天津市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）

天津市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·天津·统考中考真题）如图所示的实例中利用大气压的是（　　）

A．紧固锤头

B．U型“反水弯”

C．用吸管喝饮料

D．潜水艇的浮沉

2．（2022·天津·统考中考真题）实验时，小芳用图所示的滑轮组，将重为8N的物体匀速提升0.5m。已知动滑轮的重为2N，不计绳重和摩擦，则（　　）

A．拉力F为4N B．有用功为5J

C．绳子自由端移动距离为1.5m D．该滑轮组的机械效率为80%

3．（2021·天津·统考中考真题）如图中展示了我国古代劳动人民的智慧成果，对其所涉及的物理知识表述正确的是（　　）

A．日晷：光的折射 B．司南：摩擦起电

C．紫砂壶：连通器 D．水车：内能的利用

4．（2020·天津·统考中考真题）图所示是生活中的工具或装置，对其使用状态下所涉及的物理知识表述正确的是（　　）

A．水位计：阿基米德原理

B．铅垂线：重力的方向

C．钳子：费力杠杆

D．塑料吸盘：液体压强

5．（2020·天津·统考中考真题）2020年6月23日，我国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星发射成功｡若某卫星沿椭圆轨道从远地点向近地点运动时速度增大了，由此可知其动能（　　）

A．减小 B．增大 C．不变 D．消失

二、多选题

6．（2022·天津·统考中考真题）小明在研究物体的浮沉问题时，制作了一个空腔“浮沉子”，将其放入一个底面积为S、水深为h0的薄壁柱形容器内。刚放入水中时，浮沉子恰好悬浮，此时水深为h1，如图所示；一段时间后，由于渗漏空腔内开始进水，最后空腔充满了水，浮沉子沉底且完全浸没，此时水的深度降为h2。已知水的密度为ρ0，则所制作的浮沉子（　　）

A．质量为ρ0(h1-h0)S B．质量为ρ0(h2-h0)S

C．材料的密度为 D．材料的密度为

7．（2021·天津·统考中考真题）利用图所示的滑轮组先后匀速提升重为200N和150N的物体。已知提升200N的物体时，绳子自由端的拉力为125N，拉力的功率为125W。若两次物体上升的速度相同，不计摩擦和绳重，则提升重为150N的物体时（　　）

A．机械效率为80% B．机械效率为75%

C．拉力的功率为50W D．拉力的功率为100W

8．（2020·天津·统考中考真题）水平桌面上有一底面积为S1的圆柱形薄壁容器，容器内装有质量为m的水｡现将一个底面积为S2的圆柱形木块（不吸水）缓慢放入水中，松开手后，木块直立在水中且与容器底接触（部分露出水面），如图所示｡若此时木块对容器底的压力刚好为零，则（　　）

A．放入木块前水对容器底的压强为

B．放入木块后水对容器底的压强为

C．木块所受的重力为

D．木块所受的重力为

三、填空题

9．（2022·天津·统考中考真题）如图所示，在做“研究影响滑动摩擦力大小的因素”实验时，用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿水平长木板匀速滑动了0.5m，弹簧测力计的示数为4N，该过程中，木块所受的摩擦力为______N，拉力做功为______J。

10．（2021·天津·统考中考真题）图所示是一个盆景自动供水装置，由于______的作用，瓶中的水不会全部流掉而有部分保留在瓶中；锤子的锤头变松了，人们常用撞击锤柄下端的方法使锤头紧套在锤柄上（如图所示），此做法主要利用了锤头具有______。

11．（2021·天津·统考中考真题）篆刻是我国一门古老的艺术形式，篆刻刀的刀口做得很锋利是为了增大________；“泥人张”彩塑是天津特色民间工艺品，艺人将泥揉捏成形态各异的人物，这表明力可以改变物体的_________。

12．（2020·天津·统考中考真题）生活中做类似的事，从物理学的角度看其目的往往不同｡剪刀､斧头用过一段时间要磨一磨，在冰壶运动中，运动员对冰面也要磨一磨（图所示）｡前者的“磨”是为了增大______，后者的“磨”是为了减小冰壶与冰面之间的______｡

13．（2020·天津·统考中考真题）小明在超市购物时，用10N的力沿水平方向推着购物车在水平地面上前进10m，用时10s，则推力做的功等于______J，推力的功率等于______W｡

四、实验题

14．（2022·天津·统考中考真题）热爱劳动的津津，在家学做天津特色菜“贴饽饽熬鱼”时，一个饮料瓶不小心落到了松软的玉米面团上，在面团上留下较深的痕迹。于是他灵机一动，利用玉米面团和装有水的饮料瓶，依次做了如图所示的实验，对如下两个问题进行了探究。

问题一：压力作用效果跟哪些因素有关

问题二：重力势能大小跟哪些因素有关

（1）做实验①②③是为了探究______（选填“问题一”或“问题二”）；

（2）利用实验④⑤可探究重力势能大小与______是否有关；

（3）《民法典》中规定“禁止从建筑物中抛掷物品”，生活中更要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共安全的行为，“高空抛物”危害性大的原因，可通过分析实验⑤⑥得出的结论来解释，请你写出该结论______。

15．（2021·天津·统考中考真题）在“探究杠杆平衡条件”的实验中：

（1）实验前，若使如图所示的杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节；

（2）实验时，在已调平衡的杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，三次实验获得的数据如下表所示。分析可得杠杆的平衡条件是______；

（3）为了进一步验证实验结论，又做了图所示的实验，在杠杆水平平衡时；

①已知每个钩码的质量均为50g，则此次实验中阻力F2大小为______N，阻力臂l2为______cm；（g取10N/kg）

②请你在图中画出动力F1的力臂。(    )

16．（2021·天津·统考中考真题）兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究：

【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？

【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟______有关；

由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟______有关。

【进行实验】他们做了如图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。

物块被撞得越远，说明金属球到达水平面时的动能就越______；

【分析论证】分析甲、丙两图的实验现象，可以初步得到的结论是：______；

【实践应用】用甲、乙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车______（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因。

17．（2020·天津·统考中考真题）“停课不停学”期间，小明在“云课堂”中学习了密度计的相关知识后，想用家中可用器材（如图所示），测出一枚新鲜鸡蛋的密度｡已知水的密度为，请你帮他设计一个测量鸡蛋密度的实验方案｡要求：

(1)写出主要的实验步骤及所需测量的物理量： ______ ；

(2)写出鸡蛋密度的数学表达式 ______ （用已知量和测量量表示）｡

18．（2020·天津·统考中考真题）在探究影响滑轮组机械效率的因素时，小明提出了如下猜想：

猜想一：滑轮组机械效率与被提升物体所受的重力有关；

猜想二：滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关；

为了验证猜想，准备的器材如下：两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计；

小明把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组，用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验，数据如下表所示：

请你解答如下问题：

(1)表中第3次实验时滑轮组的机械效率为______：根据表中数据在图中画出该滑轮组的绕线方式(      )；

(2)分析表中数据可知：用同一滑轮组提升不同的物体，物体越重，滑轮组的机械效率______（选填“越高”“越低”或“不变”）；

(3)为了验证猜想二，还需增加的实验器材是______｡

五、计算题

19．（2021·天津·统考中考真题）水平桌面上有一底面积为5S0的圆柱形薄壁容器，容器内装有一定质量的水。将底面积为S0、高为h0的柱形杯装满水后（杯子材料质地均匀），竖直放入水中，静止后容器中水的深度为上h0，如图所示；再将杯中的水全部倒入容器内，把空杯子竖直正立放入水中，待杯子自由静止后，杯底与容器底刚好接触，且杯子对容器底的压力为零，容器中水的深度为h0，如图所示，已知水的密度为ρ0，求：

（1）空杯子的质量；

（2）该杯子材料的密度。

六、综合题

20．（2022·天津·统考中考真题）图是用道钉撬撬道钉的情景。道钉撬可视为以O为支点的杠杆，若动力F1为200N，动力臂l1为1.2m（图中未画出），阻力臂l2为0.06m，不计道钉撬自身重力。

（1）在图中画出动力臂l1；

（2）求道钉对道钉撬的阻力F2的大小。

参考答案：

1．C

【详解】A．把锤柄在凳子上撞几下，就能紧固锤头，利用的是惯性，故A不符合题意；

B．排水管的U型“反水弯”是利用连通器原理来工作的，故B不符合题意；

C．用吸管吸饮料，用力一吸，吸管内的大气压小于外界大气压，水在外界大气压的作用下，被压入口腔内，所以用吸管吸饮料利用的是大气压，故C符合题意；

D．潜水艇的浮沉是靠改变自身重力实现的，利用的是物体的浮沉条件，故D不符合题意。

故选C。

2．D

【详解】A．由图中可知，动滑轮上有两股绳子承重，故可得绳子自由端的拉力为

故A不符合题意；

B．由题意可知，物体上升的高度为0.5m，故由W=Fs可得，所做的有用功为

W有=Gh=8N×0.5m=4J

故B不符合题意；

C．因动滑轮上有两股绳子承重，故绳子自由端的移动距离为

s=2h=2×0.5m=1m

故C不符合题意；

D．由题意可知，所做的总功为

W总=Fs=5N×1m=5J

故该滑轮组的机械效率为

故D符合题意。

故选D。

3．C

【详解】A．日晷影子成因是光的直线传播，故A错误；

B．地球的周围存在磁场，故司南能够指南北是由于受到了地磁场的作用，故B错误；

C．紫砂壶的壶嘴和壶身上端开口、底部连通，构成了连通器，故C正确；

D．水车利用了水的机械能，故D错误。

故选C。

4．B

【详解】A．锅炉水位计和锅炉构成了一个连通器，水不流动时，液面总是相平的，通过观察水位计中水位的高低就可以知道锅炉中水的多少，故水位计是利用连通器的原理来工作的，故A错误；

B．重力的方向总是竖直向下的，铅垂线是利用重力方向总竖直向下的原理来工作的，故B正确；

C．钳子在使用时，动力臂大于阻力臂，故钳子是省力杠杆，故C错误；

D．塑料吸盘，是利用大气压强的原理来工作的，故D错误。

故选B。

5．B

【详解】卫星沿椭圆轨道从远地点向近地点运动时，高度减小重力势能减小，速度增大，动能增大，总的机械能不变。

故选B。

6．AD

【详解】AB．刚放入水中时，排开水的体积为

刚放入水中时，浮沉子恰好悬浮，浮力等于浮沉子的重力，等于排开水的重力，故浮子的重力为

经整理可知

故A符合题意，B不符合题意；

CD．一段时间后，空腔充满了水，浮沉子沉底且完全浸没，此时水的深度降为h2，则空腔部分的体积为

实心部分的体积为

材料的密度为

故C不符合题意，D符合题意。

故选AD。

7．BD

【详解】由图n=2，动滑轮自重为

G0=2F1-G1=2×125N-200N=50N

绳自由端速度为

提150N物体时，机械效率为

拉力为

功率为

P2=F2v=100N×1m/s=100W

故AC不符合题意，BD符合题意。

故选BD。

8．AD

【详解】A．放入木块前，对容器底部的压力等于水所受的重力，由可得，水对容器底部的压强

故A符合题意；

B．放入木块前，容器中水的深度为

       ①

设放入木块后容器中水的深度为h，因木块对容器底的压力刚好为零，故木块刚好漂浮于水面上，则木块受到的浮力等于木块所受的重力，由阿基米德原理知，木块所受浮力等于木块排开水所受的重力，即

则

      ②

联立①②解得，放入木块后水的深度

则放入木块后，水对容器底部的压强为

故B不符合题意；

CD．由

可得木块所受的重力

故C不符合题意，D符合题意。

故选AD。

9．     4     2

【详解】[1]由题意可知，木块做匀速直线运动，处于受力平衡状态，故由二力平衡可知，木块在水平方向所受摩擦力f等于弹簧测力计的拉力F，即

f=F=4N

[2]木块运动的距离为s=0.5m，故由W=Fs可得，拉力做的功为

W=Fs=4N×0.5m=2J

10．     大气压     惯性

【详解】[1]开始由于大气压的作用，瓶内的水不会流出来，当水面下降露出瓶口时，有一部分空气进入瓶中，使一部分水流出瓶口来浸没瓶口，瓶内的水又会在大气压的作用下不再流出。

[2]锤头和锤柄原来一起运动，锤柄因撞击而静止，而锤头由于惯性还要保持原来的运动状态，就紧套在锤柄上了。

11．     压强     形状

【详解】[1]篆刻刀的刀口做得很锋利，是通过减小受力面积，达到增大压强的目的。

[2]艺人对泥施加力的作用，使泥的形状发生了改变，说明力可以改变物体的形状。

12．     压强     摩擦

【详解】[1][2]磨一磨剪刀或斧头是为了减小受力面积，从而增大压强，而冰壶运动中，运动员磨地面是为了增大冰面的光滑程度，从而减小摩擦。

13．     100     10

【详解】推力做的功

W=Fs=10N×10m=100J

推力的功率

14．     问题一     质量     质量相同的物体，位置越高，重力势能越大

【详解】（1）[1]由图中可知，实验①②中，压力不同，而受力面积相同，实验②③中，压力相同，而受力面积不同，故可知做实验①②③是为了探究问题一。

（2）[2]由实验④⑤可知，瓶子下落的高度相同，而瓶子和水的总质量不同，故可探究重力势能大小与质量是否有关。

（3）[3]由实验⑤⑥中可知，瓶子和水的质量相同，而瓶子下落的高度不同，面团的凹陷程度不同，故可知“高空抛物”危害性大的原因是：质量相同的物体，位置越高，重力势能越大。

15．     右     F1l1=F2l2（动力×动力臂=阻力×阻力臂）     1     10.0    

【详解】（1）[1]如图所示，实验前，杠杆静止时，向左偏，应该将右端的平衡螺母向右调节。

（2）[2]由表格内的三组数据可知，杠杆平衡的条件为F1l1=F2l2（动力×动力臂=阻力×阻力臂）。

（3）①[3] 已知每个钩码的质量均为50g，由图可知，杠杆下方挂2个钩码，总质量为100g，则阻力F2大小为

F2=G=mg=0.1kg×10N/kg=1N

[4]由图可知，阻力臂l2为10.0cm。

②[5]首先作力F1的力的作用线，过支点O作力作用线的垂线，标上垂直符号以及力臂l1，如图所示：

16．     速度     质量     大     质量相同时，汽车（物体）的速度越大，动能越大     超载

【详解】[1]“十次车祸九次快”是速度快容易车祸，所以汽车的动能可能跟速度有关。

[2]“安全驾驶莫超载”是超载质量大容易车祸，所以汽车的动能可能跟质量有关。

[3]物块被撞得越远，球对物块做功越多，金属球到达水平面时的动能就越大。

[4]分析甲、丙两图的实验现象，质量一样，球位置越高，到水平面速度越大，物块运动越远，结论是质量相同时，物体的速度越大，动能越大。

[5]甲、乙两图的实验现象，高度一样，球质量大，物块运动远，说明速度一样时，质量越大，物体动能越大，故可以解释汽车超载行驶时危险性大的原因。

17．     ①用刻度尺测出塑料管的长度为；②将装有适量盐的塑料管竖直漂浮在水中，测出塑料管露出液面的长度为；③将鸡蛋放入水中，向水中加盐使鸡蛋悬浮，再测出塑料管露出液面的长度为    

【详解】(1)[1]①用刻度尺测出塑料管的长度为；②将装有适量盐的塑料管竖直漂浮在水中，测出塑料管露出液面的长度为；③将鸡蛋放入水中，向水中加盐使鸡蛋悬浮，再测出塑料管露出液面的长度为

(2)[2]因塑料管在水中漂浮，塑料管受到的浮力等于其重力，即

塑料管排开水的体积为

根据阿基米德原理，则有

      ①

因塑料管在盐水中漂浮，所受浮力等于其重力，即

塑料管排开盐水的体积为

根据阿基米德原理，则有

        ②

联立①②解得

因鸡蛋悬浮于盐水中，根据物体沉浮条件知，此时鸡蛋的密度等于盐水的密度，即

18．     80.0%          越高     自重不同的滑轮

【详解】(1)[1]第3次实验中，有用功

W有=Gh=6.0N×0.1m=0.6J

通过滑轮组所做的总功

W总=Fs=2.5N×0.3m=0.75J

滑轮组的机械效率

[2]因为绳子端移动的距离是物体提升高度的3倍，所心滑轮组承重绳子的根数为3，那么滑轮组的绕线如图：

(2)[3]分析表格数据知，用同一滑轮组提升不同的物体，物体越重，滑轮组的机械效率越高。

(3)[4]猜想二，要验证滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关，换用自重不同的动滑轮进行实验。

19．（1）；（2）

【详解】解：（1）由题意可知，再将杯中的水全部倒入容器内，把空杯子竖直正立放入水中，待杯子自由静止后，杯底与容器底刚好接触，且杯子对容器底的压力为零，容器中水的深度为h0，则可知F浮=G，可得

推导出空杯的质量

（2）材料的体积为

材料的密度为

答：（1）空杯子的质量为；

（2）该杯子材料的密度为。

20．（1） ；（2）4×103N

【详解】解：（1）由力臂的定义可知，力臂为支点到力的作用线的垂线段，故过O点作力F1的作用线的垂线段，即为对应的动力臂l1，如下图所示

（2）杠杆平衡时，由杠杆的平衡条件可得

F1×l1=F2×l2

解得道钉对道钉撬的阻力F2的大小为

答：（1） ；

（2）道钉对道钉撬的阻力F2的大小为4×103N。