物理中考模拟试卷(培优篇)(Word版 含解析)含答案

物理中考模拟试卷（培优篇）（Word版 含解析）含答案

一、中考物理力学问题 易错压轴题提优（难）

1．如图所示，在滑轮组的下方，悬挂一圆柱形的物体，此物体被浸在圆柱形容器内的液体中，在B端用一轻绳沿竖直方向将杠杆拉住，使其始终保持水平平衡。已知杠杆O点两侧的长度关系如图所示，圆柱形物体重4.4N，底面积为10cm2、高为12cm，圆柱形容器的底面积为50cm2；若容器中的液体为水，在水深为20cm时物体的上表面恰与水面相平，此时杠杆B端绳上的拉力为F1；打开圆柱形容器下方的阀门K，将水向外释放，直到物体露出水面的体积为其总体积的23时，将阀门K关闭，此时杠杆B端绳上的拉力为F2，且F1：F2=9：11；若容器中液体为某种未知液体，其质量与最初容器中的水的质量相等，此时未知液体的深度为18cm，杠杆B端绳上的拉力为F3，（杠杆的重力及滑轮的摩擦均可忽略不计，取g=10N/kg）则：

(1)圆柱形物体浸没水中时受到的浮力为________N；

(2)未知液体的密度为________g/cm3；

(3)作用在B端的拉力F3大小为________N。（小数点后保留两位）

【答案】1.2 1.1 2.47

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]物体的体积为

42431010m0.12m1.210mVSh物物

由阿基米德原理可知，圆柱形物体浸没水中时受到的浮力为

334310N/kg1.010kg/m1.210m1.2NFgV浮水

(2)[2]水的体积为

4242435010m0.2m1010m0.12m8.810mVShSh水水物物容

未知液体的深度为18cm，则未知液体的体积为

424243()5010m0.18m1010m0.1m810mVShShhh液液物物水液容

由于水的质量与液体的质量相等，则

VV水水液液

则可解得液体的密度为

433333438.810m1.010kg/m1.110kg/m810mVV水液水液

(3)[3]设放水前后作用在A端绳子的拉力分别为F1′、F2′，根据杠杆平衡条件可知

11FOBFOA

22FOBFOA

滑轮组中n=3，此时

11nFTGGFG动浮动

223FnFTGGG浮动动

由F1：F2=9：11，联立可得

11229113GFGnFFFFnFGG浮动浮动

可得动滑轮重量为

0.4NG动

换成未知液体后，物体所受浮力为

334210N/k1.110kg/m1010m0.1m1.1gNFgV浮液排

则作用在A端绳子的拉力为

34.4N1.1N+0.4N1.233N33GFGF浮动

由杠杆平衡条件可知

33FOBFOA

则作用在B端的拉力F3大小为

3321.233N2.47NOAFFOB

2．阅读短文，回答问题。

中国移动将5G智能机器人如图甲所示，运用到校园环境监测中，进行红外智能测温以及校园消毒。智能机器人配备了5台高清摄像头和红外热成像测温仪，能够在5m范围内同时扫描多达10人的体温，如果检测到体温异常或者未带口罩，机器人会向相关人员自动发送警报。机器人当剩余电量减为电池容量的20%时，会主动寻找充电器充电。下表为某智能机器人的部分参数。

额定工作电压 18V 额定行进功率 200W

电池容量 30Ah 额定喷洒功率 100W

水箱容积 20L 行进速度 0.3~0.6m/s

额定雾化量 15L/h 净重 102kg

机器人上还安装了超声波雾化器自动喷枪，工作时，雾化片产生每秒170万次的高频率振动，将消毒液雾化成大量1um~5um的超微粒子，再吹散到空气中进行消杀病毒。其中额定雾化量是指雾化器正常工作1h雾化液体的体积。

(1)机器人在水平路上一边向前匀速直线运动一边喷雾状消毒液时，机器人的机械能__（变大/变小/不变）。喷洒消毒剂后，离得远的地方也能闻到刺鼻的气味，这是__现象。

(2)下列说法正确的是__。

A．高清摄像头是通过凸透镜成正立缩小的实像

B．红外测温仪工作时发出红外线射向人体再反射回测温仪内进行测温

C．机器人安装宽履带代替车轮，既为了增大摩擦，又为了减小压强

D．通过遥控器发出超声波来远程控制机器人的前进和后退

(3)若机器人的履带与地面的接触面面积是300cm2，在装满密度为330.910kg/m的消毒液时，对水平地面的压强为__Pa，以额定雾化量工作时，喷完一箱消毒液最多需要__min。

(4)该机器人仅执行消杀任务，以正常工作状态行进，充满电后最多可连续工作__min．假设返回充电过程中受到的阻力为360N，剩余电池容量支持正常工作所能做的电功的20%用于克服阻力做功，机器人为确保能顺利返回充电，需要充电时离充电座最远为__m。

(5)小明设计了如图乙的模拟智能测温报警电路：电源电压调为18V，报警器（电阻不计）通过的电流超过10mA时就会报警，电阻箱最大阻值为999Ω，热敏电阻TR其阻值随温度T的变化关系如图丙所示。

①要求：当所测温度达到成超过37C时，系统报警，按照下列步骤试电路：

a．电路接通前，应先将滑动变阻器滑片置于b端，再将电阻箱调到__Ω；

b．将开关S向c端闭合，移动滑动变阻器的滑片，直至__；

c．保持滑动变阻器滑片位置不变，将开关S向另一端闭合，报警系统即可正常使用。

②用①中已调试好的报警电路进行测温，测得某学生的体温为36.5C，此时该电路中的电流是__mA（保留一位小数）。

【答案】变小 扩散 C 4410 80 86.4 216 500 报警器报警 9.7

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]机器人在水平路上一边向前匀速直线运动一边喷雾状消毒液时，机器人的质量减小，速度不变，高度不变，动能减小，重力势能减小，机械能变小。

[2]喷洒消毒剂后，离得远的地方也能闻到刺鼻的气味，这是一种扩散现象，扩散现象说明了消毒剂分子在不停地做无规则运动。

(2)[3]A、摄像头与照相机的原理相同，成倒立、缩小的实像，故A错误；

B、红外线测温仪工作时，把物体发射的红外线具有的辐射能转变成电信号，再经过电路运算处理后，换算转变为被测目标的线性的温度信号值，最后显示输出被测物体的温度，故B错误；

C、机器人安装宽履带代替车轮是为了在压力一定时增大受力面积来减小压强，同时增加了接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故C正确；

D、通过遥控器发出红外线来远程控制机器人的前进和后退，故D错误。

故选C。

(3)[4]根据mV知，消毒液的质量

33330.910/m2010m18kgmVkg液液

机器人对水平地面的压力

1810210N/1200NFGmmgkgkgkg液机器人

机器人对水平地面的压强

4421200N4?10Pa30010mFpS

[5]喷完一箱消毒液的时间

20L44h60min80min15L/h33Vtv

(4)[6]该机器人仅执行消杀任务，以正常工作状态行进，其总功率为

200W100W300WPPP行进喷洒

机器人正常工作时的电流

300W50A18V3PIU

充满电后的电池容量130QAh，下一次自动充电前的电池容量

2120%306QQAhAh

消耗的电池容量

1230624QQQAhAhAh

由QIt得，连续正常工作的最长时间

241.44h86.4min50A3QAhtI

[7]剩余20%电池储存的电能

18V6A3600s388800JWUIt

克服摩擦力做到功

20%20%388800J77760JWW返剩

因为WFsfs，所以为确保机器人能顺利返回充电，需要充电时离充电座最远距离

77760J216m360NWsf返

(5)①[8]由图丙知，热敏电阻TR的阻值与温度T是一次函数关系，设关系式为

TRkTb

将35C,700Ω和38C,400Ω代入上式得，

700Ω35Ckb①

400Ω38Ckb②

综合分析①②得

100Ω/Ck，4200b

所以关系式为

100Ω/C4200ΩTRT

当温度为37C时

100Ω/C37C4200Ω500ΩTR

[9]所以为使报警电路可正常使用，应先让电阻箱调到热敏电阻达到设定温度时的电阻值500，再将开关向2端闭合（电阻箱与滑动变阻器串联），调节滑动变阻器的滑片，使电路中的电流为报警电流0.01A，报警器报警。

[10]此时电路的总电阻

18V1800Ω0.01AURI

滑动变阻器的电阻

1800Ω500Ω1300ΩTRRR滑

②当温度为36.5C时，热敏电阻的阻值

100/C36.5C4200550TR

此时电路的电流

18V»0.0097A=9.7mA550Ω+1300ΩTUIRR滑

3．某课外科技小组的同学对自动冲水装置进行了研究（如图所示）．该装置主要由水箱、

浮球B、盖板C和一个可以绕O点自由转动的硬杆OB构成，AC为连接硬杆与盖板的细绳随着水位的上升，盖板C所受的压力和浮球B所受的浮力均逐渐增加，当浮球B刚好浸没到水中时，硬杆OB处于水平状态，盖板C恰好被打开，水箱中的水通过排水管排出。经测量浮球B的体积为1×10﹣3m3，盖板的横截面积为6×10﹣3m2，O点到浮球球心的距离为O点到A点距离的3倍。不计硬杆、盖板以及浮球所受的重力以及盖板的厚度。求：（g=10N/kg）

(1)水箱内所能注入水的最大深度；

(2)在你以上的计算中忽略了硬杆、盖板以及浮球的重力，如果考虑它们的重力，你认为设计时应采取哪些措拖可保证自动冲水装置正常工作？（写出一种措施即可）

【答案】(1) 0.5m；(2)考虑硬杆、盖板以及浮球的重力时，保证自动冲水装置正常工作可以增大浮球体积增大浮力的大小（或“使杠杆的OB段比OA段更长一些”）

【解析】

【分析】

【详解】

(1)当浮球B刚好浸没到水中时，排开水的体积和自身的体积相等，则浮球B受到的浮力

F浮=ρgV排=ρgVB=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N

此时硬杆OB处于水平状态，由杠杆的平衡条件可得

AFOAFOB浮

则盖板受到绳子的拉力

310N30NAOAFBFO浮

盖板C恰好被打开时，处于平衡状态，受到绳子的拉力和液体对盖板的压力是一对平衡力，所以，水对盖板的压力

F压=FA=30N

由FpS可得，盖板受到水的压强

3230N5000Pa610mAFpS

由p=ρgh可得，水箱内所能注入水的最大深度

335000Pa0.5mg1.010kg/m10N/kgph