物理中考模拟试卷培优测试卷含答案

物理中考模拟试卷培优测试卷含答案

一、中考物理力学问题 易错压轴题提优（难）

1．边长为10cm的立方体物块（物水）放入圆柱形容器底部，如图1所示。逐渐向容器内倒入水（水未溢出），测量容器内水的深度h，分别计算出该物块对应受到的浮力F浮，并绘制了如图2（实线）所示的图像。（g取10N/kg）

(1)在水中，h=12cm时，物块处于______状态（选填“漂浮”、“悬浮”、“沉底”），物块重为______N。

(2)未倒水前物块对容器底部的压强为______Pa，物体的密度为______kg/m3。

(3)更换一种液体重复上述实验，绘制了如图2（虚线）所示的图像。h=12cm时，物块处于______状态（选填“漂浮”、“悬浮”、“沉底”），液体的密度为______kg/m3。如果圆柱形容器中水和液体的深度均为12cm，则水中物块的重力势能______液体中物块的重力势能。（选填“>”、“<”或“=”）

【答案】漂浮 8 800 0.8×103 沉底 0.7×103 ＞

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]由图2可知，在水中，当h=8cm时，浮力就不再增大，物块排开水的体积也不再增大，结合物水可知，当h=12cm时，物块在水中处于漂浮状态。

[2]此时，物块受到的浮力为8N，对物块进行受力分析可知，它在重力和浮力两个力的作用下处于平衡状态，根据二力平衡的条件可知，物块的重力等于它受到的浮力，为8N。

(2)[3]未倒水前，物块对容器底的压强

8N800Pa0.1m0.1mFGpSS

[4]物体的质量

8N0.8kg10N/kgGmg

物体的密度

330.8kg0.810kg/m0.1m0.1m0.1mmV

(3)[5]由图2可知，在另一种液体中，当h=12cm时，物块浸没在液体中，所受浮力为7N，浮力小于重力，所以物体处于沉底状态。

[6]根据阿基米德原理可得，液体的密度

3337N0.710kg/m0.1m10N/kgFVg浮液排

[7]物块在水中处于漂浮状态，在另一液体中处于沉底状态，它在水中的位置高于在液体中的位置，所以它在水中的重力势能大于在液体中的重力势能。

2．放入电场中的电荷要受到电场力的作用。在电场中某一点受力大小与电荷的带电量有关。但电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值是一定的，叫做该点的电场强度，简称场强，用字母E表示，定义式为_________。若在间距为d两平行板上所加的电压为U，两板间电场强度的计算公式为UEd。

如图，给两块等大、正对、靠近的平行金属板加上电压，两板之间就有了电场。若让电荷量为e的电子沿着平行于两板的中线方向（如图）入射到电场中，电子由于惯性在水平方向做匀速直线运动，同时由于受到电场力的作用要在竖直方向做加速运动。电子的运动实际是水平方向的匀速运动和竖直方向的加速运动的合运动（如图虚线表示）。

若两板间距为d，板长为L，所加的电压为U，电子的质量为m，入射初速度为v0，请你推导证明：电子离开此电场时偏移的距离为2202eULydmv_____。

【答案】FEq 见解析

【解析】

【分析】

【详解】

(1)放入电场中的电荷受电场力的作用。在电场中某一点受力大小与电荷的带电量有关。但电荷所受的电场力F跟它的电荷量q的比值是一定的，叫做该点的电场强度，简称场强E，定义式为FEq

(2)由场强定义式FEq可得电子e在电场中受到的电场力为

FqEeE

已知两板间电场强度的计算公式为UEd带入电场力表达式得

eUFeEd

电子在水平方向上做匀速直线运动，由svt得电子在平行板中运动的时间为0Ltv竖直方向上电子做初速度为零的匀加速直线运动，由牛顿第二定律得竖直方向的加速度FeUamdm故电子离开此电场时偏移的距离

2222001222eULeULyatdmvdmv

答：(1)电场强度定义式为FEq。

(2)电子离开此电场时偏移的距离为2202eULydmv，证明如上。

3．港珠澳大桥海底隧道是世界上最长的公路沉管隧道，全长5.6km，由33节沉管和一个“最终接头”组成。如图所示，是吊装机吊着“最终接头”人海前的情景，当吊装起重机吊着“最终接头”完全浸没海水后，吊装起重机的吊钩拉力为2×107N，如果“最终接头”的质量为6×106kg，吊入海底后，“最终接头”上表面离海面28m，求：

(1)“最终接头”完全浸没海水后。随着吊入深度增加，“最终接头”受到浮力将______（选填“增大”、“减小”或“不变”）；

(2) “最终接头”吊入海底后上表面受到海水的压强？（海水密度取1.0×103kg/m3）；（________）

(3)若“最终接头”的内空体积以1600m3计算，则“最终接头”混泥土的平均密度？（________）

【答案】不变 2.8×105Pa 2.5×103kg/m3

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]“最终接头”完全浸没海水后，随着吊入深度增加，排开水的体积不变，水的密度不变，由F浮=ρ水V排g可知“最终接头”受到的浮力不变。

(2)[2]“最终接头”吊入海底后上表面的深度h=28m，则“海斗一号”上表面受到的海水压强

p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×28m=2.8×105Pa

(3)[3]“最终接头”的重力

G=mg=6×106kg×10N/kg=6×107N

则受到的浮力

F浮=G-F=6×107N-2×107N=4×107N

由于“最终接头”处于浸没状态，由F浮=ρ水V排g可得

73333410N410m1.010kg/m10N/kggFVV浮总水

“最终接头”实心部分体积

V实=V总-V空=4×103m3-1.6×103m3=2.4×103m3

则混泥土的密度

63333610kg2.510kg/m2.410mmV实

答：(1)不变。

(2)“最终接头”吊入海底后上表面受到海水的压强为2.8×105Pa；

(3)“最终接头”混泥土的平均密度为2.5×103kg/m3。

4．阅读下面短文并回答问题

混合动力汽车

下图是我国自主研制生产的一种环保混合动力实验汽车启动时，内燃机不工作，车内蓄电池输出能量；当高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输出能量，同时可以向蓄电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机、蓄电池可以同时向车轮输出能量。测试人员驾驶该车在平直公路上以 50km/h 的速度匀速行驶 1h，观察仪表盘，发现这段时间内燃机消耗燃油 10kg，蓄电池储存的能量由最大值的 60%增大至最大值。该车行驶时所受阻力 f 和车速 v 的关系如图甲所示，蓄电池的参数如图乙所示。

(1)该混合动力汽车的内燃机是一台单缸四冲程汽油机，若飞轮转速是 1800r/min，则每秒对外做功_____次；

(2)下列说法错误的是_____；

A．蓄电池充电时化学能转化为电能

B．方向盘上适当增加花纹是为了增大摩擦力

C．使轮胎形变的力是轮胎对地面的压力

D．汽车设计为流线型，则该车在高速行驶时对路面的压力会比静止时小

(3)在交通运输中，常用“客运效率”来反映交通工具的某项效能，“客运效率”指每消耗单位能量时对应的载客数和行驶路程的乘积，即客运效率=人数×路程/消耗能量。1人骑电动自行车，每消耗 106J 的能量可行驶 30km，则此电动自行车与这辆汽车（测试过程车内有两人）的客运效率之比是_____；（汽油的热值为4.6×107J/kg）

(4)测试过程中该车内燃机能量转化效率为_____（结果保留一位小数）。若内燃机不工作，该车_____（填“能”或“不能”）保持 50km/h 的速度匀速行驶。

【答案】15 A 105.6：1 45.2% 不能

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]该混合动力汽车的内燃机是一台单缸四冲程汽油机，一个工作过程有4个冲程，活塞往复2次，曲轴飞轮转2周，只做功1次；则若飞轮转速是1800r/min，即每秒飞轮转30周，则每秒对外做功15次。

(2)[2]蓄电池充电过程是电能转化为电池内部的化学能，A错误；方向盘上适当增加花纹是为了增大粗糙度从而增大摩擦力，B正确；轮胎对地面产生压力，施力物体是轮胎，故是轮胎发生弹性形变对地面的力，C正确；小汽车外型是流线型，当汽车高速行驶时，车身上方空气流速大，压强小，小汽车受到了一个向上的升力，减小了小汽车对地面的压力，D正确；故选A。

(3)[3]由客运效率=人数×路程/消耗能量，可知自行车的客运效率为

1×30km/106J

测试过程中车消耗燃油能量为

7810kg4.610J/kg4.610JQmq

蓄电池储存的能量由最大值的60%增大至最大值，蓄电池的最大容量为30kWh，则转化成的电能为

382301(100%60%)W036001.J0108sWW电

则测试过程中车实际消耗能量为

88824.610J1.0810J3.5210JWWQ

车的客运效率为

2×50km/3.52×108J

则此电动自行车与这辆汽车（测试过程车内有两人）的客运效率之比是

1×30km/106J：2×50km/3.52×108J=105.6：1

(4)[4]当测试人员驾驶该车在平直公路上以50km/h的速度匀速行驶时，根据图表可知此时车受摩擦阻力为2000N，由水平方向上二力平衡可知，车的牵引力也是2000N，则测试过程中该车有用功为

3812000N50m/101h10Jh1WFsfvt

总的有用功包括牵引力做功与转化成的蓄电池电能，则内燃机能量转化效率为

88128110J+1.0810J4.6101045.J0%2%WWQ

[5]测试过程中该车牵引力功率为

3350102000N10WkW3600m/s27.827.8PFv

而蓄电池的额定功率为25kW，则若内燃机不工作，该车不能保持50km/h的速度匀速行驶。

5．阅读短文，国答问题。

饮水机

饮水机是利用电能，通过内部的制冷、制热系统及净化、消毒等系统来达到制备冷、热水功能的，并且安全、快捷、健康的新一代饮水电器产品。

饮水机内部的水是通过负压来实现的，水瓶底部为密封，插入饮水机。当用户接水时，水罐内水位下降，空气由下面进入瓶内，使得瓶内的水进入水罐。若水瓶破裂或出现缝隙，外面的空气进入水瓶内，使得版内压力增大，破坏了压力平衡，致便水罐水面上升，出现