物理中考模拟测试卷测试卷 （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．图1是密水池水位自动控制模拟装置∶可绕O 点转动的轻质杠杆A 端用轻绳系正方体浮块，B 端固定一轻质三角支架，支架与固定不动的压力敏感电阻R F 保持水平接触挤压，杠杆保持水平平衡，已知∶AO 长为1m ，BO 长为2m ；浮块边长为20cm ，密度为5×103kg/m 3，下表面距池底2m ；当电磁铁线圈中的电流I ≤0.02A 时，铁K 被释放，水泵开始工作向水池注水，反之停止注水，池内达到所设定的最高水位，线圈电阻不计；电压U =6V ，电阻箱R 调至75Ω；设R F 的阻值与支架所施加压力F 的关系图线如图2所示，g 取10N/kg ｡
(1)浮块的重力为____N 。在达到最高水位之前，随着浮块排开水的体积逐渐增大，支架对R F 的压力将____｡
(2)当池内达到所设定的最高水位时，求∶
①轻绳对浮块的拉力____
②池内水面距池底的高度____ (3)为使该装置能自动控制水池内的最高水位，在其他条件不变的情况下，电阻箱R 接入电路的阻值应满足的条件是____｡
【答案】400 减小 350N 2.125m 50Ω≤R ≤90Ω
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由密度计算公式，可知浮块的质量为
333510kg/m (0.2m)kg 40m V ρ⨯⨯===
由重力与质量关系可知浮块的重力为
40kg 10N/kg 400N G mg ==⨯=
[2]随着浮块排开水的体积逐渐增大，其所受竖直向上的浮力逐渐增大，根据杠杆平衡条件，可知支架对R F 的压力将逐渐减小｡
(2)[3]当池内达到所设定的最高水位时，电路中电流I =0.02A ，即
6V 300Ω0.02A
F U R R I +=
== 则R F 的电阻为 300Ω75Ω225ΩF R =-=
由图可知，R F 的阻值与支架所施加压力F 的数值关系为
50F R F =+
此时支架对R F 的压力为
F B =175N
根据杠杆平衡条件
A B F OA F OB ⨯=⨯
代入数据得A 端绳拉力为
2m 175N 350N 1m
A B OB F F OA ⨯
⨯=== [4]在A 端根据平衡条件 F A +F 浮=G
代入数据得
F 浮=400N-350N=50N
根据浮力公式
F gV ρ=浮水排
代入数据可得
333350N 510m 10kg/m 10N/kg
F V g ρ-=
==⨯⨯浮排水 则浮块浸入水中的深度为 33
2510m 0.125m (0.2m)V h S -⨯===排
浸 则池内水面距池底的高度为
2m 0.125m 2.125m H =+=
(3)[5]当浮块浸没后其所受浮力达到最大且不再变化，此时浮力为
33310N/10kg/m (0.2m)80N kg F gV ρ==⨯⨯='浮水
此时A 端绳的拉力为
400N 80N 320N A F G F =-'=='-浮
根据杠杆平衡条件
A B F OA F OB ⨯=⨯
代入数据得B 端压力为
1m 320N 160N 2m
B A OA F F OB ⨯⨯=== 此时R F 的阻值达到最小，为210Ω，则电阻箱R 接入电路阻值最大为
max 300Ω210Ω90ΩR =-=
当浮块不受水浮力时，代入数据得B 端压力为200N ，此时R F 的阻值达到最大，为250Ω，则电阻箱R 接入电路阻值最小为
min 300Ω250Ω50ΩR =-=
故电阻箱R接入电路的阻值应满足的条件是50Ω≤R≤90Ω。
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
U
E
d
=。
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
2
2
2
=
eUL
y
dmv
_____。
【答案】
F
E
q
=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
F
E
q
=
(2)由场强定义式
F
E
q
=可得电子e在电场中受到的电场力为
F qE eE
==
已知两板间电场强度的计算公式为
U
E
d
=带入电场力表达式得
eU
F eE
d
==
电子在水平方向上做匀速直线运动，由
s
v
t
=得电子在平行板中运动的时间为
L
t
v
=竖直
