湖北省各地市2022年中考物理真题分项汇编-05二力平衡的条件及其应用

湖北省各地市2022年中考物理真题分项汇编-05二力平衡的条件及其应用

一、单选题

1．（2022·湖北襄阳·统考中考真题）神舟13号返回舱在空中高速下降到适当位置时打开降落伞，返回舱和伞开始做减速运动，空气阻力随速度的减小而减小，下降一段高度后，开始匀速下降直到地面附近。以返回舱和伞为研究对象，下列说法不正确的是（　　）

A．减速下降过程中受力不平衡

B．减速下降过程中减少的机械能等于克服空气阻力做功消耗的能量

C．匀速下降过程中机械能减小

D．减速下降过程中重力做功的功率小于匀速下降时重力做功的功率

2．（2022·湖北襄阳·统考中考真题）如图所示，铁块A重3N，静止地吸附在竖直放置的磁性黑板上，将重为1N的铜块B放在铁块A上面时，A和B恰能沿着黑板缓慢匀速下滑。取走铜块B，用竖直向上的力F拉铁块A，使其匀速向上运动，则F的大小为（　　）

A．3N B．4N C．5N D．7N

3．（2022·湖北鄂州·统考中考真题）吃完早餐，你走向公交站，准备乘车去上学。你在地面上行走的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．脚与地面间有摩擦力

B．鞋底有花纹，是为了减小摩擦

C．你对地面的压力与地面对你的支持力是一对平衡力

D．如果地面绝对光滑，你可以走得更快

4．（2022·湖北荆州·统考中考真题）如图所示，工人往车上装重物时，用长木板搭个斜面，工人用平行于斜面向上的力，把重物沿斜面从底端匀速推到顶端。下列说法正确的是（　　）

A．用斜面可以省力也可以省功

B．匀速推动重物的速度越大，推力越大

C．匀速推动重物的速度越大，推力做功越多

D．匀速推动重物的速度越大，推力的功率越大

5．（2022·湖北荆州·统考中考真题）如图所示，人坐在吊椅（椅面水平）上静止时，下列说法正确的是（　　）

A．人对吊椅的压力和吊环对吊椅的拉力是一对平衡力

B．人所受的重力和吊椅对人的支持力是一对平衡力

C．吊椅所受的重力和吊椅对人的支持力是一对相互作用力

D．人所受的重力和人对吊椅的压力是同一个力

6．（2022·湖北恩施·统考中考真题）如图所示，是小强参加劳动实践挑水时的场景，若扁担重10N，每只桶总重均为200N，当扁担在水平位置保持静止时，扁担受到肩的支持力约为（   ）

A．210N B．410N C．200N D．400N

7．（2022·湖北十堰·统考中考真题）2022年6月6日，中国“探索二号”科考船搭载深海基站等装备顺利返航（如图）。“探索二号”是可搭载万米级载人潜水器的保障母船，满载排水量为6832.6t。采用电力发动机组驱动，可行驶15000海里。下列有关科考船海上航行过程的说法正确的是（　　）

A．科考船所受浮力的方向竖直向下

B．科考船所受浮力与自身重力是一对平衡力

C．潜水器下水后，科考船所受浮力不变

D．航行中，船尾附近海水流速变大，压强变大

8．（2022·湖北随州·统考中考真题）随州尚市镇所产油桃小有名气，受到很多网友的青睐，为维护品牌形象，需要把大油桃挑选出来出售给网友。为此小刚同学设计了一种油桃自动筛选器，其原理如图甲，放在水平轻质传送带上的油桃，经过装有压敏电阻R的检测区时，使R的阻值发生变化，其阻值随压力F变化的关系如图乙所示。电源电压不变，R0为定值电阻，当电路中电压表示数小于U0（U0为设定值）时，机械装置启动，将质量小的油桃推出传送带，实现自动筛选功能。下列说法中正确的是（　　）

A．当油桃随传送带一起向右匀速运动时，油桃受到向右的摩擦力

B．当检测区没有油桃时，电路中的电流最大

C．检测区油桃质量越大，电路中的总功率越大

D．检测区油桃质量越小，电压表的示数越大

9．（2022·湖北黄冈·统考中考真题）滑板运动是孩子们喜爱的运动项目之一、如图所示，一小孩踏着滑板车在水平地面上向前运动，则（　　）

A．小孩踏在滑板车上，滑板车不会发生形变

B．滑行过程中，相对于旁边树木，小孩是运动的

C．滑板车停下来时，它的惯性消失

D．静止时，地面对滑板车的支持力与小孩受到的重力是一对平衡力

10．（2022·湖北宜昌·中考真题）在北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台的比赛中，我国选手谷爱凌从50m高的跳台由静止出发，在空中完成了一次超高难度的1620度旋转，获得金牌。下列说法中正确的是（　　）

A．她在空中受到重力和惯性力的作用

B．她离开轨道末端时速度越大，惯性越大

C．她的惯性越大，上升的高度越高

D．她运动到最高点时仍具有惯性

二、多选题

11．（2022·湖北·统考中考真题）如图所示，水平桌面上的小车上放一木块，木块随小车在重物的牵引下向右做匀速直线运动，下列说法正确的是（　　）

A．木块受到小车对它的摩擦力方向水平向左

B．小车受到桌面对它的摩擦力方向水平向左

C．木块对小车的压力和小车对木块的支持力是一对相互作用力

D．小车受到的重力和桌面对小车的支持力是一对平衡力

三、填空题

12．（2022·湖北荆州·统考中考真题）在北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台的比赛中，中国选手谷爱凌从50m高的跳台由静止出发，在空中完成了一次超高难度的1620度旋转，获得本项目的金牌。现将运动轨迹简化如图所示，整个过程中摩擦力和空气阻力不可忽略。以运动员为参照物，下滑过程中跳台是_________（选填“静止”或“运动”）的；滑行过程中滑雪板的温度升高，这是通过_________的方式改变内能；运动员（含滑雪板）到达O点时受到_________个力的作用；运动员利用_________从B点飞出后在空中完成动作。

13．（2022·湖北黄冈·统考中考真题）如图甲所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，给水加热。这是通过___________的方式改变水的内能。加热一段时间后，橡胶塞在水蒸气压力的作用下冲出去。其能量转化情况与四冲程热机___________冲程相同。如图乙所示，在测量滑动摩擦力大小的实验中，用弹簧测力计拉着木块水平向右做___________运动，木块受到的滑动摩擦力大小等于拉力大小。这里通过测量拉力大小来间接测出摩擦力大小，运用了___________（选填“转换法”或“放大法”）。

四、实验题

14．（2022·湖北荆州·统考中考真题）为了探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关，小明同学在如下图所示的情景中，沿水平方向匀速拉动水平桌面上的木块，弹簧测力计的示数如图所示。

（1）能够用弹簧测力计的示数表示摩擦力的大小是根据_________的原理。

（2）小明同学刚开始拉木块时，木块没有被拉动，则木块所受摩擦力的大小_________（选填“大于”“小于”或“等于”）拉力的大小。

（3）甲、乙两次实验是为了探究滑动摩擦力的大小与_________有关。

（4）在图丙所示的情景中拉力增大为4N时，木块受到的滑动摩擦力的大小为_________N。

（5）实验完成后，同学们对实验进行了改进，如图丁所示。水平拉动木板向左运动，A弹簧测力计的示数为5.8N，B弹簧测力计的示数为2.6N，则木块受到的摩擦力方向为水平向_________（选填“左”或“右”），木板与木块之间的摩擦力大小为_________N。

五、作图题

15．（2022·湖北黄冈·统考中考真题）如图甲所示是某景区奇观，图乙是其简化图，O点为上方巨石的重心。请在图乙画出上方巨石受到支持力的示意图。

六、计算题

16．（2022·湖北随州·统考中考真题）2022年5月15日新闻，“巅峰使命”珠峰科考项目组成功将自主研发的浮空艇从海拔4300米的营地升空到9000米，创造了浮空艇大气科学观测世界纪录。假设在此前的一次实验中，浮空艇（表皮很薄的气囊）体积为9000m3，内部充有氦气和空气的混合气体，其密度为0.2kg/m3，浮空艇的表皮及外壁仪器舱总质量为2×103kg，浮空艇用缆绳系在一辆锚泊车上（如图）。该浮空艇周围空气的密度为1.2kg/m3，g取10N/kg，缆绳的重力不计，仪器舱体积可忽略不计。求：

（1）浮空艇内气体的质量；

（2）浮空艇所受到的浮力；

（3）为了有效控制浮空艇，要求锚泊车的重力是缆绳拉力的三倍，则锚泊车的质量是多少？

七、综合题

17．（2022·湖北·统考中考真题）图甲是某小区电梯的结构示意图，它是由轿厢（500kg）、配重（400kg）、滑轮、缆绳、钢丝绳和电动机组成，绳重和摩擦忽略不计。为了安全，电梯设置了超载自动报警系统，如图乙。闭合控制开关，电梯没有超载时，触点与B接触，再闭合运行开关S2，电动机正常工作：超载时（即控制电路中的电流），触点与A接触，电铃发出报警铃声，即使闭合S2，电动机也不工作。控制电路电源电压为12V，电磁铁线圈电阻不计，轿厢内底而压力传感器的阻值与它所受压力F的关系如图丙所示，当受到2000N压力时，与定值电阻的功率之比为。

（1）该电梯空载静止时，与轿厢相连的缆绳对轿厢的拉力为___________N。

（2）用笔画线代替导线，将图乙中的电动机和电铃连入电路。（导线不能交叉）(       )

（3）该电梯的最大载重量（轿厢内人和货物的总重）为多少N？(        )

（4）若每层楼高度3m，平均每人重600N，该电梯将8人从一楼运送到六楼，求电机牵引轿厢的钢丝绳做的功（此过程做匀速直线运动处理）。(        )

参考答案：

1．D

【详解】A．减速下降过程中，返回舱和伞处于非平衡状态，所以它受力不平衡，故A正确，不符合题意；

B．减速下降的过程中，要克服空气阻力做功，则减少的机械能等于克服空气阻力做功消耗的能量，故B正确，不符合题意；

C．返回舱和伞匀速下降的过程中，质量不变，速度不变，但高度减小，则动能不变，重力势能减少，则机械能总量减少，故C正确，不符合题意；

D．返回舱和伞的重力大小不变，由题意可知返回舱和伞减速下降时的速度大于匀速下降时的速度，根据公式

可知，减速下降中重力做功的功率大于匀速下降中重力做功的功率，故D错误，符合题意。

故选D。

2．D

【详解】当A和B沿着黑板缓慢匀速下滑时，由于B对墙壁没有压力的作用，B与墙壁之间无摩擦力；整体处于平衡状态，则整体的重力与滑动摩擦力是一对平衡力，所以摩擦力为

取走铜块B，用竖直向上的力F使铁块A匀速向上运动，A受到竖直向下的重力、竖直向上的力F、竖直向下的滑动摩擦力的作用，由于粗糙程度和接触面受到的压力没有变化，故A受到的滑动摩擦力不变，则

故ABC不符合题意，D符合题意。

故选D。

3．A

【详解】AD．人在路面上行走利用了鞋底与地面的摩擦力，假如地面绝对光滑，摩擦力消失，人将无法行走，故A正确，D错误；

B．运动鞋底有花纹，是在压力一定时，通过增大鞋和地面间接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故B错误；

C．你对地面的压力与地面对你的支持力，作用在不同物体上，所以不是一对平衡力，故C错误。

故选A。

4．D

【详解】A．根据斜面的工作特点和功的原理可知，用斜面提高物体可以省力，但不能省功，故A错误；

B．沿斜面匀速推动物体时，物体在竖直向的重力、垂直于斜面向上的支持力、沿着斜向下的摩擦力和沿着斜面向上的推力作用下于平衡状态，因此推力大小只与物体的重力斜面的支持力和摩擦力有关，与物体速度无关，故B错误；

C．由W=Fs可知，推力做的功与物体在推力方向上移动的距离有关，与物体的速度关，故C错误；

D．由P=Fv可知，推力功率与物体的移动速度有关，在推力一定时速度越大，推力的功率越大，故D正确。

故选D。

5．B

【详解】A．人对吊椅的压力和吊环对吊椅的拉力大小不等，所以不是一对平衡力，故A错误；

B．人所受的重力和吊椅对人的支持力大小相等、方向相反、作用在同一物体、作用在同一直线上，是一对平衡力，故B正确；

C．吊椅所受的重力和吊椅对人的支持力大小不相等，不是一对相互作用力，故C错误；

D．人所受的重力和人对吊椅的压力大小相等，但不是同一个力，重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，压力的施力物体是人，故D错误。

故选B。

6．B

【详解】扁担在水平方向保持静止，将扁担与桶作为一个整体进行受力分析，此时扁担受到肩的支持力与桶和扁担的总重力相等，即为

故ACD不符合题意，B符合题意。

故选B。

7．B

【详解】A．科考船所受浮力的方向始终是竖直向上的，故A错误；

B．科考船漂浮在水面上，处于平衡状态，所受竖直向上的浮力与竖直向下的重力是一对平衡力，故B正确；

C．潜水器下水后，科考船的总重力变小，科考船仍然处于漂浮状态，浮力等于自身的重力，所以浮力变小，故C错误；

D．由流体压强规律可知，流速越大的位置压强越小。科考船航行中，船尾附近海水流速变大，压强变小，故D错误。

故选B。

8．C

【详解】A．因为油桃随传送带一起向右匀速运动，所以油桃与传送带之间没有发生相对运动、也没有相对运动的趋势，则油桃在水平方向上不受摩擦力的作用，故A错误；

B．由电路图可知，压敏电阻与电阻R0串联，电压表测量定值电阻R0两端的电压，当检测区没有油桃时，压敏电阻R受到的压力为零，由图乙可知，此时压敏电阻的阻值最大，由串联电路的电阻规律可知，电路中的电阻最大，电源电压不变，由欧姆定律可知，此时电路中的电流最小，故B错误；

C．检测区油桃质量越大，压敏电阻R受到的压力越大，由图乙可知，压敏电阻R受到的压力越大，压敏电阻R的阻值越小，由串联电路的电阻特点可知，电路中的总电阻越小，电源电压不变，由可知，电路中的总功率越大，故C正确；

D．检测区油桃质量越小，压敏电阻R受到的压力越小，由图乙可知，压敏电阻R受到的压力越小，压敏电阻R的阻值越大，由串联电路的电阻特点可知，电路中的总电阻越大，电源电压不变，由欧姆定律可知，电路中的电流越小，由可知，定值电阻R0两端的电压越小，即电压表的示数越小，故D错误。

故选C。

9．B

【详解】A．力可以改变物体的形状，小孩踏在滑板车上，对滑板有压力，会使滑板车产生形变，故A不符合题意；

B．滑行过程中，相对于旁边树木，小孩的位置在改变，所以相对于树木小孩是运动的，故B符合题意；

C．物体任何情况下都具有惯性，滑板车停下来时，它的惯性不会消失，故C不符合题意；

D．地面对滑板车的支持力与小孩受到的重力作用在不同的物体上，所以不是平衡力，故D不符合题意。

故选B。

10．D

【详解】A．她在空中受到重力的作用，惯性不是力，故A错误；

B．惯性大小只与质量有关，与速度无关，故B错误；

C．惯性大小只与质量有关，她上升时动能转化为重力势能，故她滑出时速度越大，上升的高度越高，故C错误；

D．任何物体在任何状态下都具有惯性，故她运动到最高点时仍具有惯性，故D正确。

故选D。

11．BC

【详解】A．木块随小车做匀速直线运动，处于平衡状态，竖直方向上受重力和支持力，是一对平衡力，水平方向上不受力，小车对它没有摩擦力，故A错误；

B．小车在重物的牵引下向右做匀速直线运动，竖直方向上小车受重力、支持力、压力，三力平衡，水平方向上小车受到拉力、桌面对它的摩擦力，大小相等、方向相反，即小车受到桌面对它的摩擦力方向水平向左，故B正确；

C．木块对小车的压力和小车对木块的支持力大小相等、方向相反、作用在两个相互作用的物体上，是一对相互作用力，故C正确；

D．小车受到的重力、木块对小车的压力和桌面对小车的支持力三个力是平衡力，故D错误。

故选BC。

12．     运动     做功     4     惯性

【详解】[1]以运动员为参照物，下滑过程中跳台的相对位置发生了改变，所以下滑过程中跳台是运动的。

[2]滑行过程中，滑雪板克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，所以滑行过程中滑雪板的温度升高。

[3]运动员到达O点时，运动员受到重力、支持力、摩擦力和空气阻力的作用，因此，运动员（含滑雪板）到达O点时受到4个力的作用。

[4]运动员由于具有惯性，所以会从B点飞出在空中完成动作。

13．     热传递     做功     匀速直线     转换法

【详解】[1]改变物体内能的方式有热传递和做功，给水加热，这是通过热传递的方式改变水的内能。

[2]高温的水蒸气把橡胶塞推了出去，这是把内能转化为了机械能，热机的四个冲程中只有做功冲程实现了把内能转化为机械能。

[3]做匀速直线运动的物体处于平衡状态，要受到平衡力的作用，此时水平方向上的拉力等于摩擦力。

[4]实验中不能直接测出摩擦力的大小，只能通过二力平衡的原理，把摩擦力的大小转换为拉力的大小进行测量。

14．     二力平衡     等于     压力大小     3.2     左     2.6

【详解】（1）[1]实验过程中，弹簧测力计必须沿水平方向拉着物块做匀速直线运动，此时物块处于平衡状态，由二力平衡条件可知，滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。

（2）[2]小明同学刚开始拉木块时，木块没有被拉动，木块处于静止状态，由二力平衡条件可知，此时木块所受摩擦力大小等于拉力的大小。

（3）[3]如图所示，甲、乙两次实验，接触面的粗糙程度相同，压力大小不同，弹簧测力计示数不同，因此是为了探究滑动摩擦力的大小与压力大小有关。

（4）[4]由图可知，丙图中木块在毛巾表面做匀速直线运动，根据二力平衡可知，此时木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数3.2N，当拉力增大为4N时，木块的重力不变，所以木块对水平毛巾表面的压力大小不变，接触面的粗糙程度也不变，因此木块受到的滑动摩擦力大小也不变，为3.2N。

（5）[5][6]由图可知，木块处于平衡状态，木块在水平方向上受到拉力和摩擦力的作用，由二力平衡可得，摩擦力与拉力的大小相等，方向相反，所以摩擦力的大小为2.6N，摩擦力的方向为水平向左，根据力的作用是相互的可知，木板与木块之间的摩擦力大小等于木块受到木板的摩擦力大小，因此，木板与木块之间的摩擦力大小为2.6N。

15．

【详解】上方巨石处于静止状态，受到的竖直向下的重力及下方石块对其的支持力为一对平衡力，这两个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，故上方巨石受到支持力方向竖直向上（过重心），作用点在其与下方石块接触的位置，上方巨石受到支持力的示意图如下所示：

16．（1）1.8×103kg；（2）1.08×105N；（3）2.1×104kg

【详解】解：

（1）由得

（2）由阿基米德原理得

（3）浮空艇受4个力而平衡

所以为

又因为要求锚泊车的重力是缆绳拉力的三倍

答：（1）浮空艇内气体的质量为1.8×103kg

（2）浮空艇所受的浮力为1.08×105N

（3）锚泊车的质量是2.1×104kg

17．                   

【详解】解：（1）该电梯空载静止时，与轿厢相连的缆绳对轿厢的拉力等于配重的重力

（2）根据电路要求，电铃和电动机应并联，闭合控制开关，电梯没有超载时，压力传感器的电阻较大，控制电路的电阻较大，电磁铁的磁性弱，触点与B接触，再闭合运行开关S2，电动机正常工作；超载时，控制电路的电阻较小，即控制电路中的电流，电磁铁的磁性强，触点与A接触，电铃发出报警铃声，即使闭合S2，电动机也不工作；电路图如图

（3）已知，控制电路中R1、R2串联，两电阻的功率

解得

由图丙可知，时，，由此可得：。

载重越大，对轿厢地板压力越大，由图丙可知，阻值越小，控制电路中的总电阻就越小，控制电路的电流时即为不超载时的最大电流，也就是载重量最大；由得；电路中的最小电阻为

压敏电阻的最小阻值

查看图丙可知，，即电梯的最大载重量

（4）8个人的总重力

上升的高度

轿厢重

配重的缆绳对轿厢的拉力

匀速直线运动状态即平衡状态，所以有

所以钢丝绳做的功为

（1）该电梯空载静止时，与轿厢相连的缆绳对轿厢的拉力为；

（2）用笔画线代替导线，将图乙中的电动机和电铃连入电路的电路图，如图

（3）该电梯的最大载重量为；

（4）电机牵引轿厢的钢丝绳做的功为。