物理壓軸題及答案一

1、2012 中考物理壓軸題及答案一1.圖 26 是某科研小組設計的在岸邊打撈水中物品的裝置示意圖。該裝置由懸掛機COO母 4:1。配重E通過繩子豎直拉著杠桿B端，其質量m=500kg。安裝在杠桿C端的地面對配重E的支持力為N，滑輪組的機械效率為ni；在金屬材料全部露出水面后勻速豎直上升的過程中，繩子H端的拉力為F2，地面對配重E的支持力為N2,滑輪組的機 械效率為耳2。已知Fi=200N,Vi=s,n2=95%N:N=6:1，繩和杠桿的質量、捆綁金屬材料的鋼絲繩的質量和體積、滑輪與軸及杠桿支點處的摩擦、水對金屬材料的阻力均可忽 略不計，g取10N/kg。求:(1)金屬材料浸沒在水中勻速上升時電動

2、機牽引繩的功率R;(2) 動滑輪M的質量m；(3) 被打撈金屬材料的密度p金。2.如圖 22甲，輕質杠桿AB能繞固定點0在豎直平面內(nèi)轉動，水平地面上的配重N通過細繩豎直拉著杠桿B端，使用過程中杠桿始終在水平位置平衡。已知AO OE=2: 5。當圓柱形物構和提升裝置兩部分組成。懸掛機構由固定桿OD和杠桿BC構成,O為杠桿BC的支點,提升裝置由支架、電動機Q定滑輪K及動滑輪M構成。 支架和電動機Q的總質量m=12kg,定滑輪K和動滑輪M量均為m。可利用遙控電動機拉動繩子，通過滑輪組提 沒在水中的物品。在一次打撈一批實心金屬材料過程中， 材料浸沒在水中勻速豎直上升，此時電動機Q牽引繩子率為R,繩子H

3、端的拉力為Fi,金屬材料上升速度大小CriOB/ J 電動機QH定滑輪K甲圖26動滑輪M其中的質升浸金屬的功為Vi,體M浸沒在水面以下勻速上升時，作用在繩子自由端的拉力為R,配重N對地面的壓強為R,滑輪組的機械效率為n1；當物體M的上表面露出水面 20cm 時，作用在繩子自由端的拉力為F2,配重N地面的壓強為P2，滑輪組的機械效率為n2；當物體M全部露出水面后勻速上升時，作用 在繩子自由端的拉力為F3,配重N對地面的壓強為P3,滑輪組的機械效率為n3；已知滑輪組中 大小兩種滑輪的質量之比為 9： 2,配重N的質量為，物體M的底面積為 600cm，物體M的質量 與體積的關系的圖像如圖 22 乙所

4、示，若Fi：F2= 5: 6，Pi：P3= 6: 5，(不計水的阻力、繩重 和摩擦，g 取 10N/kg )，求：(1)當滑輪組的機械效率為 88%寸，物體M受到的浮力；(2)出水后如果物體M以 s 的速度勻速上升，小明作用在繩子自由端拉力F3的功率圖 22 甲圖 22 乙3.如圖19 甲所示是 液壓汽車起 重機從水中 打撈重物的示意圖。A是動滑輪，B揚機轉動使鋼絲繩帶動A上升，被打撈重物的體積是V=。若在打撈前起重機對地面的壓強p)=x107Pa，當物體在水中勻速上升時起重機對地面的壓強比打撈前增大了x107Pa，重物完全出水后勻速上升時起重機對地面的壓強比打撈前增大了x107Pa。假設起重

5、時E沿豎直方向，重物出水前、后 EX 寸吊臂的支撐力N與 2 之比為 10 : 13，重物出水前卷揚機牽引力做的功隨時間變化的圖象如圖 19 乙所示。吊臂、定滑輪、鋼絲繩的重以及輪與繩的摩擦不計。(g取 10N/kg)求:(1)被打撈物體的重力;(2)重物出水前滑輪組的機械效率;是定滑輪，C是卷揚機，D是油缸，E是柱塞。通過卷(3)X105X105X105X105乙0(1)如果石料在水中勻速上升時滑輪組的機械效率是ni，石料完全離幵水面后滑輪組的機械效率是n2,且n1：n2=83:84，求石料在水中勻速上升過程中，工人拉繩的功率多大?(2)若石料在水中勻速上升時，配重對地面的壓強為6500 帕

6、，石料完全離幵水面后，配重對地面的壓強為帕；求配重M 的密度。(7 分)5.質量為 60kg 的小明站在水平地面上，利用如圖21 甲所示裝置提升物體 人物體A的質量m為 74kg，底面積SA為 2X10-2m。當小明施加豎直向下的拉力為R 時，物體A未被拉動，此時物體A對地面的壓強p為 5X103Pa,小明對地面的壓強為pi;當小 明施加豎直向下4.工人用圖 25 所示裝置，打撈深井中的邊長為 30cm的正方體石料，石料的密度為 3 103kg/m3。裝 置的OGDE FG三根柱子固定在地面上，AB桿可 繞O點轉動，AOOE=1:2，邊長為L的正立方體配 重M通過繩豎直拉著桿的B端。現(xiàn)用繩子系

7、住石料 并掛在滑輪的鉤上，工人用力沿豎直方向向下拉 繩，使石料以 s 的速度從水中勻速提升。AB桿始終處于水平位置，繩子的質量、輪與軸間的摩擦均不計,g取 10N/kg。求:,F甸回的拉力為F2時，物體A恰好勻速上升，拉力F2做的功隨時間變化的 圖象如圖 21 乙所示。小明對地面的壓強為p2，且pi：p2=16: 15。已知B、G DE四個滑輪的質量相同，不計繩重和摩擦，g取 10N/kg。求：(1)當小明施加豎直向下的拉力F1時，物體A對地面的壓力FN；(2)每個滑輪所受的重力 G;圖22持不變?yōu)閚2; N1 : N2 =4 : 5，F(xiàn)1 : F2 =9 : 5，n1 :n2 =10 : 9

8、。每個動滑輪重均為 50N,滑輪組的繩重、繩的伸長和輪軸間摩擦可以忽略，g = 10N/kg求：（1） 工人重 G 人。（2）路燈桿重 G 桿。（3）起重機將路燈桿保持水平狀態(tài)吊起時，鋼纜應系在何處?人對船板的壓強為P2,滑輪組的機械效率為n2。若P1:P2=77. 60, 33，求人重和動滑輪重（g取 10N/kg ）。（ 7 分）圖148、干簧管（也叫干簧繼電器）具有比一般機械幵關結構簡單、體積小、工作壽命 長等優(yōu)點，如圖 22 為干簧管的結構示意圖。其外殼是一根密封的玻璃管，管中裝有兩個鐵質的彈性簧片電板，還灌有一種惰性氣體。平時，玻璃管中的兩個由 特殊材料制成的磁簧片是分幵的。當有磁性

9、物 質靠近玻璃管時，在磁場的作用下，管內(nèi)的兩 個簧片被磁化而互相吸引接觸，簧片就會吸合權簧片觸部位（3）小明施加豎直向下的拉力 F2時，物體上升的速度。6.如圖 21 所示，一根長直向下用力 F1 拉甲滑輪組 1800勻勻的金屬路燈35）,W/JI I I I I I I I I I TT:。工人豎甲繩端， 使路燈桿的起路燈桿的過程中，壓力為 N1,勻速略微向上提當該工人豎直向下用力 F2 拉乙滑輪組的繩端,，面滑輪組組的使路燈桿的1B 端恰好離開地面時，圖21圖人對地面的壓力為 N2,勻速略微向上提起路燈桿的過程中，滑輪組的機械效率保7、人站在船上打撈沉沒在河中的瓷器，船上的裝置如圖所示。為

10、了打撈重400N的瓷器，把瓷器放入一個合金制的筐內(nèi),/Ta合金的密度是X103kg/m3。合金筐重 80N,瓷的密度是X103k/m3, 口滑輪軸與輪的摩擦時， 當人站在船上豎直向下緩慢勻速拉動繩子，拉動水中鐵筐時，不計水的阻力，人對船板的滑輪組的機械效率為n1； 當鐵筐離R,1:n2=30 :玻壇管 惰性 Y 體為不變,圖229、如圖 22 甲的圓柱形石塊通過滑輪組將石卩為Fi,地 對繩子的拉力為拉繩的功率為受重的摩擦0拉力力- G為 。求：A、，滲水蓋嚴，滲水井中有深度h為的水 取出 寸小明的支持力為N；水被全部上升的路程隨時間變化的圖像如圖(：)石塊 A 的密度10、圖 23 是一個建筑

11、工地提升物S7I 械效率 n 為 80%小明 乙所示簧管知：小明勺質量，不計滑輪與軸A永久磁個以O為支點的L2.5單獨放在地面給地面壓101520t/在一起，使結點所接的電路連通。外磁力消失后，兩個簧片由于本身的彈性而分 幵，線路也就斷幵了。因此，作為一種利用磁場信號來控制的線路幵關器件。小 美同學想用干簧管制作水位自動報警裝置，設計了一個裝置，其結構簡圖如圖23甲所示，當水面有微小變化，經(jīng)裝置后都會將變化放大，進行報警。在調(diào)整過程 中，當在繩子自由端施加一豎直向下的力F，使物體A浸沒在水中被勻速豎直向上吊起時，滑輪組裝置的機械效率為 80%已知物體A的體積為 200cm0小東同學為 了使小美

12、設計的裝置更穩(wěn)定，在小美設計的裝置基礎上，增加了一個杠桿，其設 計簡圖如圖 23乙所示(干簧管所在電路此處沒有畫出)，當杠桿水平時，物體A有一半體積露在水面外，繩子自由端懸掛重3N 的永磁鐵能使裝置平衡，磁鐵處于干簧管 1 和干簧管 2 水位報警器之間，當永磁鐵沿豎直方向離平衡位置，到達上 或下干簧管時，電路報警器就響起，已知LOC8。當水箱內(nèi)換盛其它某液體 x 時， 要想使杠桿仍能在原液面處處于平衡狀態(tài)，起到D報警作用，小東調(diào)節(jié)繩子自由端 所掛永磁鐵的質量，當永磁鐵的質量為Kg 時，杠桿水平，裝置處于平衡狀態(tài)。本題中細繩和杠桿的質量、滑輪與軸的摩擦、液體對物體的阻力均忽略不計，g取10N/k

13、g。求：(1)物體 A 的密度是多少?(2)所盛液體 x 的密度為多少?1 井的排水管的管口， 恰好當石塊剛剛被水平提起,的機塊底面總排放, 未排出時積S為，厚度d為小明站在地面上準備 寸，小明對繩子的 塊勻速上升時，小明水未排出時石塊頂部的壓力迂二：杠桿，且AOOB=3:5，D是圖體示意圖，其中滲水井B端的配重物體甲，滑輪g_取-tdN/圖ii圖i2(2)金屬材料浸沒在水中勻速上升時，以支架、電動機Q定滑輪K為研究對象，受力分析圖如圖 5 所示，配重Fci分析圖如圖 6 所示，杠桿上C點、B寸GQ+G分析圖如圖 7 所示。(說明：受力分3F1E的受力點受力析圖正確得 1 分)P=X104Pa

14、 強。人可以通過固定在杠桿A端的滑輪組提升物體。有一質量為70kg的工人站在水平地面上，他利用該裝置以s 的速度勻速提升鋼材 A 時，地面給工人支持力為N，做功與時間變化如圖 24 所示，對地面的壓強pi=x104Pa;他利用 該裝置勻速提升鋼材 B 時，地面給工人的支持力為M，N:N=8:3，工人向下的拉力為F2； G：G動=3 : 1，每個滑輪質量都相等，繩重及滑輪與軸的摩擦不計，不計 桿的重力，g取 10N/kg。求：(1) 工人提升鋼材 A 時向下的拉力Fi;( 2) 工人提升鋼材 B 時滑輪組的機械效率(3) 工人提升鋼材 B 時配重D給地面的壓強。圖6FC1=Fci,FB1=FBI

15、,FciCO FBIOBFC1=3F+ GQ+G0FBI=COFC14(3Fi+ GQ+G)OBNiGE-FBIGE4(3FiGQ+GO)對象，受力分析圖如圖 8 所示，配重E受力分析圖如圖 9 所示，杠桿上C點、受力分析圖如圖 io 所示。FC2=FC2,FB2=FB2,FC2 C(=FB2OBFC2=3F2+ GQ+GOFB2=COFC24(3F2+ GQ+G)OBN2GE-FB2GE4(3F2GQ+GO)(i 分)解得：G=50N,m=5kg (i 分)(3)金屬材料浸沒在水中勻速上升時，以動滑輪和被提升的金屬材料為研究 對象，受力分析圖如圖 ii 所示，金屬材料離幵水面后勻速上升的過程

16、中，以動滑 輪和被提升的金屬材料為研究對象，受力分析圖如圖i2 所示。Fi=Fi，F(xiàn)2=F2F浮+3Fi=G+G金屬材料離幵水面后勻速上升的過程中,以支架、電動機Q定滑輪K為研究GQ+GO3F2圖ii圖i23F2=G+G解得：F浮=400N,G=950N（1 分）FA2=2F2+G動小FB2=GIM根據(jù)阿基米德原理F浮二p水g V，解得：V二F浮=4X10P水g-23I m金屬材料密度m G33p=V=-gv=xi0kg/m（或x103kg/m3） （ 1 分）2、當物體M浸沒在水面以下勻速上升時，對大動滑輪和物體M杠桿及配重N平衡狀態(tài)下白皴力分析如圖 22 甲所示。G動大GAO 2AOBO

17、5BbIFAi=2 圖+G動甲FBI=GN=FBI當物體M浸沒在水面以下勻速上升時,AO 2。，對大動滑輪和物體杠桿及配重N平衡狀態(tài)下的受力分析如圖A22 乙所示3F22=FB2浮G當物體全部露出水面以后勻速上升時，對大動滑輪和物體圖 22 乙M杠桿及配重NAO 2平彳衡F態(tài)下的受力分析如圖O22丙所示0FA3=2F3+G動小FB3=GNMG動大GFB3=FB3圖 22 丙GN把G動大=90NGM=810N代入解得:F浮3= 150 N（1 分）G= mg=x10N/kg=648N33M=x10kg/mG動小9G動大物體的上表面露出 20cm 后，物體露出水面的體積是：V露=乂 =物體減小的浮

18、力是：F浮=p水gV露=x103kg/m3xx10N/kg=120N. （ 1 分）（2.7 103kg/m31.0 103kg /m3） 10 N / kg V G動大5. （1 分）（2.7 103kg/m31.0 103kg/m3） 10N/kg V由大120N6在圖甲和丙中根據(jù)題意可知:FAIxOA FBIxOBFAIx2=FBIx5FBIFBI=FAI22=（2FIG動?。?Fi552 2 ) )FB3/=FB3=FA325=（2F3G動?。㏄=F壓1=N1_GNFB16P3F壓3N3GNFB35將F1GMG動大F浮1）和3648N2 1（2.7 103kg/m310N/kg V

19、1.0222（2F3G動大）595（1 分）1、 、F3（GMG動大）代入上式:32103kg/m310N/kg V91 /33、22648N2 -（2.7 103kg/m310N/kg V G動大）G動大一395解得 :V=0.03mG動大=90N（1分）把G動大=90NGM=810N代入解得:F浮3= 150 N（1 分）物體移動的速度是 s繩子自由端移動的速度 0. 3m/s皿=米/秒二v自=米/秒P自=F3v自=3OONXs= 90W1 分）3、解：(1)在未提重物時，以起重機為研究對象，如圖1 所示,在水中勻速提升物體時和物體出水后，以起重機和物體為研究對象，受力分析示意圖分別如圖

20、2、圖 3 所示:40盪圖40題圖2F支2G機=F支二P SG機+G物=F：支G+F浮=PiS+F浮機+G物支2=P2S由式一式得：G物一F浮=F支1=APiS由式一式得：G物=AF支2=AR S-G物F浮人尸支1AP10.6 107Pa3 , , , G物AF支2P20.8 10?Pa4又TF浮二p水gV排=x103kg/m3x10N/kgx=6X103NG物=x104N(2)物體出水前后，杠桿受力示意圖分別如圖4、圖 6,在水中勻速提升重物時和重物出水后，以動滑輪和重物為研究對象，受力分析示意圖分別如圖5、圖 7 所示：OF40題答圖4物體移動的速度是 s繩子自由端移動的速度 0. 3m/

21、s拉力的功率為P Fnv 280N 2 0.2m/ s 112W(1 分)由圖 5、7 可得:Fi+F浮=6物+6動聯(lián)立式可得 金20N-（ 1 分）FT1G動T1G動540 N 20N工人的拉力為A12222=G物+G動. OF OB-定NiN2FiFiG物F浮G動F2F2G物G動3 G動=2X10NG物F24 104N $際390%G物F浮G動2.4 10 N 6 10 N 2 10 N5(3)由圖像可知：PW 2.4 10 W1.2 104W t 20s重物出水前卷揚機牽引力F牽旦物6-F浮nn4、解：（1）分別取石料、滑輪和杠桿為研究對象，其受力情況如圖示一（1 分)石料的重力G石Vg

22、 3 103kg/m310N /kg (0.3m)3810N333石料所受的浮力F浮水gV排1 10 kg/m 10N /kg (0.3m)270N拉力G石F浮810N270N 540N(1 分)GFA FAT1設石料在水中和完全離幵水面后所上升的高度均為Bh,根據(jù)題意可得:280N圖1圖2(2)分別取杠桿和配重為研究對象，兩種狀態(tài)下的受力情況分別如圖示。FB2N23因FB2N GM，即P2LMgL FB24812.5PaL2MgL3207.5N聯(lián)立兩式可解得M5Wkg/m3-( 1 分) 5、 G人=gm=10N/kgX 60kg=600NGA= gm=10N/kgX74kg=740N（1）

23、FN二ps=5X103paX2X10-2m=100N(2)小明用力 F1時，以物體 A 和滑輪 B 為研究對象進行受力分析， 如圖 1 設繩對 滑輪 B 的拉力為 FB?;小明用力 F2時，受力分析如圖 2 所示，設繩對滑輪 B 的拉力 為 FB由圖 1 和圖 2 可得:FB1石料在 M 中BOFAIOAFBIOBFAFB1!80NGMB:1L 140N罩BFA2因FB1NGM，即PlLMgLFB16500PaL2MgL3140N（1 分）石料出水后,FA2OA FB2OBFB2415N1207.5N21 分）441FB=2(GA+G-FN)二1(740N+G-100N)二 丄G+320N.2

24、22FB=丄(GA+G)二丄G+370N2 -31=3 4G+160N4由圖 4 可得:2=丄（G+FB）將.帶入得:23F2=3G+185N4當小明用力分別為F1 和 F2 時，以滑輪 C 為研究對象，進行受力分析，如圖3、4 所示,2Fi2F2由圖 3 可得:“ FBI G0圖41=丄（G+FB） 將.帶入得:2由圖 6 得：N =P?S=G人-F2將帶入得：P2S=415N-3G04以人為研究對象分別進行受力分析，如圖5、圖 6 所示,2FB2FBN由圖 5 可得:N=P?S=GA-Fi將帶入得:PiS=440N- G4由直P216以及、可得：G）=N153（3）由圖像 21 乙可得：P

25、=45W 由可得 F2=225N 所v=p4F245W門 cl /0.05m/s4 225N6、解：受力分析圖正確 . （1 分）4Fi= （FA+G甲）FAhFAhFAG甲h4 F1h用乙滑輪組拉B端:G人=F2+N .2F?= （FB+G乙）.FBXAB=G桿x （AB CB（1用甲滑輪組拉A端:FiN用乙滑輪組拉G人J用人骨輪組拉B端:輪甲“；G甲2F2A端:輪乙G人=Fi+NitG乙-FBFAXAB=G桿xCB.（1分）7、解：當合金筐和瓷器在水中和離幵水面后，對動滑輪進行受力分析如圖所示，因為勻速直線運動:FBFBhG乙FBh2F2hNiFiN2G人F2FJFAG甲rF；（1FAFB

26、F22Fi109（11）將AB=10 mG甲= 100NG乙=50N 代入上式解出：（1）G人二625N（1 分）（2）G桿= 1000N（1分）（3） 將路燈桿保持水平狀態(tài)吊起時鋼纜應系在距（1 分）=160NG合金筐F合金筐浮=V合金筐卩水g=P合金80NX水.g=8Xy=10N1、22 F1=F1F2(G瓷一F瓷浮)hF 2 hn1= =-Gh- 400N-400Nn2=F 2 =(F=+G)G+G七G400N+ 80N+G480N+G-240N400N由ni:n2= 30 :V1 N33,得 3J0N+G480N+.G=30:33-1分解出G動=20N2Fi=G瓷+G合金筐一F瓷浮一F

27、合金筐浮+G動=400N+ 80N 160N 10N+ 20N=330NFi=165N2F2=G瓷+G合金筐+G動=400N+ 80N+ 20N=500NF2=250N人拉合金筐在水中時，受到重力G人、繩子拉力Fi/和船板支持力N支，如圖 3 所示 人拉合金筐離幵水面時，受到重力G人、繩子拉力F2/和船板支持力N支/，如圖 4 所 示人處于靜止，G人二F/+N支,Fi/、N支與Fi、N壓是兩對相互作用力，大小相等。舟N支町N支F拉2=6瓷+G合金筐，設拉動合金筐上升的距離為h-240N310N+G(G瓷一F瓷浮)h(F+G)hN支pS腳-G165NSGES腳N支/同理得到RS腳G 250N由P

28、i:P2=77 : 60 和S腳保持不變得到（G人一 165N）：（G人一 250N） =77 : 60解出：G人=550N8、解：圖甲所示，在調(diào)整過程中，當在繩子自由端施加一豎直向下的力，使物體A 浸沒在水中被勻速豎直向上吊起時：以物體 A 為研究對象，受力分析如右圖所示:AgVA水gVATi對滑輪組進行受力分析可得：3FiTiG動滑輪組的機械效率：W衛(wèi)80%W總TiG動Ti二Ti聯(lián)立和，代入已知可得:0.4 i03N kgim3A0.4N（i分）如圖乙所示，裝置處于平衡狀態(tài)，以物體 A 為研究對象，進行受力分析:iAgVA 水g2VAT2lT2hF浮2Af0.8G動G以杠桿為研究對象:對滑輪組進行受力分析可得：TDIG動3F2T2=T2聯(lián)立代入已知可得:1.6 102N kg1m3A53N 5G動聯(lián)立和式可得：G動1N ,