专题23 力学计算题-(解析版)-2021年全国中考物理真题全解全析汇编(第四期)

2021年全国中考物理真题全解全析汇编（第四期）
专题23 力学计算题
浙江衢州
1、（2021·江苏苏州·T29）如图是工人师傅用滑轮组提升建筑材料的示意图，在400N的拉力作用下，使质量为70kg的建筑材料在10s的时间里，匀速竖直上升了2m。

不计绳子重力和摩擦，g取10N/kg，求：（1）拉力的功率P；
（2）滑轮组的机械效率η；
（3）动滑轮的重力G动。

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2、（2021·江苏苏州·T27）光速的测定在物理学中有多种方法，迈克耳逊曾用类似于下述方法在地球上较精确测定了光速。

将激光发射器和接收装置按图示位置固定，装置a 是四个侧面均镀有高反光涂层的正方体，可绕固定的中心轴转动（图示为俯视图），当正方体转动到图示位置静止时，激光束恰能以45︒角照射到某侧面中心P 点处，反射到相距几十公里外的一个山顶上，经此处的光反射器（内部结构未画出，不计光在其中的传播时间）反射后，平行于原光线射到正方体另一侧面中心Q 点处，最终被接收装置接收到。

（1）若光速为5310km/s ⨯，正方体到光反射器之间的距离为30km ，则光从P 点射出到射回Q 点所用的时间为_______s ；
（2）正方体快速转动一周，光反射器能接收到_______次激光的照射；
（3）当正方体的转速为n 圈/秒时，接收装置可接收到激光，正方体与对面山顶光反射器间距离用d （单位：m ）表示，则测得的光速可能为_______m/s 。

（填写选项符号） A ．8nd B ．12nd C ．16nd D ．20nd
3、（2021·山东济宁·T22）测算如图所示滑轮组的机械效率时，实验中得到一组数据如表，求： （1）拉力所做的功；
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（2）滑轮组的机械效率。

4、（2021·山东潍坊·T26）如图甲所示，原长016cm x =的弹簧，下端固定在容器的底部，上端与一正方体相连，正方体重
48N
G =，向容器中慢慢注入某种液体，弹簧的长度x 随液体深度h 的变化关系如图乙所示，正方体有一半浸没在液体中时，弹簧恰好处于原长。

在弹性限度内，弹簧的弹力F 与其形变量x ∆间的关系ΔF k x =，忽略弹簧的质量和体积，g 取10N/kg ，求： （1）k 的值； （2）正方体的密度；
（3）正方体上表面刚好与液面相平时，容器底部所受液体的压强。

5、（2021·山东潍坊·T24）楼房装修常用如图所示装置将物料吊运到楼上。

已知该装置电动机的额定功率
2.2kW P =，电动机将电能转换为机械能的效率50%η=，某次吊运过程中将物料匀速提升16m h =，所
用时间40s t =，求：
（1）电动机拉绳的速度大小；
（2）电动机对绳的拉力大小。

6、（2021·山东枣庄·T23）如图所示，工人师傅用150N的拉力，使重为1000N的物体以0.2m/s的速度在地面上沿水平方向做匀速直线运动，已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍。

不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦。

求：
（1）工人师傅拉力的功率；
（2）动滑轮的重；
（3）若物重增大到2000N，则滑轮组的机械效率是多少？
7、（2021·四川广安·T27）学校旁老旧小区正在改造施工。

工人用如图所示的装置将质量为120kg的建筑材料匀速提升了6m，用时10s。

在此过程中，电动机对绳子的拉力为F，滑轮组的机械效率为80%，g取10N/kg，求：
（1）滑轮组做的有用功；（________）
（2）拉力F的大小；（________）
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（3）根据已知．．条件，以下物理量：①滑轮组做的额外功，②拉力F 的功率，③动滑轮的重力，能求出的有___________（填写番号）。

8、（2021·四川凉山州·T29）一质量为600g ，密度为0.6g/cm 3的正方体木块用细线系于底面积为40cm 2容器的水中，如图所示，求： （1）木块所受的浮力大小是多少？
（2）将细线剪断后，木块静止时，容器底部受到水的压强变化了多少?
9、（2021·湖南岳阳·T22）“绿色出行，低碳生活”。

新能源汽车因环保、节能、高效等优势，成为人们日常使用的重要交通工具。

如图是国内某型号的新能源汽车，满载时的总质量为31.610kg ⨯，在平直公路上匀速行驶1000m ，用时50s ，此过程中汽车牵引力做功61.510J ⨯，求满载时： （1）汽车的总重力； （2）汽车匀速行驶时的速度； （3）汽车匀速行驶时所受的牵引力。

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10、（2021·湖南邵阳·T35）由于环境污染，全球气候变暖，导致南极洲冰川开始大面积熔化，海面上出现大量浮冰，现有一块60t 的浮冰漂浮在海面上，假设附近海域的海水密度近似为水的密度331.010kg /m ⨯，冰的密度为330k .910g /m ⨯。

请解决下列问题： （1）水下5米深处海水产生的压强是多少？ （2）浮冰受到的浮力是多少？
（3）如果海面所有浮冰全部熔化后，请分析说明是否会对海平面水位造成影响。

11、（2021·湖南衡阳·T26）“五一”期间，小明一家驱车外出旅游，如图所示，当车经过告诉路段A 点路标时，时间是8点15分；当车经过高速路段B 点路标时，时间是8点45分。

假设汽车在上述行驶过程中做匀速直线运动，受到的阻力为1150N ，消耗的汽油为3kg （汽油的热值为74.610J/kg ⨯），求 （1）汽车在AB 之间的速度；
（2）汽车在行驶过程中牵引力做的功； （3）汽车发动机效率。

12、（2021·湖北恩施·T25）如图，柱状容器下方装有一阀门，容器底面积为S=200cm2，另有一边长为L1=10cm 的正方体木块，表面涂有很薄的一层蜡，防止木块吸水（蜡的质量可忽略），现将木块用细绳固定在容器底部，再往容器内倒入一定量的水，使木块上表面刚好与水面相平，绳长L2=20cm，木块的密度为ρ木
=0.6×103kg/m3。

求:
（1）图中水对容器底的压强？
（2）若从阀门放出m1=300g的水后，木块受到的浮力多大?
（3）若从阀门继续放出m2=200g的水后，细绳的拉力多大?
1、【答案】（1）160W；（2）87.5%；（3）100N
【解析】
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解：（1）由图可知，滑轮组承重绳子根数为2，绳子端移动的距离
222m 4m s h ==⨯=
绳子端所做的总功
400N 4m 1600J W Fs ==⨯=总
拉力的功率
1600J
160W 10s
W P t =
==总 或者：绳子端的移动速度
4m 0.4m/s 10s
s v t =
== 拉力的功率
400N 0.4m/s 160W P Fv ==⨯=
（2）建筑材料的重力
70kg 10N/kg 700N G mg ==⨯=
提升建筑材料所做的有用功
700N 2m 1400J W Gh ==⨯=有
滑轮组的机械效率
1400J
100%100%87.5%1600J
W W η=
⨯=⨯=有总 （3）据滑轮组的特点，有
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2F G G =+动
动滑轮的重力
22400N 700N 100N G F G =-=⨯-=动
或者：滑轮组所做的额外功
1600J 1400J 200J W W W =-=-=额总有
不计绳子重力和摩擦，据W G h =额动得
200J
100N 2m
W G h
=
=
=额动 答：（1）拉力的功率P 为160W ； （2）滑轮组的机械效率η为87.5%； （3）动滑轮的重力G 动为100N 。

2、【答案】4210-⨯ 4 A 【解析】
（1）[1]若光速为3×105km/s ，正方体到光反射器之间的距离为30km ，从P 点到Q 点，光线要往返，总距离为
230km 60km s =⨯=
所用时间为
5
4360km
210s 10km/s
s t v -=
=⨯⨯= （2）[2]正方体快速转动一周，四条边上各有一个点可以满足反射角刚好能让光反射器接收到激光的照射，
因此共4次。

（3）[3]要使接收装置可接收到激光，必须使转速符合正方体转1
4
周的时间与光线从P点到Q点的时间相
同，当正方体的转速为n圈/秒时，转动周期为
1
n
转过1
4
周的时间为
1
4n
正方体与对面山顶光反射器间距离用d（单位：m）表示，光传播的时间为
2
s d
v c
=
则
12 4d
n c
=
可求得光速可能为
8
c nd
=
故A符合题意。

故选A。

3、【答案】（1）0.09J；（2）55.6%
【解析】
解：（1）拉力所做的功为
0.3N0.3m0.09J
W F s
=⋅=⨯=
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（2）滑轮组的机械效率为
0.5N 0.1m 55.6%0.3N 0.3m
W Gh W Fs η⨯===≈⨯有总
答：（1）拉力所做的功为0.09J ； （2）滑轮组的机械效率55.6%。

4、【答案】（1）4.8N/cm ；（2）0.6×103kg/m 3；（3）5.52×103Pa 【解析】
解：（1）由图，物体放在弹簧上时，弹簧长度为6cm ，所以k 为
48N
4.8N/cm 16cm 6cm
ΔG k x =
==- （2）由图，当液体深度h =26cm 时，弹簧处于原长16cm ，此时物体浸没的深度
l =26cm -16cm=10cm
因为此时有一半浸没，所以正方体棱长20cm ，正方体体积
V =(0.2m)3=8×10-3m 3
正方体质量
48N 4.8kg 10N/kg
G m g =
== 正方体密度
333310kg/m 8104.8m
kg 0.6m V ρ-=
=⨯⨯= （3）浸没一半时，由阿基米德原理可得
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2
V
g G ρ⋅
=液 解得ρ液=1.2×103kg/m 3，液面与上表面平齐时，有
F 浮=
G +F 弹
即
ρ液gV =G + F 弹
解得F 弹=48N ，所以弹簧形变量
148N
Δ10cm 4.8N/cm
F x k
=
=
=弹
液面总深度
01Δ16cm 10cm 20cm 46cm 0.46m h x x a =++=++==总
容器底部所受液体的压强
p =ρ液gh 总=1.2×103kg/m 3×10N/kg ×0.46m=5.52×103Pa
答：（1）k 的值4.8N/cm ；
（2）正方体的密度0.6×103kg/m 3；
（3）正方体上表面刚好与液面相平时，容器底部所受液体的压强5.52×103Pa 。

5、【答案】（1）0.8m/s ；（2）1375N 【解析】
解：（1）由图可知n =2，电动机做机械功功率为
150%2200W 1100W P P η==⨯=
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物体速度为
16m 0.4m/s 40s
h v t =
== 绳自由端速度为
1220.4m/s 0.8m/s v v ==⨯=
（2）电动机对绳的拉力
1
11100W 1375N 0.8m/s
P F v =
== 答：（1）电动机拉绳的速度0.8m/s ； （2）电动机对绳的拉力1375N 。

6、【答案】（1）60W ；（2）100N ；（3）80％ 【解析】
解：（1）该滑轮组动滑轮上有两段绳子承载，整个过程克服摩擦力做功。

绳端移动的速度
210.2m/s=0.4m/s 2v nv ==⨯
拉力做功的功率
150N 0.4m/s=60W =P Fv ⨯=
（2）根据F =
f G n
+动
，动滑轮重力为 G 动=nF -f =nF -0.2G =2×150N -0.2×1000N=100N
（3）若物重增大到2000N ，则此时物体与地面之间的摩擦力
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220.2=0.2N 2000N=400f G =⨯
绳端拉力
()()2211
=
=100N+400N 250N 2
F G f n +⨯=动 滑轮组的机械效率
22400N
0.8802250N
f nF η=
===⨯％ 答：（1）工人师傅拉力的功率为60W ； （2）动滑轮重力为100N ； （3）滑轮组的机械效率为80％。

7、【答案】7200J 750N ①② 【解析】
解：（1）物体重力为
G =mg =120kg×10N/kg=1200N
滑轮组做的有用功
W 有=Gh =1200N ×6m=7200J
（2）总功为
7200J
9000J 80%
W W η
=
=
=有
总 有两股绳，物体上升6m ，绳自由端移动
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226m 12m s h ==⨯=
拉力为
9000J
750N 12m
W F s =
==总 （3）滑轮组做的额外功
W 额=W 总-W 有=9000J -7200J=1800J
拉力F 的功率
9000J 900W 10s
W P t ===总
因为不知道绳与滑轮摩擦力是多少，所以无法计算动滑轮的重力，故选①②。

答：（1）滑轮组做的有用功7200J ； （2）拉力F 的大小750N ； （3）可求出①②。

8、【答案】（1）10N ；（2）103Pa 【解析】 解（1）由m
V
ρ=
得 3-63-33
3
600g =
=
=1000cm 100010m =10m 0.6g/cm
m V ρ=⨯木
木木
木块浸没
-3310m =V V =木排
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根据阿基米德原理得
33-331.010kg/m 10m 10N/kg=10N F V g ρ==⨯⨯⨯浮水排
（2）剪断细线后，由于ρ木＜ρ水，则木块上浮，静止时漂浮，此时
'0.6kg 10N/kg=6N F G m g ===⨯浮木木
又'
'
F V g ρ=浮水排，则
'
'
-4333
6N ==610m 1.010kg/m 10N/kg
F V g ρ=⨯⨯⨯浮排水 露出水面的体积为
-33-43-43==10m -610m =410m V V V '-⨯⨯露木排
则
-43-43
-42-32
410m 410m ===0.1m 4010m 410m
V h S ⨯⨯∆=⨯⨯露容 故
3331.010kg/m 10N/kg 0.1m=10Pa P g h ρ∆=∆=⨯⨯⨯水
答：（1）木块所受的浮力大小是10N ；
（2）将细线剪断后，木块静止时，容器底部受到水的压强变化了310Pa 。

9、【答案】（1）41.610N ⨯；（2）20m/s ；（3）31.510N ⨯ 【解析】
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（1）汽车的总重力
341.610kg 10N/kg=1.610N G mg ==⨯⨯⨯
（2）汽车匀速行驶时的速度
1000m 20m/s 50s
s v t =
== （3）汽车匀速行驶时所受的牵引力
631.510J
1.510N 1000m
W F s ⨯===⨯牵
答：（1）汽车的总重力是41.610N ⨯； （2）汽车匀速行驶时的速度是20m/s ；
（3）汽车匀速行驶时所受的牵引力是31.510N ⨯。

10、【答案】（1）45a 10P ⨯；（2）5610N ⨯；（3）如果海面所有浮冰全部熔化后，对海平面水位不会造成影响 【解析】
解：（1）海水密度近似为水的密度1.0×103kg/m 3，水下5米深处海水产生的压强是
3431.010kg/10N/kg 5m 51Pa m 0p gh ρ==⨯⨯=⨯⨯
（2）60t 的浮冰漂浮在海面上，其浮力与重力相等，因此浮冰受到的浮力是
356010kg 10N/kg 610N F G mg ===⨯⨯=⨯浮
（3）浮冰漂浮在海面上，其浮力与重力相等
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gV gV ρρ=海水排冰冰
可求得排水体积为
V V g V g ρρρρ=
=排海水冰冰冰冰
海水
冰熔化成水，质量不变，熔化成水的体积
V m m V ρρρρ===水
冰
水冰水冰
水水
海水密度近似为水的密度1.0×103kg/m 3，则
V V =排水
即浮冰熔化成水与冰排开水的体积相等，即如果海面所有浮冰全部熔化后，对海平面水位不会造成影响。

答：（1）水下5米深处海水产生的压强是45a 10P ⨯；
（2）浮冰受到的浮力是5610N ⨯；
（3）如果海面所有浮冰全部熔化后，对海平面水位不会造成影响。

11、【答案】（1）72km/h ；（2）74.1410J ⨯；（3）30% 【解析】
解：（1）A 、B 两地之间的距离为
78km 42km 36km s =-=
汽车行驶的时间为
8:458:1530min 0.5h t =-==
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汽车在A 、B 两地的速度为
36km 72km/h 0.5h
s v t =
== （2）汽车匀速行驶，所受的牵引力
1150N F f ==
汽车牵引力做的功
71150N 36000m 4.1410J W Fs ==⨯=⨯
（3）汽油燃烧放出的热量
784.610J/kg 3kg 1.3810J Q mq ==⨯⨯=⨯
发动机效率
784.1410J
100%100%30%1.3810J
W Q η⨯=⨯=⨯=⨯
答：（1）汽车在A 、B 之间的速度为72km/h ； （2）汽车在行驶过程中牵引力做的功为4.14×107J ； （3）汽车发动机的效率为30%。

12、【答案】（1）3310Pa ⨯；（2）7N ；（3）0 【解析】
解（1）水的深度为
12=10cm+20cm=30cm=0.3m h L L =+
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故图中水对容器底的压强
333110kg/m 10a m N/0kg 0=.3=P 31p gh ρ⨯⨯=⨯⨯
（2）若从阀门放出m 1=300g 的水后，则放出水的体积为
313
1
g c /c 3m
00g
=
=300m 1m V ρ
=
则水面下降的高度为
3
112
300cm =3cm 200cm 10cm 10cm
V h S S ==--⨯木容 则排开液体的体积为
()3=10cm 10cm 10cm-3cm =700cm V S h =⨯⨯木
木块受到的浮力
333-6110kg/m 1N 0N/kg 70=m =7010F gV ρ⨯=⨯⨯⨯浮排
（3）若从阀门继续放出m 2=200g 的水后，则放出水的体积为
323
2
g c /c 2m
00g
=
=200m 1m V ρ
=
水面再下降的高度为
3
222200cm =2cm 200cm 10cm 10cm
V h S S ==--⨯木容
则排开液体的体积为
()3=10cm 10cm 10cm-3cm-2cm =500cm V S h =⨯⨯木
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21 木块受到的浮力
33-63110kg/m 1N 0N/kg 50'=m =5010F gV ρ⨯=⨯⨯⨯浮排
木块的重力为
()-333
20.610kg/m 10N/kg=6N =1=01g 0m G mg V ρ⨯=⨯⨯⨯木 浮力小于重力，会沉底，但是在放水的过程中，当浮力等于重力，即漂浮后，液面降低，排开液体的体积不变，水和木块一起下降，故此时绳子的拉力为0N 。

答：（1）图中水对容器底的压强为3310Pa ⨯；
（2）若从阀门放出m 1=300g 的水后，木块受到的浮力
（3）但是在放水的过程中，当浮力等于重力，即漂浮后，液面降低，排开液体的体积不变，水和木块一起下降，故此时绳子的拉力为0N 。