突破练4 综合应用题(Word教师用书)-【芸熙百分】2025-2026学年八年级物理下册期末必刷卷(人教版·新教材 郑州专版)

**基本信息** 以实际场景为载体，系统整合压强、浮力、功功率、机械效率等核心计算，通过典例强化公式应用与科学推理，构建“概念-公式-综合应用”的逻辑体系。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |压强浮力计算|2题（航母/机器人）|结合浮沉条件与液体压强公式|浮力与密度、压强概念联动，应用F浮=ρgV排与p=ρgh| |压强功功率计算|4题（无人机/轿车等）|固体压强与功、功率综合|压强公式p=F/S与W=Fs、P=W/t的串联应用| |机械效率计算|4题（滑轮组/斜面）|有用功、总功分析与效率推导|基于W有用=Gh、W总=Fs，构建η=W有用/W总计算模型| |杠杆计算|1题（人体前臂）|杠杆平衡条件应用|力臂分析与F1L1=F2L2公式结合，体现模型建构|

突破练4　综合应用题 压强、浮力的相关计算 1.如图所示的福建舰是我国自主研制的电磁弹射型航母，其部分参数如下表。（海水的密度取1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg） 全长 320 m 最大宽度 78 m 满载排水量 约8万吨 最大航速 30节 最大吃水深度 约11 m （1）航母上的舰载机起飞后，航母所受浮力将　变小　，吃水深度会　变小　。（均填“变大”“变小”或“不变”） 解析：航母始终漂浮，航母所受浮力等于航母的重力，航母上的舰载机起飞后，航母重力变小，则航母所受浮力变小，根据F浮＝ρ海水gV排可知，V排变小，吃水深度会变小。 （2）当航母达到最大吃水深度时，其底部受到海水的压强约为多大？ （2）当航母达到最大吃水深度h＝11 m时，其底部受到海水的压强 p＝ρ海水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×11 m＝1.1×105 Pa （3）福建舰满载时所受浮力和排开海水的体积约为多少？ （3）福建舰满载时所受浮力 F浮＝G排＝m排g＝80 000×103 kg×10 N/kg＝8×108 N 排开海水的体积 V＝＝＝80 000 m3 2.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50 m深水下对船舶进行高压水柱喷射清洗。该机器人的质量为180 kg，静止在水平地面时与地面的总接触面积为0.8 m2， 无水舱设计，浸没在水中时的排水体积为0.2 m3，线缆对机器人的作用力可忽略不计，ρ海水＝1.03×103 kg/m3，g取10 N/kg，求： （1）该机器人静止在水平地面时对地面的压强是多少？ （2）完全浸没在海水中时清洗机器人受到的浮力为多少？ （3）正在水下30 m处作业的机器人，其摄像头处的一块20 cm2平面玻璃罩受到的海水压力是多少？ 解：（1）机器人对水平地面的压力 F压＝G＝mg＝180 kg×10 N/kg＝1 800 N 机器人对水平地面的压强 p＝＝＝2 250 Pa （2）清洗机器人完全浸没在海水中时受到的浮力 F浮＝ρ海水V排g＝1.03×103 kg/m3×0.2 m3×10 N/kg＝2 060 N （3）机器人正在水下30 m处作业，该深度处海水产生的压强 p′＝ρ海水gh＝1.03×103 kg/m3×10 N/kg×30 m＝3.09×105 Pa 则玻璃罩受到的海水压力 F＝p′S′＝3.09×105 Pa×20×10－4 m2＝618 N 压强、功、功率的相关计算 3.［河南中考改编］我省农业已进入智能化时代，农用机械可以通过北斗导航系统实现精准作业。如图为一架无人机在农田中喷洒农药时的情景，无人机载满农药时的总质量为45 kg，g取10 N/kg。 （1）水平匀速飞行的无人机在喷洒农药的过程中，该喷药无人机的机械能　减小　（填“增大”“减小”或“不变”）。 （2）载满农药时的无人机不工作时，静止在水平地面上，底部支架与地面的总接触面积为90 cm2，它对地面的压强是多大？ （3）载满农药时的无人机先匀速上升3 m，然后水平飞行2 000 m到达作业区域。上升过程中，无人机的升力所做的功是多少？ 解：（2）无人机载满农药时的总重力 G＝mg＝45 kg×10 N/kg＝450 N 无人机对地面的压力 F＝G＝450 N 无人机对地面的压强 p＝＝＝5×104 Pa （3）上升过程中，无人机的升力所做的功 W＝Gh＝450 N×3 m＝1 350 J 4.如图所示为国产某品牌的纯电动轿车，一位车主驾驶该纯电动轿车匀速行驶在水平路面上，已知其整车质量为2 200 kg，汽车行驶过程中受到的阻力为车总重的0.05，不计司机及货物重力（g取10 N/kg）。 （1）该轿车的外形制造成流线型，其目的是　减小行驶时受到的阻力　，当轿车高速行驶时，对地面的压力　变小　（填“变大”“不变”或“变小”）。 （2）该轿车静止时车对水平路面的压强为2.75×105 Pa，则轮胎与路面的总接触面积是多少？ （3）当轿车在水平直线路面上匀速行驶1 200 m，用时1 min时，汽车牵引力做功的功率是多少？ 解：（2）轿车对水平路面的压力 F＝G＝mg＝2 200 kg×10 N/kg＝2.2×104 N 轮胎与路面的总接触面积 S＝＝＝0.08 m2 （3）轿车做匀速直线运动，则其受到的牵引力 F牵＝f＝0.05G＝0.05×2.2×104 N＝1.1×103 N 牵引力对轿车做的功 W＝F牵s＝1.1×103 N×1 200 m＝1.32×106 J 牵引力做功的功率 P＝＝＝2.2×104 W 5.［深圳市改编］如图所示，“引体向上”是一项克服人体重力做功的健身运动。该运动的规范动作是：两手正握单杠，由悬垂开始。当上提时，下颚须超过杠面。已知小强的质量为50 kg，单手与杠之间的受力面积为40 cm2。（g取10 N/kg） （1）小强两手正握单杠悬垂静止不动时，单杠对他的拉力和他的重力是一对　平衡力　（填“相互作用力”或“平衡力”）。 （2）小强两手正握单杠悬垂静止时，手对单杠的压强为多少？ （3）体能训练的输出功率，是力量和速度的综合体现，为了评估引体向上健身运动的效果，质量为m的健身者，每次引体上升的高度为h，在时间t内做了n个引体向上，请根据所测的物理量，推导出在整个过程中他克服重力做功的平均功率表达式。 解：（2）手对单杠的压力F＝G＝mg＝50 kg×10 N/kg＝500 N 受力面积S＝2S′＝2×40 cm2＝80 cm2＝8×10－3 m2 手对单杠的压强p＝＝＝6.25×104 Pa （3）每次引体向上克服重力做功W＝mgh 在时间t内，做n个引体向上克服重力做的总功W总＝nmgh 克服重力做功的平均功率P＝＝ 6. 黄河泥砚是中国传统工艺品之一。如图，水平桌面上有质量为8 kg、面积为0.5 m2的木质台面，工人师傅需要把质量为4 kg、分布均匀的长方体泥砚毛坯从地面拿起放置在高为1.2 m的木质台面上，然后进行雕塑，泥砚毛坯与台面的接触面积为200 cm2。（g取10 N/kg） （1）工人师傅要把泥砚毛坯放置在木质台面上，他至少需要对其做多少功？若用时为5 s，则工人师傅做功的功率是多大？ 解：（1）泥砚毛坯的重力 G砚＝m砚g＝4 kg×10 N/kg＝40 N 至少对泥砚毛坯做的功 W＝G砚h＝40 N×1.2 m＝48 J 工人师傅做功的功率 P＝＝＝9.6 W （2）放上泥砚毛坯后，木质台面对水平桌面的压强为多大？ 解：（2）木质台面的重力 G台＝m台g＝8 kg×10 N/kg＝80 N 放上泥砚毛坯后，木质台面对水平桌面的压力 F＝G砚＋G台＝40 N＋80 N＝120 N 放上泥砚毛坯后，木质台面对水平桌面的压强 p＝＝＝240 Pa （3）根据需要，工人师傅沿竖直方向用雕刻刀把长方体的泥砚毛坯切掉一部分，泥砚毛坯对水平木质台面的压强将　不变　（填“变大”“变小”或“不变”）。请你利用压强知识对此作出合理的解释。 解释如下：因为长方体泥砚毛坯对水平木质台面的压强p＝＝＝＝＝＝ρgh，沿竖直方向把长方体泥砚毛坯切掉一部分后，其密度不变，高度h不变，所以泥砚毛坯对木质台面的压强不变 滑轮组机械效率的相关计算 7.［广州中考］如图，吊车在建筑工地进行作业时，由支腿将吊车撑起并脱离地面，吊臂上的滑轮组在1 s内将重为9×103 N的建筑材料沿竖直方向匀速提升1 m，滑轮组上钢丝绳自由端受到的拉力F为5×103 N。 （1）支腿做成“”形而非“”形的作用是　减小压强　。 （2）求拉力F的功率。 （3）求滑轮组的机械效率。 解：（2）由图可知，有3段绳子承担物重，即n＝3 拉力做的总功 W总＝Fs＝3Fh＝3×5×103 N×1 m＝1.5×104 J 拉力做功的功率 P＝＝＝1.5×104 W （3）提升重物做的有用功 W有用＝Gh＝9×103 N×1 m＝9×103 J 滑轮组的机械效率 η＝＝＝60％ 8.一辆质量为1.2×103 kg的汽车陷入一泥泞路段，司机师傅利用滑轮组和周围条件，组装成了如图甲所示的拖车装置，已知汽车整个拉动过程中行驶的速度随时间变化的图像如图乙所示，汽车在泥泞路段受到的阻力为车重的0.1，滑轮组的机械效率为80％，g取10 N/kg。在将车匀速拖离泥泞路段过程中，求： （1）汽车被匀速拉动过程中，绳端移动的距离。 （2）滑轮组做的有用功。 （3）司机师傅作用在绳端的拉力。 解：（1）汽车匀速阶段运动的距离 s车＝vt＝0.5 m/s×（35 s－5 s）＝15 m 由图知，n＝3 则绳端移动的距离s绳＝ns车＝3×15 m＝45 m （2）汽车在泥泞路段受到的阻力 f＝0.1G＝0.1mg＝0.1×1.2×103 kg×10 N/kg＝1.2×103 N 滑轮组克服阻力做的有用功 W有用＝fs车＝1.2×103 N×15 m＝1.8×104 J （3）滑轮组做的总功 W总＝ ＝＝2.25×104 J 司机师傅作用在绳端的拉力 F＝＝＝500 N 斜面机械效率的相关计算 9.小力家的蔬菜丰收了，他利用周末帮助家人运输蔬菜。如图是小力推着蔬菜箱上坡的情景，已知坡高1.6 m，坡长5 m，小力用大小为240 N沿坡面向上的推力，花了25 s将质量为60 kg的蔬菜箱从坡底匀速推上了坡顶，将该坡视为斜面。（g取10 N/kg） （1）小力将蔬菜箱从坡底推上坡顶的过程中，推力所做的功和做功的功率分别是多少？ （2）蔬菜箱在坡面上受到的摩擦力是多少？ （3）求此过程中斜面的机械效率，并写出一条提高该斜面机械效率的方法。 解：（1）由题可知，蔬菜箱在推力的方向上运动的距离为5 m，则推力所做的总功 W总＝Fs＝240 N×5 m＝1 200 J 推力做功的功率 P＝＝＝48 W （2）该蔬菜箱所受的重力 G＝mg＝60 kg×10 N/kg＝600 N 小力使用该坡面将蔬菜箱从坡底推上坡顶所做的有用功 W有用＝Gh＝600 N×1.6 m＝960 J 蔬菜箱所受的摩擦力做的功 W额外＝W总－W有用＝1 200 J－960 J＝240 J 蔬菜箱在坡面上受到的摩擦力f＝＝＝48 N （3）斜面的机械效率 η＝＝＝80％ 提高该斜面机械效率的方法：涂润滑油减小斜面摩擦。（合理即可） 杠杆的相关计算 10. 人体中有不少骨骼构成杠杆，如图甲所示是手端起托盘和茶杯的情景。此时人体前臂骨骼相当于杠杆，其结构示意图如图乙所示，其中肘关节相当于支点O，肱二头肌收缩提供动力F1，茶杯（内盛一定量的水）和托盘整体对手的压力相当于阻力F2。 （1）人体前臂骨骼相当于　费力　杠杆，判断理由是　动力臂小于阻力臂　。 （2）如图甲所示，手端起托盘和茶杯并保持水平静止状态，若此时茶杯对托盘的压强为800 Pa，且茶杯底部与托盘的接触面积为50 cm2，则茶杯及其内部所盛的水的总质量为多少？（g取10 N/kg） （3）如图乙所示，若茶杯（内盛一定量的水）和托盘整体对手的压力F2为8 N，OA＝5 cm，OC＝20 cm，则此时肱二头肌收缩产生的动力F1的大小为多少？ 解：（2）根据题意可知，茶杯对托盘的压力 F＝pS＝800 Pa×50×10－4 m2＝4 N 茶杯对托盘的压力大小等于茶杯及其内部所盛的水的总重力，即G＝F＝4 N 由G＝mg可得，茶杯及其内部所盛的水的总质量 m＝＝＝0.4 kg （3）如图乙，O为支点，F1的力臂为OA，F2的力臂为OC，根据杠杆平衡条件可得F1•OA＝F2•OC，即F1×0.05 m＝8×0.2 m，解得F1＝32 N 学科网（北京）股份有限公司 $