专题07:力学计算题强化训练-2025年中考物理专项训练题
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内容正文:
2025年中考物理专项训练题(全国通用)
░ 力学计算题强化训练 ░
一、计算题
1.(2025·河南安阳·模拟预测)2025年春晚节目《秧BOT》中,16台人形机器人“福兮”与舞蹈演员共同表演东北秧歌,行云流水的舞步惊艳全场,如图所示,机器人能够快速移动,旋转手绢等高难度动作,若一个机器人的质量为60kg,双脚站立时与舞台的接触面积为0.04m2,在舞台上4s沿直线匀速移动2m。请完成下列问题:
(1)机器人4s内运动的速度是多少?
(2)机器人单脚站立时对舞台的压强是多少?(g取10N/kg)
(3)若机器人沿直线匀速运动时在水平方向上受到的平均阻力为重力的0.05倍,则4s内机器人在水平方向上受到的牵引力做功的功率是多大?
【答案】(1)0.5m/s(2)3×104Pa(3)15W
【详解】(1)机器人4s内运动的速度为
(2)机器人的重力
机器人静止在水平地面上时,对地面的压力
单脚站立时,受力面积为
双脚站立时对水平地面压强
(3)因机器人沿直线匀速运动时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,所以,机器人所受牵引力
牵引力对机器人做功功率为
2.(2025·安徽宿州·一模)如图所示为某酒店的机器人,它能完成送餐传菜、配送物品、回收餐具等一系列工作。该机器人的质量为15kg,它的“脚”与地面总接触面积是。某次送餐中,它以的速度运行到水平距离120m的客房,机器人匀速直线运动时受到的摩擦力是重力的倍。求:
(1)这次送餐到客房需要的时间;
(2)它静止在水平地面时对地面的压强;
(3)这次送餐的功率。
【答案】(1)200s(2)(3)9W
【详解】(1)某次送餐中,它以的速度运行到水平距离120m的客房,机器需要的时间。
(2)该机器人的质量为15kg,在水平面上运行的机器人,对水平地面的压力大小与机器人自身的重力相等,则机器人对水平地面的压力
机器人对水平地面的压强。
(3)因为机器人匀速直线运动时处于平衡状态,则机器人受到的牵引力
牵引力做的功
这次送餐的功率。
3.(2025·广东东莞·一模)深中通道位于珠江三角洲伶仃洋海域,世界级“桥、岛、隧、水下互通”跨海集群工程,通道全长,限速。一辆总质量为的汽车,车轮与水平路面的总接触面积为,当以的速度匀速行驶时,汽车受到的阻力为车重的0.1倍。取。求:
(1)遵守交通规则的情况下,汽车通过深中通道至少需要多长时间;
(2)汽车静止在水平路面上时对路面的压强;
(3)汽车在沉管隧道内水平行驶时,牵引力所做的功。
【答案】(1)0.24h(2)(3)
【详解】(1)通道全长,限速,遵守交通规则的情况下,汽车通过深中通道至少需要的时间
(2)汽车质量为,车轮与水平路面的总接触面积为,静止在水平路面上时对路面的压强。
(3)汽车受到的阻力为车重的0.1倍,水平匀速行驶时,牵引力所做的功
4.(2025·山东济南·一模)2025年3月2日,济南迎来了强降雪,环卫部门迅速启用除雪车全力除雪以保障道路畅通。如图所示是一辆除雪车正在除雪的场景,该车在平直的路面上工作匀速行驶了11km。若该除雪车的总重为,除雪过程中受到的牵引力为,车轮与地面的总接触面积为,通过计算回答:
(1)该除雪车静止时对水平地面的压强是多少?
(2)该除雪车工作时的平均速度是多少?
(3)牵引力所做的功是多少?
(4)牵引力做功的功率是多少?
【答案】(1)(2)(3)(4)
【详解】(1)除雪车静止时对水平地面的压力
除雪车静止时对水平地面的压强
(2)除雪车工作时的平均速度
(3)牵引力所做的功
(4)牵引力做功的功率
5.(2025·江西·模拟预测)如图所示,“潜龙三号”是我国自主研制的潜水器,长,高,平均宽度约1m,体积约,最大下潜深度为4000m,体型像“小丑鱼”。在首次海试中:(取,g取)
(1)求潜水器下潜至3900m深处时受到海水的压强;
(2)求潜水器浸没时受到海水的浮力;
(3)如果此潜水器下潜到4000m以下的海底,潜水器与水底紧密接触,请你分析将会造成什么后果。
【答案】(1)(2)(3)见解析
【详解】(1)潜水器下潜至3900m深处时受到海水的压强
(2)潜水器浸没时受到海水的浮力
(3)根据可知如果此潜水器下潜到4000m以下的海底,则可能超过其最大压强承受范围,潜水艇受到极大的向下压力,且潜水器与水底紧密接触,由浮力产生原因可知,此时为零,极大,则潜水艇可能无法自主上升。
6.(2025·安徽宿州·一模)某型号一次性声呐,其内部有两个相同的空腔,每个空腔的侧上方都用轻薄易腐蚀材料制成的密封盖密封。密封盖在海水中浸泡24小时后。被海水腐蚀。某次公海军事演习,反潜飞机向海中投入该声呐,声呐静止时漂浮在海面上,露出整个体积的,声呐的底部到海面的距离为60cm,处于探测状态,如图甲所示。24小时后,下方密封盖被腐蚀,声呐没入海中处于悬浮状态,停止工作。如图乙所示。再经过24小时后,上方密封盖被腐蚀,声呐沉入海底,如图丙所示(声呐底部与海底未完全接触)。已知该声呐重为60N,海水密度取,g取10N/kg,求:
(1)图甲中,声呐受到的浮力;
(2)图甲中,声呐底部受到海水的压强;
(3)图丙中,海底对声呐的支持力。
【答案】(1)60N(2)6000Pa(3)20N
【详解】(1)声呐静止时漂浮在海面上,根据物体漂浮条件,漂浮时物体受到的浮力等于物体自身重力,已知声呐重G=60N,所以图甲中声呐受到的浮力
(2)图甲中,声呐底部到海面的距离h=60cm=0.6m
则声呐底部受到海水的压强
(3)由,漂浮时
声呐总体积
悬浮时
悬浮时,说明一个空腔注满水时总重为
两个空腔注满水,声呐沉入海底时
海底对声呐的支持力
7.(2025·湖南岳阳·二模)解放军在一次夺岛演习中,出动了05型履带式水陆两栖突击车。该车总质量为28.5t,同时,该车装配有输出功率为的发动机,机动性能卓越(g取10N/kg)。
(1)该车在平面沙滩上行进时,两条履带与沙滩的总接触面积为,求该车对沙滩的压强;
(2)该车在水面漂浮时,它排开水的体积是多少?(取)
(3)该车在水上最快的速度可达25km/h,若该车以21.6km/h的速度在水面上匀速行进10.8km时,若发动机的输出功率全部用于做机械功,则发动机做了多少功?求该车在水面上匀速行进时受到的阻力为多少?
【答案】(1)(2)(3),
【详解】(1)该车对沙滩的压力
该车对沙滩的压强
(2)该车在水面漂浮时,所受浮力
它排开水的体积
(3)该车以21.6km/h的速度在水面上匀速行进10.8km,所用时间
发动机做的功
匀速行进时受到的阻力
8.(2025·江西吉安·模拟预测)如图所示,这是我国自主研发的轻型地效翼船CYG-11,地效翼船俗称会飞的船,其空载质量为3800kg,最大载重量为1200kg,百公里耗油28L,设计最高飞行时速250km。(燃油的密度为0.85×103kg/m3,燃油热值取q油=4×107J/kg,g取10N/kg)求:
(1)地效翼船满载时受到的重力;
(2)地效翼船满载漂浮在水面时受到的浮力;
(3)地效翼船以设计最高时速飞行100km需要的时间;
(4)地效翼船百公里消耗的燃油完全燃烧放出的热量。
【答案】(1)5×104N;(2)5×104N;(3)0.4h;(4)9.52×108J
【详解】解:(1)由题意知,地效翼船的空载质量为3800kg,最大载重量为1200kg,则满载时受到的重力
G总=m总g=(3800kg+1200kg)×10N/kg=5×104N
(2)地效翼船满载漂浮在水面时,根据浮与沉的条件可知,受到的浮力等于其重力,即
F浮=G总= 5×104N
(3)地效翼船设计最高飞行时速250km,则以设计最高时速飞行100km需要的时间
(4)地效翼船百公里耗油28L,则消耗燃油的质量
m油=ρV=0.85×103kg/m3×28×10-3m3=23.8kg
完全燃烧放出的热量
Q放=m油q油=23.8kg×4×107J/kg=9.52×108J
答:(1)地效翼船满载时受到的重力为5×104N;
(2)地效翼船满载漂浮在水面时受到的浮力为5×104N;
(3)地效翼船以设计最高时速飞行100km需要的时间为0.4h;
(4)地效翼船百公里消耗的燃油完全燃烧放出的热量为9.52×108J。
9.(2025·江西赣州·模拟预测) 2023年1月16日,我国首艘具有破冰功能的大型航标船“海巡156”轮(如图所示)在天津列编。“海巡156”轮总长74.9米,型宽14.3米,型深6.2米,排水量约2400吨,采用全电力驱动、双回转舵桨推进系统,在5节航速下能破冰0.5米,在海冰条件下具有优秀的操控能力和航标作业能力。海水密度取1.03×103kg/m3,g取10N/kg。
(1)“海巡156”轮吃水深度为6m时,海水对船底的压强是多少?
(2)“海巡156”轮满载时排开海水的体积是多少?(计算结果保留整数)
(3)“海巡156”轮采用全电力驱动,若航行过程中保持输出功率2.1×103kW,则它以3m/s的航速匀速破冰时受到的阻力是多少?
(4)“海巡156”轮从江河驶入大海后,船体会上浮一些还是下沉些,为什么?
【答案】(1)6.18×104Pa;(2)2330m3;(3)7×105N;(4)上浮一些,原因见详解
【详解】解:(1)“海巡156”轮吃水深度为6m时,海水对船底的压强为
p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×6m=6.18×104Pa
(2)根据阿基米德原理可知:浮力的大小等于物体排开的液体的重力,“海巡156”满载时排水量为
m=2400t=2.4×106kg
所受到的浮力为
F浮=G排=mg=2.4×106kg×10N/kg=2.4×107N
根据F浮=ρ液gV排可知排开水的体积为
(3)匀速行驶时受到的阻力等于牵引力,可得此过程中它受到的阻力为
(4)因为无论“海巡156”轮在江河还是在大海中航行时,都处于漂浮状态,浮力相等。根据F浮=ρ液gV排可知,液体的密度越大排开液体的体积越小。由于江河水的密度小于海水的密度,“海巡156”轮从江河驶入大海后,排开液体的体积会减小,船体会上浮一些。
答:(1)“海巡156”轮吃水深度为6m时,海水对船底的压强是6.18×104Pa;
(2)“海巡156”轮满载时排开海水的体积是2330m3;
(3)“海巡156”轮采用全电力驱动,若航行过程中保持输出功率2.1×103kW,则它以3m/s的航速匀速破冰时受到的阻力是7×105N;
(4)“海巡156”轮从江河驶入大海后,船体会上浮一些,原因见详解。
10.(2024·江西鹰潭·二模)中国最美乡村——婺源,每年的3、4月漫山遍野的油菜花吸引着大批游客,其中严田景区,游客可以乘坐小火车在油菜花田中穿梭,与油菜花近距离接触,更是吸引众多游客踏青赏花。如图是游客观光时坐的燃油小火车,全程行驶2.3公里,空车质量为,轮子与地面总接触面积为,小火车的载客质量不超过,以火车最大载客量计算,全程行驶2.3公里行驶过程中,所受平均阻力为车和人总重的0.1倍,汽油发动机效率为25%(汽油热值为,g取)。求:
(1)小火车空车静止在水平地面时对地面的压强;
(2)小火车行驶2.3km的过程中,发动机的功率;
(3)小火车行驶2.3km的过程中,消耗了多少汽油。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】解:(1)小火车空车的重力
小火车空车静止在水平地面时对地面的压强
(2)小火车和人的总质量
小火车和人的总重力
小火车行驶时所受平均阻力
小火车行驶时发动机牵引力等于阻力
小火车发动机做的功
小火车行驶2.3km的过程中,发动机的功率
(3)小火车行驶2.3km的过程中,汽油燃烧释放的热量
小火车行驶2.3km的过程中,消耗的汽油
答:(1)小火车空车静止在水平地面时对地面的压强为;
(2)小火车行驶2.3km的过程中,发动机的功率为;
(3)小火车行驶2.3km的过程中,消耗汽油。
11.(2025·湖北鄂州·一模)长期航行于海洋的船舶,水下船体易附着贝类、藻类,并会生锈,每年至少清洗一次。如图所示,某科技公司研发的水下清洗机器人,集潜水、巡检、清洗于一体,靠4个电动螺旋桨驱动,能灵活地浮游、翻转、前行、下潜,可在50m深水下对船舶进行高压水柱喷射清洗。该机器人质量180kg,无水舱设计,浸没在水中时的排水体积为0.2m3,线缆对机器人的作用力可忽略不计,。求:
(1)完全浸没在海水中时清洗机器人受到的浮力为多少N?
(2)正在水下30m处作业的机器人,其摄像头处的一块平面玻璃罩受到的海水压力是多少?
(3)清洗机器人自主下潜时,4个电动螺旋桨旋转到竖直方向驱动,使清洗机器人受到竖直方向的推力,以0.5m/s的速度从水面匀速竖直下潜至50m处作业。此过程中机器人受到水对它竖直向上的阻力恒为60N,消耗的总电能为0.006kw·h,则电动机驱动螺旋桨的效率为多少?(结果保留整数)
【答案】(1)2060 N(2)618 N(3)74%
【详解】(1)完全浸没在海水中时清洗机器人受到的浮力F浮=ρ海水V排g=1.03×103 kg/m3×0.2 m3×10 N/kg=2060 N
(2)正在水下30m处作业的机器人所受压强p=ρ海水gh==1.03×103 kg/m3×10 N/kg×30 m=3.09×105 Pa
摄像头处的一块平面玻璃罩受到的海水压力F=pS玻璃=3.09×105 Pa×20×10−4 m2=618 N
(3)机器人的重力G=mg=180kg×10 N/kg=1800N
机器人匀速下潜时受平衡力F推+G=F浮+F阻
螺旋桨的推力F推=F浮+F阻−G=2060N+60N−1800N=320N
推力所做的有用功W有=F推s=320N×50m=16000J
消耗的电能W总=0.006kW·h =0.006×3.6×106J=21600J
电动机驱动螺旋桨的效率
12.(2025·江苏盐城·一模)如图是小明利用容积为,质量为厚度不计的硬质饮料瓶做成的潜水艇模型,配重螺母质量为,体积不计;其余部件质量与体积均不计,取。求:
(1)当饮料瓶内不装水时,模型受到的重力;
(2)模型悬浮在水中时,饮料瓶中水的质量;
(3)排尽瓶中水静止后,模型排开水的体积。
【答案】(1)1N(2)0.3kg(3)1×10-4m3
【详解】(1)当饮料瓶内不装水时,模型的总质量m=0.02kg+0.08kg=0.1kg
模型的总重力G=mg=0.1kg×10N/kg=1N
(2)饮料瓶的容积
当模型悬浮时,排开水的体积
悬浮时受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10-4m3=4N
模型的总重力
模型的总质量
饮料瓶中水的质量
(3)排尽水后,悬浮时,因为,所以模型排尽水后,在水中上浮,静止时漂浮,此时浮力等于重力为1N,根据阿基米德原理可知,模型排开水的体积
13.(2025·陕西西安·二模)2024年5月8日,福建舰(如图﹣1)圆满完成首次航行试验任务,其配备的“歼﹣20”舰载机(如图﹣2)是福建舰战斗力的核心。据了解,吃水深度最大可达13m。
(1)舰载机机翼的横截面如图﹣3所示,飞行时机翼上表面附近的空气流速大于下表面附近的空气流速,根据在气体中流速越大的位置压强越 的原理,舰载机获得升力。
(2)福建舰以最大吃水深度漂浮时,排水量为8.2×104t,求福建舰此时所受浮力的大小和舰底所受海水的压强。(g取10N/kg,海水密度取1.0×103kg/m3)
(3)福建舰的最大行驶速度为,若福建舰以最大航速沿直线匀速航行时,福建舰的动力输出功率为1.8×105kW,求福建舰受到的阻力。
【答案】(1)小(2)8×108N,1.3×105Pa(3)
【详解】(1)气体中,流速越大的位置压强越小。飞行时机翼上表面附近的空气流速大于下表面附近的空气流速,利用了气体中,流速越大的位置压强越小的原理使舰载机获得升力。
(2)福建舰此时所受浮力
吃水深度最大可达13m,则舰底所受海水的压强
(3)福建舰以最大航速沿直线匀速航行,阻力与牵引力大小相等,则
14.(2025·山东菏泽·二模)如图甲所示,我国自主设计建造的亚洲首艘圆筒型“海上油气加工厂”———“海葵一号”,在半潜船“新光华”轮托运下,历经10天,经过2200公里长途跋涉,成功从青岛运抵广州锚地。“新光华”轮长达255米,宽68米,深14.5米,满载时的吃水深度为10.5米。此次运输中“新光华”轮受到的平均阻力为2×106N。如图乙所示,“海葵一号”最大储油量达60000t,相当于一个“超级能源碗”,“碗口”直径超90米,最高处61米,近22层楼高,主甲板面积相当于13个篮球场,最大排水量100000t,可连续在海上运行15年不回坞。已知原油密度为,海水密度取,g取10N/kg。求:
(1)“超级能源碗”储油的最大容积;
(2)满载时“新光华”轮底部受到海水的压强;
(3)“海葵一号”在工作平台满最大排水量时受到海水的浮力;
(4)本次运输“海葵一号”过程“新光华”轮所做的功。
【答案】(1)(2)(3)(4)
【详解】(1)“超级能源碗”储油的最大容积
(2)满载时“新光华”轮底部受到海水的压强
(3)“海葵一号”在工作平台满最大排水量时受到海水的浮力
(4)本次运输“海葵一号”过程“新光华”轮所做的功
15.(2025·广东广州·一模)如图甲所示是一艘完全依靠太阳能驱动的船,电池板接收太阳能的功率为1.6×105W。假设接收的太阳能只用来驱动船前进,在一次航行中,太阳能船受到水平方向的牵引力F随时间t的变化关系如图乙,航行速度如图丙。(海水密度约为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)若船吃水深度为1m,则船底受到水的压强是多大?
(2)第50s至100s,牵引力在这段时间内做的功?
(3)第50s至100s,若船接收的太阳能全部改由燃烧柴油提供,则需要消耗柴油的质量是多少?(q柴油=4.0×107J/kg)
【答案】(1)(2)(3)0.2kg
【详解】(1)船底受到水的压强
(2)第50s至100s,由图乙可知此时牵引力 F=8.0×104N,由图丙可知船速约为v=0.5m/s,经过时间 Δt=50s,则船在这一段位移 s=v×Δt=0.5m/s×50s=25m
牵引力在这段时间内做的功
(3)第50s至100s电池板接收太阳能
若船接收的太阳能全部改由燃烧柴油提供,即
则所需柴油质量
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2025年中考物理专项训练题(全国通用)
░ 力学计算题强化训练 ░
一、计算题
1.(2025·河南安阳·模拟预测)2025年春晚节目《秧BOT》中,16台人形机器人“福兮”与舞蹈演员共同表演东北秧歌,行云流水的舞步惊艳全场,如图所示,机器人能够快速移动,旋转手绢等高难度动作,若一个机器人的质量为60kg,双脚站立时与舞台的接触面积为0.04m2,在舞台上4s沿直线匀速移动2m。请完成下列问题:
(1)机器人4s内运动的速度是多少?
(2)机器人单脚站立时对舞台的压强是多少?(g取10N/kg)
(3)若机器人沿直线匀速运动时在水平方向上受到的平均阻力为重力的0.05倍,
则4s内机器人在水平方向上受到的牵引力做功的功率是多大?
2.(2025·安徽宿州·一模)如图所示为某酒店的机器人,它能完成送餐传菜、配送物品、回收餐具等一系列工作。该机器人的质量为15kg,它的“脚”与地面总接触面积是。某次送餐中,它以的速度运行到水平距离120m的客房,机器人匀速直线运动时受到的摩擦力是重力的倍。求:
(1)这次送餐到客房需要的时间;
(2)它静止在水平地面时对地面的压强;
(3)这次送餐的功率。
3.(2025·广东东莞·一模)深中通道位于珠江三角洲伶仃洋海域,世界级“桥、岛、隧、水下互通”跨海集群工程,通道全长,限速。一辆总质量为的汽车,车轮与水平路面的总接触面积为,当以的速度匀速行驶时,汽车受到的阻力为车重的0.1倍。取。求:
(1)遵守交通规则的情况下,汽车通过深中通道至少需要多长时间;
(2)汽车静止在水平路面上时对路面的压强;
(3)汽车在沉管隧道内水平行驶时,牵引力所做的功。
4.(2025·山东济南·一模)2025年3月2日,济南迎来了强降雪,环卫部门迅速启用除雪车全力除雪以保障道路畅通。如图所示是一辆除雪车正在除雪的场景,该车在平直的路面上工作匀速行驶了11km。若该除雪车的总重为,除雪过程中受到的牵引力为,车轮与地面的总接触面积为,通过计算回答:
(1)该除雪车静止时对水平地面的压强是多少?
(2)该除雪车工作时的平均速度是多少?
(3)牵引力所做的功是多少?
(4)牵引力做功的功率是多少?
5.(2025·江西·模拟预测)如图所示,“潜龙三号”是我国自主研制的潜水器,长,高,平均宽度约1m,体积约,最大下潜深度为4000m,体型像“小丑鱼”。在首次海试中:(取,g取)
(1)求潜水器下潜至3900m深处时受到海水的压强;
(2)求潜水器浸没时受到海水的浮力;
(3)如果此潜水器下潜到4000m以下的海底,潜水器与水底紧密接触,请你分析将会造成什么后果。
6.(2025·安徽宿州·一模)某型号一次性声呐,其内部有两个相同的空腔,每个空腔的侧上方都用轻薄易腐蚀材料制成的密封盖密封。密封盖在海水中浸泡24小时后。被海水腐蚀。某次公海军事演习,反潜飞机向海中投入该声呐,声呐静止时漂浮在海面上,露出整个体积的,声呐的底部到海面的距离为60cm,处于探测状态,如图甲所示。24小时后,下方密封盖被腐蚀,声呐没入海中处于悬浮状态,停止工作。如图乙所示。再经过24小时后,上方密封盖被腐蚀,声呐沉入海底,如图丙所示(声呐底部与海底未完全接触)。已知该声呐重为60N,海水密度取,g取10N/kg,求:
(1)图甲中,声呐受到的浮力;
(2)图甲中,声呐底部受到海水的压强;
(3)图丙中,海底对声呐的支持力。
7.(2025·湖南岳阳·二模)解放军在一次夺岛演习中,出动了05型履带式水陆两栖突击车。该车总质量为28.5t,同时,该车装配有输出功率为的发动机,机动性能卓越(g取10N/kg)。
(1)该车在平面沙滩上行进时,两条履带与沙滩的总接触面积为,求该车对沙滩的压强;
(2)该车在水面漂浮时,它排开水的体积是多少?(取)
(3)该车在水上最快的速度可达25km/h,若该车以21.6km/h的速度在水面上匀速行进10.8km时,若发动机的输出功率全部用于做机械功,则发动机做了多少功?求该车在水面上匀速行进时受到的阻力为多少?
8.(2025·江西吉安·模拟预测)如图所示,这是我国自主研发的轻型地效翼船CYG-11,地效翼船俗称会飞的船,其空载质量为3800kg,最大载重量为1200kg,百公里耗油28L,设计最高飞行时速250km。(燃油的密度为0.85×103kg/m3,燃油热值取q油=4×107J/kg,g取10N/kg)求:
(1)地效翼船满载时受到的重力;
(2)地效翼船满载漂浮在水面时受到的浮力;
(3)地效翼船以设计最高时速飞行100km需要的时间;
(4)地效翼船百公里消耗的燃油完全燃烧放出的热量。
9.(2025·江西赣州·模拟预测) 2023年1月16日,我国首艘具有破冰功能的大型航标船“海巡156”轮(如图所示)在天津列编。“海巡156”轮总长74.9米,型宽14.3米,型深6.2米,排水量约2400吨,采用全电力驱动、双回转舵桨推进系统,在5节航速下能破冰0.5米,在海冰条件下具有优秀的操控能力和航标作业能力。海水密度取1.03×103kg/m3,g取10N/kg。
(1)“海巡156”轮吃水深度为6m时,海水对船底的压强是多少?
(2)“海巡156”轮满载时排开海水的体积是多少?(计算结果保留整数)
(3)“海巡156”轮采用全电力驱动,若航行过程中保持输出功率2.1×103kW,则它以3m/s的航速匀速破冰时受到的阻力是多少?
(4)“海巡156”轮从江河驶入大海后,船体会上浮一些还是下沉些,为什么?
10.(2024·江西鹰潭·二模)中国最美乡村——婺源,每年的3、4月漫山遍野的油菜花吸引着大批游客,其中严田景区,游客可以乘坐小火车在油菜花田中穿梭,与油菜花近距离接触,更是吸引众多游客踏青赏花。如图是游客观光时坐的燃油小火车,全程行驶2.3公里,空车质量为,轮子与地面总接触面积为,小火车的载客质量不超过,以火车最大载客量计算,全程行驶2.3公里行驶过程中,所受平均阻力为车和人总重的0.1倍,汽油发动机效率为25%(汽油热值为,g取)。求:
(1)小火车空车静止在水平地面时对地面的压强;
(2)小火车行驶2.3km的过程中,发动机的功率;
(3)小火车行驶2.3km的过程中,消耗了多少汽油。
11.(2025·湖北鄂州·一模)长期航行于海洋的船舶,水下船体易附着贝类、藻类,并会生锈,每年至少清洗一次。如图所示,某科技公司研发的水下清洗机器人,集潜水、巡检、清洗于一体,靠4个电动螺旋桨驱动,能灵活地浮游、翻转、前行、下潜,可在50m深水下对船舶进行高压水柱喷射清洗。该机器人质量180kg,无水舱设计,浸没在水中时的排水体积为0.2m3,线缆对机器人的作用力可忽略不计,。求:
(1)完全浸没在海水中时清洗机器人受到的浮力为多少N?
(2)正在水下30m处作业的机器人,其摄像头处的一块平面玻璃罩受到的海水压力是多少?
(3)清洗机器人自主下潜时,4个电动螺旋桨旋转到竖直方向驱动,使清洗机器人受到竖直方向的推力,以0.5m/s的速度从水面匀速竖直下潜至50m处作业。此过程中机器人受到水对它竖直向上的阻力恒为60N,消耗的总电能为0.006kw·h,则电动机驱动螺旋桨的效率为多少?(结果保留整数)
12.(2025·江苏盐城·一模)如图是小明利用容积为,质量为厚度不计的硬质饮料瓶做成的潜水艇模型,配重螺母质量为,体积不计;其余部件质量与体积均不计,取。求:
(1)当饮料瓶内不装水时,模型受到的重力;
(2)模型悬浮在水中时,饮料瓶中水的质量;
(3)排尽瓶中水静止后,模型排开水的体积。
13.(2025·陕西西安·二模)2024年5月8日,福建舰(如图﹣1)圆满完成首次航行试验任务,其配备的“歼﹣20”舰载机(如图﹣2)是福建舰战斗力的核心。据了解,吃水深度最大可达13m。
(1)舰载机机翼的横截面如图﹣3所示,飞行时机翼上表面附近的空气流速大于下表面附近的空气流速,根据在气体中流速越大的位置压强越 的原理,舰载机获得升力。
(2)福建舰以最大吃水深度漂浮时,排水量为8.2×104t,求福建舰此时所受浮力的大小和舰底所受海水的压强。(g取10N/kg,海水密度取1.0×103kg/m3)
(3)福建舰的最大行驶速度为,若福建舰以最大航速沿直线匀速航行时,福建舰的动力输出功率为1.8×105kW,求福建舰受到的阻力。
14.(2025·山东菏泽·二模)如图甲所示,我国自主设计建造的亚洲首艘圆筒型“海上油气加工厂”———“海葵一号”,在半潜船“新光华”轮托运下,历经10天,经过2200公里长途跋涉,成功从青岛运抵广州锚地。“新光华”轮长达255米,宽68米,深14.5米,满载时的吃水深度为10.5米。此次运输中“新光华”轮受到的平均阻力为2×106N。如图乙所示,“海葵一号”最大储油量达60000t,相当于一个“超级能源碗”,“碗口”直径超90米,最高处61米,近22层楼高,主甲板面积相当于13个篮球场,最大排水量100000t,可连续在海上运行15年不回坞。已知原油密度为,海水密度取,g取10N/kg。求:
(1)“超级能源碗”储油的最大容积;
(2)满载时“新光华”轮底部受到海水的压强;
(3)“海葵一号”在工作平台满最大排水量时受到海水的浮力;
(4)本次运输“海葵一号”过程“新光华”轮所做的功。
15.(2025·广东广州·一模)如图甲所示是一艘完全依靠太阳能驱动的船,电池板接收太阳能的功率为1.6×105W。假设接收的太阳能只用来驱动船前进,在一次航行中,太阳能船受到水平方向的牵引力F随时间t的变化关系如图乙,航行速度如图丙。(海水密度约为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)若船吃水深度为1m,则船底受到水的压强是多大?
(2)第50s至100s,牵引力在这段时间内做的功?
(3)第50s至100s,若船接收的太阳能全部改由燃烧柴油提供,则需要消耗柴油的质量是多少?(q柴油=4.0×107J/kg)
试卷第1页,共3页
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