第十二章真題演練考點(diǎn)一 杠桿的平衡條件及其應(yīng)用1(2015·東營(yíng)中考)如圖，杠桿處于平衡狀態(tài)，如果在杠桿兩側(cè)掛鉤碼處各增加一個(gè)質(zhì)量相同的鉤碼，杠桿會(huì)( )A左端下降 B右端下降C仍然平衡 D無法判斷2(2014·東營(yíng)中考)皮劃艇是我國(guó)奧運(yùn)優(yōu)勢(shì)項(xiàng)目之一。如圖所示，比賽中運(yùn)動(dòng)員一手支撐住槳柄的末端(視為支點(diǎn))，另一手用力劃槳。下列說法正確的是( )A為省力，可將用力劃槳的手靠近支點(diǎn)B為省力，可將用力劃槳的手遠(yuǎn)離支點(diǎn)C為省距離，可將用力劃槳的手遠(yuǎn)離支點(diǎn)D將用力劃槳的手靠近支點(diǎn)，既能省力又能省距離3(2018·東營(yíng)中考)如圖所示，杠桿AOB能繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。在A點(diǎn)掛一重物G，為使杠桿保持平衡且用力最小，在B點(diǎn)施加一個(gè)力，這個(gè)力應(yīng)該是圖中的_?？键c(diǎn)二 簡(jiǎn)單機(jī)械作圖4(2016·東營(yíng)中考)如圖所示，某人在A處提起物體，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出最省力的繩子繞法?？键c(diǎn)三 機(jī)械效率5(2018·東營(yíng)中考)對(duì)物理概念的理解是學(xué)好物理的關(guān)鍵。關(guān)于功、功率和機(jī)械效率，下列說法正確的是( )A通過改進(jìn)機(jī)械的性能可以使機(jī)械效率達(dá)到100%B做功多的機(jī)械，功率一定大C功率大的機(jī)械，做功一定快D做功快的機(jī)械，機(jī)械效率一定高 6(2017·東營(yíng)中考)如圖所示，物理興趣小組分別用甲、乙兩個(gè)滑輪組勻速提起質(zhì)量相同的物體，不計(jì)繩重及摩擦。若每個(gè)滑輪質(zhì)量相同，對(duì)比兩個(gè)滑輪組，下列說法正確的是( )A甲更省力，甲機(jī)械效率大 B乙更省力，機(jī)械效率一樣大 C乙更省力，乙機(jī)械效率大 D甲更省力，機(jī)械效率一樣大7(2018·東營(yíng)中考)如圖所示，某施工隊(duì)利用滑輪組從水中提取物體，上升過程中物體始終不接觸水底。已知物體質(zhì)量為4 t，體積為1 m3。(g10 N/kg，水1.0×103 kg/m3)(1)物體完全浸沒在水中時(shí)，求物體所受浮力的大小；(2)物體下表面與水面距離為3 m時(shí)，求物體下表面所受水的壓強(qiáng)；(3)若不計(jì)動(dòng)滑輪的自重、繩重和摩擦，當(dāng)浸沒在水中的物體被勻速提升時(shí)，求電動(dòng)機(jī)對(duì)繩子的拉力；(4)物體離開水面后，在電動(dòng)機(jī)作用下勻速上升，若電動(dòng)機(jī)功率為9 kW、對(duì)繩子的拉力為1.5×104 N，求物體上升的速度和滑輪組的機(jī)械效率(機(jī)械效率精確到0.1%)。8(2017·東營(yíng)中考)進(jìn)入三月份以來，東營(yíng)街頭出現(xiàn)了一種共享電動(dòng)汽車。如表所示是這種汽車的主要參數(shù)。(g取10 N/kg)空車質(zhì)量800 kg每個(gè)輪胎與地面接觸面積50 cm2電池容量44 kW·h標(biāo)準(zhǔn)承載200 kg最大續(xù)航(充滿電最大行駛路程)200 km所受阻力與汽車總重的比值0.09(1)電動(dòng)機(jī)是電動(dòng)汽車的核心部分，電動(dòng)機(jī)工作時(shí)能量的轉(zhuǎn)化是_。電動(dòng)機(jī)的工作原理是_。(2)標(biāo)準(zhǔn)承載下，電動(dòng)汽車靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是多少？(3)如圖所示是電動(dòng)汽車行駛在某路段的路程與時(shí)間圖像，標(biāo)準(zhǔn)承載下，電動(dòng)汽車以此速度勻速行駛1 min的耗電量為0.4 kW·h，電動(dòng)機(jī)的效率是多少？(4)若某燃油汽車百公里耗油6 L，每升油5.5元，電動(dòng)汽車充電每度0.8元，通過計(jì)算比較使用燃油汽車與電動(dòng)汽車哪種更經(jīng)濟(jì)。9.(2016·東營(yíng)中考)我市經(jīng)濟(jì)建設(shè)中用到大量機(jī)械設(shè)備，某種起重機(jī)結(jié)構(gòu)如圖所示，起重機(jī)的吊臂OAB可以看作杠桿，吊臂前端用鋼繩連著動(dòng)滑輪，立柱CA豎直，OBOA61。用該起重機(jī)將浸沒在水中的長(zhǎng)方體石墩提出，放在水平地面上，石墩質(zhì)量為1.5×104 kg、底面積為3 m2、高為2 m。(g取10 N/kg，水1.0×103 kg/m3)(1)浸沒在水中的石墩(石墩的底部未浸入淤泥中)，受到的浮力是多少？(2)石墩放在水平地面上時(shí)，起重機(jī)未對(duì)石墩施力，則石墩對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少？(3)石墩完全離開水面被提升的過程中，測(cè)得每根鋼繩的拉力為1.0×105 N，此時(shí)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率是多少？(4)當(dāng)石墩被提起且仍浸沒在水中時(shí)，若忽略動(dòng)滑輪、鋼繩和吊臂的重力及各種摩擦，起重機(jī)立柱CA對(duì)吊臂A點(diǎn)豎直向上的作用力是多少？10(2014·東營(yíng)中考)“蛟龍?zhí)枴眲?chuàng)造了“中國(guó)深度”下潛7 062 m。今年“蛟龍?zhí)枴睂⑦h(yuǎn)赴印度洋探索2 700 m深處活火山的奧秘。已知，海水密度1.03×103 kg/m3，聲音在海水中的傳播速度是1 500 m/s，取g10 N/kg。問：(1)“蛟龍?zhí)枴毕聺摰? 700 m深度時(shí)受到的海水的壓強(qiáng)是多少？(2)電磁波傳播速度大，但是在海水中的傳輸距離很短，母船與“蛟龍?zhí)枴钡男畔鬟f要借助于聲吶。在2 700 m深處的“蛟龍?zhí)枴笔盏秸戏侥复闹噶钚枰嚅L(zhǎng)時(shí)間？(3)“蛟龍?zhí)枴钡竭_(dá)海底扔掉部分配重后，排開的水所受的重力是5×103 N，它受到的浮力是多少？(4)任務(wù)完成后，起重機(jī)把重2.2×105 N的“蛟龍?zhí)枴钡醯侥复?，起重機(jī)滑輪裝置原理如圖乙，在滑輪裝置作用下，“蛟龍?zhí)枴彪x開水面后緩慢豎直上升10 m后到達(dá)甲板，繩子自由端的拉力為68 750 N，移動(dòng)的距離是40 m，則滑輪裝置的機(jī)械效率是多少？(5)你認(rèn)為“蛟龍?zhí)枴泵媾R的主要技術(shù)難題是什么(答出一條即可)?參考答案1A2.B3F24如圖所示5C6.B7解：(1)物體受到的浮力：F浮 G排水V排g1.0×103 kg/m3×1 m3×10 N/kg1×104 N。(2)物體下表面所受的壓強(qiáng)：p水gh1.0×103 kg/m3×10 N/kg×3 m3×104 Pa。(3)物體的質(zhì)量：m4 t4×103 kg，物體所受的重力：Gmg4×103 kg×10 N/kg4×104 N，動(dòng)滑輪對(duì)物體的拉力：F1GF浮4×104 N1×104 N3×104 N, 電動(dòng)機(jī)對(duì)繩子的拉力：F21×104 N。(4)由PFv可得，電動(dòng)機(jī)拉動(dòng)繩子的速度：v10.6 m/s，物體上升的速度：vv1×0.6 m/s0.2 m/s，滑輪組的機(jī)械效率：×100%88.9%。答：(1)物體完全浸沒在水中時(shí)，物體所受浮力的大小為1×104 N；(2)物體下表面所受水的壓強(qiáng)為3×104 Pa；(3)電動(dòng)機(jī)對(duì)繩子的拉力為1×104 N；(4)物體上升的速度為0.2 m/s；滑輪組的機(jī)械效率為88.9%。8解：(1)電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)(2)乘客與車的總質(zhì)量：mm1m2800 kg200 kg1 000 kg，電動(dòng)汽車對(duì)水平地面的壓力：FGmg1 000 kg×10 N/kg1×104 N，電動(dòng)汽車與水平地面的總接觸面積：S4S04×50 cm2200 cm22×102 m2，電動(dòng)汽車對(duì)水平地面的壓強(qiáng)：p5×105 Pa。(3)由圖可知，電動(dòng)汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)t13 s時(shí)，s160 m，則電動(dòng)汽車行駛的速度：v20 m/s，電動(dòng)汽車以此速度勻速行駛1 min的路程：svt20 m/s×60 s1 200 m，電動(dòng)汽車的牽引力：F1f0.09G0.09×1×104 N900 N，電動(dòng)汽車牽引力做的功： W有F1s900 N×1 200 m1.08×106 J，電動(dòng)汽車電動(dòng)機(jī)的效率：×100%75%。(4)燃油汽車行駛100 km費(fèi)用：6 L×5.5元/L33元，電動(dòng)汽車行駛100 km費(fèi)用：×100 km17.6元，因?yàn)?7.6元小于33 元，所以使用電動(dòng)汽車費(fèi)用少，更經(jīng)濟(jì)。答：(1)電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)(2)標(biāo)準(zhǔn)承載下，電動(dòng)汽車靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是5×105 Pa；(3)電動(dòng)機(jī)的效率是75%；(4)與使用燃油汽車相比，使用電動(dòng)汽車更經(jīng)濟(jì)。9解：(1)石墩完全浸沒在水中時(shí)，石墩排開水的體積：V排VSh3 m2×2 m6 m3，受到的浮力：F浮水V排g1.0×103 kg/m3×6 m3×10 N/kg6×104 N。(2)石墩的重力：Gmg1.5×104 kg×10 N/kg1.5×105 N，石墩對(duì)地面的壓力：FG1.5×105 N，石墩對(duì)地面的壓強(qiáng)：p5×104 Pa。(3)設(shè)石墩上升的高度為h，鋼繩自由端移動(dòng)的距離為s，則s2h；由可得，動(dòng)滑輪的機(jī)械效率：×100%75%。 (4)當(dāng)石墩浸沒在水中時(shí)，受到的浮力為F浮6×104 N，石墩對(duì)B點(diǎn)的拉力：FB GF浮1.5×105 N6×104 N9×104 N，設(shè)起重機(jī)立柱CA對(duì)A點(diǎn)的作用力為FA，從支點(diǎn)O分別向動(dòng)力FA的作用線和阻力FB的作用線作垂線OC、OD，OC、OD分別為FA、FB的力臂，如圖所示。由OACOBD可得，根據(jù)杠桿的平衡條件可得，F(xiàn)A×OCFB×OD，則起重機(jī)立柱CA對(duì)吊臂A點(diǎn)豎直向上的作用力：FA9×104 N×65.4×105 N。答：(1)受到的浮力是6×104 N；(2)石墩對(duì)地面的壓強(qiáng)為5×104 Pa；(3)此時(shí)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為75%；(4)起重機(jī)立柱CA對(duì)吊臂A點(diǎn)豎直向上的作用力是5.4×105 N。10解：(1)“蛟龍?zhí)枴笔艿胶Ｋ膲簭?qiáng)：pgh1.03×103 kg/m3×10 N/kg×2 700 m2.781×107 Pa。(2)由v可得，“蛟龍?zhí)枴笔盏秸戏侥复闹噶钚枰臅r(shí)間：t1.8 s。(3)“蛟龍?zhí)枴笔艿降母×Φ扔谒砰_海水的重力：F浮G排5×103 N。(4)滑輪組承擔(dān)物體重力的繩子股數(shù)：n4，滑輪裝置的機(jī)械效率：×100%80%。(5)隨著下潛深度的增大，壓強(qiáng)會(huì)越來越大，溫度會(huì)越來越低，所以下潛至深海需要克服的技術(shù)難題是高壓和低溫。答：(1)“蛟龍?zhí)枴毕聺摰? 700 m深度時(shí)，受到的海水的壓強(qiáng)是2.781×107 Pa；(2)在2 700 m深處的“蛟龍?zhí)枴笔盏秸戏侥复闹噶钚枰?.8 s；(3)“蛟龍?zhí)枴笔艿降母×κ?×103 N；(4)滑輪裝置的機(jī)械效率是80%；(5)“蛟龍?zhí)枴泵媾R的主要技術(shù)難題是高壓(或低溫)。9