人教版物理中考模拟试卷测试题(Word版 含解析)含答案
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人教版物理中考模拟试卷测试题（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．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．水平升降台面上有一个足够深、底面积为 40cm2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 10cm2、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/m3，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/m3）
【答案】2000 30.610 1.2
【解析】
【分析】
【详解】
[1]水对容器底部的压强：
33=1.010kgm10Nkg0.2m=2000Papgh水；
[2]物体A下表面距水面4cm时受到的浮力：
33-63=1.010kgm10Nkg41010m=0.4NFgV浮水排；
根据力的平衡，物体的重力：
=0.4N+0.8N=1.2NGFF浮弹；
物体的质量：
1.2N=0.12kg=120g10NkgGmg；
物体的密度：
3333120g0.6gcm=0.610kgm1020cmmV；
[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×40cm2＝280cm3；
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：280cm3＝△h弹×40cm2+△h浸×（40cm2﹣10cm2）﹣﹣﹣﹣﹣﹣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/m3×10N/kg×△h浸×10×10﹣4 m2＝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．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
(2)考虑硬杆、盖板以及浮球的重力时，绳子对盖板的拉力减小，根据杠杆的平衡条件可知，要使盖板被打开，应增大绳子的拉力，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”）。
答：(1)水箱内所能注入水的最大深度为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”）。
4．创新小组自制简易“浸没式液体密度计”，过程为：
①将一实心小球悬挂在弹簧测力计下方，示数如图甲所示；
②将小球浸没在水中，弹簧测力计示数如图乙所示；
③将小球浸没在某未知液体中，弹簧测力计示数如图丙所示；
已知ρ水＝1×103kg/m3，取10N/kg，问：
(1)该小球的密度有多大______？
(2)未知液体的密度有多大______？
(3)该密度计的最大测量值是______kg/m3；
(4)在测量范围内，某待测液体的密度ρ与弹簧测力计示数F的关系式为______，则该“浸没式液体密度计”的刻度值分布______（均匀/不均匀）。
【答案】5×103kg/m3 2×103kg/m3 5×103 435N110m10N/kgF待测液体 均匀
【解析】
【分析】
(1)由图甲读出弹簧测力计的示数，即为小球的重力，然后求出小球的质量；由图乙读出弹簧测力计的示数，然后利用称重法计算金属球在水中受到的浮力；根据F浮＝ρ液gV排求出小球的体积；根据 mV求出小球的密度；
(2)由图丙读出弹簧测力计的示数，然后利用称重法计算金属球在液体中受到的浮力；根据F浮＝ρ液gV排求出液体的密度；
(3)根据F浮＝ρ液gV排可知当测力计的示数为零时，所测的液体密度最大，据此即可根据F浮＝ρ液gV排求出液体的最大密度；
(4)在测量范围内，根据F浮＝G﹣F和F浮＝ρ液gV排求出液体的密度表达式；然后分析判断即可。
【详解】
(1)[1]由图甲可知：金属球的重力G＝5N，则小球的质量
5N0.5kg10N/kgGmg
由图乙可知：弹簧测力计的示数为F1＝4N，根据称重法可知小球在水中受到的浮力
F浮1＝G﹣F1＝5N﹣4N＝1N
由于小球处于浸没状态，则根据F浮＝ρ液gV排可得：小球的体积
431331N110m110kg/m10N/kgFVVg浮1排水
小球的密度
33430.5kg510kg/m110mmV
(2)[2]由图丙可知：弹簧测力计的示数为F2＝3N，根据称重法可知小球在液体中受到的浮力
F浮2＝G﹣F2＝5N﹣3N＝2N
由于小球处于浸没状态，则根据F浮＝ρ液gV排可得：液体的密度
33432N210kg/m110m10N/kgFVg浮2液
(3)[3]当测力计的示数为零时，所测的液体密度最大，则小球在密度最大的液体中受到的浮力
F浮最大＝G﹣0＝5N﹣0N＝5N；
则根据F浮＝ρ液gV排可得液体的最大密度
33435N510kg/m110m10N/kgFVg液最大浮最大
(4)[4][5]在测量范围内，根据F浮＝G﹣F和F浮＝ρ液gV排可得液体的密度表达式
435N110m10N/kgFGFFVgVg浮待测液体
因ρ待测液体与F成一次函数，所以该“浸没式液体密度计”的刻度值分布均匀。
答：(1)该小球的密度为5×103kg/m3；
(2)未知液体的密度为2×103kg/m3；
(3)该密度计的最大测量值是5×103kg/m3；
(4) 待测液体的密度ρ与弹簧测力计示数F的关系式为435N110m10N/kgF待测液体；该“浸没式液体密度计”的刻度值分布均匀。
【点睛】
此题考查密度的测量、阿基米德原理、弹簧测力计的使用与读数等知识点，是一道综合性较强的题目，通过阿基米德原理来测算物体的体积，是一种很重要的方法，应该熟练掌握。
5．物理兴趣小组同学对物体的浮沉条件进行研究，在一个重为4N，底面积为200cm2的圆柱形薄壁玻璃容器底部，放一个边长为10cm的正方体物块，然后逐渐向容器中加水（始终未溢出）如图甲所示。通过测量容器中水的深度h，分别计算出该物块所受到的浮力F浮，并绘制了如图所示的乙图象。请你解答下列问题。
(1)分析图象可知，水的深度由0逐渐增加到8cm的过程中，物块受到的浮力越来越________，继续往容器中加水，随着水的深度增加，水对容器底部的压强________。当水深增至8cm后，继续加至12cm时，物块处于________（选填：漂浮、悬浮或下沉）状态；
