初三物理力学综合专题试题答案及解析

初三物理力学综合专题试题答案及解析1.我市初中毕业水平考试的体育测试中，男生有一个引体向上的考试项目，小唐同学为了在体育测试中取得优异成绩，用吸盘和不锈钢管在家里竖固平滑的墙面上安装了如图所示的训练装置练习引体向上．已知，他的质量为50kg，每个洗盘与墙面的接触面积为1.0×10﹣3m3，共有两个吸盘，他每次引体向上上升的高度为0.5m，取g=10N/kg，求：（1）他吊在吸盘器上静止时（脚离地，不考虑吸盘器的重力），墙面对吸盘器的摩擦力是多大？方向怎样？（2）吸盘器对墙面的压强为1.0×105Pa，则两个吸盘器对墙面的压力是多少？（3）他引体向上一次克服重力做的功是多少？阿【答案】（1）500N 竖直向上（2）200N （3）250J【解析】（1）人所受重力为G=mg=50kg×10N/kg=500N，因为整体处于静止状态，是平衡状态，所以f=F=G=500N；方向是竖直向上的；（2）由得F=pS=1.0×105Pa×1.0×10﹣3m2×2=200N；（3）因为G=500N，h=0.5m，所以W=Gh=500N×0.5m=250J所以（1）他吊在吸盘器上静止时（脚离地，不考虑吸盘器的重力），墙面对吸盘器的摩擦力是500N；方向竖直向上；（2）吸盘器对墙面的压强为1.0×105Pa，则两个吸盘器对墙面的压力是200N；（3）他引体向上一次克服重力做的功是250J．【考点】二力平衡条件应用；压强定义式变式应用；功的计算．2.如图所示为我国首辆“玉兔号”月球车。

登月前，在水平地面上进行了测试，月球车匀速直线行驶180 m用时60min，若车的质量为140kg，受到地面的摩擦阻力为500N，网状轮子与地面接触的总面积为0.02m2。

求：（1）月球车受到的重力；（2）月球车对水平地面的压强；（3）月球车在测试过程中的功率。

【答案】（1）1400N （2）7×104pa （3）25W【解析】（1）（2）（3）答：月球车受到的重力是1400N；月球车对水平地面的压强为7×104 Pa；月球车在测试过程中的功率为25 W。

【考点】3.实验室中，常用天平来测量物体的________，测量时应将________放在天平的右盘内（选填“物体”或“砝码”）。

在“探究二力平衡的条件”实验中，用________测量力的大小，当物体受到两个力的三要素相同时，物体________处于平衡状态（选填“可能”或“不可能”）。

【答案】质量；砝码；弹簧测力计；不可能【解析】实验室中常用天平来测量物体的质量，天平调节平衡后，应将物体放在左盘，砝码放在右盘。

实验室中常用弹簧测力计来测量力的大小，二力平衡的条件是同体、等值、反向、共线，当物体受到两个力的三要素相同时，即方向相同，故受到的不是平衡力，不可能处于平衡状态。

【考点】天平的使用，二力平衡的条件4.假设实心球体在空中下落时受到空气阻力大小正比球体半径与球体速度的乘积。

现有实心木球甲、乙和实心铁球丙从高空由静止下落，如图19所示，三球的半径关系为R甲>R乙>R丙，若三球匀速到达地面的速度分别为v1、v2和v3，则下列结论有可能正确的是（）A．V3>v1>v2B．v1>v2>v3C．v1>v3>v2D．v1=v2=v3【答案】ABC【解析】设球的半径为R，由题意可得，球下落时所受空气的阻力为f=kRv，由于匀速到达地面，故球所受的重力与阻力相等，即f=G，即kRv=ρgπR3，故球下落的速度v=，对于甲、乙来说，它们的密度是相等的，故半径大的落地速度较大，即v1>v2，对于甲、丙或乙、丙而言，由于密度不同，半径也不同，故存在着既可能比甲、乙的速度大，也可能比甲、乙的速度小，所以ABC都是正确的，选项D说三个球的速度相等是不对的。

【考点】力的平衡。

5.利用轮船上的电动机和缆绳从水库底竖直打捞出一长方体物体，下图P-t图像中表示了电动机输出的机械功率P与物体上升时间t的关系。

已知0～80s时间内，物体始终以的速度匀速上升，当时，物体底部恰好平稳的放在轮船的水平甲板上。

已知电动机的电压是200V，物体上升过程中的摩擦阻力不计，g取10N/kg。

求：（1）湖水的深度h1，甲板离水面距离h2。

（2）物体的质量m，长度，体积V 。

（3）若电动机电能转换为机械能的效率为80%，求在0～50s内，电动机线圈中电流的大小。

【答案】（1）6m；2m；（2）2000kg；1m；；（3）6.25A【解析】（1）从图像可以看出，前50s，物体一直浸没在水中，所受浮力不变，则钢丝绳的拉力不变，所以电动机的功率保持1000W不变；50s—60s，物体逐渐露出水面，浮力减小，钢丝绳拉力增大，电动机的功率增大；60s—80s，物体全部露出水面，上升到甲板上，钢丝绳的拉力等于物体的重力，保持不变，所以电动机的功率保持2000W不变；综上分析可知，到第60s，物体完全离开水面，则湖水的深度为：；60s—80s之间20s的时间内，物体上升的高度就是甲板离水面的距离：；（2）50s—60s之间10s的时间内，物体上升的高度就是物体的长度：物体浸没在水中时钢丝绳的拉力为，物体离开水面后，钢丝绳的拉力等于物体的重力，，则；物体浸没在水中时所受的浮力是：，，物体的体积；（3）【考点】浮力6.图中是小华利用杠杆提升浸没在水中的物体B的示意图。

杠杆CD可绕支点O在竖直平面内转动，OC∶OD＝1∶2，物体A为配重，其质量为200g。

烧杯的底面积为75cm2，物体B的质量是320g，体积是40cm3。

当物体B浸没在水中时，水对杯底的压强为p1。

当用力拉A，将物体B从容器底提出水面一部分以后，杠杆恰好在水平位置平衡，此时，竖直向下拉A的力为F，杯中水对容器底的压强为p2。

若p1与p2之差为40Pa。

则拉力F是___________N（g取10N/kg，杠杆的质量、悬挂物体A和物体B的细绳的质量均忽略不计）。

【答案】4.2【解析】物体B在水中受到的浮力F=ρgv=0.4N拉到水平时减少的浮力是ΔP×S=0.3N，则拉到水平时受到的浮力是0.4N-PS=0.4N-0.3N=0.1N，由杠杆平衡条件:F1L1=F2L2得（F+0.2×10N/kg）/（0.3×10N/kg-F浮）=2/1得出F=3.2N.【考点】杠杆、浮力、压强7.某同学用滑轮组从装满水的水井中将一铁块匀速提升了2m（铁块始终未露出水面）．已知铁块体积0.006m3，铁块的密度为7.9×103kg/m3．（滑轮的重力和摩擦不计，g=10N/kg）求：（1）铁块的重力大小；（2）绳子AB给铁块的拉力大小；（3）在此过程中人做的功．【答案】（1）铁块的重力大小为47.4N；（2）绳子AB给铁块的拉力大小为60N；（3）在此过程中人做的功为1028J．【解析】（1）已知铁块的体积和的密度，利用密度公式变形可求得其质量，然后利用G=mg可求的其重力；（2）铁块全部浸没在水中，利用F浮=ρgV排求得其浮力，则绳子AB给铁块的拉力等于AB的重力减去其浮力；（3）若不计摩擦和动滑轮重，保持平衡时，根据滑轮组的使用特点求出拉力大小．若缓慢将重物A提升2m，则根据重物提升的高度求出拉力移动的距离，又知道拉力大小，利用功的公式求拉力做的功．（1）铁块的质量m=ρV=7.9×103kg/m3×0.006m3=47.4kg，铁块的重力G=mg=47.4kg×10N/kg=474N．（2）铁块全部浸没在水中，F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.006m3=60N，绳子AB给铁块的拉力F=G﹣F浮=474N﹣60N=414N，（3）∵物体AB受到的重力和浮力的合力方向是竖直向下的，∴保持平衡时，物体A对动滑轮的向下的拉力为F′=F合=414N∵由图可知，动滑轮是由2股绳子承担，在不计摩擦和动滑轮重的条件下，∴作用于绳端的拉力F：F=×414N=207N．若缓慢将重物A提升2m，则因n=2，所以，s=nh=2×2m=6m，拉力做的功：W=Fs=207N×4m=1028J．【考点】功的计算；滑轮组绳子拉力的计算；重力的计算点评：本题考查知识点比较多，有密度的知识、质量的计算、重力的计算、浮力的计算等，涉及到滑轮组实际使用时和在不计摩擦和动滑轮重的条件下使用的不同，应注意区分，属于难题．8.为安全起见，初学游泳者常使用一块泡沫浮板，用双臂把浮板压入水中，借助浮板所受的浮力来辅助游泳．已知泡沫浮板的密度是0.1×103kg/m3，体积为3000cm3．（ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）求：（1）当浮板自由漂浮在水面上时，浮板受到的浮力的大小．（2）浮板被压没入水中静止时，浮板受到双臂的压力的大小．【答案】解：（1）由于V=3000cm3=3×10﹣3m3，故由密度的计算公式得m=ρV=0.1×103kg/m3×3×10﹣3m3=0.3kg，所以浮板受到的重力G=mg=0.3kg×10N/kg=3N，∵浮板自由漂浮在水面上，∴浮板受到的浮力F浮=G=3N．（2）∵浮板被压没入水中，∴V排=V，此时的浮力F浮′=ρ水gV排=ρ水gV木=1×103kg/m3×10N/kg×3×10﹣3m3=30N，∵根据木块完全浸没时的受力情况可得：F浮′=F压+G木，∴手对木块的压力：F压=F浮′﹣G木=30N﹣3N=27N；答：（1）当浮板自由漂浮在水面上时，浮板受到的浮力为3N．（2）浮板被压没入水中静止时，浮板受到双臂的压力为27N．【解析】（1）由于浮板是漂浮的物体，故浮力等于重力，而其重力可由质量求得，质量又可以通过密度与体积计算得出，而密度与体积却都是已知的，故该问可求；（2）当浮板完全浸没于水中时，可求出浮板受到的浮力大小，再通过此时浮板的受力情况，通过平衡条件可得压力的大小。

【考点】质量、浮力的简单计算，力平衡的知识及漂浮物体的特点等。

9.据报道，我市某水库库底是一座旧城遗址，目前正在进行试探性发掘和打捞．某次试探性打捞作业时，用绳子将实心物体从水面下12m 深处沿竖直方向匀速提升到离水面1.5m深处的过程所用时间为42s，拉力F做功的功率为90W．当物体被拉到有4/5的体积露出水面时，让其静止，此时绳子的拉力F'=520N．不计绳子的重力和水的阻力．（水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，g="10N/kg" ）求：（1）物体从水面下12m深处匀速上升到离水面1.5m深处的过程中，物体匀速运动的速度v；（2）物体在水面下方匀速上升过程中绳子的拉力F；（3）物体浸没在水中时所受的浮力F浮；（4）物体的密度ρ物．【答案】（1）物体从水面下12m深处匀速上升到离水面1.5m深处的过程中，物体匀速运动的速度是0.25m/s．（2）物体在水面下方匀速上升过程中绳子的拉力是360N．（3）物体浸没在水中时所受的浮力是200N．（4）物体的密度是2.8×103kg/m 3．【解析】（1）先算出物体从水面下12m 深处匀速上升到离水面1.5m 深处所移动的距离，然后根据速度公式v=即可算出物体匀速运动的速度；（2）物体在水面下方匀速上升过程中，拉力F 对物体做了功，功的计算公式有两个：一个是W=Fs ，另一个是W=Pt ．由W=Pt 我们可得：P=，而W=Fs ，所以P=，而s=vt ，所以P==Fv ，最后我们根据P=Fv 这个公式的变形式就可以算出拉力F 了；（3）物体浸在水中时受到三个力的作用：重力、浮力和绳子的拉力，其中G=F 浮+F 拉．当物体浸没在水中时，受到的浮力是最大的，绳子对物体的拉力是最小的；当物体被拉到有的体积露出水面时，由于V 排减小，所以此时物体受到的浮力会减小，而绳子对物体的拉力会增大．由于物体体积的露出水面时，这就不再受到水的浮力，这也正是绳子拉力增大的原因，所以绳子增加的拉力等于物体体积的浸入水中时受到的浮力，故我们可以先求出绳子增加的拉力，也就求出了物体体积的浸入水中时受到的浮力，最后用该浮力除以就可以算出物体浸没在水中时所受的浮力了； （4）当物体浸没在水中时，V 排=V 物，所以我们可以先根据物体浸没在水中时的浮力和阿基米德原理算出物体浸没时排开水的体积，即物体的体积；然后我们再根据G=F 浮+F 拉这个关系式算出物体的重力；最后我们就可以根据重力计算公式和密度计算公式算出物体的密度了．（1）物体从水面下12m 深处匀速上升到离水面1.5m 深处所移动的距离s=12m ﹣1.5m=10.5m ， 物体匀速运动的速度v===0.25m/s ；（2）由W=Pt 可得：P=， 因为W=Fs ，所以P=， 又因为s=vt ，所以P==Fv ，根据P=Fv 可得：F=，则物体在水面下方匀速上升过程中绳子的拉力F===360N ；（3）当的体积露出水面时，绳子的拉力由360N 增大到520N ，拉力增大了160N ， 即物体的体积浸入水中时受到的浮力为160N ，由阿基米德原理F 浮=ρ液gV 排可知，物体在液体中所受的浮力大小与排开液体的体积成正比， 故物体的体积浸入水中时受到的浮力是浸没时受到浮力的， 所以物体浸没在水中时所受的浮力F 浮==200N ；（4）由F 浮=ρ液gV 排得：V 排=，所以物体浸没在水中时排开水的体积：V 排===0.02m 3，因为物体浸没在水中，所以V 物=V 排=0.02m 3， 物体的重力：G=F 浮+F 拉=200N+360N=560N ， 则物体的质量：m===56kg ， 物体的密度：ρ===2.8×103kg/m 3．【考点】速度公式及其应用；密度的计算；重力的计算；阿基米德原理；功的计算公式的应用；功率计算公式的应用．点评：本题的综合性较强，涉及的物理知识、物理公式都比较多，有速度知识、功和功率知识、浮力知识、重力知识、密度知识等．本题的难度较大，难度主要在第（2）、（3）、（4）问．第（2）问中，我们要掌握P=Fv 这个公式，该公式可以由W=Fs 、W=Pt 、s=vt 推导出来；第（3）问中，关键是要理解绳子增加的拉力等于物体的体积浸入水中时受到的浮力；第（4）问中，要清楚两个等量关系：一个是浸没时V 排=V 物，另一个是G=F 浮+F 拉．10. 随着湛江经济水平的不断提高，小汽车越来越多地走进了我市普通百姓人家．如表为东东同学家小汽车的有关数据：求：（1）水箱最多能装水的质量是多少千克？（2）该小汽车静止在水平地面上时，对地面的压强是多大？（3）假若该小汽车在水平路面上以额定功率匀速直线行驶10min，消耗汽油1.3kg，小汽车发动机的效率为多少？（汽油的热值为4.6×107 J/kg，g=10N/kg）【答案】（1）水箱最多能装水的质量是2.5kg；（2）汽车静止时对地面的压强为2×105Pa；（3）汽车发动机的效率为30%．【解析】（1）根据水箱容量2.5L．利用密度公式变形m=ρV即可求得水箱最多能装水的质量．（2）静止时对地面的压力等于汽车的重力，根据公式P=可求压强．=mq （3）根据W=Pt求出小汽车以额定功率匀速直线行驶10min牵引力所做的功，再利用Q放可求出完全燃烧1.3kg汽油放出热量，最后用η=求出小汽车发动机的效率．（1）水箱容量V=2.5L=2.5×10﹣3m3，则水箱最多能装水的质量是：m=ρv=1.0×103kg/m3×2.5×10﹣3m3=2.5kg（2）汽车静止时对地面的压力 F=G=mg=1.6×103kg×10N/kg=1.6×104N汽车静止时对地面的压强P==2×105Pa（3）小汽车以额定功率匀速直线行驶10min牵引力所做的功W=Pt=3×104W×10×60s=1.8×107J完全燃烧1.3kg汽油放出热量=mq=1.3kg×4.6×107J/kg=5.98×107JQ放小汽车发动机的效率为：η=×100%=×100%=30%．【考点】密度公式的应用；压强的大小及其计算；热机的效率．点评：本题通过实际应用情况，考查了压强的计算、密度的计算公式、功的计算、机械效率的计算及其提高机械效率的方法．解题时要注意物理量的对应．本题考查的知识面比较广，关键是公式及其变形的灵活运用，还要知道在水平面上压力等于物体自身的重力，物体做匀速运动时牵引力等于阻力．11.如图，物体重100N，圆柱形容器底面积为400cm2，内盛有65cm深的水，当用图中滑轮组将物体浸没在水中后，容器中水面上升到70cm，物体完全浸没在水中时滑轮组的机械效率为80%=1.0×103kg/m3，g取10N/kg.求：（不计绳重和绳子与滑轮间的摩擦及水的阻力）.ρ水（1）物体浸没在水中后，水对容器底增加的压强.（2）物体浸没在水中时受到的浮力.（3）若把物体完全拉出水面后，滑轮组的机械效率.【答案】（1）500Pa （2）20N （3）83.3%【解析】（1）液体压强计算公式，深度从65cm增加到70cm,增加的压强为（2）物体浸没液体中所受浮力计算公式排开水的体积带入浮力计算公式（3）物体完全浸没在水中时,总功机械效率带入计算把物体完全拉出水面后12.小华和小红在广场看到小朋友玩套圈游戏（如图甲所示）时，发现水平抛出的套圈落地时的水平距离不尽相同，引起了他们的思考．于是他们按图乙所示方法，找来圆弧轨道（末端水平）、一个小钢球，探究钢球水平抛出的落地点到抛出点的水平距离与哪些因素有关．探究前，他们提出了如下猜想：猜想1：与小球在轨道上静止释放时的高度h有关；猜想2：与水平抛出点的离地高度H有关．（1）为了验证猜想是否正确，需用测量水平距离s．请你运用学过的物理知识帮助他们确定s的起点位置O ，写出具体的方法．（2）下表是他们在实验中测得的数据：①分析实验序号为的数据，可得出的初步结论是：在其它条件相同的情况下，与小球在轨道上静止释放时的高度h成正比；②综合分析表中所给数据，请你写出s与h、H之间的关系式：．③接着小华又想探究小球抛出的水平距离与小球的质量是否有关．请你简述小华的实验方案．简要做法：；如何判断：．实验轨道末端水小球在轨道落地点与抛出落地点与抛出【答案】（1）制作一个简易重锤线悬挂在桌边，下端对应的地面位置即为起点（或用水滴自由落下）；（2）①1、2、3（或4、5、6）；落地点与抛出点水平距离的平方；②s2=4Hh；③简要做法：保持小球由静止释放的高度h、轨道末端水平部分离地的高度H不变，仅改变钢球的质量，测量钢球落地点与抛出点的水平距离；如何判断：若钢球落地点与抛出点的水平距离改变，则与小球质量有关，否则无关．【解析】（1）测量水平距离s，需先确定起始点O，可以根据重力方向竖直向下的特点，制作一个简易重锤线悬挂在桌边，下端对应的地面位置即为起点（或用水滴自由落下）；（2）①由1、2、3或4、5、6知，轨道末端水平部分离地面的高度H不变，小球在轨道上由静止释放时的高度h增大为原来的几倍，落地点与抛出点的水平距离的平方s2便增大为原来的几倍，可知落地点与抛出点的水平距离的平方s2与小球在轨道上静止释放时的高度h成正比；②由①知，在其它条件相同的情况下，s2与h成正比；由1、4或2、5或3、6知，小球在轨道上由静止释放时的高度h相同，轨道末端水平部分离地面的高度H增大几倍，落地点与抛出点的水平距离的平方s2便增大几倍，可得其它条件不变，s2与H成正比；设关系式为：s2=kHh由1知，当H=0.5m，h=0.1m时，s2=0.2m2则0.2m2=k×0.5m×0.1m解得：k=4则：s2=4Hh③要探究抛出距离与小球质量的关系，则应保持H和h不变，改变小球的质量．简要做法：保持小球由静止释放的高度h、轨道末端水平部分离地的高度H不变，仅改变钢球的质量，测量钢球落地点与抛出点的水平距离；如何判断：若钢球落地点与抛出点的水平距离改变，则与小球质量有关，否则无关．【考点】控制变量法与探究性实验方案．点评：此题是探究钢球水平抛出的落地点到抛出点的水平距离与哪些因素有关的实验，考查了对实验数据的分析及控制变量法的应用，不管是探究的过程或分析数据，都要注意控制其它量不变．13.同学们梳理了教材中与压强知识相关的实验，如图所示，其中分析正确的是A．甲图实验，装有水的瓶子竖放在海绵上，瓶中水越少，海绵凹陷越明显B．乙图实验，当微小压强计的探头在水中深度逐渐增大时．U形管两边液面高度差不变C．丙图实验，测出拉开吸盘时大气对吸盘的压力和吸盘的面积，可估测大气压强的值D．丁图实验，向外拉活塞，试管内停止沸腾的水再次沸腾，可知气压减小，水的沸点升高【答案】C【解析】A、甲图实验，装有水的瓶子竖放在海绵上，瓶中水越少，对海绵的压力越小，受力面积不变，对海绵的作用效果越不明显，故A错；B、乙图实验，当微小压强计的探头在水中深度逐渐增大时，受到的压强变大，U形管两边液面高度差越大，故B错；C、丙图实验，测出拉开吸盘时大气对吸盘的压力F和吸盘的面积S，大气压强，故C正确；D、丁图实验，向外拉活塞，试管内气压减小、沸点降低，水再一次沸腾，可知气压减小，水的沸点降低．故选C．【考点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验；沸点及沸点与气压的关系；探究液体压强的特点实验；大气压强的存在．点评：本题为力学综合题，考查了学生对压力作用效果的影响因素、液体内部压强的特点、压强计算、液体沸点与气压的关系，虽知识点多、但都属于基础，难度不大．14.一辆小汽车在平直的公路上行驶，如左图所示，右图是某同学利用照相机进行“频闪摄影”后描绘出的小汽车行驶的路程与时间关系图像，则下列说法正确的是（）A．该小汽车做加速运动B．该小汽车的牵引力大于受到的阻力C．该小汽车对路面的压力等于自身的重力D．该小汽车设计成流线型是为了减小空气的阻力【答案】D【解析】A、由路程和时间的图象知，小汽车通过的路程和时间的比值是一定的，说明小汽车进行匀速直线运动．选项错误．B、小汽车在平直的公路上行驶，并且小汽车进行匀速运动，所以小汽车在水平方向受到阻力和牵引力是一对平衡力，大小相等．选项错误．C、由于汽车是流线型，汽车上方的空气流速大于汽车下方的空气流速，根据流体流速越大，压强越小，所以汽车上方受到的压强小于下方受到的压强，所以汽车受到向上的压力大于向下的压力，汽车受到空气的升力作用，汽车对地面的压力减小．选项错误．D、汽车设计成流线型，汽车行驶时，使得汽车前后大气压强差减小，从而减小空气对汽车的阻力．选项正确．故选D．【考点】力与运动的关系；压力及重力与压力的区别；二力平衡的应用。