word版 初中物理2021寒假备战中考力学20练（20）：力学综合计算（提高）1.（2020绵阳）质量5kg、底面积0.05m2的薄长方体水缸放在水平桌面上；原长为0.35m的轻质弹簧下端固定在水缸内底部，上端连接一个底面积0.01m2、高0.1m的圆柱体木块，竖直放置，静止时弹簧长度为0.3m。缓慢往水缸内加水，当木块一半体积在水面之上时，弹簧长度恰好为原长；停止加水，用竖直向下的外力压木块，弹簧长度为0.3m时保持木块不动。已知水的密度=1.0103kg/m3 ， g取10N/kg，认为水缸内横截面积与底面积相等，足够高。求： （1）木块的质量； （2）最后木块不动时外力的大小； （3）最后木块不动时水缸对桌面的压强。 2.（2020武汉）一种新型井盖排水系统如图甲所示，系统结构简化示意图如图乙所示，排水系统由井盖、两个相同杠杆(AOB是其中之一)、容器等组成，AB长度是300mm，AO长度是120mm，井盖的上表面和侧面都有排水孔，下暴雨时，雨水从排水孔经排水管导流到容器中，再从容器底部的排水孔流入下水道，由于容器的排水速度较小，当容器中的雨水上升到一定高度时，容器下降，拉动杠杆，将井盖项起，加速路面排水。当容器中的雨水下降到一定高度时，井盖自动下降盖住井口，不影响车辆、行人的通行。该井盖的质量是28.8kg，不考虑杠杆的质量，不考虑各连接处的摩擦。 （1）球墨铸铁强度高、韧性好，密度是7.2103kg/m3 ， 若上述规格的井盖全部用球墨铸铁制成，则制作一个这样的井盖需要多少立方米的球墨铸铁? （2）下暴雨时，杠杆会将井盖顶起50mm，如图丙所示。两个相同杠杆对井盖至少做了多少焦耳的功? （3）某次调试中，为了节约用水，调试人员将容器底部的排水孔全部堵住，测出容器的质量是4.2kg，再将容器和杠杆组装在一起，直接向容器内匀速注水，注水120秒时井盖刚好被项起，假设在任意时刻水对容器的压力与容器中水的重力大小相等，求每分钟向容器内注水的体积是多少升? 3.（2020河北）边长为20cm的薄壁正方形容器（质量不计）放在水平桌面上，将质地均匀的实心圆柱体竖直放在容器底部，其横截面积为200cm2 ， 高度为10cm。如图1所示。然后向容器内缓慢注入某种液体，圆柱体始终直立，圆柱体对容器底部的压力与注入液体质量的关系如图2所示。（g取10Nkg） （1）判断圆柱体的密度与液体密度的大小关系，并写出判断依据； （2）当圆柱体刚被浸没时，求它受到的浮力； （3）当液体对容器底部的压强与容器对桌面的压强之比为1：3时，求容器内液体的质量。 4.（2020泸州）借浮力起重，是我国古代的一个创造。如图所示为某一次起重涉及的物理原理简化示意图。有一个底面积S1= 2m2的圆柱形空金属容器A平放在水平地面上，其内放置一个厚度不计、底面积S2=1.5m2的圆柱形金属容器B，容器B质量m1=500kg，内装有m2 =3103kg的水。（取g=10N/kg， 水=1.0103kg/m3） （1）求容器B中的水对容器B底部的压强； （2）将容器B中的水往外抽到容器A中，当所抽水的质量m3= 600kg时，则容器B内外水的深度差是多少？此时容器B对容器A的压力是多少？ 5.（2020郴州）一边长为10cm的正方体物块，用细线系在底面积为200cm2的圆柱形容器底部，向容器内加水，物块上浮，被拉直后的细线长10cm。当物块一半体积浸入水中时（如图甲），细线拉力为3N；继续加水，当物块刚好浸没时（如图乙），停止注水，并剪断细线，使物块上浮直至漂浮，求：（g10N/kg）。 （1）物块处于图甲所示状态时所受浮力大小； （2）物块密度； （3）剪断细线后，物块漂浮时，水对容器底部的压强。 6.（2019咸宁）有A、B两个密度分别为A、B的实心正方体,它们的边长之比为1:2,其中正方体A的质量mA为1kg。如图甲所示,将它们叠放在水平桌面上时,A对B的压强与B对桌面的压强之比为4:5;将A和B叠放在一起放入水平桌面盛水的容器中,如图乙所示,水面静止时,正方体B有1/4的体积露出水面,已知水=1.0103kg/m3。求: （1）正方体B的质量mB是多少? （2）A:B是多少? （3）正方体B的密度B是多少? 7.（2019随州）科技人员为了研究“物品匀速投放下水的方法”建立如图模型：轻质杠杆AB两端用轻绳悬挂着两个完全相同的正方体物品甲和乙，甲、乙的边长均为a，密度均为（大于水的密度水），杠杆放在可移动支点P上，物品乙放在水平地面上。起初，物品甲下表面无限接近水面（刚好不被水打湿）。计时开始（t0），上推活塞，使水面以速度v匀速上升直到物品甲刚好完全被水淹没，停止计时（不计物品甲在水中相对运动的阻力）。上述过程中通过移动支点P维持BD绳中拉力恒为乙重力的0.6倍，且杠杆始终水平。（g为已知量）求：（1）物品乙对地面的压强； （2）t0时，BP：PA为多少？ （3）物品甲完全被水淹没时，BP：PA为多少？ （4）任意时刻t时，BP：PA与t的关系式。 8.（2019天门）如图甲所示，有一体积、质量忽略不计的弹簧，其两端分别固定在容器底部和正方体形状的物体上。已知物体的边长为10cm。弹簧没有发生形变时的长度为10cm，弹簧受到拉力作用后，伸长的长度L与拉力F的关系如图乙所示。向容器中加水，直到物体上表面与液面相平，此时水深24cm。求：（1）物体受到的水的浮力。 （2）物体的密度。 （3）打开出水孔，缓慢放水，当弹簧处于没有发生形变的自然状态时，关闭出水孔。求放水前后水对容器底部压强的变化量。 9.（2019安顺）如图所示，水平桌面上放置一圆柱形容器，其内底面积为200cm2 ， 容器侧面称近底部的位置有一个由阀门K控制的出水口，均匀物体A是边长为10cm的正方体，用不可伸长的轻质细线悬挂放入水中静止，此时物体A有 的体积露出水面，细线受到的拉力为12N，容器中水深为18cm。已知细线能承受的最大拉力为15N，打开阀门K，使水缓慢流出，当细线断裂时立即关闭阀门K，关闭阀门K时水流损失不计，细线断裂后物体A下落过程中不翻转，物体A不吸水。 （1）从细线断裂到物体A下落到容器底部的过程中，求重力对物体A所做的功。 （2）物体A下落到容器底部稳定后，求水对容器底部的压强。 （3）阅读后解答： 当细线断裂后，物体A所受重力与浮力将不平衡，物体A所受重力与浮力之差称为物体A所受的合外力F（不计水对物体A的阻力），由牛顿第二定律可知：所受的合外力会使物体产生运动的加速度a，并且合外力与加速度之间关系式为：Fma（式中的F单位为N，a的单位为m/s2 ， m为物体的质量，其单位为kg）通过阅读以上材料，求物体A从全部浸没于水面之下时至恰好沉到圆柱形容器底部的过程中加速度a的大小。10.（2018福建）学校机器人兴趣小组进行“精准吊装”实验，n块长短不一的长方体木块均平放在水平地面上，机器人将木块按长度从小到大依次吊装并对称叠放。已知木块的密度相同，高度均为h=0.2m，密度均为=0.5103kg/m3，长度分别为a1、a2、a3、a4an ， 且长度比为a1：a2：a3：a4：an=1：2：3：n；g取10N/kg。（1）求吊装前长度为a1的木块对试验平台的压强； （2）若该平台能承受的最大压强为Pm=1.5104Pa，平台上最多能叠放几块木块？ （3）若吊装某木块的过程中需要克服木块重力做功60J，吊装下一块需要做功120J，则在吊装下一块需要做功多少？ 11.（2018北部湾）如图所示，实心物体A漂浮在水面上，现利用电动机通过滑轮组拉动A，使A向下运动。已知A的体积为1m3,密度为0.5103kg/m3.动滑轮重为1103N,电动机工作时拉绳子的功率为1.2 103w 且保持不变,不计绳重、摩擦和水的阻力，求:（1）A的重力； （2）A浸没在水中受到的浮力； （3）A向下运动的最小速度； （4）A向下运动过程中，滑轮组机械效率的最大值。 12.（2018成都）如图甲所示，A、B为不同材料制成的体积相同的实心正方体，浸没在圆柱形容器的水中，容器内部底面枳是正方体下表面积的4倍。沿固定方向缓慢匀速拉动绳子，开始时刻，A的上表面刚好与水而相平，滑轮组绳子自由端的拉力大小为F0 ， F随绳端移动距离S绳变化的图象如图乙所示，已知动滑轮的重力G动=5N，g取10N/kg。除了连接A、B间的绳子承受拉力有一定限度外，其它绳子都不会被拉断。滑轮与轴的摩擦、绳的质量等次要因素都忽略不计，忽略水面升降变化。（1）正方体A、B之间的绳子长度L绳是多少？ （2）正方体A和B的密度A、B分别是多少？ （3）整个过程中，水对容器底部压强的最大变化量P是多少？ 13.（2018桂林）小熊在课外实践活动中，用如图甲所示的滑轮组匀速拉动放在树下一水平面上的不同物体，物体受到的摩擦力从100N开始逐渐增加，每次物体被拉动的距离均为1m。根据测量结果画出了该滑轮组机械效率与物体受到摩擦力大小变化的关系图象，如图乙所示。若不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，求：（1）由图乙可知，当物体受到的摩擦力为100N时，滑轮组机械效率是多大？ （2）当滑轮组的机械效率为75%，物体以0.1m/s的速度匀速运动时，该滑轮组的有用功率是多大？ （3）当物体与地面的摩擦力为1500N时，体重为500N的小熊竖直向下拉绳，还能用此滑轮组拉动物体吗？用计算结果说明。 14.（2018绵阳）如图所示，长L1=1m的薄壁正方体容器A放置在水平地面上，顶部有小孔C与空气相通，长L2=0.2m的正方体木块B静止在容器A底面。通过细管D缓慢向容器A内注水，直到注满容器A，木块B上浮过程中上下表面始终水平，木块B与容器A底面和顶部都不会紧密接触。已知水的密度水=1.0103kg/m3 ， 木块的密度木=0.5103kg/m3 ， g取10N/kg。求：（1）注水前，木块B对容器A底面的压强 （2）木块B对容器A底面压力刚好为0时，容器A内水的深度 （3）水注满容器后，容器A顶部对木块B的压力大小 （4）整个过程，浮力对木块所做的功 15.（2018德阳）如图所示为一吊运设备的简化模型图,图中虚线框里是滑轮组(未画出)。滑轮组绳子自由端由电动机拉动,现用该设备先后搬运水平地面上的物体A和B,已知物体重力GA=1.75GB ， 当对A以竖直向上的拉力TA=1500N时,物体A静止,受到地面持力是NA,当对B以竖直向上的拉力TB=1000N时,物体B也静止,受到地面支持力是NB；且NA=2NB求:（1）物体A的重力GA,和地面支持力NA大小； （2）当电动机对滑轮组绳子的自由端施以F=625N的拉力时,物体B恰以速度v被匀速提升,已知此时拉力F功率为500W,滑轮组机械效率为80%,不计各种摩擦和绳子质量,物体B的速度v为多少。 16.（2013贵港）A、B、C是由密度为=3.0103kg/m3的某种合金制成的三个实心球A球的质量mA=90g；甲和乙是两个完全相同的木块，其