湖南省株洲市2020-2022三年中考物理真题分类汇编-02力学（压强、浮力、做功和机械能、简单机械及机械效率）（有解析）

湖南省株洲市2020-2022三年中考物理真题分类汇编-02力学（压强、浮力、做功和机械能、简单机械及机械效率）
一、单选题
1．（2022·湖南株洲·统考中考真题）如图所示的实例中，为了减小压强的是（　　）
A． 逃生锤的锤头很尖
B．载重车有很多车轮
C． 盲道上有凸起
D．针头一端做成斜口
2．（2022·湖南株洲·统考中考真题）人用水平方向的力推物体，使物体在粗糙程度相同的水平面上做匀速直线运动，下列说法正确的是（　　）
A．人对物体的推力大于水平面对物体的摩擦力
B．若增大推力，物体所受摩擦力也将增大，物体仍做匀速直线运动
C．若撤去推力，物体的动能将保持不变
D．若撤去推力，物体在继续运动过程中所受摩擦力大小不变
（2022·湖南株洲·统考中考真题）铅球是利用人体全身的力量，将一定质量的铅球从肩上用手臂推出的田径运动的投掷项目之一，受到大力士的喜爱。2021年8月1日，中国运动员巩立姣以20.58m的个人最好成绩，获得东京奥运会女子铅球金牌。
3．女子铅球质量均为4kg，有五种型号，对应的直径如下表。关于这五种型号的铅球，下列说法正确的是（　　）
型号 1 2 3 4 5
直径/mm 95 99 103 106 109
A．1号和5号所受重力相等
B．1号所受重力最大，5号所受重力最小
C．1号密度最大，5号密度最小
D．1号密度最小，5号密度最大
4．如图甲和乙分别表示巩立姣用力推铅球过程中的两个时刻。在由甲至乙的过程中（　　）
A．运动员对铅球没有做功
B．铅球的运动状态没有发生变化
C．铅球的机械能逐渐增大
D．以持球的手掌为参照物铅球是静止的
5．如图为运动员手持铅球（图中未画出）时的情景。此时，手臂受力时可简化为桡骨在肱二头肌的牵引下绕肘关节转动的模型。关于这个物理模型，下列选项正确的是（　　）
A． l1、l2分别表示F1和F2的力臂
B． l1、l2分别表示F1和F2的力臂
C．手臂是个省力杠杆
D．手臂是个费力杠杆
6．（2021·湖南株洲·统考中考真题）撑杆跳是使用撑杆做一系列动作使人体越过一定高度的田径项目，它可依次分解为如图所示几个连续的过程。如图甲，运动员手握撑杆保持静止时，两只手在P、Q两处对撑杆施加作用力的方向应是（O为撑杆重心）（ ）
A．都向上 B．都向下
C．P处向上 Q处向下 D．P处向下 Q处向上
7．（2021·湖南株洲·统考中考真题）撑杆跳是使用撑杆做一系列动作使人体越过一定高度的田径项目，它可依次分解为如图所示几个连续的过程。在运动员手握撑杆保持相同的姿态水平匀速助跑的过程中（　　）
A．撑杆属于省力杠杆
B．以运动员为参照物撑杆是静止的
C．运动员对撑杆做了功
D．蹬地时后脚受到摩擦力的方向向后
8．（2021·湖南株洲·统考中考真题）撑杆跳是使用撑杆做一系列动作使人体越过一定高度的田径项目，它可依次分解为如图所示几个连续的过程。身高1.9m、体重80kg的运动员，在一次撑杆跳训练中的成绩是5m，则他克服重力做的功最接近（运动员起跳前重心高约1m）（ ）
A．1600J B．2400J C．3200J D．4000J
9．（2021·湖南株洲·统考中考真题）撑杆跳是使用撑杆做一系列动作使人体越过一定高度的田径项目，它可依次分解为如图所示几个连续的过程。目前，男子撑杆跳世界纪录（6.18m）比跳高世界纪录（2.45m）高很多，从能量的角度分析，原因之一是在“举腿引体”过程中（　　）
A．利用了人体的惯性
B．人体的重力势能转化为了动能
C．人体的化学能转化为了重力势能
D．人体的动能转化为了撑杆的弹性势能
10．（2021·湖南株洲·统考中考真题）快速行驶的汽车如果发生剧烈碰撞，车身很快停止运动，安全气囊被弹出并瞬间充满气体，如图所示。安全气囊的作用之一是增大（　　）
A．司机的动能 B．司机的惯性
C．司机受到的压强 D．司机的受力面积
11．（2021·湖南株洲·统考中考真题）如图，我国一艘第三代093B型攻击核潜艇在一次军事演习中，停在水面下200m处，后根据演习指令，下潜至300m处悬停，在此过程中（ ）
A．只需向水舱内充水
B．只需水舱向外排水
C．需先水舱向外排水，后向水舱内充水
D．需先向水舱内充水，后水舱向外排水
12．（2020·湖南株洲·统考中考真题）竖直放置一矿泉水瓶子，并在侧壁钻A、B、C、D四个一样大小的小孔，打开瓶盖，往瓶中注满水，水将从瓶孔喷出。水喷出速度最大的是从哪一个小孔喷出的（　　）
A．A孔 B．B孔 C．C孔 D．D孔
13．（2020·湖南株洲·统考中考真题）今年的十三届全国人大三次会议表决通过了《中华人民共和国民法典》，其中把“高空坠物”纳入了违法行为，使受害者能依法追责。高空坠物过程中，下坠的物体（　　）
A．动能增大 B．动能减小 C．势能增大 D．势能不变
14．（2020·湖南株洲·统考中考真题）一根粗细均匀的木棒斜靠在竖直墙壁上，墙壁光滑，地面粗糙。木棒受到的重力为G，墙壁对木棒的弹力为F，如图所示。现让木棒的倾斜程度变小一些至虚线所示位置，木棒仍能静止斜靠在墙上。则与原来相比，G和F变化情况为（　　）
A．G不变，F变小 B．G不变，F变大
C．G变化，F变小 D．G变化，F变大
二、多选题
15．（2022·湖南株洲·统考中考真题）为了提高工作效率，机场工作人员经常以电动平衡车（如图甲）代步。某次工作人员骑着平衡车（其铭牌如图乙）在水平地面上以最高速度匀速直线行驶了一段距离，行驶时平衡车受到的阻力为120N，功率为额定功率，此过程中下列说法正确的是（　　）
A．牵引力的大小约为150N B．牵引力做功的功率约为600W
C．牵引力做功的功率约为480W D．电动平衡车的效率约为80%
16．（2020·湖南株洲·统考中考真题）一艘空载时质量为3万吨的油轮，满载着7万吨的石油，浮在海面。海水的密度近似为1.0×103kg/m3，g取10N/kg，则可知（　　）
A．空载时，油轮重3×108N
B．空载时，油轮重3×107N
C．满载时，油轮排开水的体积为1×105m3
D．满载时，油轮排开水的体积为1×104m3
17．（2020·湖南株洲·统考中考真题）地球周围运行着很多人造卫星。我国北斗导航系统的第55颗卫星于6月23日成功入轨，在距地约36000公里的地球同步轨道开始运行，从此北斗导航系统完成全球组网。下列关于这颗卫星的说法正确的是（　　）
A．卫星通过声波与地面联系 B．卫星通过电磁波与地面联系
C．这颗卫星相对于地面静止 D．卫星运行时的机械能不断增加
三、填空题
18．（2022·湖南株洲·统考中考真题）在“测量浮力大小”的实验中，由图甲可知金属块受到的重力是______N，现将金属块完全浸没到水中，弹簧测力计的示数变为如图乙所示，则金属块受到水的浮力是______N。
19．（2021·湖南株洲·统考中考真题）微型电动葫芦常用于商场、仓库等场合吊起较重的物品，工作时有单绳起吊和双绳起吊两种模式，如图所示，部分工作参数如表。根据表格数据解答下列问题：
电机功率 额定吊装承重 重物提升速度 重物最大提升高度
800W 200kg（单绳） 10m/min（单绳） 12m（单绳）
400kg（双绳） 6m（双绳）
（1）与单绳起吊比较，双绳起吊增加了一个 ______（填“定”或“动”）滑轮，重物提升速度为 ______m/min。（绳长和电机收绳速度恒定）
（2）电动葫芦采用单绳起吊时，重物上升到最大高度所需时间为 ______min，此过程电机消耗的电能为______104J。
（3）列举起吊过程损耗的一种能量（或做的额外功） ______。
20．（2020·湖南株洲·统考中考真题）(1)小明为了观察大气压随高度的变化，带上一个外壳比较薄而软的空矿泉水瓶，在高山上拧紧瓶盖，使瓶里空气密封，然后坐车从高山上下到海拔很低的山脚，发现瓶子变瘪了，如图所示。可知：海拔越低，大气压越______ （填“高”或“低”）。
(2)较冷的冬天，仍取一个这样的瓶子，在里面装上小半瓶温度较高的热水，立即拧紧瓶盖，使瓶里空气密封，待瓶里热水冷却后，发现瓶子变瘪了。可知：其它条件不变时，温度越低，瓶内气压越______ （填“高”或“低”）。
四、综合题
21．（2022·湖南株洲·统考中考真题）足够高的柱形透明玻璃容器，其底面为正方形。容器内用厚度不计的隔板分成左右两部分，隔板上距离容器底部5cm处开有小圆孔，小圆孔用橡皮膜封闭，橡皮膜两侧压强大小不相等时，其形状发生改变。
（1）该装置内若倒入同种液体，通过改变两侧液面的高度，并观察橡皮膜左右弯曲的情况，可以研究液体压强跟______的关系（填“深度”或“液体密度”）；若倒入不同液体，控制两侧液面相平，并观察橡皮膜左右弯曲的情况，可以研究液体压强跟______的关系（填“深度”或“液体密度”）。
（2）隔板位于容器正中间时，左、右两部分水面相平，如图甲所示。若隔板向左平移，则橡皮膜向______弯曲（填“左”或“右”）；此过程左侧水的重力势能______（填“变大”或“变小”）。
（3）将隔板从图甲所示位置向左缓慢平移一定距离后，两侧水面高度如图乙所示，求此时橡皮膜两侧所受的压强差。______（已知水的密度为1.0×103 kg/m3，g取10N/kg）
22．（2021·湖南株洲·统考中考真题）高仿真涡喷（指发动机类型）航模飞机（图甲）的表演极具观赏性。这种航模飞机需在跑道上加速滑行一段距离，获得足够的升力后才能起飞。已知航模飞机在起飞离地前，平直跑道对它的支持力F支与滑行距离s的关系如图乙所示。发动机产生的推力为300N，滑行中获得的升力为F升＝cv2，式中比例系数c＝7.5N s2/m2，v是航模飞机的滑行速度。g取10N/kg，根据图像解答下列问题：
（1）航模飞机的质量为 ______kg，起飞过程中发动机做的功为 ______J；
（2）航模飞机起飞离地时获得的升力为 ______N，速度为 ______m/s；
（3）根据航模飞机在竖直方向的受力和图乙的解析式，推导其滑行距离s与滑行速度v之间的关系式。______
23．（2020·湖南株洲·统考中考真题）地秤可用来称量较重的物体，它有一个较大的长方形的称量面ABB'A'，如图所示，BB'的右侧是一个范围足够大的斜坡。称量面与左侧水平地面和右侧斜坡顶部相平，称量面与它们的衔接处可近似看成无缝相接。把地面和称量面都看成光滑的，AA'线与BB'线相距2m。有一根粗细均匀、横截面为正方形的实心直钢材，体积为0.02m3，长度为2m。让钢材以某一速度v匀速地从AA'线的左边沿垂直于边AA'线的方向向右运动。当钢材的右端经过AA'线时开始计时，此后钢材对称量面的压力F逐渐增大，t=5s时压力恰好增至最大。已知钢的密度ρ=7.9×103kg/m3，g取10N/kg，则
（1）钢材的质量m=______kg，钢材匀速运动的速度v=______m/s；
（2）t=2s时，钢材对地秤的称量面压力F=______N；
（3）t=6s时，钢材对地秤的称量面的压强为多少帕______ 并请推导出6s≤t<7.5s的过程中，钢材对地秤称量面的压强p与时间t的关系式______。
参考答案：
1．B
【详解】A．逃生锤的锤头很尖，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故A不合题意；
B．载重车装有很多车轮，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，故B符合题意；
C．盲道上有凸起，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故C不符合题意；
D．针头的一端剪成斜口，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故D不合题意。
故选B。
2．D
【详解】A．用水平方向的力推在水平地面上的物体做匀速直线运动，物体处于平衡状态，则在水平方向上受的力是平衡力，摩擦力和推力的大小相等，故A错误；
BD．滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关，与物体的运动速度无关，在压力和接触面粗糙程度不变时，滑动摩擦力大小不变，故B错误，D正确；
C．撤去推力后物体受到了阻力的作用慢慢停下来，速度变小，物体的动能将变小，故C错误。
故选D。
3．AC 4．CD 5．BD
【解析】3．AB．女子铅球质量均为4kg，质量不变，根据可知，重力不变，所以每个铅球的重力是相同的，故A正确，B错误；
CD．铅球的直径越大，体积越大，在质量不变时，根据可知，其密度越小，所以号密度最大，号密度最小，故C正确，D错误。
故选AC。
4．A．推铅球时，对铅球施加了力，铅球在力的方向上通过了距离，所以运动员对铅球做了功，故A错误；
B．推铅球的过程中，铅球运动的速度发生了变化，运动状态发生了改变，故B错误；
C．推铅球的过程中，运动员对铅球做功，铅球的质量不变，速度变大，动能变大，高度变大，重力势能变大，机械能变大，故C正确；
D．以持球的手掌为参照物，铅球与手之间没有位置的变化，所以铅球是静止的，故D正确。
故选CD。
5．AB．过支点作力的作用线的垂线段，该垂线段为力臂，A中的力臂是错误的，B中的两个力臂正确，故A错误，B正确；
CD．由图可知，此时的动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故C错误，D正确。
故选BD。
6．D
【详解】运动员手握撑杆保持静止时，杠杆处于平衡状态。若以Q处为支点，由于O点受力向下会使杠杆顺时针转动，为使杠杆平衡，P处必须受一个方向向下的力；若以P处为支点，由于O点受力向下会使杠杆顺时针转动，为使杠杆平衡，则在Q处要受到一个方向向上的力。综上所述可得：P处受力向下，Q处受力向上。故ABC错误，D正确。
故选D。
7．B
【详解】A．将撑杆看成一个杠杆，动力臂小于阻力臂，所以撑杆属于费力杠杆，故A不符合题意；
B．运动员手握撑杆保持相同的姿态水平匀速助跑，撑杆相对运动员的位置没有发生变化，所以运动员为参照物撑杆是静止的，故B符合题意；
C．运动员对撑杆虽然有力的作用，但撑杆没有在力的方向上移动距离，所以运动员对撑杆没有做功，故C不符合题意；
D．用脚蹬地时，脚相对于地面有向后的运动趋势，所以摩擦力方向与之相反，即摩擦力方向是向前的，故D不符合题意。
故选B。
8．C
【详解】运动员撑杆跳训练中的成绩是5m，其重心升高到5m高度处；该运动员身高1.9m，重心的高度约为1m，故跳过5m的高度时，克服重力做功为
W=Gh=mgΔh=80kg×10N/kg×(5-1)m=3200J
故ABD不符合题意；C符合题意。
故选C。
9．C
【详解】A．在举腿引体的过程中，利用的是能量的转化，不是利用惯性，故A不符合题意；
BCD．在举腿引体的过程中，人以撑杆为支撑物，对自己做功，消耗人体的化学能，转化为重力势能，使重力势能增大，使得人继续向上运动，所以跳的更高，故C符合题意，BD不符合题意。
故选C。
10．D
【详解】A．快速行驶的汽车如果发生剧烈碰撞，车身很快停止运动，在安全带的作用下，司机的质量不变，速度变小，动能变小，故A错误；
B．惯性的大小只与质量有关，司机的质量不变，惯性不变，故B错误；
CD．安全气囊能增大人的受力面积，在压力不变的情况下能减小司机受到的压强，减小人受到的伤害程度，故C错误，D正确。
故选D。
11．D
【详解】核潜艇悬停时受到的重力和浮力大小相等。核潜艇完全没入水面之后，海水的密度不变，排开海水的体积不变，根据F浮=ρ液gV排可知，受到的浮力不变。核潜艇要继续下潜，需要重力大于浮力，需先向水舱内充水；当下潜至300m处悬停，此时重力需要等于浮力，由于浮力不变，所以需要水舱向外排水，使重力等于浮力核潜艇才能悬停在300m处。故D正确，ABC错误。
故选D。
12．D
【详解】根据液体压强的特点p=ρgh，密度一定时，深度越深压强越大，故D孔水喷出速度最大，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
13．A
【详解】高空坠物过程中，下坠的物体高度减小，重力势能转化为动能与内能，动能增大，重力势能减小；故A符合题意。
故选A。
14．B
【详解】现让木棒的倾斜程度变小一些至虚线所示位置，以右端为支点，木棒的质量不变，故重力也不变，此时由图可知阻力臂变大，动力臂减小，由杠杆平衡条件可知，动力F将增大；故B符合题意。
故选B。
15．CD
【详解】A．电动平衡车做匀速直线运动，处于平衡状态，所受的牵引力为
故A错误；
BC．电动车牵引力做功的功率为
故B错误，C正确；
D．电动平衡车的效率为
故D正确。
故选CD。
16．AC
【详解】AB．空载时油轮的质量为3万吨，重量为
G=mg=3×107kg×10N/kg=3×108N
故A符合题意、B不符合题意；
CD．满载时油轮的总质量为10万吨，漂浮在水面，所受浮力等于自身重力，即
故C符合题意、D不符合题意。
故选AC。
17．BC
【详解】AB．卫星通过电磁波与地面联系，故A错误、B正确；
C．这颗卫星在距地约36000公里的地球同步轨道开始运行，相对于地面静止，故C正确；
D．卫星运行时的机械能保持不变，重力势能与动能相互转化，故D错误。
故选BC。
18． 1.4 0.4
【详解】[1]由图甲可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，其示数F＝1.4N，此时金属块处于空气中，由二力平衡条件可得，金属块受到的重力
G＝F＝1.4N
[2]由图乙可知，金属块浸没时弹簧测力计的示数F'＝1.0N，即金属块受到的拉力为1.0N，则金属块受到水的浮力
F浮＝G-F'＝1.4N-1.0N＝0.4N
19． 动 5 1.2 5.76 提升动滑轮做功
【详解】（1）[1]图中双绳起吊的滑轮随物体一起运动，则此装置是动滑轮；
[2]已知绳长和电机收绳速度恒定，由表格可知，单绳起吊重物提升速度v=10m/min；则双绳起吊重物提升速度
v＇=v=×10m/min=5m/min
（2）[3]单绳起吊时，重物最大提升高度h=12m，由v可得，
重物上升到最大高度所需时间
t =1.2min
[4]由P 可得，此过程电机消耗的电能
W=Pt=800W1.260s=5.76×104J
（3）[5]起吊过程克服绳子的摩擦、克服绳子重力、动滑轮重力做功等都属于额外功。
20． 高 低
【详解】(1)[1]小明带上一个外壳比较薄而软的空矿泉水瓶，在高山上拧紧瓶盖后瓶内和瓶外的气压相等，坐车从高山上下到海拔很低的山脚，发现瓶子变瘪了，是因为在山脚时，瓶外的气压大于瓶内的气压，瓶子被压瘪了，故海拔越低，大气压越高。
(2)[2]瓶子变瘪了，是由于瓶内的气压小于瓶外的气压，大气压压瘪的，故它条件不变时，温度越低，瓶内气压越低。
21． 深度 液体密度 右 变大 800Pa
【详解】（1）[1]该装置内若倒入同种液体，通过改变两侧液面的高度，并观察橡皮膜左右弯曲的情况，液体的深度相同，密度不同，可以研究液体压强跟深度的关系。
[2]若倒入不同液体，控制两侧液面相平，并观察橡皮膜左右弯曲的情况，不同液体密度不同，深度相同，可以研究液体压强跟液体密度的关系。
（2）[3]若隔板向左平移，则左侧的液体深度增加，右侧的液体深度降低，根据，则左侧液体向右的压强大于右侧液体向左的压强，会看到橡皮膜向右弯曲。
[4]此过程左侧水的质量不变，高度增加，重力势能变大。
（3）[5]图乙中橡皮膜左右两侧水面的高度差为
则橡皮膜两侧所受的压强差为
22． 108 9000 1080 12
【详解】（1）[1]根据图乙可知，当飞机静止时，所受重力与支持力平衡，大小相等，即
G=F支0=1080N
飞机的质量为
m＝
[2]根据图乙可知，飞机起飞前的滑行的距离为s=30m，飞机发动机做的功为
W=Fs=300N×30m=9000J
（2）[3]飞机刚好离地时，获得的升力大小等于飞机的重力，即
F升=G=1080N
[4]由
F升=cv2
可得，飞机的速度为
（3）[5]在乙中，设支持力F支与滑行距离s之间的关系为
F支=ks+b
代入数据有
1080N=k×0m+b①
0N=k×30m+b②
由①②两式可得
k=-36，b=1080
即：支持力F支与滑行距离s之间的关系为
F支=(1080-36s)N
滑行过程中飞机的受力关系为
G=F升+F支
结合关系式
F升=cv2
可得
1080N=cv2+(1080-36s)N
代入c=7.5N s2/m2可得滑行距离s与滑行速度v之间的关系式为
23． 158 0.4 632 9875Pa
【详解】（1）[1]钢材的质量为
重量为
[2]钢材匀速运动，长度为2m全部进入地秤时压力恰好增至最大，此时钢材匀速运动的速度为
（2）[3]t=2s时，钢材进入地秤的称量面的长度为
则钢材对地秤的称量面压力等于进入地秤段钢材的重力，即
（3）[4] t=5s时钢材刚好全部运动到地面秤上，压力恰好增至最大，t=6s时，钢材移出地面秤的距离
s2=vt2=0.4m/s×1s=0.4m
地面秤上的钢材长度
s3=L-s2=2m-0.4m=1.6m
钢材对地秤的称量面的压强为
[5]因t=5s时钢材刚好全部运动到地面秤上，6s≤t＜7.5s的过程中，钢材移出地面秤的距离
s4=v(t-5s)=0.4m/s×(t-5s)
地面秤上部分的长度
s5=2m-0.4m/s×(t-5s)
BB′的右侧是一个范围足够大的斜坡，对应的受力面积
S′=[2m-0.4m/s×(t-5s)]×0.1m
对地秤的称量面的压强P与时间t的关系式
试卷第1页，共3页
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