2020年中考物理《简单机械》计算题专题训练(精选解析版) (16)

2020年中考物理《简单机械》计算题专题训练16

1.如图所示，某工人用动滑轮匀速将水桶提高2m，水桶所受重力为150N，滑轮的重

力为10N，不计绳重和摩擦，求：

工人拉绳子所用拉力F的大小。

拉力做的功。

若物体上升的速度为，则拉力的功率为多少千瓦。

动滑轮的机械效率。

2.如图所示是一台起重机在长江边工作的示意图。现在用此起重机从水中把重

，体积为的物体G匀速提起。已知物体在水面下时，滑轮组的钢丝绳自由端拉力F为3750N，物体受到的拉力所做的功为有用功。则物体浸没

在水中时，求：不计摩擦和绳重，，g取

物体受到的浮力和拉力。

物体在未出水前被提升时，滑轮组的机械效率。

动滑轮的重力。

3.如图是现代家庭使用的升降衣架的结构示意图，它可以很方便晾起洗好的衣服，其

实就是通过一些简单机械的组合来实现此功能的．已知晾衣架上所挂衣服质量为6kg，动滑轮、杆和晾衣架总质量为小燕同学用力F拉动绳子自由端，在5s 时间内使衣服匀速上移不计绳重和摩擦求：

绳子自由端拉力F的大小；

拉力所做的功W；

拉力的功率P；

整个过程中机械效率。

4.如图所示，某工人重600N，站在水平面上，用100N的拉力向下匀速拉动绳子，提

起一浸没在水中体积为，重360N的物体。物体始终浸没在水中，且忽略水对物体的阻力，，求：

已知工人双脚与地面的总接触面积是，工人没有拉动绳子时对地面的压强；

物体浸没在水中时受到的浮力；

工人最多能够提起多重的同种物体？

5.如图甲所示。一根轻质不可伸长的细线，绕过定滑轮不计摩擦将均匀柱体A与

B相连，B置于水平放置的电子秤的托盘上，A置于足够高的薄壁柱形容器底部，A 与容器底部始终不挤压也不接触且忽略A与容器底部的距离。逐渐向容器中加水，得到了电子秤受到B的压力F与容器中水深h之间的关系，如图乙所示。已知B 的质量为2kg，求：

柱体B的重力；

柱体A的重力；

水深为15cm时，所加水的质量。

6.如图所示，某施工队利用滑轮组从水中提取质量为2000kg、体积为的物体，

上升过程中物体始终不接蝕水底和露出水面，，水的密度为

。

物体完全沒没在水中时，求物体所受浮力的大小；

已知动滑轮重2000N，若不计绳重和摩擦，当浸没在水中的物体披匀提升时，求电动机对绳子的拉力；

求此滑轮组做功的机械效率结果保留1位小数。

7.如图所示滑轮组的绕绳未画出，小明用力向下拉动绕在滑轮

组的绳子的自由端，使绳端向下移动了，重物以的

速度匀速上升了。已知：滑轮组的机械效率为；重

物重为1200N；小明重。求：

按题意画出滑轮组的绕绳方法。

小明做功的功率。

物体匀速上升时，小明对地面的压力。

8.A、B、C是由密度为的某种合金制成的三个实心球，A球的质

量；E和F是两个完全相同的木块，其质量；若把B 和C挂在轻质杠杆两端，平衡时如图甲所示，其中MN：：若用细线把球和木块系住，放入底面积为的圆柱形容器中，在水中静止时如图乙所示。

在图乙中，E有一半体积露出水面，F浸没水中水的密度为，g

取，杠杆、滑轮与细线的质量以及它们之间的摩擦忽略不计。求：

木块的体积是多少？

求B和C的质量各为多少kg？

若将A球与E相连的细线以及C球与F相连的细线都剪断，E和F重新静止后，水对容器底部的压强变化了多少？

9.水的沸点与水面上方气体的压强有关，气体压强越大水的沸点越高。下面给出了水

面上方气体的压强与沸点的关系。技术员利用这一关系，设计了如下图所示的锅炉水温控制装置。图中OC为一可绕O点旋转的杠杆质量不计，在横杆上的B点下方连接着阀门阀门自身重力不计，阀门的底面积为，OB长度为20cm，横杆上A点处挂着重物G，OA长度为60cm。对水加热时，随着水温的升高，水面上方气体压强增大。当压强增大到一定程度时，阀门S被顶开，使锅炉内气体压强减小，水开始沸腾。当重物G挂在不同位置时，锅炉内水面上方气体压强可达到的最大值不同，从而控制锅炉内的水的最高温度。

当锅炉内水的温度达到沸腾时，锅炉内气体的压强是多少？

当大气压为Pa时，将G挂在A位置，锅炉内水沸腾时的温度为，求此时阀门底部受到的气体向上的压力和上部受到的大气压力的差值是多少？

计算时可认为阀门上、下底面积相等

当外界大气压强为Pa时，要使锅炉内水的温度达到时沸腾，应将G挂在离O点多远处？

-------- 答案及其解析 --------

1.答案：解：汽油机在做功冲程中，燃气对活塞的压力做的功是总功，

则完成一次做功冲程做的总功为：；

热机的效率为，由可得

有用功为：--------；

汽车匀速行驶，则，

设一次做功冲程可让汽车行驶的距离为s，

由于牵引力做的功是有用功，则有用功可表示为-------；

由可得：，

所以。

答：完成一次做功冲程获得的有用功为；

完成一次做功冲程可让汽车行驶的距离为。

解析：此题考查内燃机的做功冲程做功多少、效率的计算。在计算效率时要注意对应关系。

汽油机在做功冲程中，燃气对活塞的压力做的功是总功，牵引力做的功即输出功是有用功；由题中条件根据公式计算总功，然后根据效率公式可得有用功；

已知有用功，根据计算出移动的距离即可。

2.答案：解：不计绳重和摩擦，拉力：

；

拉力端移动的距离：，

拉力做功：；

拉力端移动的速度，

拉力做功功率：；

工人做的有用功：，

动滑轮的机械效率：

答：工人拉绳子所用拉力的大小为80N；

拉力做的功为320J；

如果物体上升速度为，则拉力的功率为；

动滑轮的机械效率是。

解析：本题考查了使用动滑轮拉力、功、功率和机械效率的计算，利用好不计绳重和摩擦拉力是本题的突破口。

由图知，使用的是动滑轮，。

不计绳重和摩擦，利用求拉力；

利用求拉力端移动的距离，利用计算拉力做功；

拉力端移动的速度等于物体升高速度的2倍，再利用求拉力的功率；

利用计算有用功，应用公式计算动轮组的机械效率。

3.答案：解：

物体完全浸没在水中时，则，

浸没在水中时物体受到的浮力：

；

物体的重力；

物体被匀速提起，则物体受到的拉力：

；

由图知，，拉力端移动距离，

由题可知，物体受到的拉力所做的功为有用功，

重物在未出水前被提升时，滑轮组的机械效率：

；

不计摩擦和绳重，拉力，

动滑轮的重力：

。

答：受到的浮力和拉力分别为、；

重物在未出水前被提升时，滑轮组的机械效率为；

动滑轮的重为2250N。

解析：本题考查了使用滑轮组时浮力、机械效率和动滑轮重力的计算，注意：由于物体

在水中，滑轮组的机械效率。

物体完全浸没在水中时，排开水的体积等于物体的体积，利用阿基米德原理求浸没在水中时物体受到的浮力，知道物体重力，物体受到的拉力等于重力减去浮力；

由图知，，拉力端移动距离，利用求滑

轮组的机械效率；

不计摩擦和绳重，拉力，据此求动滑轮的重力。

4.答案：解：

由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数，所承受的总重力：

，

不计绳重和摩擦，拉力：

；

拉力端移动的距离，

拉力做功：

，

拉力做功功率：

；

有用功：，

整个过程中机械效率：

。

答：绳子自由端拉力F的大小为；

拉力所做的功为35J；

拉力的功率为7W；

整个过程中机械效率为。

解析：本题考查了使用滑轮组时拉力、有用功、总功、功率、机械效率的计算，属于基础题目。

先利用求出衣服、动滑轮、杆和晾衣架的总重力，出由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数，不计绳重和摩擦，拉力；

利用求拉力端移动的距离，再利用求拉力做功；

利用求拉力做功功率；

对衣服做的功为有用功，利用计算，再利用效率公式求整个过程中机械效率。

5.答案：解：工人对地面的压力，，

对地面的压强：；

物体浸没水中排开水的体积：，

物体浸没在水中时受到的浮力：

；

提起物体时，滑轮组受到的拉力：

，

由图可知：绳子的股数，则提起物体时滑轮组的机械效率：

；

根据可知动滑轮的重力为

；

由于工人重600N，则最大拉力，

根据可知：

滑轮组受到的最大拉力；

水中的同种物体的密度为；

由于水中的同种物体受力情况为：，

即：，

所以，，

则。

答：工人没有拉动绳子时对地面的压强为；

物体浸没在水中时受到的浮力为120N；

工人最多能够提起2610N重的同种物体。

解析：本题为力学综合题，考查了压强、浮力、机械效率的计算，有一定的难度。

工人对地面的压力等于其重力，知道总接触面积，利用压强定义式求对地面的压强；

知道物体的体积浸没水中排开水的体积，利用阿基米德原理求物体浸没在水中时受到的浮力；

提起物体时，滑轮组受到的拉力等于物体重力减去受到的浮力，利用

求提起物体时滑轮组的机械效率；

根据求出动滑轮的重力，根据工人最多能施加的拉力，利用求滑轮组受到的最多拉力，根据求出物体的密

度，最后根据求出物体的重力。

6.答案：解：由可得，柱体B的重力：；

因A置于足够高的薄壁柱形容器底部时与容器底部不挤压，

所以，此时绳子的拉力等于圆柱体A的重力--------

因圆柱体B静止时处于平衡状态，受到竖直向上的支持力、绳子的拉力以及竖直向下的重力作用，

所以，由平衡条件可得：------------------

又因圆柱体B对电子称的压力和电子称对圆柱体B的支持力是一对相互作用力，

所以，----------------

因电子称的示数等于圆柱体B对电子称的压力，

所以，由图乙可知，时，电子秤的示数，

则-------------------

由可得：

；

由图乙可知，容器内水的深度为12cm以后，电子称的示数不变，且恒为，也就是此时电子秤的示数等于圆柱体B的重力，

所以，此时绳子的拉力为零，圆柱体A处于漂浮或悬浮状态，

当容器内水的深度恰好为时，圆柱体A排开水的体积，

因物体漂浮或悬浮时受到的浮力等于自身的重力，

所以，由阿基米德原理可得：

，

则A的底面积：，

容器的底面积：，

当水深时，圆柱体A仍然处于漂浮或悬浮状态，排开水的重力和自身的重力相等，

所以，容器内水和圆柱体A的重力之和：

，容器内水的重力：，

因此容器内水的质量：。

答：柱体B的重力为20N；

柱体A的重力为12N；

水深为15cm时，水的质量为。

解析：已知B的质量，直接根据即可求出柱体B的重力；

置于足够高的薄壁柱形容器底部时与容器底部不挤压，此时绳子的拉力等于圆柱体A的重力，圆柱体B静止时处于平衡状态时受到竖直向上的支持力、绳子的拉力等于竖直向下的重力，圆柱体B对电子称的压力和电子称对圆柱体B的支持力是一对相互作用力，据此得出它们之间的关系，然后结合时电子秤的示数即可得出答案；

由图乙可知，容器内水的深度为12cm以后，电子称的示数不变，且此时电子秤的示数等于圆柱体B的重力，则此时绳子的拉力为零，圆柱体A处于漂浮或悬浮状态；当容器内水的深度恰好为时，圆柱体A恰好漂浮，根据阿基米德原理和物体浮沉条件求出容器的底面积；当水深时，圆柱体A处于漂浮或悬浮状态，排开水的重力和自身的重力相等，据此求出容器内水和圆柱体A的重力之和，直接根据

即可求出水和A的总重力，再根据A的重力即可求出水的重力，最后根据重力计算公式的应用即可求出容器内水的质量。

本题考查了密度公式和重力公式、力的合成、相互作用力的条件、物体浮沉条件的综合应用等，关键是圆柱体A状态的判断和容器底面积的计算。

7.答案：解：

物体受到的浮力：

；

物体所受的重力：；

当物体浸没在水中，滑轮组对物体的拉力：

，

若不计绳重和摩擦，，电动机对绳子的拉力：

；

根据可知滑轮组的机械效率：

；

答：物体完全浸没在水中时，所受浮力的大小为；

物体下表面所受水的压强为；

电动机对绳子的拉力为；

物体上升的速度为，滑轮组的机械效率为。

解析：已知物体排开水的体积，根据阿基米德原理求物体受到的浮力：已知物体的质量，根据求物体所受的重力；当物体浸没在水中，滑轮组对物体的拉力，若不计绳重和摩擦，已知，则电动机对绳子的拉力

；

利用求出滑轮组的机械效率。

本题考查阿基米德原理、液体压强公式、功率公式、重力公式、效率公式的运用，综合性强，属于难题

8.答案：解：作用在动滑轮上绳子段数是，所以绳子的固定端应从动滑轮上开始缠绕，如下图：

有用功：；

由可得，；

由可知，小明所用的时间：；

拉力的功率：；

由可得，；

故小明对地面的压力：。

答：小明做功的功率为150W。

物体匀速上升时，小明对地面的压力为100N。

解析：已知绳子拉下的距离和物体上升的高度，可以得到作用在动滑轮上的绳子段数；

先根据求出有用功，然后根据求出总功，再利用速度公式求出小明做功所用的时间，最后利用公式求出小明做功的功率；

根据求出拉力F，然后根据小明的重力求出小明对地面的压力。

此题属于力学综合题，考查了滑轮组的绕绳方法、功的计算、功率的计算、机械效率的计算以及重力与压力的关系，考查的知识点较多，并且非常重要，需要熟练掌握相应的公式或规律，根据需要灵活进行公式变形。

9.答案：解：，

，

，

将E、A看做一个整体，因为漂浮，则：

，

即：

解得：；

由图甲知，根据杠杆平衡条件得：

，

因：MO：：1

即：

则

由图乙知，F、B、C悬浮在水中，将F、B、C看做一个整体，则：

即：

，

则：

解得：

；

把E、F、A、B、C看做一个整体，原来都漂浮，浮力等于所有物体的总重力；

若将线剪断，则E、F、漂浮在水面，A、B、C沉入水底，此时整体受到的浮力减小，且

；

；

；

则；

则，

由于液面下降，所以压强减小，则：

。

答：木块的体积是；

的质量为；C的质量为；

和F重新静止后，水对容器底部的压强减小了130Pa。

解析：把E和A看做一个整体，根据物体漂浮时，浮力与重力相等进行分析；

根据杠杆平衡条件结合动滑轮的特点列出关系式；

根据图乙，将F、B、C看做一个整体，根据悬浮时浮力与重力相等，列出关系式；

将两个关系式联立并代入已知条件便可求出；

求出E、F漂浮在水面上时排开水的体积与原来相比，结合容器底的底面积求出水的液面高度的变化，根据公式求出压强的变化。

此题考查了杠杆平衡条件的应用及浮力公式的应用，解决此题的关键是掌握杠杆平衡条件，将图2中的物体作为一个整体，根据浮力和重力相等的关系列出关系式，同时涉及到了密度的知识。

10.答案：解：查表可知，锅内气压为。

锅炉内外的压强差为：

阀门的面积：

，

压力差为：；

，

，

，

；

锅炉内的水温度达到时，锅内气压为内。

应将G挂在离O点24cm处。

答：当锅炉内水的温度达到沸腾时，锅炉内气体的压强是；

当外界大气压强为时，将G挂在A位置，锅炉内水沸腾的温度为，此时阀门底部受到的气体压力和上部受到的大气压力的差值是60N；

当大气压强为时，要使锅炉内的水温度达到时沸腾，应将G挂在离O点24cm。

解析：本题综合性较强，涉及到压强的计算、单位换算、杠杆平衡条件。在解题时要认真分析，根据所学公式解题。

本题涉及的知识：查表可知，锅内气压为；

压强的计算公式，有锅炉内外的压强求出压强差，又有受

力面积求出压力差，计算过程中注意单位换算，是；

在锅内的温度是时，根据杠杆平衡条件求出G的重，在锅内的温度是时，根据杠杆平衡条件求出应将G挂在离O点多远处。