人教八年级物理下册期末复习实验计算题测试题及答案()

　人教版物理八年级下册

　期末实验计算题压轴试卷检测题（D WORD 版含答案）

　(10)

　 一、实验题计算题压轴题等 1．体重为 800N 的工人师傅在维修汽车发动机时，用如图所示的滑轮组把汽车里的发动机提起来，当工人师傅用 F=600N 的拉力，使发动机在 10s 内匀速上升 1m 的过程中，滑轮组的机械效率为 80%。不计绳重和绳与滑轮之间的摩擦。求：

　 (1)工人师傅做功的功率；

　(2)若绳能承受的最大拉力为 850N，求这位工人师傅通过此滑轮组能拉起物体的最大重力。

　2．如图甲所示，有两个质量分布均匀、不吸水的实心长方体 A 和 B，已知：m A =600g，S A =100cm 2 ，h A =10cm，S B =50cm 2 ，h B =4cm，B 的密度大于水，B 的质量为 m x 克(m x 取值不确定)，A、B 表面的中央用一根长为 L=5cm 的细线连接。如图乙所示，现将它们放入一个置于水平地面上的足够高的薄壁柱型容器中央处，容器底面积 S 容 =300cm 2 ，细线的质量、体积等次要因素都忽略不计，且全程未被拉断，ρ 水 =1.0×10 3 kg/m 3 ，g=10N/kg。

　(1)求长方体 A 的重力；

　(2)小红同学沿容器壁缓慢加水，当加水质量为 m 1 =700g 时，求水对容器底的压强 p 1 ；

　(3)在小红同学加水的过程中，细线拉力从 0 开始逐渐增大，当细线的拉力刚好不再变化时，求此时水对容器底的压强 p 2 与 m x 的函数关系式。

　 3．一个质量为 80g 的圆柱形瓶身的空玻璃瓶，内装 10cm 高的水密封后放在水平地面上，如图甲所示，h 1 =10cm，再将玻璃瓶分别倒置在盛有水和某种未知液体的容器中，静止后，瓶内、外液面的高度差如图乙所示 h 2 =2cm，如图丙所示 h 3 =6cm（瓶壁厚度忽略不计），求：玻璃瓶在水中收到的浮力为______N，未知液体的密度为______g/cm 3 。

　4．蛟龙 AG600 水陆两栖飞机是我国自主研制的“三大飞机”之一，被誉为国之重器，AG600主要用于大型灭火和水上救援，可以从地面起飞和降落，也可以从水面起飞和降落，AG600 空载时质量为 41.5t，最多可储水 12t。（取 g=10N/kg，ρ 水 =1.0×10 3 kg/m 3 ）求：

　（1）AG600 空载时的重力是多少？

　（2）某次试飞后，AG600 储满水后在某湖面上，求其排开湖水的体积。

　（3）在一次水面滑行测试中，AG600 储一定质量的水，在水面上以 10m/s 的速度匀速滑行了 1min，滑行过程中飞机所受阻力为总重的 0.5 倍，发动机牵引力的实际功率为2500kW，求飞机在这次滑行测试中所储水的质量是多少？

　5．如图甲所示，在一个长方体容器底部固定一轻质弹簧，弹簧上端连有一边长为 0.1m 的实心正方体物块 A，当容器中水的深度为 20cm 时，物块 A 有 3/5 的体积露出水面，此时弹簧恰好处于自然伸长状态（即没有发生形变）（已知3 31.0 10 kg/m   水）。求：

　（1）物块 A 受到的浮力大小；

　（2）物块 A 的密度大小；

　（3）若往容器中缓慢加水（水未溢出）至物块 A 恰好浸没时，立即停止加水，相比加水之前，此时水对容器底部压强的增加量p 大小。（已知缓慢加水的过程中，弹簧受到的拉力 F 跟弹簧的伸长量 L 关系如图乙所示）

　6．如图是工人将重 160N 的物体匀速放下的过程，已知当物体下降的距离为 2m 时，用时4s。工人的拉力为 50N，工人质量为 60kg。（物体未浸入水中，且不计绳重及摩擦）

　(1)求工人放绳的速度；

　(2)求滑轮组的效率 η 1 ；

　(3)如果物体完全浸没水中后滑轮的机械效率为 η 2 ，已知 η 1 ：η 2 ＝4：3（物体在水中仍匀速下降，动滑轮不会浸入水中且不计绳重及摩擦，g＝10N/kg）。求：当物体完全浸没水中后，工人对地面的压力。

　 7．如图甲所示是位于宜宾市高庄桥的国内首座“公路在下、铁路在上”的金沙江公铁两用

　大桥的施工现场照片,如图乙所示，是某次施工中使用的升降与移动的塔吊和滑轮组，为了保证塔吊起重物不会翻倒，在塔吊左边配有一个重物 P，已知 OA=12m，OB=4m，动滑轮的质量为 40kg，一块重为 8×10 4 N、体积为 1m 3 的正方体物块 D，（忽略江水流动对物块的影响，不计绳、塔吊横梁及定滑轮的自重和摩擦，江水密度取3 31.0 10 kg/m   水，g=10N/kg)；

　 （1）若物块 D 从平台上匀速升降，为了保证铁塔不至翻倒，使其横梁始终保持水平，求塔吊左边的配重物 P 的质量为多少千克？

　（2）若将物块 D 完全浸没水中后以 0.4m/s 的速度匀速下沉到江底，则拉力 F 的功率是多少？

　（3）若将物体 D 从江底匀速打捞出水面，假如绳子自由端的最大拉力为 2.5×10 4 N，那么物体 D 露出体积为多少时，绳子刚好被拉断？

　8． 电梯为居民出入带来很大的便利，小明家住 6 楼，每层楼高 3m，放学后，乘电梯回家：

　(1)电梯在 20s 内将小明送到家，在此过程中，电梯上升的平均速度是多少？

　(2)已知小明的体重为 500N，电梯对小明做功的功率为多少？

　(3)如图是一种电梯的结构示意图。A 为电梯厢，B 为动滑轮，绕过滑轮的钢丝绳一端固定在楼房顶层，另一端通过电动机提供拉力，C 为配重。在电动机拉力作用下电梯厢能在电梯井中沿竖直通道上下运行。某次运行中，电梯将总质量为 180kg 的小明一家人送回家时，电动机拉力 F 为 6000N。（不计钢丝绳、滑轮重及摩擦）

　在此过程中，电梯的机械效率是多少？

　 9．某人用如图所示的滑轮组将重 480N 的物体在 10s 内匀速提高 2m，（不计绳重和摩擦）所用的拉力 F 为 200N，求：

　(1)拉力 F 的功率是多少？

　(2)滑轮组的机械效率是多少？

　(3)如果用此滑轮组提起 600N 的物体，需要多大的拉力？

　 10．“振华 30”轮船是我国自主研制的世界最大起重船，有“大国重器”之美誉。某次施工 中，“振华 30”轮船将重达几千吨的海底隧道接头装置，匀速缓慢的从其上表面距海面 10 m深的水下提升到空中。“振华 30”起吊装置、滑轮组示意图如图甲，提升过程中，绳子自由端拉力 F 的功率随时间变化如图乙所示。接头装置脱离水面后，滑轮组机械效率为 80%。不计绳重及摩擦，不计海水阻力，ρ 海水 =1.0×l0 3 kg/m 3 ， g 取 10N/kg）。求：

　 （1）开始提升前，隧道接头装置上表面受到的压强；

　（2）隧道接头装置的重力；

　 （3）隧道接头装置的密度。

　11．如图所示，利用质量为 1.5 t 的汽车将矿井中的矿石以 2 m/s 的速度匀速向上提升．已知汽车的最大功率为 10 kW，汽车轮胎与地面的阻力为车重的 0.1 倍，轮胎与水平地面总的接触面积为 0.2 m 2 ，动滑轮质量为 25 kg，不计滑轮摩擦及绳重，g 取 10 N/kg．求

　 （1）汽车对地面的压强，若提升 1 000 kg 矿石至地面用时 30 s，绳子对矿石做的功．

　（2）保持提升矿石的速度不变，滑轮组的最大机械效率

　12．如图所示，实心物体 A 漂浮在水面上，现利用电动机通过滑轮组拉动 A，使 A 向下运动。已知 A 的体积为 1m 3 ，密度为 0.5×10 3 kg/m 3 。动滑轮重为 1×10 3 N，电动机工作时拉绳子的功率为 1.2×10 3 W 且保持不变，不计绳重、摩擦和水的阻力，求：

　 (1)A 的重力；

　(2)A 浸没在水中受到的浮力；

　(3)A 向下运动的最小速度；

　(4)A 向下运动过程中，滑轮组机械效率的最大值。

　13．如图甲是一台汽车起重机，相关参数见表格.起重钩通过滑轮组升降，滑轮组如图乙.某次作业，起重机将 200kg 的货物由地面起吊到 5m 的高度，用时 20s，不计绳重和一切摩擦，g=10N/kg。求：

　 （1）拉力 F；

　（2）拉力 F 做功的功率；

　（3）滑轮组的机械效率。

　14．如图所示，质量为 40kg 的小明同学骑着一辆自行车在平直公路上匀速运动 100m，所用时间为 20s．求：

　 （1）自行车行驶的速度？

　（2）若自行车质量为 10kg，车胎与地面总的接触面积为 40cm 2 ，则该同学骑车时，自行车对地面的压强为多少？（取 g＝10N/kg）

　（3）如果自行车在匀速行驶过程中受到的阻力如图所示．那么行驶 100m，小明同学所做的功是多少？

　15．阅读短文，回答问题：轮轴

　在生产、生活中，人们会用到轮轴，轮轴由具有公共转轴的轮子和轴构成。

　（1）辘轳（如图 1 所示）就是轮轴的一种，它的侧面图如图 2 所示，辘轳也可以看成是杠杆的变形，辘轳绕着转动的轴心就是支点，辘轳的把手转动一圈就是如图虚线所示的轮，作用在把手上的力为动力 F 1 ，井绳对轴向下的拉力是阻力 F 2 ，请在辘轳的侧面图上画出辘轳的杠杆示意图。

　（_____）

　通过示意图可以发现辘轳是_____杠杆。

　 （2）动手探究：

　选用身边的器材探究轮轴的特点完成实验，如：圆珠笔芯（可以选用油性笔笔芯或普通圆珠笔笔芯，如图 3 所示），若手头没有圆珠笔芯也可以选用其它一头粗一头细的笔代替。该实验不考虑摩擦力不同对结果的影响。

　①左手捏紧笔头，右手旋转笔管，则左手不能使笔头部分保持不被旋转。

　②左手捏紧笔管，右手旋转笔头，则左手能使笔管部分保持不被旋转。

　③当笔管转动一圈，笔头也转动一圈，由于笔头的直径小于笔管的直径，所以捏住笔管的手比捏住笔头的手费距离。

　④根据以上实验圆珠笔芯也相当于轮轴，笔管相当于_____（填“A 轮”或“B 轴”），笔头相当于_____ （填“A 轮”或“B 轴”），所以使用轮轴时，当轮带动轴，则_____（填“A 省”或“B 费”）力，但_____（填“A 省”或“B 费”）距离。

　（3）应用：

　①通过以上学习，判断如图 4 中不是轮轴的实例_____；

　②体重相同、力气一样的 A 和 B 两同学在玩游戏。A 握住球棒的细端，B 握住球棒的粗端，如图 5 所示，各自向相反方向拧，获胜者是_____。

　【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除

　一、实验题计算题压轴题等

　 1．(1)180W；(2)2040N

　【详解】

　(1)工人拉力移动距离

　=3 1m 3m s nt   

　工人师傅做功

　600N 3m 1800J W Fs    

　工人师傅做功的功率

　1800J180W10sWPt  

　(2)由

　=W Gh Gh GW Fs Fnh Fn   有总 可得，发动机的重力

　80% 600N 3 1440N G Fn      

　不计绳重和绳与滑轮之间的摩擦，由  1F G Gn 轮得动滑轮的重力

　= 3 600N 1440N 360N G nF G     轮 力的作用是相互的，则绳上的拉力不能超过工人师傅体重，工人通过此滑轮组能拉起最重物体时，绳上的最大拉力

　F 大 =G 人 =800N

　由  1F G Gn 轮可得，物体的最大重力

　= =3 800N-360N=2040N G nF G  大 轮 答：(1)工人师傅做功的功率为 180W。

　(2)这位工人师傅通过此滑轮组能拉起物体的最大重力为 2040N。

　2．(1)6N；(2)280Pa；(3)见解析

　【详解】

　(1)长方体 A 的重力为

　A A0.6kg 10N/kg 6N G m g     (2)长方体 A 的密度分别为

　3A AA2A A A600g0.6g/cm100cm 10cmm mV S h     则 A 的密度小于水，沿容器壁缓慢加水时，物体 B 沉底、A 漂浮，当加水质量为 m 1 =700g时，水的体积为

　313700g700cm1g/cmmV  水水

　假设未浸没物体 B，则液面高度为

　312 2B700cm2.8cm300cm 50cmVhS S   水容 由于计算出的液面高度小于物体 B 的高度，故假设成立，此时求水对容器底的压强为

　3 31 110 kg/m 10N/kg 0.028m 280Pa p gh      水 (3)在小红同学加水的过程中，细线拉力从 0 开始逐渐增大，此时物体 A 漂浮在水中所受浮力等于自重，即

　A A AF G gV gS h      浮 水 水 排 则物体 A 浸入水中的深度为

　A3 3 4 2A6N0.06m10 kg/m 10N/kg 100 10 mGhgS     水 当物体 A 全部浸入水中时，其所受浮力刚好最大，则细线的拉力刚好不再变化，假设物体B 仍沉底且容器对其支持力为零，此时

　A A A AT F G gV G     水 B B A B AG T F gV gV G       水 水 则

　3 3 3B A B A1g/cm (1000cm 200cm ) 600g 600g m V V m          水 水 当 600gxm  时，则此时液面高度为

　B4cm 5cm 6cm 15cm h h Lh       水对容器底的压强为

　3 3210 kg/m 10N/kg 0.15m 1500Pa p gh      水 当 600gxm  时，物体 B 恰好离开容器底向上运动时，此时绳的拉力为

　B xT G m g  此时物体 A 受力为

　A A A xF T G m g m g      则物体 A 浸入水中的深度为

　A A AA A Ax xm g m g m m FhgS gS S      水 水 水 则此时液面高度为

　A2 BAxm mh h LS   水 水对容器底的压强为

　A2 BA( )xm mp g h LS  水水 答：(1)长方体 A 的重力为 6N；

　(2)小红同学沿容器壁缓慢加水，当加水质量为 m 1 =700g 时，水对容器底的压强为 280Pa；

　(3)当 600gxm  时，水对容器底的压强 p 2 为 1500Pa；当 600gxm  时，水对容器底的压强为A2 BA( )xm mp g h LS  水水。

　3．704

　0.75

　 【详解】

　[1]设圆柱形瓶身的玻璃瓶的底面积为 S，由阿基米德原理可知

　1 2( ) F S h h g   浮 水 水的重量为

　1G Sh g  水 水 由受力平衡可知

　F G G  浮 水 容器

　即

　1 2 1( ) S h h g Sh g m g     水 水 容 即

　2Sh g m g  水 容 则

　1 21 2210cm 2cm0.08kg 9.8N/kg 4.704N2cmh hF Sh h g m gh       浮 水 容

　[2]由阿基米德原理可知

　1 3 1 2( + ) ( ) F S h h g F S h h g     浮 液 浮 水 则

　3 3 3 3 31 21 310cm 2cm1 0 kg/m 0.75 10 kg/m 0.75g/cm+ 10cm 6cmh hh h        液 水

　4．（1）4.15×10 5 N（2）53.5m 3 （3）8500kg

　【解析】

　【详解】

　（1）AG600 空载时的质量：m=41.5t=41.5×10 3 kg，则受到的重力：G=mg=41.5×10 3 kg×10N/kg=4.15×10 5 N；

　（2）AG600 储满水时总质量：m 总 =41.5t+12t=53.5t=53.5×10 3 kg，受到的总重力：G 总 =m 总g=53.5×10 3 kg×10N/kg=5.35×10 5 N；AG600 储满水后漂浮在某湖面上，所以 AG600 受到的浮力：F 浮 =G 总 =5.35×10 5 N，因为 F 浮 =ρ液 gV 排 ，所以排开水的体积：V 排=53 35.35 10 N=1 10 kg/m 10N/kgFg  浮水=53.5m 3 ；

　（3）因为 P=W Fst t =Fv，发动机的牵引力为：F=32500 10 W10m/sPv =2.5×10 5 N，由于

　匀速滑行，牵引力和阻力是平衡力，所以受到的阻力：f=F=2.5×10 5 N，已知滑行过程中飞机所受阻力为总重的 0.5倍，即 f=0.5G 总 ，所以此时的总重：G总 ′=2f=2×2.5×10 5 N=5×10 5 N，此时储水的重力：G 水 ′=G 总 ′-G=5×10 5 N-4.15×10 5 N=0.85×10 5 N，则储水的质量为：m 水 ′=50.85 10 N10N/kgGg水=8500kg。

　答：（1）AG600 空载时的重力是 4.15×10 5 N；

　（2）排开湖水的体积是 53.5m 3 ；

　（3）飞机在这次滑行测试中所储水的质量是 8500kg。

　5．（1）4N（2）0.4×10 3 kg/m 3

　（3）600Pa

　【解析】

　【详解】

　（1）物块 A体积为 V=（0.1m）

　3 =0.001m 3 ，

　则 V 排 =V-V 露 =V-35V =25V =320.001m5 =4×10 -4 m 3 ，

　物体 A受到的浮力：F 浮 =ρ 水 gV 排 =1×10 3 kg/m 3 ×10N/kg×4×10 -4 m 3 =4N；

　（2）弹簧恰好处于自然状态时没有发生形变，弹簧对物体没有力的作用，物体受到重力和浮力作用，F 浮 =G，ρ 水 gV 排 =ρ 物 gV，ρ 物 =VV排ρ 水 =3 321 10 kg/m5  =0.4×10 3 kg/m 3 ；

　（3）物块 A刚好完全浸没水中弹簧对 A的拉力：

　F 1 =F 浮 -G=ρ 水 gV-ρ 物 gV=1×10 3 kg/m 3 ×10N/kg×10 -3 m 3 -0.4×10 3 kg/m 3 ×10N/kg×10 -3 m 3 =6N；

　 由图乙可知：此时弹簧伸长了 6cm，则容器内水的深度增量 6cm 0.06m h    ；

　水对容器底压强的变化量：Δp=ρ 水 g△h=1×10 3 kg/m 3 ×10N/kg×0.06m=600Pa。

　答：（1）物块 A 受到的浮力是 4N；

　（2）物块 A 的密度大小是 0.4×10 3 kg/m 3 ；

　（3）水对容器底压强的变化量是 600Pa。

　6．(1)2 m/s；(2)80%；(3)625 N

　【详解】

　(1) 物体下降速度为

　2m0.5m/s4shvt  

　由图知，n=4，绳子上升的速度为

　4 4 0.5m/s 2m/s v v    绳 物 (2) 绳子运动距离

　4 4 2m 8m s h    

　放绳子的有用功

　160N 2m 320J W Gh    有用1 放绳子的总功

　50N 8m 400J W Fs    总1

　滑轮组的效率

　1320J100% 80%400JWW    有用1总1

　(3) 物体未浸入水中时，不计绳重及摩擦，动滑轮受到重物对它的拉力、本身的重力、绳子的拉力，由4G GF动可得，动滑轮重力

　4 4 50N 160N 40N G F G      动 已知 η 1 ：η 2 ＝4：3，则物体完全浸没水中后滑轮组的机械效率为

　2 13 380% 60%4 4     

　物体完全浸没水中后，滑轮组对物体的拉力做的功为有用功，不计绳重及摩擦，克服动滑轮重力做的功为额外功，则此时滑轮组的机械效率

　222= 60%40W F h F FW F h G h F G F N      有用 拉 拉 拉总 拉 轮 拉 轮 拉 解得滑轮组对物体的拉力：F 拉 =60N

　完全入水后，动滑轮受到重物对它向下的拉力、本身向下的重力、4 段绳子向上的拉力，由力的平衡条件可得：4F=F 拉 +G 动 ，则人对绳子的拉力

　60N 40N25N4 4F GF   拉 动 因为物体间力的作用是相互的，所以绳子对人的拉力也为 25N，人的重力为

　60kg 10N/ kg 600N G m g    人 人 对人进行受力分析可知，人受竖直向下的重力、竖直向下的拉力、竖直向上的支持力，则人受到竖直向上的支持力

　600N 25N 625N F G F     支 人 因为物体间力的作用是相互的，则人对地面的压力为 625N。

　答：(1)工人放绳的速度为 2 m/s；

　(2)滑轮组的效率 η 1 为 80%；

　(3) 工人对地面的压力 625N。

　7．(1)24120kg；(2)28160W；(3)0.46m 3

　【详解】

　(1)由 G mg  得，重物的质量是

　48 10 N8000kg10N/kgGmg  物物 由杠杆平衡条件可得

　OA m g OB m g   配 总 即

　OA m m g OB m g    配 物 动（ ）

　解得

　  12m 40kg 8000kg24120k)g(4mOA m m gmOB g     物 动配 (2)由题可知，不计摩擦和绳重，由图可知，绳子的有效股数 n=3，物块 D 完全浸没水中所受的浮力是

　3 3 4= =1.0 10 kg 10N/kg 1m 1 10 N F gV      浮 液 排 水对滑轮的拉力是

　4" 8 10 N 10000N 70000N F G F      浮 物 拉力是

　" 70000N1 1 70400340k3 3g 10N/kg N F F G      动（ ）

　（ ）

　绳子自由端的移动速度

　" 3 3 0.4m/s 1.2m/s v v    物 拉力 F 的功率

　" N7040031.2m/s 28160W P Fv    

　(3)当绳子自由端的最大拉力为42.5 10 N F  大时，由13F F G  大 拉 动（ ）

　可知物体拉滑轮的力 F 拉 为

　43 3 2.5 10 N 40kg 10N/kg 74600N F F G        拉 大 动 此时物体所受的浮力

　4" 8 10 N 74600N 5400N F G F      浮 物 拉 浸在水中的体积

　" 33 35400N0.54m1 10 kg/m 10N/kgFVg    浮排水 物体露出水面的体积

　" 3 3 31m 0.54m 0.46m V V V     露 排 答：(1)若物块 D 从平台上匀速升降，为了保证铁塔不至翻倒，使其横梁始终保持水平，塔吊左边的配重物 P 的质量为 24120kg；

　(2)若将物块 D 完全浸没水中后以 0.4m/s 的速度匀速下沉到江底，则拉力 F 的功率是28160W；

　(3)若将物体 D 从江底匀速打捞出水面，假如绳子自由端的最大拉力为 2.5×10 4 N，那么物体 D 露出体积为 0.46m 3 时，绳子刚好被拉断。

　8．(1) 0.75m/s ；(2) 375W ；(3) 15%

　【详解】

　解：(1)一楼到六楼，升高的高度为 5 个楼高

　5 3m 15m h  

　电梯上升的平均速度

　15m0.75m/s20ssvt  

　(2)电梯对小明做功的功率为

　500N 15m375W20sW GhPt t   

　(3)由图可知动滑轮上有 2 段钢丝绳，则钢丝绳移动的距离为

　2 2 15m 30m s h    

　拉力做的总功为

　56000N 30m 1.8 10 J W Fs     总 小明一家人总重力为

　180kg 10N/kg 1800N G mg    

　拉力做的有用功为

　41800N 15m 2.7 10 J W Gh     有 则电梯的机械效率为

　452.7 10 J100%= 100%=15%1.8 10 JWW  有总 答：(1)电梯上升的平均速度是 0.75m/s 。

　(2)电梯对小明做功的功率为 375W 。

　(3)在此过程中，电梯的机械效率是 15% 。

　9．(1)120W；(2)80%；(3)240N

　【详解】

　解：(1)力做的总功为

　3 =200N 3 2m=1200J = W F h s F   总 拉力的功率为

　1200J=120W10sWPt 总 (2)由图知，滑轮组有三段绳子承担物重，则 3 s h  ，滑轮组的机械效率为

　480N100% 100%= 100% 100%=80%3 3 3 2001 0%N= 0 =Gh Gh GFs F hWW F      有总 (3)不计绳重和摩擦力，拉力

　1( )3F G G  轮 提升 480N 重物时

　1200N (480N )3G   轮

　3 200N 480N=120N G   轮 则当提升 600N 重物时，拉力

　1 1( )= (600N+120N)=240N3 3F G G   轮 答：(1)拉力 F 的功率是 120W；

　(2)滑轮组的机械效率是 80%；

　(3)如果用此滑轮组提起 600N 的物体，需要 240N 的力。

　10．（1）1×10 5 Pa；（2）6.4×10 7 N；（3）3.2×10 3 kg/m 3 。

　【解析】

　【详解】

　滑轮组的动滑轮绕 4 段绳；

　（1）．开始提升前，隧道接头装置上表面受到的压强

　p=ρgh=1.0×10 3 kg/m 3 ×10N/kg×10m=1×10 5 Pa；

　（2）．由图乙可知，100s 时接头装置上表面刚露出水面，到达水平面的距离是 10m，装置运动的速度

　v=10m100sht =0.1m/s，

　接头装置脱离水面后，绳子自由端拉力 F 的功率是 8×10 6 W，滑轮组的机械效率

　η=W P t PW P t P 有 有 有总 总 总，

　P 有 =P 总 η=8×10 6 W×80%=6.4×10 6 W，

　功率的公式 P=W Fst t =Fv，

　物体的重力

　G=66.4 10 W0.1m/sPv有=6.4×10 7 N；

　（3）．接头装置脱离水面后，滑轮组的机械效率

　η=4 4W Gh Gh GW Fs F h F  有总，

　绳子自由端的拉力

　F=76.4 10 N4 4 80%G=2×10 7 N，

　不计绳重及摩擦，绳子自由端的拉力 F=14（G+G 动 ），动滑轮的重力

　G 动 =4F-G=4×2×10 7 N-6.4×10 7 N=1.6×10 7 N，

　接头装置到达水面的距离为 10m，绳子自由端移动的距离

　s=4h=4×10m=40m，

　接头装置到达水面拉力做的功

　W 1 =Pt=6×10 6 W×100s=6×10 8 J，

　绳子的拉力

　F 1 =816 10 J40mWs =1.5×10 7 N，

　接头装置上面绳子的拉力

　F 2 =4F 1 -G 动 =4×1.5×10 7 N-1.6×10 7 N=4.4×10 7 N，

　接头装置受到的浮力

　F 浮 =G- F 2 =6.4×10 7 N-4.4×10 7 N=2×10 7 N，

　装置的体积

　V=V 排 =73 32 10 N1 10 kg/m 10N/kgFg  浮水=2×10 3 m 3 ，

　隧道接头装置的密度

　ρ=73 36.4 10 N10N/kg 2 10 mm GV gV  =3.2×10 3 kg/m 3 。

　答：（1）．开始提升前，隧道接头装置上表面受到的压强是 1×10 5 Pa；

　（2）．隧道接头装置的重力是 6.4×10 7 N；；

　 （3）．隧道接头装置的密度是 3.2×10 3 kg/m 3 。

　11．（1）

　6×10 5

　J ； (2)87.5%

　【详解】

　(1)汽车的重力：

　G=mg=1.5×1000kg×10N/kg=1.5×10 4 N，因水平面上物体的压力和自身的重力相等，所以，汽车对水平地面的压力：

　F 压 =G=1.5×10 4 N，地面的受力面积：

　S=0.2m 2 ，

　汽车对水平地面的压强：4421.5 10 N=7.5 10 Pa0.2mFpS  压 ；

　矿石的速度是 2m/s 重物匀速上升，则有绳子对矿石做的功：

　W 1 =G 石 v 1 t=1000kg×10N/kg×2m/s×30s=6×10 5

　J；

　(2) 保持提升矿石的速度不变，汽车的最大功率为 10kW，阻力为：

　：f=0.1G=0.1×1.5×10 4 N=1500N，则汽车的最大速度即为绳的自由端的速度，是：v=2m/s×2=4m/s，汽车水平方向受力平衡，有 F 拉 +f=F 牵 ，根据 P=Fv 得：

　10 1000W2500N4m/sPF fv   拉，F 拉 = F 牵 -f=1000N，则滑轮组的最大机械效率：(2 1000N 250N) 2m/s100% 87.5%1000N 2 2m/s      ．

　12．(1)5000N；(2)1×10 4 N；(3)0.2m/s；(4)83.3%

　【详解】

　(1)由mV  可得，A 的质量

　3 3 3A A A0.5 10 kg/m 1m 500kg m V      

　A 的重力：

　A A500kg 10N/kg 5000N G m g     (2)A 浸没在水中

　3A1m V V  排 A 浸没在水中受到的浮力

　3 3 3 41.0 10 kg/m 10N/kg 1m 1 10 N F gV        浮 水 排 (3)由图知，3 段绳子拉着动滑轮，当 A 完全浸没时绳子对物体 A 拉力最大，电动机对绳子的拉力

　4 3A1 11 10 N 5000N 1 10 N 2000N3 3F F G G       浮 动（ ﹣ ）

　（ ﹣ ）

　由 P Fv  可得，绳端移动的最小速度

　31.2 10 W0.6m/s2000NPvF  绳 则 A 向下运动的最小速度

　A1 10.6m/s 0.2m/s3 3v v    绳 (4)当 A 完全浸没时绳子对物体 A 拉力最大，效率最高，A 向下运动过程中的有用功

　W F G h 浮 有用（ ﹣ ）

　总功为

　3 W Fs Fh  总 所以最高机械效率为

　41 10 N 5000N83.3%3 3 2000NW F G hW Fh   有用 浮总（ ﹣ ）

　﹣ 【点睛】

　重点是重力、浮力、功率、效率的计算，要用到滑轮组拉力与绳子段数的关系，以及效率什么时候最高的知识，求效率时要理解，动滑轮拉物体做的是有用功，动力对动滑轮做的功为总功，然后可得效率。

　13．（1）800N；（2）600W；（3）83.3%

　【解析】

　【详解】

　（1）．货物的重为：200kg 10N/kg 2000N G m g    货物 货物；

　起重钩和动滑轮的总重为：40kg 10N/kg 400N G m g    滑轮 滑轮；

　由图乙知，n=3，则拉力为：

　   1 12000N 400N 800N3 3F G G     货物 滑轮；

　（2）．拉力移动距离：s=3h=3×5m=15m，

　拉力做的总功：W 总 =Fs=800N×15m=12000J，

　卷扬机的功率：12000J600W20sWPt  总；

　（3）．滑轮组的机械效率：

　2000N 5m100% 100% 100% 83.3%12000JW GhW W      有用总 总。

　答：（1）．拉力 F 为 800N；

　（2）．拉力 F 做功的功率为 600W；

　（3）．滑轮组的机械效率为 83.3%。

　14．（1）5m/s；（2）1.25×10 5 Pa；（3）4000J.

　【解析】（1）根据题意知道，运动时间 t=20s，运动距离 s=100m，所以，自行车做匀速直线运动的速度是：v=s/t=100m/20s=5m/s；

　（2）因为人的重力是：G 人 =m 人 g=40kg×10N/kg=400N，车的重力是：G 车 =m 车g=10kg×10N/kg=100N，

　所以，人和车对地面的压力是：F=G 人 +G 车 =400N+100N=500N，

　车胎与地面总的接触面积，即受力面积是：S=40 cm 2 =0.004m 2 ，

　所以，骑车时自行车对地面的压强是：p=F/S=500N/0.004m 2 =1.25×10 5 Pa

　（3）由图知道，在匀速行驶过程中受到的阻力是：f=40N，所以自行车做匀速直线运动的动力是：F 动 =f=40N，

　故小明同学所做的功是：W=Fs=fs=40N×100m=4×10 3 J

　点睛：本题考查的是速度公式的应用、压强的大小的计算及功的计算等，是基础题目，难度不大。

　15．

　 省力

　A

　B

　A

　B

　D

　B

　 【解析】

　【详解】

　（1）根据题意知道，轮轴的实质相当于杠杆，而辘轳就是轮轴的一种，其支点在轴心，阻力作用在轴上，动力作用在轮上，辘轳的杠杆示意图如下，且由图知道，动力臂远大于阻力臂，所以轮轴时一个省力杠杆。

　（2）当用铅笔探究轮轴的实验时，笔管相当于轮，而笔头相当于轴，所以，当轮带动轴时，由于轮半径远大于轴半径，故省力但费距离。

　（3）①通过以上学习知道，螺丝刀、方向盘和扳手在使用时都是轮轴，羊角锤在使用时属于杠杆；

　②体重相同、力气一样的 A和 B 两同学，A握住球棒的细端，B 握住球棒的粗端，由于 B端半径大省力，A端半径小费力，所以，应是 B 同学获胜。