内容正文:
期末冲刺 (计算题30道)
1.新能源汽车是未来汽车发展的趋势。如图是一款纯电动汽车,整车质量为1100kg,车轮与地的总接触面积为0.04m2。若该车在某水平路段匀速直线行驶了500m,受到水平方向的阻力为车总重的0.1倍(车上人员的重力忽略不计)求:
(1)该车静止在水平路面上时对地的压强;
(2)牵引力在此路段所做的功。
2.如图所示,这是小明骑自行车上学的情景。某天早晨,小明先以3m/s的速度匀速骑行了60s,然后在4min内骑行1.2km到达学校。求:
(1)小明前60s内骑行的路程;
(2)小明在后4min内骑行自行车的平均速度。
3.一只空瓶质量是80g,装满水后总质量是580g,求:
(1)这只瓶子的容积?(ρ水=1.0×103kg/m3)
(2)用此瓶装满另一种液体,总质量为730g,求这种液体的密度?
4.周末,小新从家中出发前往东港市博物馆,他选择了骑共享单车,到达博物馆后从手机上看到一些信息如图所示,求:
(1)小新骑行共享单车的平均速度为多少千米每小时?
(2)若小新步行速度为,他沿同样路径步行从家到达博物馆需要多少分钟?
5.诗句“蜂儿不食人间仓,玉露为酒花为粮。作蜜不忙采蜜忙,蜜成犹带百花香”,飞行5km到达某采蜜点,采蜜后再原路返回蜂巢,一天如此采蜜15次,飞行速度为24km/h。求:
(1)该蜜蜂一天飞行路程为多少;
(2)该蜜蜂一天飞行时间为多少?
6.据统计,全国发生的车祸中有超过四分之一的是超速引起的!为此相关部门在道路上加大了道路限速监控管理。一种是“定点测速”,即监测汽车通过某点时的速度;另一种是“区间测速”,即是测出汽车在某一区间行驶的平均速度,如果超过了该路段的最高限速,即判为超速。若监测点A、B相距20km,全程限速100km/h,一辆轿车通过A、B的速度分别为95km/h和105km/h,通过两个监测点的时刻如图所示。问:
(1)采用“定点测速”,该车通过监测点A、B时会不会被判超速?
(2)采用“区间测速”,这辆轿车在该路段会不会被判超速?请通过计算进行说明。
7.小明在游玩时买了一个铜制摆件,为知道该摆件是空心还是实心,小明把该摆件完全浸入盛满水的容器中,刚好溢出的水,并用天平测出这个摆件的质量是445g(,),求:
(1)溢出水的质量是多少?
(2)该摆件的体积为多少?
(3)用计算说明该摆件是空心还是实心?
8.月面巡视探测器(月球车)是集工程和智能机器人为一体的复杂航天器,具备地--月遥控能力,有独立驱动的六轮摇臂式行走系统,高1.5米,质量为120千克.求:
(1)月球车在地球上受到的重力.
(2)在地球上重6牛的物体放到月球上时重为1牛,那么月球车被送到月球上时的质量和受到的重力分别是多少?(g取10牛/千克)
9.有一头大象的质量为4×103千克,每只脚掌接触地面的面积为5×102米2,如图,当它四足着地站立时。求:
① 大象对水平的地面的压力F;
② 大象对水平地面的压强p。
10.一座桥的桥头立有这样的交通标志牌(桥梁限重标志),如图所示。现有一自重50000N的大卡车,装了的石子,石子的密度是2.5×103kg/m3。(g=10N/kg)
(1)求石子质量;
(2)请通过计算说明这辆卡车能否从该桥通过?
11.长度为150m的火车在笔直的轨道上匀速行驶,在从山崖驶向大桥的过程中,如图,火车头距离桥头200m处鸣笛,鸣笛5s后,火车头到达桥头,此时车头的司机听到来自山崖的回声(声音在空气中的传播速度为340m/s)。
(1)计算火车的速度。
(2)鸣笛时,火车车头到山崖的距离。
(3)若听到回声30s后,车尾驶过桥尾,计算大桥的长度。
12.据交管部门统计,全国发生的车祸中有四分之一是超速引起的。为此近年来全国各地加大了道路限速监控管理,一种是“定点测速”即监测汽车在某点的车速;另一种是“区间测速”,就是测算出汽车在某一区间行驶的平均速度。如果超过了该路段的最高限速,即被判为超速。若监测点A、B相距20km,全程限速80km/h,一辆轿车通过监测点A、B的速度分别为65km/h和75km/h,通过两个监测点的时间如图所示。
(1)采用“定点测速”,该轿车通过监测点A、B时会不会被判超速?
(2)采用“区间测速”,通过计算说明,这辆轿车在该路段会不会被判超速?
13.回声是由声波在传播过程中遇到障碍物反射回来而形成的,当障碍物离声源较远时,发出的声音经过较长时间(大于0.1s)再回到耳畔,我们才能把回声与原声区别开来;当障碍物离声源较低近时,声波很快就反射回来了,人们就不能将回声与原声区别开来,而只能听到一种声音,且听起来响亮。(声音速度为340m/s)阅读后请回答:
(1)要将回声与原声区别开来,发声体离障碍物至少要多远?(提示:声音来回的时间按0.1s计算)
(2)用回声可以帮助船只测量水深,因此在海洋和江河的考察船上都装有声呐。如果声呐在水中传播速度1500m/s,考察船上的声呐发出声音1s后接收到了回声,这里的水深为多少?
14.有一枚运动会奖牌,它的质量为37.8g,体积为3.6cm3,试求制成这枚奖牌的金属密度,并根据密度表判断该奖牌可能是何种金属制成的。
物质
密度/(g·cm﹣3)
金
19.3
银
10.5
铜
8.9
铁
7.9
15.如图所示,动滑轮重10N,在50N的拉力F作用下,滑轮组拉着重100N的物体A在水平面上以0.1m/s的速度运动10s(忽略绳重和滑轮间的摩擦),求:
(1)拉力F对物体A做的有用功;
(2)拉力F做功的总功率;
(3)该滑轮组的机械效率。
16.一门反坦克炮瞄准一辆坦克,开炮后经过0.6s看到炮弹在坦克上爆炸,再经过2.1s听到爆炸的声音。(v=340m/s) 求
(1)大炮距坦克多远?
(2)炮弹的飞行速度多大?
17.碳纤维自行车(CarbonBike)主要是中高档的竞赛用自行车,作为新兴材料,用碳纤维材质制成的车架具有轻、钢性好、冲击吸收性好的特点,如表所示为一款碳纤维自行车的相关数据。则:
车架材料
碳纤维
车架材料体积
2500
车架质量m/kg
5
整车质量
10
两个车轮与地面的接触面积
0.01
(1)碳纤维车架的密度是多少?
(2)这辆自行车所受重力是多少?(g=9.8N/kg)
(3)质量为50kg的小明在骑这辆自行车时,自行车对地面的压强为多少?
18.豫坡集团始建于1958年,地处河南省西平县老王坡,2019年“豫坡”酒荣获河南省知名农产品品牌名录。小明在家中发现了一瓶标有“500mL 42°”的字样的豫坡酒,查资料知,酒的度数是:100mL的白酒中含纯酒精42mL。(纯酒精的密度为,水的密度,设酒精与水混合后体积不变)
(1)这瓶白酒中酒精的体积和水的体积各为多立方厘米?
(2)由以上信息可知,这瓶白酒的质量多少?
(3)这瓶白酒的密度是多少?
19.如图所示,两个完全相同的圆柱形容器(厚度不计)A和B放在水平桌面上,容器的底面积为2×10﹣2m2,容器内水的深度为0.2m,且两容器中水和酒精的质量相等。(已知:ρ酒精=0.8×103kg/m3,ρ铝=2.7×103kg/m3)求:
(1)A容器中水的质量多少kg;
(2)B容器中酒精的体积多少m3;
(3)将一个实心铝块浸没在水中,发现两个容器中的液面一样高,求实心铝块的质量多少kg。
20.在弹性限度内弹簧受到的拉力F和弹簧的伸长量∆L(∆L=L-L0,其中L0是指弹簧不受力时的长度,L是指弹簧受到拉力F时的长度)成正比,即F=k∆L(其中k叫做劲度系数,对同一个弹簧来说是一个固定不变的值),小明根据这个原理自制了一个弹簧测力计。首先,把一根轻质弹簧A端固定,让其自由端B在未悬挂重物时,用刻度尺测出原长为5cm,然后再挂上100N的重物,用刻度尺测出此时长度为25cm。(均在弹簧的弹性限度内)
(1)此弹簧测力计的劲度系数是多少?
(2)当弹簧所受拉力为F时,弹簧长度是16cm,求该弹簧所受的拉力F。
21.质量为1.58kg的铁球体积为0.5dm3。(已知铁的密度是7.9×103kg/m3)
(1)试通过计算判断铁球是空心的还是实心的?
(2)如果是空心的,且空心部分注满水,那么铁球的总质量是多大?
22.如图所示的杠杆AB,O为支点,在A端挂一重为20牛的物体作为阻力F2。
(1)若AB为轻质杠杆(重力忽略不计),在B端施加一个竖直向下的动力F1使杠杆在水平位置平衡,求动力F1的大小;
(2)若AB为均匀杠杆且重力无法忽略,此时杠杆恰好在水平位置平衡,求杠杆AB的重力G0;
(3)若实心均匀杠杆AB的重力G为数据30牛,杠杆无法在水平位置平衡。如果切去BC段后,杠杆恰好在水平位置平衡,求BC段的长度L。
23.如图所示为某汽车研究所研制的一种新型太阳能电动观光车。按照设计,其外壳的总体积为0.02m3,为减轻车体自身的重力,外壳拟采用新近发现的一种硬度相当于钢铁2~5倍的聚丙烯塑料。已知聚丙烯塑料的密度, g取10N/kg,通过计算回答:
(1)该观光车外壳的质量是多少?
(2)若该车其余部分的质量为242kg,车轮与地面的总接触面积为0.05m2,则它对水平地面的压强是多大?
24.随着电热水器的不断改进,如图所示的电热水壶深受人们的喜爱。它的容积为,壶身和底座的总质量是,底座与水平桌面的接触面积为,装满水后水深。()求:
(1)装满水后水的质量;
(2)装满水后水对电热水壶底部的压强;
(3)装满水后桌面受到的压强。
25.抗击新冠肺炎疫情期间,某市救护车转运患者集中隔离治疗,该车配置了负压装置,负压仓内气压小于外界气压,将内部空气“吸入”排风净化装置进行处理,有效避免了病毒的传播。某次转运病人时,救护车以的恒定功率在平直公路上匀速行驶,用时。
请解答下列问题:
(1)救护车匀速行驶牵引力做的功;
(2)救护车所受的阻力;
(3)按照卫生标准,负压仓内外气压差应为之间。经测量发现,该负压仓的面积上内外气体压力差为18N,通过计算判断负压仓内外气压差是否符合标准。
26.成渝高铁是“十一五”国家重点铁路建设项目,从重庆北站至成都东站设计时速350km/h。下表是G8541次列车时刻表,如果你乘坐该次列车旅游。求:
时间
重庆北
永川东
内江北
成都东
到站时间
09:38
10:04
10:48
发车时间
09:15
09:40
10:08
里程/km
0
56
152
(1)列车从永川东至内江北的平均速度?
(2)若该列车全长400m,当以180km/h的速度通过长5.6m的某隧道时,求列车从车头开始进入隧道到车尾完全通过隧道所需的时间?
(3)在第(2)问中,该列火车在通过隧道前,需要鸣笛示意。在鸣笛后,继续前进,经过4s后司机听到回声。已知声音在空气中的传播速度为340m/s。求司机听到回声时车头距离隧道口多远?
27.在“缅怀革命先烈,重温红色历史”的红色研学活动中,同学们乘坐大巴车前往狼牙山参观学习。大巴车行驶途中,小明观察到如图所示的交通标志牌及速度表。
(1)在遵守交通规则的前提下,求大巴车从标志牌处到达狼牙山的最少时间;
(2)若大巴车以图乙的速度表显示的速度行驶,求大巴车行驶的路程;
(3)如图丙所示,该区间测速区域限速100km/h,若大巴车通过区间测速区域全程的时间为,请通过计算判断大巴车是否超速行驶。
28.我国在某海域举行军事演习,一艘鱼雷快艇正在追击其正前方的敌舰,它们均向东做匀速直线运动,鱼雷快艇的速度为20m/s,敌舰的速度为15m/s。当两者相距2km时,鱼雷快艇向正前方发射出一枚鱼雷,经过80s鱼雷击中敌舰。则:
(1)在追击过程中,以鱼雷快艇为参照物,敌舰在向什么方向运动?
(2)从发射鱼雷到鱼雷击中敌舰,鱼雷快艇通过的路程为多少米?
(3)发射的鱼雷的平均速度为多少米/秒?
29.如图,质量为0.5kg的物体A被夹在两固定竖直的平木板之间,现用大小为10.78N的力恰好可将A从木板竖直向上匀速抽出,那么:
(1)A受到的滑动摩擦力多大?
(2)若将A从木板中竖直向下匀速抽出,至少用多大的拉力?(g取9.8N/kg)
30.为了将放置在水平地面上重G=100N的重物提升到高处。小明同学设计了图(甲)所示的滑轮组装置。当小明用图(乙)所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时,物体上升速度v随时间变化关系图像为图(丙),物体上升的高度h随时间t变化的关系图像分别如图(丁)所示。若重物与地面的接触面积S=5×10-2m2,不计摩擦和绳重,绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。求:
(1)匀速提升物体时,拉力F的功率为多少W?滑轮组的机械效率η为多少?
(2)在1~2s内,拉力F做的功W为多少J?
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期末冲刺 (计算题30道)
1.新能源汽车是未来汽车发展的趋势。如图是一款纯电动汽车,整车质量为1100kg,车轮与地的总接触面积为0.04m2。若该车在某水平路段匀速直线行驶了500m,受到水平方向的阻力为车总重的0.1倍(车上人员的重力忽略不计)求:
(1)该车静止在水平路面上时对地的压强;
(2)牵引力在此路段所做的功。
【答案】(1)2.75×105Pa;(2)5.5×105J
【详解】解:(1)汽车重力
该车静止在水平路面上时对地的压强
(2)因为物体匀速运动,所以牵引力
则牵引力做功
答:(1)该车静止在水平路面上时对地的压强为2.75×105Pa;
(2)牵引力在此路段所做的功为5.5×105J
2.如图所示,这是小明骑自行车上学的情景。某天早晨,小明先以3m/s的速度匀速骑行了60s,然后在4min内骑行1.2km到达学校。求:
(1)小明前60s内骑行的路程;
(2)小明在后4min内骑行自行车的平均速度。
【答案】(1)180m;(2)5m/s
【详解】解:(1)小明前60s内骑行的路程
(2)小明在后4min内骑行自行车的平均速度
答:(1)小明前60s内骑行的路程为180m;
(2)小明在后4min内骑行自行车的平均速度为5m/s。
3.一只空瓶质量是80g,装满水后总质量是580g,求:
(1)这只瓶子的容积?(ρ水=1.0×103kg/m3)
(2)用此瓶装满另一种液体,总质量为730g,求这种液体的密度?
【答案】(1)500cm3;(2)
【详解】解:(1)空瓶装满水后,水的质量
m水=m总-m瓶=580g-80g=500g
由可得,水的体积,即瓶子的容积
(2)另一种液体的质量
m液=m总液-m瓶=730g-80g=650g
另一种液体的体积
V液=V=500cm3
则这种液体的密度
答:(1)这只瓶子的容积是500cm3;
(2)用此瓶装满另一种液体,总质量为730g,这种液体的密度是。
4.周末,小新从家中出发前往东港市博物馆,他选择了骑共享单车,到达博物馆后从手机上看到一些信息如图所示,求:
(1)小新骑行共享单车的平均速度为多少千米每小时?
(2)若小新步行速度为,他沿同样路径步行从家到达博物馆需要多少分钟?
【答案】(1)12
(2)50
【详解】(1)由图可知,小新骑车的路程
骑车时间
则小新骑行的平均速度
(2)若小新步行速度为,他沿同样路径步行从家到达博物馆需要时间为
5.诗句“蜂儿不食人间仓,玉露为酒花为粮。作蜜不忙采蜜忙,蜜成犹带百花香”,飞行5km到达某采蜜点,采蜜后再原路返回蜂巢,一天如此采蜜15次,飞行速度为24km/h。求:
(1)该蜜蜂一天飞行路程为多少;
(2)该蜜蜂一天飞行时间为多少?
【答案】(1)150km
(2)6.25h
【详解】(1)由题知,一只蜜蜂从蜂巢出发,采蜜后再原路返回蜂巢,则该蜜蜂一天飞行的总路程为
(2)根据速度公式可得该蜜蜂一天飞行的时间
6.据统计,全国发生的车祸中有超过四分之一的是超速引起的!为此相关部门在道路上加大了道路限速监控管理。一种是“定点测速”,即监测汽车通过某点时的速度;另一种是“区间测速”,即是测出汽车在某一区间行驶的平均速度,如果超过了该路段的最高限速,即判为超速。若监测点A、B相距20km,全程限速100km/h,一辆轿车通过A、B的速度分别为95km/h和105km/h,通过两个监测点的时刻如图所示。问:
(1)采用“定点测速”,该车通过监测点A、B时会不会被判超速?
(2)采用“区间测速”,这辆轿车在该路段会不会被判超速?请通过计算进行说明。
【答案】(1)通过监测点A时不超速,通过监测点B时超速;(2)会
【详解】解:(1)由题可知,全程限速100km/h,轿车通过监测点A、B的速度分别为95km/h和105km/h,由100km/h>95km/h,100km/h<105km/h,可知该轿车通过监测点A时不超速,通过监测点B时超速;
(2)由图可知,轿车在该路段所用的时间
轿车在该路段的平均速度
所以,这辆轿车在该路段会被判超速。
答:(1)采用“定点测速”,该车通过监测点A时不超速,通过监测点B时超速;
(2)采用“区间测速”,这辆轿车在该路段会被判超速。
7.小明在游玩时买了一个铜制摆件,为知道该摆件是空心还是实心,小明把该摆件完全浸入盛满水的容器中,刚好溢出的水,并用天平测出这个摆件的质量是445g(,),求:
(1)溢出水的质量是多少?
(2)该摆件的体积为多少?
(3)用计算说明该摆件是空心还是实心?
【答案】(1)150g;(2)150cm3;(3)空心的
【详解】解:(1)根据题意,由得,溢出水的质量为
(2)根据题意可知,该摆件的体积等于溢出水的体积,即
(3)根据题意,由得,摆件中铜的体积为
因为
所以此摆件为空心。
答:(1)溢出水的质量为150g;
(2)该摆件的体积为150cm3;
(3)该摆件是空心的。
8.月面巡视探测器(月球车)是集工程和智能机器人为一体的复杂航天器,具备地--月遥控能力,有独立驱动的六轮摇臂式行走系统,高1.5米,质量为120千克.求:
(1)月球车在地球上受到的重力.
(2)在地球上重6牛的物体放到月球上时重为1牛,那么月球车被送到月球上时的质量和受到的重力分别是多少?(g取10牛/千克)
【答案】 1200N; 120kg,200N
【详解】(1)月球车在地球表面上受到的重力: ;
(2)月球车到达月球后,质量不变,还是120kg;月球车在月球表面上受到的重力:
答:(1)月球车在地球上受到的重力为1200N,
(2)月球车被送到月球上时的质量是120kg;受到的重力是200N
【点睛】(1)利用求月球车在地球表面上受到的重力;(2)质量是物体的属性,其大小与物体所处的位置无关;根据月球车在月球表面上受到的引力是在地球上受到重力的六分之一即可求出月球车在月球上受到的重力.
9.有一头大象的质量为4×103千克,每只脚掌接触地面的面积为5×102米2,如图,当它四足着地站立时。求:
① 大象对水平的地面的压力F;
② 大象对水平地面的压强p。
【答案】①3.92×104牛;②1.96×105帕
【详解】解:①如图,当它四足着地站立时,压力大小和重力大小相等,所以大象对水平的地面的压力F
F=G=mg=4103千克9.8牛/千克=3.92×104牛
②由题意可得,当它四足着地站立,则受力面积是
S=4×5×102米2= 0.2米2
大象对水平地面的压强p
答:① 大象对水平的地面的压力F是3.92×104牛;
② 大象对水平地面的压强p是1.96×105帕。
10.一座桥的桥头立有这样的交通标志牌(桥梁限重标志),如图所示。现有一自重50000N的大卡车,装了的石子,石子的密度是2.5×103kg/m3。(g=10N/kg)
(1)求石子质量;
(2)请通过计算说明这辆卡车能否从该桥通过?
【答案】(1)2×104kg
(2)能,理由见解析
【详解】(1)石子质量为
(2)汽车和石子的总质量为
题中限重标志是限重30t,所以这辆卡车能从该桥通过。
11.长度为150m的火车在笔直的轨道上匀速行驶,在从山崖驶向大桥的过程中,如图,火车头距离桥头200m处鸣笛,鸣笛5s后,火车头到达桥头,此时车头的司机听到来自山崖的回声(声音在空气中的传播速度为340m/s)。
(1)计算火车的速度。
(2)鸣笛时,火车车头到山崖的距离。
(3)若听到回声30s后,车尾驶过桥尾,计算大桥的长度。
【答案】(1)40m/s
(2)750m
(3)1050m
【详解】(1)火车行驶的速度
(2)声音传播的路程
火车车头到山崖的距离
(3)火车30s行驶的路程
大桥的长度
12.据交管部门统计,全国发生的车祸中有四分之一是超速引起的。为此近年来全国各地加大了道路限速监控管理,一种是“定点测速”即监测汽车在某点的车速;另一种是“区间测速”,就是测算出汽车在某一区间行驶的平均速度。如果超过了该路段的最高限速,即被判为超速。若监测点A、B相距20km,全程限速80km/h,一辆轿车通过监测点A、B的速度分别为65km/h和75km/h,通过两个监测点的时间如图所示。
(1)采用“定点测速”,该轿车通过监测点A、B时会不会被判超速?
(2)采用“区间测速”,通过计算说明,这辆轿车在该路段会不会被判超速?
【答案】(1)不会被判超速
(2)会被判超速
【详解】(1)根据题意,该路段全程限速v限=80km/h。轿车通过监测点A的速度vA=65km/h,通过监测点B的速度vB=75km/h,因为(65km/h < 80km/h),(75km/h < 80km/h),所以采用“定点测速”,该轿车通过监测点A、B时均不会被判超速。
(2)已知监测点A、B间的路程s=20km
由图可知,轿车通过监测点A的时刻是10:31,通过监测点B的时刻是10:41,则轿车通过该区间所用的时间
轿车在该路段的平均速度
因为该路段的平均速度(120km/h > 80km/h),所以采用“区间测速”,这辆轿车在该路段会被判超速。
13.回声是由声波在传播过程中遇到障碍物反射回来而形成的,当障碍物离声源较远时,发出的声音经过较长时间(大于0.1s)再回到耳畔,我们才能把回声与原声区别开来;当障碍物离声源较低近时,声波很快就反射回来了,人们就不能将回声与原声区别开来,而只能听到一种声音,且听起来响亮。(声音速度为340m/s)阅读后请回答:
(1)要将回声与原声区别开来,发声体离障碍物至少要多远?(提示:声音来回的时间按0.1s计算)
(2)用回声可以帮助船只测量水深,因此在海洋和江河的考察船上都装有声呐。如果声呐在水中传播速度1500m/s,考察船上的声呐发出声音1s后接收到了回声,这里的水深为多少?
【答案】(1)17m;(2)750m
【详解】解:(1)回声到达人耳的时间比原声晚0.1s以上人耳才能把原声和回声区分开来,所以人能把原声与回声区别开的最短时间为0.1s,则人的声音传到障碍物的时间
人到障碍物至少距离
s=vt=340m/s×0.05s=17m
(2)声音从水面传到水底的时间
则这里的水深
h=v′t′=1500m/s×0.5s=750m
答:(1)发声体至少离障碍物的距离为17m;
(2)水的深度为750m。
14.有一枚运动会奖牌,它的质量为37.8g,体积为3.6cm3,试求制成这枚奖牌的金属密度,并根据密度表判断该奖牌可能是何种金属制成的。
物质
密度/(g·cm﹣3)
金
19.3
银
10.5
铜
8.9
铁
7.9
【答案】该奖牌可能是银制成的
【详解】解:这枚奖牌的密度为
对照密度表可知,这种金属为银。
答:该奖牌可能是银制成的
15.如图所示,动滑轮重10N,在50N的拉力F作用下,滑轮组拉着重100N的物体A在水平面上以0.1m/s的速度运动10s(忽略绳重和滑轮间的摩擦),求:
(1)拉力F对物体A做的有用功;
(2)拉力F做功的总功率;
(3)该滑轮组的机械效率。
【答案】(1)90J;(2)10W;(3)90%
【详解】解:(1)物体移动距离
s物=v物t=0.1m/s×10s=1m
由图知,动滑轮上承载的绳子的段数n=2,忽略绳重和滑轮间的摩擦,由可得,物体受到的拉力
对物体A做的有用功
W有=F′s物=90N×1m=90J
(2)由
得到拉力的总功率
P=Fv=Fnv物=50N×2×0.1m/s=10W
(3)滑轮组的机械效率
答:(1)拉力F对物体A做的有用功为90J;
(2)拉力F做功的总功率为10W;
(3)该滑轮组的机械效率为90%。
16.一门反坦克炮瞄准一辆坦克,开炮后经过0.6s看到炮弹在坦克上爆炸,再经过2.1s听到爆炸的声音。(v=340m/s) 求
(1)大炮距坦克多远?
(2)炮弹的飞行速度多大?
【答案】(1)714m
(2)1190m/s
【详解】(1)声音的传播速度为 v声 =340m/s,声音传播的时间为t=2.1s;声音传播的距离为
s=vt=340m/s×2.1s=714m
所以大炮距坦克714m。
(2)炮弹飞行的距离为s=714m,飞行时间为t 炮弹=0.6s,炮弹的飞行速度为
17.碳纤维自行车(CarbonBike)主要是中高档的竞赛用自行车,作为新兴材料,用碳纤维材质制成的车架具有轻、钢性好、冲击吸收性好的特点,如表所示为一款碳纤维自行车的相关数据。则:
车架材料
碳纤维
车架材料体积
2500
车架质量m/kg
5
整车质量
10
两个车轮与地面的接触面积
0.01
(1)碳纤维车架的密度是多少?
(2)这辆自行车所受重力是多少?(g=9.8N/kg)
(3)质量为50kg的小明在骑这辆自行车时,自行车对地面的压强为多少?
【答案】(1)2×103kg/m3
(2)98 N
(3)
【详解】(1)已知碳纤维车架的质量和体积,可以计算碳纤维车架的密度
ρ===2×103kg/m3
(2)这辆山地自行车的整车质量是10 kg,所以该自行车受到的重力是
G=mg=10 kg×9.8 N/kg=98 N
(3)质量为50kg的小明在骑这辆自行车时对地面的压力大小等于车和小明总的重力
两个车轮与地面的接触面积0.01 m2,自行车对地面的压强
18.豫坡集团始建于1958年,地处河南省西平县老王坡,2019年“豫坡”酒荣获河南省知名农产品品牌名录。小明在家中发现了一瓶标有“500mL 42°”的字样的豫坡酒,查资料知,酒的度数是:100mL的白酒中含纯酒精42mL。(纯酒精的密度为,水的密度,设酒精与水混合后体积不变)
(1)这瓶白酒中酒精的体积和水的体积各为多立方厘米?
(2)由以上信息可知,这瓶白酒的质量多少?
(3)这瓶白酒的密度是多少?
【答案】(1)210cm3,290cm3;(2)458g;(3)0.916g/cm3
【详解】解:(1)42°指气温在20摄氏度时100mL酒中所含酒精的体积为42mL,所含水的体积为58mL,500mL酒中所含酒精的体积
水的体积
(2)这瓶白酒含酒精的质量
所含水的质量
这瓶白酒的质量
(3)这瓶白酒的密度
答:(1)这瓶白酒中酒精的体积和水的体积各为210cm3,290cm3;
(2)由以上信息可知,这瓶白酒的质量是458g;
(3)这瓶白酒的密度是0.916g/cm3。
19.如图所示,两个完全相同的圆柱形容器(厚度不计)A和B放在水平桌面上,容器的底面积为2×10﹣2m2,容器内水的深度为0.2m,且两容器中水和酒精的质量相等。(已知:ρ酒精=0.8×103kg/m3,ρ铝=2.7×103kg/m3)求:
(1)A容器中水的质量多少kg;
(2)B容器中酒精的体积多少m3;
(3)将一个实心铝块浸没在水中,发现两个容器中的液面一样高,求实心铝块的质量多少kg。
【答案】(1)4kg;(2)5×10-3m3;(3)2.7kg
【详解】解:(1)容器中水的体积为
由可得A容器中水的质量为
(2)B容器中酒精的质量
m酒=m水=4kg
则酒精的体积为
(3)铝块的体积为
由可得铝块的质量为
答:(1)A容器中水的质量为4kg;
(2)B容器中酒精的体积为5×10-3m3;
(3)铝块的质量为2.7kg。
20.在弹性限度内弹簧受到的拉力F和弹簧的伸长量∆L(∆L=L-L0,其中L0是指弹簧不受力时的长度,L是指弹簧受到拉力F时的长度)成正比,即F=k∆L(其中k叫做劲度系数,对同一个弹簧来说是一个固定不变的值),小明根据这个原理自制了一个弹簧测力计。首先,把一根轻质弹簧A端固定,让其自由端B在未悬挂重物时,用刻度尺测出原长为5cm,然后再挂上100N的重物,用刻度尺测出此时长度为25cm。(均在弹簧的弹性限度内)
(1)此弹簧测力计的劲度系数是多少?
(2)当弹簧所受拉力为F时,弹簧长度是16cm,求该弹簧所受的拉力F。
【答案】(1)500N/m;(2)55N
【详解】解:(1)伸长量为
故劲度系数为
(2)当伸长量为
所受拉力为
答:(1)此弹簧的劲度系数为500N/m;
(2)当弹簧长度是16cm,拉力F的大小为55N。
21.质量为1.58kg的铁球体积为0.5dm3。(已知铁的密度是7.9×103kg/m3)
(1)试通过计算判断铁球是空心的还是实心的?
(2)如果是空心的,且空心部分注满水,那么铁球的总质量是多大?
【答案】(1)铁球是空心的
(2)1.88kg
【详解】(1)实心铁的体积
所以铁球是空心的。
(2)空心体积为
空心部分注满水,水的质量
总质量为
22.如图所示的杠杆AB,O为支点,在A端挂一重为20牛的物体作为阻力F2。
(1)若AB为轻质杠杆(重力忽略不计),在B端施加一个竖直向下的动力F1使杠杆在水平位置平衡,求动力F1的大小;
(2)若AB为均匀杠杆且重力无法忽略,此时杠杆恰好在水平位置平衡,求杠杆AB的重力G0;
(3)若实心均匀杠杆AB的重力G为数据30牛,杠杆无法在水平位置平衡。如果切去BC段后,杠杆恰好在水平位置平衡,求BC段的长度L。
【答案】(1)4N;(2)10N;(3)0.5m
【详解】解:(1)由杠杆平衡原理可知F1动力的大小为
(2)若AB为均匀杠杆且重力无法忽略,则杠杆重心到支点O的距离为
由杠杆平衡原理可知杠杆AB的重力G0为
(3)杠杆的长度为
BC段的重力为
减去BC段后,杠杆的重力为
切去BC段后,杠杆的重心到支点的距离
由杠杆平衡原理可知
即
解得BC段的长度
或
因杠杆的总长仅1.5m,所以BC段的长度L为0.5m。
答:(1)动力F1的大小为4N;
(2)杠杆AB的重力G0为10N;
(3)BC段的长度L为0.5m。
23.如图所示为某汽车研究所研制的一种新型太阳能电动观光车。按照设计,其外壳的总体积为0.02m3,为减轻车体自身的重力,外壳拟采用新近发现的一种硬度相当于钢铁2~5倍的聚丙烯塑料。已知聚丙烯塑料的密度, g取10N/kg,通过计算回答:
(1)该观光车外壳的质量是多少?
(2)若该车其余部分的质量为242kg,车轮与地面的总接触面积为0.05m2,则它对水平地面的压强是多大?
【答案】(1)22kg;(2)
【详解】解:(1)由可得,该观光车外壳的质量
(2)该观光车对水平地面的压力
则它对水平地面的压强
答:(1)该观光车外壳的质量是22kg;
(2)该观光车对水平地面的压强是。
24.随着电热水器的不断改进,如图所示的电热水壶深受人们的喜爱。它的容积为,壶身和底座的总质量是,底座与水平桌面的接触面积为,装满水后水深。()求:
(1)装满水后水的质量;
(2)装满水后水对电热水壶底部的压强;
(3)装满水后桌面受到的压强。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】解:(1)装满水后水的体积
由可得,装满水后水的质量
(2)装满水后水深
水对电热水壶底部的压强
(3)装满水后水平桌面受到的压力
装满水后水平桌面受到的压强
答:(1)装满水后水的质量是;
(2)装满水后水对电热水壶底部的压强是;
(3)装满水后桌面受到的压强为。
25.抗击新冠肺炎疫情期间,某市救护车转运患者集中隔离治疗,该车配置了负压装置,负压仓内气压小于外界气压,将内部空气“吸入”排风净化装置进行处理,有效避免了病毒的传播。某次转运病人时,救护车以的恒定功率在平直公路上匀速行驶,用时。
请解答下列问题:
(1)救护车匀速行驶牵引力做的功;
(2)救护车所受的阻力;
(3)按照卫生标准,负压仓内外气压差应为之间。经测量发现,该负压仓的面积上内外气体压力差为18N,通过计算判断负压仓内外气压差是否符合标准。
【答案】(1)1.08×108J;(2)3×103N;(3)符合标准
【详解】解:(1)救护车匀速行驶牵引力做的功
(2)汽车匀速行驶,救护车所受的阻力
(3)负压仓内外气压差为
故负压仓内外气压差符合标准。
答:(1)救护车匀速行驶牵引力做的功为1.08×108J;
(2)救护车所受的阻力为3×103N;
(3)负压仓内外气压差符合标准。
26.成渝高铁是“十一五”国家重点铁路建设项目,从重庆北站至成都东站设计时速350km/h。下表是G8541次列车时刻表,如果你乘坐该次列车旅游。求:
时间
重庆北
永川东
内江北
成都东
到站时间
09:38
10:04
10:48
发车时间
09:15
09:40
10:08
里程/km
0
56
152
(1)列车从永川东至内江北的平均速度?
(2)若该列车全长400m,当以180km/h的速度通过长5.6m的某隧道时,求列车从车头开始进入隧道到车尾完全通过隧道所需的时间?
(3)在第(2)问中,该列火车在通过隧道前,需要鸣笛示意。在鸣笛后,继续前进,经过4s后司机听到回声。已知声音在空气中的传播速度为340m/s。求司机听到回声时车头距离隧道口多远?
【答案】(1)240km/h;(2)8.112s;(3)580m
【详解】解:(1)列车从永川东至内江北的平均速度
(2)由得,列车从车头开始进入隧道到车尾完全通过隧道所需的时间为
(3)由得,4s内汽车通过的距离为
声音通过的距离为
司机听到回声时车头距离隧道口的距离为
答:(1)列车从永川东至内江北的平均速度240km/h;
(2)列车从车头开始进入隧道到车尾完全通过隧道所需的时间为8.112s;
(3)司机听到回声时车头距离隧道口为580m。
27.在“缅怀革命先烈,重温红色历史”的红色研学活动中,同学们乘坐大巴车前往狼牙山参观学习。大巴车行驶途中,小明观察到如图所示的交通标志牌及速度表。
(1)在遵守交通规则的前提下,求大巴车从标志牌处到达狼牙山的最少时间;
(2)若大巴车以图乙的速度表显示的速度行驶,求大巴车行驶的路程;
(3)如图丙所示,该区间测速区域限速100km/h,若大巴车通过区间测速区域全程的时间为,请通过计算判断大巴车是否超速行驶。
【答案】(1)1.08h
(2)60km
(3)不超速
【详解】(1)由图甲知,标志牌到狼牙山的距离为108km,此段路程限速为100km/h,在遵守交通规则的前提下,到达狼牙山的最少时间
(2)图乙速度的分度值为10km/h,示数90km/h,行驶40min,大巴车行驶的路程
(3)由图丙知,区间测速长度9.8km,全程所用时间为6min,大巴车的速度
所以大巴车没有超速。
28.我国在某海域举行军事演习,一艘鱼雷快艇正在追击其正前方的敌舰,它们均向东做匀速直线运动,鱼雷快艇的速度为20m/s,敌舰的速度为15m/s。当两者相距2km时,鱼雷快艇向正前方发射出一枚鱼雷,经过80s鱼雷击中敌舰。则:
(1)在追击过程中,以鱼雷快艇为参照物,敌舰在向什么方向运动?
(2)从发射鱼雷到鱼雷击中敌舰,鱼雷快艇通过的路程为多少米?
(3)发射的鱼雷的平均速度为多少米/秒?
【答案】(1)在追击过程中,以鱼雷快艇为参照物,敌舰在向西运动;(2)1600m;(3)40m/s
【详解】解:(1)在追击过程中,以鱼雷快艇为参照物,敌舰距离鱼雷快艇越来越近,因此敌舰在向西运动。
(2)由题意可知,鱼雷快艇的速度v1=20m/s,经过t=80s击中敌舰,则从发射鱼雷到鱼雷击中敌舰,鱼雷快艇通过的路程为
s=v1t=20m/s×80s=1600m
(3)从发射鱼雷到击中敌舰,敌舰通过的路程为
s′=v2t=15m/s×80s=1200m
则鱼雷自发射到击中敌舰通过的路程为
s0=s′+Δs=1200m+2×103m=3200m
则发射的鱼雷的平均速度为
答:(1)在追击过程中,以鱼雷快艇为参照物,敌舰在向西运动;
(2)从发射鱼雷到鱼雷击中敌舰,鱼雷快艇通过的路程为1600米;
(3)发射的鱼雷的平均速度为40米/秒。
29.如图,质量为0.5kg的物体A被夹在两固定竖直的平木板之间,现用大小为10.78N的力恰好可将A从木板竖直向上匀速抽出,那么:
(1)A受到的滑动摩擦力多大?
(2)若将A从木板中竖直向下匀速抽出,至少用多大的拉力?(g取9.8N/kg)
【答案】(1)5.88N;(2)0.98N
【详解】解:(1)物体的重力为
G=mg=0.5kg×9.8N/kg=4.9N
竖直向上抽出物体时,摩擦力的方向竖直向下,根据力的平衡知
F=G+f=10.78N
则摩擦力
f=F-G=10.78N-4.9N=5.88N
(2)竖直向下抽出物体时,摩擦力方向向上,由于压力的大小及接触面的粗糙程度相同,所以摩擦力的大小不变。所以有
F'=f-G=5.88N-4.9N=0.98N
答:(1)A受到的滑动摩擦力为5.88N;
(2)若将A从木板中竖直向下匀速抽出,至少用0.98N的拉力。
30.为了将放置在水平地面上重G=100N的重物提升到高处。小明同学设计了图(甲)所示的滑轮组装置。当小明用图(乙)所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时,物体上升速度v随时间变化关系图像为图(丙),物体上升的高度h随时间t变化的关系图像分别如图(丁)所示。若重物与地面的接触面积S=5×10-2m2,不计摩擦和绳重,绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。求:
(1)匀速提升物体时,拉力F的功率为多少W?滑轮组的机械效率η为多少?
(2)在1~2s内,拉力F做的功W为多少J?
【答案】(1)300W,83.3%;(2)187.5J
【详解】解:(1)在2~3s内,重物做匀速运动,其速度
拉力
因为连接动滑轮的绳子有三根,所以拉力F的作用点下降的速度是重物上升速度 v3的三倍,则拉力F的功率
滑轮组的机械效率
(2)在1~2s内,拉力
重物上升高度
拉力 F做的功
答:(1)在2~3s内,拉力F的功率为300W,滑轮组的机械效率为83.33%;
(2)在1~2s内,拉力F做的功为187.5J。
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