湖北武漢市2020-2022三年中考物理真題匯編-02力學(壓強、浮力、做功和機械能、簡單機械及機械效率)_第1頁
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文檔簡介

湖北武漢市2020-2022三年中考物理真題分類匯編-02力學

(壓強、浮力、做功和機械能、簡單機械及機械效率)

一、單選題

1.(2022,湖北武漢?統(tǒng)考中考真題)如圖所示,三個相同的柱形容器中盛有體積相同的

水或鹽水,將重為3.0N的圓柱體依次放入這三個容器中。下列說法錯誤的是()

A.圖乙和圖甲中圓柱體下表面受到水的壓力之差大于0.7N

B.圖丙和圖乙中容器底上表面受到的壓力之差等于0.1N

C.圖丙中鹽水的密度是l.l×103kg∕m3

D.圓柱體的密度是3.0xl()3kg∕m3

2.(2022.湖北武漢.統(tǒng)考中考真題)用一個動滑輪在8s內(nèi)將一重為300N的物體勻速向

上提起2m,拉力為200N。這個動滑輪的機械效率和拉力的功率分別是()

A.66.7%,50WB.66.7%,IOOWC.75%,50WD.75%,IOOW

3.(2021?湖北武漢?統(tǒng)考中考真題)如圖所示,運動員迎著飛來的足球奔跑,騰空躍起

將足球頂出?考慮空氣阻力的影響,下列說法正確的是()

A.運動員在跑步階段運動狀態(tài)不變,在騰空階段運動狀態(tài)改變

B.足球與運動員相互作用的過程中,足球的彈性勢能逐漸增大

C.足球從被頂出至剛落地的過程中,足球機械能減小,內(nèi)能增大

D.足球對運動員的作用力與運動員對地面的作用力是一對平衡力

4.(2021?湖北武漢?統(tǒng)考中考真題)如圖所示,彈簧測力計下懸掛著不吸水的圓柱體,

圓柱體質(zhì)量為180go不計厚度的平底容器置于水平桌面上,質(zhì)量為100g,底面積為

50cm2,高為8cm,容器內(nèi)盛有質(zhì)量為350g的水。當圓柱體浸入水中靜止時,圓柱體未

,彈簧測力計示數(shù)為L4N,此時容器對水平桌面的壓強是()

A.7.8×IO2PaB.8.0×IO2PaC.9.8×IO2PaD.1.18×103Pa

5.(2020.湖北武漢.統(tǒng)考中考真題)一個質(zhì)量分布均勻的正方體物塊,邊長是10cm,密

度是0.8x103kg∕m3,漂浮在液面上露出液面的體積占物塊體積的g。用手緩慢下壓物塊,

如圖所示,當物塊上表面與液面剛好相平時,下列說法錯誤的是()

A.液體的密度是1.2×IO3kg∕m3

B.手對物塊上表面的壓力大小是2N

C.液體對物塊下表面的壓力大小是12N

D.物塊下表面受到液體的壓強是1.2×103Pa

6.(2020?湖北武漢.統(tǒng)考中考真題)鐵塊和小桌靜止在海綿上,如圖甲所示。撤掉小桌

后,鐵塊再次靜止在海綿上,如圖乙所示。鐵塊的質(zhì)量是600g,鐵塊的底面積是20cm2,

小桌的質(zhì)量是200g,桌面的面積是80cm2,下列說法正確的是()

A.圖甲中,鐵塊對小桌的壓強比小桌對海綿的壓強大

B.圖甲中,鐵塊對小桌的壓強比小桌對海綿的壓強小

試卷第2頁,共6頁

C.圖甲中鐵塊對小桌的壓強比圖乙中鐵塊對海綿的壓強大

D.圖甲中鐵塊對小桌的壓強比圖乙中鐵塊對海綿的壓強小

7.(2020?湖北武漢?統(tǒng)考中考真題)滑躍式起飛是一種航母艦載機的起飛方式。飛機跑

道的前一部分是水平的,跑道尾段向上翹起。如圖所示,飛行員駕駛艦載機從圖示位置

由靜止開始一直加速直至離艦的過程中,下列說法正確的是()

A.飛行員的動能先增加后減少B.飛行員的機械能一直減少

C.飛行員的機械能一直增加D.飛行員的機械能先不變后增加

二、填空題

8.(2022.湖北武漢.統(tǒng)考中考真題)如圖所示是北京冬奧會跳臺滑雪場地“雪如意”。運

動員從跳臺頂部沿助滑道加速滑下時,運動員的轉化為。(填“動能”或“重

力勢能”)在"雪如意'’的一側,運行角度隨山勢而變的變坡斜行電梯速度是2.5m∕s,電

梯從最低點運行到最高點的路程是259m。所需時間是s。

9.(2021?湖北武漢?統(tǒng)考中考真題)2021年4月29日,中國天宮空間站天和核心艙發(fā)

射成功,標志著我國空間站時代已經(jīng)到來。如圖所示,天和核心艙沿橢圓軌道環(huán)繞地球

運行,不受空氣阻力,因此機械能守恒。

⑴天和核心艙與地面控剛中心通過電磁波傳遞信息,電磁波(填“能”或“不能”)

在真空中傳播;

(2)天和核心艙沿橢圓軌道從近地點經(jīng)遠地點再回到近地點的過程中,天和核心艙的

動能(填“減小”“增大”“先減小后增大'’或"先增大后減小”);

(3)若天和核心艙在Imin內(nèi)運行的路程是456km,則它的平均速度是m∕so

三、實驗題

10.(2021?湖北武漢.統(tǒng)考中考真題)在探究影響壓力作用效果的因素的實驗中,甲圖中

小桌放在海綿上,乙圖中在桌面上放一個祛碼,丙圖中桌面朝下,并在其上放一個同樣

的祛碼。

(1)在三次實驗中,均用海綿被壓下的深淺,來顯示小桌對的壓力作用效果;

(2)比較兩圖可以初步得出實驗結論:壓力大小相同時,受力面積越大,壓力作

用效果越不明顯。若想通過比較甲、丙兩圖也得出相同的實驗結論,可以采取的措施是

下列事例中,直接應用該結論的是(填序號)。

①有些課桌的邊緣設計成園弧形狀

②水壺的壺嘴和壺身設計成相同的高度

③交通管理部門規(guī)定,貨車每一車軸的平均承載質(zhì)量不得超過IOt

四、計算題

11.(2022?湖北武漢?統(tǒng)考中考真題)我國萬米深潛作業(yè)次數(shù)和下潛人數(shù)位居世界首位。

圖甲所示為我國“奮斗者”號載人潛水器的海試現(xiàn)場。

(1)潛水器的前邊固定著一個采樣籃,里面放著海底沉積物采樣器等工具,采樣器是

一個下端開口的圓柱形玻璃管。潛水器兩側各連著一只機械手臂,其中一只機械手臂的

簡化示意圖如圖乙所示,它由金屬桿A3、OC和可以伸縮的液壓桿AC組成,C點為機

械手臂和潛水器的連接點。當液壓桿伸長或縮短時,會帶動金屬桿A8繞著。點轉動,

金屬桿B端就會向上提或向下壓采樣器;

①請在圖乙中畫出水平金屬桿的B端豎直向下壓采樣器時,采樣器對金屬桿AB的力的

示意圖:

②若。A、OC和AC的長分別是18cm、24Cm和30cm,OB的長是72cm,這只機械手

試卷第4頁,共6頁

臂的液壓桿AC對水平金屬桿A端的拉力是200N,玻璃管水平的圓環(huán)形管口和海底沉

積物的接觸面積是2cm2時,則豎直狀態(tài)下的玻璃管的圓環(huán)形管口對海底沉積物產(chǎn)生的

壓強是多少Pa?(不考慮金屬桿AB和采樣器它們受到的重力和浮力)

(2)總質(zhì)量是36t且處于懸浮狀態(tài)的潛水器在海底完成作業(yè)后,會拋卸吸附在艙外的

壓載鐵再上浮。為了確保艙內(nèi)作業(yè)人員的安全,科學家們在設計“奮斗者'’號時,可以讓

潛水器在不能拋卸壓載鐵時進行“斷臂求生”,即讓潛水器在深海拋掉兩只機械手臂和采

樣籃等物體后再上浮。若某次深海演練拋掉質(zhì)量是L8t。體積是0.3m3的兩只機械手臂

和采樣籃等物體,則此時潛水器受到的浮力是多少N?浮力比重力大多少N?

甲乙

12.(2021?湖北武漢.統(tǒng)考中考真題)如圖甲所示,某款國產(chǎn)水陸兩用挖掘機的機械臂可

繞O點轉動,這輛挖掘機有兩條履帶,每條履帶內(nèi)均有1個由合金材料制成的空心浮箱,

每個浮箱(可視為長方體)寬為1.5m,高為2m,合金密度為8.0x1(??/?3

(1)某次測試中,質(zhì)量為60kg的駕駛員駕駛挖掘機,從6m高的平臺沿斜坡向下緩慢

行駛20m,到達水平地面。

①請在圖乙中畫出挖掘機沿斜坡向下緩慢行駛時,挖掘機對斜坡的壓力的示意圖;

②在上述過程中,駕駛員的重力做了多少功?

(2)如圖甲所示,開始時機械臂伸直且靜止,0、A、8三點在同一直線上,OA=IOm,

A8=0.5m,機械臂和斗鏟整體的重心在A點;機械臂控制斗鏟裝取質(zhì)量為It的沙石后,

機械臂、斗鏟和伸縮桿緩慢運動到如圖甲所示的位置時靜止,這時機械臂、斗鏟和沙石

整體的重心在B點。已知伸縮桿先后兩次對機械臂的支持力(支持力垂直于機械臂)之

比為5:7,則機械臂和斗鏟的總質(zhì)量是多少?

(3)已知制作每個浮箱時所用合金的體積V與浮箱長度L的關系如圖丙所示,不計履

帶排開水的體積和駕駛員的質(zhì)量,除2個完全相同的浮箱外,挖掘機其余部分的質(zhì)量為

33t。若挖掘機漂浮在水中,2個浮箱浸入水中的深度均不超過1.5m,則每個浮箱的長

度至少是多少?

五、綜合題

13.(2020?湖北武漢?統(tǒng)考中考真題)一種新型井蓋排水系統(tǒng)如圖甲所示,系統(tǒng)結構簡化

示意圖如圖乙所示,排水系統(tǒng)由井蓋、兩個相同杠桿(AO8是其中之一)、容器等組成,

AB長度是300mm,4。長度是120mm,井蓋的上表面和側面都有排水孔,下暴雨時,

雨水從排水孔經(jīng)排水管導流到容器中,再從容器底部的排水孔流入下水道,由于容器的

排水速度較小,當容器中的雨水上升到一定高度時,容器下降,拉動杠桿,將井蓋項起,

加速路面排水。當容器中的雨水下降到一定高度時,井蓋自動下降蓋住井口,不影響車

輛、行人的通行。該井蓋的質(zhì)量是28.8kg,不考慮杠桿的質(zhì)量,不考慮各連接處的摩擦。

排水孔井蓋

甲乙丙

(1)球墨鑄鐵強度高、韌性好,密度是7.2xl(Pkg∕m3,若上述規(guī)格的井蓋全部用球墨鑄鐵

制成,則制作一個這樣的井蓋需要多少立方米的球墨鑄鐵?

(2)下暴雨時,杠桿會將井蓋頂起50mm,如圖丙所示。兩個相同杠桿對井蓋至少做了多

少焦耳的功?

(3)某次調(diào)試中,為了節(jié)約用水,調(diào)試人員將容器底部的排水孔全部堵住,測出容器的質(zhì)

量是4.2kg,再將容器和杠桿組裝在一起,直接向容器內(nèi)勻速注水,注水120秒時井蓋

剛好被項起,假設在任意時刻水對容器的壓力與容器中水的重力大小相等,求每分鐘向

容器內(nèi)注水的體積是多少升?

試卷第6頁,共6頁

參考答案:

?.B

【詳解】A.圖甲中,還沒有浸沒,甲上表面的壓力為0,故圖甲下表面的壓力為

%下=&甲=G-F=3N-2.7N=0.3N

圖乙中,物體浸沒,則

F乙下=%乙+2t=G-E+Gh=3N-2N+Z=lN+"i

圖乙和圖甲中圓柱體下表面受到水的壓力之差

AFF=Fi下-%下=1N+%上一0?3N=0.7N+七上

在圖乙中,上表面的壓力大于0,故圖乙和圖甲中圓柱體下表面受到水的壓力之差大于0.7N,

故A正確,A不符合題意;

B.丙圖中,物體所受的浮力為

E多丙=G-G=3N-1.9N=1.1N

乙圖中,物體所受的浮力大小為

G乙=G-七=3N-2N=1N

圖丙中物體上表面的壓力為

/上=/下-5半丙

同理,圖乙中物體上表面的壓力為

IS上="下一埼乙

和圖乙中容器底上表面受到的壓力之差

“I=G下一4多丙F乙F-7乙)=/下-&甘4多乙-/丙=/下一B下^θ?iN

由于。下一七下未知,故圖丙和圖乙中容器底上表面受到的壓力之差未知,故B錯誤,B符

合題意;

C.圓柱體在乙和甲中都浸沒,排開液體體積相同,且與圓柱體體積相同。在圖乙中,圓柱

體所受的浮力為1N,則圓柱體的體積為

L==--------?------------=l×10-4m3

0水g1×10kg/m×1ON/kg

圖丙中,圓柱體所受的浮力為1.1N,則鹽水的密度是

答案第1頁,共9頁

耳學丙1.1N

夕酒精=l.l×103kg∕m3

%gl×10^4m3×10N∕kg

故C正確,C不符合題意;

D.圓柱體的質(zhì)量為

G3N

m==0.3kg

w1''g10N∕kg

圓柱體的密度是

Itl0.3kg

=3×103kg∕m3

-V-l×10?4m,

故D正確,D不符合題意。

故選Bo

2.D

【詳解】AB.一個動滑輪提升重物,一共有兩段繩子分擔物重,故〃=2,這個動滑輪的機

械效率

(X)Oo

上X]0θ%=去I%=懸XI%=iΞr1°°%=75%

%.

故AB不符合題意;

CD.繩子移動的距離為

S締=2//物=2χ2m=4m

拉力的功率分別是

p∕=j?=200Nx4m=K)OW

tt8

故C不符合題意,D符合題意。

故選D。

3.C

【詳解】A.運動員在跑步階段不一定勻速,所以運動狀態(tài)可能改變,故A錯誤;

B.足球與運動員相互作用的過程中,彈性勢能先增大后減小,故B錯誤;

C.足球從被頂出至剛落地的過程中,有空氣阻力,部分機械能轉化為內(nèi)能,所以機械能減

小,內(nèi)能增大,故C正確;

D.足球對運動員的作用力與運動員對地面的作用力不在同一物體上,不是一對平衡力,故

D錯誤。

答案第2頁,共9頁

故選c。

4.C

【詳解】圓柱體的重力

G=m㈱住/g=0.18kg×1ON∕kg=1.8N

圓柱體浸入水中時,受到的浮力

F3=G-F聲1.8N-1.4N=0.4N

此時,容器對水平桌面的壓力

F=F≠-+G軍行P;六“戒g+/〃?^=0.4N+0.350kgx1ON/kg+0.1kg×10N∕kg=4.9N

對水平桌面的壓強

,F=4.9N

=98OPa=9.8×lO2Pa

J_50×10^4m2

故ABD不符合題意,C符合題意。

故選Co

5.B

【詳解】當物塊漂浮時,物塊所受的浮力等于其所受的重力,即

%二G物

則有

。液g%=P^v

因有g露出水面,故

?3

夕液=;夕物=^×0.8×103kg∕m3=1.2×103kg∕m3

故A正確,不符合題意;

B.由題意知,手對物塊的壓力,等于物塊;浸沒液體中所受的浮力,即

5,3363

Fs==?p:^gV=?∕?g?=l×ι.2×10kg∕m×10N∕kg×(lθ)×l0-m=4N

故B錯誤,符合題意;

CD.物塊下表面受到的壓強為

p=p漱gh==1.2×103kg∕m3×10N∕kg×10×102m=1.2×103Pa

答案第3頁,共9頁

下表面受到的壓力為

F=PS=0液=1.2X10'kg/n?X10N/kgX(10)3X1(Γ6nd=12N

故CD正確,不符合題意。

故選B。

6.A

【詳解】圖甲中,鐵塊對小桌的壓強為

曾奇告儂磊警叩血

小桌對海綿的壓強為

?_G”_—g_(600χl(Γ'kg+200xl(Γ?g)x10N∕kg

3

Pl=,2=IxlOPa

?~~~St-~S-80×10~m

圖乙、圖甲中,鐵塊對小桌和鐵塊對海綿的壓力相等,都等于小球所受的重力,小桌和海綿

的受力面積相等,都等于小球的底面積,故小球對海綿的壓強等于,小球對小桌的壓強,即

5

p3=PI=3×IOPa

P1=P3>Pi

故選A0

7.C

【詳解】飛行員一直加速直至離艦的過程中,飛機跑道的前一部分是水平的,飛行員重力勢

能不變,速度增大,質(zhì)量不變,動能增大,機械能增大。跑道尾段向上翹起,質(zhì)量不變,速

度增大,高度增高,所以飛行員的動能增大,重力勢能增大,機械能增大。

故選Co

8.重力勢能動能103.6

【詳解】運動員從跳臺頂部沿助滑道加速滑下時,高度慢慢變小,重力勢能減小,速

度越變越大,動能變大,故能量的轉化為重力勢能轉化為動能。

網(wǎng)所需時間是

s_259m

=103.6s

V2,5m∕s

9.能先減小后增大7600

答案第4頁,共9頁

【詳解】(1)[1]電磁波的傳播不需要介質(zhì),可以在真空中傳播。

(2)[2]天和核心艙沿橢圓軌道從近地點遠地點的過程中,動能轉化為重力勢能變大,動能

減??;從遠地點到近地點的過程中,重力勢能變?yōu)閯幽?,動能增大?/p>

(3)[3]天和核心艙的平均速度

456XIO3Iii

V=-=7.6×IO3m/s

60s

10.海綿乙、丙取下丙圖中的祛碼①

【詳解】(1)口]實驗中,壓力的作用效果是通過比較海綿的凹陷程度來確定的。

(2)[2]探究壓力的作用效果與受力面積的關系,當壓力大小相同時,受力面積越大,壓力

作用效果越不明顯,由圖可知,選擇實驗乙、丙。

⑶想通過比較甲、丙兩圖也得出相同的實驗結論,要保證甲、丙的壓力大小相同,即拿掉

丙圖中的祛碼,才能得到相同的實驗結論。

⑷①有些課桌的邊緣設計成園弧形狀,是為了增大接觸面積,減小壓強,防止人碰到時受

傷。故①符合題意;

②水壺的壺嘴和壺身設計成相同的高度,這是利用了連通器原理。故②不符合題意;

③貨車行駛時,地面的受力面相同,承載質(zhì)量越大,對地面壓力越大,壓強越大,路面易損

壞。故③不符合題意。

故選①。

【詳解】解:(1)①水平金屬桿的B端豎直向下壓采樣器時,根據(jù)力的作用是相互的,采樣

(2)②根據(jù)勾股定理可知

AC=JAO2+OC2=J(18cm)'+(24Cm>=,900cm2=30cm

該三角形是直角三角形,AC為斜邊,根據(jù)三角形的面積公式可知,液壓桿AC對水平金屬

答案第5頁,共9頁

桿A端拉力的力臂

金屬桿B端對采樣器的壓力

??Fbk200N×14.4cm

F=F=—~—=------------------=4z01Nπm

1OB72cm

圓環(huán)形管口對海底沉積物產(chǎn)生的壓強

(3)潛水器處于懸浮狀態(tài),總浮力為

35

F浮=Ga=wag=36×10kg×1ON∕kg=3.6×10N

潛水器拋掉機械手臂等物體后,減小的浮力

Δ∕?=Q水g△咻=LoXlo3kg∕π√xl()N∕kgxO.3m3=3×101N

減小的重力

ΔG=∕πg=1.8×10,kg×lON∕kg=1.8×104N

潛水器剩下的重力

545

G=Gf,-ΔG=3.6×10N-1.8×10N=3.42×10N

拋掉機械手臂等物體后潛水器受到的浮力

535

R√=^,F-ΔKΓ=3.6×10N-3×10N=3.57X10N

拋掉機械手臂等物體后浮力比重力大

?F=F*—G=3?57×10,N-3.42×105N=1.5×104N

答:(I)①見解析,

②豎直狀態(tài)下的玻璃管的圓環(huán)形管口對海底沉積物產(chǎn)生的壓強是2χlO?5pa:

(2)潛水器受到的浮力是3.57χl0'N,浮力比重力大1.5χl(T*N°

挖掘機

12.(I)①,②3.6xI03j;(2)3t;(3)IOm

【詳解】解:(1)①壓力的作用點在接觸面上,壓力的方向垂直于接觸面,如圖所示:

挖掘機

F

答案第6頁,共9頁

②已知駕駛員的質(zhì)量為60kg,下降的高度為6m,則駕駛員的重力做的功為

W=Fs=Gh=mgh=6Qkξ×10N∕kg×6m=3.6×103N

(2)根據(jù)杠桿平衡的條件,當機械臂控制斗鏟未裝取砂石時,可得出

FIII=GAIOA

機械臂控制斗鏟裝取質(zhì)量為It的沙石后,動力臂不變,動力變?yōu)榭傻贸?/p>

尸2∕∕=(GA+Gff)lθB

因為伸縮桿先后兩次對機械臂的支持力(支持力垂直于機械臂)之比為5:7,則B:F2=5:7,

則可得

耳_GJOA

鳥(GA+GS?)/OB

帶入數(shù)據(jù)可得

5_GAX1Om

4

7-(GA+10N)×10.5m

解得GΛ=3×104N,則機械臂和斗鏟的總質(zhì)量為

G,3×104N

=3×103kg=3t

~g^~IONZkg

(3)由圖丙可得到的函數(shù)關系式為

V=0.07m2Δ+0.05m3

由題意知,挖掘機漂浮在水中,則

FG點=G∕i!=ptt

挖掘機的總重力為

G/mg+2mκxg=mg+2p^Vg

因為2個浮箱浸入水中的深度均不超過1.5m,則浮箱排開水的體積為

V111=2ahL=2X1.5mX1.5mXL

由以上各式聯(lián)立可得

mg+2pa∕g=2p水gahL

帶入數(shù)據(jù)可得

3.3×IO4kg×10N∕kg+2×8×IO3kg∕m3×(θ.O7m2L+0.05m3)×ION/=2×1.0×IO3kg∕m3?×××L

解得

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