中考物理试题之力学压轴题补充版精编精品教育doc.docx
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中考物理试题之力学压轴题补充版精编精品教育doc
2019年中考物理试题之力学压轴题(补充版精编)
1、(2019山东莱芜)如图是一种常见的饮水机结构剖面图,控水
槽内浮体A与阀门C固定相连,当A恰好浸没时阀门C关闭,A
未浸没时C略有下降,桶内水流入控水槽中。
已知浮体A的体积
为40cm3,阀门C的横截面积为1cm2,不计A、C本身重及大气
压强。
(水的比热容为4.2×103J/(kg.℃),g取l0N/kg)问:
(1)若热胆中储水lkg,加热管将其从初温200C加热到l00℃,这些
水吸收的热量是多少?
(2)浮体A浸没时所受浮力为多大?
(3)浮体A浸没时阀门C受到的压强是多少?
(4)桶内水位的最大高度是多少?
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(1000C-200C)=3.36×105J
解:
(1)水吸收的热量:
(2)浮体A所受浮力:
F浮=水V排g=1.0×103kg/m3×40×10-6m3×10N/kg=0.4N
(3)把阀门C和浮体看作一个整体,受浮力和上方水的压力(重力不计)
整体处于静止状态,所以有阀门C受到的压力:
F=F浮=0.4N
阀门C受到的压强:
P=F=0.4N43=4×103Pa
S1104m3
(4)∵P=ρgh
h=P=341033Pa=0.4m
水g1.0103kg/m310N/kg
2、(2019湖北恩施州)如图所示,一球状载人深潜器自身没有动力,通过绳索(重力忽略
不计)悬吊在母船的下面。
已知深潜器的质量是10吨,体积为8m3,母船的质量是50吨。
若船体在浅水中航行,求母船所受浮力。
解:
设深潜器所受重力为G1、浮力为F1,
则G1=m1g=10×103kg×10N/kg=1×105N
其浮力F1=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8m3=8×104N
设母船所受重力为G2、浮力为F2,
则G2=m2g=50×103kg×10N/kg=5×105N
把母船和深潜器看作一个整体,处于漂浮状态,有:
F2+F1=G2+G1,即F2+8×104N=5×105N+1×105N
解得母船所受浮力F2=5.2×105N
3、(2019无锡)2019年6月,蛟龙号潜水器下潜至7000m以下深度,下面是某同学收集的
蛟龙号潜水器某次海试活动的有关信息;
潜水器5:
29开始下潜,8:
29到达7020m深度。
下潜前,潜水器停放在母船上,潜水器舱内如同闷罐一样湿热,室温达39.7℃,当潜水器下
潜到500m深度时,冷凝水已布满了整个舱壁。
海面海水密度为1.021×103kg/m3,7000m深海处海水密度为1.059×103kg/m3.
蛟龙号潜水器是新一代无缆绳潜水器,配有压载铁,当他潜到海洋深处时,潜水员会适时抛
掉一定数量的压载铁,实现潜水器的悬停或上浮。
(1)潜水器下潜7020m的平均速度是km/h。
(2)潜水器下潜到500m深度时,潜水器内产生了大量的冷凝水,这些冷凝水的形成是。
来源[学科网Z,X,X,K]A.汽化现象B.液化现象C.凝华现象D.凝固现象
(3)如果潜水器在7000m深度时,受到的浮力比他刚潜没在海水中时受到的浮力大7980N,
则潜水器的体积是多少立方米?
设潜水器的体积不变,g取10N/kg。
(4)科考时,如果潜水器在某一区域内以某一速度匀速下降,在到达一定深度后,潜水器
抛弃了重为2460N的压载铁,经过一段时间,潜水器以同样的速度匀速上升,则潜水器在
匀速上升时所受阻力的大小是(设潜水器在该区域受到的浮力不变,所受阻力仅与
速度的大小有关)。
A.4920NB.2460NC.1230ND.615N
解:
(1)2.34(提示:
所用时间t=8:
29-5:
29=3h)
(2)B(3)设刚潜没在海水中时受到的浮力为F浮1,在7000m深度
时受到的浮力为F浮2
由题意可知,F浮2-F浮1=7980N
即ρ2gV排-ρ1gV排=7980N(其中ρ2=1.059×103kg/m3,
ρ1=1.021×103kg/m3)
代入数据,解得V排=21m3,又因潜水器浸没在海水中,所以V物=V排=21m3
(4)C
潜水器匀速下降时,受重力、浮力、竖直向上的阻力。
根据力的平衡知识,有F浮+f=G①
潜水器匀速上升时,受重力、浮力、竖直向下的阻力且浮力与阻力均不变(题中
告诉的)。
根据力的平衡知识,有F浮=G-G压+f②
联立①、②解得,f=G压/2=1230N,故选C.
4、(2019湖北随州市)图
(1),溢水杯中装满水(水的密度用表示),将一正方体木块(棱
长为a)轻轻放入溢水杯中,木块静止时浸入水的深度为a,现在用一根轻细钢针对着木块
3
上表面中心竖直向下施加压力F,F从0慢慢增加,直到木块恰好完全浸没水中。
解题时用、
a、g表示相关量。
(1)求木块恰好完全浸没水中时压力Fm;
a
(2)在F从O增至Fm过程中,木块浸没在水中的深度从增到a,推导出F与间的函
m3
数关系式;
(3)将F、的函数关系图像画在相应的坐标系中,并标出两端点的横、纵坐标。
解:
(1)F=0时(即木块漂浮在水面上),F浮=G,
由阿基米德原理,有G=F浮=gaa2=1ga3
33
木块恰好完全浸没水中时,木块受三个力的作用:
重力、最大浮力、最大压力.
由力的平衡知识时,F浮m=G+Fm,Fm=F浮m一G=ga3-ga3=ga3
33
(2)F为一般值时,因为F从0慢慢增加,所以木块处于平衡状态,
由三力平衡知识得:
F+G=F浮,F=F浮一G,即:
F=ga2-1ga3(a/3≤≤a)
(3)由数学知识可知,压力F与浸入水中深度成一次函数关系,
当F=0时,=a/3;当F=Fm=2ga3时,=a.图像如下图所示:
3
5、(2019湖北黄石市)
(1)配置适当密度的盐水,可以用来为某些农作物选种,把种子放
在盐水中,漂浮的种子是不饱满的,沉底的种子是饱满的,请说明道理.
(2)研究表明,某盐水的密度ρ随深度h而变化,变化规律为ρ=ρ0+kh,式中ρ0=1.0×103kg/m3,
k=1.0×103kg/m4,向此盐水中投放两个用一根轻细线系着的小球A和B,两小球体积均为
1cm3,两球质量分别为mA=1.2g,mB=1.4g,如果每个球在溶液中都处于静止状态,两球球
心相距L=10cm,线是拉紧的且不拉断.(假设盐水足够深且小球所在处的盐水密度取球心
对应深度处的密度值,取g=10N/kg)求:
1A球球心所处的深度值?
2A球所在处盐水的压强是否可以计算?
如果能,请列出计算此处压强的表达式;如果不能,
请说明理由?
③细线对小球的拉力?
解:
(1)在质量一定时,饱满种子的体积要比不饱满的种子的体积小,由密度公
式ρ=m/V知:
饱满种子的密度大;
根据物体的浮沉条件知:
密度大的饱满种子会下沉,而密度小的不饱满种子会上
浮,最终漂浮在水面上.
(2)①设A球所处深度为hA,B球所处深度为hB,由于mA 在A球下方;设A球所在处的盐水密度为ρA,B球所在处的盐水密度为ρB. 则: hB=hA+0.1m, 将A、B看作整体,根据物体的悬浮条件可得: F浮A+F浮B=GA+GB, 即: ρAgVA+ρBgVB=mAg+mBg, (ρ0+khA)V+(ρ0+khB)V=mA+mB, 2ρ0V+2khAV+k×0.1m×V=mA+mB, 代入数据解得: hA=0.25m=25cm, 3A球所在处盐水的压强不能计算,因为随着深度的变化液体密度是变化的,不 能利用p=ρgh计算,若要计算可以求平均值. ③这时,hB=hA+0.1m=0.25m+0.1m=0.35m; ρB=ρ0+khB=1×103kg/m3+1.0×103kg/m4×0.35m=1.35×103kg/m3, B球受到的浮力: FB=ρBgVB=ρBgV=1.35×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣6m3=0.0135N, B球重: GB=mBg=0.0014kg×10N/kg=0.014N, ∵GB=FB+F拉, ∴F拉=GB﹣FB=0.014N-0.0135N=5×10-4N.(说明: 第三问可以以A为研究对象) 答: (1)密度大的饱满种子会下沉,而密度小的不饱满种子会上浮,最终漂浮在 水面上. (2)①A球球心所处的深度为0.25m; ②不能,因为随着深度的变化液体密度是变化的,不能利用p=ρgh计算,若要计 算可以求平均值. ③细线对小球的拉力为5×10-4N. 6、(2019四川凉山州)将体积为1dm3,重27N的金属块,用细绳吊着从水面上方逐渐浸 没于底面积为200cm2的圆柱形容器内的水中,水未溢出。 (g=10N/kg)求: (1)金属块浸没在水中静止时(未接触容器底部),细绳对金属块的拉力大小。 (2)金属块从水面上方到浸没后,水对容器底部压强增加了多少? 解: (1)金属块浸没在水中所受的浮力: F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N 金属块浸没在水中静止时,受重力、浮力、拉力三个力的作用 所以有: F+F浮=G,即F+10N=27N,解得F=17N (2)金属块浸没在水中排开水的体积V排=V物=1×10-3m3 水面上升的高度Δh=V排/S=1×10-3m3/(200×10-4m2)=0.05m 水对容器底部增加的压强Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500pa 2 7、(2019西宁)如图所示,放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器重6N,底面积100cm,弹 簧测力计的挂钩上挂着重为27N的金属块,现将金属块浸没水中,容器内水面由20cm上 升到30cm(g=10N/kg).求: (1)金属块未放入水中时(如图所示),容器底部受到的水的压强: (2)金属块的密度; (3)金属块浸没水中静止后弹簧测力计的示数; (4)金属块浸没水中后(未于底部接触),容器对桌面的压强. 解: (1)金属块未放入水中时容器底部受到的水的压强: p1=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa; (2)金属块的体积为V金=V排=Sh排=S(h2﹣h1)=0.01m2×(0.3m﹣0.2m)=0.001m3, 金属块的密度为ρ金==
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