物理中考模拟测试卷试卷（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．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'00040N 5Ω20Ω10NR 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 V R 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012V 20Ω0.6AU 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．中国标准动车组“复兴号”的速度可达350km/h 。
比普通列车的速度大很多。
如图是动车组进站时的情景。
请回答：(1)铁轨为什么要铺在枕木上？(2)动车组进站时机械能的大小是怎样变化的？(3)当列车驶过时，人必须站在安全线外候车，如果让你设计，动车组站台上的安全线到站台边缘的距离与普通列车站台上的安全线到站台边缘的距离相比，应大一些还是小一些？【答案】(1)增大受力面积，减小压强；(2)减小；(3)大一些【解析】【分析】【详解】(1)列车从铁轨上行驶，对路基的压力一定，铁轨铺到枕木上，增大了路基的受力面积，减小了压强，从而达到保护路基的目的。
(2)动车组进站时质量不变，速度减小，动能减小；势能不变，机械能为动能和势能的总和，所以机械能减小。
(3)大一些，这是因为动车组进站时，列车速度较大，列车附近的空气流速较大，压强较小。
而相对远些的地方空气流速相对较小，压强大，所以人靠近车体或在安全线内，很容易被外侧较大的压强压向列车，发生危险。
故对于速度快的动车组来说，所设计的安全线应该距离更大一些才安全。
3．阅读短文，回答问题｡智能防疫机器人我国研制的某款智能防疫机器人，具有自主测温､移动､避障等功能｡机器人利用镜头中的菲涅尔透镜将人体辐射的红外线聚集到探测器上，通过处理系统转变为热图像，实现对人群的体温检测。
当发现超温人员，系会自动语音播报，并在显示屏上用红色框标注人的脸部｡机器人利用磁敏电阻等器件来监控移动速度，控制驱动电机运转，图甲为控制电机运转的原理电路，U为输入电压，R B为磁敏电阻，阻值随外加磁场强弱的变化而改变｡机器人为有效避障，在移动过程中会发射､接收超声波（或激光）来侦测障碍物信息，当感知到前方障碍物时，机器人依靠减速器进行减速，并重新规划行驶路线｡下表为机器人的部分参数，“电池比能量”为单位质量的电池所能输出的电能；“减速器的减速比”为输入转速与输出转速的比值｡(1)机器人在行进过程中遇到玻璃等透明障碍物时，利用____（选填“超声波”或“激光”）才能较好感知到障碍物：以移动机器人为参照物，障碍物是____的｡(2)下列关于机器人的说法中，错误的是____｡A．菲涅尔透镜的作用相当于凹透镜B．菲涅尔透镜接收的是人体辐射出的电磁波C．图甲中电磁铁的上端为N极D．机器人发现体温38℃的人会语音报警并识别(3)若机器人以最大速度沿水平路面匀速直线运动7min，此过程中机器人受到的阻力为____N，消耗的电能占电池所能输出总电能的____ %。
(4)控制电机运转的磁敏电阻阻值随磁场强弱变化的图线如图乙，当磁敏电阻在正常工作区时，即使图甲电路中输入电压U发生改变，R1两端电压U1都能维持在某一定值附近微小变化，从而使控制电路中的电机稳定转动，则磁敏电阻的正常工作区对应图中_____（选填“ab ”或“bc ”）段，己知无磁场时R B 阻值为200Ω，R 1的阻值为400Ω，线圈电阻忽略不计当U 为24V 时，处在磁场中的R B 电功率为0.32W ，则R 1两端的电压U 1是_____V 。
(5)图丙是机器人测速系统的部分装置简化图，磁敏电阻转速传感器安装在驱动电机旋转齿轮的外侧，当传感器对准齿轮两齿间隙时，电缆输出电流为0。
某次当驱动电机的齿轮匀速转动时，电缆输出如图丁所示周期性变化的电流，则1s 内对准传感器的齿间隙共有_____个；若此时机器人遇到障碍物，减速器启动，则经减速器降速后的齿轮转速为_____ r/min 。
【答案】超声波 运动 A 240 3.33 ab 16 100 10【解析】 【分析】【详解】(1)[1]激光可以在透明介质中传播，超声波遇到障碍物会反射从而被机器人接收到，故机器人在行进过程中遇到玻璃等透明障碍物时，利用超声波才能较好感知到障碍物。
[2]机器人在运动的过程中，障碍物相对于机器人的位置发生了改变，所以以移动机器人为参照物，障碍物是运动的。
(2)[3]由题意可知菲涅尔透镜对光线有会聚作用，所以它相当于凸透镜，所以A 错误、符合题意，故选A 。
(3)[4]驱动电机的机械功率60%60%400W 240W P P =⨯=⨯=总机器人以最大速度沿水平路面匀速直线运动时，其受到的阻力和驱动电机的牵引力相等240W 240N 1m/sP f F v ==== [5]机器人以最大速度沿水平路面匀速直线运动7min ，其消耗的电能5400W 760 1.6810J W P t s ==⨯⨯=⨯耗总电池所能输出的总电能66140W h/kg 10kg=1400W h=1.4kW h=1.4 3.610J=5.0410J W =⋅⨯⋅⋅⨯⨯⨯总消耗的电能占电池所能输出总电能的百分比561.6810J 100%100% 3.33%5.0410JW W ⨯⨯=⨯≈⨯耗总 (4)[6]由题意可知，磁敏电阻在正常工作区时，其电阻的变化阻很小，所以控制电路两端电压相对较稳定，所以磁敏电阻的正常工作区对应图中ab 段。
[7]R 1和R B 串联，当U 为24V 时，通过R B 的电流124V 400ΩB B BU I R R R ==++ 此时R B 的电功率为0.32W ，可得 2224V ()()0.32W 400ΩB B B B B P I R R R ===+ 解上式可得12200Ω800ΩB B R R ==由于磁敏电阻的正常工作时，其电阻变大不大，故由题意可得此时1200ΩB B R R ==R 1和R B 串联，由串联电路的分压原理可得1111400Ω224200Ω1B B U U R U V U R ====- 解上式可得116V U =(5)[8]由丁图可知，10ms 内对准传感器的齿间隙为1个，则1s 内对准传感器的齿间隙共有31s 1001010sn -==⨯ 即：1s 内对准传感器的齿间隙共有100个。
