题型03 大单元综合复习——力学综合分析与计算（原卷版）

重难题型突破 题型03 大单元综合复习——力学综合分析与计算 力学综合分析计算题是中考物理中经典的题目，力学综合分析计算题一直都是作为一道较难题的形式 出现在中考试卷中。 力学计算公式： 速度公式：v=s/t； 密度公式：ρ=m/v； 重力公式：G=mg； 压强公式：p=F/S； 液体压强公式：p=ρg； 浮力测量公式：F 浮=G―F； 阿基米德原理公式：F 浮=G 排=ρ 液gV 排； 杠杆的平衡条件公式：F1l1=F2l2）； 功的定义式：=Fs； 功率定义式：P=/t； 滑轮组（竖直使用滑轮组）规律公式：F =G 总/； 滑轮组费距离公式：s=； 机械效率（滑轮）定义式：η=有/总； 三种功的关系式：总=有+额。 ►考向一 力学综合分析 1．（2023·海南）4 月26 日我省举行了首届中学生自制水火箭比赛。参赛选手对水火箭打气，拉开 气阀，水向下喷出，水火箭一飞冲天。在水火箭上升过程中，下列说法正确的是（ ） ．水火箭能起飞是受到水对它向上的推力 B．水火箭受到的重力不变 ．水火箭的动能一直增大 D．水火箭的重力势能一直增大 2．（2023·淄博）“做中学”是一种重要的学习方式，小明用吸管进行科学研究，正确的说法是（ ） ．图甲：吸管的一端做得很尖，是为了减小压强 B．图乙：用吸管制成水气压计，从山下移到山顶时管内的水柱下降 ．图丙：用吸管自制温度计显示温度高低，利用了液体热胀冷缩的性质 D．图丁，用吸管对着两个乒乓球的中间吹气，乒乓球会向两边分开 3．（2023·陕西）如图，是被誉为“十年长安号丝路新驼队”的中欧班列，它促进了“一带一路” 沿线国家的经济、文化交流。关于该列车说法正确的是（ ） ．铁轨下方铺设的轨枕，可以减小列车对地面的压力 B．列车在平直轨道上静止时，列车对铁轨的压力和铁轨对列车的支持力是一对平衡力 ．列车在平直轨道上匀速行驶时，处于平衡状态 D．列车在减速进站的过程中，因不受力而逐渐停下来 4．（2023·雅安）关于如图所示的四个实验，描述错误的是（ ） ．图甲：一瓶橙汁先后放在相同的海绵上，海绵凹陷程度不同，说明压力大小不同 B．图乙：在水中，压强计的探头所处的深度减小，它受到水的压强也随之减小 ．图丙：连通器中装入同种液体，液体静止时，连通器各部分的液面总保持相平 D．图丁：将自制气压计从山下移动到山上，气压计细玻璃管中的液面会上升 5．（2023·西藏）“风雨兼程十余载，逐梦蓝天向未来”。承载着中国人“大飞机梦”的919 于 2023 年5 月28 日圆满完成首个商业航班飞行，该机型的全部设计均由中国人自己的团队自主完成，标 志着中国航空工业的飞跃。下列描述正确的是（ ） ．飞机在空中飞行时相对于地面是静止的 B．乘客乘坐飞机时系好安全带是为了减小惯性 ．飞机停在机场时，它受到的重力和地面对它的支持力是一对平衡力 D．飞机产生升力的原因是机翼上表面受到的压力大于下表面受到的压力 6．（2023·呼和浩特）关于下面四幅图，下列说法正确的是（ ） ．甲图是行走在沙漠中的骆驼，它之所以不会陷入沙中，是因为它对地面的压力和压强都大 B．乙图是工作中的船闸，其原理是连通器 ．丙图是自制水气压计，把它从山脚移到山顶，细管内水柱下降 D．丁图中，口含b 管对管上方吹气，管水面上升是因为流速越大的位置压强越大 7．（2023·聊城）杂技是我市对外文化交流的重要名片，也是国家级首批非物质文化遗产。如图是 杂技表演中男演员举着头上顶碗的女演员，并在舞台上保持静止的情景。关于此情景下列说法正确的是（ ） ．女演员相对于男演员是运动的 B．女演员对头上的碗没有做功 ．男演员所受的重力与舞台对男演员的支持力是一对相互作用力 D．女演员对男演员的压力与男演员对女演员的支持力是一对平衡力 8．（2023·甘孜）2022 年北京成功举办了冬奥会，图为冬奥会的部分比赛项目。下列说法正确的 是（ ） ． 运动员用力向后蹬地才能前进，说明运动需要力来维持 B． 运动员在空中下落的过程中，运动员受到的重力不做功 ． 打出去的冰球仍能继续向前运动，是因为冰球具有惯性 D． 运动员在冰面上沿曲线向前滑行时，其运动状态未改变 9．（2023·菏泽）中国空间站里（重力的效果忽略不计）宇航员通过扶手控制自身的姿态，如图所 示。下列说法正确的是（ ） ．在空间站里宇航员的惯性消失 B．宇航员要想从静止运动起来，可以通过对扶手施加力实现 ．宇航员离开扶手获得速度后，因不受力会慢慢停下来 D．宇航员对扶手的拉力与扶手对宇航员的拉力是一对平衡力 10．（2023·东营）下列体育运动中，用物理知识解释合理的是（ ） ．通常说球门是静止的，是以操场上滚动的足球为参照物 B．穿钉鞋参加百米赛跑，是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的 ．引体向上时，悬挂在单杠上静止的同学受到的拉力和重力是相互作用力 D．推出去的铅球能继续运动，是因为受到推力的作用 11．（2023·锦州）关于压力和压强在生活中的应用，下列说法中正确的是（ ） ．菜刀的刀刃磨得很薄，是为了增大压力 B．茶壶的壶嘴和壶身构成一个连通器 ．高压锅利用了气压越大，液体沸点越低的原理 D．用吸管喝饮料时，杯里的饮料是被嘴的“吸力”吸上来的 12．（2023·德阳）下列体育项目中的一些现象，运用物理知识解释错误的是（ ） ．拔河运动中甲队赢得乙队，但双方的相互作用力是一样大的 B．运动员投出篮球后，手对篮球不产生力的作用 ．足球比赛中，前锋运动员将足球踢向球门，说明力可以改变足球的运动状态 D．滑冰运动员在比赛中穿与冰面接触面积小的冰鞋，减小了对冰面的压强 13．（2023·哈尔滨）物理与生活息息相关，下列说法中不正确的是（ ） ．甲图：汽车安全带做的比较宽——减小压强 B．乙图：跳远时助跑，使自己跳得更远——利用惯性 ．丙图：弹簧发条式钟表的钟摆摆动——利用弹性势能 D．丁图：轮胎上有凹凸不平的花纹——减小摩擦 14．（2023·泰州）同学们在垫排球时，当排球离开手腕后，下列分析正确的是（ ） ．排球能继续向上运动是由于受到惯性的作用 B．排球向上运动的过程中，受到重力和手腕对排球托力的作用 ．排球离开手腕后，手对排球不做功 D．假如正在上升的排球所受的力全部消失，它将保持静止 15．（2023·牡丹江）下列对生产生活现象的描述正确的是（ ） ． 铁轨铺在枕木上，通过增大受力面积减小压力 B． 三峡五级船闸，利用连通器的原理工作 ． 吸盘被压在墙上，受到的压力等于摩擦力 D． 高铁站的安全线，利用流体流速大的位置压强大的原理设置 16．（2023·牡丹江）如图所示，平板支撑是我市首届中小学生“核心体能大比武”项目之一。当 人支撑在地面上静止时，说法正确的是（ ） ．以脚为支点，人相当于省力杠杆 B．地面对前臂的支持力等于人的重力 ．静止支撑的过程中，支持力对人做了功 D．人对地面的压力与地面对人的支持力是一对平衡力 17．（2023·青岛）（多选）生活中许多现象都与我们学过的物理知识相关。下列对物理现象解释 合理的是（ ） ．太空中没有空气，离得再近的航天员之间也只能通过无线电交谈， 是因为真空不能传声 B．飞机机翼设计成上凸下平的形状，是运用了气体流速越大的位置压强越小的原理 ．菜刀用过一段时间后要磨一磨，是因为减小受力面积能减小压强 D．拉开的弓能将箭射出， 是因为动能可以转化为弹性势能 18．（2023·威海）（多选）国家倡导全民健身，威海建设了许多体育主题公。下列运动项目涉及 到的物理知识描述正确的是（ ） ．打羽毛球——羽毛球运动到最高点时，羽毛球受力不平衡 B．打篮球——投篮时篮球划过一条弧线，因为篮球受到重力作用 ．踢足球——踢出去的足球在草地上越滚越慢，因为足球的惯性越来越小 D．引体向上——手握单杠身体向上运动时，手对单杠的拉力大于单杠对手的拉力 19．（2023·阜新）（多选）木棒的一端缠绕铜丝可以制成一个简易的密度计。甲乙两个相同的容 器中装有质量相等的不同液体。将该密度计分别放入甲乙容器中，静止后密度计的位置如图所示，下列判 断正确的是（ ） ．甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度 B．密度计在甲、乙容器中排开液体的质量相等 ．甲容器中液体对容器底的压强等于乙容器中液体对容器底的压强 D．未放入密度计前，甲容器对桌面的压强大于乙容器对桌面的压强 20．（2023·锦州）（多选）装有不同液体的甲、乙两个相同容器放在水平桌面上，将装有适量水 的瓶子（瓶盖密封）先后置于甲、乙两容器中，瓶子静止时如图所示，此时两容器中液面相平。下列说法 中正确的是（ ） ．甲、乙两容器中，瓶子受到的浮力相等 B．甲、乙两容器中，液体对容器底部的压力相等 ．甲容器对水平桌面的压强小于乙容器对水平桌面的压强 D．甲中瓶内水对瓶底的压力大于乙中瓶内水对瓶盖的压力 21．（2023·锦州）（多选）2023 年5 月15 日，辽宁男篮获得2022—2023 赛季B 总冠军。关 于篮球比赛时出现的场景，下列说法中正确的是（ ） ．篮球出手后还能继续运动，是因为受到惯性的作用 B．篮球表面做得凸凹不平是为了增大和手之间的摩擦 ．投篮时，篮球出手后到达最高点时处于平衡状态 D．篮球离开篮筐下落过程中，重力势能转化为动能 22．（2023·抚顺）（多选）水平桌面上两个质量相同、底面积不同的容器中，装有质量相等的水。 将两个橡胶吸盘吸合在一起放在其中一个容器中漂浮，如图甲所示；又将这两个橡胶吸盘分开后放入另一 个容器中，吸盘沉底，如图乙所示。甲、乙两图容器中的水深度相同。下列说法正确的是（ ） ．橡胶的密度大于水的密度 B．甲图容器底受到水的压强大于乙图容器底受到水的压强 ．甲图容器对桌面的压强小于乙图容器对桌面的压强 D．两吸盘在甲图容器中所受浮力大于在乙图容器中所受浮力 ►考向二 力学综合计算 23．（2023·十堰）如图甲是中国海军十堰舰停泊在港湾时的情景，相关参数如下表；执行任务过 程中，该舰以恒定最大推进功率航行；（g 取 ）求： 排水量 吃水深 度 最大航 速 最大推 进功率 （1）十堰舰满载停泊在港湾时所受浮力大小； （2）若十堰舰从静止出发，加速航行 时达到最大航速，图乙是本次航行的 图像，求加速 阶段的平均速度； （3）十堰舰以最大航速水平匀速直线航行时，十堰舰所受阻力大小。 24．（2023·雅安）一棱长为 的正方体物块放在盛有40L 水的薄壁圆柱形容器中，容器重为 10，底面积为 。现用竖直向下大小为20 的力F 作用在物体上，物体刚好浸没于水中静止，如图所 示（ ，g 取10/kg）。求： （1）物块下表面受到水的压强； （2）物块受到的浮力； （3）容器底部对水平地面的压强。 25．（2023·西藏）2021 年6 月25 日，西藏自治区首条电气化铁路拉林铁路开通运营，历史性地 实现复兴号动车组对31 个省区市的全覆盖，翻开了西藏和高原铁路建设发展新篇章。旦增乘坐某次列车 从拉萨去林芝旅游，列车经过平直的藏木特大桥时，如图（甲）所示，他用手表测量了自己通过大桥的时 间，上桥和离桥时的手表示数如图（乙）所示。通过查询资料得知列车功率约为5×106，若列车过桥时速 度保持25m/s 不变。求： （1）旦增过桥所用的时间； （2）大桥的长度； （3）列车过桥时所受阻力的大小。 26．（2023·青岛）“国之重器”中的起重船在我国很多伟大的工程中发挥着重要作用。起重船的 工作就是将重物起吊移至指定位置。如图甲所示，一艘起重船自身质量m1=10000t，要吊装的重物质量 m2=1000t。（取g=10/kg，ρ 水=10×103kg/m3） （1）起重船带着重物一起漂浮在水面上时，排开水的体积是多少？ （2）起重机将该重物匀速提升了30m，它的电动机所做的功是75×108，则起重机的机械效率是多 少？ （3）为了防止起重船吊装重物时发生倾斜，在起重船的船体两侧建造了由许多小舱室组成的水舱。 起重船吊起重物后，就通过抽水机将一侧水舱里的水抽向另一侧水舱来保持起重船平衡，示意图如图乙所 示。 小海设计了一种用力传感器感知抽水量的长方体水舱模型，其底面积为2m2，示意图如图丙所示，其 中是固定的力传感器，能够显示B 对它的压力或拉力的大小；B 是质量和体积均可忽略的细直杆，B 的上 端固定在上，下端固定在物体上；物体是质量为20kg、高度为2m 的圆柱体。水舱中装有42m3的水， 抽水机将水抽出的过程中，力传感器示数F 的大小随抽出水的体积V 变化的图象如图丁所示。当力传感器 示数为0 时，剩余的水对舱底的压强是多少？ 27．（2023·攀枝花）如图所示，甲、乙两容器放置在同一水平桌面上，容器中装有一定量的水， 且容器甲中的液面低于容器乙中的液面；容器乙底部有一阀门S，打开后能够将容器乙中的水全部放出。 体积相同的小球、B 用不可伸长的轻质细绳通过两滑轮连接后，分别置于甲、乙容器中。小球沉在容器甲 的底部，小球B 有一半浸在水中，此时轻绳刚好伸直，对小球的拉力为零。现打开阀门S，使容器乙中的 水缓慢减少，当小球B 露出水面部分的体积为其总体积的五分之四时，小球开始上浮。连接小球、B 的轻 绳始终处于竖直状态，忽略细绳与滑轮之间的摩擦，容器乙中的水足够深，求： （1）小球、B 的质量之比； （2）小球能露出水面部分的体积与其总体积之比的最大值。 28．（2023·重庆）桔槔是《天工开物》中记载的一种原始的汲水工具。如图所示，硬杆用细绳悬 挂在树上，杆可绕 点自由旋转且与树之间无作用力，用细绳将重力为20、容积为 的桶悬挂 在 端，在 端重120 的拗石辅助下，人可轻松将一桶水从井中提起， ；悬挂桶的绳子始终 保持在竖直方向上，忽略杆和绳的重力。 （1）桶装满水时，求水的质量； （2）空桶在井中漂浮时，求桶排开水的体积； （3）一重力为480 的人用桔槔将装满水的桶提出水面后（忽略桶外壁沾水），桔槔处于平衡状态时， 人与地面的受力面积为500m2，求人对地面的压强。 29．（2023·广元）如图所示，某工人利用滑轮组将一个工件沿水平地面匀速拉动到加工点。拉动 过程中，工人对绳的拉力始终沿竖直方向，工人双脚始终与水平地面接触且接触面积为 。工人对地 面的压强为 ；此工人的质量为70kg，两个动滑轮的质量共为10kg，绳重、绳与滑轮之间的摩 擦均忽略不计，g 取10/kg。求： （1）工人的手对绳的拉力大小； （2）工件移动过程中，地面对工件摩擦力的大小； （3）滑轮组在此次工作中的机械效率。 30．（2023·成都）如图所示，薄壁长方体容器放在水平桌面上，底面积为 ，高为12m，质 量为 。容器内装有144g 水。均匀实心立方体B 和的边长都为4m，质量分别为 ， 。已知 ， 。忽略实心立方体吸水、容器壁厚度等次要因素。 （1）求容器对水平桌面的压强。 （2）若将B 缓慢放入容器中，请分析B 平衡时的状态，并求出B 放入前后水对容器底部压强的变化 量。 （3）若将放在B 上，再将它们缓慢放入容器中，平衡时与B 的接触面水平，求对B 的压力。 31．（2023·安徽）“浮沉子”最早是由科学家笛卡尔设计的。小华用大塑料瓶（大瓶）和开口小 玻璃瓶（小瓶）制作了图1 所示的“浮沉子”；装有适量水的小瓶开口朝下漂浮在大瓶内的水面上，拧紧 大瓶的瓶盖使其密封，两瓶内均有少量空气。将小瓶视为圆柱形容器，底面积为S，忽略其壁厚（即忽略 小瓶自身的体积）。当小瓶漂浮时，简化的模型如图2 所示，小瓶内空气柱的高度为。手握大瓶施加适当 的压力，使小瓶下沉并恰好悬浮在图3 所示的位置。将倒置的小瓶和小瓶内的空气看成一个整体，的质量 为m，水的密度为 ，g 为已知量，求： （1）图2 中所受浮力的大小； （2）图2 中排开水的体积； （3）图2 和图3 中小瓶内空气的密度之比。 32．（2023·新疆）如图所示，一柱状鱼缸（缸底有小石子）放在水平地面上，其内圆底面积为 。鱼缸内无水时，鱼缸对水平地面的压强为 ；在鱼缸内加入质量为42kg 的水后鱼缸对 水平地面的压强为 ；在鱼缸内再放入几条鱼后，鱼缸对水平地面的压强为 。求： （1）质量为42kg 的水的重力； （2）鱼缸内无水时，鱼缸（含缸底小石子）的质量； （3）在鱼缸内放入几条鱼后，水对缸底的某一小石子增加的压强。 33．（2023·江西）如图所示，利用斜面将箱子推进车厢，通常要比把箱子直接从地面搬进车厢省 力多了，某同学用 的力沿斜面向上匀速推动箱子，已知箱子质量为 ，斜面长 ，斜面高 ， 。求： （1）箱子受到的重力； （2）箱子受到的摩擦力； （3）斜面的机械效率； （4）使用斜面推箱子时有哪些更省力的方法。 34．（2023·武威）随着人们生活水平的提高，房车旅游受到了大众的青睐，某公司推出了如图所 示的小型房车，小林和父母参观车展时试驾了该车，该车在平直公路上以54km/的速度匀速行驶了 3600m，已知车轮与水平地面总接触面积为04m2，试驾时车和人总质量为4×103kg，阻力是车重的01 倍。（假定汽车静止时对地面的压力大小等于汽车总重力，汽车匀速行驶时牵引力等于阻力，g 取10/ kg。）求： （1）该房车匀速行驶了多长时间？ （2）该房车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？ （3）该房车匀速行驶时牵引力做功的功率是多大？ 35．（2023·烟台）在宜居宜业和美乡村建设中，某施工队正在进行农村基础设施改建，建筑工人 利用小型的升降机来搬运水泥。如图甲所示，某次搬运过程中，工人在 的时间内，将8 袋水泥匀速提 起 ，电动机牵引绳子的拉力F 为 ，每袋水泥质量为 。g 取 ，求： （1）拉力F 做功的功率； （2）滑轮组的机械效率(小数点后保留1 位小数)； （3）为了一次能提升更多的水泥，物理实践小组利用学过的知识对升降机的滑轮组进行重新设计， 如图乙所示。假设升降机足够稳定，电动机输出功率足够大，电动机牵引绳子的拉力仍为 ，吊篮及 动滑轮的总重力为 ，不计绳重和摩擦，则这种设计的装置一次能提起多少袋水泥？ 36．（2023·随州）生活中有些低层建筑没有电梯，房屋装修时聪明的工人常用滑轮组提升沙石等 物料。如下图，物料及桶总质量为60kg，工人质量为80kg，工人的双脚与水平地面接触面积为 400m2，某段时间内工人将物料及桶缓缓匀速提升了3m。不计滑轮组和绳的重量及绳与轮之间的摩擦。 图中拉力的方向近似认为是竖直方向，g 取10 /kg。求： （1）工人拉绳子的力是多大？ （2）这段时间内工人提升物料及桶做了多少功？ （3）这段时间内工人对地面的压强是多少？ 37．（2023·无锡）2023 年5 月13 日，“恩平20—4 钻采平台”的安装，创造了我国海上油气平