2024年河南一模——力學綜合

一、填空題(★★★)1.防救援機器人適用于消防隊員無法靠近的滅火救援場所，可以在消防救災時深入險地，快速高效地完成正常人幾乎不可完成的工作。圖甲是一臺某款消防機器人，動力強勁，靠兩覆帶驅動，可負重自由運動進行消防救災，也可連接高壓水帶并拖動至指定位置進行噴水救火。這款機器人自身重力為1750N，在消防救災時最大可負重2000N。（1）消防救援機器人履帶很寬是為了______；（2）該消防機器人以最大負重狀態下在水平地面上行駛時，兩條履帶與地面的接觸面積共為。此時消防機器人對地面的壓強多大______？（3）該消防機器人在救火時，連接高壓水帶后每秒最多可將50L的水噴射到30m高的位置，圖乙是該機器人噴水時的情景（，）。消防機器人在連接高壓水帶后救火噴水時，整體噴水的最大功率至少為多少______？二、綜合題(★★★★)2.一個邊長為10cm的立方體木塊，細線的一端跟木塊底部相連，另一端固定在容器底如圖甲所示（容器高比細線與木塊邊長之和大得多），現向容器中慢慢加水，如圖乙所示。用F浮表示木塊受到的浮力，用h表示容器中水的深度。則圖丙可以正確描述F浮隨深度h變化的關系圖像。（g取10N/kg）（1）當F浮=4N時，木塊處于___________（填“漂浮”、“懸浮”或“下沉”）狀態；（2）木塊的密度為多少；___________（3）整個加水過程中，木塊只受浮力和重力時，容器中水的深度h變化范圍？___________(★★★)3.宇通汽車是河南制造的驕傲，如圖所示是一款電動公交車，它奔跑在鄭州的各個地點，方便著城市居民的出行。該電動公交車的部分信息如表所示。（g取10N/kg）

車身凈重7t車載電源電壓200V最大承載量3t電池容量車輪四個胎壓2.5標壓(1)電動公交車的動力來源于電動機，電動機的工作原理是______；(2)該公交車每個車輪與地面的接觸面積為，則滿載時輪胎對水平地面的壓強為多少______？(3)滿載的公交車勻速直線行駛時，所受阻力為總重的0.1倍。車載電池充滿電能讓該電動公交車勻速直線行駛60km，則該電動公交車動力系統將電能轉化為機械能的效率為多少______？(★★★)4.如圖所示，一塊重為5N的磁鐵吸在豎直放置的粗糙鋼板上，磁鐵在鋼板上5s勻速向下運動0.5m，已知鋼板重為200N，磁鐵對鋼板的壓力為10N，磁鐵與鋼板之間的接觸面積為0.01m2，求：（g取10N/kg）。（1）磁鐵下落速度是___________，磁鐵所受摩擦力為___________；（2）鋼板的質量為多少？___________（3）磁鐵對鋼板的壓強是多少？___________（4）5s內，磁鐵克服摩擦力做了多少功___________？克服摩擦力做功的功率大小為多少？___________(★★★)5.植保無人機因其操控簡單，噴灑均勻，省時高效等優點，在現代農業中發揮著重要的作用。圖是某型號雙起落架植保無人機，滿載農藥后無人機和農藥總質量為50kg，兩個起落架與地面的總接觸面積為。（g取10N/kg）試問：（1）植保無人機是通過______來實現遙控的；植保無人機旋翼高速旋轉，向下推動空氣產生向上的升力，說明物體間力的作用是______的；植保無人機按設定路線飛行噴灑農藥的過程中，以植保無人機為參照物，田地里的麥子是______（選填“運動”或“靜止”）的；（2）滿載農藥的植保無人機靜止在水平地面上時，對水平地面的壓強是多少________？（旋翼未轉動）（3）噴灑農藥前，滿載農藥的植保無人機先在30s內勻速豎直上升60m，此過程中植保無人機克服重力做功的功率是多少_________？三、計算題(★★★★)6.如圖所示，這是一款集自動清掃技術和人工智能設計于一體的地面清掃機器人，它由微電腦控制，可實現自動導航并對地面進行清掃和吸塵，通過碰撞頭實現對前方障礙物的躲避和繞過可以使所到角落得到清潔。它底部前面有一個萬向輪，左右各自有一個獨立驅動的行走輪。有風機（吸塵器）由可充電電池供電，直流電機驅動。已知其質量為4kg，它與地面的有效接觸面積為。若該機器人工作時功率為75W，在10s內沿直線勻速清掃的距離為5m。(1)掃地機器人吸入塵埃和臟物的原理是______，它安裝輪子的作用是減小______。(2)該機器人靜止在水平地面上時，對地面的壓強是多大？（g取10N/kg）______(3)該機器人在沿直線勻速清掃過程中受到的阻力為多少？______(★★★)7.2023年12月28日，許昌至信陽高速公路、欒川至盧氏高速公路、濮陽至湖北陽新高速公路黃河特大橋通車，至此，我省高速公路通車總里程達到8321公里，繼續保持全國第一方陣。小明一家開著自家的汽車行駛在新開通的高速公路上，如圖甲所示。（g取10N/kg）（1）汽車在行駛時，相對于車內的小明它是的。（2）已知小明家汽車的質量約為1.5t，每個輪胎與地面的接觸面