江苏省徐州市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）

江苏省徐州市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、填空题

1．（2022·江苏徐州·统考中考真题）要测量一张纸平放在桌面上时对桌面的压强，小明设计了如下实验方案：用______测量5张长方形A4打印纸的质量m；用______测量A4纸的边长a和b。则一张A4纸对桌面的压强p=______。

2．（2022·江苏徐州·统考中考真题）“引体向上”是我市体育中考今年新增的可选项目之一。在做引体向上时，如果身体匀速竖直上升，则所受的拉力_____________重力（选填“大于”“小于”或“等于”）；上升过程中，身体的重力势能_____________（选填“变大”“变小”或“不变”）。选考这个项目有优势的身体条件是______________（写出一点）。

3．（2021·江苏徐州·统考中考真题）如图所示，小球从斜面上由静止滚下，最后停在粗糙水平面上的B点处。小球滚下过程中______能转化为动能。从A点到B点的运动过程中，小球的速度______（填“变大”“变小”或“不变”），原因是小球受到粗糙水平面对它的______力。

4．（2021·江苏徐州·统考中考真题）如图所示，用塑料瓶制成的潜水艇模型悬浮于水中，此时模型受到的浮力______重力（填“>”“<”或“=”）。当通过进排气管向瓶中打气时，瓶内气体的压强将______，模型将上浮。在上浮过程中，水对模型底部的压强将______（以上两空填“变大”“变小”或“不变”）。

5．（2020·江苏徐州·统考中考真题）如图所示，用一个矿泉水瓶和两根吸管制成“口吹喷雾器”。它的原理是流体的流速越大，压强越______，吸管和瓶口间的空隙是否需要密封？______，随着瓶内水面降低，吸管内水柱的压强变______，要想吹出水雾会更费力。

6．（2020·江苏徐州·统考中考真题）如图所示，塔式起重机上的滑轮组既可以______，又可以改变施力的______，若用它将900N的物体匀速吊起5m高，拉力为400N，则滑轮组的机械效率为______。

二、实验题

7．（2022·江苏徐州·统考中考真题）在“探究杠杆的平衡条件”实验中。

（1）如图甲所示，安装杠杆时，为了使杠杆在水平位置平衡，应调节杠杆右端的平衡螺母向__________移动；

（2）如图乙所示，杠杆上每一格的长度为5cm，在杠杆左边挂钩码，弹簧测力计对杠杆竖直向下的拉力是动力，则动力臂为____________cm；

（3）如果要用弹簧测力计向上拉，需要对图乙所示的实验设计进行的调整是___________；

（4）如图丙所示，当杠杆绕支点转动时，杠杆上A点的速度方向总是和杠杆垂直。作用在A点的三个大小相等、方向不同的力F1、F2、F3，请指出为什么力臂最大的F2对杠杆转动的作用最大？______________。

三、作图题

8．（2021·江苏徐州·统考中考真题）按要求作图

（1）如图甲所示，一束光射到平面镜上，请画出它的反射光线；

（2）如图乙所示，用两个滑轮组成滑轮组提升重物，请画出滑轮组最省力的绕法。

9．（2020·江苏徐州·统考中考真题）如图所示是蜡烛跷跷板，请画出蜡烛右半段所受重力G的力臂。

四、计算题

10．（2022·江苏徐州·统考中考真题）溪水中一块石头的质量为2.4kg，体积为1×10-3m3，g取10N/kg。求：

（1）石头的密度；

（2）石头浸没在水中受到的浮力。

11．（2021·江苏徐州·统考中考真题）根据《西游记》的描述，孙悟空的金箍棒的质量约为6750kg，体积约为0.2m3，横截面积约为0.03m2，g取10N/kg。求：

（1）金箍棒的密度；

（2）金箍棒竖立在水平地面时，对地面的压强。

12．（2020·江苏徐州·统考中考真题）一个潜水艇模型的质量为2kg。体积为3×10﹣3m3，将其浸没在水中。已知水的密度为1×103kg/m3，g取10N/kg。求：

(1)模型所受重力；

(2)模型所受浮力。

五、综合题

13．（2021·江苏徐州·统考中考真题）阅读文，回答文后问题。

航速优化

化石燃料的广泛应用加快了人类文明的进程，但同时也污染了环境.因为大量燃烧化石燃料使大气中CO2浓度增加，引起温室效应而导致全球变暖。人们意识到环境保护的重要性，开始从各个方面着手减少碳排放．

船舶航行大多使用柴油发动机，航行时受到的阻力通常和航行速度的平方成正比。降低航速可以大大减小航行阻力，发动机对推进设备做功的功率即推进功率就会大大减小，从而减少燃油消耗。但航速不是越小越好，因为船舶航行过程中除了推进设备，还有其他辅助设备工作，需要发动机做功。航速减小后，一段航程所需的航行时间就会延长，虽然推进功减少，但辅助功增加了。发动机要做的功包括推进功和辅助功两部分。航速优化就是要找到适合的航速，使发动机做的总功减少，达到节能减排的目的。

（1）在柴油发动机的工作循环中，排出CO2等气体的冲程是______ ；

A．吸气冲程            B．压缩冲程

C．做功冲程            D．排气冲程

（2）若船舶以速度匀速直线航行，航行时受到的阻力为f=kv2（k为常量），则理想情况下，推进功率和速度的关系为P推=______；

（3）某船舶航行时，每公里航程的推进功、辅助功和航速的关系如图所示，则最省油的航速约为______m/s；

（4）若题（3）中船舶的最大航速为10m/s，柴油发动机的效率为40%，柴油的热值为4.3×107J/kg。则航速从最大航速降低到最省油航速，每公里航程少消耗柴油______kg。

14．（2020·江苏徐州·统考中考真题）阅读短文，回答文后问题

地基沉降

建在地面的房屋往往会面临地基沉降问题，意大利的比萨斜塔就是图为地基沉降不均匀而倾斜的。房屋下方的地层通常包括土层和岩石层，岩石风化、脱落形成的细小颗粒称为土粒，土粒很坚硬，很难被压缩。但土粒之间有很多孔隙。如图a所示，土由土粒和土粒间的孔隙构成，土中孔隙的总体积和土粒的总体积之比称为土的孔隙比，与坚固的岩石层不同，外加压力时，土粒会发生移动。重新排列、靠紧，土的体积就变小了，如图b所示，房屋对下方地层的压力很大。土层被压缩，就造成了房屋的地基沉降，因此在建造房屋之前要勤测地层，预估地基的沉降量。

(1)从土的构成看，土被压缩的体积可以认为等于______减小的体积；

(2)在一次建造房屋前的地层勘测中，从上层中取一些土作为样木，烘干后测得密度为1.8×103kg/m3，已知土粒的密度为2.7×103kg/m3，则土的孔隙比为______；

(3)对上述样本土进行压缩试验，根据得到孔隙比和所加压强的数据，画出e﹣p关系图象；

(    )

(4)若该房屋的重力为1×107N，地基面积为40m2，下方土层厚度为6m。请根据以上数据，预估地基的沉降量为______m。

参考答案：

1．     天平     刻度尺    

【详解】[1]根据公式可知，要测量一张纸平放在桌面上时对桌面的压强，需要知道一张A4纸对地面的压力，压力等于重力，因为G=mg，所以需要用天平测量出一张A4纸的质量，但一张A4纸质量太小，可以利用累积法测量5张A4纸的质量m，则一张A4纸的质量为 ，对地面的压力为 。

[2]用刻度尺测出A4纸的边长a和b，那么A4纸与地面的接触面积为S=ab。

[3]一张A4纸对桌面的压强

2．     等于     变大     体重小/双臂有力量

【详解】[1]身体匀速竖直上升，所受的重力与拉力平衡，大小相等，所以所受的拉力等于重力。

[2]上升过程中，质量不变，高度变大，所以身体的重力势能变大。

[3]在“引体向上”项目中，需克服自身重力做功，所以自身重力越小，克服重力做的功越少，所以选考这个项目有优势的身体条件是体重小，双臂有力量。

3．     重力势     变小     阻力（摩擦力）

【详解】[1]小球滚下过程中，高度降低、速度增大，重力势能减小、动能增大，将重力势能转化为动能。

[2][3]水平面是粗糙的，小球从A点到B点的运动过程中，由于受到水平面的阻力作用，小球的速度会减小。

4．     =     变大     变小

【详解】[1]潜水艇模型悬浮，受平衡力作用，所以此时所受浮力等于自身重力。

[2]当通过进排气管向瓶中打气时，瓶中气体增多，气压变大，将瓶中水压出，潜水艇模型自身重力变小，潜水艇上浮。

[3]上浮过程中，模型底部所处深度变小，液体密度不变，模型底部所受压强，故模型底部所受压强变小。

5．     小     不需要     大

【详解】[1]流体流速越大的地方压强越小，水平吹气时，竖直管口上方空气流动快，压强小，瓶内水面空气流动很慢，压强大，压强差将水压入管中并喷出。

[2]吸管和瓶口间要保持敞开以便与外界大气压相通，所以吸管和瓶口间的空隙不需要密封。

[3]随着瓶内水面的降低，管中水柱深度增加，而液体的压强与液体密度及深度成正比，所以液柱的压强变大，要想吹出水雾会更费力。

6．     省力     方向     75%

【详解】[1][2]根据滑轮组的特点可知，塔式起重机上的滑轮组既可以省力，又可以改变施力的方向。

[3]由图知，该滑轮组承重绳子段数n=3，根据题意滑轮组的机械效率为

η======75%

7．     右     25     将测力计移到左端第5个格处     F2与v方向一致

【详解】（1）[1]由甲图可知，杠杆左端向下倾斜，说明左端沉，为使杠杆在水平位置平衡，应调节杠杆右端的平衡螺母向右移动。

（2）[2]乙图中，杠杆水平位置平衡，弹簧测力计对杠杆竖直向下的拉力是动力，则动力臂此时落在杠杆上，测力计悬挂点到支点的距离就等于动力臂的长度，由于每一格的长度为5cm，共5个格，所以动力臂的长度为

l1=5cm×5=25cm

（3）[3]钩码的作用效果是使杠杆逆时针转动，要使弹簧测力计向上拉，拉力的作用效果需使杠杆顺时针转动，所以要使杠杆在水平位置平衡，需将测力计移到左端第5个格处向上拉。

（4）[4]作用在A点的三个力大小相等，方向不同。因为A点的速度方向总是和杠杆垂直，即F2与v方向一致，杠杆运动速度加快，做加速运动，把F1、F3分解为速度方向和杠杆方向的两个分力，沿杠杆方向的分力过支点，不能使杠杆转动；F1、F3在速度方向的分力小于F2，所以F2对杠杆转动的作用最大。

8．（1） ；（2）

【详解】（1）过入射点O垂直于镜面作出法线，根据反射角等于入射角，在法线的另一侧作出反射光线，如图：

（2）只有一个动滑轮，最多有3根绳子承担重物，根据“奇动偶定”，从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子，此时最省力。如图：

9．

【详解】支点为O，则过O作重力作用线的垂线即为重力G的力臂，如图所示：

10．（1）2.4×103kg/m3；（2）10N

【详解】解：（1）石头的密度为

（2）石头排开水的体积为

V排=V=1×10-3m3

根据阿基米德原理可得

F浮=G排=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N

答：（1）石头的密度为2.4×103kg/m3；

（2）石头浸没在水中受到的浮力为10N。

11．（1）3.375×104kg/m3；（2）2.25×106Pa

【详解】解：（1）金箍棒的密度为

ρ= 3.375×104kg/m3

（2）金箍棒竖立在水平地面时，对地面的压力为

F=G=mg=6750kg×10N/kg=6.75×104N

金箍棒对地面的压强为

p=2.25×106Pa

答：（1）金箍棒的密度为3.375×104kg/m3；

（2）金箍棒竖立在水平地面时，对地面的压强为2.25×106Pa。

12．(1) 20N；(2) 30N

【详解】(1)潜水艇模型的质量为2kg，它所受的重力为

G=mg=2kg×10N/kg=20N

(2)当潜水艇模型浸没在水中时，它排开水的体积为

V排=V艇=3×10-3m3

由阿基米德原理可知，它所受的浮力为

F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×3×10-3m3=30N

答：(1)为模型所受重力20N；

(2)模型所受浮力为30N。

13．     D     kv3     6     26.2

【详解】（1）[1]在柴油发动机的工作循环中，排出CO2等气体，把废气排出汽缸，属于排气冲程，故选D。

（2）[2]若船舶以速度匀速直线航行，牵引力和阻力是平衡力，由二力平衡得到牵引力

F=f= kv2

推进功率

P=Fv= kv2v=kv3

（3）[3]发动机要做的功包括推进功和辅助功两部分。航速优化就是要找到适合的航速，使发动机做的总功减少，达到节能减排的目的，由图可知，当航速为6m/s时，推进功和辅助功之和最小，则最省油的航速约为6m/s。

（4）[4]船舶的最大航速为10m/s，由图可知，发动机做的功为

W1=W辅助1+W推进1=3.5×108J+8×108J=11.5×108J

燃料燃烧放出的热量

每公里航程消耗柴油

≈66.9kg

每公里航程少消耗柴油，发动机做的功为

W2=W辅助2+W推进2=2×108J+5×108J=7×108J

燃料燃烧放出的热量

每公里航程消耗柴油

≈40.7kg

航速从最大航速降低到最省油航速，每公里航程少消耗柴油

Δm=m1-m2=66.9kg-40.7kg=26.2kg

14．     土粒间的孔隙     0.5          0.32

【详解】(1)[1]由材料可知，土被压缩的体积可以认为等于土粒间的孔隙减小的体积。

(2)[2]由题可知土的密度为=1.8×103kg/m3，土粒的密度为=2.7×103kg/m3，烘干前后土的质量不变，只是蒸发掉了水分，设土的质量为m，则土的孔隙比为

e==0.5

(4)[3]地面受到的压强

由题可知孔隙比e==则有

V孔=

由图可知，土没有受到压强时孔隙的总体积是

V孔1=V土×40m2×6m×()=80m3

此时压强是2.5×105Pa对应的孔隙比是0.42，房屋下面土中孔隙的总体积是

V孔2=40m2×6m×()=67.2m3

孔隙压缩的体积

ΔV孔=V孔1-V孔2=80m3-67.2m3=12.8m3

地基的沉降量