挑战27解答题(简单机械8题、其他综合17题)(原卷版+解析)

2022年中考物理真题《压轴挑战》分类汇编（原卷版）挑战27解答题（简单机械8题、其他综合17题）1．（2022•杭州）为弘扬红军长征精神，铸造厂用铁合金制作了如图甲所示的红军战士雕像。为确保运输与安装的安全，需要测量出雕像的重力和重心所在位置。其测量方法如图乙所示，将雕像水平放置在上端装有压力传感器的支架上，测出头部A处和脚后跟B处之间的距离为175cm。用数据线分别连接两边支架上的压力传感器，测出A处和B处受到的压力FA和FB（可通过显示器直接读取压力大小），其测量值如表所示。压力显示器读数/NFA3200FB2400（1）雕像受到的重力为多少？（2）雕像重心距脚后跟B处的距离是多少？2．（2022•台州）图甲是一种太阳能“摆叶花”，其摆动原理如图乙所示。塑料摆叶AOB是硬质整体，由摆杆OB和叶瓣OA组成，可视为绕固定点O自由转动的杠杆。（1）图乙为断电静止时的状态，叶瓣OA重0.04牛，C是其重力作用点。摆杆OB质量不计，B端固定着一块小磁铁，C、O、D在同一水平线上。求磁铁受到的重力是多少牛？（2）线圈E有电流时，推动磁铁向左上方运动，则线圈E上端的磁极是极。（3）线圈E推动磁铁向左上方运动，使摆叶AOB顺时针小幅摆动后，立即断电，摆叶AOB会自动逆时针摆回来。请利用杠杆知识对上述现象作出分析。。3．（2022•扬州）某同学锻炼时，双脚并拢，脚尖O触地，脚后跟踮起，手掌支撑在竖直墙壁上，手臂水平，A为人体重心所在位置.此时墙壁对手掌的支撑力F如图所示，不计墙壁对手掌的摩擦力。（1）以O为支点，请在图中作出动力F的力臂L。（2）该同学质量为50kg，则墙壁对人的支撑力约为N。（3）若增大脚尖与墙壁的距离，手臂仍然水平支撑在墙壁上，支撑力F如何变化？，并说明理由。4．（2022•浙江）如图是广泛应用于建筑的强夯机，使用时夯锤从高处下落撞击地面，从而起到夯实地基的作用。（g取10N/kg）（1）如图所示，a是动滑轮。（2）为确保安全，应考虑钢绳的承受力。若强夯机使用了质量为4×104千克的夯锤，则钢绳能承受的拉力至少多大？（不计滑轮、钢绳自重及摩擦）（3）夯实地基所需能量来自于夯锤的重力势能。若质量为4×104千克的夯锤，从10米高处下落至地面，重力做了多少功？5．（2022•苏州）用如图所示的滑轮组将重为300N的物体以0.1m/s的速度匀速向上提升10s。（1）若不计动滑轮重、绳重和滑轮与轴间的摩擦，求人对绳的拉力F；（2）实际中动滑轮重为40N，人的拉力做功400J，求滑轮组的机械效率以及克服绳重和摩擦所做的额外功。6．（2022•广元）如图所示，水平实验台宽为l，边缘安装有压力传感器C、D，现将长为3l的一轻质杆平放在C、D上，其两端到C、D的距离相等，两端分别挂有质量均为m0的空容器A、B，实验中向A中装入一定质量的细沙，要使杆始终水平静止不动，可向B中注入一定质量的水。请分析：（水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg）（1）已知m0＝2kg，若小刚操作中，向B中注入水的体积为6L时，观察到传感器C示数恰好为零。①求容器B中水的质量；②求容器A中细沙的质量。（2）若小明操作中，向A中装入细沙的质量为mA（mA＞0），求杆始终水平静止不动时，B中注入水的质量范围（结果用mA、m0表示）。7．（2022•常州）某记者报道：他在植物园内，看到一位老人伸手抱起一根长约3m，横切面积为0.1m2的木头轻轻地举在头顶尽情玩耍，如图甲，该木头就是地球上最轻的木料﹣﹣轻木，其密度为0.2g/cm3，（g＝10N/kg）（1）请你通过文中给出的数据计算并回答上述报道是否真实。（2）若小华用图乙所示滑轮组匀速提升该木头至1m高的车上，所用拉力F为250N，时间为10秒，求小华做功的功率。（3）用此滑轮组匀速提升900N的物体的机械效率。（不计摩擦和绳重）8．（2022•大连）如图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。作用在动滑轮上共三股钢丝绳，卷扬机转动使钢丝绳带动动滑轮上升提取重物，被打捞的重物体积V＝0.5m3．若在本次打捞前起重机对地面的压强p1＝2.0×107Pa，当物体在水中匀速上升时起重机对地面的压强p2＝2.375×107Pa，物体完全出水后起重机对地面的压强p3＝2.5×107Pa．假设起重时柱塞沿竖直方向，物体出水前、后柱塞对吊臂的支撑力分别为N1和N2，N1与N2之比为19：24．重物出水后上升的速度v＝0.45m/s。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）被打捞的物体浸没在水中上升时，滑轮组AB的机械效率；（3）重物出水后，卷扬机牵引力的功率。9．（2022•丽水）萤石是我市的优势矿产资源，也是我国“战略性矿物”。为探讨萤石的形成、开采、浮选等跨学科问题。兴趣小组对某萤石矿区开展项目化研究。【萤石开采】萤石开采过程中，通常用乳化炸药装入凿好的岩壁小孔，将岩石炸成碎块，再将岩石碎块装入车厢运出矿洞。乳化炸药将岩石炸成碎块的过程中，化学能转化成。10．（2022•山西）2021年10月16日，小明和小亮收看神舟十三号载人飞船发射升空的电视直播，直播信息是卫星通过电磁波传递的。当飞船与火箭分离，进入预定轨道时，小亮突然问小明：“飞船与火箭分离，没有了推力，怎么还能继续运动？”从小亮提出的问题中可判断他所持有的观点是。11．（2022•柳州）某汽车有限公司是一家大型的特种专用汽车生产基地。该厂某型号专用车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km，受到的阻力是3.0×103N，消耗燃油1.5×10﹣3m3（假设燃油完全燃烧）．若燃油的密度0.8×103kg/m3，热值q＝4×107J/kg，求：（1）专用车牵引力所做的功是多少？（2）燃油完全燃烧放出的热量是多少？（3）已知热机效率η＝（式中W为热机在某段时间内对外所做的功，Q为它在这段时间内所消耗的燃油完全燃烧所产生的热量），则该专用车的热机效率是多少？12．（2022•柳州）共有3座污水处理厂，每天约处理污水43.5万吨，产生约300t污泥。过去，这些污泥多采取自然晾晒和直接利用等处理方式，效率低下，且需要大量的填埋场地。其实，污泥也是一种可再生资源，污泥可以用于发电，污泥掺人煤中进行焚烧发电，只需对热电厂锅炉除尘装置进行改造，增加污泥贮存输送装置，便可通过高温燃烧后产生一定的热量，为广大市民取暖、夏季制冷之用，同时燃烧后的产物经除尘处理后，还可作修路等用途。研究表明：污泥中水的含量达80%，可燃物含量达9%，只有4%为废物。从热值角度看，6t污泥经能量置换后相当于1t标准煤。一天可节约标准煤50t.300t污泥可发电约70000kW•h，如果每户居民每月用电可以让700户居民用电一个月。请根据上述提供的信息进行估算并回答问题：（1）如果标准煤的热值为3.0×107J/kg，污泥燃烧放出的热量全部被水吸收。则1kg污泥完全燃烧放出的热量能使多少kg水温度升高50℃？[（J/（kg•℃）]（2）请估算污泥发电厂发电的效率。13．（2022•鞍山）某同学乘坐的汽艇遥对一座高崖，他向高崖大喊一声，历时5s钟听到回声（声速为340m/s）．问：（1）若汽艇静泊水面，他离高崖多远？（2）若汽艇以10m/s的速度正对高崖驶去，他喊叫时离高崖多远？14．（2022•常州）太阳能热水器具有安全、节能、经济和环保等优点。为有效利用太阳能，某研究性学习小组对“物体吸收太阳能的能力与表面颜色之间的关系”进行了实验研究：在两只相同的烧杯中装有质量和初温相同的水，烧杯外用一个黑色塑料袋和一个白色塑料袋密封，插入温度计（温度计的玻璃泡浸没在水中，大部分刻度露出可见），放在阳光下曝晒。每隔相同的时间读出温度计的示数，数据记录如下：塑料袋颜色水的质量m（kg）初温t0℃温度t1℃温度t2℃温度t3℃…黑色11522.327.831.5…白色11516.517.819…根据上述数据回答下列问题：（1）这次实验过程中，采用的科学研究方法是；（2）通过上面的研究可以推断：太阳能热水器的集热管表面颜色以为宜；（3）小明家使用的太阳能热水器的说明书如表，若在太阳能热水器的水箱中装满水，中午在太阳照晒下每小时温度升高10℃，则该热水器中的水每小时吸收的热量是多少？该热水器中午每秒钟每平方米的面积上获得的太阳能是多少？容积100L集热箱的采光面积1.5m2效率40%使用年限15年15．（2022•徐州）用燃气灶烧水，燃烧0.5千克的煤气，使50千克的水从20℃升高到70℃．已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值为4.2×107J/kg．求：（1）0.5千克煤气完全燃烧放出的热量。（2）水吸收的热量。（3）燃气灶烧水的效率。16．（2022•扬州）利用一根长橡皮筋自制简易测力计，装置如图1所示，在制作测力计刻度面板时，小明和小华的方法不同。小明：在回形针上挂6个50g的钩码，记下指针静止时的位置，等分刻度，画出的刻度线如图2所示。小华：在回形针上每次加挂一个50g的钩码，分别记下指针静止时的位置，画出相应的刻度线如图3所示。（1）实际操作后发现两人的刻线并不完全重合，你认为图的刻度较准确；若采用小明的测力计测力，读数为2.0N，则测量值真实值。（2）小华想在原有刻度基础上进一步画出分度值是0.1N的刻线，但未找到10g的钩码。他注意到拉力越大，橡皮筋形变，于是想通过探寻形变与拉力的定量关系进行细分刻度。他测量了每根刻线到零刻线的距离L，数据记录在下表中。拉力F/N0.51.01.52.02.53.0刻线到零刻线的距离L/cm1.002.203.605.207.009.00他在坐标纸上画出对应的F﹣L图像如图4所示，请你利用图像信息在图5中标出2.2N力对应的刻度线。（3）小华将钩码逐个取下，测量每次指针到零刻线的距离L，画出拉力逐渐减小过程的F﹣L图像，如图6中图线②所示，与拉力逐渐增大过程的图线①不重合。若用此测力计连续不间断测量两个大小不等的拉力（小于3N），为使测量准确，请针对此橡皮筋的特性提出操作要求。。17．（2022•苏州）小明暑假外出旅游，他到火车站乘坐复兴号列车，进入车厢时，发现旁边停着一列和谐号列车。（1）坐到座位上后，透过车窗只能看到和谐号列车，发现它动了，据此判断：。A.一定是和谐号运动了B.一定是复兴号运动了C.可能是两车都运动了（2）列车在平直轨道上向西行驶，小明发现桌上茶杯中的水面突然变为如图所示情形，此时茶杯受到的摩擦力方向；（3）行驶过程中，复兴号列车以68m/s的速度驶入长1000m的平直隧道，复兴号在进入隧道时鸣笛5s，在隧道另一端口的护路工人听到鸣笛的时间为s。（空气中声速340m/s）18．（2022•苏州）疫情期间“停课不停学”，在云课堂上物理老师要求学生利用家中的物品测量冰糖的密度。（1）小明找来电子秤、喝糖浆用的量杯、大米等物品进行实验。①把放在电子秤盘上，测出它的质量为m；②向量杯中加入适量的大米，将冰糖完全放入米中，读出体积为V1；③取出冰糖，读出量杯中大米的体积为V2；④利用测量的数据，计算冰糖的密度ρ＝（用m、V1和V2表示）。（2）线上交流时，小华的测量方法和小明相同，只是小明用大米，小华用芝麻。你认为的测量结果误差更小，理由是：。19．（2022•苏州）探究水沸腾前后温度变化的特点，所用器材有铁架台、烧瓶、温度计、秒表、石棉网等。（1）在安装如图甲的装置时，要保证用酒精灯的外焰加热，应先固定（a/b/c）的位置；（2）实验中，从水温升到90℃开始，每隔1min读一次温度并记入表格，第2min时温度计示数如图乙，读数为℃；时间/min01234567水的温度/℃90929698999999（3）由实验数据可知，水的沸点为℃；（4）实验完成后熄灭酒精灯，将烧瓶从铁架台上取下。拿橡皮塞塞紧瓶口，用冷水喷洒瓶底（如图丙），里面的水沸腾。20．（2022•扬州）在探究“平面镜成像的特点”实验中，装置如图1所示（1）为了更好的完成实验，最好选用（选填“无色”或“茶色”）玻璃板，玻璃板应放置在水平桌面上，可用（填器材名称）来检验。（2）将棋子A置于玻璃板前方，观察到A的两个像，在玻璃板后方放置棋子B，使之与棋子A较亮的像重合。在白纸上记下棋子A和B的位置，如图2所示，此时物到镜面的距离为，像到镜面的距离为（选填“AC”、“AD”、“BD”或“BC”）。可沿方向（选填“MN”或“PQ”）移动棋子A多次实验，寻找普遍规律。21．（2022•杭州）密闭的房间里有一台规格为“220V800W”的取暖器，闭合开关使其正常工作30分钟。（1）该取暖器消耗的电能为多少焦耳？（2）若房间里空气质量为45千克，取暖器放出热量的15%被空气吸收，则房间里空气温度升高了多少摄氏度？[空气的比热为1000J/（kg•℃）]22．（2022•湖州）2021年10月14日，“羲和号”探日卫星顺利升空，实现了我国太阳探测零的突破。太阳的巨大能量是内部（选填“核聚变”或“核裂变”）产生的。23．（2022•湖州）南极地区以陆地为主，平均海拔高度2350米左右，是世界上平均海拔高度最高的大洲；北极地区以海洋为主。同为地球的两极，南极的最低气温比北极低，原因是：南极冰川众多，白色的冰雪（选填“反射”或“吸收”）更多的太阳光。24．（2022•丽水）火的使用推动了人类文明的进步。随着科技的发展，生活中的点火方式越来越便捷多样，但火柴仍是实验室常用的点火工具。火柴引燃过程：划动火柴→擦火皮（含微量易燃物）产生火星→引发火柴头燃烧。图乙是小丽设计的三种引燃火柴的方式，若F1＝F2＞F3，且B、C的火柴棒与擦火皮夹角相同，则哪种方式更容易将火柴引燃？请用所学知识解释。25．（2022•宁波）电动汽车正在走进千家万户。高速公路上有一平直路段AB，相距5km，一辆电动汽车从A地匀速运动到B地用时0.05h，这一行程中电动汽车的平均能耗为0.22kW•h/km。（1）从A地到B地，电动汽车的速度为km/h。（2）从A地到B地，电动汽车消耗的电能为kW•h。（3）不同能源的单位能耗的碳排放量不同，其中电能的CO2排放系数为：1.00kg/kW•h（消耗1kW•h的电能相当于排放1.00kg的CO2）。求汽车从A地到B地消耗的电能相当于排放多少千克的碳元素？（4）从A地到B地的行程中，电动汽车消耗电能的75%用于驱动车轮推动汽车前进，求汽车受到的阻力大小。2022年中考物理真题《压轴挑战》分类汇编（解析版）挑战27解答题（简单机械8题、其他综合17题）1．（2022•杭州）为弘扬红军长征精神，铸造厂用铁合金制作了如图甲所示的红军战士雕像。为确保运输与安装的安全，需要测量出雕像的重力和重心所在位置。其测量方法如图乙所示，将雕像水平放置在上端装有压力传感器的支架上，测出头部A处和脚后跟B处之间的距离为175cm。用数据线分别连接两边支架上的压力传感器，测出A处和B处受到的压力FA和FB（可通过显示器直接读取压力大小），其测量值如表所示。压力显示器读数/NFA3200FB2400（1）雕像受到的重力为多少？（2）雕像重心距脚后跟B处的距离是多少？【解答】解：方法一：假设雕像重心距脚后跟B距离为L，雕像长度为L雕，利用杠杆的平衡条件可知，当以B点为支点时，G•L＝FA•L雕＝3200N×175cm①当以A点支点时，G•（L雕﹣L）＝FB•L雕＝2400×175cm②联立①②两式可得：G＝5600N，L＝100cm。方法二：（1）由平衡力的知识得，雕像受到的重力G＝FA+FB＝3200N+2400N＝5600N；（2）假设雕像重心距脚后跟B距离为L，雕像长度为L雕，以B点为支点，由杠杆的平衡条件得：G•L＝FA•L雕，即5600N×L＝3200N×175cm，解得L＝100cm。答：（1）雕像受到的重力为5600N；（2）雕像重心距脚后跟B处的距离是100cm。2．（2022•台州）图甲是一种太阳能“摆叶花”，其摆动原理如图乙所示。塑料摆叶AOB是硬质整体，由摆杆OB和叶瓣OA组成，可视为绕固定点O自由转动的杠杆。（1）图乙为断电静止时的状态，叶瓣OA重0.04牛，C是其重力作用点。摆杆OB质量不计，B端固定着一块小磁铁，C、O、D在同一水平线上。求磁铁受到的重力是多少牛？（2）线圈E有电流时，推动磁铁向左上方运动，则线圈E上端的磁极是S极。（3）线圈E推动磁铁向左上方运动，使摆叶AOB顺时针小幅摆动后，立即断电，摆叶AOB会自动逆时针摆回来。请利用杠杆知识对上述现象作出分析。摆叶AOB顺时针小幅摆动后，使得力臂l1变小，l2变大，则F1l1＜F2l2，所以摆叶AOB会逆时针自动摆回来。【解答】解：（1）如图所示：摆叶AOB可视为杠杆，此时：l1＝OC＝4.5厘米，l2＝OD＝1.5厘米；F1＝G叶瓣＝0.04N根据杠杆平衡条件：F1l1＝F2l2得：0.04N×4.5厘米＝F2×1.5厘米；解得：F2＝0.12牛；依据题意可知，B端固定的小磁铁的重力和小磁铁对B端的作用力F2大小相等，即小磁铁B的重力GB＝F2＝0.12N；（2）因为线圈有电流时，推动磁铁向左上方运动，说明线圈E对小磁铁B有斥力作用，所以线圈E上端的磁极是S极；（3）摆叶AOB顺时针小幅摆动后，使得力臂l1变小，l2变大，则F1l1＜F2l2，所以摆叶AOB会逆时针自动摆回来。答：（1）磁铁受到的重力是0.12牛；（2）S；（3）摆叶AOB顺时针小幅摆动后，使得力臂l1变小，l2变大，则F1l1＜F2l2，所以摆叶AOB会逆时针自动摆回来。3．（2022•扬州）某同学锻炼时，双脚并拢，脚尖O触地，脚后跟踮起，手掌支撑在竖直墙壁上，手臂水平，A为人体重心所在位置.此时墙壁对手掌的支撑力F如图所示，不计墙壁对手掌的摩擦力。（1）以O为支点，请在图中作出动力F的力臂L。（2）该同学质量为50kg，则墙壁对人的支撑力约为187.5N。（3）若增大脚尖与墙壁的距离，手臂仍然水平支撑在墙壁上，支撑力F如何变化？变大，并说明理由动力臂会减小，阻力臂会增大，阻力（人的重力）大小不变，根据杠杆平衡条件可知人受到的支撑力会变大。【答案】（1）见图1；（2）187.5；（3）变大；动力臂会减小，阻力臂会增大，阻力（人的重力）大小不变，根据杠杆平衡条件可知人受到的支撑力会变大。【解答】解：（1）反向延长支撑力F画出动力的作用线，过支点O向动力F的作用线作垂线段，即为动力F的力臂L，如图1所示：（2）过重心作竖直向下的重力即为F2，从支点O向力F2的作用线作垂线段，即为阻力臂L2，如图2，由图2可知，L为8个小格，L2为3个小格，则＝，根据杠杆平衡条件可得FL＝F2L2，且F2＝mg，则支撑力：F＝＝＝＝187.5N；（3）锻炼时，脚尖离开墙壁越远，支撑点会下移，则由图可知动力臂会减小，阻力臂会增大，阻力（人的重力）大小不变，根据杠杆平衡条件可知人受到的支撑力会变大。故答案为：（1）见图1；（2）187.5；（3）变大；动力臂会减小，阻力臂会增大，阻力（人的重力）大小不变，根据杠杆平衡条件可知人受到的支撑力会变大。4．（2022•浙江）如图是广泛应用于建筑的强夯机，使用时夯锤从高处下落撞击地面，从而起到夯实地基的作用。（g取10N/kg）（1）如图所示，a是动滑轮。（2）为确保安全，应考虑钢绳的承受力。若强夯机使用了质量为4×104千克的夯锤，则钢绳能承受的拉力至少多大？（不计滑轮、钢绳自重及摩擦）（3）夯实地基所需能量来自于夯锤的重力势能。若质量为4×104千克的夯锤，从10米高处下落至地面，重力做了多少功？【解答】解：（1）如图所示强夯机工作时a滑轮的轴心会上下移动，因此a是动滑轮；（2）不计滑轮、钢绳自重及摩擦，动滑轮的本质是动力臂是阻力臂二倍的杠杆，可以省一半的力，夯锤受到的重力：G＝mg＝4×104kg×10N/kg＝4×105N；因此，钢绳至少能承受的拉力：F＝G＝×4×105N＝2×105N；（3）夯锤重力做的功：W＝Gh＝4×105N×10m＝4×106J。答：（1）动；（2）钢绳能承受的拉力至少为2×105N；（3）重力做功4×106J。5．（2022•苏州）用如图所示的滑轮组将重为300N的物体以0.1m/s的速度匀速向上提升10s。（1）若不计动滑轮重、绳重和滑轮与轴间的摩擦，求人对绳的拉力F；（2）实际中动滑轮重为40N，人的拉力做功400J，求滑轮组的机械效率以及克服绳重和摩擦所做的额外功。【解答】解：（1）由图可知n＝2，因为不计动滑轮重、绳重和滑轮与轴间的摩擦，所以绳子自由端的拉力：F＝G＝×300N＝150N；（2）由v＝可知，物体上升的高度：h＝vt＝0.1m/s×10s＝1m，拉力做的有用功：W有＝Gh＝300N×1m＝300J，滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝75%；拉力做的额外功：W额＝W总﹣W有＝400J﹣300J＝100J，克服动滑轮重力做的额外功：W动＝G动h＝40N×1m＝40J，则克服绳重和摩擦所做的额外功：Wf＝W额﹣W动＝100J﹣40J＝60J；答：（1）若不计动滑轮重、绳重和滑轮与轴间的摩擦，人对绳的拉力F为150N；（2）实际中动滑轮重为40N，人的拉力做功400J，滑轮组的机械效率为75%，克服绳重和摩擦所做的额外功为60J。6．（2022•广元）如图所示，水平实验台宽为l，边缘安装有压力传感器C、D，现将长为3l的一轻质杆平放在C、D上，其两端到C、D的距离相等，两端分别挂有质量均为m0的空容器A、B，实验中向A中装入一定质量的细沙，要使杆始终水平静止不动，可向B中注入一定质量的水。请分析：（水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg）（1）已知m0＝2kg，若小刚操作中，向B中注入水的体积为6L时，观察到传感器C示数恰好为零。①求容器B中水的质量；②求容器A中细沙的质量。（2）若小明操作中，向A中装入细沙的质量为mA（mA＞0），求杆始终水平静止不动时，B中注入水的质量范围（结果用mA、m0表示）。【解答】解：（1）①由可知，容器B中水的质量为：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×6×10﹣3m3＝6kg；②当传感器C示数为零时，以D为支点，（m沙+m0）g•2l＝（m水+m0）g•l，即（m沙+2kg）g•2l＝（6kg+2kg）g•l，解得：m沙＝2kg；（2）当传感器D示数为零时，mB有最小值，（mA+m0）gl＝（mB+m0）g•2l，解得：mB＝，当传感器C示数为零时，mB有最大值，（mA+m0）g•2l＝（mB+m0）gl，解得：mB＝2mA+m0，由题意可知，mA﹣m0＞0，当mA≤m0时，mB有最小值为0，当mA＞m0时，mB有最小值为，所以①当mA≤m0时，0≤mB≤2mA+m0；②当mA＞m0时，≤mB≤2mA+m0。答：（1）①容器B中水的质量为6kg；②容器A中细沙的质量为2kg；（2）①当mA≤m0时，0≤mB≤2mA+m0；②当mA＞m0时，≤mB≤2mA+m0。7．（2022•常州）某记者报道：他在植物园内，看到一位老人伸手抱起一根长约3m，横切面积为0.1m2的木头轻轻地举在头顶尽情玩耍，如图甲，该木头就是地球上最轻的木料﹣﹣轻木，其密度为0.2g/cm3，（g＝10N/kg）（1）请你通过文中给出的数据计算并回答上述报道是否真实。（2）若小华用图乙所示滑轮组匀速提升该木头至1m高的车上，所用拉力F为250N，时间为10秒，求小华做功的功率。（3）用此滑轮组匀速提升900N的物体的机械效率。（不计摩擦和绳重）【解答】解：（1）已知：s＝0.1m2，h＝3m，那么v＝sh＝0.1m2×3m＝0.3m3，已知：ρ木＝0.2g/cm3＝0.2×103kg/m3，那么m木＝ρ木v＝0.2×103kg/m3×0.3m3＝60kg，那么G＝mg＝10N/kg×60kg＝600N，根据计算数据，上面报道情况真实，（2）已知：h＝1m，s＝3h＝1m×3＝3m，t＝10s，那么小华做的功为W＝Fs＝250N×3m＝750J，小华做的功率为P＝＝＝75w，小华做的额外功为W额＝W总﹣W有＝750J﹣600N×1m＝150J，那么滑轮的重为G滑＝＝＝150N，答；小华的功率为75W。（3）若要提升900N的物体，那么W有用＝G′h＝900N×1m＝900J，W总＝G（物+滑）h＝1050N×1m＝1050J，那么机械效率为η＝×100%＝85.7%，答：它的机械效率为85.7%。8．（2022•大连）如图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。作用在动滑轮上共三股钢丝绳，卷扬机转动使钢丝绳带动动滑轮上升提取重物，被打捞的重物体积V＝0.5m3．若在本次打捞前起重机对地面的压强p1＝2.0×107Pa，当物体在水中匀速上升时起重机对地面的压强p2＝2.375×107Pa，物体完全出水后起重机对地面的压强p3＝2.5×107Pa．假设起重时柱塞沿竖直方向，物体出水前、后柱塞对吊臂的支撑力分别为N1和N2，N1与N2之比为19：24．重物出水后上升的速度v＝0.45m/s。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）被打捞的物体浸没在水中上升时，滑轮组AB的机械效率；（3）重物出水后，卷扬机牵引力的功率。【解答】解：（1）设起重机重为G，被打捞物体重力为G物；打捞物体前，G＝p1S；在水中匀速提升物体时：F拉＝G物﹣F浮；起重机对地面的压力：G+F拉＝p2S；F浮＝ρ水gV排＝1000kg/m3×10N/kg×0.5m3＝0.5×104N；物体出水后：G+G物＝p3SF拉＝（P2﹣P1）S；G物＝（P3﹣P1）S；整理可得：＝＝＝；可得物体重力为G物＝2.0×104N。答：被打捞物体的重力为2.0×104N。（2）设钢丝绳上的力在出水前后分别为F1、F2，柱塞对吊臂力的力臂为L1，钢丝绳对吊臂力的力臂为L2．根据杠杆平衡条件可知：N1L1＝3F1L2；N2L1＝3F2L2；所以F1＝；F2＝；∴＝；又∵＝＝；整理得：动滑轮的重力G动＝0.4×104N；物体浸没在水中上升时，滑轮组的机械效率η＝＝＝×100%＝78.9%；答：被打捞的物体浸没在水中上升时，滑轮组AB的机械效率为78.9%；（3）出水后钢丝绳上的力F2＝＝＝0.8×104N；物体上升的速度为V；则钢丝绳的速度为V′＝3V＝3×0.45m/s＝1.35m/s；所以重物出水后，卷扬机牵引力的功率为P＝F2V＝0.8×104N×1.35m/s＝1.08×104W。答：重物出水后，卷扬机牵引力的功率为1.08×104W。9．（2022•丽水）萤石是我市的优势矿产资源，也是我国“战略性矿物”。为探讨萤石的形成、开采、浮选等跨学科问题。兴趣小组对某萤石矿区开展项目化研究。【萤石开采】萤石开采过程中，通常用乳化炸药装入凿好的岩壁小孔，将岩石炸成碎块，再将岩石碎块装入车厢运出矿洞。乳化炸药将岩石炸成碎块的过程中，化学能转化成机械能。【答案】机械能。【解答】根据题意可知，乳化炸药具有化学能，用乳化炸药装入凿好的岩壁小孔，将岩石炸成碎块，岩石碎块飞出，具有机械能，所以该过程中化学能转化为机械能。故答案为：机械能。10．（2022•山西）2021年10月16日，小明和小亮收看神舟十三号载人飞船发射升空的电视直播，直播信息是卫星通过电磁波传递的。当飞船与火箭分离，进入预定轨道时，小亮突然问小明：“飞船与火箭分离，没有了推力，怎么还能继续运动？”从小亮提出的问题中可判断他所持有的观点是物体的运动要靠力来维持。【答案】物体的运动要靠力来维持。【解答】解：飞船与火箭分离，没有了推力，怎么还能继续运动？这说明小亮认为物体没有受力，则物体不会运动，所以小亮的观点是：物体的运动需要力来维持。故答案为：物体的运动要靠力来维持。11．（2022•柳州）某汽车有限公司是一家大型的特种专用汽车生产基地。该厂某型号专用车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km，受到的阻力是3.0×103N，消耗燃油1.5×10﹣3m3（假设燃油完全燃烧）．若燃油的密度0.8×103kg/m3，热值q＝4×107J/kg，求：（1）专用车牵引力所做的功是多少？（2）燃油完全燃烧放出的热量是多少？（3）已知热机效率η＝（式中W为热机在某段时间内对外所做的功，Q为它在这段时间内所消耗的燃油完全燃烧所产生的热量），则该专用车的热机效率是多少？【解答】解：（1）因为专用车匀速行驶，所以牵引力F＝f＝3.0×103N牵引力做的功W＝Fs＝3.0×103N×5.6×103m＝1.68×107J（2）消耗燃油的质量：m＝ρV＝0.8×103kg/m3×1.5×10﹣3m3＝1.2kg燃油完全燃烧所产生的热量：Q＝mq＝1.2kg×4×107J/kg＝4.8×107J（3）热机效率η＝＝＝35%。答：（1）专用车牵引力所做的功是1.68×107J；（2）燃油完全燃烧放出的热量是4.8×107J；（3）该专用车的热机效率是35%。12．（2022•柳州）共有3座污水处理厂，每天约处理污水43.5万吨，产生约300t污泥。过去，这些污泥多采取自然晾晒和直接利用等处理方式，效率低下，且需要大量的填埋场地。其实，污泥也是一种可再生资源，污泥可以用于发电，污泥掺人煤中进行焚烧发电，只需对热电厂锅炉除尘装置进行改造，增加污泥贮存输送装置，便可通过高温燃烧后产生一定的热量，为广大市民取暖、夏季制冷之用，同时燃烧后的产物经除尘处理后，还可作修路等用途。研究表明：污泥中水的含量达80%，可燃物含量达9%，只有4%为废物。从热值角度看，6t污泥经能量置换后相当于1t标准煤。一天可节约标准煤50t.300t污泥可发电约70000kW•h，如果每户居民每月用电可以让700户居民用电一个月。请根据上述提供的信息进行估算并回答问题：（1）如果标准煤的热值为3.0×107J/kg，污泥燃烧放出的热量全部被水吸收。则1kg污泥完全燃烧放出的热量能使多少kg水温度升高50℃？[（J/（kg•℃）]（2）请估算污泥发电厂发电的效率。【解答】解：（1）∵6t污泥经能量置换后相当于1t标准煤，∴1kg污泥燃烧放出的热量Q＝qm＝3.0×107J/kg×1kg×＝5×106J，∵Q＝cm△t∴污泥完全燃烧热量能使水温度升高50℃的质量：m＝＝＝23.8kg（2）根据题意“300t污泥可发电约70000kW•h”，产生的电能W电＝70000kW•h＝70000×3.6×106J＝2.52×1011J；300t污泥燃烧放出的热量Q＝qm＝3.0×107J/kg×300×103kg×＝1.5×1012J，∴污泥发电厂发电的效率为η＝×100%＝×100%＝16.8%，答：（1）1kg污泥完全燃烧放出的热量能使多少23.8kg水温度升高50℃；（2）污泥发电厂发电的效率为16.8%。13．（2022•鞍山）某同学乘坐的汽艇遥对一座高崖，他向高崖大喊一声，历时5s钟听到回声（声速为340m/s）．问：（1）若汽艇静泊水面，他离高崖多远？（2）若汽艇以10m/s的速度正对高崖驶去，他喊叫时离高崖多远？【解答】解：（1）∵声音传播到高崖的时间为听到回声的时间的一半，∴t＝×5s＝2.5s，∵v＝，∴汽艇到高山的距离：s＝vt＝340m/s×2.5s＝850m。（2）由题知汽艇由A→B所用时间：t＝5s，汽艇行驶的路程：sAB＝v艇t声音传播的距离为：sAC+sBC＝v声t，∵sAB+sAC+sBC＝2sAC，∴v艇t+v声t＝2sAC代入数据：（10m/s+340m/s）×5s＝2sAC，∴sAC＝875m答：（1）若汽艇静泊水面，他离高崖850m远；（2）若汽艇以10m/s的速度正对高崖驶去，他喊叫时离高崖875m远。14．（2022•常州）太阳能热水器具有安全、节能、经济和环保等优点。为有效利用太阳能，某研究性学习小组对“物体吸收太阳能的能力与表面颜色之间的关系”进行了实验研究：在两只相同的烧杯中装有质量和初温相同的水，烧杯外用一个黑色塑料袋和一个白色塑料袋密封，插入温度计（温度计的玻璃泡浸没在水中，大部分刻度露出可见），放在阳光下曝晒。每隔相同的时间读出温度计的示数，数据记录如下：塑料袋颜色水的质量m（kg）初温t0℃温度t1℃温度t2℃温度t3℃…黑色11522.327.831.5…白色11516.517.819…根据上述数据回答下列问题：（1）这次实验过程中，采用的科学研究方法是控制变量法；（2）通过上面的研究可以推断：太阳能热水器的集热管表面颜色以黑色为宜；（3）小明家使用的太阳能热水器的说明书如表，若在太阳能热水器的水箱中装满水，中午在太阳照晒下每小时温度升高10℃，则该热水器中的水每小时吸收的热量是多少？该热水器中午每秒钟每平方米的面积上获得的太阳能是多少？容积100L集热箱的采光面积1.5m2效率40%使用年限15年【解答】解：（1）本实验探究黑、白颜色物体的吸热能力，实验时让让水的质量、容器、水的初温相同，采用了控制变量法；（2）通过实验说明黑颜色物体的吸热能力强，太阳能热水器的集热管表面颜色以黑色为宜；（3）v＝100L＝100×10﹣3m3，水的质量：m＝ρv＝1×103kg/m3×100×10﹣3m3＝100kg，水吸收的热量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×100kg×10℃＝4.2×106J；热水器中午每秒钟每平方米的面积上获得的太阳能为Q，∵Q吸＝Q×1.5×3600×40%，∴＝1944J。故答案为：（1）控制变量；（2）黑色；（3）该热水器中的水每小时吸收的热量是4.2×106J，该热水器中午每秒钟每平方米的面积上获得的太阳能是1944J。15．（2022•徐州）用燃气灶烧水，燃烧0.5千克的煤气，使50千克的水从20℃升高到70℃．已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值为4.2×107J/kg．求：（1）0.5千克煤气完全燃烧放出的热量。（2）水吸收的热量。（3）燃气灶烧水的效率。【解答】解：（1）煤气完全燃烧放出的热量Q放＝qm＝4.2×107J/kg×0.5kg＝2.1×107J；（2）水吸收的热量Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（70℃﹣20℃）＝1.05×107J；（3）效率：η＝×100%＝×100%＝50%；答：（1）0.5千克煤气完全燃烧放出的热量是2.1×107J。（2）水吸收的热量是1.05×107J。（3）燃气灶烧水的效率是50%。16．（2022•扬州）利用一根长橡皮筋自制简易测力计，装置如图1所示，在制作测力计刻度面板时，小明和小华的方法不同。小明：在回形针上挂6个50g的钩码，记下指针静止时的位置，等分刻度，画出的刻度线如图2所示。小华：在回形针上每次加挂一个50g的钩码，分别记下指针静止时的位置，画出相应的刻度线如图3所示。（1）实际操作后发现两人的刻线并不完全重合，你认为图3的刻度较准确；若采用小明的测力计测力，读数为2.0N，则测量值小于真实值。（2）小华想在原有刻度基础上进一步画出分度值是0.1N的刻线，但未找到10g的钩码。他注意到拉力越大，橡皮筋形变越大，于是想通过探寻形变与拉力的定量关系进行细分刻度。他测量了每根刻线到零刻线的距离L，数据记录在下表中。拉力F/N0.51.01.52.02.53.0刻线到零刻线的距离L/cm1.002.203.605.207.009.00他在坐标纸上画出对应的F﹣L图像如图4所示，请你利用图像信息在图5中标出2.2N力对应的刻度线。（3）小华将钩码逐个取下，测量每次指针到零刻线的距离L，画出拉力逐渐减小过程的F﹣L图像，如图6中图线②所示，与拉力逐渐增大过程的图线①不重合。若用此测力计连续不间断测量两个大小不等的拉力（小于3N），为使测量准确，请针对此橡皮筋的特性提出操作要求。先测小的拉力，后测大的拉力。【答案】（1）3；小于；（2）越大；见解析；（3）先测小的拉力，后测大的拉力。【解答】解：（1）根据小华的实际测量可知，该测力计的刻度是不均匀的，故小明利用平均法等分刻度是不合理的；由图2和图3对比可知，小明的2.0N在实际值的下方，即小于真实值；（2）根据小华的实际测量可知，拉力越大，橡皮筋的形变量越大；由图4的曲线可知，2.2N对应的刻度为5.9cm，所以图5标记为：；（3）先测小的拉力，后测大的拉力。故答案为：（1）3；小于；（2）越大；见解析；（3）先测小的拉力，后测大的拉力。17．（2022•苏州）小明暑假外出旅游，他到火车站乘坐复兴号列车，进入车厢时，发现旁边停着一列和谐号列车。（1）坐到座位上后，透过车窗只能看到和谐号列车，发现它动了，据此判断：C。A.一定是和谐号运动了B.一定是复兴号运动了C.可能是两车都运动了（2）列车在平直轨道上向西行驶，小明发现桌上茶杯中的水面突然变为如图所示情形，此时茶杯受到的摩擦力方向向西；（3）行驶过程中，复兴号列车以68m/s的速度驶入长1000m的平直隧道，复兴号在进入隧道时鸣笛5s，在隧道另一端口的护路工人听到鸣笛的时间为4s。（空气中声速340m/s）【答案】（1）C；（2）向西；（3）4。【解答】解：（1）坐在复兴号列车上的小明看到和谐号动了，说明复兴号与和谐号之间的位置发生了变化，可能是复兴号运动的结果，可能是和谐号运动的结果，还可能是两车都在运动，但运动方向不同，或是运动方向相同，运动速度不同。故选C；（2）列车在平直轨道上向西行驶，看到茶杯中水面向东倾斜，说明列车在向西加速运动，因为茶杯随列车加速，水由于惯性还将保持原来的运动状态向东运动，所以此时水面会向东倾斜；茶杯随列车加速向西，水平方向只受一个摩擦力作用，因为力是改变物体运动状态的原因，所以摩擦力方向向西；（3）假设列车静止在隧道口，鸣笛5s，在隧道另一端口则听到的鸣笛时间为t＝5s，列车从进入隧道口开始鸣笛持续5s，列车行驶的距离：s＝vt＝68m/s×5s＝340m，声音传播这段路程的时间：t′＝＝＝1s，实际列车第5s末鸣笛声到达隧道另一端则少用t′的时间，所以在隧道另一端口的护路工人听到鸣笛的时间为t﹣t′＝5s﹣1s＝4s。故答案为：（1）C；（2）向西；（3）4。18．（2022•苏州）疫情期间“停课不停学”，在云课堂上物理老师要求学生利用家中的物品测量冰糖的密度。（1）小明找来电子秤、喝糖浆用的量杯、大米等物品进行实验。①把冰糖放在电子秤盘上，测出它的质量为m；②向量杯中加入适量的大米，将冰糖完全放入米中，读出体积为V1；③取出冰糖，读出量杯中大米的体积为V2；④利用测量的数据，计算冰糖的密度ρ＝（用m、V1和V2表示）。（2）线上交流时，小华的测量方法和小明相同，只是小明用大米，小华用芝麻。你认为小华的测量结果误差更小，理由是：测量冰糖的体积更准确。【答案】（1）①冰糖；④；（2）小华；测量冰糖的体积更准确。【解答】解：（1）要测量冰糖的密度，首先测出冰糖的质量，①把冰糖放在电子秤盘上，测出它的质量为m；将冰糖完全放入米中，总体积为V1；取出冰糖，读出量杯中大米的体积为V2；则冰糖的体积V＝V1﹣V2，冰糖的密度ρ＝＝；（2）用芝麻和冰糖混合在一起，由于芝麻的体积小于大米的体积，所以小华用芝麻与冰糖混合比用大米与冰糖混合测出的体积误差更小，测量冰糖的体积更准确。故答案为：（1）①冰糖；④；（2）小华；测量冰糖的体积更准确。19．（2022•苏州）探究水沸腾前后温度变化的特点，所用器材有铁架台、烧瓶、温度计、秒表、石棉网等。（1）在安装如图甲的装置时，要保证用酒精灯的外焰加热，应先固定a（a/b/c）的位置；（2）实验中，从水温升到90℃开始，每隔1min读一次温度并记入表格，第2min时温度计示数如图乙，读数为94℃；时间/min01234567水的温度/℃90929698999999（3）由实验数据可知，水的沸点为99℃；（4）实验完成后熄灭酒精灯，将烧瓶从铁架台上取下。拿橡皮塞塞紧瓶口，用冷水喷洒瓶底（如图丙），里面的水不能沸腾。【答案】（1）a；（2）94；（3）99；（4）不能。【解答】解：（1）在安装如图甲的装置时，要保证用酒精灯的外焰加热，应从下向上固定实验器材的位置，因此应先固定铁圈a的位置；（2）由图乙可知，温度计的分度值为1℃，所以温度计的读数为94℃；（3）由表格中数据知，从5到7分钟，水的温度保持99℃不变，因此水的沸点是99℃；（4）由图可知，用冷水喷洒瓶底，只会降低水的温度，不能减小上方气体的压强，因此此时水的沸点不变，而水的温度降得更低，故水不能再次沸腾。故答案为：（1）a；（2）94；（3）99；（4）不能。20．（2022•扬州）在探究“平面镜成像的特点”实验中，装置如图1所示.（1）为了更好的完成实验，最好选用茶色（选填“无色”或“茶色”）玻璃板，玻璃板应竖直放置在水平桌面上，可用直角三角板（填器材名称）来检验。（2）将棋子A置于玻璃板前方，观察到A的两个像，在玻璃板后方放置棋子B，使之与棋子A较亮的像重合。在白纸上记下棋子A和B的位置，如图2所示，此时物到镜面的距离为AC，像到镜面的距离为BC（选填“AC”、“AD”、“BD”或“BC”）。可沿PQ方向（选填“MN”或“PQ”）移动棋子A多次实验，寻找普遍规律。【答案】（1）茶色；竖直；直角三角板；（2）AC；BC；PQ。【解答】解：（1）为了更好的完成实验，应选