湖南省郴州市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）（答案）

湖南省郴州市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·湖南郴州·统考中考真题）一个质量分布均匀的立方体，静止在水平地面上。沿图中虚线将其分割成体积相等的a、b两部分，并取走a部分。剩下的b部分（未倾倒）对水平地面产生的压强最大的是（　　）
A． B．
C． D．
2．（2022·湖南郴州·统考中考真题）生活中处处有物理。对下列生活情景，分析正确的是（　　）
A．飞行员跳伞时，在减速下降过程中，重力势能转化为动能
B．公交车紧急刹车时，乘客容易向前倾倒，是因为乘客具有惯性
C．用水平推力推木箱，没有推动，是因为水平推力小于木箱受到的摩擦力
D．用高压锅煮饭，锅内气压升高时，水的沸点降低，更容易把饭煮熟
3．（2021·湖南郴州·统考中考真题）2021年5月29日，我国用长征7号运载火箭成功发射了天舟二号货运飞船，5月30日，天舟二号货运飞船与中国空间站的天和核心仓完成了交会对接。下列说法正确的是（　　）
A．天舟二号货运飞船加速上升过程中机械能守恒
B．天舟二号货运飞船加速上升过程中动能转化为重力势能
C．天舟二号货运飞船加速上升过程中重力势能转化为动能
D．对接成功后天舟二号货运飞船与天和核心仓处于相对静止状态
4．（2021·湖南郴州·统考中考真题）如图所示是个自制气压计。下列说法正确的是（　　）
A．带着它登山的过程中，玻璃管中液柱会逐渐上升
B．玻璃管中液柱静止时，瓶内气压等于大气压
C．玻璃管中液柱静止时，瓶内气压小于大气压
D．为提高气压计测量精度，可选用更粗的玻璃管
5．（2020·湖南郴州·统考中考真题）如图所示，将盛有适量水的试管由倾斜位置A缓慢移至竖直位置B．在此过程中，水对试管底部的压强（　　）
A．变大 B．变小 C．先变小后变大 D．先变大后变小
6．（2020·湖南郴州·统考中考真题）如图所示是甲、乙两种物质的m﹣V图象，用这两种物质按一定比例混合制成实心小球，并将其放入水中。下列分析正确的是（　　）
A．若甲、乙物质质量相等，则实心小球将沉入水底
B．若甲、乙物质体积相等，则实心小球静止时漂浮于水面
C．若实心小球悬浮在水中，则甲、乙物质体积比为5∶3
D．若实心小球悬浮在水中，则甲、乙物质质量比为3∶2
7．（2020·湖南郴州·统考中考真题）小明将两个完全相同的物体A、B，分别放在甲、乙两种液体中，A、B处于如图所示的漂浮状态，且此时液面处于同一水平高度。由此可判断（　　）
A．甲液体密度小于乙液体密度
B．物体A、B下表面所受液体压强相等
C．甲液体对容器底部的压强小于乙液体对容器底部的压强
D．A物体受到的浮力小于B物体受到的浮力
8．（2020·湖南郴州·统考中考真题）下列物体具有动能的是（　　）
A．悬挂在天花板上的吊灯 B．静止在山顶上的大石头
C．飞行的飞机 D．拉开的弹弓
9．（2020·湖南郴州·统考中考真题）如图所示，是一个老人和小孩攀爬同一楼梯时的情景。若需要比较攀爬楼梯过程中老人和小孩消耗的功率大小，测量的物理量有（　　）
A．只需测量各自爬楼梯的高度
B．只需测量老人的质量、小孩的质量
C．需要测量老人的质量、小孩的质量，各自爬楼梯所需的时间
D．需要测量老人的质量、小孩的质量，各自爬楼梯的高度和所需的时间
二、填空题
10．（2022·湖南郴州·统考中考真题）一个装有水的圆柱形容器（容器壁厚度忽略不计）放在水平桌面上。往容器中放入一个正方体和一个球体（假设两物体都不沾水），两物体静止后状态如图所示。此时容器对桌面的压强为3000Pa，已知正方体和球体的体积比为2∶1。现将正方体取出，液面下降了4cm。再把球体取出，液面又下降了2.5cm。此时容器底对桌面的压强为2200Pa。则正方体的密度是________kg/m3，球体的密度是________kg/m3。（g取10N/kg）
11．（2022·湖南郴州·统考中考真题）用40N水平拉力拉着重为100N的物体，在10s内由静止开始沿水平直线移动了5m。此过程中，重力对物体做的功为______J，水平拉力对物体做功的功率为______W。
12．（2021·湖南郴州·统考中考真题）物体在空气中运动时受到的阻力与物体的外形、体积和运动速度有关。现用根不可伸长的轻绳将体积相同、重力不同的A、B两球连在一起，A球重4N、B球重5N。在两球匀速竖直下落的过程中，机械能_______（选填“增大”、“减小”或“不变”），轻绳的拉力是_______N。
13．（2021·湖南郴州·统考中考真题）如图甲所示的容器放置在水平地面上，该容器上、下两部分都是圆柱形，其横截面积分别为S1、S2，容器底部装有控制阀门。容器内装有密度为0.8103kg/m3的液体，液体通过控制阀门匀速排出的过程中，容器底部受到液体的压强P随时间t变化关系如图乙所示。则阀门打开前液体的深度H=_______cm，上、下两部分横截面积之比S1：S2=_______。（g取10N/kg）
14．（2020·湖南郴州·统考中考真题）如图所示，用细绳将一重为6N的物体沿光滑斜面匀速拉到高处，斜面长s＝1m，高h＝0.25m，在此过程中，细绳的拉力F为_____N；若斜面粗糙，匀速拉动同一物体时，斜面的机械效率为75%，则细绳的拉力F'为_____N。
三、实验题
15．（2021·湖南郴州·统考中考真题）某物理兴趣小组探究在不使用天平、量筒的情况下测量合金块和液体密度的方法，并进行了以下实验：
第一步：如图甲所示，用弹簧测力计测量合金块所受的重力，其示数为4N；
第二步：如图乙所示，将该合金块浸没在水中，静止时弹簧测力计示数为3N；
第三步：将该合金块从水中取出并擦干，再浸没到如图丙所示的待测液体中，静止时弹簧测力计示数如图丁所示。
根据以上实验，请回答下列问题：
（1）使用弹簧测力计测量前，应观察它的指针是否_______，若没有，则进行调整；
（2）该合金块浸没在水中时受到的浮力为_______N；
（3）该合金块的密度为_______kg/m3
（4）图丁中弹簧测力计读数是_______N，待测液体的密度是_______kg/m3
16．（2020·湖南郴州·统考中考真题）小明为了研究弹簧枪能射多远（水平射程x），准备了一把可调节弹簧压缩量的弹簧枪和三种大小一样、质量不同的弹珠，并提出如下猜想：
猜想A：弹珠水平射程与弹簧压缩量有关
猜想B：弹珠水平射程与弹珠质量m有关
猜想C：弹珠水平射程与发射点距离地面高度h有关。
小明先后调整弹簧的压缩量和发射点距离地面的高度，选用不同质量的弹珠，分别进行实验，实验中弹珠均水平射出。
实验数据记录如表：
序号 弹簧压缩量/cm 弹珠质量m/g 弹簧枪离地面高度h/m 水平射程x/m
1 2 2 0.45 1.34
2 4 2 0.45 2.68
3 6 2 0.45 4.02
4 4 4 0.45 1.90
5 4 6 0.45 0.50
6 4 4 1.00 2.84
7 4 4 1.50 3.84
(1)比较实验序号1、2、3三次实验数据，可验证猜想_____，结论是其它条件相同时，弹簧压缩量越大，水平射程越远；
(2)比较实验序号_____三次实验数据，可验证猜想B，结论是其它条件相同时，_____；
(3)比较实验序号_____三次实验数据，可验证猜想_____，结论是其它条件相同时，发射点离地面越高，水平射程越远。
17．（2020·湖南郴州·统考中考真题）小明利用如图所示的装置探究杠杆平衡条件。
(1)为排除杠杆自重对实验的影响，实验前把杠杆中心支在支架上，杠杆静止在图甲所示位置，此时应将杠杆右端的螺母向_____调节（填“左”、“右”），使杠杆在水平位置达到平衡。
(2)在杠杆两侧挂上不同数量相同规格的钩码，调节钩码位置，使杠杆重新在水平位置平衡，这样做的目的是_____。
(3)实验时，小明在杠杆左侧A位置（左边位置第四格）先挂了3个钩码，如图乙所示，则在右侧B位置（右边位置第三格）应挂_____个相同规格的钩码，杠杆可以重新在水平位置平衡。
(4)如图丙所示，小明在A位置挂一个弹簧测力计，在B位置挂了2个钩码。现将弹簧测力计从C位置移到D位置，在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡，则弹簧测力计示数_____（选填“变大”、“变小”或“不变”），原因是_____。
四、计算题
18．（2022·湖南郴州·统考中考真题）如图所示，用细线将一质量可忽略不计的杠杆悬挂起来，把质量为0.3kg的物体A用细线悬挂在杠杆的C处；质量为0.5kg的物体B（B不溶于水）用细线悬挂在杠杆的D处。当物体B浸没于水中静止时，杠杆恰好在水平位置平衡。此时C、D到O点的距离分别为20cm、30cm。（g取10N/kg）求：
（1）物体A的重力；
（2）细线对物体B的拉力；
（3）物体B的体积。
19．（2021·湖南郴州·统考中考真题）如图所示是小林同学组装的提升重物的装置，动滑轮重80N，不计绳重和摩擦。在拉力F的作用下，将重为320N的重物经过20s匀速提升了3m。求：
（1）拉力F的大小；
（2）拉力F做功的功率；
（3）此过程动滑轮的机械效率。
20．（2020·湖南郴州·统考中考真题）一边长为10cm的正方体物块，用细线系在底面积为200cm2的圆柱形容器底部，向容器内加水，物块上浮，被拉直后的细线长10cm。当物块一半体积浸入水中时（如图甲），细线拉力为3N；继续加水，当物块刚好浸没时（如图乙），停止注水，并剪断细线，使物块上浮直至漂浮，求：（g＝10N/kg）。
(1)物块处于图甲所示状态时所受浮力大小；
(2)物块密度；
(3)剪断细线后，物块漂浮时，水对容器底部的压强。
参考答案：
1．D
【详解】将正方体分割成体积相等的a、b两部分，并取走a部分。剩下的b部分的体积相等。因为正方体质量分布均匀，故剩下b部分的质量、重力都相等，则剩下b部分对水平地面的压力（等于剩余部分的重力）相等，由可知，压力一定时，受力面积越小，压强越大，题中D图剩下b部分的受力面积最小，则D图中剩下的b部分（未倾倒）对水平地面产生的压强最大，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
2．B
【详解】A．物体的动能与质量和速度有关；在减速下降的过程中，速度变小，动能减小，重力势能没有转化为动能，故A错误；
B．公交车刹车时，乘客下半身随着公交车停下来，上半身由于惯性保持向前运动，从而发生了向前倾倒的现象，故B正确；
C．没有推动木箱，木箱处于静止状态，受到平衡力，推力等于摩擦力，故C错误；
D．水的沸点随着水面气压的升高而增大，高压锅内气压升高时，水的沸点增大，故D错误。
故选B。
3．D
【详解】ABC．机械能是动能和势能之和，天舟二号货运飞船加速上升过程中，重力势能和动能都增大，机械能变大，是将燃料的内能转化为机械能，故ABC错误；
D．对接成功后天舟二号货运飞船与天和核心仓的相对位置没有发生改变，同步运行，处于相对静止状态，故D正确。
故选D。
4．A
【详解】ABC．自制气压计是靠瓶内气体的压强支撑水柱，瓶内气压大于外界大气压，水柱就上升，相反水柱就下降。带着它登山的过程中，高度在升高，大气压会随高度的增加而减小，外界大气压变小，瓶内气压大于外界大气压，瓶内气压会进一步向外压水柱，所以水柱将会升高。故A正确，BC错误；
D．气压支持水柱的高度与玻璃管的粗细无关，选用更粗的玻璃管对提高气压计测量精度没有意义，故D错误。
故选A。
5．A
【详解】由图可知，当试管从倾斜位置A到竖直位置B的过程中，液体深度变大，由p＝ρgh可知，水对试管底部的压强变大。
故选A。
6．D
【详解】A．由图象可知，当m甲＝300g，V甲＝200cm3，当m乙＝200g时，V乙＝300cm3，
则甲、乙两种物质的密度分别为
ρ甲＝＝＝1.5g/cm3
同理
ρ乙＝g/cm3
若甲、乙物质质量相等（为m），甲的体积为
V1＝
乙的体积为
V2＝
混合制成实心小球的平均密度
ρ＝＝＝＝ ＝≈0.92g/cm3
因为
0.92g/cm3＜1.0g/cm3
由物体的浮沉条件，若甲、乙物质质量相等，则实心小球将上浮，最后漂浮在水面上，故A错误；
B．若甲、乙物质体积相等（为V），甲的质量
m1＝ρ甲V
乙的质量
m2＝ρ乙V
实心的平均密度
ρ′＝＝＝≈1.08g/cm3＞1.0g/cm3
由物体的浮沉条件，若甲、乙物质体积相等，则实心小球将下沉，最后沉在水底，故B错误；
C．设甲的体积与总体积之比为x、乙物质与总体积之比为1﹣x，
小球的平均密度
ρ0＝＝＝ρ甲x+ρ乙（1﹣x）
实心小球悬浮在水中，根据浮沉条件小球的平均密度等于水的密度，即
ρ甲x+ρ乙(1﹣x)＝1.5g/cm3×x+g/cm3×(1﹣x)＝1.0g/cm3
解得
x＝40%
即甲的体积与总体积之比为40%，乙物质与总体积之比为
1﹣40%＝60%
若实心小球悬浮在水中，则甲、乙物质体积比为
40%∶60%＝2∶3
故C错误；
D．设甲物质质量占总质量的比为n，则乙占总质量之比（1﹣n），根据密度公式，小球的平均密度
ρ″＝＝＝
根据悬浮的条件
＝1.0g/cm3
将ρ甲＝1.5g/cm3和ρ乙＝g/cm3代入上式得
甲物质质量占总质量的比
n＝60%
乙物质质量占总质量的比
1﹣n＝1﹣60%＝40%
则甲、乙物质质量比为
60%∶40%＝3∶2
故D正确。
故选D。
7．B
【详解】AD．两个完全相同的物体A、B，则两物体的重力相同，A、B分别放入两杯中，两物体漂浮，受到的浮力F＝G，故两物体受到的浮力相同，即F浮A＝F浮B，根据阿基米德原理F浮＝ρ液gV排，因B排开液体的体积大，故为ρ甲＞ρ乙，故A、D不符合题意；
B．因为两个完全相同的物体A、B，则两物体的重力相同，所受的浮力相等，所以上下表面所受的压力差相等，上表面所受液体压力都为0，因此物体A、B下表面所受液体压强相等，故B符合题意；
C．静止时甲、乙液面刚好相平，即容器底部的深度相同，图中甲乙两种液体的密度ρ甲＞ρ乙，根据p＝ρgh可知，两烧杯底部所受液体的压强分别为p甲＞p乙，故C不符合题意。
故选B。
8．C
【详解】A．悬挂在天花板上的吊灯处于静止状态，不具有动能，故A不符合题意；
B．静止在山顶上的大石头处于静止状态，不具有动能，故B不符合题意；
C．飞行的飞机处于运动状态，具有动能，故C符合题意；
D．拉开的弹弓具有弹性势能，故D不符合题意。
故选C。
9．C
【详解】爬楼时，克服重力做功，需要测量老人的质量、小孩的质量，由W＝Gh＝mgh可比较做功的多少；爬完相同的楼梯，则高度相同，根据P＝＝比较功率的大小，因此只需要测量老人的质量、小孩的质量，各自爬楼梯所需的时间即可比较老人和小孩消耗的功率大小。
故选C。
10．
【详解】[1]设圆柱形容器的底面积是S，两次液面下降的高度分别是h1和h2，则正方体和球体排开水的体积分别是
①
②
正方体和球体受到的浮力分别是
③
④
由①③知道
⑤
由②④知道
⑥
又因为正方体和球体的体积比为2：1，所以结合⑤⑥得
解得正方体的密度是
[2]根据题意知道，正方体和球体取出后减小的压强是由于两者的重力产生的，即
故解得球体的密度是
11． 0 20
【详解】[1]做功的两个要素是：一是要有作用在物体上的力；二是物体沿受力方向移动一段距离。物体受到的重力方向竖直向下，而物体是沿水平方向运动，所以重力没有做功。
[2]物体受到的水平拉力F=40N，沿水平直线移动了5m，所以拉力对物体做的功为
W=Fs=40N×5m=200J
拉力对物体做功的功率为
12． 减小 0.5
【详解】[1]两球匀速竖直下落的过程中，质量不变，速度不变，所以动能不变；但物体所处高度变小，重力势能减小，所以机械能减小。
[2]两小球体积相同、运动的速度也相同，所以两小球受到的阻力相同。对A球进行受力分析，A球受竖直向下的重力GA，竖直向下的轻绳对小球A的拉力F拉以及竖直向上的空气阻力f，B球受竖直向下的重力GB，竖直向上的轻绳对小球B的拉力F拉以及竖直向上的空气阻力f，对A球而言
对B球而言
所以
即
解得。
13． 15 1∶4
【详解】[1] 阀门打开前液体的深度
[2]当t=10s时，此时容器底部受到液体的压强p为400Pa，则此时的深度为
由于匀速排液，则后20s排出液体的体积是前10s排出液体体积的2倍，由V=Sh可得，上、下两部分液体的体积关系为：
故上、下两部分横截面积之比
S1∶S2=1∶4
14． 1.5 2
【详解】[1]将物体沿光滑斜面匀速拉到高处，额外功为0J，拉力做的功等于提升重物做的功，即
此时拉力
细绳的拉力为1.5N。
[2]若斜面粗糙，匀速拉动同一物体时，拉力做的有用功
由可得，拉力做的总功
由W＝Fs可得，细绳的拉力
细绳的拉力是2N。
15． 指到零刻度 1 4×103 3.2
【详解】（1）[1]使用弹簧测力计测量前，应对测力计指针调零，即应观察它的指针是否指到零刻度，若没有，则进行调整。
（2）[2]由图甲、乙，该合金块浸没在水中时受到的浮力为
（3）[3]根据阿基米德原理
乙图中合金块的体积为
该合金块的密度为
（4）[4] [5]图丁中弹簧测力计分度值为0.1N，读数是3.2N，合金块浸没在液体中受到的浮力
根据阿基米德原理，待测液体的密度是
16． A 2、4、5 弹珠质量越大，水平射程越小 4、6、7 C
【详解】(1)[1]比较实验序号1、2、3三次实验数据知，弹簧枪离地面高度相同、弹珠质量相同，弹簧压缩量不同，且弹簧压缩量越大，水平射程越远，故可以验证猜想A。
(2)[2][3]要验证猜想B，即弹珠水平射程与弹珠质量m的关系，需要控制弹簧压缩量、弹簧枪离地面高度相同，改变弹珠质量，实验2、4、5符合题意，由2、4、5实验数据知，在其它条件相同时，弹珠质量越大，水平射程越小。
(3)[4][5]要探究弹珠水平射程与发射点离地面的关系，即验证猜想C，需要控制弹簧压缩量、弹珠质量相同，改变弹簧枪离地面高度，实验4、6、7符合题意，在其它条件相同时，发射点离地面越高，水平射程越远。
17． 右 为了直接从杠杆上读出力臂 4 变小 见解析
【详解】(1)[1]为排除杠杆自重对实验的影响，实验前把杠杆中心支在支架上，杠杆静止在图甲所示位置，杠杆右端偏高，应将杠杆右端的螺母向右端移动，使杠杆在水平位置平衡。
(2)[2]在杠杆两侧挂上不同数量相同规格的钩码，调节钩码位置，使杠杆重新在水平位置平衡，这样做的目的是为了直接从杠杆上读出力臂。
(3)[3]一个钩码的重力为G，设杠杆的一个小格为L，由杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2知
3G×4L＝nG×3L
可得n＝4，即在B位置挂上4个钩码，使杠杆在水平位置平衡。
(4)[4][5]图丙中，当弹簧测力计绕A点从C位置转动到D位置的过程中，要保持杠杆仍在水平位置平衡，则拉力F将变小，因为当拉力由倾斜变成垂直时，阻力、阻力臂不变，拉力F的力臂变大，相应的力会变小，这样才能继续平衡。
18．（1）3N；（2）2N；（3）3×10-4m3
【详解】解：（1）物体A的重力
（2）根据题意可知
OC=20cm=0.2m
OD=30cm=0.3m
由杠杆平衡条件可得
（3）物体B的重力为
对物体B进行受力分析得，物体B受到的浮力为
则物体B排开水的体积为
因为物体B浸没，所以物体B的体积为
答：（1）物体A的重力3N；
（2）细线对物体B的拉力2N；
（3）物体B的体积3×10-4m3。
19．（1）；（2）60W；（3）80%
【详解】解（1）由于绳重和摩擦不计，所以拉力为
（2）拉力F作用端绳子上升的高度
拉力所做的功
拉力做功的功率
（3）机械效率
答：（1）拉力F的大小；
（2）拉力F做功的功率为；
（3）机械效率。
20．(1)5N；(2)0.2×103kg/m3；(3)1.6×103Pa
【详解】(1)物块的体积为
V＝L3＝(0.1m) 3＝1×10﹣3m3
物块处于图甲所示状态时所受浮力大小为
F浮＝ρ水V排g＝ρ水g＝1×103kg/m3××1×10﹣3m3×10N/kg＝5N
(2)对甲图中的物块受力分析知物块的重力为
G＝F浮﹣F拉＝5N﹣3N＝2N
由公式G＝mg得物块的质量为
m物＝＝＝0.2kg
物块的密度为
ρ＝＝＝0.2×103kg/m3
(3)当物块刚好浸没时容器中水的深度为绳子的长度与物块的边长之和，即此时水的深度为
h＝10cm +10cm =20cm
由公式F浮＝ρgV排得当剪断细绳后物块漂浮时排开的水的体积为
V排′＝=＝＝2×10﹣4m3
当剪断细绳时，水面下降的高度为
h＝＝＝0.04m＝4cm
水面下降后水的深度为
h′＝h﹣h＝20cm﹣4cm＝16cm
剪断细线后，物块漂浮时，水对容器底部的压强为
p＝ρ水gh′＝1.0×103kg/m3×10N/kg×16×10﹣2m＝1.6×103Pa
答：(1)物块处于图甲所示状态时所受浮力大小5N；
(2)物块密度0.2×103kg/m3；
(3)剪断细线后，物块漂浮时，水对容器底部的压强1.6×103Pa。
试卷第1页，共3页
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湖南省郴州市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）（答案）