物理中考模拟试卷试卷（word 版含答案）含答案一、中考物理力学问题 易错压轴题提优（难）1．图1是密水池水位自动控制模拟装置∶可绕O 点转动的轻质杠杆A 端用轻绳系正方体浮块，B 端固定一轻质三角支架，支架与固定不动的压力敏感电阻R F 保持水平接触挤压，杠杆保持水平平衡，已知∶AO 长为1m ，BO 长为2m ；浮块边长为20cm ，密度为5×103kg/m 3，下表面距池底2m ；当电磁铁线圈中的电流I ≤0.02A 时，铁K 被释放，水泵开始工作向水池注水，反之停止注水，池内达到所设定的最高水位，线圈电阻不计；电压U =6V ，电阻箱R 调至75Ω；设R F 的阻值与支架所施加压力F 的关系图线如图2所示，g 取10N/kg ｡(1)浮块的重力为____N 。
在达到最高水位之前，随着浮块排开水的体积逐渐增大，支架对R F 的压力将____｡(2)当池内达到所设定的最高水位时，求∶ ①轻绳对浮块的拉力____ ②池内水面距池底的高度____(3)为使该装置能自动控制水池内的最高水位，在其他条件不变的情况下，电阻箱R 接入电路的阻值应满足的条件是____｡【答案】400 减小 350N 2.125m 50Ω≤R ≤90Ω 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]由密度计算公式，可知浮块的质量为333510kg/m (0.2m)kg 40m V ρ⨯⨯===由重力与质量关系可知浮块的重力为40kg 10N/kg 400N G mg ==⨯=[2]随着浮块排开水的体积逐渐增大，其所受竖直向上的浮力逐渐增大，根据杠杆平衡条件，可知支架对R F 的压力将逐渐减小｡(2)[3]当池内达到所设定的最高水位时，电路中电流I =0.02A ，即6V 300Ω0.02AF U R R I +=== 则R F 的电阻为300Ω75Ω225ΩF R =-=由图可知，R F 的阻值与支架所施加压力F 的数值关系为50F R F =+此时支架对R F 的压力为F B =175N根据杠杆平衡条件A B F OA F OB ⨯=⨯代入数据得A 端绳拉力为2m175N 350N 1mA B OB F F OA ⨯⨯=== [4]在A 端根据平衡条件F A +F 浮=G代入数据得F 浮=400N-350N=50N根据浮力公式F gV ρ=浮水排代入数据可得333350N 510m 10kg/m 10N/kgF V g ρ-===⨯⨯浮排水 则浮块浸入水中的深度为332510m 0.125m (0.2m)V h S -⨯===排浸则池内水面距池底的高度为2m 0.125m 2.125m H =+=(3)[5]当浮块浸没后其所受浮力达到最大且不再变化，此时浮力为33310N/10kg/m (0.2m)80N kg F gV ρ==⨯⨯='浮水此时A 端绳的拉力为400N 80N 320N A F G F =-'=='-浮根据杠杆平衡条件A B F OA F OB ⨯=⨯代入数据得B 端压力为1m320N 160N 2mB A OA F F OB ⨯⨯=== 此时R F 的阻值达到最小，为210Ω，则电阻箱R 接入电路阻值最大为max 300Ω210Ω90ΩR =-=当浮块不受水浮力时，代入数据得B 端压力为200N ，此时R F 的阻值达到最大，为250Ω，则电阻箱R 接入电路阻值最小为min 300Ω250Ω50ΩR =-=故电阻箱R 接入电路的阻值应满足的条件是50Ω≤R ≤90Ω。
2．水平升降台面上有一个足够深、底面积为 40cm 2的柱形容器，容器中水深 20cm 则水对容器底部的压强为_____Pa ，现将底面积为 10cm 2、高 20cm 的圆柱体 A 悬挂在用绳固定的轻质弹簧测力计下端，使 A 浸入水中，稳定后，A 的下表面距水面 4cm ，弹簧测力计的示数为0.8N ，则物块的密度为_____kg/m 3，如图所示，然后使升降台上升 7cm ，再次稳定后，A 所受的浮力为_____N （已知弹簧受到的拉力每减小1N ，弹簧的长度就缩短1cm ）（取 g =10N/kg ，ρ水=1×103kg/m 3）【答案】2000 30.610⨯ 1.2 【解析】 【分析】 【详解】[1]水对容器底部的压强：33=1.010kg m 10N kg 0.2m=2000Pa p gh ρ=⨯⨯⨯水；[2]物体A 下表面距水面4cm 时受到的浮力：33-63=1.010kg m 10N kg 41010m =0.4N F gV ρ=⨯⨯⨯⨯⨯浮水排；根据力的平衡，物体的重力：=0.4N+0.8N=1.2N G F F =+浮弹；物体的质量：1.2N =0.12kg=120g 10N kgG m g ==； 物体的密度：3333120g 0.6g cm =0.610kg m 1020cmm V ρ===⨯⨯； [3]如图所示，然后使升降台上升7cm ，再次稳定后，可等效为将容器下部切去7cm ，将切去的7cm 水再倒入，则加入水的体积： V 加＝7cm ×40cm 2＝280cm 3；而V 加＝△h 弹S 容+△h 浸（S 容﹣S 柱）；（△h 浸为圆柱体在水中增加的深度，弹簧缩短的量为△h 弹）代入已知量：280cm 3＝△h 弹×40cm 2+△h 浸×（40cm 2﹣10cm 2）﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 因浮力的变化量等于弹簧弹力的变化量，△F 浮＝△F 弹，即ρ水g △h 浸S 物＝k △h 弹 代入已知量：1.0×103kg/m 3×10N/kg ×△h 浸×10×10﹣4 m 2＝100×△h 弹 △h 浸＝10△h 弹﹣﹣﹣﹣﹣② 由①②得：△h 弹≈0.82cm ，已知弹簧受到的拉力每减小1N ，弹簧的长度就缩短1cm ，故增加的浮力为0.82N ，原来弹簧测力计的示数为0.8N ，弹簧伸长0.8cm ； 因0.82cm ＞0.8cm ；故物体漂浮， 故F ′浮＝G ＝1.2N 。
3．阅读《桔槔和辘轳》，回答问题。
桔槔和辘轳中国古代五大农书之首《齐民要术》中清楚的记载着：“井深用辘轳，井浅用桔槔。
”桔槔是人类最早发明的简单汲水工具，如图甲所示，在其横长杆的中间由竖木支撑或悬吊起来，横杆的一端用一根绳与汲器相连，另一端绑上或悬上一块重石头。
这个石头不能太重，也不能太轻，太重落桶时费力，太轻提水时费力。
石头到底多重呢？假设落桶与提水时人施加在绳上的力的大小均为F ，只不过落桶时F 方向向下，提水时F 方向向上，不计桶本身重力，利用杠杆平衡条件，我们可以计算出对于等臂的桔槔，石头重12G G =石水，也就是石头的重力是所汲水重的一半。
桔槔只能在浅水中汲水，无法满足深井汲水的需求，极大限制了农业发展。
辘轳的出现，弥补了桔槔的功能缺陷，既省力，又便于深井汲水，满足了人们农业生产和日常生活方面对水资源的进一步需求（如图乙所示）。
辘轳是典型的轮轴，其结构如图丙所示，半径较大的是轮，半径较小的是轴，轮轴是能够连续转动的杠杆，支点就在转轴线上。
R 为轮半径，r 为轴半径，1F 为作用在轮上的力，2F 为作用在轴上的力，当轮轴匀速转动时，有12F R F r =，且R r >，所以12F F <，因而辘轳能够省力，同时可以根据井深确定绳子的长度。
根据上述材料，回答下列问题。
(1)与桔槔相比，辘轳的优势是______（写出一条即可）；(2)用桔槔汲水时，不计桶本身重力，设所提水重为G 水，石头重为G 石，动力臂为1l ，阻力臂为2l ，提水时人施加在绳上的力F 方向向上，如果桔槔匀速转动，根据杠杆平衡条件，下列关系式符合提水情景的是______；（选填选项前的字母） A ．12l l G G =石水 B ．()12G F l G l -=石水 C ．()12G F l G l +=石水(3)使用辘轳时，若想更加省力，可以进行改进，请你列举出一条_______。
【答案】便于深井汲水 B 使轮的半径更大些或轴的半径更小些 【解析】 【分析】(1)根据题中信息分析解答； (2)根据杠杆的平衡条件分析解答； (3)根据12F R F r =分析解答。
【详解】(1)[1]桔槔只能在浅水中汲水，无法满足深井汲水的需求，辘轳既省力，又便于深井汲水，满足了人们农业生产和日常生活方面对水资源的进一步需求；(2)[2]由题意知拉力F 使杠杆逆时针转动，石头对杠杆的拉力也是使杠杆逆时针转动，水对杠杆的拉力使杠杆顺时针转动， 根据杠杆平衡条件得121G l G l Fl =+石水整理得()12GF lG l -=石水故B 正确；(3)[3]根据12F R F r =知，要想更加省力，可以使轮半径更大些或轴半径更小些。
【点睛】本题考查杠杆平衡条件的应用、轮轴的应用等知识，还考查了学生的分析解答能力，是一道综合题，难度不是很大。
4．自动驾驶汽车是一种通过电脑系统实现无人驾驶的智能汽车，正不断走进我们的生活。
（1）驾驶员进入汽车后，电脑系统会对驾驶员的脸部特征进行识别。
从生物学角度看，人的脸部特征是由_____决定的；（2）2019年8月，红旗EV 自动驾驶汽车在湖南长沙开展测试。
汽车从长沙出发，历时3小时20分钟到达武汉，行驶距离286千米。
测试过程中红旗EV 汽车的平均速度是多少千米/时_____；（3）质量为1.8吨的红旗EV 自动驾驶汽车，在水平公路上匀速直线行驶时，受到的阻力为车重的0.2倍，此时汽车受到的牵引力为多少牛_____？ 【答案】基因 85.8km/h 3.6×103N 【解析】 【分析】(1)人的脸部特征由人的遗传基因决定。
(2)已知汽车行驶的路程和时间，根据速度公式求出汽车的平均速度。
(3)知道汽车质量，根据G=mg求出重力，根据车受到的阻力是车重的0.2倍求出阻力，由于汽车匀速直线运动，受到的牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等。
【详解】(1)从生物学角度看，人的脸部特征是由基因决定的。
(2)汽车行驶的时间t=3h20min=103h汽车的平均速度为286km85.8km/h10h3svt===(3)汽车受到的阻力为f=0.2G=0.2mg=0.2×1.8×103kg×10N/kg=3.6×103N因为汽车匀速直线行驶，汽车受到的牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，所以汽车受到的牵引力为F=f=3.6×103N【点睛】本题考查了速度公式、重力公式、二力平衡条件的应用等，属于综合性题目。
