专题三专题演练1.(2022·盐城中考)双轮电动平衡车越来越受到人们的喜爱。如图所示，质量为40kg的小红驾驶平衡车在平直的路面上匀速行驶，5min通过的路程为900m，已知平衡车的质量为10kg，轮胎与地面的总接触面积为25cm2，g取10N/kg。求：(1)平衡车的速度；(2)平衡车的重力；(3)小红驾驶平衡车时，车对地面的压强。2．(2022·江西中考)如图所示，将边长为5cm的实心正方体木块轻轻地放入装满水的溢水杯中，木块静止时，从杯中溢出水的质量为0.1kg(g取10N/kg)。求：(1)木块受到的浮力；(2)木块的密度；(3)木块下表面受到水的压强。9\n3.(2022·枣庄中考)如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图，已知井深10m，物体重G＝4×103N，汽车重G车＝3×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F＝2×103N，汽车受到的阻力为车重的0.05倍，请计算：(1)若汽车运动的速度为1.2m/s，则将物体由井底拉至井口，需要多长时间？(2)滑轮组的机械效率是多少？(保留一位小数)(3)汽车的牵引力是多大？(4)将物体由井底拉至井口，汽车的牵引力做的功是多少？4．(2022·盐城中考)在综合实践活动中，小明设计了一种电热饮水机电路，如图甲所示，R1和R2均为电热丝，S29\n是自动控制开关，可实现“低挡”“高挡”之间的转换，饮水机工作时功率随时间的关系图像如图乙所示。求：(1)30min内电路消耗的总电能；(2)饮水机工作时，通过电阻R1的电流；(3)电阻R2的阻值。5．(2022·衡阳中考)如图所示是某型起吊装置示意图。在某次打捞过程中，使用该装置将质量为4.8×103kg的水中物体A在10s内匀速竖直吊起1m高(物体A未露出水面)，电动机工作电压为380V，工作电流为50A，电动机对钢绳的拉力F1为1.9×104N，滑轮组的机械效率为50%，已知水的密度为1.0×103kg/m3。求：9\n(1)电动机在10s内消耗的电能；(2)钢绳拉力F1在10s内做的功；(3)物体A所受拉力F2的大小；(4)物体A的密度。6．(2022·福建中考)一辆汽车为50km长的新建大桥进行通车测试，如图所示。汽车总质量为1.5t，以100km/h的速度匀速通过大桥，受到的阻力是总重的0.08倍，全程消耗了4kg的汽油。g取10N/kg，求汽车通过大桥：9\n(1)所需的时间；(2)牵引力所做的功；(3)汽油机的效率。(q汽油＝4.6×107J/kg)参考答案1．解：(1)平衡车的速度：v＝＝＝3m/s。(2)平衡车的重力：G车＝m车g＝10kg×10N/kg＝100N。9\n(3)小红和电动平衡车的总重力：G总＝(m人＋m车)g＝(40kg＋10kg)×10N/kg＝500N，车对水平地面的压力：F＝G总＝500N，车对水平地面的压强：p＝＝＝2×105Pa。答：(1)平衡车的速度为3m/s；(2)平衡车的重力为100N；(3)小红驾驶平衡车时，车对地面的压强为2×105Pa。2．解：(1)木块受到的浮力：F浮＝G排＝m排g＝0.1kg×10N/kg＝1N。(2)正方体木块的体积：V木＝(0.05m)3＝1.25×10－4m3，因为木块漂浮，所以G木＝F浮＝1N，因为G木＝m木g＝ρ木V木g，所以木块的密度：ρ木＝＝＝0.8×103kg/m3。(3)由于木块漂浮，根据浮力产生的原因可知，木块下表面受到的水的压力：F＝F浮＝1N，木块的底面积：S＝(0.05m)2＝0.0025m2，木块下表面受到的水的压强：p＝＝＝400Pa。答：(1)木块受到的浮力为1N；(2)木块的密度为0.8×103kg/m3；(3)木块下表面受到的水的压强为400Pa。3．解：(1)由图可知，滑轮组中由3段绳子承担重物，则物体上升的速度：v物＝v车＝×1.2m/s＝0.4m/s，物体由井底拉至井口需要的时间：t＝＝＝＝25s。9\n(2)滑轮组的机械效率：η＝＝＝＝＝×100%≈66.7%。(3)由题意可得，汽车受到的阻力：f＝0.05G车＝0.05×3×104N＝1500N，汽车匀速直线运动，受到平衡力作用，在水平方向上，汽车受到向右的牵引力、向左的拉力、向左的阻力作用，由力的平衡条件可得牵引力：F牵＝F＋f＝2×103N＋1500N＝3500N。(4)汽车运动的距离：s车＝3h＝3×10m＝30m，牵引力做功：W牵＝F牵s车＝3500N×30m＝1.05×105J。答：(1)将物体由井底拉至井口，需要25s；(2)滑轮组的机械效率是66.7%；(3)汽车的牵引力是3500N；(4)汽车的牵引力做的功是1.05×105J。4．解：(1)由图乙可知，高挡功率P高＝660W，t1＝10min＝600s，低挡功率P低＝220W，t2＝20min＝1200s；30min内电路消耗的总电能：W＝W1＋W2＝P高t1＋P低t2＝660W×600s＋220W×1200s＝6.6×105J。(2)由图甲可知，当S1、S2都闭合时，R1、R2并联，电路中电阻较小，由P＝可知，电功率较大，为“高挡”；当S1闭合、S2断开时，电路中只有R1，电路中电阻较大，由P＝可知，电功率较小，为“低挡”；由P＝UI可得，通过R1的电流：I1＝＝＝1A。(3)从“低挡”到“高挡”，只是并联了R2，电源电压不变，R1的功率不变，则R2的功率：P2＝P高－P低＝660W－220W＝440W，由P＝可得，电阻R2的阻值：R2＝＝＝110Ω。答：(1)30min内电路消耗的总电能为6.6×105J；9\n(2)饮水机工作时，通过电阻R1的电流为1A；(3)电阻R2的阻值为110Ω。5．解：(1)电动机在10s内消耗的电能：W＝UIt＝380V×50A×10s＝1.9×105J。(2)物体上升h＝1m，F1移动的距离：s＝4h＝4×1m＝4m，钢绳拉力F1在10s内做的功：W＝F1s＝1.9×104N×4m＝7.6×104J。(3)由η＝可得，机械效率：η＝＝＝，物体A所受拉力F2的大小：F2＝4ηF1＝4×50%×1.9×104＝3.8×104N。(4)物体A的重力：G＝mg＝4.8×103kg×10N/kg＝4.8×104N，由于物体匀速上升，所以F2＋F浮＝G，F浮＝G－F2＝4.8×104N－3.8×104N＝1×104N，由F浮＝ρ液gV排可得，排开水的体积：V排＝＝＝1m3，因为物体浸没，所以V＝V排＝1m3，物体的密度：ρ＝＝＝4.8×103kg/m3。答：(1)电动机在10s内消耗的电能为1.9×105J；(2)钢绳拉力F1在10s内做的功为7.6×104J；(3)物体A所受拉力F2的大小为3.8×104N；(4)物体A的密度为4.8×103kg/m3。6．解：(1)由v＝可得，所需的时间：t＝＝＝0.5h。(2)汽车总质量m＝1.5t＝1.5×103kg，汽车的总重力：G＝mg＝1.5×103kg×10N/kg＝1.5×104N，9\n汽车受到的阻力是总重的0.08倍，则f＝0.08G＝0.08×1.5×104N＝1.2×103N，因为匀速通过大桥，所以牵引力F＝f＝1.2×103N，牵引力所做的功：W＝Fs＝1.2×103N×5×104m＝6×107J。(3)汽油完全燃烧放出的热量：Q＝mq＝4kg×4.6×107J/kg＝1.84×108J，汽油机的效率：η＝＝×100%≈32.6%。答：(1)所需的时间为0.5h；(2)牵引力所做的功为6×107J；(3)汽油机的效率为32.6%。9
