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1第十二章真题演练考点一杠杆的平衡条件及其应用1．(2015·东营中考)如图，杠杆处于平衡状态，如果在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相同的钩码，杠杆会()A．左端下降B．右端下降C．仍然平衡D．无法判断2．(2014·东营中考)皮划艇是我国奥运优势项目之一。如图所示，比赛中运动员一手支撑住桨柄的末端(视为支点)，另一手用力划桨。下列说法正确的是()A．为省力，可将用力划桨的手靠近支点B．为省力，可将用力划桨的手远离支点C．为省距离，可将用力划桨的手远离支点D．将用力划桨的手靠近支点，既能省力又能省距离3．(2018·东营中考)如图所示，杠杆AOB能绕O点转动。在A点挂一重物G，为使杠杆保持平衡且用力最小，在B点施加一个力，这个力应该是图中的_____。考点二简单机械作图4．(2016·东营中考)如图所示，某人在A处提起物体，请在图中画出最省力的绳子绕法。2考点三机械效率5．(2018·东营中考)对物理概念的理解是学好物理的关键。关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是()A．通过改进机械的性能可以使机械效率达到100%B．做功多的机械，功率一定大C．功率大的机械，做功一定快D．做功快的机械，机械效率一定高6．(2017·东营中考)如图所示，物理兴趣小组分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相同的物体，不计绳重及摩擦。若每个滑轮质量相同，对比两个滑轮组，下列说法正确的是()A．甲更省力，甲机械效率大B．乙更省力，机械效率一样大C．乙更省力，乙机械效率大D．甲更省力，机械效率一样大7．(2018·东营中考)如图所示，某施工队利用滑轮组从水中提取物体，上升过程中物体始终不接触水底。已知物体质量为4t，体积为1m3。(g＝10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3)3(1)物体完全浸没在水中时，求物体所受浮力的大小；(2)物体下表面与水面距离为3m时，求物体下表面所受水的压强；(3)若不计动滑轮的自重、绳重和摩擦，当浸没在水中的物体被匀速提升时，求电动机对绳子的拉力；(4)物体离开水面后，在电动机作用下匀速上升，若电动机功率为9kW、对绳子的拉力为1.5×104N，求物体上升的速度和滑轮组的机械效率(机械效率精确到0.1%)。8．(2017·东营中考)进入三月份以来，东营街头出现了一种共享电动汽车。如表所示是这种汽车的主要参数。(g取10N/kg)空车质量800kg每个轮胎与地面接触面积50cm2电池容量44kW·h标准承载200kg最大续航(充满电最大行驶路程)200km所受阻力与汽车总重的比值0.09(1)电动机是电动汽车的核心部分，电动机工作时能量的转化是____________________。电动机的工作原4理是_________________________。(2)标准承载下，电动汽车静止时对水平地面的压强是多少？(3)如图所示是电动汽车行驶在某路段的路程与时间图像，标准承载下，电动汽车以此速度匀速行驶1min的耗电量为0.4kW·h，电动机的效率是多少？(4)若某燃油汽车百公里耗油6L，每升油5.5元，电动汽车充电每度0.8元，通过计算比较使用燃油汽车与电动汽车哪种更经济。9.(2016·东营中考)我市经济建设中用到大量机械设备，某种起重机结构如图所示，起重机的吊臂OAB可以看作杠杆，吊臂前端用钢绳连着动滑轮，立柱CA竖直，OB∶OA＝6∶1。用该起重机将浸没在水中的长方体石墩提出，放在水平地面上，石墩质量为1.5×104kg、底面积为3m2、高为25m。(g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3)(1)浸没在水中的石墩(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时，起重机未对石墩施力，则石墩对地面的压强是多少？(3)石墩完全离开水面被提升的过程中，测得每根钢绳的拉力为1.0×105N，此时动滑轮的机械效率是多少？(4)当石墩被提起且仍浸没在水中时，若忽略动滑轮、钢绳和吊臂的重力及各种摩擦，起重机立柱CA对吊臂A点竖直向上的作用力是多少？10．(2014·东营中考)“蛟龙号”创造了“中国深度”——下潜7062m。今年“蛟龙号”将远赴印度洋探索2700m深处活火山的奥秘。已知，海水密度ρ＝1.03×103kg/m3，声音在海水中的传播速度是1500m/s，取g＝10N/kg。问：(1)“蛟龙号”下潜到2700m深度时受到的海水的压强是多少？(2)电磁波传播速度大，但是在海水中的传输距离很短，母船与“蛟龙号”的信息传递要借助于声呐。在2700m深处的“蛟龙号”收到正上方母船的指令需要多长时间？(3)“蛟龙号”到达海底扔掉部分配重后，排开的水所受的重力是5×103N，它受到的浮力是多少？(4)任务完成后，起重机把重2.2×105N的“蛟龙号”吊到母船上，起重机滑轮装置原理如图乙，在滑轮装置作用下，“蛟龙号”离开水面后缓慢竖直上升10m后到达甲板，绳子自由端的拉力为68750N，移动的距离是40m，则滑轮装置的机械效率是多少？(5)你认为“蛟龙号”面临的主要技术难题是什么(答出一条即可)?6参考答案1．A2.B3．F24．如图所示5．C6.B7．解：(1)物体受到的浮力：F浮＝G排＝ρ水V排g＝1.0×103kg/m3×1m3×10N/kg＝1×104N。(2)物体下表面所受的压强：p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×3m＝3×104Pa。(3)物体的质量：m＝4t＝4×103kg，物体所受的重力：G＝mg＝4×103kg×10N/kg＝4×104N，动滑轮对物体的拉力：F1＝G－F浮＝4×104N－1×104N＝3×104N,电动机对绳子的拉力：F2＝F13＝3×104N3＝1×104N。7(4)由P＝Wt＝Fst＝Fv可得，电动机拉动绳子的速度：v1＝PF＝9×103W1.5×104N＝0.6m/s，物体上升的速度：v＝13v1＝13×0.6m/s＝0.2m/s，滑轮组的机械效率：η＝W有W总＝GhFs＝Gh3Fh＝G3F＝4×104N3×1.5×104N×100%≈88.9%。答：(1)物体完全浸没在水中时，物体所受浮力的大小为1×104N；(2)物体下表面所受水的压强为3×104Pa；(3)电动机对绳子的拉力为1×104N；(4)物体上升的速度为0.2m/s；滑轮组的机械效率为88.9%。8．解：(1)电能转化为机械能通电线圈在磁场中受力转动(2)乘客与车的总质量：m＝m1＋m2＝800kg＋200kg＝1000kg，电动汽车对水平地面的压力：F＝G＝mg＝1000kg×10N/kg＝1×104N，电动汽车与水平地面的总接触面积：S＝4S0＝4×50cm2＝200cm2＝2×10－2m2，电动汽车对水平地面的压强：p＝FS＝1×104N2×10－2m2＝5×105Pa。(3)由图可知，电动汽车做匀速直线运动，当t1＝3s时，s1＝60m，则电动汽车行驶的速度：v＝s1t1＝60m3s＝20m/s，电动汽车以此速度匀速行驶1min的路程：s＝vt＝20m/s×60s＝1200m，电动汽车的牵引力：F1＝f＝0.09G＝0.09×1×104N＝900N，电动汽车牵引力做的功：W有＝F1s＝900N×1200m＝1.08×106J，8电动汽车电动机的效率：η＝W有W电＝1.08×106J0.4×3.6×106J×100%＝75%。(4)燃油汽车行驶100km费用：6L×5.5元/L＝33元，电动汽车行驶100km费用：44kW·h×0.8元/（kW·h）200km×100km＝17.6元，因为17.6元小于33元，所以使用电动汽车费用少，更经济。答：(1)电能转化为机械能通电线圈在磁场中受力转动(2)标准承载下，电动汽车静止时对水平地面的压强是5×105Pa；(3)电动机的效率是75%；(4)与使用燃油汽车相比，使用电动汽车更经济。9．解：(1)石墩完全浸没在水中时，石墩排开水的体积：V排＝V＝Sh＝3m2×2m＝6m3，受到的浮力：F浮＝ρ水V排g＝1.0×103kg/m3×6m3×10N/kg＝6×104N。(2)石墩的重力：G＝mg＝1.5×104kg×10N/kg＝1.5×105N，石墩对地面的压力：F＝G＝1.5×105N，石墩对地面的压强：p＝FS＝1.5×105N3m2＝5×104Pa。(3)设石墩上升的高度为h，钢绳自由端移动的距离为s，则s＝2h；由η＝W有W总可得，动滑轮的机械效率：η＝W有W总＝GhF′s＝G2F′＝1.5×105N2×1.0×105N×100%＝75%。(4)当石墩浸没在水中时，受到的浮力为F浮＝6×104N，石墩对B点的拉力：FB＝G－F浮＝1.5×105N－6×104N＝9×104N，设起重机立柱CA对A点的作用力为FA，从支点O分别向动力FA的作用线和阻力FB的作用线作垂线OC、OD，OC、OD分别为FA、FB的力臂，如图所示。由△OAC∽△OBD可得，OCOD＝OAOB＝16，根据杠杆的平衡条件可得，FA×OC＝FB×OD，9则起重机立柱CA对吊臂A点竖直向上的作用力：FA＝FB×ODOC＝9×104N×6＝5.4×105N。答：(1)受到的浮力是6×104N；(2)石墩对地面的压强为5×104Pa；(3)此时动滑轮的机械效率为75%；(4)起重机立柱CA对吊臂A点竖直向上的作用力是5.4×105N。10．解：(1)“蛟龙号”受到海水的压强：p＝ρgh＝1.03×103kg/m3×10N/kg×2700m＝2.781×107Pa。(2)由v＝st可得，“蛟龙号”收到正上方母船的指令需要的时间：t＝hv＝2700m1500m/s＝1.8s。(3)“蛟龙号”受到的浮力等于它排开海水的重力：F浮＝G排＝5×103N。(4)滑轮组承担物体重力的绳子股数：n＝s绳h′＝40m10m＝4，滑轮装置的机械效率：η＝W有W总＝Gh′Fs绳＝Gh′Fnh′＝GnF＝2.2×105N4×68750N×100%＝80%。(5)随着下潜深度的增大，压强会越来越大，温度会越来越低，所以下潜至深海需要克服的技术难题是高压和低温。答：(1)“蛟龙号”下潜到2700m深度时，受到的海水的压强是2.781×107Pa；(2)在2700m深处的“蛟龙号”收到正上方母船的指令需要1.8s；(3)“蛟龙号”受到的浮力是5×103N；(4)滑轮装置的机械效率是80%；(5)“蛟龙号”面临的主要技术难题是高压(或低温)。