专题02力学-计算题+综合题一、计算题（本大题共34小题）1.[来源:2020年浙江省宁波市中考物理试卷]如图所示，一个内底面积为100cm2的柱形容器中盛有深度为60cm的水，水底有一块底面积为50cm2，高6cm的长方体铝块。现用一电动机以恒定不变的输出功率把铝块提出水面并继续提升一段距离。已知铝块浸没在水中时上升速度恒为0.27m/s。铝的密度为2.7×103kg/m3，g取10N/kg，铝块提升过程中受到的阻力、绳子自重和摩擦等都不计。求：(1)铝块的重力。(2)把铝块提升到上表面与水面相平所需的时间。(3)电动机输出功率的大小。(4)铝块完全露出水面后匀速上升的速度。(5)铝块从浸没于水中到完全露出水面，水对容器底部压强的减小值。【答案】解：(1)铝块为长方体，所以铝块的体积：V=Sh=50×10-4m2×0.06m=3.0×10-4m3，铝块的质量：m=ρ铝V=2.7×103kg/m3×3.0×10-4m3=0.81kg，铝块的重力：G=mg=0.81kg×10Nkg=8.1N；(2)容器中水深60cm=0.6m，铝块高6cm=0.06m，则铝块提升到上表面与水面相平，铝块被提升的距离：s=h水-h铝=0.6m-0.06m=0.54m，由v=st可得，把铝块提升到上表面与水面相平所需的时间：t=sv=0.54m0.27m/s=2s；(3)铝块浸没时受到的浮力：F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×3.0×10-4m3=3N，铝块匀速上升时受到的浮力、电动机的拉力与铝块的重力平衡，所以电动机对铝块的拉力：F=G-F浮=8.1N-3N=5.1N，电动机输出功率：P=Fv=5.1N×0.27m/s=1.377W；(4)铝块完全露出水面后匀速上升时，电动机对它的拉力F'=G=8.1N，电动机输出功率恒定不变，则铝块露出水面后匀速上升的速度：v'=PF'=1.377W8.1N=0.17m/s；(5)铝块从浸没于水中到完全露出水面，排开水的体积减小，水面下降，则有：△V排=V=S容△h，所以水面下降的高度：△h=VS容=3.0×10-4m3100×10-4m2=3×10-2m，所以水对容器底部压强的减小值：△p=ρ水g△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10-2m=300Pa。答：(1)铝块的重力为8.1N。(2)把铝块提升到上表面与水面相平所需的时间为2s。(3)电动机输出功率为1.377W。(4)铝块露出水面后匀速上升的速度为0.17m/s。(5)铝块从浸没于水中到完全露出水面，水对容器底部压强的减小值为300Pa。【解析】(1)先计算铝块的体积，再由G=mg和ρ=mV计算铝块的重力；(2)由题知水深，先计算铝块提升到上表面与水面相平被提升高度，由速度公式计算所需时间；(3)由阿基米德原理计算铝块受到的浮力，由平衡力知识计算电动机对铝块的拉力，再由P=Wt=Fst=Fv，计算电动机输出的功率；(4)铝块完全露出水面后匀速上升时，电动机对它的拉力等于铝块重力，功率恒定，由P=Fv计算此时的速度；(5)铝块从浸没于水中到完全露出水面，水面下降体积△V=V=S△h，由此计算水面下降深度，由p=ρgh计算水对容器底部压强的减小值。本题考查了密度、重力、速度、阿基米德原理、功率、液体压强公式的灵活应用，考查知识点多，综合性强。2.[来源:2020年浙江省衢州市中考物理试卷]为提高垃圾分类效率，小科设计了如图甲所示的垃圾分类机器人。它捡起垃圾时，会快速从垃圾上取出标准规格的样品。通过机械手上的探针检测样品的电阻大小来识别垃圾的类别，并投入相应的垃圾桶。该机器人检测电路如图乙所示。各类垃圾样品的电阻参考值如下表。样品电阻值/Ω垃圾类别小于10金属10-30餐厨大于30其他(1)机器人通过摄像头获得二维码倒立、缩小的像来识别垃圾桶。下列物体成像原理与其相同的是______。A.平面镜B.照相机C.放大镜D.眼球(2)机器人从某块垃圾上取样检测时。检测电路电压表读数为1伏，检测时间为0.1秒。①通过计算说明应将该垃圾放入图丙中哪个垃圾桶。②该次检测电阻过程中。检测电路消耗的电能为多少？(3)机器人将重1牛的垃圾举高70厘米后再水平移动3米，放入相应的垃圾桶。该过程中机器人至少对垃圾做了多少功？【答案】BD【解析】解：(1)机器人通过摄像头获得二维码倒立、缩小的像，其应用与照相机的成像原理和人的眼睛的成像原理相同；故选BD；(2)由图可知，样品两端的电压为：U'=U-UV=1.5V-1V=0.5V；电路中的电流为：I=UVR=1V10Ω=0.1A；根据欧姆定律可知，样品的电阻为：R样品