中考物理壓軸題及答案一電動機QBCOD定滑輪K動滑輪M甲金屬材料圖26E1．圖26是某科研小組設計的在岸邊打撈水中物品的裝置示意圖。該裝置由懸掛機構和提升裝置兩部分組成。懸掛機構由固定桿OD和杠桿BC構成，O為杠桿BC的支點，CO:OB=4:1。配重E通過繩子豎直拉著杠桿B端，其質量mE=500kg。安裝在杠桿C端的提升裝置由支架、電動機Q、定滑輪K及動滑輪M構成。其中支架和電動機Q的總質量mQ=12kg，定滑輪K和動滑輪M的質量均為m0。可利用遙控電動機拉動繩子，通過滑輪組提升浸沒在水中的物品。在一次打撈一批實心金屬材料過程中，金屬材料浸沒在水中勻速豎直上升，此時電動機Q牽引繩子的功率為P1，繩子H端的拉力為F1，金屬材料上升速度大小為v1，地面對配重E的支持力為N1，滑輪組的機械效率為η1；在金屬材料全部露出水面后勻速豎直上升的過程中，繩子H端的拉力為F2，地面對配重E的支持力為N2，滑輪組的機械效率為η2。已知F1=200N，v1=0.2m/s，η2=95%，N1:N電動機QBCOD定滑輪K動滑輪M甲金屬材料圖26E（1）金屬材料浸沒在水中勻速上升時電動機牽引繩的功率P1；（2）動滑輪M的質量m0；（3）被打撈金屬材料的密度ρ金。2．如圖22甲，輕質杠桿AB能繞固定點O在豎直平面內轉動，水平地面上的配重N通過細繩豎直拉著杠桿B端，使用過程中杠桿始終在水平位置平衡。已知AO：OB=2：5。當圓柱形物體M浸沒在水面以下勻速上升時，作用在繩子自由端的拉力為F1，配重N對地面的壓強為P1，滑輪組的機械效率為η1；當物體M的上表面露出水面20cm時，作用在繩子自由端的拉力為F2，配重N地面的壓強為P2，滑輪組的機械效率為η2；當物體M全部露出水面后勻速上升時，作用在繩子自由端的拉力為F3，配重N對地面的壓強為P3，滑輪組的機械效率為η3；已知滑輪組中大小兩種滑輪的質量之比為9：2，配重N的質量為64.8kg，物體M的底面積為600cm2，物體M的質量與體積的關系的圖像如圖22乙所示，若F1：F2＝5：6，P1：P3＝6：5，（不計水的阻力、繩重和摩擦，g取10N/kg），求：（1)當滑輪組的機械效率為88%時，物體M受到的浮力；（2）出水后如果物體M以0.1m/s的速度勻速上升，小明作用在繩子自由端拉力F3的功率。圖22甲圖22乙3．如圖19甲所示是液壓汽車起重機從水中打撈重物的示意圖。A是動滑輪，B是定滑輪，C是卷揚機，D是油缸，E是柱塞。通過卷揚機轉動使鋼絲繩帶動A上升，被打撈重物的體積是V＝0.6m3。若在打撈前起重機對地面的壓強p0＝1.9×107Pa，當物體在水中勻速上升時起重機對地面的壓強比打撈前增大了0.6×107Pa，重物完全出水后勻速上升時起重機對地面的壓強比打撈前增大了0.8×107Pa。假設起重時E沿豎直方向，重物出水前、后E對吊臂的支撐力N1與N2之比為10∶13，重物出水前卷揚機牽引力做的功隨時間變化的圖象如圖19乙所示。吊臂、定滑輪、鋼絲繩的重以及輪與繩的摩擦不計。（g取10N/kg）求：（1）被打撈物體的重力；（2）重物出水前滑輪組的機械效率；圖19ABDCEO圖19ABDCEOF乙W/J0t/s7、人站在船上打撈沉沒在河中的瓷器，船上的裝置如圖所示。為了打撈重400N的瓷器，把瓷器放入一個合金制的筐內，合金筐重80N，瓷的密度是2.5×103㎏/m3，合金的密度是8.0×103㎏/m3。不計繩子重和滑輪軸與輪的摩擦時，當人站在船上豎直向下緩慢勻速拉動繩子，拉動水中鐵筐時，不計水的阻力，人對船板的壓強為P1，滑輪組的機械效率為η1；當鐵筐離開水面后，保持人腳與船板的接觸面積不變，人對船板的壓強為P2，滑輪組的機械效率為η2。若P1∶P2=77∶60，η1∶η2=30∶33，求人重和動滑輪重（g取10N/kg）。（7分）圖圖148、干簧管（也叫干簧繼電器）具有比一般機械開關結構簡單、體積小、工作壽命長等優點，如圖22為干簧管的結構示意圖。其外殼是一根密封的玻璃管，管中裝有兩個鐵質的彈性簧片電板，還灌有一種惰性氣體。平時，玻璃管中的兩個由特殊材料制成的磁簧片是分開的。當有磁性物質靠近玻璃管時，在磁場的作用下，管內的兩個簧片被磁化而互相吸引接觸，簧片就會吸合在一起，使結點所接的電路連通。外磁力消失后，兩個簧片由于本身的彈性而分開，線路也就斷開了。因此，作為一種利用磁場信號來控制的線路開關器件。小美同學想用干簧管制作水位自動報警裝置，設計了一個裝置，其結構簡圖如圖23甲所示，當水面有微小變化，經裝置后都會將變化放大，進行報警。在調整過程中，當在繩子自由端施加一豎直向下的力F，使物體A浸沒在水中被勻速豎直向上吊起時，滑輪組裝置的機械效率為80%，已知物體A的體積為200cm3。小東同學為了使小美設計的裝置更穩定，在小美設計的裝置基礎上，增加了一個杠桿，其設計簡圖如圖23乙所示(干簧管所在電路此處沒有畫出），當杠桿水平時，物體A有一半體積露在水面外，繩子自由端懸掛重3N的永磁鐵能使裝置平衡，磁鐵處于干簧管1和干簧管2水位報警器之間，當永磁鐵沿豎直方向離平衡位置，到達上或下干簧管時，電路報警器就響起，已知。當水箱內換盛其它某液體x時，要想使杠桿仍能在原液面處處于平衡狀態，起到報警作用，小東調節繩子自由端所掛永磁鐵的質量，當永磁鐵的質量為0.316Kg時，杠桿水平，裝置處于平衡狀態。本題中細繩和杠桿的質量、滑輪與軸的摩擦、液體對物體的阻力均忽略不計，g取10N/kg。求：（1）物體A的密度是多少？（2）所盛液體x的密度為多少？圖圖22OOCDA干簧管1干簧管2永久磁鐵A干簧管1干簧管2F圖23甲乙圖22乙0.1s/m0.20.30.40t/s甲排水管A滲水井9、如圖22甲所示，滲水井的排水管的管口，恰好被一塊底面積S為0.2m2，厚度d為0.2m的圓柱形石塊A蓋嚴，滲水井中有深度h為0.5m的水不能排放，小明站在地面上準備通過滑輪組將石塊取出。當石塊剛剛被水平提起，且水未排出時，小明對繩子的拉力為F1，地面對小明的支持力為N1；水被全部排出，當石塊勻速上升時，小明對繩子的拉力為F2，地面對小明的支持力為N2，滑輪組的機械效率η為80%，小明拉繩的功率為P，石塊上升的路程隨時間變化的圖像如圖22乙所示。已知：小明所受重力G為800N圖22乙0.1s/m0.20.30.40t/s甲排水管A滲水井

10、圖23是一個建筑工地提升物體的裝置示意圖，其中AB是一個以O為支點的杠桿，且AO:OB=3:5，D是一個系在杠桿B端的配重物體，單獨放在地面給地面壓p0=3.15×104Pa強。人可以通過固定在杠桿A端的滑輪組提升物體。有一質量為70kg的工人站在水平地面上，他利用該裝置以0.05m/s的速度勻速提升鋼材A時，地面給工人支持力為N1，做功與時間變化如圖24所示，對地面的壓強p1=2.1×104Pa；他利用該裝置勻速提升鋼材B時，地面給工人的支持力為N2，N1:N2=8:3，工人向下的拉力為F2；GA∶G動=3∶1，每個滑輪質量都相等，繩重及滑輪與軸的摩擦不計，不計桿的重力，g取10N/kg。求：（1）工人提升鋼材A時向下的拉力F1；（2）工人提升鋼材B時滑輪組的機械效率（3）工人提升鋼材B時配重D給地面的壓強。AABO圖23DW/J0t/s圖24參考答案1、.解：（1）金屬材料浸沒在水中勻速上升時，電動機牽引繩子的功率為P1=F1×3v1=200N×3×0.2m/s=120W（2分）圖7BCFB1FC1OFB1N1mEg圖6FC1圖53F1GQ+G圖7BCFB1FC1OFB1N1mEg圖6FC1圖53F1GQ+G0=FC1，=FB1，FC1·CO=FB1·OB=3F1+GQ+G0FB1=4(3F1+GQ+G0)圖83F2GQ+G0圖10BCFB2FC2O金屬材料離開水面后勻速上升的過程中，以支架、電動機圖83F2GQ+G0圖10BCFB2FC2OFB2N2mEg圖9=FC2，=FB2，FC2·CO=FB2N2mEg圖9=3F2+GQ+G0FB2=4(3F2+GQ+G0)（1分）解得：G0=50N，m0=5kg（1分）（3）金屬材料浸沒在水中勻速上升時，以動滑輪和被提升的金屬材料為研究對象，受力分析圖如圖11所示，金屬材料離開水面后勻速上升的過程中，以動滑輪和被提升的金屬材料為研究對象，受力分析圖如圖12所示。F1=F1，F2=F23F2G0+G圖12′3F13F2G0+G圖12′3F1F浮G0+G圖11′3F2=G0+G解得：F浮=400N，G=950N（1分）根據阿基米德原理F浮=ρ水gV，解得：V=EQ\F(F浮,ρ水g)=4×10-2m3金屬材料密度ρ=EQ\F(m,V)=EQ\F(G,gV)=2.4×103kg/m3（或2.375×103kg/m3）（1分）2、G動大3F1F浮1GMG動大3F1F浮1GMFBFB1ˊ＝FB1N1GNFB1=GN－N1FA1=2F1+G動小BAO圖22甲圖22甲FB2=GN－N2FFB2=GN－N2FA2=2F2+G動小BAOFBFB2ˊ＝FB2N2GNG動大3F2F浮2GM圖22乙圖22乙GMG動大3F3FB3GMG動大3F3FB3=GN－N3FA3=2F3+G動小BAOFFB3ˊ＝FB3N3GN圖22丙圖22丙GN＝mNg＝64.8kg×10N/kg＝648NSKIPIF1<0錯誤!未找到引用源。＝2.7×103kg/m3SKIPIF1<0錯誤!未找到引用源。物體的上表面露出20cm后，物體露出水面的體積是：V露＝0.06m2×0.2m=0.12m3物體減小的浮力是：SKIPIF1<0錯誤!未找到引用源。△F浮＝ρ水gV露=1.0×103kg/m3×0.12m3×10N/kg=120N………（1分）SKIPIF1<0錯誤!未找到引用源。SKIPIF1<0錯誤!未找到引用源。SKIPIF1<0錯誤!未找到引用源。SKIPIF1<0錯誤!未找到引用源。SKIPIF1<0錯誤!未找到引用源。SKIPIF1<0錯誤!未找到引用源。SKIPIF1<0錯誤!未找到引用源。①……（1分）在圖甲和丙中根據題意可知：FA1×OA=FB1×OBFA1×2=FB1×5FB1ˊ＝FB1SKIPIF1<0錯誤!未找到引用源。FB3ˊ＝FB3SKIPIF1<0錯誤!未找到引用源。SKIPIF1<0錯誤!未找到引用源。……（1分）SKIPIF1<0錯誤!未找到引用源。將SKIPIF1<0錯誤!未找到引用源。和SKIPIF1<0錯誤!未找到引用源。代入上式：SKIPIF1<0錯誤!未找到引用源。SKIPIF1<0錯誤!未找到引用源。SKIPIF1<0錯誤!未找到引用源。②解①②得：SKIPIF1<0錯誤!未找到引用源。SKIPIF1<0錯誤!未找到引用源。……（1分）SKIPIF1<0錯誤!未找到引用源。把SKIPIF1<0錯誤!未找到引用源。SKIPIF1<0錯誤!未找到引用源。代入解得：SKIPIF1<0錯誤!未找到引用源。……（1分）∵物體移動的速度是0.1m/s∴繩子自由端移動的速度0.3m/sVM＝0.1米/秒∴v自＝0.3米/秒SKIPIF1<0錯誤!未找到引用源。P自＝F3v自=300N×0.3m/s＝90W……1分）3、解：（1）在未提重物時，以起重機為研究對象，如圖1所示，在水中勻速提升物體時和物體出水后，以起重機和物體為研究40題圖1G40題圖1G機F支F支1G機G物F浮40題圖2F支2G機G物40題圖3G機=F支=P0S……=1\*GB3①由圖1、2、3可得：G機+G物=F支1+F浮=P1S+F浮……=2\*GB3②G機+G物=F支2=P2S………………=3\*GB3③由=2\*GB3②式―=1\*GB3①式得：G物－F浮=ΔF支1=ΔP1S由=3\*GB3③式―=1\*GB3①式得：G物=ΔF支2=ΔP2S∴又∵F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.6m3=6×103N∴G物=2.4×104N40題答圖540題答圖5F’1G動G物F浮40題答圖7F’2G動G物40題答圖440題答圖4N1F1OFB40題答圖6F2N2OFB由圖5、7可得：F’1+F浮=G物+G動……=4\*GB3④F’2=G物+G動……=5\*GB3⑤∵OF、OB一定∴∴G動=2×103N∴（3）由圖像可知：∵重物出水前卷揚機牽引力4、解：（1）分別取石料、滑輪和杠桿為研究對象，其受力情況如圖示┄（1分）石料的重力石料所受的浮力拉力┄┄┄┄┄（1分）T1F浮T1F浮G石G動FAFAFFB1OABFA1設石料在水中和完全離開水面后所上升的高度均為h，根據題意可得：聯立式可得┄┄┄┄┄（1分）工人的拉力為拉力的功率為┄┄┄┄┄（1分）（2）分別取杠桿和配重為研究對象，兩種狀態下的受力情況分別如圖示。NNGMFB1OABFA1GMFB2OABFA2石料在水中時，，因，即，┈┈┈┈┈┈┈①┄┄┄┄┄（1分）石料出水后，，因，即，┈┈┈┈┈┈②┄┄┄┄┄（1分）聯立①②兩式可解得┄┄┄┄┄（1分）5、G人=gm=10N/kg×60kg=600NGA=gm=10N/kg×74kg=740N（1）FN=ps=5×103pa×2×10-2m2=100N（2）小明用力F1時，以物體A和滑輪B為研究對象進行受力分析，如圖1設繩對滑輪B的拉力為FB

;小明用力F2時，受力分析如圖2所示，設繩對滑輪B的拉力為FB‘圖12FBGAG0圖12FBGAG0FN圖22FB‘GAG0FB=(GA+G0-FN)=(740N+G0-100N)=G0+320N……...①.FB‘=(GA+G0)=G0+370N……②當小明用力分別為F1和F2時，以滑輪C為研究對象，進行受力分析，如圖3、4所示，圖42F2圖42F2G0FB’圖32F1G0FBF1=(G0+FB)將①.帶入得：F1=G0+160N……………….③由圖4可得：F2=(G0+FB’)將.②帶入得：F2=G0+185N④以人為研究對象分別進行受力分析，如圖5、圖6所示，圖62FBG人N’圖52F圖62FBG人N’圖52FBG人N將③帶入得：P1S=440N-G0⑤由圖6得：N’=P2S=G人-F2將④帶入得：P2S=415N-G0⑥由以及⑤、⑥可得：G0=N（3）由圖像21乙可得：P=45W由④可得F2=225N所v=6、解：受力分析圖正確……(1分)用甲滑輪組拉A端：GG人N1F1人G甲FA4F1輪甲FAABG桿C用乙滑輪組拉B端：GG人N2F2人G乙FB2F2輪乙ABFBG桿C用甲滑輪組拉A端：G人=F1+N1……①4F1=（FA+G甲）……②FA×AB＝G桿×CB……③(1分)……………④用乙滑輪組拉B端：G人=F2+N2……⑤2F2=（FB+G乙）……⑥FB×AB＝G桿×（AB—CB）……⑦(1分)……………⑧…………⑨…………⑩(1分)…………⑾將AB=10mG甲=100NG乙=50N代入上式解出：（1）G人=625N……(1分)（2）G桿=1000N……(1分)（3）將路燈桿保持水平狀態吊起時鋼纜應系在距A端2m處……(1分)7、解：當合金筐和瓷器在水中和離開水面后，對動滑輪進行受力分析如圖1、2所示，因為勻速直線運動：F1F2G動F拉1F拉2GF1F2G動F拉1F拉2G動2·F2=F拉2＋G動其中：F拉1=G瓷＋G合金筐－F瓷浮－F合金筐浮G瓷G瓷ρ瓷·g400N×103kg/m32.5×103kg/m3F瓷浮=V瓷·ρ水·g=ρ水·g==160N80N×103kg/m38×103kg/m3ρ合金筐·gG合金筐F合金筐浮80N×103kg/m38×103kg/m3ρ合金筐·gG合金筐F拉2=G瓷＋G合金筐WW有W總由η=，設拉動合金筐上升的距離為h（G（G瓷－F瓷浮）hF1·2·h（G瓷－F瓷浮）h（F拉1＋G動）hη1==G瓷－G瓷－F瓷浮G瓷＋G合金筐－F瓷浮－F合金筐浮＋G動400N－160N400N＋80N－160N－10N＋G動240N310N＋G動===400N480N＋G動400N480N＋G動400N400N＋80N＋G動G瓷G瓷＋G合金筐＋G動G瓷·h（F拉2＋G動）hF2·2·hG瓷·hη2=====400N480N＋400N480N＋G動240N310N＋G動由η1∶η2=30∶33，得到∶=30∶331分解出G動=20N2F1=G瓷＋G合金筐－F瓷浮－F合金筐浮＋G動=400N＋80N－160N－10N＋20N=330NF1=165N2F2=G瓷＋G合金筐＋G動=400N＋80N＋20N=500NF2=250N人拉合金筐在水中時，受到重力G人、繩子拉力F1/和船板支持力N支，如圖3所示人拉合金筐離開水面時，受到重力G人、繩子拉力F2/和船板支持力N支/，如圖4所示G人N支F1/G人N支/F2/人處于靜止，G人=F1/＋N支G人N支F1/G人N支/F2/G人－165NSG人－165NS腳G人－F1S腳N支S腳F壓S腳由P=P1===G人－250NG人－250NS腳G人－F2S腳N支/S腳同理得到P2===由P1∶P2=77∶60和S腳保持不變得到（G人－165N）∶（G人－250N）=77∶60解出：G人=550N8、解：圖甲所示，在調整過程中，當在繩子自由端施加一豎直向下的力，使物體A浸沒在水中被勻速豎直向上吊起時：以物體A為研究對象，受力分析如右圖所示：①對滑輪組進行受力分析可得：滑輪組的機械效率：②T1=T1′聯立①和②，代入已知可得：③（1分）GAGAT2F浮2A