2023年中考物理高频考点训练——运动和力的计算

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 2023年中考物理高频考点训练——运动和力的计算一、计算题1．在水平地面上，放着一个底面积是 0.01m2的木块，如图甲所示。将木块轻轻地放入盛满水的大烧杯内，当木块静止时，如图乙所示，从大烧杯内溢出720g的水。g＝10N/kg。求：（1）木块受到的浮力？   （2）木块的重力？   （3）木块对地面的压强？      2．现有一个质量为的箱子静止在水平地面上，小明用力F推箱子，让箱子在水平地面上匀速向前滑动，已知箱子所受到的阻力为自身重力的倍。求：（1）箱子受到的重力G；（2）箱子受到的阻力F阻的大小；（3）小明所用的推力F的大小。    3．如图所示，“擦窗机器人”的质量为2kg，它的“腹部”有吸盘，当擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时，它能牢牢地吸在竖直玻璃上。（g取10N/kg）（1）当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时，若真空泵继续向外抽气，则擦窗机器人受到的摩擦力　     　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。   （2）吸盘与玻璃的接触面积为1.2×10﹣3m2，若吸盘在此面积上对玻璃的压强为1.5×105Pa，则吸盘对玻璃的压力是多大？   （3）擦窗机器人以0.1m/s的速度匀速竖直向下运动8s，它克服摩擦力做功的功率是多大？        4．已知小汽车的总质量为1500kg，该车以30m/s的速度作水平匀速直线运动，行驶180s，汽车在行驶过程中受到的阻力为车重的0.16倍。求：（1）在此过程中汽车的牵引力；   （2）在此过程中汽车的牵引力做功；   （3）汽车的功率。      5．“绿水青山就是金山银山”，为了保护环境，我国大力发展电动汽车车替代传统燃油汽车。表中是某种电动汽车的部分参数，假设车上只有司机一人，质量为60kg，汽车在水平公路匀速行驶时所受阻力为总重力的0.04倍，电动汽车充满电后以节电模式匀速行驶20km，电池剩余容量为38kW·h。空车质量1380kg轮胎与地面总接触面积320cm电池容量42kW·h最高时速120km/h求：（1）电动汽车在水平公路匀速行驶时牵引力的大小；   （2）电动汽车匀速行驶20km，牵引力所做的功；   （3）电动汽车电能转化为机械能的转化效率。     6．“三月三”又叫歌圩节，是中国多个民族的传统节日，它不仅是弘扬民族文化的盛会，也是民族之间进行经济交流的庆典。今年“三月三”放假期间，小张一家人驾驶汽车外出游玩。已知汽车（包括车上的人和物品）的总重力为9×104N，若该车平直公路上匀速行驶时中受到的阻力是汽车（包括车上的人和物品）总重力的0.05倍。求：（1）该汽车的总质量；   （2）该汽车匀速直线运动时受到的牵引力。   （3）若将该车带到月球上时，求其重力和质量（物体在月球上受到的重力只有地球上的六分之一）。        7．小东同学家中新购买了一辆小汽车汽车的一些基本参数和某次在水平公路上匀速行驶时测得的有关数据如表所示。（g取 ）求小汽车在水平公路上匀速行驶时：  小汽车总质量 1.6行驶的路程 3行驶的时间 2受到的阻力f总重的 （1）受到的重力G；   （2）行驶的速度v；   （3）牵引力 。        8．如图所示，利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体．已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的 0.1 倍，物体被匀速拉动的距离为1m．当物体质量为3kg时，滑轮组的机械效率为 50%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦．求：（1）物体质量为 3 kg 时，在水平面上受到的滑动摩擦力；（2）动滑轮的重力；（3）物体质量为 12 kg，以0.1 m/s 的速度匀速运动时，拉力F的功率．     9．如图所示，水平地面上放置一个底面积为0.03m2薄壁圆柱形容器，容器侧面靠近底部有一控制出水的阀门K。边长为0.1m的正方体木块A体积的浸入水中，下方用细线TB系有重为3N的合金球B，B的体积是A体积的0.1倍。木块A上方的悬线TA能承受的最大拉力为5N，此时悬线TA处于松弛状态。（容器内的水足够深，不计细线的体积和质量，ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：（1）木块A受到的浮力大小；（2）细线TB对合金球B的拉力大小；（3）打开阀门K使水缓慢流出，当悬线TA断裂的一瞬间关闭阀门K，此时木块A排开水的体积为多少？（4）若在悬线TA断裂的一瞬间关闭阀门K同时剪断细线TB，待木块A再次静止漂浮时，与悬线TA断裂的瞬间相比，容器底受到水的压强改变了多少？      10．被部分外国留学生评为中国新四大发明之一的共享单车为人们的出行带来了便利。近几年，许多公司又陆续推出了如图所示的电动共享单车。使用前要先对车上的蓄电池充电；骑行时蓄电池对车上的电动机供电，电动机为车提供动力。下表是某电动自行车的一些主要技术参数：整  车整车质量M40kg最大噪声≤62dB最高车速vm≤36km/h轮胎承受最大压强pm2×105Pa蓄电池电压U50V容量C10A·h电动机额定电压U050V电动机效率η80%额定功率P0250W 　 　上表中电池容量C是指放电电流与放电时间的乘积。若小明的质量m=60kg，骑着电动自行车在平直的公路上匀速行驶时受到的阻力为车总重的k=0.02倍，g取10N/kg。求：（1）电动自行车蓄电池充电一次最多可储存的电能E；（2）电动自行车以额定功率行驶时的工作电流I0；（3）小明骑着充满电后的电动自行车以最高车速行驶的时间t。    11．如图甲所示溢水杯质量m1=40g，该溢水杯装满液体时液体体积为V液=450mL，溢水杯底到溢水口高度差为h=15cm，溢水杯内径面积为S1=30cm2，溢水杯外径面积为S2=32cm2；现在将溢水杯装满密度为ρ油=0.8×103kg/m3的油。在弹簧测力计下悬挂一个金属零件，示数是7.5N。当把零件浸没在溢水水杯的油中时，如图乙所示弹簧测力计的示数是6.6N。（不计绳子的重力和体积）（1）甲图溢水杯对水平桌面的压强为多大？（2）甲图中油对溢水杯底部的压强为多大？（3）金属零件的体积有多大？（4）乙图中绳子剪断后，溢水杯对桌面的压力有多大？     12．如图甲所示的装置，电源电压U＝10V保持不变，R2＝12Ω.导电性能良好的金属弹簧和金属指针P的电阻和重力均不计，金属块A的重力G1＝10N。R1是一根水平放置的粗细均匀、总长L＝1m的金属棒，其电阻随长度均匀变化，总电阻为8Ω，两端都被固定在绝缘支架上，它对指针P无压力，且接触良好。绝缘板B重G2＝20N，当它从金属块A和地面间被抽出时，它的上下表面分别与A和地面之间产生的摩擦力为f1和f2，且均为接触面间压力的0.2倍，当P置于金属棒左端a点时，弹簧恰好处于原长（1）当P置于金属的左端a点时，电流表的示数I1为多少?   （2）用水平拉力F将B从A与地面之间匀速抽出，当金属块保持静止时，求弹簧拉力F和水平拉力F的大小.   （3）用水平向右的拉力拉动金属块A，使指针P逐新从最左端a点向右移动，直至运动到b点，试求出电流表的示数和指针P移动的距离x之间的关系式，并完成 的图象           13．按照规定，我国载货车辆的轮胎对地面的压强应控制在7×105Pa以内，某型号货车部分参数如下表所示。王师傅在执行一次运输任务时，开着装满沙子的货车在一段平直的公路上匀速行驶15km。（g取10N/kg，沙子的密度为2.4×103kg/m3），请解答该货车在本次运输过程中的下列问题：自    重6×104N轮胎个数10每个轮胎触地面积3×10-2m2车厢容积10m3（1）通过计算判断该货车是否超载？   （2）货车在这段公路上匀速行驶时所受阻力为车总重的0.02倍，货车牵引力是多少?        14．利用如图所示的滑轮组，将一边长为0.2m，密度为2.5×103kg/m3的正方体石块，匀速从水中提起，已知动滑轮重力为40N，（不计绳重、摩擦和水的阻力）。求：（1）物体浸没在水中时所受到的浮力大小；   （2）物体浸没在水中匀速上升时，动滑轮下端挂钩处绳对物体的拉力F0的大小；   （3）物体完全离开水面后，继续匀速向上提升，此时滑轮组的机械效率大小。（计算结果保留一位小数）        15．质量为3kg的清洁机器人在水平地面上匀速运动时，所受水平推力与速度的关系如图乙所示，g取10N/kg．在150N的水平推力作用下，该机器人在水平地面上匀速运动10s的过程中，问：（1）所受阻力大小为多大？   （2）推力所做功是多少？此时推力做功的功率是多少？   （3）当该机器人在水平地面上以0.6m/s的速度匀速运动时水平推力的功率是多少？      16．某型号载重卡车的技术参数如下表所示，当它匀速行驶时所受的摩擦力是其总重的0.2倍，g取10N/kg，则：卡车空载自重最大载货量轮胎个数每只轮胎行驶时与地面的接触面积行驶时的最大速度2.2×104kg5×104kg125dm290km/h（1）该卡车空载时，所受重力是多少？（2）该卡车空载时，在水平路面上匀速行驶所受的牵引力是多少？（3）已知某高架桥能承受的最大压强为1×106Pa，该下车满载时是否会对桥面造成损坏？（写出必要的计算过程）
答案解析部分1．（1）解：木块受到的浮力为F浮＝G排＝m排g＝0.72kg×10N/kg＝7.2N  答：木块受到的浮力为7.2N（2）解：木块处于漂浮状态，重力等于浮力即G＝F浮＝7.2N  答：木块的重力为7.2N；（3）解：木块对水平地面在压强为 答：木块对地面的压强为720 Pa。2．（1）解：箱子的重力答：箱子的重力为；（2）解：箱子所受到的阻力为自身重力的倍，则答：箱子受到的阻力大小为；（3）解：箱子在水平地面上匀速向前滑动，水平方向上受力平衡，推力和阻力是一对平衡力，所以答：小明所用的推力的大小为。3．（1）不变（2）解：由p＝ 可得，吸盘对玻璃的压力：   F＝pS＝1.5×105Pa×1.2×10﹣3m2＝180N答：吸盘对玻璃的压力是180N（3）解：擦窗机器人8s通过的路程：s＝vt＝0.1m/s×8s＝0.8m，  克服摩擦力做的功：W＝fs＝20N×0.8m＝16J，克服摩擦力做功的功率：P＝ ＝ ＝2W答：它克服摩擦力做功的功率是2W4．（1）解：由于汽车作水平匀速直线运动，根据二力平衡，汽车的牵引力与受到的阻力为一对平衡力，故在此过程中汽车的牵引力大小为 答：在此过程中汽车的牵引力为2400N（2）解：由功率公式可知在此过程中汽车的牵引力做功为 答：在此过程中汽车的牵引力做功为1.296×107J（3）解：汽车的功率为 答：汽车的功率为7.2×104W。5．（1）解：车和人的总重力 电动汽车在水平公路匀速行驶时牵引力F与所受阻力f是平衡力，所以F=f，则牵引力为 答：电动汽车在水平公路匀速行驶时牵引力为576N；（2）解：牵引力做的功 答：电动汽车匀速行驶20km，牵引力所做的功为1.152×107J；（3）解：电动汽车匀速行驶20km消耗的电能 电动汽车电能转化为机械能的转化效率 答：电动汽车电能转化为机械能的转化效率是80%。6．（1）解：该汽车的总质量：  m＝ ＝ ＝9×103kg答：该汽车的总质量为9×103kg；（2）解：该汽车匀速直线运动时，受力平衡，所以受到的牵引力：  F＝f＝005G＝0.05×9×104N＝4.5×103N答：该汽车匀速直线运动时受到的牵引力为4.5×103N；（3）解：由题知，物体在月球上受到的重力只有地球上的六分之一，  G月＝ G＝ ×9×104N＝1.5×104N；质量是物体的固有属性，与物体的所处的位置无关，到月球上质量不变，还是9×103kg。答：若将该车带到月球上时，其重力和质量分别为1.5×104N、9×103kg。7．（1）解：受到的重力 答：受到的重力 ；（2）解：行驶的速度 答：行驶的速度 （3）解：小汽车在水平公路上匀速行驶时，受到平衡力的作用，即小汽车牵引力的大小等于受到的阻力的大小 答：牵引力 。8．（1）解：质量为3 kg的物体所受的重力：G＝mg＝3 kg×10 N/kg＝30 N 在水平面上受到的滑动摩擦力f＝0.1 G＝0.1×30 N＝3 N（2）解：不计绳重及摩擦，则对动滑轮做的功为额外功： 已知η＝50%，因为物体匀速运动，则拉力等于摩擦力F1＝f＝3 N    代入数据得： 动滑轮的重：G动＝3 N（3）解：在水平面上受到的滑动摩擦力f ′： f ′＝0.1G′＝0.1×m′g＝0.1×12 kg×10 N/kg＝12 N由图可知，有3段绳子承担重物，n＝3绳子自由端移动的速度：v′＝nv＝3×0.1 m/s＝0.3 m/s拉力：F＝ (f ′＋G动)＝ ×(12 N＋3 N)＝5 N拉力F的功率：P＝ =Fv′＝5 N×0.3 m/s＝1.5 W9．（1）解：由题意知A物体的体积为此时A物体浸没在水中的体积为根据阿基米德原理可知此时物体A受到浮力为答：木块A受到的浮力大小为9N（2）解：物体B的重力为，B物体的体积为A物体体积的0.1倍由于物体B完全浸没在水中故根据阿基米德原理可得B物体在水中受到的浮力为对物体B进行受力分析，受到一个向上TB对合金球B的拉力，一个自身的重力3N，还有一个向上的浮力1N，在这3个力的作用下物体B处于平衡，故有以下关系所以答：细线TB对合金球B的拉力大小为；（3）解：由于B受到一个向上TB的拉力，所以B对A也有一个向下大小为TB的拉力2N。对A进行分析，A受到一个向上大小为9N的浮力，受到一个自身的重力GA，还受到一个向下的大小为2N的拉力，此时A处于平衡状态，故有关系式所以，当悬线TA断裂的一瞬间时，对A进行分析，此时A受到自身重力7N，受到B对A的拉力2N，受到向上的拉力TA（由题意知绳子断掉时，TA为5N），受到向上浮力，故有如下关系式故此时根据阿基米德原理故答：打开阀门K使水缓慢流出，当悬线TA断裂的一瞬间关闭阀门K，此时木块A排开水的体积为（4）解：若悬线TA断裂的一瞬间关闭阀门K同时剪断细线TB，对A进行分析，此时A受到竖直向下重力7N，竖直向上浮力7N，故根据阿基米德原理有下式则由于容器底面积，根据液面高度变化量故所以压强的变化量为答：容器底受到水的压强改变了。10．（1）解：根据题意有： ①②联解①②得： ③（2）解：根据题意和电功率公式有： ④解④得： ⑤（3）解：根据题意和功、机械效率的公式有： ⑥⑦⑧⑨⑩联解⑥⑦⑧⑨⑩得： ⑪11．（1）解：油的质量m油=ρ油V液=0.8×103kg/m3×450×10-6m3=0.36kg油的重力G油=m油g=0.36kg×10N/kg=3.6N溢水杯的重力G杯=m杯g=0.04kg×10N/kg=0.4N甲图溢水杯对水平桌面的压力F压=G杯+G油=0.4N+3.6N=4N甲图溢水杯对水平桌面的压强为答：甲图溢水杯对水平桌面的压强为1250Pa；（2）解：甲图中油对溢水杯底部的压强为p液=ρ油gh=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1200Pa答：甲图中油对溢水杯底部的压强为1200Pa；（3）解：金属零件受到的浮力F浮=G金-F拉=7.5N-6.6N=0.9N金属零件排开油的体积金属零件的体积V物=V排=1.125×10-4m3答：金属零件的体积有1.125×10-4m3；（4）解：绳子剪断后，桌面对溢水杯的支持力F支=G杯+G剩+G金=G杯+G油-G溢+G金=G杯+G油-F浮+G金=4N-0.9N+7.5N=10.6N由力的作用相互性可知，绳子剪断后，溢水杯对桌面的压力F压1= F支=10.6N答：乙图中绳子剪断后，溢水杯对桌面的压力有10.6N。12．（1）解： （2）解： （3）解： 13．（1）解：沙子的质量 沙子的重力为 沙子和车子的总重为 汽车轮胎的总受力面积为 汽车对轮胎对地面的压强为 所以该货车已经超载。答：通过计算判断该货车超载（2）解：货车受到的阻力 因为货车匀速行驶，所以货车的牵引力 答：货车在这段公路上匀速行驶时所受阻力为车总重的0.02倍，货车牵引力是 14．（1）解：正方体物体的体积：V＝0.2m×0.2m×0.2m＝0.008m3，  物体浸没在水中时所受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.008m3＝80N答：物体浸没在水中时所受到的浮力大小80N。（2）解：物体重力：G＝mg＝ρgV＝2.5×103kg/m3×10N/kg×0.008m3＝200N，  物体静止在水中时，受到竖直向下的重力，竖直向上的拉力和浮力的作用，所以，G＝F浮+F0，则动滑轮下端挂钩处绳对物体的拉力：F0＝G﹣F浮＝200N﹣80N＝120N答：物体浸没在水中匀速上升时，动滑轮下端挂钩处绳对物体的拉力F0的大小是120N。（3）解：物体完全离开水面后，设物体升高h，滑轮组的有用功为：W有＝Gh＝200N×h，由图中，n＝3，不计绳重、摩擦，则绳子自由端的拉力：F＝（G+G动）＝（200N+40N）＝80N，拉力F做得总功：W总＝Fs＝80N×3h，所以滑轮组的机械效率：η＝ ＝＝83.3%。答：物体完全离开水面后，继续匀速向上提升，此时滑轮组的机械效率是83.3%。15．（1）解：机器人在水平地面上匀速运动，处于平衡状态，受到的推力和阻力是平衡力，所以，机器人所受的阻力：f=F=150N  （2）解：由图象可知，在150N的水平推力作用下机器人的速度v=0.5m/s，  匀速直线运动通过的路程：s=vt=0.5m/s×10s=5m，推力做的功：W=Fs=150N×5m=750J，推力做功的功率：P= = =75W（3）解：由图象可知，该机器人在水平地面上以0.6m/s速度匀速直线运动时的推力F′=300N，则水平推力的功率：P′= =F′v′=300N×0.6m/s=180W。    16．（1）解：该卡车空载时所受重力G车=m车g=2.2×104kg×10N/kg=2.2×105N 答：该卡车空载时，所受重力是 ；（2）该卡车空载时，匀速行驶受到的摩擦力f=0.2G0=0.2×2.2×105N=4.4×104N 因卡车匀速行驶，卡车受到的牵引力和摩擦力为一对平衡力，大小相等，所以，在水平路面上匀速行驶所受的牵引力F=f=4.4×104N答：该卡车空载时，在水平路面上匀速行驶所受的牵引力是 ；（3）该卡车满载时对水平路面的压力F压=G总=(m车+m载)g=(2.2×104kg+5×104kg)×10N/kg=7.2×105N 受力面积S=0.05m2×12=0.6m2对路面的压强 所以，该卡车满载时通过隧道会对路面造成损坏。答：该卡车满载时会对压面造成损坏。