )求:
6、(1)被打捞物体的重力; (2)重物出水前滑轮组的机械效率; (3)重物出水前匀速上升的速度。 图 19 A B D C E O F 乙 1. 210 5 W/ J 2. 410 5 3. 610 5 4. 810 5 0 t/20 40 10 30 学习好资料欢迎下载 4. 工人用图 25 所示装置,打捞深井中的边长为30cm 的正方体石料,石料的密度为 3 103kg/m 3。装置的 OC 、DE、FG三根柱子固定在地面上, AB 杆可绕 O点转动,AO:OB=1:2,边长为 L 的正立方体配重 M 通过绳竖直拉着杆的B 端。现用绳子系住石料并挂在滑轮 的钩上,工人用力沿竖直方向向下拉绳,
7、使石料以0.2m/s 的速度从水中匀速提升。AB 杆始终处于水平位置,绳子的 质量、轮与轴间的摩擦均不计,g 取 10N/kg 。求: (1)如果石料在水中匀速上升时滑轮组的机械效率是1, 石料完全离开水面后滑轮组的机械效率是2,且 1: 2=83:84 ,求石料在水中匀速上升过程中,工人拉绳的功率 多大? (2)若石料在水中匀速上升时,配重对地面的压强为6500 帕,石料完全离开水面后, 配重对地面的压强为4812.5 帕;求配重M 的密度。( 7 分) 5. 质量为 60kg 的小明站在水平地面上,利用如图21 甲所示装置提升物体A。物体 A 的质量 mA为 74kg ,底面积 SA为 2
8、 10 -2m2。当小明施加竖直向下的拉力为 F1时,物体 A 未被拉 动,此时物体 A 对地面的压强p 为 510 3Pa,小明对地面的压强为 p1;当小明施加竖直向 下的拉力为F2时,物体 A 恰好匀速上升,拉力 F2做的功随时间变化的图象如图21 乙所 示。小明对地面的压强为p2,且 p1:p2=16: 15 。已知 B、C、D、E 四个滑轮的质量相同, 不计绳重和摩擦,g 取 10N/kg 。求: (1)当小明施加竖直向下的拉力F1时,物体 A 对地面的压力 FN; (2)每个滑轮所受的重力G0; (3)小明施加竖直向下的拉力F2时,物体上升的速度。 甲 F 配重 图 25 D E C
9、 B A 450 W/ J 900 1350 1800 学习好资料欢迎下载 6.如图 21 所示,一根长10m 粗细不均匀的金属路灯杆,放在水平地面上。工人竖直向 下用力 F1 拉甲滑轮组的绳端, 使路灯杆的A 端恰好离开地面时, 人对地面的压力为N1, 匀速略微向上提起路灯杆的过程中,滑轮组的机械效率保持不变为 1;当该工人竖直 向下用力 F2 拉乙滑轮组的绳端,使路灯杆的B 端恰好离开地面时,人对地面的压力为 N2, 匀速略微向上提起路灯杆的过程中,滑轮组的机械效率保持不变为 2; N1N2 =4 5,F1F2 =95, 1 2 =10 9。每个动滑轮重均为50N,滑轮组的绳重、绳的伸 长
10、和轮轴间摩擦可以忽略,g = 10N/kg 。 求:( 1)工人重 G人。( 2)路灯杆重 G 杆。( 3)起重机将路灯杆保持水平状态吊起 时,钢缆应系在何处? 图 21 B A B A 甲 乙 学习好资料欢迎下载 7、人站在船上打捞沉没在河中的瓷器,船上的装置如图所示。 为了打捞重400N的瓷器, 把瓷器放入一个合金制的筐内,合金筐重 80N ,瓷的密度是2.5 10 3 /m 3,合金的密度 是 8.0 10 3 /m 3。不计绳子重和滑轮轴与轮的摩擦时,当人站在船上竖直向下缓慢匀 速拉动绳子,拉动水中铁筐时,不计水的阻力,人对船板的压强为P1,滑轮组的机械效 率为 1;当铁筐离开水面后,
11、保持人脚与船板的接触面积不变,人对船板的压强为P2, 滑轮组的机械效率为2。若P1P2=7760, 12=3033,求人重和动滑轮重(g 取 10N/kg)。( 7 分) 8、干簧管(也叫干簧继电器)具有比一般机械开关结构简单、体积小、工作寿命长等 优点,如图 22 为干簧管的结构示意图。其外壳是一根密封的玻璃管,管中装有两个铁 质的弹性簧片电板,还灌有一种惰性气体。平时,玻璃管中的两个由特殊材料制成的磁 图 14 学习好资料欢迎下载 簧片是分开的。当有磁性物质靠近玻璃管时,在磁场的作用下,管内的两个簧片被磁化 而互相吸引接触,簧片就会吸合在一起,使结点所接的电路连通。外磁力消失后,两个 簧片
12、由于本身的弹性而分开,线路也就断开了。因此,作为一种利用磁场信号来控制的 线路开关器件。小美同学想用干簧管制作水位自动报警装置,设计了一个装置,其结构 简图如图 23 甲所示,当水面有微小变化,经装置后都会将变化放大,进行报警。在调 整过程中,当在绳子自由端施加一竖直向下的力F,使物体A浸没在水中被匀速竖直向 上吊起时,滑轮组装置的机械效率为80% ,已知物体A的体积为 200cm 3。小东同学为了 使小美设计的装置更稳定,在小美设计的装置基础上,增加了一个杠杆,其设计简图如 图 23 乙所示 ( 干簧管所在电路此处没有画出),当杠杆水平时,物体A有一半体积露 在水面外, 绳子自由端悬挂重3N
13、的永磁铁能使装置平衡,磁铁处于干簧管1 和干簧管 2 水位报警器之间,当永磁铁沿竖直方向离平衡位置,到达上或下干簧管时,电路报警器 就响起,已知 5 8 OD OC L L 。当水箱内换盛其它某液体x 时,要想使杠杆仍能在原液面处处 于平衡状态,起到报警作用,小东调节绳子自由端所挂永磁铁的质量,当永磁铁的质量 为 0.316 Kg 时,杠杆水平,装置处于平衡状态。本题中细绳和杠杆的质量、滑轮与轴 的摩擦、液体对物体的阻力均忽略不计,g 取 10N/kg 。求: (1)物体 A的密度是多少? (2)所盛液体x 的密度为多少? 图 22 O C D A 干簧管 1 永久磁 干簧管 F 学习好资料欢
14、迎下载 9、如图 22 甲所示,渗水井的排水管的管口,恰好被一块底面积S为 0.2m2,厚度 d 为 0.2m 的圆柱形石块A 盖严,渗水井中有深度h 为 0.5m 的水不能排放, 小明站在地面上 准备通过滑轮组将石块取出。当石块刚刚被水平提起,且水未排出时,小明对绳子的拉 力为 F1,地面对小明的支持力为 N1;水被全部排出,当石块匀速上升时,小明对绳子 的拉力为 F2,地面对小明的支持力为N2,滑轮组的机械效率为 80%,小明拉绳的功 率为 P,石块上升的路程随时间变化的图像如图22 乙所示。已知:小明所受重力G为 800N,N1N213,g 取 10N/kg ,不计绳的质量,不计滑轮与轴
15、的摩擦。求: (1)水未排出时,水对石块顶部的压力F; (2)石块 A 的密度 A; (3)小明拉绳的功率P。 图 22 乙 0.1 s/m 0.2 0.3 0.4 0 t/ s 10 20 5 15 甲 排水管 A 渗水井 学习好资料欢迎下载 10、图 23 是一个建筑工地提升物体的装置示意图,其中AB是一个以O为支点的杠杆, 且AO:OB=3:5 ,D是一个系在杠杆B端的配重物体,单独放在地面给地面压p0=3.15 10 4Pa 强。人可以通过固定在杠杆A端的滑轮组提升物体。有一质量为70kg 的工人站在水平 地面上,他利用该装置以0.05m/s 的速度匀速提升钢材A时,地面给工人支持力为
16、N1, 做功与时间变化如图24 所示,对地面的压强p1=2.1 10 4Pa;他利用该装置匀速提升钢 材 B 时,地面给工人的支持力为N2,N1: N2=8:3 ,工人向下的拉力为F2;GAG动=31, 每个滑轮质量都相等,绳重及滑轮与轴的摩擦不计,不计杆的重力,g取 10N/kg。求: (1)工人提升钢材A时向下的拉力F1; (2)工人提升钢材B时滑轮组的机械效率 (3)工人提升钢材B时配重D给地面的压强。 A B O 图 23 D 50 W/ J 100 150 200 0 t/ s 2 40 10 30 图 24 学习好资料欢迎下载 参考答案 1、.解:( 1)金属材料浸没在水中匀速上升
17、时,电动机牵引绳子的功率为 P1=F13 v1=200N 3 0.2m/s=120W (2 分) (2)金属材料浸没在水中匀速上升时,以支架、电动机Q、定滑轮 K 为研究对象, 受力分析图如图5 所示,配重 E 的受力分析图如图6 所示,杠杆上C点、B 点受力分析 图如图 7 所示。(说明:受力分析图正确得 1 分) 1C F=FC1, 1B F=FB1 , FC1 CO= FB1 OB 图 7 B C FB1 FC1 O FB1 N1 mEg 图 6 FC1 图 5 3F1 GQ+G0 学习好资料欢迎下载 1C F=3F1+ GQ+G0 FB1= C1 F OB CO 4(3 F1+ GQ+
18、G0) )+(34- 01EB1E1 GGFGFGN Q 金属材料离开水面后匀速上升的过程中,以支架、电动机 Q、定滑轮 K 为研究对象, 受力分析图如图8 所示,配重 E 的受力分析图如图9 所示,杠杆上C点、B 点受力分析 图如图 10 所示。 2 C F=FC2, 2 B F=FB2 , FC2 CO= FB2 OB 2C F=3F2+ GQ+G0 FB2= C2 F OB CO 4(3F2+ GQ+G0) )+(34- 02EB2E2 GGFGFGN Q (1 分) 解得: G0=50N,m0=5kg (1 分) (3)金属材料浸没在水中匀速上升时,以动滑轮和被提升的金属材料为研究对象
19、, 受力分析图如图11 所示,金属材料离开水面后匀速上升的过程中,以动滑轮和被提升 的金属材料为研究对象,受力分析图如图12 所示。 F1= F1,F2= F2 F 浮+3F1=G0+G 3F2=G0+G 解得: F浮=400N ,G =950N (1 分) 95% 3 3 2 02 2 2 2 F GF W W 总 有 1 6 )(34 )(34 0Q2E 0Q1E 2 1 GGFG GGFG N N FB2 N2 mEg 图 9 2C F 3F1 F浮 G0+G 图 11 3F2 G0+G 图 12 图 8 3F2 GQ+G0 图 10 B C FB2 FC2 O 学习好资料欢迎下载 根据
20、阿基米德原理F浮=水g V,解得: V = F浮 水g =4 10 -2m3 金属材料密度 = m V = G gV =2.4 10 3kg/m3 (或 2.37510 3kg/m3)(1 分) 2、当物体 M 浸没在水面以下匀速上升时,对大动滑轮和物体M、杠杆及配重N 平衡 状态下的受力分析如图22 甲所示。 当物体 M 浸没在水面以下匀速上升时,对大动滑轮和物体M、杠杆及配重N 平衡状 态下的受力分析如图22 乙所示。 当物体 M 全部露出水面以后匀速上升时,对大动滑轮和物体M、杠杆及配重N 平衡 状态下的受力分析如图22 丙所示。 图 22 甲 G动大 3F1 F 浮1 GM 5 2 B
21、O AO FB1=GNN1 FA1=2F1+G动小 B A O FB1FB1 N1 GN G 动大 3F2 F浮2 GM 5 2 BO AO FB2=GNN2 FA2=2F2+G动小 B A O FB2FB2 N2 GN 图 22 乙 5 2 BO AO FB3=GNN3 FA3=2F3+G动小 B A O FB3FB3 N3 GN GM G动大 3F3 学习好资料欢迎下载 GN mNg64.8kg10N/kg 648 N M 2.710 3kg/m3 动 大动 小 GG 9 2 物体的上表面露出20cm 后,物体露出水面的体积是:V露0.06m 20.2m=0.12m3 物体减小的浮力是:
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