2014中考物理压轴题及答案

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电动机 Q
BC O
D
定滑轮
K
动滑轮
M
H
甲
金属材
料图26
E
2014 中考物理压轴题及答案
1．图 26 是某科研小组设计的在岸边打捞水中物品的装置示意图。该装置由悬挂机构和提升
装置两部分组成。悬挂机构由固定杆 OD 和杠杆 BC 构成，O为杠杆 BC 的支点，CO:OB=4:1。配
重E通过绳子竖直拉着杠杆 B端，其质量 mE=500kg。安装在杠杆 C端的提升装置由支架、电动
机Q、定滑轮 K及动滑轮 M构成。其中支架和电动机 Q的总质量 mQ=12kg，定滑轮 K和动滑 轮
M的质量均为 m0。可利用遥控电动机拉动绳子，通过滑轮组提升浸没在水中的物品。在一次打
捞一批实心金属材料过程中，金属材料浸没在水中匀速竖直上升，此时电动机 Q牵引绳子的功率
为P1，绳子 H端的拉力为 F1，金属材料上升速度大小为 v1，地面对配重 E的支持力为 N1，滑轮
组的机械效率为 η1；在金属材料全部露出水面后匀速竖直上升的
过程中，绳子 H端的拉力为 F2，地面对配重 E的支持力为 N2，滑
轮 组 的 机 械 效 率 为 η2。 已 知
F1=200N，v1=0.2m/s，η2=95%，N1:N2=6:1，绳和杠杆的质量、捆
绑金属材料的钢丝绳的质量和体积、滑轮与轴及杠杆支点处的摩
擦、水对金属材料的阻力均可忽略不计，g取10N/kg。求：
（1）金属材料浸没在水中匀速上升时电动机牵引绳的功率
P1；
（2）动滑轮 M的质量 m0；
（3）被打捞金属材料的密度
ρ
金。
2．如图 22 甲，轻质杠杆 AB 能绕固定点 O在竖直平面内转动，水平地面上的配重 N通过细绳竖直拉
着杠杆 B端，使用过程中杠杆始终在水平位置平衡。已知 AO：OB=2：5。当圆柱形物体 M浸没在水面
以下匀速上升时，作用在绳子自由端的拉力为 F1，配重 N对地面的压强为 P1，滑轮组的机械效率为 η1；
当物体 M的上表面露出水面 20cm 时，作用在绳子自由端的拉力为 F2，配重 N地面的压强为 P2，滑轮组
的机械效率为 η2；当物体 M全部露出水面后匀速上升时，作用在绳子自由端的拉力为 F3，配重 N对地面
的压强为 P3，滑轮组的机械效率为 η3；已知滑轮组中大小两种滑轮的质量之比为 9：2，配重 N的质量为
64.8kg，物体 M的底面积为 600cm2，物体 M的质量与体积的关系的图像如图 22 乙所示，若 F1：F2＝5：
6，P1：P3＝6：5，（不计水的阻力、绳重和摩擦，g取10N/kg），求：
（1)当滑轮组的机械效率为 88%时，物体 M受到的浮力；
（2）出水后如果物体 M以0.1m/s 的速度匀速上升，小明作用在绳子自由端拉力 F3的功率。
图22 甲 图
22
乙
3
． 如
图
19
甲
所
示
是
液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图。A是动
滑轮，B是定滑轮，C是卷扬机，D是油缸，E是柱塞。通过卷扬机转动使钢丝绳带动 A上升，被打捞重
物的体积是 V＝0.6m3。若在打捞前起重机对地面的压强 p0＝1.9×107Pa，当物体在水中匀速上升时起重机
图19
A
B
D
C
E
O
F
乙
1.2×10 5
W/J
2.4×10 5
3.6×10 5
4.8×10 5
0t/s
20 40
10 30
F
D
C
OA
配重
B
EG
M
图25
DE
C
B450
W/J
900
1350
1800
对地面的压强比打捞前增大了 0.6×107Pa，重物完全出水后匀速上升时起重机对地面的压强比打捞前增大
了0.8×107Pa。假设起重时 E沿竖直方向，重物出水前、后 E对吊臂的支撑力 N1与N2之比为 10∶13，重
物出水前卷扬机牵引力做的功随时间变化的图象如图 19 乙所示。吊臂、定滑轮、钢丝绳的重以及轮与绳
的摩擦不计。（g取10N/kg）求：
（1）被打捞物体的重力；
（2）重物出水前滑轮组的机械效率；
（3）重 物出水前匀速上升的速度。
4. 工人 用图 25 所示装置 ，打 捞深井中的边 长为 30cm 的正方体石 料，石料的密 度为
3103kg/m3。装置的 OC
、
DE
、
FG 三根柱子固定在地面上，
AB 杆可绕 O点转动，AO:OB=1:2，边长为 L的正立方体配
重M通过绳竖直拉着杆的 B端。现用绳子系住石料并挂在
滑 轮 的 钩 上 ，工 人 用 力 沿 竖直 方 向 向 下 拉绳 ， 使 石 料 以
0.2m/s 的速度从水中匀速提升。AB 杆始终处于水平位置，
绳子的质量、轮与轴间的摩擦均不计，g取10N/kg。求：
（1）如果石料在 水中匀速上升 时滑轮组的机 械效率是
η1，石料完全离开水面 后滑轮组的机械效率是 η2，且 η1：
η2=83:84，求石料在水中匀速上升过程中，工人拉绳的功率
多大？
（2）若石料在水 中匀速上升时 ，配重对地面 的压强为
6500 帕 ， 石 料 完 全 离 开 水 面 后 ， 配 重 对 地 面 的 压 强 为
4812.5 帕；求配重 M的密度。（7分）
5. 质量为 60kg 的小明站在水平地面上，利用如图 21 甲所示装置提升物体 A。物体 A的质量 mA为
74kg，底面积 SA为2×10-2m2。当小明施加竖直向下的拉力为 F1时，物体 A未被拉动，此时物
体A对地面的压强 p为5×103Pa，小明对地面的压强为 p1；当小明施加竖直向下的拉力为 F2
时，物体 A恰好匀速上升，拉力 F2做的功随时间变化的图象如图 21 乙所示。小明对地面的
压强为 p2，且 p1：p2=16: 15。已知 B
、
C
、
D
、
E四个滑轮的质量相同，不计绳重和摩擦，g
取10N/kg。求：
（1）当小明施加竖直向下的拉力 F1时，物体 A对地面的压力 FN；
（2）每个滑轮所受的重力 G0；
（3）小明施加竖直向下的拉力 F2时，物体上升的速度。
甲
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