上海市2024年中考物理三模试题按照知识点分层汇编-01力学

这是一份上海市2024年中考物理三模试题按照知识点分层汇编-01力学，共22页。
1．（2024•闵行区三模）以下物体中，质量约为200克的是（ ）
A．橡皮擦B．物理书C．课桌D．中学生
2．（2024•闵行区三模）P、Q是同一直线上两个不重合的点，甲、乙两小车沿同一直线同向而行，其s﹣t图像如图所示。当甲经过P点时，乙还需要2秒才能经过Q点，乙经过Q点再过2秒，甲、乙两车相距5米，则P、Q两点间的距离（ ）
A．一定为5米B．一定为10米
C．可能为5米D．可能为10米
3．（2024•浦东新区三模）P、Q是同一直线上相距6米的两点，甲、乙两小车分别经过P点向Q点做直线运动，它们的s﹣t图像分别如图（a）（b）所示。甲、乙在经过Q点后距Q点2米处相遇，则（ ）
A．甲比乙早1秒通过Q点B．乙比甲早1秒通过Q点
C．甲比乙早3秒通过P点D．乙比甲早3秒通过P点
4．（2024•黄浦区三模）如图所示，小车运动时木块向右倾倒，则小车运动状态变化的情况是（ ）
A．一定向左加速B．一定向右加速
C．可能向左减速D．可能向右减速
5．（2024•黄浦区三模）甲、乙两车分别从P、Q两点出发，沿同一直线相向而行，它们的s﹣t图像如图所示。乙车比甲车早出发1秒，乙车经过P点时，甲车和Q点距离1米，则P、Q两点间的距离（ ）
A．可能为9米B．可能为8米C．一定为6米D．一定为4米
6．（2024•杨浦区三模）下列实例中，主要利用连通器原理工作的是（ ）
A．液位计B．密度计C．吸尘器D．温度计
7．（2024•杨浦区三模）如图所示，均匀实心正方体甲、乙放置在水平地面上，它们对地面的压强分别为p甲、p乙。在两个正方体上方分别叠放质量为mA、mB的两个物体，此时正方体甲、乙对地面的压强大小关系p甲′＞p乙′。以下判断正确的是（ ）
A．若p甲＝p乙，则mA一定小于mB
B．若p甲＝p乙，则mA可能等于mB
C．若p甲＞p乙，则mA一定大于mB
D．若p甲＞p乙，则mA可能等于mB
8．（2024•杨浦区三模）某同学用水平力分别两次拉动物体在水平面上做匀速直线运动，物体两次运动的速度分别为1米/秒和5米/秒，物体受到的合力分别为F1和F2，则（ ）
A．F1＝F2B．F1＝5F2C．F2＝5F1D．F2＝0.2F1
二．填空题（共9小题）
9．（2024•闵行区三模）跳箱是体育测试的常见项目，起跑后，小李用力蹬踏板，踏板“送”小李向前冲，这说明力的作用是 的；小李越过跳箱，在下落过程中，根据 可以判断小李所受的合力不为零；当脚落在垫子上时，垫子表面凹陷，这说明力能改变物体的 。
10．（2024•闵行区三模）如图（a）、（b）所示的滑轮应用情景中，不计摩擦和滑轮重力。用大小为10牛的力F分别匀速提起甲、乙两个物体，图（b）中物体乙的重力大小为 牛；图（a）中甲物体被竖直提升1米过程中，它的重力势能 （选填“增大”“不变”或“减小”），拉力F所做的功为 焦。
11．（2024•浦东新区三模）跳台滑雪作为冬奥会比赛项目之一，有着“勇敢者游戏”之称。当比赛选手从离地百米高处向下俯冲时， 能减小，自跳台末端跃起飞出后，由于 人将在空中持续向前飞行数秒，飞行过程中以滑雪板为参照物，运动员是 的。
12．（2024•浦东新区三模）在黄浦江面静止的某货轮的排水量为2×108千克，则货轮受到的浮力为 牛，此时货轮受到的合力大小为 牛；若货轮底部到水面的距离为2米，则江水对货轮底部的压强为 帕。
13．（2024•浦东新区三模）生活中蕴含着很多物理识：“镜花水月”是由于光的 （选填“反射”或“折射”）形成的 （选填“变像”或“虚像”）；脱排油烟机是利用 的作用来工作；赛龙舟时，运动员用力向后划水，船就能前进，说明物体间力的作用是 的。
14．（2024•杨浦区三模）使用如图所示的滑轮分别匀速提起重为10牛的物体，以滑轮为参照物，物体是 的（选填“运动”或“静止”）。当绳子自由端被提升2米时，物体提升 米；若不计摩擦和滑轮重力，则拉力F1大小为 牛。
15．（2024•杨浦区三模）在游泳测试中，甲同学向后划水，人向前游，这说明力的作用是 ；在跳绳测试中，乙同学每次从地面跳起后都会落地，是由于受到 力作用；篮球测试中，丙同学运球上篮的过程中，篮球的惯性 （选填“增大”“不变”或“减小”）。
16．（2024•杨浦区三模）甲、乙两小车同时从P点开始向Q点运动，它们的s﹣t图如图所示。运动2秒时，甲车距P点 米。若甲比乙早4秒通过Q点，则PQ之间距离为 米。甲从P点运动到Q点的过程中，甲车的动能 （选填“增大”“不变”或“减小”）。
17．（2024•黄浦区三模）物体在大小为6牛、水平向右拉力作用下，10秒内沿水平面前进3米。已知物体所受水平向左的摩擦力为5牛，则物体所受合力为 牛，拉力的功率为 瓦。若物体重为12牛，在此过程中重力对物体做的功为 焦。
三．作图题（共4小题）
18．（2024•闵行区三模）如图所示，重为8牛的物体静止在水平地面上，请用力的图示法画出物体受到的重力。
19．（2024•浦东新区三模）重为8牛的物体A静止在水平面上。请在图中用力的图示法画出A所受的重力G。
20．（2024•黄浦区三模）重为4牛的物体静止在水平地面上，用力的图示法在图中画出它受到的重力G。
21．（2024•杨浦区三模）如图所示，重为2牛的物块放置在水平地面上，用力的图示法画出物块的重力G。
四．计算题（共9小题）
22．（2024•闵行区三模）将某物体放入水中，已知物体排开水的体积为1×10﹣3米3，求物体所受浮力F浮的大小。
23．（2024•闵行区三模）如图所示，用力夹断钢丝时，已知阻力F2大小为300牛，阻力臂l2为0.01米，动力臂l1为0.15米，求动力F的大小。
24．（2024•闵行区三模）如图所示，完全相同足够高的圆柱形容器A和B放在水平地面上，A中装有深为6h、体积为1×10﹣3米3的水。B中装有深为8h的另一种液体，其密度为800千克/米3，求：
（1）A容器中水的质量m水；
（2）若从C物体上切两块质量为0.5千克的物块分别浸没在A、B两容器中，两液体对各自容器底部的压强pA＜pB；若切两块质量为1千克的物块分别浸没在A、B两容器中，两液体对各自容器底部的压强p'A＞p'B。求C物体密度ρC的范围。
25．（2024•浦东新区三模）杠杆平衡时，杠杆的动力臂l1为2米，阻力臂l2为0.2米，若阻力F2为300牛，求动力F1的大小。
26．（2024•黄浦区三模）如图（a）所示，轻质薄壁圆柱形容器甲、实心均匀长方体乙，分别置于水平面上。甲容器底面积为4h2，盛有深为2h的水，水的质量为8千克。长方体乙的长、宽、高分别为h、h、2h。
（1）求水的体积V水。
（2）求水面下0.1米处水的压强p水。
（3）若将长方体乙浸没在甲容器水中，水不溢出，水对容器底部压强的变化量为Δp水；若将长方体乙顺时针旋转90°，如图（b）所示，乙对地面的压强变化量为Δp乙；且Δp乙＝3Δp水。求长方体乙的质量m乙。
27．（2024•杨浦区三模）物体在20牛的水平拉力作用下沿拉力方向做匀速直线运动，5秒内前进了10米。求此过程中拉力做的功W和功率P。
28．（2024•杨浦区三模）体积为2×10﹣3米3的金属块浸没在水中。求金属块受到的浮力大小F浮。
29．（2024•杨浦区三模）如图所示，盛有水的薄壁柱形容器甲与均匀实心柱体乙放在水平地面上，容器甲底面积为S，水的质量为2千克，柱体乙的质量为0.5千克，此时水对容器底部压强为p0。
（1）求水的体积V水。
（2）若容器甲底面积S为0.01米2，求水对容器底部的压强p0。
（3）从容器中抽出质量为m0的水，在乙的上方截取质量大于m0的部分，再将截取的部分浸没在容器甲的水中，水不溢出，水对容器底部的压强变化情况如下表。
a.求抽出水的质量m0。
b.求柱体乙的密度ρ乙的范围。
30．（2024•黄浦区三模）杠杆平衡时，动力F1的大小为10牛，动力臂l1为0.2米，阻力臂l2为0.1米，求阻力F2的大小。
五．解答题（共2小题）
31．（2024•浦东新区三模）如图（a）所示，两个完全相同的均匀正方体甲和乙叠放后，放置在水平地面上。正方体高度h为0.1米，密度ρ为2×103千克/米3，两正方体接触面积S＝8×10﹣3米2。
（1）求正方体甲的重力G甲和正方体甲对乙的压强p甲。
（2）现竖直切去正方体甲右侧超出正方体乙的部分，如图（b）所示，判断甲对乙的压强会 （选填“变小”或“变大”），并说明理由。
（3）小明认为正方体甲如图（b）竖直切去后，根据公式p＝ρgh，发现切去后h不变，ρ也不变，得出“甲对乙的压强不变”这一错误结论。请用公式推导，说明为何p＝ρgh不再适用。
32．（2024•黄浦区三模）小明同学发现，当汽车在平直的公路上匀速行驶时，满载状态下的车速要比空载时的车速要小。为了弄清其原因，他查阅到了如下资料：①汽车行驶时，其输出功率恒定；②汽车在同一平直路面行驶时，受到阻力f随汽车对地面压力的增大而增大；③汽车在恒定功率下行驶时，速度v与所受牵引力F的相关数据如表所示。
（1）分析比较上表中速度v与所受牵引力F的变化关系，可得出的初步结论是：当汽车在恒定功率下行驶时， 。
（2）请分析汽车在同一平直路面行驶，满载时的行驶速度一般比空载时小的原因。
上海市2024年中考物理三模试题按照知识点分层汇编-01力学
参考答案与试题解析
一．选择题（共8小题）
1．（2024•闵行区三模）以下物体中，质量约为200克的是（ ）
A．橡皮擦B．物理书C．课桌D．中学生
【解答】解：A、一块橡皮擦的质量约为20g，故A错误；
B、一本物理书的质量约为200g，故B正确；
C、一张课桌的质量约为20kg＝2×104g，故C错误；
D、一名中学生的质量约为50kg，故D错误。
故选：B。
2．（2024•闵行区三模）P、Q是同一直线上两个不重合的点，甲、乙两小车沿同一直线同向而行，其s﹣t图像如图所示。当甲经过P点时，乙还需要2秒才能经过Q点，乙经过Q点再过2秒，甲、乙两车相距5米，则P、Q两点间的距离（ ）
A．一定为5米B．一定为10米
C．可能为5米D．可能为10米
【解答】解：由图像可知：t＝2s，两车行驶的路程分别为s甲＝4m，s乙＝3m，如果最后甲在乙的后面，如图：
图中，甲乙都有三个位置，最后甲在乙后面5m，由图上位置关系，判断PQ相距10m。
如果最后甲在乙的前面5m，让甲乙往回退，如图：
由图中位置发现，甲最后退到了Q位置，而题中说，甲开始在P点，并且PQ不重合，所以这种情况不符合题意。
故选：B。
3．（2024•浦东新区三模）P、Q是同一直线上相距6米的两点，甲、乙两小车分别经过P点向Q点做直线运动，它们的s﹣t图像分别如图（a）（b）所示。甲、乙在经过Q点后距Q点2米处相遇，则（ ）
A．甲比乙早1秒通过Q点B．乙比甲早1秒通过Q点
C．甲比乙早3秒通过P点D．乙比甲早3秒通过P点
【解答】解：因为P、Q是同一直线上相距6m的两点，P点是起点（图象上是点O），Q点是终点（Q点位于纵轴的6m处）。由图可知：当两车的纵坐标都是8m时，甲车对应的时间是3s，而乙车对应的时间是6s，所以，乙比甲早3s通过P点，PQ距离为6m，当两车的纵坐标都是6m时，甲车对应的时间是3s×34=2.25s，而乙车对应的时间是6s×34=4.5s，4.5s﹣2.25s＝2.25s；3s＞2.25s，所以乙比甲早0.75s通过Q点，故ABC错误，D正确。
故选：D。
4．（2024•黄浦区三模）如图所示，小车运动时木块向右倾倒，则小车运动状态变化的情况是（ ）
A．一定向左加速B．一定向右加速
C．可能向左减速D．可能向右减速
【解答】解：（1）木块与小车一起做匀速直线运动，当小车向右减速运动时，下端受摩擦力随车减速，木块上端仍保持原来的运动状态，使得木块向右倾倒；
（2）木块随小车一起运动，当小车突然减速或加速时，木块下端随车减速或加速，木块上端由于惯性要保持原来的运动状态；由题图可知，此时，木块向右倾倒，说明木块上端相对于下端向右运动了，说明木块下端随小车相对向左运动了，推知小车可能向左加速或可能向右减速。故ABC错误，D正确。
故选：D。
5．（2024•黄浦区三模）甲、乙两车分别从P、Q两点出发，沿同一直线相向而行，它们的s﹣t图像如图所示。乙车比甲车早出发1秒，乙车经过P点时，甲车和Q点距离1米，则P、Q两点间的距离（ ）
A．可能为9米B．可能为8米C．一定为6米D．一定为4米
【解答】解：由图可知，甲的速度：v甲=s甲t甲=15m5s=3m/s，乙的速度：v乙=s乙t乙=12m6s=2m/s，v甲＞v乙，
甲、乙两车分别从P、Q两点出发，沿同一直线相向而行，
设P、Q两点间的距离为s，乙车到达P点用的时间：t乙'=sv乙，
由于v甲＞v乙，此时甲车和Q点距离1米，甲车经过的路程为：s+1m，用的时间：t甲'=s+1mv甲，
由题知，t乙'﹣t甲'＝1s，即sv乙-s+1mv甲=1s，
解得，s＝8m。
故选：B。
6．（2024•杨浦区三模）下列实例中，主要利用连通器原理工作的是（ ）
A．液位计B．密度计C．吸尘器D．温度计
【解答】解：A、液位计是上端开口，底部相连的容器，构成了一个连通器，故A符合题意；
B、密度计是利用物体的漂浮条件来工作的，与连通器无关，故B不合题意；
C、用吸尘器“吸”灰尘时，吸尘器内空气流速越大压强越小，吸尘器外空气流速越小压强越大，在压强差的作用下灰尘被“吸”入吸尘器中的，利用了大气压，故C不合题意；
D、温度计是利用液体的热胀冷缩原理制成的，故D不合题意。
故选：A。
7．（2024•杨浦区三模）如图所示，均匀实心正方体甲、乙放置在水平地面上，它们对地面的压强分别为p甲、p乙。在两个正方体上方分别叠放质量为mA、mB的两个物体，此时正方体甲、乙对地面的压强大小关系p甲′＞p乙′。以下判断正确的是（ ）
A．若p甲＝p乙，则mA一定小于mB
B．若p甲＝p乙，则mA可能等于mB
C．若p甲＞p乙，则mA一定大于mB
D．若p甲＞p乙，则mA可能等于mB
【解答】解：均匀实心正方体甲、乙放置在水平地面上，它们对地面的压强分别为p甲、p乙。在两个正方体上方分别叠放质量为mA、mB的两个物体，对地面的压力等于总重力，
此时正方体甲、乙对地面的压强大小关系p甲′＞p乙′。
AB、如果p甲＝p乙，且p甲′＞p乙′，则甲增大的压强Δp甲＞Δp乙，
而S甲＞S乙，根据ΔF＝ΔpS，甲增大压力大于乙增大的压力，由于压力等于总重力，则A的重力大于B的重力，则mA一定大于mB；故AB错误；
C、若p甲＞p乙，且p甲′＞p乙′，则甲增大的压强可能等于、小于或大于乙增大的压强，而S甲＞S乙，则甲增大的压力等于、小于或大于乙增大的压力，故则mA可能等于mB，故C错误，D正确。
故选：D。
8．（2024•杨浦区三模）某同学用水平力分别两次拉动物体在水平面上做匀速直线运动，物体两次运动的速度分别为1米/秒和5米/秒，物体受到的合力分别为F1和F2，则（ ）
A．F1＝F2B．F1＝5F2C．F2＝5F1D．F2＝0.2F1
【解答】解：物体受水平方向的摩擦力f，水平方向上的拉力F，做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件得：F1＝f，F2＝f，所以F1＝F2，故A正确，BCD错误；
故选：A。
二．填空题（共9小题）
9．（2024•闵行区三模）跳箱是体育测试的常见项目，起跑后，小李用力蹬踏板，踏板“送”小李向前冲，这说明力的作用是 相互 的；小李越过跳箱，在下落过程中，根据 运动状态改变 可以判断小李所受的合力不为零；当脚落在垫子上时，垫子表面凹陷，这说明力能改变物体的 形状 。
【解答】解：跳箱是体育测试的常见项目，起跑后，小李用力蹬踏板，小李给踏板一个力，踏板“送”小李向前冲，这说明力的作用是相互的；小李越过跳箱，在下落过程中，由于小李的运动状态时刻发生在改变，故小李的合力不为零；当脚落在垫子上时，垫子表面凹陷，这说明力能改变物体的形状。
故答案为：相互；运动状态改变；形状。
10．（2024•闵行区三模）如图（a）、（b）所示的滑轮应用情景中，不计摩擦和滑轮重力。用大小为10牛的力F分别匀速提起甲、乙两个物体，图（b）中物体乙的重力大小为 20 牛；图（a）中甲物体被竖直提升1米过程中，它的重力势能 增大 （选填“增大”“不变”或“减小”），拉力F所做的功为 10 焦。
【解答】解：由图知，（a）不随货物一起升降是定滑轮，本质是等臂杠杆；（b）是动滑轮，本质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆；
由图（b）知，不计滑轮重和摩擦，能省一半力，拉力F=12G乙，则G乙＝2F＝2×10N＝20N；
图（a）中，物体甲在上升过程中质量不变，高度变大，重力势能增大；
当物体上升1米的过程中，绳端向下移动的距离s＝1m，力F所做的功：W＝Fs＝10N×1m＝10J。
故答案为：20；增大；10。
11．（2024•浦东新区三模）跳台滑雪作为冬奥会比赛项目之一，有着“勇敢者游戏”之称。当比赛选手从离地百米高处向下俯冲时， 重力势 能减小，自跳台末端跃起飞出后，由于 惯性 人将在空中持续向前飞行数秒，飞行过程中以滑雪板为参照物，运动员是 静止 的。
【解答】解：当比赛选手从离地百米高处向下俯冲时，运动员的质量不变，高度减小，重力势能减小；
运动员从跳台端飞出后，运动员能继续向前运动，是由于运动员具有惯性；
以滑雪板为参照物，运动员的位置没有发生变化，所以运动员是静止的。
故答案为：重力势；惯性；静止。
12．（2024•浦东新区三模）在黄浦江面静止的某货轮的排水量为2×108千克，则货轮受到的浮力为 2×109 牛，此时货轮受到的合力大小为 0 牛；若货轮底部到水面的距离为2米，则江水对货轮底部的压强为 2×104 帕。
【解答】解：（1）在黄浦江面静止的某货轮受到的浮力为：
F浮＝G排＝m排g＝2×108kg×10N/kg＝2×109N，
此时货轮静止在江面上，受力平衡，则货轮受到的合力大小为0N；
（2）江水对货轮底部的压强：p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×2m＝2×104Pa。
故答案为：2×109；0；2×104。
13．（2024•浦东新区三模）生活中蕴含着很多物理识：“镜花水月”是由于光的 反射 （选填“反射”或“折射”）形成的 虚像 （选填“变像”或“虚像”）；脱排油烟机是利用 大气压 的作用来工作；赛龙舟时，运动员用力向后划水，船就能前进，说明物体间力的作用是 相互 的。
【解答】解：（1）平静的水面相当于平面镜，“镜花水月”是平面镜成像现象，是由于光的反射形成的虚像；
（2）由流体压强与流速的关系可知，流速越大的位置压强越小。吸尘器和脱排油烟机工作时，由于转动的扇叶处气体的流速大，压强小，从而在周围大气压的作用下将灰尘或油烟压向风口。
（3）赛龙舟时，船上的浆手用力向后划水，同时水也会给船桨一个反作用力而使船前进，说明物体间力的作用是相互的。
故答案为：反射；虚像；大气压；相互。
14．（2024•杨浦区三模）使用如图所示的滑轮分别匀速提起重为10牛的物体，以滑轮为参照物，物体是 静止 的（选填“运动”或“静止”）。当绳子自由端被提升2米时，物体提升 1 米；若不计摩擦和滑轮重力，则拉力F1大小为 5 牛。
【解答】解：动滑轮和物体连在一起，二者位置不变，故是相对静止的；
拉力端移动距离为：s＝2h＝2m，则h＝1m；
不计摩擦和滑轮重力，拉力F=12G=12×10N＝5N。
故答案为：静止；1；5。
15．（2024•杨浦区三模）在游泳测试中，甲同学向后划水，人向前游，这说明力的作用是 相互 ；在跳绳测试中，乙同学每次从地面跳起后都会落地，是由于受到 重 力作用；篮球测试中，丙同学运球上篮的过程中，篮球的惯性 不变 （选填“增大”“不变”或“减小”）。
【解答】解：甲同学向后划水，人就向前游，这是因为物体间力的作用是相互的；
由于地球上的一切物体都受到重力作用，重力的方向总是竖直向下的，所以乙同学每次从地面跳起后都会落地；
惯性只与质量有关，有其他因素无关，因此篮球测试中，丙同学运球上篮的过程中，篮球的惯性不变。
故答案为：相互；重；不变。
16．（2024•杨浦区三模）甲、乙两小车同时从P点开始向Q点运动，它们的s﹣t图如图所示。运动2秒时，甲车距P点 6 米。若甲比乙早4秒通过Q点，则PQ之间距离为 12 米。甲从P点运动到Q点的过程中，甲车的动能 不变 （选填“增大”“不变”或“减小”）。
【解答】解：观察图像可知甲车2s经过的路程为6m，故运动2秒时，甲车距P点6m；分析图像可知，甲的速度v甲=st=12m4s=3m/s，乙的速度v乙=s't'=9m6s=1.5m/s；若甲比乙早4秒通过Q点，有v甲（t﹣4）＝v乙t，代入数据可得出t＝8s，故PQ之间距离为s总＝v乙t＝1.5m/s×8s＝12m；由图象知，甲与乙都做匀速直线运动，由于甲的速度不变，质量不变，甲的动能不变。
故答案为：6；12；不变。
17．（2024•黄浦区三模）物体在大小为6牛、水平向右拉力作用下，10秒内沿水平面前进3米。已知物体所受水平向左的摩擦力为5牛，则物体所受合力为 1 牛，拉力的功率为 1.8 瓦。若物体重为12牛，在此过程中重力对物体做的功为 0 焦。
【解答】解：物体所受合力为F合＝F1﹣F2＝6N﹣5N＝1N，
拉力做的功W＝F1s＝6N×3m＝18J，
拉力的功率P=Wt=18J10s=1.8W，
因重力与物体的运动方向相互垂直，故重力不做功，即重力做功为0J。
故答案为：1；1.8；0。
三．作图题（共4小题）
18．（2024•闵行区三模）如图所示，重为8牛的物体静止在水平地面上，请用力的图示法画出物体受到的重力。
【解答】解：先确定标度为4N，从重心竖直向下画两段长，标出大小和方向，如图所示：
19．（2024•浦东新区三模）重为8牛的物体A静止在水平面上。请在图中用力的图示法画出A所受的重力G。
【解答】解：画出大小表示4N的标度，然后过物体重心作竖直向下、大小为8N的重力。如图所示：
。
20．（2024•黄浦区三模）重为4牛的物体静止在水平地面上，用力的图示法在图中画出它受到的重力G。
【解答】解：画出大小表示2N的标度，然后过物体的重心作竖直向下的重力，使线段长度为标度的2倍，并标出重力的符号和大小。如图所示：
21．（2024•杨浦区三模）如图所示，重为2牛的物块放置在水平地面上，用力的图示法画出物块的重力G。
【解答】解：物块受到的重力的方向竖直向下，作用点在物体的重心，G＝2N，选标度为1N，如图所示：
四．计算题（共9小题）
22．（2024•闵行区三模）将某物体放入水中，已知物体排开水的体积为1×10﹣3米3，求物体所受浮力F浮的大小。
【解答】解：物体排开水的体积V排＝1×10﹣3m3，
物体受到的浮力：F浮＝ρ水V排g＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3×9.8N/kg＝9.8N。
答：物体所受浮力F浮的大小为9.8N。
23．（2024•闵行区三模）如图所示，用力夹断钢丝时，已知阻力F2大小为300牛，阻力臂l2为0.01米，动力臂l1为0.15米，求动力F的大小。
【解答】解：根据杠杆平衡条件可得：F1l1＝F2l2，
F1=F2l2l1=300N×。
答：动力F为20N。
24．（2024•闵行区三模）如图所示，完全相同足够高的圆柱形容器A和B放在水平地面上，A中装有深为6h、体积为1×10﹣3米3的水。B中装有深为8h的另一种液体，其密度为800千克/米3，求：
（1）A容器中水的质量m水；
（2）若从C物体上切两块质量为0.5千克的物块分别浸没在A、B两容器中，两液体对各自容器底部的压强pA＜pB；若切两块质量为1千克的物块分别浸没在A、B两容器中，两液体对各自容器底部的压强p'A＞p'B。求C物体密度ρC的范围。
【解答】解：（1）A容器中水的质量为：m水＝ρ水V水＝1.0×103kg/m3×1×10﹣3m3＝1kg；
（2）假设容器的底面积为S，由m水＝ρ水V水＝ρ水•6hS可得：ρ水•6hS＝1kg，
则有：hS=1kg6ρ水⋯⋯①
由于容器足够高，且C物体的切去部分浸没在液体中，当pA＜pB时，
由p＝ρ液gh、V=mρ、V＝Sh可得：ρ水g（6h+m1ρCS）＜ρ液g（8h+m1ρCS），
即：1.0×103kg/m3×（6h+0.5kgρCS）＜800kg/m3×（8h+0.5kgρCS），
解得：ρC＞14hS⋯⋯②
将①代入②，可得：ρC＞1.5×103kg/m3，
当p'A＞p'B时，同理可得：ρ水g（6h+m2ρCS）＞ρ液g（8h+m2ρCS），
即：1.0×103kg/m3×（6h+1kgρCS）＞800kg/m3×（8h+1kgρCS），
解得：ρC＜12hS⋯⋯③
将①代入③，可得：ρC＜3×103kg/m3，
综上可得，C物体密度ρC的范围为1.5×103kg/m3＜ρC＜3×103kg/m3。
答：（1）A容器中水的质量m水为1kg；
（2）C物体密度ρC的范围为1.5×103kg/m3＜ρC＜3×103kg/m3。
25．（2024•浦东新区三模）杠杆平衡时，杠杆的动力臂l1为2米，阻力臂l2为0.2米，若阻力F2为300牛，求动力F1的大小。
【解答】解：由杠杆平衡条件可知：
F1l1＝F2l2，
则动力F1=F2l2F1=300N×0.2m2m=30N。
答：动力F1为30N。
26．（2024•黄浦区三模）如图（a）所示，轻质薄壁圆柱形容器甲、实心均匀长方体乙，分别置于水平面上。甲容器底面积为4h2，盛有深为2h的水，水的质量为8千克。长方体乙的长、宽、高分别为h、h、2h。
（1）求水的体积V水。
（2）求水面下0.1米处水的压强p水。
（3）若将长方体乙浸没在甲容器水中，水不溢出，水对容器底部压强的变化量为Δp水；若将长方体乙顺时针旋转90°，如图（b）所示，乙对地面的压强变化量为Δp乙；且Δp乙＝3Δp水。求长方体乙的质量m乙。
【解答】解：（1）水的质量为8千克，则水的体积：V水=m水ρ水=8kg1.0×103kg/m3=8×10﹣3m3；
（2）水面下0.1米处水的压强：p水＝ρ水gh水＝1×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m＝980Pa；
（3）若将长方体乙浸没在甲容器水中，水不溢出，则V排＝V乙＝h×h×2h＝2h3，
水的深度增加量Δh=V排S甲=2h34h2=12h，
则Δp水＝ρ水gΔh水＝ρ水g×12h=12 ρ水gh，
如图（b）所示，此时乙对地面的压强变化量为：Δp乙=G乙S乙1-G乙S乙2=ρ乙g×2h3h×h-ρ乙g×2h3h×2h=ρ乙gh，
已知：Δp乙＝3Δp水，即：ρ乙gh＝3×12 ρ水gh，
所以，ρ乙＝1.5ρ水＝1.5×1×103kg/m3＝1.5×103kg/m3，
甲容器中水的体积：V水＝S水h水＝4h2×2h＝8h3，
即：8h3＝8×10﹣3m3，则h＝0.1m，
所以长方体乙的体积为：V乙＝2h3＝2×（0.1m）3＝2×10﹣3m3，
长方体乙的质量：m乙＝ρ乙V乙＝1.5×103kg/m3×2×10﹣3m3＝3kg。
答：（1）水的体积为8×10﹣3m3；
（2）水面下0.1米处水的压强为980Pa；
（3）长方体乙的质量为3kg。
27．（2024•杨浦区三模）物体在20牛的水平拉力作用下沿拉力方向做匀速直线运动，5秒内前进了10米。求此过程中拉力做的功W和功率P。
【解答】解：拉力做的功：W＝Fs＝20N×10m＝200J；
拉力的功率：
P=Wt=200J5s=40W。
答：此过程中拉力做的功为200J，功率为40W。
28．（2024•杨浦区三模）体积为2×10﹣3米3的金属块浸没在水中。求金属块受到的浮力大小F浮。
【解答】解：
金属块浸没水中，则V排＝V金＝2×10﹣3m3，
金属块受到的浮力：F浮＝ρ水V排g＝1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3×9.8N/kg＝19.6N。
答：金属块受到的浮力为19.6N。
29．（2024•杨浦区三模）如图所示，盛有水的薄壁柱形容器甲与均匀实心柱体乙放在水平地面上，容器甲底面积为S，水的质量为2千克，柱体乙的质量为0.5千克，此时水对容器底部压强为p0。
（1）求水的体积V水。
（2）若容器甲底面积S为0.01米2，求水对容器底部的压强p0。
（3）从容器中抽出质量为m0的水，在乙的上方截取质量大于m0的部分，再将截取的部分浸没在容器甲的水中，水不溢出，水对容器底部的压强变化情况如下表。
a.求抽出水的质量m0。
b.求柱体乙的密度ρ乙的范围。
【解答】解：（1）水的体积为：V水=m水ρ水=2kg1.0×103kg/m3=2×10﹣3m3；
（2）容器内水的深度为：h水=V水S容=2×10-3m30.01m2=0.2m，
则水对容器底部的压强为：p0＝ρ水gh水＝1×103kg/m3×10N/kg×0.2m＝2000Pa；
（3）a.抽出水后水对容器底部压强的减小量为：Δp1＝p0﹣0.8p0＝0.2p0，
所以水面下降的高度为：Δh1=Δp1ρ水g=0.2p0ρ水g=0.2×2000Pa1.0×103kg/m3×10N/kg=0.04m，
则抽出水的体积为：ΔV水＝S容Δh1＝0.01m2×0.4m＝0.0004m3，
所以抽出水的质量为：m0＝ρ水ΔV水＝1×103kg/m3×0.0004m3＝0.4kg；
b.将截取部分放入水后水对容器底部压强的增加量为：Δp2＝0.9p0﹣0.8p0＝0.1p0，
此时水面上升的高度为：Δh2=Δp2ρ水g=0.1p0ρ水g=0.1×2000Pa1.0×103kg/m3×10N/kg=0.02m，
又因为截取的部分浸没在容器甲的水中，则截取的部分的体积为：
ΔV＝S容Δh2＝0.01m2×0.2m＝0.0002m3，
当截取的部分质量m0时，柱体乙的密度最小，则ρ乙小=m0ΔV=×103kg/m3，
当柱体乙全部浸入水中时，柱体乙的密度最大，则ρ乙大=m乙ΔV=×103kg/m3。
答：（1）求水的体积为2×10﹣3m3；
（2）水对容器底部的压强为2000Pa；
（3）a.抽出水的质量为0.4kg；
b.柱体乙的密度范围为2×103kg/m3～2.5×103kg/m3。
30．（2024•黄浦区三模）杠杆平衡时，动力F1的大小为10牛，动力臂l1为0.2米，阻力臂l2为0.1米，求阻力F2的大小。
【解答】解：由杠杆平衡条件得：F1×l1＝F2×l2，
即：10N×0.2m＝F2×0.1m，解得：F2＝20N；
答：阻力F2的大小为20N。
五．解答题（共2小题）
31．（2024•浦东新区三模）如图（a）所示，两个完全相同的均匀正方体甲和乙叠放后，放置在水平地面上。正方体高度h为0.1米，密度ρ为2×103千克/米3，两正方体接触面积S＝8×10﹣3米2。
（1）求正方体甲的重力G甲和正方体甲对乙的压强p甲。
（2）现竖直切去正方体甲右侧超出正方体乙的部分，如图（b）所示，判断甲对乙的压强会 变小 （选填“变小”或“变大”），并说明理由。
（3）小明认为正方体甲如图（b）竖直切去后，根据公式p＝ρgh，发现切去后h不变，ρ也不变，得出“甲对乙的压强不变”这一错误结论。请用公式推导，说明为何p＝ρgh不再适用。
【解答】解：（1）正方体甲的质量：m＝ρV＝2×103kg/m3×0.1m×0.1m×0.1m＝2kg，
正方体甲的重力G甲＝mg＝2kg×10N/kg＝20N，
正方体甲对乙的压力等于甲的重力，正方体甲对乙的压强p甲=FS=G甲S=20N8×10-3m2=2.5×103Pa；
（2）现竖直切去正方体甲右侧超出正方体乙的部分，压力变小，受力面积不变，根据p=FS可知甲对乙的压强会变小；
（3）压强公式p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρShgS=ρgh，该公式推导过程中受力面积承担全部压力，图中正方体甲的受力面积没有承担其全部压力，所以不再适用。
答：（1）正方体甲的重力为20N，正方体甲对乙的压强为2.5×103Pa；
（2）变小；
（3）压强公式p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρShgS=ρgh，该公式推导过程中受力面积承担全部压力，图中正方体甲的受力面积没有承担其全部压力，所以不再适用。
32．（2024•黄浦区三模）小明同学发现，当汽车在平直的公路上匀速行驶时，满载状态下的车速要比空载时的车速要小。为了弄清其原因，他查阅到了如下资料：①汽车行驶时，其输出功率恒定；②汽车在同一平直路面行驶时，受到阻力f随汽车对地面压力的增大而增大；③汽车在恒定功率下行驶时，速度v与所受牵引力F的相关数据如表所示。
（1）分析比较上表中速度v与所受牵引力F的变化关系，可得出的初步结论是：当汽车在恒定功率下行驶时， 速度v与牵引力F成反比 。
（2）请分析汽车在同一平直路面行驶，满载时的行驶速度一般比空载时小的原因。
【解答】解：（1）由表中数据可知，牵引力增大几倍，对应的速度减小几分之一，当汽车在恒定功率下行驶时，速度v与牵引力F成反比；
（2）相比空载汽车满载时汽车总重力较大，因为压力F＝G，所以汽车所受阻力较大。又因为汽车匀速行驶时，受到的牵引力等于阻力，所以牵引力较大；根据第（1）小题结论可知，满载时行驶速度较小。
故答案为：（1）v与F成反比；
（2）相比空载汽车满载时汽车总重力较大，因为压力F＝G，所以汽车所受阻力较大。又因为汽车匀速行驶时，受到的牵引力等于阻力，所以牵引力较大；根据第（1）小题结论可知，满载时行驶速度较小。
声明：试题解析著作权属菁优网所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2024/6/27 12:32:01；用户：18582497371；邮箱：18582497371；学号：56246982抽出水后
将截取部分放入水后
水对容器底部的压强
0.8p0
0.9p0
F（N）
2000
1000
500
400
200
v（m/s）
5
10
20
25
50
抽出水后
将截取部分放入水后
水对容器底部的压强
0.8p0
0.9p0
F（N）
2000
1000
500
400
200
v（m/s）
5
10
20
25
50