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．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 300Ω0.02AF 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2m175N 350N 1mA 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/kgF V g ρ-===⨯⨯浮排水 则浮块浸入水中的深度为332510m 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1m320N 160N 2mB 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．探究弹簧弹性势能的表达式如图甲，在弹簧的弹性限度内拉弹簧，拉力F与弹簧伸长的长度Δl之间的关系如下表：伸长量0.040.080.120.16Δl/m拉力F/N5101520(1) 在图乙中描点画出拉力F随伸长量Δl变化的图像；（______）(2) 拉力F与弹簧的伸长量Δl之间的关系式F＝__________；(3) 弹簧的弹性势能等于拉力F所做的功，此功可类比以下方法计算：如图丙，一物体从静止开始做加速运动，在时间t0内，其通过的路程可用图像下的阴影面积来表示；上述弹簧的弹性势能E P与伸长量Δl之间的关系式为E P＝____________。

【答案】125Δl62.5Δl2【解析】【分析】【详解】(1)[1]在图乙中将表格中的数据描点，再用平滑的曲线连接，画出拉力F随伸长量Δl变化的图象，如图所示：(2)[2]由拉力F随伸长量Δl变化的图象可以看出，拉力F是关于Δl的过原点的一次函数，设F= k Δl在表中选一个点(0.08,10)代入10=k ×0.08解得k =125所以拉力F 与弹簧的伸长量Δl 之间的关系式F ＝125Δl(3)[3]如图丙，一物体从静止开始做加速运动，在时间t 0内，其通过的路程可用图像下的阴影面积来表示012s vt =弹簧的弹性势能等于拉力F 所做的功，此功可类比此方法计算，如图：上述弹簧的弹性势能E P 与伸长量Δl 之间的关系式为21112562.522P E F l l l l ∆=⨯∆⨯∆=∆＝3．某校物理兴趣小组改装了一个压力传感器，设计了如图甲所示的装置。

轻质杠杆的支点为O ，不吸水的实心圆柱体A 通过轻质细线悬于杠杆左端C 点，A 的高度h 0=50cm ，上表面与容器中的水面刚好相平，下表面与置于水平桌面上的薄壁圆柱形容器底部刚好接触但无挤压。

物体B 通过轻质细线悬于杠杆右端D 点，置于压力传感器上，压力传感器可以显示B 对其支撑面压力F 的大小。

连接杠杆和物体A 、B 间的细线承受的拉力有一定限度。

现对该装置进行测试，以500cm 3/min 的速度将圆柱形容器中的水缓缓抽出，10min 恰能将水全部抽尽，压力传感器示数随时间变化的图像如图乙所示。

杠杆始终静止在水平位置，不计杠杆、细线的重力，不计细线的形变，已知圆柱形容器底面积S =200cm 3，杠杆OC ∶OD =1∶2。

求：(1)A 的底面积。

(2)t =0min 时刻A 所受到的浮力和t =6min 时刻圆柱形容器底受到水的压强。

(3)A 和B 的重力G A 、G B 。

【答案】(1)100cm 3；(2)50N ；2000Pa ；(3)80N ；40N 【解析】 【分析】 【详解】(1)由图乙可知，10min 将水全部抽空，则容器中水的体积为33500c /min 10mi m m n 5000c V =⨯=水而A A 0()V V V S S h =-=-水容容则A 的底面积为2A 0325000cm 200c 1005mcm c m 0V S S h =-=-=水容(2)由阿基米德浮力公式，可知t =0min 时刻A 所受到的浮力为332A A A 010kg/m 10N/kg 0.010.550N m m F gV gS h ρρ===⨯⨯⨯=t =6min 时刻，容器中水的高度为A 022A 3500c /min 6min50c 20c 2m m m m c 0m0010c V h h S S ⨯=-=-=--抽容 圆柱体A 所受的浮力减小量为332A 0A A ()10kg/m 10N/kg m 0.010.30N m 3g F S h h ρ-⨯⨯⨯=∆==此时圆柱形容器底受到水的压强为33A A 10kg/m 10N/kg 0.22000Pa m p gh ρ==⨯⨯=(3)杠杆始终静止在水平位置且杠杆OC ∶OD =1∶2，连接杠杆和物体A 间的细线承受的拉力大于杠杆和物体B 间的拉力；由图乙可知，第6分钟至10分钟继续抽水，但物体B 对压力传感器的支撑面压力不变，则说明第6分钟时连接杠杆和物体A 间的细线断开，物体B 的重力即为此后压力传感器的示数，即B 04G F =第6分钟细线未断之前，A A AB 0()()G F F OC G F OD -+∆⋅=-⋅已知实心圆柱体A 下表面与置于水平桌面上的薄壁圆柱形容器底部刚好接触但无挤压，由杠杆平衡条件可得A AB 05()()2G F OC G F OD -⋅=-⋅ 联立可得B 0A A A A A B 0()()5()()2G F OD G F F OC G F OC G F OD -⋅-+∆⋅=-⋅-⋅ 即A A 050N 30N 53220N 3F G G F -+==- 则可得A 80N G =，B 40N G =答：(1)A 的底面积为100cm 3；(2)t =0min 时刻A 所受到的浮力为50N ，t =6min 时刻圆柱形容器底受到水的压强为2000Pa ；(3)A 和B 的重力G A 、G B 分别为80N 、40N 。

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 。