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    浙江省2022年中考科学模拟题汇编-82简单机械(简答题)

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    浙江省2022年中考科学模拟题汇编-82简单机械(简答题)

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    这是一份浙江省2022年中考科学模拟题汇编-82简单机械(简答题),共28页。试卷主要包含了简答题等内容,欢迎下载使用。
    浙江省2022年中考科学模拟题汇编-82简单机械(简答题)
    学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________

    一、简答题
    1.(2022·浙江·一模)夹砖器,是建筑工地上常用的一种人工手动的简单机械,不伤手,操作简便,如图所示。当小金使用夹砖器夹取4块红砖时,每块红砖2.5kg,手的握力为F,握力力臂l1=12cm,每块夹板和砖块间的弹力为FN,弹力力臂l2=15cm,每块夹板与砖块的摩擦力f=0.5FN。
    (1)求每块夹板和砖块间的弹力FN;
    (2)求小金的手握力F。

    2.(2022·统考二模)自动售货机是一种能根据投入的钱币自动付货的机器,又被称为24小时营业的微型超市,其硬币识别原理简化图如图甲所示。OAB为一轻质杠杆,O为支点,OA与OB的长度之比为lOA∶lOB=1∶10;电源电压恒为14V,R0=15欧,电压表量程为0~12V;电阻R为压敏电阻,其阻值随压力的变化如图乙所示。使用该自动售货机购买一件商品可以多次投入硬币,但一次只能投入一枚硬币,投入的硬币沿着斜面平稳缓慢地滑入储币盒内,当硬币投入储币盒后,售货机会根据R0两端的电压值,判断投入硬币的种类和数量。不计储币盒的质量。求:
    (1)若1枚1元硬币的质量为6g,投入储币盒中时的受力面积为5cm2,那么,1枚1元硬币对储币盒的压强为多少?
    (2)上题中投入1枚1元硬币时,电压表的示数为多少?
    (3)若1枚1角硬币的质量为3g,1枚5角硬币的质量为4g,1枚1元硬币的质量为6g,那么,按照自动售货机器的设计,最多能投入硬币的总面值是多少元?

    3.(2022·浙江·一模)如图所示是现代化港口的一种新型吊运设备的简化模型示意图,图中虚线框里是滑轮组(未画出),滑轮组绳子的自由端由电动机拉动。用该吊运设备先后搬运水平地面上的长方体形集装箱A和B.A和B的底面积、高度、密度大小关系如下表所示。
    集装箱
    A
    B
    底面积S


    高度h


    密度



    集装箱A在地面上静止,当受到滑轮组挂钩竖直向上的拉力为时,地面对A的支持力为;集装箱B在地面上静止,当受到滑轮组挂钩竖直向上的拉力为时,地面对B的支持力为。已知。在吊运集装箱A的过程中,当绳子自由端拉力为时,集装箱A匀速竖直上升,绳子自由端拉力的功率为,滑轮组的机械效率为80%;在吊运集装箱B的过程中,集装箱B匀速竖直上升了。不计绳的质量,不计滑轮与轴的摩擦。求:
    (1)集装箱A和B的重和;
    (2)集装箱A匀速竖直上升的速度;
    (3)集装箱B匀速竖直上升的过程中,绳子自由端拉力做的功。

    4.(2022·浙江台州·统考一模)将一支蜡烛的两端削尖,在中间垂直插入一枚钢针,把钢针的两端分别架在两个玻璃杯上,用小刀对蜡烛的两端加工,使蜡烛能在水平位置平衡。先后将蜡烛的两端点燃,蜡烛将会怎样运动?阐述所依据的科学知识。

    5.(2022·浙江绍兴·统考一模)某地铁岗厦北综合交通枢纽工程工地上,一线施工人员正在紧张忙碌,进行架桥机钢梁吊装等施工作业。(g取10N/kg)图1为架桥机的装置图,已知箱梁的质量为,体积为,架桥机滑轮组总拉力为,自由端移动距离为25m,将箱梁提升1 m。试回答以下问题:

    (1)图2为起重机的简图,请画出阻力的力臂;___________
    (2)箱梁的密度是___________;
    (3)架桥机在此过程中的有用功和架桥机在此过程中的机械效率各是多少?( )
    6.(2022·浙江宁波·统考一模)年糕为中国汉族的传统食物,一般采用蒸熟的米粉压制或用煮熟的米饭打制而成。

    (1)年糕中含量最多的成分是淀粉。在水稻种子中,淀粉主要存在于___________中(填结构名称)。
    (2)某同学在切年糕时发现,刀贴在年糕椭圆面短的一侧切(如图1)比长的一侧切(如图2)更省力,最直接的原因是减小了___________。
    7.(2022·浙江杭州·统考二模)2021年12月18日,湖北省鄂州市发生了高架桥侧翻事故。如图,高架桥由下方的独柱墩与上方的箱梁组成,两者质量均匀。因货车超载严重,且行驶在桥面道路外侧(车辆垂直纸面向里行驶),造成箱梁侧翻,独柱墩保持不动。
    (1)箱梁可视为杠杆,在图中画出倾覆瞬间它的支点,用O表示;
    (2)已知货车对桥面压力作用点到桥面中心的距离为8米,独柱墩的宽度为4米,箱梁的质量为21吨,求货车的质量超过多少时,会导致箱梁倾覆;
    (3)为了减少此类事故的发生,请写出一条有效措施。

    8.(2022·浙江宁波·校联考三模)“奋斗者”号全海深载人潜水器成功完成万米海试并胜利返航。“奋斗者”体积约为10m3,空载时质量计为6吨,最大荷载240千克。(海水密度取1.0×103kg/m3)
    (1)空载的“奋斗者”漂浮水面时受到的浮力为___________N。
    (2)已满载的“奋斗者”在下沉时是采用注水方式实现的,则至少注入海水的体积是___________m3。
    (3)任务完成排出水后,在起重机滑轮装置作用下把最大荷载的“奋斗者”吊出水面,如图甲滑轮装置吊着“奋斗者”号在水面上匀速上升,绳子自由端拉力为2×104N,求滑轮装置的机械效率。( )

    9.(2022·浙江丽水·统考一模)如图甲是在一个配有活塞的厚玻璃筒,筒内放一小团浸有少量乙醚的棉花,反复快速用力 F1压下活塞,观察棉花能否燃烧起来的实验。该实验器材不仅携带乙醚非常不方便,而且要达到理想实验效果也比较费力。通过改进后如图乙,硬棒 OA 可以绕O 点转动。筒内放一小团棉花,反复快速用较小的力 F2作用于 A 点压下活塞,比较容易观察到理想的实验效果。请你通过比较实验改进前后,对图乙装置中棉花燃烧起来的现象加以解释。

    10.(2022·浙江宁波·统考二模)在一底面积为4m2的圆柱形深井底部,有一体积为2m3,密度为1×104kg/m3的贵重物体,现用如图所示的装置将其打捞上来,若牵引车以0.6m/s的速度匀速向右行驶,通过滑轮组将物体由井底开始往上拉,30s后井底受到的水的压强恰好变化了2.5×103Pa,(忽略动滑轮和绳子的重力及滑轮与绳子之间的摩擦,g取10N/kg)求:
    (1)物体的重力;
    (2)物体浸没在水中时受到的浮力;
    (3)牵引车行驶了30s后,物体被提升的高度;
    (4)物体露出水面前,物体受到绳子拉力的功率;
    (5)牵引车行驶了30s时,牵引车对绳子的拉力。

    11.(2022·浙江杭州·统考二模)如图,小型牵引机通过滑轮组匀速打捞起井中的物体。已知物体质量为120kg,密度为1.6×103kg/m3,物体在被拉出水面前后,牵引车作用在绳子上的拉力之比为1∶2,不计摩擦、绳重及水的阻力。
    (1)物体的体积多大?
    (2)物体浸没在水中时所受的浮力是多少?
    (3)物体出水面前,滑轮组的机械效率是多少?

    12.(2022·浙江温州·瑞安市安阳实验中学校考二模)平平同学计划做一个电子秤模型,如图1是他设计的结构图。U0=6V,R0=15欧,AB是一根长度为15cm,阻值为15欧的均匀导体,O是一个能在滑杆上自由移动的滑块,滑片P和轻质杠杆OD均连接在滑块O上,且OC∶CD=1∶9。弹簧受力时伸长量变化如图2所示,轻质托盘上未放置物体时,滑片P刚好处于A处,此时弹簧的伸长量为0,电压表表盘刻度和连接的接线柱如图3。当被测物体放置于托盘上时,可以通过电压表示数读出被测物体的质量。

    [项目一]标注0刻度和最小刻度。
    (1)当托盘上未放置物体时,闭合开关,电压表指针对准____V处,标为0刻度;
    (2)基于上述相关数据,计算电压表上每一个最小刻度所对应的质量值为多少克?________
    [项目二]评价与改进
    (3)阳阳认为该模型还不够完善,若使用一段时间后,电源电压减小,则测量结果会不准确。针对这一问题,他提出了如下改进方案:①将定值电阻R0改为合适大小的滑动变阻器,且在R0两端并联一个电压表;②将定值电阻R0改为合适大小的滑动变阻器,且在电路中串联一个电流表;③将定值电阻R0改为合适大小的滑动变阻器,且分别在电源和R0两端各并联一个电压表。选择一种你认为合理的方案,并写出调整方法:________。
    13.(2022·浙江温州·统考二模)某工厂生产一批零件,对零件表面粗糙程度的一致性有较高要求,验收时需要进行表面粗糙程度测试。小明设计如图甲所示装置,用于比较零件表面粗糙程度。压敏电阻R1的阻值与压力关系如下表所示:绝缘杠杆AB可以绕O点转动,A端通过连杆与压敏电阻R1接触,B端与轻质弹簧相连,OA:OB=1:1;弹簧受到的拉力F与伸长x的关系如图乙所示,弹簧右端连接滑片P和吸盘; R2是水平放置的、粗细均匀的电阻棒,长度L为40厘米,总电阻为12欧。使用前,滑片P恰好位于R2左端,使用时,先用吸盘将零件“粘住”,再用水平力向右拉动木板,待零件稳定时读出电压表示数,用电压表示数来判断零件表面越粗糙程度。( 导线对杠杆AB没有力的作用,弹簧电阻忽略不计 )
    压力(牛)
    0
    0.2
    0.4
    0.6
    0.8
    1.0
    压敏电阻R1阻值(欧)
    12
    18
    24
    30
    36
    42


    (1)将吸盘压在零件表面,排出内部空气,吸盘和零件就会“粘住",这主要是___________的作用。
    (2)已知电源电压为6伏,单个零件质量为200克,若要求该批次零件在木板上的滑动摩擦力不大于零件重力的0.2倍,请通过计算说明判断零件合格的电压表示数范围。___________
    (3)小明用该装置分别测试相同体积的铁块和铜块,多次实验示数均相同,已知:铁块密度为7.9克/厘米3,铜块的密度为8.9克/厘米3,请判断哪个物体底部较粗糙并说明理由。
    ___________
    14.(2022·浙江杭州·统考一模)某车库出口处的“两段式道闸”开启过程如图甲所示;AO和OB是两段栏杆,长均为2m、质量均为5kg(质量分布均匀);两段栏杆之间以轻质铰链连接,使AO能绕O转动;CD为轻质链杆,B是电机带动栏杆转动的中心点,如图乙所示;当道闸开启时,电机带动水平的AOB和CD转动,道闸完全开启后,AO水平、OB竖直,CD竖直,如图丙所示。此时CD与OB之间距离为5cm。(不计一切摩擦,g=10N/kg)
    (1)如图丙所示,AO重力的力臂是___________m。
    (2)如图丙所示,CD对铰链的拉力是多少__________?
    (3)AOB由图乙位置到图丙位置,电机至少要对AOB做多少功__________?

    15.(2022·浙江杭州·统考二模)创新科技小组用轻质杆设计制作了测量液体密度的工具—密度秤。其中经防腐处理的合金块重8N,体积100cm3,秤砣重2N,秤纽处O到A端长10cm。测量时手提着秤纽将密度秤的合金块浸没在待测液体中(不接触容器),调节秤砣位置使秤杆水平平衡,秤砣悬挂处的刻度值为被测液体密度。请解答下列问题(g=10N/kg):
    (1)在底面积为100cm2的烧杯内装入20cm深的待测液体,测量情况如图,测得OC长34cm。求秤杆A端受到绳子的拉力大小;
    (2)C点刻度表示的待测液体密度多大?
    (3)以上过程中合金块放入前后,待测液体对烧杯底部压强变化多少?

    16.(2022·浙江宁波·统考二模)小猴和小白兔同时发现了一个实心胡萝卜,它们都想多分点。小猴提出分配方案:将胡萝卜放在三角形石块的尖端,调节胡萝卜位置,使胡萝卜静止时保持水平,然后沿支点处竖直切开,各拿一份,如图所示。小白兔说:“我要长的那一头!”,小猴却暗自高兴。从质量角度来看,小猴有没有吃亏?(请用学过的知识加以说明)

    17.(2022·浙江舟山·校联考一模)如图甲所示装置,A是重15N的空吊篮,绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和50N。质量为50kg的小明同学将A提升到高处,施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示,A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦,g取10N/kg。问:
    (1)动滑轮的重力为多少?
    (2)第2s内拉力F的功率为多少?
    (3)此装置最多能匀速运载多重的货物?

    18.(2022·浙江温州·统考一模)某工厂车间的一台机器在工作时会排放一定量的废水和废气,需要安装排气装置,以保证空气中废气含量不超标。小明设计如图甲所示电路实现:机器不工作时,小功率排气扇工作;机器工作一段时间后,大功率排气扇工作,OA是一根可以绕O点转动的轻质杠杆,B处通过细杆b与力敏电阻Rx接触,A处通过细杆a与物体M连接,物体M重为3牛,OB:OA=1:2,衔铁可以绕D点转动,废水较少时,衔铁受弹簧的支撑作用,其右触点恰好与触点T1接触,M1工作;当Rx受压力为12牛时,电磁铁恰好吸引衔铁,使右触点与触点T2接触,M2工作。排气扇的规格为:M1(220伏,60瓦),M2(220伏,120瓦)。机器运行时,产生的废水以0.1千克/分钟的速度排入废水箱,物体M受到的浮力(F浮)与废水质量(m)关系如图乙、(图中部分固定装置未画出)
    (1)当物体M被废水浸没时,M受到的浮力是______牛。
    (2)工人进入车间后,先闭合开关S2,使小功率排气扇先工作一段时间。启动机器时,同时闭合开关S1。请计算废水箱中的废水质量积累至2千克的过程中,排气扇消耗的电能。( )
    (3)为了让大功率排气扇提早启动,小明采取移动细杆b的做法,请指出细杆b的移动方向,并说明理由:______。

    19.(2022·浙江温州·统考一模)如图甲是一种电子打火机,其部分结构如图乙所示,储气室内的液态丁烷是一种易燃有机物,其沸点为-11.73℃。电子打火机的工作过程包括放电和放气。放电原理如图丙(复位结构未画出),其中压敏陶瓷受到击打时会产生几千伏的电压。按下按钮时,喷气嘴向上提起,储气室阀门打开,实现放气。请结合所学知识说说电子打火机的工作过程。

    20.(2022·浙江温州·统考一模)如图甲是一种拉力器的原理图,主要结构包括拉环、测力计、滑轮组、负重箱等。负重箱内部装有活塞,活塞两端密闭性良好,活塞从底部向上运动后,负重箱内为真空。使用时,拉紧拉环,拉力较大时,活塞向上运动,拉力较小时,活塞向下运动,如此反复运动,从而得到锻炼。已知负重箱内部高度为20厘米,活塞上表面积为10厘米2。(大气压p=1.0×105帕,不计活塞厚度,不计活塞、滑轮、测力计、绳子的自重,不计摩擦)
    (1)滑轮A的作用是______。
    (2)如图乙是某次运动中测力计示数F与活塞上升距离h关系图,请计算完成一次活塞匀速上升过程,拉力做的功。( )
    (3)小明认为负重箱内如果密封了一定量的气体,该拉力器也能工作。若密封气体在一定温度下的体积与气压的关系如表所示,请在乙图中画出:当负重箱内密封一定量气体后,活塞匀速上升过程中,测力计示数与活赛上升距离的大致关系图。( )
    体积/米3
    0.4
    0.8
    1.2
    1.6
    气压/千帕
    240
    120
    80
    60


    21.(2022·浙江杭州·统考二模)图甲为某品牌坚果开壳器,图乙为其结构示意图。该开壳器的工作原理为:用力向下压手柄可使金属杆OA绕O点旋转,带动连杆BC运动(连杆BC可绕B点和C点自由转动),从而推动金属活塞M在金属套筒内水平向右运动,使固定在金属活塞M和金属块N之间的坚果受到压力。当压力增大到一定值时,坚果外壳就会被压碎。

    (1)开壳器使用过程中为了让坚果不易滑落,其金属块与坚果接触的面刻有花纹,这是通过增大______而增大摩擦。
    (2)若某种坚果碎壳时,作用在其表面的压力至少20牛,且坚果与金属块M间的按触面积为0.5厘米2则压碎该坚果时,金属块M对坚果的压强至少为______帕。
    (3)如图乙,若某次使用该开壳器对一坚果进行碎壳过程中,当金属杆OA从竖直方向绕O点顺时针缓慢匀速转动60°时,连杆BC恰好处于水平位置。已知金属杆OA长20厘米,OB长2厘米,连杆BC长2.5厘米。作用在A点的压力牛,且方向始终垂直于金属杆OA,连杆BC对金属杆OA作用力F2的方向始终沿BC所在直线方向。求:该过程中连杆BC对金属杆OA作用力F2大小的范围______。

    参考答案:
    1.(1)100N;(2)125N
    【详解】解:(1)将4块红砖看成一个整体,在竖直方向上受力情况是:竖直向下的重力与两侧的摩擦力,由于砖处于静止状态,所以重力与两侧的摩擦力是平衡力,所以夹子一侧的摩擦力为

    由于f=0.5FN可知,每块夹板和砖块间的弹力为

    (2)整个机械处于平衡状态,根据杠杆平衡条件得

    带入数据得

    解得F=125N。
    答:(1)求每块夹板和砖块间的弹力为100N;
    (2)求小金的手握力为125N。
    2.(1)120Pa;(2)8.4V;(3)4元
    【详解】解:(1)1枚1元硬币对储币盒的压力
    F=G=mg=6×10-3kg×10N/kg=6×10-2N
    对储币盒的压强

    (2)由杠杆平衡条件
    F压×lOA=G×lOB
    可得,投入1枚1元硬币时R受到的压力

    由表格数据可知,压敏电阻的阻值是10Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流

    则预设的电压表的示数
    U0=IR0=0.56A×15Ω=8.4V
    (3)当电压表示数为12V时,投入硬币的面值最大;通过电路的电流

    电阻R的阻值

    由图乙可知
    F×R=60Ω×0.1A=6N·Ω
    当R′=2.5Ω时,压敏电阻受到的压力为

    根据杠杆平衡条件可得
    F′压×lOA=G′×lOB

    硬币的质量

    最多能投入的硬币为4枚1元的,即共投入4元。
    答:(1)1枚1元硬币对储币盒的压强为120Pa;
    (2)投入1枚1元硬币时,预设的电压表的示数为8.4V;
    (3)最多能投入硬币的面值是4元。
    3.(1)4500N,3000N;(2)0.4m/s;(3)3.3×104J
    【详解】解:(1)集装箱A和B都静止在地面上,分别以A、B为研究对象,挂钩竖直向上的拉力分别为,有


    根据

    得到两个物体的重力


    由表中数据得到两个物体重力比值

    已知


    由①②③④得到
    GA=4500N,GB=3000N
    (2)滑轮组绳子段数为n,绳子拉力,A以速度v匀速竖直上升,滑轮组机械效率,则


    解得,拉力做功的功率

    2250W=5v×1125N
    解得。
    (3)动滑轮组重为,以A和动滑轮组整体为研究对象,A匀速竖直上升,有

    5×1125N=4500N+G动
    解得,以B和动滑轮组整体为研究对象,拉力为,B匀速竖直上升,有

    5×F2=4500N+1125N
    解得,拉力做的功

    答:(1)集装箱A和B的重和分别是4500N和3000N;
    (2)集装箱A匀速竖直上升的速度是0.4m/s;
    (3)集装箱B匀速竖直上升的过程中,绳子自由端拉力做的功是3.3×104J。
    4.见详解
    【详解】点燃蜡烛,先点的一端燃烧(设为A端),蜡液滴下,该端重力减少,根据杠杆平衡条件,蜡烛的另外一端(设为B端)向下倾斜。此时,A端朝上,B端朝下,朝下的一端会因为对流使热气流上升加速火焰烧烤蜡烛;使蜡烛的熔化和燃烧加快,而朝上的A端则不会;于是B端的质量快速减小,B端的重力减小致使A端向下倾斜。接着B端朝上,A端朝下,A端蜡烛快速熔化,重力快速降低。如此往复,蜡烛就会来回自动翘个不停。
    5.          2.5×103kg/m3     50%
    【详解】(1)[1]由支点O向F2的作用线引垂线,垂线段的长度即为其力臂l2,如图所示:

    (2)[2]箱梁的密度

    (3)[3]箱梁重力
    G=mg=5×105kg×10N/kg=5×106N
    将箱梁提升高度h=1m,架桥机在此过程中的有用功
    W有=Gh=5×106N×1m=5×106J
    总功
    W总=Fs=4×105N×25m=1×107J
    架桥机在此过程中的机械效率

    6.     胚乳     受力面积
    【分析】(1)水稻种子由种皮、胚和胚乳三部分组成,种皮有保护作用,胚由胚芽、胚轴、胚根和子叶组成,胚乳是储存养料的结构,因此,水稻所含的营养物质主要来自种子的胚乳。
    (2)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力。
    【详解】(1)水稻是单子叶植物,种子的营养物质淀粉主要存在胚乳中。
    (2)刀贴在年糕椭圆面短的一侧切(如图1)比长的一侧切(如图2)更省力,因为减小了受力面积,在压力一定时,增大了压强。
    7.(1);(2)7t;(3)见解析
    【详解】解:(1)支点是杠杆绕着转到的点,由图可知,箱梁倾覆瞬间,杠杆顺时针转动,杠杆绕着独柱墩的右边缘转到,因此支点在独柱墩的右侧边缘,如图所示:

    (2)箱梁的重力
    G=mg=21×103kg×10N/kg=2.1×105N
    由图可知,箱梁重力的力臂

    由杠杆平衡条件可得
    G箱l箱=G车l车
    2.1×105N×2m=G车×6m
    解得
    G车=7×104N
    货车的质量

    (3)由杠杆平衡条件可知,当箱梁的重力和箱梁重力的力臂不变时,可以减小货车的重力或者减小货车重力的力臂,因此为了减少高架桥侧翻事故,应不超载,尽量靠桥面中心行驶。
    答:(1)如上图所示;
    (2)货车的质量超过7t时,会导致箱梁倾覆;
    (3)不超载且尽量靠桥面中心行驶。
    8.     6×104     3.76     78%
    【详解】(1)[1]空载的“奋斗者”漂浮水面时,受到的浮力
    F浮=G=mg=6×103kg×10N/kg=6×104N
    (2)[2]“奋斗者”浸没在海水中,因此排开水的体积
    V排=V=10m3
    所以潜水器受到的浮力
    F浮总=ρ海水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×10m3=1×105N
    潜水器满载时重力
    G总=(m潜+m载)=(6×103kg+240kg)×10N/kg=6.24×104N
    则注入海水的重力
    G海水=F浮总-G总=1×105N-6.24×104N=3.76×104N
    注入海水的质量

    注入海水的体积

    (3)[3]由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=4,滑轮装置的机械效率

    9.见解析
    【详解】下压活塞时,活塞对筒内的空气做功,将机械能转化为空气的内能,使空气温度升高,空气将热量传递给棉花,当棉花温度达到着火点时,会燃烧起来,这一现象说明:外界对物体做功,物体内能增加。实验改进后,应用了省力杠杆,活塞对筒内的空气做功更快,更多,所以实验效果会明显。
    10.(1)2×105N;(2)2×104N;(3)9m;(4)5.4×104 W;(5)9.5×104N
    【详解】解:(1)物体的重力为
    G物=m物g=ρ物V物g=1×104kg/m3×2m3×10N/kg=2×105N
    (2)物体浸没在水中时排开水的体积
    V排=V物=2m3
    受到的浮力
    F浮=ρ水V排g=1×103kg/m3×2m3×10N/kg=2×104N
    (3)牵引车通过的路程

    由图知,滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=2,物体提升的高度

    (4)物体露出水面前,由平衡条件,可知物体受到绳子拉力为
    F拉=G物-F浮=2×105N-2×104N=1.8×105N
    物体的速度

    物体受到绳子拉力的功率

    (5)由p=ρgh得水面下降的深度

    此时物体露出水面的体积

    物体浸在水面下的体积

    物体受到的浮力

    牵引车对绳子的拉力

    答:(1)物体的重力为2×105N;
    (2)物体浸没在水中时受到的浮力为2×104N;
    (3)牵引车行驶了30s后,物体被提升的高度为9m;
    (4)物体未露出水面前,物体受到绳子拉力的功率为5.4×104W;
    (5)牵引车行驶了30s时,牵引车对绳子的拉力9.5×104 N。
    11.(1)0.075m3;(2)750N;(3)60%
    【详解】解:(1)物体的体积

    (2)物体浸没在水中时所受的浮力
    F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.075m3=750N
    (3)物体的重力
    G=mg=120kg×10N/kg=1200N
    设物体在水中受到的拉力为F1,由力的平衡得到
    F1+F浮=G
    所以拉力
    F1=G-F浮=1200N-750N=450N
    设出水面前、后牵引力作用在绳端的拉力为F、F′,动滑轮的重力为G1,因不计摩擦、绳重及水的阻力所以,物体出水面前拉力

    物体出水面后拉力

    由①②两式相比可得

    解得
    G1=300N
    根据①式得

    物体出水面前的机械效率

    答:(1)物体的体积是0.075m3;
    (2)物体浸没在水中时所受的浮力是250N;
    (3)物体出水面前,滑轮组的机械效率是60%。
    12.     0##零     0.2g     见解析
    【详解】(1)[1]当托盘上未放置物体时,滑片P在A处,闭合开关,电压表两个接线柱之间是导线,电阻为零,电压表的示数为零,标为0刻度。
    (2)[2]电压表的内阻很大,电路中看作断路,所以滑片P移动过程中,电路的总电阻不变,电路中的电流不变,电路中的电流为

    电压表的示数是3V时,变阻器连入电路的电阻

    AB是一根长度为15cm,阻值为15欧的均匀导体,此时滑片P在B处,弹簧伸长15cm,由图2可知,弹簧拉力是0.6N,由杠杆平衡条件得到
    F拉×OC=G×OD

    物体的质量

    电压表共30小格,最小刻度对应

    (3)[3]由(2)可知电路中的电流是0.2A时,测量结果准确,应该选择②方案,将被测物体放在托盘上,通过调整变阻器使电流表的示数是0.2A,读出电压表的示数。
    13.     大气压     3伏~4.8伏     相同体积的铁块和铜块,由于铜块密度较大,所以铜块质量大,重力也大,对木板的压力也大,压力越大,摩擦力越大,而当前电压表示数相同,说明摩擦力相等,可推出铜块表面较光滑,铁块表面较粗糙
    【详解】(1)[1]根据将吸盘压在零件表面,排出内部空气,吸盘和零件就会“粘住”可知,吸盘能与零件粘住是由于受到大气压的作用。
    (2)[2]当不拉动木板时,压敏电阻R1受到的压力为0,由表格数据可知,此时压敏电阻R1的阻值为12Ω,电阻棒R2接入电路的阻值为12Ω,此时电路中的总电阻
    R总=R1+R2=12Ω+12Ω=24Ω
    电路中的电流

    压敏电阻R1两端的电压
    U1=I1R1=0.25A×12Ω=3V
    即电压表的示数为3V;
    单个零件的重力
    G=mg=200×10-3kg×10N/kg=2N
    单个零件放在木板上时,零件与木板间的滑动摩擦力等于零件重力的0.2倍时,零件与木板间的滑动摩擦力
    f=0.2G=0.2×2N=0.4N
    根据图乙可知弹簧伸长的长度为20cm,
    此时电阻棒R2接入电路的阻值

    根据杠杆的平衡条件F1×OA=F2×OB可得,此时压敏电阻R1受到的压力大小

    根据表格数据可知,当压力为0.4N时,压敏电阻R1的阻值
    R1′=24Ω
    此时电路中的总电阻
    R总′=R1′+R2′=24Ω+6Ω=30Ω
    电路中的电流

    压敏电阻R1两端的电压
    U1′=I1′R1′=0.2A×24Ω=4.8V
    即电压表的示数为4.8V;
    综上所述,零件合格的电压表示数的变化范围是3V~4.8V。
    (3)[3]相同体积的铁块和铜块,由于铜块密度较大,所以铜块质量大,重力也大,对木板的压力也大,压力越大,摩擦力越大,而当前电压表示数相同,说明摩擦力相等,可推出铜块表面较光滑,铁块表面较粗糙。
    14.     1     1000N     150J
    【详解】(1)[1]如图丙所示,O为支点,已知OA=2m,AO的重心在其中点,则AO重力的力臂为

    (2)[2]据杠杆平衡条件可得,CD对铰链的拉力

    (3)[3]电机至少要做的功就是克服AOB重力要做的功,
    对AO段做功
    W1=GAOh1=mAO g×LOB=5kg×10N/kg×2m=100J
    对OB段做功
    W2=GOBh2=mOB g×LOB=5kg×10N/kg×1m=50J
    电机至少要做的功为
    W总=W1+W2=100J+50J=150J
    15.(1)6.8N;(2);(3)120Pa
    【详解】解:(1)由杠杆平衡条件
    FA×OA=G砣×OC
    可得
    FA×10cm=2N×34cm
    解得FA=6.8N。
    (2)合金块受到的浮力
    F浮=G金﹣FA=8N﹣6.8N=1.2N
    因合金块浸没,则物体排开液体的体积
    V排=V金=100cm3=10-4m3
    由F浮=ρ液gV排可得待测液体密度

    (3)因容器成柱状,合金块放入液体后对容器底增大的压力
    ΔF=F浮=1.2N
    增大的压强

    答:(1)A端受到绳子的拉力大小是6.8N;
    (2)C点刻度表示的待测液体密度是;
    (3)以上过程中合金块放入前后,待测液体对烧杯底部压强变化是120Pa。
    16.见解析。
    【详解】如图所示:

    以O为支点,左端的重心在A处,右端的重心在B处,根据杠杆的平衡条件
    GA•OA=GB•OB
    因为
    OA<OB
    所以
    GA>GB
    根据G=mg可知,A端的质量大些,所以小猴没有吃亏。
    17.(1)5N;(2)40W;(3)80N
    【详解】解:(1)由图丙可知,在1~2s内(第2s内)A被匀速提升,由图乙可知拉力
    F=10N
    由图
    n=2
    忽略绳重及摩擦,拉力,则动滑轮重力
    G动=2F-GA=2×10N-15N=5N
    (2)由图丙可知,第2s内A上升的速度
    vA=2m/s
    拉力端移动速度
    v=2vA=2×2m/s=4m/s
    第2s内拉力F的功率

    (3)忽略绳重及摩擦,C处绳子拉力

    则当C处最大拉力为50N时,B处拉力为95N,小于绳子B能承受的最大拉力100N;
    当B处最大拉力为100N时,C处拉力为52.5N,大于绳子C能承受的最大拉力50N;
    所以要以C处最大拉力为准,此时B处的拉力
    FB=GA+G货物=95N
    此装置最多能匀速运载货物的重力
    G货物=FB-GA=95N-15N=80N
    答:(1)动滑轮的重力为5N。
    (2)第2s内拉力F的功率为40W。
    (3)此装置最多能匀速运载80N的货物。
    18.     15     122400J     见解析
    【详解】(1)[1]由图乙可知,物体M完全浸没后,浮力不再增加,为15N。
    (2)[2]当力敏电阻受压力为12牛时,由FB×OB=FA×OA得

    F浮=FA+G=6N+3N=9N
    由图乙可知物体浸没前,浮力与废水质量成正比
    15N:9N=1kg:m
    m=0.6kg



    所以可以得到
    W1=P1t1=60W×360s=21600J
    W2=P2t2=120W×840s=100800J
    W总=W1+W2=21600J+100800J=122400J
    答:排气扇消耗的电能为122400J。
    (3)[3]细杆b向右移动一些。力敏电阻若要获得12牛压力,在动力臂OA不变的前提下,细杆b向右移动一些,这样可以减小阻力臂OB,根据杠杆平衡条件,用较小的FA即可实现,由于物体M重力不变,所以需要的浮力较小,即积累的废水少,即提早启动大功率风扇。
    19.答案见解析
    【详解】按压打火机按扭时,蓄力弹簧弹性势能增加,积累到一定程度后,弹性势能转化为叩击锤头的动能,使锤头能大力击打压敏陶瓷。压敏陶瓷能产生几千伏电压,使喷气嘴与导线之间形成高压放电产生电火花(或指出电能转化为内能,产生高温)。金属杆可看成一个杠杆,支点在弯曲处,其右端向下按压时,左端向上运动,并提起喷气嘴。储气室内的液态丁烷迅速汽化,从喷气嘴喷出。丁烷易燃,和氧气混合后,遇到电火花达到着火点,燃烧形成火焰。
    20.     改变力的方向     20J    
    【详解】(1)[1]图中A是定滑轮,能改变力的方向。
    (2)[2]大气对活塞的压力
    F1=pS=1.0×105Pa×10×10-4m2=100N
    拉环所用拉力
    F0=2F1=100N×2=200N
    活塞移动距离

    拉力做功
    W=F0s=200N×0.1m=20J
    (3)[3]当负重箱内密封一定量气体后,活塞匀速上升过程中,密封中的气体体积不断变大,根据表格可知,其中的气体压强不断变小,则密封气体对活塞向上的压力逐渐变小,大气对活塞向下的压力不变,则活塞受到的向下的压力不断变大,如图所示

    【点睛】
    21.     接触面的粗糙程度     4×105     100N~200N
    【详解】(1)[1]金属块与坚果接触的面刻有花纹,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦。
    (2)[2]金属块M对坚果的压强
    =4×105Pa
    (3)[3]在OA转动过程中,连杆BC与OA垂直,此时F2的力臂最长,此时F2最小,由杠杆平衡条件得到
    F2×OB=F1×OA
    F2×2cm=10N×20cm
    F2=100N
    当OA转过60°后,连杆BC与OA的夹角为
    90°-60°=30°
    此时F2的力臂

    由杠杆平衡条件得到


    该过程中连杆BC对金属杆OA作用力F2大小的范围是100N~200N。

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