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山东省威海市2020-2022三年中考物理真题分类汇编-02压强和浮力、做功与机械能、简单机械及机械效率
展开这是一份山东省威海市2020-2022三年中考物理真题分类汇编-02压强和浮力、做功与机械能、简单机械及机械效率,共21页。试卷主要包含了单选题,多选题,填空题,实验题,简答题,作图题,计算题,综合题等内容,欢迎下载使用。
山东省威海市2020-2022三年中考物理真题分类汇编-02压强和浮力、做功与机械能、简单机械及机械效率
一、单选题
1.(2021·山东威海·统考中考真题)如图所示,水平放置的“H”形容器,右侧装有植物油,左侧可能装有水或酒精,中间用一个可以无摩擦移动的活塞密封,活塞处于静止状态,则左侧可能装有哪种液体?若想让活塞向左侧移动,可以在什么位置水平吹气?()( )
A.水a处 B.水b处 C.酒精a处 D.酒精b处
2.(2020·山东威海·统考中考真题)如图所示,装有常温水的玻璃瓶中密封部分空气,细玻璃管插入瓶中,玻璃管与瓶塞接触部分不漏气,下列关于细管中水柱液面升降情况,描述错误的是( )
A.用力挤压玻璃瓶,液面上升
B.将玻璃瓶放入热水中,液面上升
C.在细管管口水平吹气,液面下降
D.提着玻璃瓶从十楼走到一楼,液面下降
3.(2022·山东威海·统考中考真题)密度对自然万物和人类社会都有重要的意义,下列有关密度的说法错误的是( )
A.为了更好地适应生存环境,很多水生生物的密度与水的密度接近
B.化学实验中,利用向下排空气法可以收集密度比空气小的气体
C.密度是物质的一种性质,不同种类的物质密度一定不同
D.大江大河奔腾到海的过程中,泥沙因密度比水大不断沉降形成冲积平原
4.(2022·山东威海·统考中考真题)如图所示,为了把两件相同货物搬运到汽车上,工人用相同材质的木板搭建了AB、CD两个斜面,用沿斜面向上的力将其中一件货物从斜面的底端匀速推到顶端,另一件货物用同样的方法沿斜面搬运。下列说法正确的是( )
A.沿斜面推动更省力
B.沿斜面推动,工人克服货物重力做的功更多
C.无论利用哪个斜面,工人克服货物重力做功的功率一定相同
D.沿斜面推动货物的过程中,货物的机械能增大
二、多选题
5.(2021·山东威海·统考中考真题)如图所示,将小球压入水中,在a处静止释放,小球始终沿直线向上运动,跃出水面后最高到达空中c处,小球在b处受到的合力为零且速度最大。请分析小球由a到c的运动过程(水和空气的阻力不可忽略),下列说法正确的是( )
A.小球在c处受力平衡 B.小球在a处释放瞬间受力不平衡
C.由a运动到b,小球的机械能增加 D.由b运动到c,小球的机械能守恒
6.(2020·山东威海·统考中考真题)在一次沿直杆滑降训练中,消防员从5m高处滑到离地面20cm处悬停,先后经历了a、b、c、d四个阶段(每个阶段经历的时间相同)。整个训练过程,速度随时间变化的规律如图所示,下列说法正确的是( )
A.消防员的重力在b阶段做功最多
B.只有b阶段,消防员处于平衡状态
C.消防员四个阶段都在克服摩擦力做功
D.a阶段,滑杆受到的摩擦力小于消防员的重力
三、填空题
7.(2022·山东威海·统考中考真题)如图所示,运-20军用运输机静止时轮胎对跑道的压强为,在机场跑道高速滑行时轮胎对跑道的压强为,则___________;空投物资后,飞机的惯性与空投前相比,其变化情况是___________。
8.(2021·山东威海·统考中考真题)如图是“观察水沸腾”实验时温度随时间变化的图象。由图象可以推断:水沸腾过程中,水分子热运动的剧烈程度______(选填“变大”“不变”或“变小”);实验地点的大气压______标准大气压(选填“高于”“等于”或“低于”)。
9.(2020·山东威海·统考中考真题)用密度为0.4×103kg/m3的泡沫制作长2m、宽1.5m、厚20cm的长方体简易浮桥。浮桥在河水中的最大承重为______kg(ρ河=1.0×103kg/m3,g=10N/kg);此浮桥空载时分别平放到海水和河水中,下表面受到的压强分别为p海和p河,则p海______p河(选填“>”“<”或“=”)。
10.(2021·山东威海·统考中考真题)如图所示,为了把小车运送到平台上,小明将绳子一端固定在A处、另一端绕过小车前端把手B,在绳子末端用150N的拉力将小车沿斜面匀速拉动5m,在此过程中小车被提升的高度为2m。已知小车重700N,两股绳子均与斜面平行(不计绳重、绳与把手的摩擦)。整个过程中,小明施加的拉力做的功为______J,小车受到的阻力为______N。
四、实验题
11.(2021·山东威海·统考中考真题)小明用质地均匀、桌面为长方体的小桌,质量相等的重物(若干),海绵和水等器材进行以下实验。
实验1:用小桌、重物、海绵按图1所示方式进行实验。
(1)本实验可以通过观察______来比较压力作用效果的大小,这是因为力可以使物体发生______;
(2)若要探究压力作用效果与受力面积的关系,应选择图中的______(选填“甲”“乙”或“丙”)两次实验。
(3)通过比较图1中甲、乙两次实验现象,可得出的结论是______;
实验2:将小桌和重物放入水中按图2所示方式进行实验,静止后小桌桌面均与水面平行。
(4)图2乙比图2甲小桌浸入水的深度增加了,图2丙比图2甲小桌浸入水的深度增加了,则=______;
(5)若图1丙中桌面对海绵的压强为,图2乙中桌面对水的压强为;请你推断______(选填“>”“=”或“<”)。
12.(2022·山东威海·统考中考真题)在学习了浮力知识后,小明进一步探究浮力的有关问题:
实验一:探究漂浮物体受到的浮力大小与物体排开液体重力的关系。
(1)实验步骤如下:(,g取)
步骤1:如图甲所示,用弹簧测力计测量物体的重力为;
步骤2:如图乙所示,在量筒中倒入适量的水;
步骤3:如图丙所示,将物体轻轻放入量筒中,发现物体漂浮在水面上,由此可知物体所受浮力大小为___________N;
步骤4:观察量筒中水面的变化情况,通过计算可知物体排开水的重力为___________N;
综合分析实验数据可得到的结论是___________。
实验二:探究浮力大小与液体密度的关系。
(2)小明又将该物体分别放入两种不同的液体中,得到的实验数据如表1所示,他分析数据得出结论:液体密度越大,物体受到的浮力也越大。小红认为小明的实验不合理,她判断的理由是___________;
表1
液体
液体的密度()
物体排开液体的体积()
物体状态
物体受到的浮力()
液体1
0.85
100
沉底
0.80
液体2
1.2
80
漂浮
0.96
(3)该物体在液体1中处于沉底状态,说明物体的密度___________(选填“大于”“小于”或“等于”)液体1的密度;若使该物体在液体1中上浮,你的方法是___________(写出一种即可)。
五、简答题
13.(2020·山东威海·统考中考真题)某游乐场有一种水上娱乐球项目。娱乐球(以下简称“球”)是质量分布均匀的空心球,半径为1m,质量为10kg。(=1×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)质量为80kg的游客坐在球中,当球静止在水面上时,球浸入水中的体积为多少立方米?
(2)游玩结束后,为了将球中的游客安全送上岸,安全员先将水中的球推到岸边随后安全员始终对球施加最小的力,使球绕岸边的A点始终匀速缓慢转动。球转动期间,游客的重心B与球心O始终在竖直方向的同一条直线上;
①当球转动到如图甲所示位置时,OA与竖直方向的夹角为30°,球浸入水中的体积变为0.02m3,请计算此时安全员施力的大小;
②当球离开水面后,安全员继续用最小的力,将球转动至图乙所示位置,请说出此过程中施力的大小如何变化?
六、作图题
14.(2020·山东威海·统考中考真题)如图所示,用滑轮组提升物体,已知滑轮质量均为2kg,物体重100N,绳子能承受的最大拉力为50N。请画出绳子的正确绕法,并在绳的末端标出力的方向。(不考虑绳重及摩擦)
15.(2021·山东威海·统考中考真题)如图是撑杆跳运动员起跳动作示意图,请在图中画出运动员对撑杆A点竖直向下的拉力及其力臂。
七、计算题
16.(2021·山东威海·统考中考真题)某救援志愿小组利用救生筏开展海上救援演练。甲、乙2名志愿者将质量为100kg的救生筏(内含汽油发动机等)放在轮船的水平甲板上,救生筏与甲板接触面积为,已知甲、乙两人的质量均为50kg。(g=10N/kg,ρ海水=1.0×103kg/m3,q汽油=4.6×107J/kg)
(1)救生筏对甲板的压强是多少?
(2)演练地点离最近的海岸50km,将救生筏从轮船放入海中,甲、乙两人乘坐救生筏,救生筏沿海面匀速行驶,救生筏受到的阻力始终为开始出发时总重力的0.2倍,汽油完全燃烧放出热量的20%转化为推动救生筏前进的机械能。若发动机装有汽油3kg,请通过计算说明甲、乙能否安全抵达海岸。
17.(2020·山东威海·统考中考真题)采购员小明骑着摩托车外出采购食品。小明质量为70kg,摩托车质量为150kg(g=10N/kg)。
(1)小明买食品时,将摩托车停在超市门前的水平地面上,摩托车与地面接触面积为150cm2,求摩托车对地面的压强;
(2)采购食品后,小明将80kg的食品装上车,在限速为80km/h的水平路面上以72km/h的速度匀速行驶50s,行驶时受到的阻力为总重力的0.1倍,若消耗的汽油完全燃烧放出1×106J的热量,求摩托车发动机的实际输出功率和效率。
18.(2021·山东威海·统考中考真题)甲、乙、丙三人用图中所示装置打捞水中重物。端点为A、B的木棒中点为C,端点为D、H的木棒中点为E;两根木棒质地均匀,均为圆柱体,重力均为150N;重物的体积为、重力为1200N;A、B、H是三人对木棒施力的作用点,C与D之间、E与重物之间均通过轻绳相连,打捞过程中两根轻绳始终紧绷,三人用竖直向上的力使两根木棒始终以相同的速度同步匀速提升重物,最终将重物打捞出水。(不计轻绳的质量及水的阻力,g=10N/kg,)
(1)重物浸没在水中时受到的浮力大小为多少?
(2)重物浸没在水中时,打捞过程中轻绳对D点的拉力大小为多少?
(3)若重物浸没在水中时,被提升的高度为1m,请计算整个装置在此过程中的机械效率。
19.(2022·山东威海·统考中考真题)为了建设精致城市,每到春天园林工人要在过街天桥上放置花草,为城市增添一抹绿色。如图所示,工人用长木棒、滑轮、轻绳组装提升装置。木棒放置在天桥栏杆上始终保持水平,与栏杆M接触点为O;用沙袋将木棒B端压在栏杆N上,在木棒A端吊装滑轮组。,每个沙袋重,每个滑轮重。(木棒和绳的重力、滑轮与轴的摩擦均忽略不计)
(1)若A点受到竖直向下的拉力为,为了保持木棒水平平衡,在B端至少需要放置几个沙袋?
(2)若某次工人利用滑轮组竖直向下拉绳子,将重为的花架匀速提升。求:
①滑轮组的机械效率。
②滑轮组对绳的拉力。
八、综合题
20.(2022·山东威海·统考中考真题)某货船利用风帆提供辅助动力,使用了包括计算机在内的大量技术,可以实时根据风力大小和风向调整风帆,获得适宜的驱动力。货船从甲港口航行到乙港口,出发和到达的时刻及航程表示数如表所示。
港口
时刻
航程表示数
甲港口
6月15日6∶00
乙港口
6月16日6∶00
(1)请计算货船的平均速度为多少千米每时;
(2)货船在行驶过程中船壁破损导致海水涌入,需要将修补材料压在漏洞上进行封堵。漏洞在海面下处,漏洞面积为。请计算至少需要施加多大压力才能将漏洞堵上;(修补材料质量忽略不计,取,g取)
(3)请写出利用风帆提供动力的优点和缺点各1条。
21.(2020·山东威海·统考中考真题)请阅读下列材料,回答相关问题:
2020年4月24日,中国国家航天局宣布,中国行星探索计划以屈原的长诗“天问”命名,表达了中华民族对于真理追求的坚韧与执着。我国首次火星飞行任务命名为“天问1号”,将开启中国人探索“星辰大海”的伟大征程!
火星在我国古代被称之为“荧惑星”,是太阳系八大行星之一,直径约为地球的53%,质量约为地球的11%,火星表面g约为3.7N/kg。火星地表沙丘、砾石遍布,非常干燥,南北极有以固态的水和二氧化碳组成的冰盖。火星表面的大气密度大约只有地球的1%。火星表面平均温度约为-55℃,从冬天的-133℃到夏日白天的将近27℃,温差很大。火星表面的平均大气压强约为700Pa,比地球上的1%还小。
(1)发射到火星的探测器,进入火星大气层后,若用降落伞减速,为保证减速效果,如果让你选择着陆点,应选择在地势______(选填“较高”或“较低”)的地方。火星探测器与地球之间是利用______来传递信息的;
(2)假如同一物体分别在地球和火星表面以相同的初始速度在相同的水平面上滑行,在火星上滑行的距离会比地球上______(选填“长”或“短”),原因是______;
(3)有人设想通过加热火星两级的冰盖获得液态水,从而减小地表温差,这是利用了水的什么性质:______;
(4)在火星上水的沸点会比地球上______(选填“高”成“低”),这是火星上没有液态水的原因之一。
参考答案:
1.C
【详解】活塞处于静止状态,说明两侧液体在活塞两侧产生的压强大小相同。由图得,左侧液体到活塞的深度比右侧植物油到活塞的深度深,说明左侧液体的密度小于右侧植物油的密度,因此左侧液体可能是酒精。若想让活塞向左侧移动,可以在a处吹气,使左侧液体上空的空气流速变快,压强变小,在b处大气压的作用下,活塞会往左边移动,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2.C
【详解】A.用力挤压玻璃瓶,瓶变扁容积变小,细管中水面高度上升,故A正确,不符合题意;
B.将玻璃瓶放入热水中,瓶内气体受热体积增大,压强增大,外界压强不变,在瓶内液面上升,气压的作用下,会有一部分水被压入玻璃管,因此管内水柱的液面上升,故B正确,不符合题意;
C.在细管管口水平吹气,管上方空气的流速增大,压强减小,管中液体受到向上的压强大于向下的压强,液面上升,故C错误,符合题意;
D. 提着玻璃瓶从十楼走到一楼,瓶内空气的压强不变,而外界大气压随高度的减小而增大,在外界气压的作用下,液面下降,故D正确,不符合题意。
故选C。
3.C
【详解】A.为了更好地适应生存环境,很多水生生物的密度与水的密度接近,根据物体的浮沉条件得,水生生物的密度与水的密度接近时,在水中处于悬浮状态,可以在水中自由游动,故A正确,不符合题意;
B.化学实验中,根据物体的浮沉条件得,密度大的气体下沉,密度小的气体上浮,所以利用向下排空气法可以收集密度比空气小的气体,故B正确,不符合题意;
C.密度是物质的一种性质,不同种类的物质密度可能相同,例如煤油与酒精的密度相同,故C错误,符合题意;
D.大江大河奔腾到海的过程中,根据物体的浮沉条件得,泥沙因密度比水大不断沉降形成冲积平原,故D正确,不符合题意。
故选C。
4.D
【详解】A.AB、CD两个斜面的高度相同,CD斜面比较长,沿CD斜面推动更省力,故A错误;
BC.AB、CD两个斜面的高度相同,货物的重力相同,由W=Gh可知克服货物重力做的功相同,两件货物推到顶端的时间未知,由可知工人克服货物重力做功的功率不一定相同,故BC错误;
D.沿斜面推动货物的过程中,速度不变,质量不变,动能不变,高度增大,重力势能增大,机械能等于动能和势能之和,所以货物的机械能增大,故D正确。
故选D。
5.BC
【详解】A.小球在c处只受重力作用,受力不平衡,故A错误;
B.小球在a处释放瞬间受到竖直向上的浮力大于竖直向下的重力,故受力不平衡,故B正确;
C.由a运动到b,小球的质量不变,速度变大,高度变大,小球的动能和重力势能都变大,所以小球的机械能增加,故C正确;
D.由b运动到c,除重力外,浮力对小球做了功,小球的机械能不守恒,故D错误。
故选BC。
6.AD
【详解】A.消防员的重力在a、b、c阶段做功,d阶段不做功,而a阶段处于匀加速过程,速度从0到v,平均速度小于v,b阶段处于匀速过程,速度为v,而c阶段处于匀减速过程,速度从v到0,平均速度小于v,由于每个阶段经历的时间相同,因此b阶段的距离最大,做功最多,故A正确;
B.b阶段处于匀速运动状态,消防员受力平衡,处于平衡状态,d阶段处于悬停状态,也是平衡状态,故B错误;
C.消防员在d阶段在没有移动距离,没有克服摩擦力做功,故C错误;
D. a阶段,消防员处于匀加速过程,消防员受到的摩擦力小于重力,滑杆受到的摩擦力与消防员受到的摩擦力为相互作用力,大小相等,即滑杆受到的摩擦力小于消防员的重力,故D正确。
故选AD。
7. >##大于 减小
【详解】[1]运输机静止时对地面的压力等于重力,即
F1=G
在机场跑道高速滑行时,受到向上的升力,运输机对地面的压力小于重力,即
F2
p1>p2
[2]惯性的大小与质量有关,空投物资后,与空投前相比,质量减小,惯性减小。
8. 不变 低于
【详解】[1]分子运动的剧烈程度与温度有关,水沸腾过程中,温度不变,水分子热运动的剧烈程度不变。
[2]从图中可以看出,水沸腾时的温度为98℃。一个标准大气压下,水的沸点为100℃,气压越低,沸点越低,因此实验地点的大气压小于标准大气压。
9. 360 =
【详解】[1]当浮桥刚好全部浸入水中,浮桥排开水的体积
V排=V=abh=2m ×1.5m ×0.2m=0.6m3
当浮桥刚好全部浸入水中,浮桥受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.6m3=6000N
浮桥的重力
G=mg=ρVg=0.4×103kg/m3×0.6m3×10N/kg=2400N
最大承受的物体的重力为G物,F浮=G +G物 ,则
G物=F浮-G=6000N -2400N =3600N
则最大承受的物体质量
m物 ===360kg
最大承受的物体质量为360kg。
[2]此浮桥空载时分别平放到海水和河水中,处于漂浮状态,下表面受到的水的压力相等,都等于浮桥的重力,因此下表面受到的压强相等。
10. 1500 20
【详解】[1]由图可知,车把手相当于动滑轮,绳子自由端移动的距离
s=nh=2×5m=10m
小明施加的拉力做的功
W总=Fs=150N×10m=1500J
[2]有用功
W有=Gh=700N×2m=1400J
不计绳重、绳与把手的摩擦,额外功
W额= W总- W有=1500J-1400J=100J
小车受到的阻力为
11. 海绵下陷程度或海绵凹陷程度 形变 乙丙 当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显 0.5 =
【详解】(1)[1]实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,海绵的凹陷程度越大,说明压力的作用效果越明显。
[2]海绵受到压力,发生凹陷,是压力让海绵发生了形变。
(2)[3]要探究压力的作用与效果与受力面积的关系,应选择图1中的乙、丙两次实验,因为乙、丙实验中,压力保持不变,改变受力面积的大小。
(3)[4]在甲乙两次实验中,受力面积相同,压力不同,且压力越大,海绵的凹陷程度越大,说明:当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(4)[5]由图2知,甲、乙、丙中的小桌都处于漂浮状态,受到的浮力都等于各自的重力,重力增大,则浮力也增大,设小桌的底面积为S,对比甲乙可得
∆F浮=∆G=G重物=ρ水g∆V排=ρ水gS∆h1
对比甲丙可得
∆F浮ˊ=∆Gˊ=2G重物=ρ水g∆V排ˊ=ρ水gS∆h2
联合以上两式,解得
∆h1=0.5⋅∆h2
(5)[6]图1中的丙与图2中的乙,桌面与海绵及水的接触面积相同,压力相同,则压强相同。即
p1=p2
12. 0.96 0.96 物体受到浮力大小等于物体排开液体的重力 没有控制物体排开液体的体积相同 大于 见解析
【详解】(1)[1]由图甲可知物体的重力为0.96N,由图丙可知,物体漂浮在水中,处于平衡状态,浮力等于重力,浮力的大小为0.96N。
[2]由乙、丙可知,物体浸在液体中的体积等于物体排开水的体积
物体排开水的重力
[3]分析以上实验可知,漂浮时物体受到的浮力等于物体排开水的重力,都等于0.96N;可以得到的结论是:漂浮物体受到的浮力等于物体排开液体的重力。
(2)[4]小红的判断是正确的,要探究物体受到的浮力与液体密度的关系,需保持物体浸入液体的体积相同,即物体排开液体的体积相同,改变液体的密度;实验中第一次物体沉底,第二次物体漂浮,物体排开液体的体积不同,故小明的实验不合理。
(3)[5]该物体在液体1中处于沉底状态,说明物体受到的浮力小于重力,即
由物体在液体1中沉底可知, ,故物体的密度大于液体1的密度,即
[6]物体的密度大于液体1的密度,物体在液体中沉底,若使该物体在液体1中上浮,可以增大液体1的密度,直到液体密度大于物体的密度时,即浮力大于物体的重力时,物体便可上浮。
13.(1);(2)①175N;②变小。
【详解】(1)球静止在水面上,根据二力平衡,排开水的重力等于物体重力,根据公式可得
(2)①如图为一个省力杠杆,安全员始终对球施加最小的力,排开水的重力为
总重力为
阻力为
则动力臂要最大,为2R,根据直角三角形30°所对应直角边为斜边的一半,此时阻力臂为,根据公式可得
②当球离开水面后,安全员继续用最小的力,OA与竖直方向的夹角变小,因此阻力臂变小,而动力臂不变,因此动力不断变小。
14.
【详解】滑轮的重力
则滑轮和物体的总重力为
100N+20N=120N
已知绳子能承受的最大拉力为50N,当绳子承担重物的段数为3时,则能够提升物体的最大重力为
当绳子承担重物的段数为2时,则能够提升物体的最大重力为
物体重100N,大于80N,小于130N,所以滑轮组上绳子承担重物的段数为3,起点从动滑轮的挂钩开始,绳子末端的拉力向上,如图所示
15.
【详解】从撑杆A点沿竖直向下画出拉力的示意图,从支点O向力F的作用线做垂线段,即为力F的力臂l,如图所示:
16.(1)250Pa;(2)能安全到达
【详解】解:(1)救生筏对甲板的压力为
救生筏对甲板的压强是
(2)匀速直线行驶
汽油完全燃烧放出的热量为
有效利用的机械能为
救生筏通过的路程为
因为s>50km,所以能安全到达。
答:(1)救生筏对甲板的压强是;
(2)能够安全到达。
17.(1) 1×105Pa;(2)6000W;30%
【详解】(1) 摩托车静止在水平地面时对地面的压力
F=G=mg=150kg×10N/kg=1500N
摩托车与地面接触面积
S=150cm2=1.5×10-2m2
摩托车静止在水平地面时对地面的压强
p===1×105Pa
摩托车对地面的压强为1×105Pa。
(2)由题意, 摩托车匀速行驶时受到的摩擦力
f=0.1G总=0.1(m车+m人+m货)g=(150kg+70kg+80kg)×10N/kg×0.1=300N
因为摩托车匀速直线行驶,则
F牵=f=300N
摩托车的速度
v=72km/h=20m/s
摩托车的功率
P=F牵v=300N×20m/s=6000W
摩托车发动机的实际输出功为6000W。
摩托车行驶50s输出的用功
W=Pt=6000W×50s=3×105J
摩托车发动机的效率
η===30%
摩托车发动机的效率为30%。
答:(1)摩托车对地面的压强为1×105Pa;
(2) 摩托车发动机的实际输出功为6000W;摩托车发动机的效率为30%。
18.(1)100N;(2)625N;(3)78.57%
【详解】解:(1)重物浸没在水中时受到的浮力大小
(2)E端的拉力
阻力为
由杠杆平衡条件得到
轻绳对D点的拉力大小
(3)有用功
额外功
总功
整个装置在此过程中的机械效率
答:(1)重物浸没在水中时受到的浮力大小为100N;
(2)重物浸没在水中时,打捞过程中轻绳对D点的拉力大小为625N;
(3)整个装置在此过程中的机械效率是78.57%。
19.(1)2个;(2)①94%;②624N
【详解】解:(1)木棒始终水平平衡且不计木棒重力,由公式FAl1=FBl2可知,木棒B端受到的压力为
沙袋个数
所以至少需要2个沙袋。
①竖直匀速提升物体,绳的重力及滑轮与轴的摩擦均忽略不计,有用功为
W有=G物h=376N×5m=1880J
额外功为
W额=G动h=24N×5m=120J
总功为
W总=W有+W额=1880J+120J=2000J
滑轮组的机械效率为
②因为竖直匀速提升,所以受力平衡,绳的重力及滑轮与轴的摩擦均忽略不计,人的拉力为
滑轮组对绳AC的拉力
FA=3F拉+G定=3×200N+24N=624N
答:(1)若A点受到竖直向下的拉力为1000N,为了保持木棒水平平衡,在B端至少需要放置2个沙袋;
(2)①滑轮组的机械效率为94%;
②滑轮组对绳AC的拉力为624N。
20.(1)20;(2)2000N;(3)风帆船优点:保护环境;风帆船缺点:受天气影响比较大
【详解】解:(1)货船从甲港口航行到乙港口,通过的路程
货船的平均速度为
(2)漏洞在海面下处,产生的压强
水在漏洞面积为上产生压力
根据二力平衡条件得,将漏洞堵上至少需要施加压力为
(3)风帆船优点:保护环境、节约能源(其它合理答案同样得分);
风帆船缺点:受天气影响比较大无风时不易前进(其它合理答案同样得分)。
答:(1)货船的平均速度为20千米每时;
(2)货船在行驶过程中船壁破损导致海水涌入,需要将修补材料压在漏洞上进行封堵。至少需要施加2000N压力才能将漏洞堵上;
(3)风帆船优点:保护环境;风帆船缺点:受天气影响比较大。
21. 较低 电磁波(或无线电、中继卫星) 长 在火星上阻力小(火星上滑动摩擦力小或火星上空气阻力小) 水的比热容大(或比热容) 低
【详解】(1)[1]探测器从降落伞张开到达着陆点的路程越长,时间越充分,减速效果越高,故应选择在地势较低的地方作为着陆点。
[2]电磁波可以在真空中传播,火星探测器与地球之间是利用电磁波来传递信息的。
(2)[3][4]火星表面g火小于地球表面g地,同一物体在地球和火星表面受到的重力较小,对接触面的压力减小,在相同的水平面上滑行时,受到的摩擦力阻力较小,且由于火星表面的大气密度小,运动的物体受到的空气阻力小,因此在火星上滑行的距离会比地球上长。
(3)[5]由于水的比热容大,在温度升高或降低时吸收或放出的热量较多,故可以利用这一性质,通过加热火星两级的冰盖获得液态水,从而减小地表温差。
(4)[6]火星表面的平均大气压强约为700Pa,比地球上的1%还小,水的沸点随气压减小而降低,因此火星上水的沸点会比地球上低,在温度较低时,水就汽化变成气态,以致火星上没有液态水。
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