物理中考模拟测试卷专题练习（word 版含答案一、中考物理力学问题 易错压轴题提优（难）1．入夏以来，我国部分地区发生洪涝灾害。
实践小组为了减轻巡堤人员的工作量，设计了水位自动监测装置，其原理如图所示。
电源电压恒定，0R 是压敏电阻，所受压力每增加10N ，电阻减小5Ω。
R 是长1m 、电阻100Ω的电阻丝，其连入电路的电阻与长度成正比。
电流表量程为00.6A ，其示数反映水位变化。
0R 下方固定一个轻质绝缘“⊥”形硬杆。
轻质金属滑杆PQ 可以在金属棒EF 上自由滑动，PQ 下方通过轻质绝缘杆与重100N 、高4m 的圆柱体M 固定在一起。
当水位上升时，PQ 随圆柱体M 向上移动且保持水平。
（整个装置接触良好且无摩擦，PQ 和EF 的电阻不计，331.0310kg /m ρ=⨯河水，g 取10N/kg ）(1)闭合开关，当PQ 恰好位于R 最下端时，为警戒水位，电流表示数为0.06A 。
此时M 漂浮，有14体积浸在水中，M 所受的浮力为______N ； (2)当水位上升，PQ 向上移动过程中，R 连入电路的电阻______（选填“变大”、“不变”或“变小”）。
PQ 上升到R 的最上端，刚好与“⊥”形杆接触且对杆无压力时，为三级预警；(3)水位继续上升，PQ 开始通过“⊥”形杆对0R 产生压力。
当达到二级预警时，电流表示数为0.15A ；水位再上升0.4m 达到一级预警时，电流表示数为0.20A 。
电源电压为______V ；(4)在保证电路安全的情况下，此装置能测量的最高水位高于警戒水位______m ； (5)若将水位相对警戒线上升的高度标记在电流表对应的刻度上，即把电流表改装成水位计，水位计的刻度是______（选填“均匀”或“不均匀”）的。
【答案】100 变小 12 2.6 不均匀 【解析】【分析】 【详解】(1)[1]物体M 漂浮时，其受到的浮力和重力为一对平衡力，大小相等M 100N F G ==浮(2)[2]PQ 向上移动过程中，R 连入电路中的长路变短，故其接入电路中的电阻变小。
(3)[3]由题意可知，达到“三级预警”时PQ 上升到R 的最上端，此时R 接入电路中的电阻为0。
达到“二级预警”时，电流表示数为0.15A ，此时电源电压即为0R 两端电压000.15A U IR R =⨯=总①假设物体M 总体积为V ，由于其高度为4m ，若水位再上升0.4m 达到一级预警，此时它排开水的体积会增大110V ，此时“⊥”形硬杆受到的压力增大，其增大的压力等于物体M 所受浮力的增大值。
根据“阿基米德”原理可知，物体受到的浮力和排开液体的体积成正比，可得1210154V F F V ∆==浮浮 将上式整理可得物体M 所受浮力的增大值22100N=40N 55F F ∆==⨯浮浮 “一级预警”相对于“二级预警”来说，“⊥”形硬杆受到的压力增大了40N ，由于0R 是压敏电阻，所受压力每增加10N ，电阻减小5Ω，所以0R 在“一级预警”时对应的阻值为'00040N5Ω20Ω10NR R R =-⨯=- 此时电路中的电流为0.2A ，故电源电压''000.2A (20Ω)U I R R =-⨯=总②由①②两式联立可得12V U =总 080ΩR =即电源电压为12V ，“二级预警”时0R 对应的电阻为80Ω。
(4)[4]当PQ 恰好位于R 最下端时，为警戒水位，电流表示数为0.06A ，此时压敏电阻0R 不受压力且和R 的最大阻值串联，电路中的总电阻0.06A12200ΩU VR I ===总总总 故压敏电阻0R 不受压力时的阻值为0200Ω100Ω100ΩR R R =-=-=初总大由题意可知，当电流表指针满偏，此时为水位最大值。
此时压敏电阻0R 的阻值最小012V20Ω0.6AU R I ===小总大 假设此时“⊥”形硬杆受到的压力为F ，由题意可得00100Ω20Ω10N 10N=160N 5Ω5ΩR R F --=⨯=⨯小初“⊥”形硬杆受到的压力值等于物体M 增大的浮力值，由此可知相对于“三级预警”时，物体M 受到的浮力增大了'160N F F ∆==浮由题意可知，物体M 被浸没1m 其所受浮力为100N ，以此类推相对于“三级预警”时，物体M 被浸没的深度又增加了1.6m ，所以此装置能测量的最高水位高于警戒水位1m 1.6m 2.6m h =+=高(5)[5]由题意可知，从“警戒水位”到“三级预警”时，水位上升了1m ，电路总电阻减小了100Ω；而从“三级预警”到“最高警戒”水位时，水位上升了1.6m ，但电路总电阻减小了80Ω。
综上所述，电路中总电阻的变化量并不和水位的上涨量成正比，由此可推断若把电流表改装成水位计，因电路中电流的变化和水位的变化并不成正比，所以改装而成的水位计其刻度是不均匀的。
2．如图甲为小明家新购买的足浴盆，其内部电路可分为工作电路和控制电路两都分（如图乙所示），工作电路的电源电压为220V ，控制电路的电源电压为6V ，加热功率和保温功率分别为2100W 和100W 。
控制电路中，R x 为热敏电阻，其阻值随温度变化而变化。
电磁铁线圈的电阻为100Ω，当线圈中的电流大于或等于20mA 时，控制电路中继电器的衔铁被吸合。
使用时手动闭合总开关S ，当足浴盆有水注入到一定量时压控开关S 1、S 2就会自动闭合，此时 R 1、R 2 会同时工作进入加热模式，加热至40℃时，控制电路中的电磁铁会将衔铁吸合，自动进入保温模式：(1)已知该足浴盆最大装水量为5kg ，它最多能装水__________m 3；（ρ =1.0×103kg/m 3） (2)图乙的工作电路中，处于保温状态时，工作的电阻是__________（选填“R 1”“R 2”或“R x ”）；压控开关S 1 的作用是防止__________，达到保护电路的目的； (3) R x 阻值随温度变化的曲线可能为图丙中的__________； A ．甲 B ．乙 C ．丙 D ．丁 (4) R 2的阻值为__________Ω；(5)小明在某次使用过程中，保温时间是加热时间的4倍，整个过程中消耗了7.5×105J 的电能，则保温时间为多大_____？【答案】33510m -⨯ R 1 盆中没有水时电路也接通工作 D 24.2Ω 1200s 【解析】 【分析】 【详解】 (1)[1]水的体积为3333101.010k 5k 5m g/m g mV ρ-===⨯⨯(2)[2]工作电路是R 1和R 2并联，所以保温时，只有R 1工作。
[3]当足浴盆有水注入到一定量时，压控开关才会闭合，电路才会工作；所以压控开关S 1 的作用是防止盆中没有水时电路也接通工作。
(3)[4]当水温到达40℃时，控制电路中的电磁铁会将衔铁吸合，自动进入保温模式，所以温度升高，R x 的阻值应该减小；加热到40℃时衔铁被吸下，此时电流为20mA ，控制电路的总电阻为36V 300Ω2010AU R I -===⨯ 所以此时R x 的阻值为300Ω-100Ω=200Ωx R =综上分析，R x 的阻值随温度变化的曲线可能为图丙中的丁，故选D 。
(4)[5]由保温功率为100W ，加热功率为2100W ，可以求出R 2的功率为22100W-100W=2000W P =所以R 2的阻值为()222220V 24.2Ω2000WU R P === (5)[6]根据题意可知5100421007.510J W t W t =⨯⨯+⨯解之得300s t =所以保温时间为300s 4=1200s ⨯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．小华和他的兴趣小组利用如图所示的滑轮组进行实验，人以200N 的力向下拉绕在滑轮组上的绳子的一端，10s 绳子下端移动了1.5m ，重物上升0.5m ，已知该滑轮组的效率为70%（g 取10N/kg ，不计绳重和摩擦，滑轮组的绕绳能承受的拉力为450N ），求： (1)画出小华兴趣小组所用滑轮组的绕线情况； (2)被吊起物的质量是多少？(3)若该滑轮组机械效率提升到85%，则被吊起的物重为多大？ (4)若小华体重为500N ，则此滑轮组的最大机械效率多大？【答案】(1)见解析；(2)42kg ；(3)1020N ；(4)86.7% 【解析】 【分析】 【详解】(1)由题意，绳子下端移动1.5m 时重物上升0.5m ，则滑轮组的n =3，且人向下拉绕在滑轮组上的绳子的一端，则滑轮组的绕线情况如图所示：。
