期末冲刺（计算题30道）-【刷好题】2024-2025学年八年级物理下册热点题型专练（2024人教版）

期末冲刺（计算题30道） 1．物体在10牛的水平拉力作用下沿拉力方向做匀速直线运动，5秒内前进了2米。求此过程中拉力做的功W和功率P。 2．如图甲所示，将的正方体A悬挂在弹簧测力计下，使之静止浸没在水中，此时弹簧测力计示数。请计算： (1)正方体A的体积； (2)若将正方体A用质量和体积均忽略不计的细线系在体积与A相同的正方体B下方，使B的上表面刚好和水面齐平，求B的密度。 3．质量为100g、底面积为20cm2的薄壁容器中盛有500g水，将容器放置在水平地面上，如图所示，容器内水深h为20cm。求： （1）水对容器底部的压强； （2）容器底部对地面的压强。    4．用如图所示的装置将浸没在水中、质量为0.85kg的物体以0.1m/s的速度匀速提升0.2m，弹簧测力计的示数为3N，不计绳重、滑轮重及摩擦，假设物体始终未露出水面。求：拉力的功率。（g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）   5．一个重为8牛的物体被竖直抛出，在运动过程中物体始终受到与运动方向相反的大小恒定不变的阻力。若物体在竖直运动过程中的某一时刻所受重力和阻力的合力为7.8牛。求： (1)此刻，物体运动的方向；（无需分析过程，直接写物体运动方向） (2)物体受到的阻力f的大小和方向。 6．王心的重力是600N，它的质量是多少？（） 7．救援队用吊绳打捞沉到水池底部的实心长方体沉箱，如图20甲所示，提升过程中始终以0.15m/s的速度竖直向上匀速提起，图乙是吊绳的拉力F随时间t变化的图像，整个提起过程用时80s，g取10N/kg，水的密度为1×103kg/m3，不计水的阻力及水面高度的变化。求： (1)打捞过程中，沉箱没有露出水面之前时所受浮力的大小； (2)拉力所做的功； (3)沉箱的密度为多大； (4)开始提起（t=0）时，沉箱下表面受到水的压强（不计大气压）。 8．某桥头前立有如图所示牌子。现有一辆自身质量为3000kg的卡车，装有4m3的石子。已知石子的密度为2×103kg/m3，g取10N/kg。请问： (1)大卡车自身的重力是多少？ (2)计算说明此时这辆卡车能否从该桥上安全通过； (3)要想安全通过还需要卸去多少m3的石子？ 9．《天工开物》中记载的筒车如图所示。筒车利用水流推动主轮，轮周小筒次序入水舀满，至顶倾出，接以木槽，导入渠田。某筒车的接水槽比取水处高4m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水5kg，该筒车旋转一周所用的时间为60s。（g取10N/kg） (1)若筒车质量为100kg，与地面的接触面积为，枯水季节时，筒车对地面的压强是多少？ (2)该筒车工作一昼夜，提升水所做的有用功是多少？ 10．一辆汽车牵引力是3000N，行驶10km需燃烧2kg汽油（汽油的热值是4.6×107J/kg）求： （1）完全燃烧汽油释放的热量； （2）汽车发动机的效率。（结果保留一位小数） 11．一辆载重汽车的车厢容积为4m3，限载5t。（g取10N/kg）问： （1）如果车厢装满泥沙，泥沙受到的重力是多大？（泥沙的密度为2.5×103 kg／m3） （2）为了行车安全，汽车不能超载，如果不超载，此车最多能装多少体积的泥沙？ 12．建筑工地上，起重机吊臂上的滑轮组如图所示在匀速起吊重的物体时，物体5s内上升了6m，作用在自由端拉力的功率为6.3kW（g取）。问： (1)此过程中所做的有用功为多少J？ (2)滑轮组机械效率是多大？ 13．随着科技迅猛发展，人工智能技术逐渐进入我们的生活，送餐机器人就是人工智能在生活中的典型应用之一。如图所示是一款送餐机器人，它不仅能够自主导航、自动行驶，还能智能识别顾客需求，高效完成送餐任务。该送餐机器人的部分参数如下表所示，g取10N/kg。求： 产品净重 最大行走速度 最大负重 与地面的接触面积 58kg 1.2m/s 30kg 100cm2 (1)该送餐机器人受到的重力是多少？ (2)未送餐时，该送餐机器人对水平地面的压强是多大？ 14．一辆小车的车身总质量为1.2t，若在水平路面上做匀速直线运动的过程中，受到的阻力是车重的0.1倍，（g=10N/kg）求： (1)小车受到的重力的大小； (2)小车受到的阻力的大小； (3)根据二力平衡的知识求小车做匀速直线运动时，小车受到的牵引力的大小。 15．如图甲所示的是小美做俯卧撑保持静止时的情境，她的身体与地面平行，可抽象成如图乙所示的杠杆模型，地面对脚的力作用在O点，对手的力作用在B点，小美的重心在A点。已知小美的体重为500N，OA长为0.9m，OB长为1.5m，完成一个俯卧撑，小美重心上升的高度为0.2m。问： (1)小美完成一个俯卧撑，克服重力做功是多少？ (2)小美将身体撑起地面对手的作用力至少是多少？ 16．如图是现行版校车，采用了多方位的安全设计，切实保护学生安全；该校车用15min将学生送到距离发车点10km的学校，已知校车的质量为5000kg，可乘坐40位学生，每位学生的质量约为40kg，当校车在水平路面上匀速直线行驶时，所受阻力约是重力的0.1倍（）；求： (1)此过程中校车的平均速度； (2)没乘坐学生时校车受到的重力大小； (3)校车满载学生匀速行驶时受到的阻力大小。 17．有媒体报道中国第一艘核动力破冰船即将亮相，其排水量排开水的质量为38000t，最大功率为，最大航行速度为22节节约为可以破除3米厚冰层。海水的密度取g取 (1)破冰船的主要破冰方法是接触冰面前，船全速航行，船体大部分冲上冰面，就可以把冰压碎。当破冰船冲上冰面时，破冰船受到的浮力 选填“变大”或“变小”。 (2)在一次破冰行动中，当船体冲到冰面上时，船受到的浮力为，船与冰层的接触面积为，此时破冰船排开水的体积是多少？船对冰层的压力是多少N？ (3)当破冰船以最大功率，最大航行速度匀速航行198km，破冰船做功多少J？在航行的过程中破冰船受到的阻力是多少N？ 18．如图，工人用330N的拉力，使用定滑轮将质量为30kg的物体6s内匀速吊起3m，g取10N/kg。求： (1)物体上升的速度； (2)工人做功的功率； (3)定滑轮的机械效率。 19．一个质量为1kg且质地均匀的长方体物块，底面是边长为10cm的正方形。 （1）物块漂浮在水面上时，浸入在水中的体积占物块总体积的，此时物块所受到的浮力大小是多大？ （2）用手缓慢下压物块，如图所示，当物块下表面所处的深度为0.09m时，物块下表面受到水的压强是多少？ （3）继续用手缓慢下压物块，当物块上表面与液面刚好相平时，需要施加压力是多大？ 20．小江同学家最近正在装修房子，需要搬运装修材料上楼，但有些材料由于楼道过窄不方便搬运，于是小江建议采用如图所示的滑轮组，这样站在地上就可以把材料运上楼。某次搬运的材料重765N，被提升的高度为10m，人所用的拉力为450N。 某些机械设备的效率： 喷气发动机 16%~24% 起重机 40%~50% 汽油机 20%~30% 柴油机 30%~45% 抽水机 60%~80% (1)请你帮助小江在图中画出滑轮组的绕线方式。 (2)用滑轮组提升材料时做的总功是多少？ (3)该滑轮组的机械效率是多少？ (4)随后，小江同学查阅了有关机械效率知识的资料，看到的一些数据如上表所示。请你找出这些机械设备的效率的共同特点。 21．无人机在高楼灭火中具有快捷安全等独特优势。如图为某品牌无人机，采用4个相同的电动机带动旋翼同时转动工作，竖直运动时每个旋翼获得相同的升力。但在向上或向下时，升力会自动调节。无人机所受空气阻力与无人机运动方向相反，且与无人机速度成正比。当出现火情时，无人机满载水以5m/s的速度匀速竖直上升直到火源处救火；当无人机喷完水救火后，立即以最大速度匀速竖直下降返回准备再次取水救火。 型号 ××× 脚架着地总面积（cm2） 10 空载质量（含摄像机）（kg） 8 最大飞行速度（m/s） 10 机身尺寸（mm） 400×300×200 最大速度竖直飞行时受到的阻力（N） ？ 旋翼个数 4 满载时携带水的质量（kg） 6 (1)无人机空载所受重力为多少N？ (2)当无人机空载静止在水平地面上时（旋翼未转动），对水平地面的压强是多少？ (3)当无人机满载水上升救火时和空载下降时每个旋翼获得的升力之比是4:1，求最大速度飞行时受到的阻力为多少牛？ 22．如图所示，杆秤砣的质量为0.5kg，秤钩悬挂处A与秤纽O间的距离为6cm，挂上重物后，秤砣移至距O点24cm的B处时，秤杆正好水平，求： （1）秤砣受到的重力（g=10N/kg）； （2）被称物体的重力； （3）若秤杆长60cm，则这把秤最大能称量多少kg的物体？    23．已知冰块的密度为900千克/米3，如图，将一块质量为0.45千克的冰块放入一只质量为0.55千克柱形容器中，容器置于水平地面上，已知容器的底面积为0.01米2。求： (1)求冰块的体积V冰； (2)当冰块完全融化成水后容器对水平地面的压强p容。 24．如图所示，薄壁圆柱形容器甲和均匀实心柱体乙置于水平桌面上，甲容器的底面积为2×10-2m2，内盛有0.2m深的水。 (1)求水对甲容器底部的压强p水。 (2)现将乙浸没在甲容器的水中（无水溢出），乙放入前后，甲容器对水平桌面的压强p容和水对容器底部的压强p水的值记录在下表中。求： ①甲容器的重力G容的大小； ②乙物体的密度。 放入前 放入后 p容(Pa) 2450 4900 p水(Pa) 2058 25．如图甲是修建码头时用钢缆绳拉着实心长方体A沿竖直方向以0.3m/s的速度匀速下降的情景（江面上升高度忽略不计），图乙是A下降到水底之前钢缆绳对A的拉力F随时间t变化的图像。求：（g取10N/kg） （1）长方体A的高度； （2）长方体A浸没在水中后受到的浮力； （3）长方体A的密度。 26．为方便残疾人上下台阶，一些公共场所设计了专用通道，如图所示的斜面，若林爷爷和他的电动轮椅的总重为800N，在10s内沿20m长的斜面上升到1.5m高的平台，林爷爷的电动轮椅的牵引力为150N。求： (1)此过程中斜面的机械效率； (2)轮椅与斜面间的摩擦力。 27．一辆汽车以20m/s的速度在某段水平公路上匀速直线行驶了15min，消耗汽油5L，已知此过程汽车发动机的输出功率为60kW，若汽油的密度为0.8×103kg/m3，汽油的热值为4.5×107J/kg，，求： (1)消耗的汽油完全燃烧放出的热量； (2)汽车发动机的效率； (3)汽车行驶过程中受到的牵引力。 28．最新一款无人驾驶汽车，自动驾驶时使用雷达传感器和激光测距仪来了解周围的交通状况。这款车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8km，消耗汽油1.5L。假设汽油完全燃烧，汽油机的效率为30%；已知：汽油的密度为0.8×103kg/m3，汽油的热值为4.5×107J/kg。在这段运动过程中，求： （1）所消耗汽油的质量； （2）汽油燃烧所放出的热量； （3）汽车发动机的牵引力； （4）汽车发动机的功率。 29．小红同学设计了一台浮力电子秤，其结构由浮力秤和电路两部分组成，原理如图所示，小筒底面积为20cm2，高30cm，大筒底面积为70cm2，装有适量水。P为金属滑片固定在托盘下面（滑片质量和滑片受到的摩擦力均忽略不计），并随托盘一起自由滑动，定值电阻R0=10Ω，AB是一根长为20cm均匀电阻丝，其最大阻值为20Ω，电源电压为12V，电压表量程是0~6V。当托盘不放物体时，P位于R最上端，小筒浸入水中10cm深（称量过程中大筒水未溢出）。求 （1）不放物体时小筒受到的浮力； （2）若在托盘上放入质量为140g的物体后，与未放入物体时相比，小筒底部受到水的压强变化了多少； （3）若要保证电路安全，则浮力秤的最大称量为多少g? 30．如图甲所示，轻质杠杆可绕O点无摩擦转动，；不计绳重和摩擦的滑轮组，滑轮上所有绳子都是竖直的，绳子拉在小明的手上。小明两只脚与地面接触的总面积为，小明不拉绳子站立在水平面上的时候对地面的压强为；当小明通过该装置提起重为的重物并保持杠杆水平静止时，人对地面的压强改变了；将如图乙的底面积为的柱形容器移动到重物正下方并让重物完全浸没在容器的液体中（液体未溢出）；此时人对地面的压强再次改变了。 求：（1）小明的质量； （2）动滑轮的重力； （3）容器中液体对杯底的压强变化量。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 期末冲刺（计算题30道） 1．物体在10牛的水平拉力作用下沿拉力方向做匀速直线运动，5秒内前进了2米。求此过程中拉力做的功W和功率P。 【答案】20焦，4瓦 【详解】拉力做的功W=Fs=10牛×2米=20焦 做功的功率为 2．如图甲所示，将的正方体A悬挂在弹簧测力计下，使之静止浸没在水中，此时弹簧测力计示数。请计算： (1)正方体A的体积； (2)若将正方体A用质量和体积均忽略不计的细线系在体积与A相同的正方体B下方，使B的上表面刚好和水面齐平，求B的密度。 【答案】(1) (2) 【详解】（1） 所以 因为物体浸没，所以 （2）因为A和B体积相同，所以图乙中A和B所受浮力 所以B的重力 B的密度 3．质量为100g、底面积为20cm2的薄壁容器中盛有500g水，将容器放置在水平地面上，如图所示，容器内水深h为20cm。求： （1）水对容器底部的压强； （2）容器底部对地面的压强。    【答案】（1）2000Pa；（2）3000Pa 【详解】解：（1）水对容器底部的压强 （2）容器总重 容器底部对地面的压强 答：（1）水对容器底部的压强为2000Pa； （2）容器底部对地面的压强为3000Pa。 4．用如图所示的装置将浸没在水中、质量为0.85kg的物体以0.1m/s的速度匀速提升0.2m，弹簧测力计的示数为3N，不计绳重、滑轮重及摩擦，假设物体始终未露出水面。求：拉力的功率。（g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）   【答案】0.6W 【详解】解：拉力端移动速度 v=2v物=2×0.1m/s=0.2m/s 拉力做功功率 P=Fv=3N×0.2m/s=0.6W 答：拉力的功率0.6W。 5．一个重为8牛的物体被竖直抛出，在运动过程中物体始终受到与运动方向相反的大小恒定不变的阻力。若物体在竖直运动过程中的某一时刻所受重力和阻力的合力为7.8牛。求： (1)此刻，物体运动的方向；（无需分析过程，直接写物体运动方向） (2)物体受到的阻力f的大小和方向。 【答案】(1)竖直向下；(2)0.2N，方向竖直向上 【详解】解：(1)物体的重力为8N，若物体在竖直运动过程中的某一时刻所受重力和阻力的合力为7.8N，小于重力，说明阻力与重力的方向相反，即阻力的方向竖直向上，而在运动过程中物体始终受到与运动方向相反的大小恒定不变的阻力，由此可知，物体运动的方向竖直向下。 (2) )当物体下降时，受力情况如下图: 受到竖直向下的重力和竖直向上的阻力，物体受到这两个力的方向相反，合力 F合=Gf=8Nf=7.8N 解得：f=0.2N，方向竖直向上。 答：(1)此刻，物体运动的方向竖直向下； (2)物体受到的阻力f的大小为0.2N，方向竖直向上。 6．王心的重力是600N，它的质量是多少？（） 【答案】60kg 【详解】解：根据可知，王心的质量为 答：王心的质量是60kg。 7．救援队用吊绳打捞沉到水池底部的实心长方体沉箱，如图20甲所示，提升过程中始终以0.15m/s的速度竖直向上匀速提起，图乙是吊绳的拉力F随时间t变化的图像，整个提起过程用时80s，g取10N/kg，水的密度为1×103kg/m3，不计水的阻力及水面高度的变化。求： (1)打捞过程中，沉箱没有露出水面之前时所受浮力的大小； (2)拉力所做的功； (3)沉箱的密度为多大； (4)开始提起（t=0）时，沉箱下表面受到水的压强（不计大气压）。 【答案】(1)3×104N (2)3.06×105J (3)2.7×103kg/m3 (4)7.5×104Pa 【详解】（1）由图乙可知，50s后物体完全脱离水面，因此可知沉箱的重力 根据称重法，沉箱没有露出水面之前时所受浮力的大小为 （2）拉力F=5.1×104N，通过的路程 所做的功 （3）物体浸没时 沉箱的质量 沉箱的密度 （4）开始提起（t=0）时，沉箱下表面所处深度 沉箱下表面受到水的压强 8．某桥头前立有如图所示牌子。现有一辆自身质量为3000kg的卡车，装有4m3的石子。已知石子的密度为2×103kg/m3，g取10N/kg。请问： (1)大卡车自身的重力是多少？ (2)计算说明此时这辆卡车能否从该桥上安全通过； (3)要想安全通过还需要卸去多少m3的石子？ 【答案】(1)30000 N (2)不能安全通过 (3)0.5 m3 【详解】（1）大卡车自身的重力是 （2）石子的质量 大卡车和石子总的质量 图中交通标志牌为限重标志，其含义是：此桥限载10t。因为大桥允许通过汽车的最大质量为10t<11t，所以，这辆卡车不能从该大桥上安全通过。 （3）要想安全通过需要卸去石子的质量 要想安全通过需要卸去石子的体积 9．《天工开物》中记载的筒车如图所示。筒车利用水流推动主轮，轮周小筒次序入水舀满，至顶倾出，接以木槽，导入渠田。某筒车的接水槽比取水处高4m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水5kg，该筒车旋转一周所用的时间为60s。（g取10N/kg） (1)若筒车质量为100kg，与地面的接触面积为，枯水季节时，筒车对地面的压强是多少？ (2)该筒车工作一昼夜，提升水所做的有用功是多少？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）筒车的重力为 筒车对地面的压强为 （2）水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水5kg，故倒入水槽的水总重力为 筒车的接水槽比取水处高4m，对进入接水槽的水所做的有用功为 筒车旋转一周所用的时间为60s，1h筒车旋转的圈数 工作一昼夜提升水所做的有用功 10．一辆汽车牵引力是3000N，行驶10km需燃烧2kg汽油（汽油的热值是4.6×107J/kg）求： （1）完全燃烧汽油释放的热量； （2）汽车发动机的效率。（结果保留一位小数） 【答案】（1）9.2×107J；（2）32.6% 【详解】解：（1）2kg汽油完全燃烧汽油释放的热量为 Q=mq=2kg×4.6×107J/kg=9.2×107J （2）汽车牵引力做的功为 W=Fs=3000N×10000m=3×107J 则汽车发动机的效率为 η= 答：（1）完全燃烧汽油释放的热量为9.2×107J； （2）汽车发动机的效率为32.6%。 11．一辆载重汽车的车厢容积为4m3，限载5t。（g取10N/kg）问： （1）如果车厢装满泥沙，泥沙受到的重力是多大？（泥沙的密度为2.5×103 kg／m3） （2）为了行车安全，汽车不能超载，如果不超载，此车最多能装多少体积的泥沙？ 【答案】(1)1×105 N  (2)2m3 【详解】（1）泥沙的体积为V =4m3 ，由得，泥沙的质量为m=ρV=2.5×103kg/m3 ×4m3 =1×104kg 泥沙受到的重力为G=mg=1×104kg×10N/kg=1×105N （2）若汽车的最大载重量为m最大 =5t=5×103 kg 所装泥沙的最大体积为 12．建筑工地上，起重机吊臂上的滑轮组如图所示在匀速起吊重的物体时，物体5s内上升了6m，作用在自由端拉力的功率为6.3kW（g取）。问： (1)此过程中所做的有用功为多少J？ (2)滑轮组机械效率是多大？ 【答案】(1)2.52×104J (2)80% 【详解】（1）此过程中所做的有用功为 （2）拉力做的总功 W总=Pt=6300W×5s=3.15×104J 滑轮组的机械效率 13．随着科技迅猛发展，人工智能技术逐渐进入我们的生活，送餐机器人就是人工智能在生活中的典型应用之一。如图所示是一款送餐机器人，它不仅能够自主导航、自动行驶，还能智能识别顾客需求，高效完成送餐任务。该送餐机器人的部分参数如下表所示，g取10N/kg。求： 产品净重 最大行走速度 最大负重 与地面的接触面积 58kg 1.2m/s 30kg 100cm2 (1)该送餐机器人受到的重力是多少？ (2)未送餐时，该送餐机器人对水平地面的压强是多大？ 【答案】(1)500N (2) 【详解】（1）机器人受到的重力为G=mg=50kg×10N/kg=500N （2）未送餐时，机器人对水平地面的压力等于自身的重力，即F=G=500N 机器人对地面的压强 14．一辆小车的车身总质量为1.2t，若在水平路面上做匀速直线运动的过程中，受到的阻力是车重的0.1倍，（g=10N/kg）求： (1)小车受到的重力的大小； (2)小车受到的阻力的大小； (3)根据二力平衡的知识求小车做匀速直线运动时，小车受到的牵引力的大小。 【答案】(1)1.2×104N (2)1.2×103N (3)1.2×103N 【解析】【小题1】小车所受的重力为 【小题2】小车受到的阻力为 【小题3】小车在水平路面上做匀速直线运动，处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，两个力大小相等，方向相反，则发动机提供给小车的牵引力为 15．如图甲所示的是小美做俯卧撑保持静止时的情境，她的身体与地面平行，可抽象成如图乙所示的杠杆模型，地面对脚的力作用在O点，对手的力作用在B点，小美的重心在A点。已知小美的体重为500N，OA长为0.9m，OB长为1.5m，完成一个俯卧撑，小美重心上升的高度为0.2m。问： (1)小美完成一个俯卧撑，克服重力做功是多少？ (2)小美将身体撑起地面对手的作用力至少是多少？ 【答案】(1) (2)300N 【详解】（1）克服重力做功为 （2）由图乙可知，O为支点，动力臂为，阻力臂为，由杠杆平衡条件可得 即 解得，即地面对手的作用力至少是300N。 16．如图是现行版校车，采用了多方位的安全设计，切实保护学生安全；该校车用15min将学生送到距离发车点10km的学校，已知校车的质量为5000kg，可乘坐40位学生，每位学生的质量约为40kg，当校车在水平路面上匀速直线行驶时，所受阻力约是重力的0.1倍（）；求： (1)此过程中校车的平均速度； (2)没乘坐学生时校车受到的重力大小； (3)校车满载学生匀速行驶时受到的阻力大小。 【答案】(1)40km/h (2)50000N (3)6600N 【详解】（1）此过程中校车的平均速度 （2）没乘坐学生时校车受到的重力大小G车=m车g=5000kg×10N/kg=50000N （3）校车满载学生匀速行驶时受到的阻力大小f=0.1G总=0.1×(m车+m人)g=0.1×(5000kg+40kg×40)×10N/kg=6600N 17．有媒体报道中国第一艘核动力破冰船即将亮相，其排水量排开水的质量为38000t，最大功率为，最大航行速度为22节节约为可以破除3米厚冰层。海水的密度取g取 (1)破冰船的主要破冰方法是接触冰面前，船全速航行，船体大部分冲上冰面，就可以把冰压碎。当破冰船冲上冰面时，破冰船受到的浮力 选填“变大”或“变小”。 (2)在一次破冰行动中，当船体冲到冰面上时，船受到的浮力为，船与冰层的接触面积为，此时破冰船排开水的体积是多少？船对冰层的压力是多少N？ (3)当破冰船以最大功率，最大航行速度匀速航行198km，破冰船做功多少J？在航行的过程中破冰船受到的阻力是多少N？ 【答案】(1)变小 (2)； (3)； 【详解】（1）当破冰船冲上冰面时，破冰船排开水的体积变小，根据可知破冰船受到的浮力变小。 （2）根据可得，破冰船排开水的体积 当船漂浮时，所受浮力等于重力，根据阿基米德原理可得，船的重力 当船体冲到冰面上时，船对冰层的压力 （3）根据可得，破冰船以最大功率，最大航行速度匀速航行198km时，航行时间 根据可得，破冰船以最大功率，最大航行速度匀速航行时，破冰船做的功 由力的平衡条件可知，在匀速航行的过程中破冰船受到的阻力等于牵引力，根据可得，在航行的过程中破冰船受到的阻力 18．如图，工人用330N的拉力，使用定滑轮将质量为30kg的物体6s内匀速吊起3m，g取10N/kg。求： (1)物体上升的速度； (2)工人做功的功率； (3)定滑轮的机械效率。 【答案】(1)0.5m/s (2)165W (3)90.9% 【详解】（1）物体上升的速度为 （2）绳子自由端移动的距离为 工人做功的功率为 （3）定滑轮的机械效率为 19．一个质量为1kg且质地均匀的长方体物块，底面是边长为10cm的正方形。 （1）物块漂浮在水面上时，浸入在水中的体积占物块总体积的，此时物块所受到的浮力大小是多大？ （2）用手缓慢下压物块，如图所示，当物块下表面所处的深度为0.09m时，物块下表面受到水的压强是多少？ （3）继续用手缓慢下压物块，当物块上表面与液面刚好相平时，需要施加压力是多大？ 【答案】（1）10N；（2）900Pa；（3）2.5N 【详解】解：（1）物块漂浮在水面上时，受到的浮力为等于物块的重力，即 F浮=G=mg=1kg×10N/kg=10N （2）当物块下表面所处的深度为0.09m时，物块下表面受到水的压强为 p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.09m=900Pa （3）物块漂浮在水面上时，排开水的体积为 物块的体积为 当物块上表面与液面刚好相平时，受到的浮力为 F浮'=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.25×10-3m3=12.5N 当物块上表面与液面刚好相平时需要施加压力为 F=F浮'-G=12.5N-10N=2.5N 答：（1）物块漂浮在水面上时，受到的浮力为10N； （2）当物块下表面所处的深度为0.09m时，物块下表面受到水的压强为900Pa； （3）当物块上表面与液面刚好相平时，需要施加压力为2.5N。 20．小江同学家最近正在装修房子，需要搬运装修材料上楼，但有些材料由于楼道过窄不方便搬运，于是小江建议采用如图所示的滑轮组，这样站在地上就可以把材料运上楼。某次搬运的材料重765N，被提升的高度为10m，人所用的拉力为450N。 某些机械设备的效率： 喷气发动机 16%~24% 起重机 40%~50% 汽油机 20%~30% 柴油机 30%~45% 抽水机 60%~80% (1)请你帮助小江在图中画出滑轮组的绕线方式。 (2)用滑轮组提升材料时做的总功是多少？ (3)该滑轮组的机械效率是多少？ (4)随后，小江同学查阅了有关机械效率知识的资料，看到的一些数据如上表所示。请你找出这些机械设备的效率的共同特点。 【答案】(1)见解析 (2)9000J (3)85% (4)效率小于100% 【详解】（1）拉力方向向下，从定滑轮开始绕线，如图所示： （2）绳子移动的距离为 用滑轮组提升材料时做的总功为 （3）有用功为 机械效率为 （4）由表格数据可知，这些机械设备的效率的共同特点是机械效率小于100%。 21．无人机在高楼灭火中具有快捷安全等独特优势。如图为某品牌无人机，采用4个相同的电动机带动旋翼同时转动工作，竖直运动时每个旋翼获得相同的升力。但在向上或向下时，升力会自动调节。无人机所受空气阻力与无人机运动方向相反，且与无人机速度成正比。当出现火情时，无人机满载水以5m/s的速度匀速竖直上升直到火源处救火；当无人机喷完水救火后，立即以最大速度匀速竖直下降返回准备再次取水救火。 型号 ××× 脚架着地总面积（cm2） 10 空载质量（含摄像机）（kg） 8 最大飞行速度（m/s） 10 机身尺寸（mm） 400×300×200 最大速度竖直飞行时受到的阻力（N） ？ 旋翼个数 4 满载时携带水的质量（kg） 6 (1)无人机空载所受重力为多少N？ (2)当无人机空载静止在水平地面上时（旋翼未转动），对水平地面的压强是多少？ (3)当无人机满载水上升救火时和空载下降时每个旋翼获得的升力之比是4:1，求最大速度飞行时受到的阻力为多少牛？ 【答案】(1)80N (2) (3)40N 【详解】（1）无人机空载所受重力 （2）无人机停放在水平地面上，故对地面压力 对水平地面的压强是 （3）当无人机满载水以5m/s的速度上升时，阻力为f1，方向竖直向下， 水的重力    总重 受力分析可知，物体上升时    ① 当无人机空载以最大速度10m/s下降时，阻力为f2，无人机所受空气阻力与无人机速度成正比，因此，方向竖直向上，受力分析可知，     ② ①②两式相比可得 把代入上式，解得 故最大速度飞行时阻力。 22．如图所示，杆秤砣的质量为0.5kg，秤钩悬挂处A与秤纽O间的距离为6cm，挂上重物后，秤砣移至距O点24cm的B处时，秤杆正好水平，求： （1）秤砣受到的重力（g=10N/kg）； （2）被称物体的重力； （3）若秤杆长60cm，则这把秤最大能称量多少kg的物体？    【答案】（1）5N；（2）20N；（3）4.5kg 【详解】解：（1）秤砣受到的重力为 （2）由杠杆平衡条件可得 代入数据得 解得。 （3）若秤杆长60cm，则 由杠杆平衡条件 可得 解得，则这把秤最大能称量的物体质量为 答：（1）秤砣受到的重力为5N； （2）被称物体的重力为20N； （3）若秤杆长60cm，则这把秤最大能称量4.5kg的物体。 23．已知冰块的密度为900千克/米3，如图，将一块质量为0.45千克的冰块放入一只质量为0.55千克柱形容器中，容器置于水平地面上，已知容器的底面积为0.01米2。求： (1)求冰块的体积V冰； (2)当冰块完全融化成水后容器对水平地面的压强p容。 【答案】(1)5×10-4m3 (2)980Pa 【详解】（1）由得，冰块的体积 （2）当冰块完全融化成水后容器对水平地面的压强 24．如图所示，薄壁圆柱形容器甲和均匀实心柱体乙置于水平桌面上，甲容器的底面积为2×10-2m2，内盛有0.2m深的水。 (1)求水对甲容器底部的压强p水。 (2)现将乙浸没在甲容器的水中（无水溢出），乙放入前后，甲容器对水平桌面的压强p容和水对容器底部的压强p水的值记录在下表中。求： ①甲容器的重力G容的大小； ②乙物体的密度。 放入前 放入后 p容(Pa) 2450 4900 p水(Pa) 2058 【答案】(1)1960Pa (2)①9.8N；②25×103kg/m3 【详解】（1）水对甲容器底部的压强 （2）①容器甲中水的体积 容器甲中水的质量 容器甲中水的重力 容器甲平放在水平桌面，对水平桌面的压力 甲容器的重力 ②根据p=ρgh可知乙放入前后，容器甲中水的深度变化 乙的体积 乙的重力等于容器甲对水平桌面的压力变化量 则乙的质量 则乙的密度 25．如图甲是修建码头时用钢缆绳拉着实心长方体A沿竖直方向以0.3m/s的速度匀速下降的情景（江面上升高度忽略不计），图乙是A下降到水底之前钢缆绳对A的拉力F随时间t变化的图像。求：（g取10N/kg） （1）长方体A的高度； （2）长方体A浸没在水中后受到的浮力； （3）长方体A的密度。 【答案】（1）1.5m；（2）2×104N；（3）1.5×103kg/m3 【详解】解：（1）由图乙可知，0~10s钢缆对A的拉力不变，可知此过程长方体A未接触水面，此时钢缆对A的拉力等于A的重力，第10s开始，拉力F开始变小，可知此时长方体A开始接触水面，第15s时，拉力F的值最小，可知此时长方体A完全浸没在水中，则长方体A从下底面接触水面到刚好浸没所用的时间为 t=15s-10s=5s 由题意可知，长方体A的下降速度为v=0.3m/s，故由可得，长方体A的高度为 h=vt=0.3m/s×5s=1.5m （2）由（1）中可得，长方体A的重力为 G=F大=3×104N 长方体A完全浸没后，钢缆对A的拉力为F小=1×104N，故由称重法可得，长方体A浸没在水中后受到的浮力为 F浮=G-F小=3×104N-1×104N=2×104N （3）由F浮=ρ液gV排可得，长方体A的体积为 故由可得，长方体A的密度为 答：（1）长方体A的高度为1.5m； （2）长方体A浸没在水中后受到的浮力为2×104N； （3）长方体A的密度为1.5×103kg/m3。 26．为方便残疾人上下台阶，一些公共场所设计了专用通道，如图所示的斜面，若林爷爷和他的电动轮椅的总重为800N，在10s内沿20m长的斜面上升到1.5m高的平台，林爷爷的电动轮椅的牵引力为150N。求： (1)此过程中斜面的机械效率； (2)轮椅与斜面间的摩擦力。 【答案】(1)40％ (2)90N 【详解】（1）此过程的有用功为 总功为 机械效率为 （2）额外功为 摩擦力的大小为 27．一辆汽车以20m/s的速度在某段水平公路上匀速直线行驶了15min，消耗汽油5L，已知此过程汽车发动机的输出功率为60kW，若汽油的密度为0.8×103kg/m3，汽油的热值为4.5×107J/kg，，求： (1)消耗的汽油完全燃烧放出的热量； (2)汽车发动机的效率； (3)汽车行驶过程中受到的牵引力。 【答案】(1) (2)30% (3)3000N 【详解】（1）消耗汽油的质量为 消耗的汽油完全燃烧放出的热量为 （2）汽车做的有用功为 汽车发动机的效率为 （3）汽车行驶过程中受到的牵引力为 28．最新一款无人驾驶汽车，自动驾驶时使用雷达传感器和激光测距仪来了解周围的交通状况。这款车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8km，消耗汽油1.5L。假设汽油完全燃烧，汽油机的效率为30%；已知：汽油的密度为0.8×103kg/m3，汽油的热值为4.5×107J/kg。在这段运动过程中，求： （1）所消耗汽油的质量； （2）汽油燃烧所放出的热量； （3）汽车发动机的牵引力； （4）汽车发动机的功率。 【答案】（1）1.2kg；（2）5.4×107J；（3）2025N；（4）4.05×104W 【详解】解：（1）消耗汽油的体积为 V=1.5L=1.5×10-3m3 消耗汽油的质量为 m=ρV=0.8×103kg/m3×1.5×10-3m3=1.2kg （2）汽油完全燃烧放出的热量为 Q放=mq=1.2 kg×4.5×107J/kg=5.4×107J （3）牵引力做的有用功为 W=ηQ放=30%×5.4×107J=1.62×107J 汽车发动机的牵引力为 （4）汽车行驶8km所用的时间为 汽车发动机的功率为 答：（1）所消耗汽油的质量为1.2kg； （2）汽油燃烧所放出的热量为5.4×107J； （3）汽车发动机的牵引力为2025N； （4）汽车发动机的功率为4.05×104W。 29．小红同学设计了一台浮力电子秤，其结构由浮力秤和电路两部分组成，原理如图所示，小筒底面积为20cm2，高30cm，大筒底面积为70cm2，装有适量水。P为金属滑片固定在托盘下面（滑片质量和滑片受到的摩擦力均忽略不计），并随托盘一起自由滑动，定值电阻R0=10Ω，AB是一根长为20cm均匀电阻丝，其最大阻值为20Ω，电源电压为12V，电压表量程是0~6V。当托盘不放物体时，P位于R最上端，小筒浸入水中10cm深（称量过程中大筒水未溢出）。求 （1）不放物体时小筒受到的浮力； （2）若在托盘上放入质量为140g的物体后，与未放入物体时相比，小筒底部受到水的压强变化了多少； （3）若要保证电路安全，则浮力秤的最大称量为多少g? 【答案】（1）2N；（2）700Pa；（3）280g 【详解】（1）不放物体时小筒排开水的体积 不放物体时小筒受到的浮力 （2）在托盘上放入质量为140g的物体后，小筒浸入水中的深度为Δh，处于漂浮状态，浮力的变化量 小桶下降的高度为 小筒底部受到水的压强变化了 （3）根据电路图知道，定值电阻R0与滑动变阻器串联，电压表测量R0两端电压；当秤盘上放的物体越重时，滑片下移得越多，变阻器接入电路的阻值越小，电路的总电阻越小，电流越大，当电压表示数为6V时，电路电流最大，浮力秤达到最大称量，则电路的最大电流 此时电路中的总电阻 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电阻丝接入电路中的最小电阻 AB是一根长为20cm均匀电阻丝，其阻值为20Ω，即1cm长的电阻丝的阻值为1Ω，所以滑动变阻器接入电路的电阻最小为10Ω时，其接入电路的电阻丝的长度l=10cm，此时滑片下移的距离 秤盘上放置物体后，滑片下移10cm，小筒向下移动的距离d=10cm，由于小筒向下移动，大筒中的水面上升，设水面升高，则小筒浸入水中的深度会增加 则 即 化简可得水面上升的高度 所以小筒排开水的体积变化量 秤盘上放置物体后，小筒处于漂浮状态，由漂浮条件可得，被测物体的重力等于增加的浮力，所以 由G=mg知道，浮力秤的最大称量 30．如图甲所示，轻质杠杆可绕O点无摩擦转动，；不计绳重和摩擦的滑轮组，滑轮上所有绳子都是竖直的，绳子拉在小明的手上。小明两只脚与地面接触的总面积为，小明不拉绳子站立在水平面上的时候对地面的压强为；当小明通过该装置提起重为的重物并保持杠杆水平静止时，人对地面的压强改变了；将如图乙的底面积为的柱形容器移动到重物正下方并让重物完全浸没在容器的液体中（液体未溢出）；此时人对地面的压强再次改变了。 求：（1）小明的质量； （2）动滑轮的重力； （3）容器中液体对杯底的压强变化量。 【答案】（1）60kg；（2）40N；（3） 【详解】解：（1）小明对地面的压力 小明站立在水平面上，小明对地面的压力等于重力的大小，即 G人=F人=600N 则小明的质量为 m人===60kg （2）通过该装置提起重为480N的重物并保持杠杆水平静止时，根据杠杆平衡原理得 杠杆B点受到的力为 人对绳子的拉力与人对地面减小的压力相等，即 动滑轮上有三段绳子，即n=3，则滑轮组有 则动滑轮的重力 （3）将如图乙的底面积为的柱形容器移动到重物正下方并让重物完全浸没在容器的液体中（液体未溢出）时，人对地面的压力的减少量为 此时绳子对人的拉力为 B点拉力为 A点拉力 物体完全浸没在液体中，对物体受力分析可知物体受到的浮力为 由力作用的相互性可知物体对液体的压力变化量为 则容器中液体对杯底的压强的增加量 答：（1）小明的质量为60kg； （2）动滑轮的重力为40N； （3）容器中液体对杯底的压强变化量为。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$