2024中考物理压轴大题专练-专题04压轴之“力”（含解析）

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专题04 力学专练
训练题01【2023·湖南株洲·中考真题】
图甲为多人赛艇。划桨时，桨可绕侧舷上的固定轴转动，从而使赛艇运动。图乙为划桨时桨的简化平面图，其中O为固定轴，AB为赛艇的运动方向，桨上OC长为0.8m，OD长为2m，F1为人划桨的力，F2为水对桨的作用力。
（1）划桨时，桨对水的作用力大小 （填“大于”、“等于”或“小于”）水对桨的作用力大小。
（2）桨为 （填“省力”或“费力”）杠杆。请写出一种与桨类型相同的杠杆： 筷子 。
（3）已知图乙中F2为200N，F1与CD的夹角θ＝30°，F1、F2均与AB平行。要划动桨，F1至少多大？（sin30°＝0.5，不考虑桨的重力）
训练题02【2023·四川攀枝花·中考真题】
如图所示，甲、乙两容器放置在同一水平桌面上，容器中装有一定量的水，且容器甲中的液面低于容器乙中的液面；容器乙底部有一阀门S，打开后能够将容器乙中的水全部放出。体积相同的小球A、B用不可伸长的轻质细绳通过两滑轮连接后，分别置于甲、乙容器中。小球A沉在容器甲的底部，小球B有一半浸在水中，此时轻绳刚好伸直，对小球的拉力为零。现打开阀门S，使容器乙中的水缓慢减少，当小球B露出水面部分的体积为其总体积的五分之四时，小球A开始上浮。连接小球A、B的轻绳始终处于竖直状态，忽略细绳与滑轮之间的摩擦，容器乙中的水足够深，求：
（1）小球A、B的质量之比；
（2）小球A能露出水面部分的体积与其总体积之比的最大值。
训练题03【2023·吉林长春·中考真题】
物理实践小组设计了一个测量固体密度的方案（仅用于不吸水、不溶于水的固体）。如图甲所示，将适量的配重颗粒装入粗细均匀的薄壁圆筒中并封闭筒口，将圆筒放入盛有适量水的薄壁大容器中，大容器的横截面积是圆筒的横截面积的5倍。圆筒静止后用记号笔在圆筒对应水面位置标记“O”，在大容器的水面位置标出初始水位线。
（1）请在图中画出圆筒受到的重力的示意图。（图中的O点为圆筒的重心）
（2）为使圆筒静止后竖直漂浮在水面，在沙粒、泡沫粒中应选择 作为圆筒的配重颗粒。
（3）将待测金属块用细线挂在圆筒下方，放入水中静止后（细线的质量、体积忽略不计，金属块始终不触底）如图乙所示，与图甲相比圆筒所受的浮力 （填“变大”、“不变”或“变小”）。分别测出圆筒静止后水面到“O”点和到初始水位线的距离h1和h2，则该金属块的密度表达式为ρ金属＝ （用h1、h2和ρ水表示）。
训练题04【2022·广东广州·中考真题】
如图1，工人将重500N的货物推入静止的货柜中（忽略空气阻力，g取10Nkg）。
（1）在斜面上货物受到沿斜面向上250N的推力F。从P点匀速运动到Q点用时4s。求此过程
①F的功率；( )
②斜面的机械效率。( )
（2）在货柜的同一水平底面上，货物受到水平向右100N的推力F，从A点匀速运动到B点用时1s，在B点撤去F，货物持续运动0.5s停在D点；
①用“●”表示货物，在方框中画出货物在O点的受力示意图；( )
②货物到A点时为计时起点，在图2中面出0~1.2s货物所受摩擦力的大小随时间变化的图象；( )
（3）图3中的尾板等效成图4中以O为支点的杠杆，处于水平静止，尾板自重为G、受到绳的拉力为F（忽略绳重）：
①在图4中画出F的力臂l；( )
②绳长一定，绳按图5方式悬挂，尾板仍处于水平静止，则此时尾板受到绳的拉力F4 F3（选填“>”、“=”、“＜”）。
训练题05【2022·江苏连云港·中考真题】
小明的奶奶过生日时，爸爸给奶奶买了一条金项链，小明想测量这条金项链的密度。
（1）小明将天平放在水平工作台面上，发现天平如图甲所示，小明应先_________，然后再调节平衡螺母使天平平衡；
（2）测量过程中，当天平右盘内所加砝码和游码的位置如图乙所示时，天平恰好平衡，则金项链的质量是_____；
（3）将金项链浸没在装有水的量筒中，量筒中水面的位置如图丙所示，金项链的体积是_______。小明计算出这条金项链的密度是_______；
（4）爸爸提出不用量筒，用图丁的弹簧测力计也能测出这条金项链的体积，他设想将金项链挂在弹簧测力计下读出弹簧测力计的示数，然后将金项链浸没在水中（但不沉底）读出弹簧测力计的示数，利用两次示数之差可以计算出金项链浸没在水中时受到的浮力，然后通过浮力计算出金项链的体积。你认为爸爸的测量方案是否可行_________，理由是_________。
训练题06【2022·湖北恩施·中考真题】
2022年3月23日，“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲，神舟十三号乘组航天员相互配合进行了授课。如图乙所示是王亚平老师正抛出“冰墩墩”，如图甲所示是“冰墩墩”向叶光富老师运动的情境：
（1）以空间站为参照，王亚平老师抛出的“冰墩墩”是________（选填“运动”或“静止”）的；
（2）王亚平老师抛出的“冰墩墩”直观展示了它________（选填“具有”或“没有”）惯性；
（3）在地面上水平抛出“冰墩墩”，由于重力作用，会改变它的________，使其沿曲线运动到地面。
训练题07【2022·山东东营·中考真题】
在“小实验、小制作”比赛活动中，物理兴趣小组利用身边的小玻璃瓶、单孔橡皮塞、两端开口的透明吸管、水，展示了如下实验。

（1）“敲击实验”。如图甲，用笔杆敲击使空玻璃瓶发生 ，产生声音，加大敲击的力量，声音的 （选填“音调”“响度”或“音色”）发生了改变；
（2）自制温度计。如图乙，将玻璃瓶放入热水中，观察到吸管中的液面 （选填“上升”“下降”或“不变”），验证了温度计是根据液体 的规律制成的；
（3）自制水气压计。如图丙，提着瓶子从一楼走到四楼，观察到吸管中的液面上升，说明了大气压强随海拔高度升高而 （选填“增大”“减小”或“不变”）；
（4）自制“喷雾器”，如图丁，往B管中吹气，可以看到A管中的液面 （选填“上升”“下降”或“不变”），这表明，在气体中，流速越大的位置压强 （选填“越大”“越小”或“不变”）。
训练题08【2021·湖北黄石·中考真题】
小明同学在探究“重力的大小跟质量的关系”实验中，得到下表中的实验数据
（1）实验中，需要的测量工具包括弹簧测力计，以及 ；
（2）第3次实验“物体3”的重力如图a所示（物体处于静止状态），根据实验结果完成表格中第3次实验的有关数据。
（3）根据上面实验结果可知：同一物体重力与质量的比值为 N/kg；
（4）月球对它表面附近的物体也有引力，这个引力是地球对地面附近同一物体引力的1/6。若一个连同随身装备共90kg的航天员到达月球表面，根据上面实验结果，月球对他的引力是 N；
（5）小明对太空中的星球比较感兴趣，他从网上查得：甲、乙两个星球表面上物体的重力（G）与其质量（m）的关系如图b所示，从图中信息可知，相同质量的物体在甲星球表面上的重力 （选填“大于”“等于”或“小于”）其在乙星球表面上的重力。
训练题09【2021·重庆·校考模拟】
某提升装置中，杠杆能绕固定点在竖起平面内转动，水平地面上的配重乙通过经细绳竖直拉着杠杆端．已知，配重乙与地面的接触面积为且．当在动滑轮下面挂上重的物体甲静止时（甲未浸入水中），竖直向下拉绳子自由端的力为，杠杆在水平位置平衡，此时配重乙对地面的压强为且；如果在动滑轮下挂一个质量为动滑轮质量倍的物体丙，并把物体丙浸没在水中静止时，如图甲所示，竖直向上拉绳子自由端的力为，杠杆在水平位置平衡．此时配重乙对地面的压强为且．已知物体丙的质量与体积的关系的图像如图乙所示，如果不计杠杆重、绳重和滑轮轴间摩擦，图中两个滑轮所受重力相同取．配重乙的体积为，求配重乙的密度．

训练题10【2021·江苏淮安·统考一模】
如图工人用250N的力F将重为400N的物体在10s内匀速提升2m。不计绳重和摩擦．求：
（1）工人对物体做的有用功；
（2）拉力F做功的功率；
（3）若将重为900N的物体提升相同高度，此滑轮组的机械效率。
题型训练
实验次数
被测物体
物体质量m（kg）
重力G（N）
比值G/m（N/kg）
1
物体1
0.1
0.99
9.9
2
物体2
0.4
3.88
9.7
3
物体3
0.5


答案&解析
训练题01【2023·湖南株洲·中考真题】
【答案】（1）等于；（2）费力；筷子；
（3）要划动桨，F1至少500N。
【解答】解：（1）划桨时，桨对水的作用力与水对桨的作用力是一对相互作用力，大小相等；
（2）因为船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，所以船桨属于费力杠杆；生活中的筷子也是费力杠杆；
（3）以O点为支点，作出F1的力臂OE和F2的力臂OF，如图所示：
，
由题意知，F1与CD的夹角θ＝30°，F1、F2均与AB平行，则∠ODF＝30°，
由几何知识可知，动力臂OE＝OC＝0.8m＝0.4m，
阻力臂OF＝OD＝2m＝1m，
由杠杆的平衡条件有：F1×OE＝F2×OF，
所以F1＝＝＝500N。
故答案为：（1）等于；（2）费力；筷子；
（3）要划动桨，F1至少500N。
训练题02【2023·四川攀枝花·中考真题】
【答案】（1）小球A、B的质量之比为13：5；
（2）小球A能露出水面部分的体积与其总体积之比的最大值为1：5。
【解答】解：（1）小球B有一半浸在水中，处于漂浮状态，受到重力GB和浮力FB1的作用，根据二力平衡和阿基米德原理有GB＝FB1可得mBg＝ρ水gV；
小球B有五分之四的体积露出水面时，受到重力GB、浮力FB2和拉力FT2的作用，则拉力FT2＝GB﹣FB2＝ρ水gV﹣（1﹣）ρ水gV＝ρ水gV，
此时小球A受到重力GA、浮力FA2和拉力FT2的作用，则mAg＝FA2+FT2＝ρ水gV+ρ水gV＝ρ水gV；
小球A、B的质量之比为：
＝＝；
（2）小球B完全露出水面时，绳子的拉力最大，受重力GB和拉力FT3的作用，则FT3＝GB＝ρ水gV；
此时小球A受到重力GA、浮力FA3和拉力FT3的作用，则浮力FA3＝GA﹣FT3＝ρ水gV﹣ρ水gV＝ρ水gV＝ρ水gV排，
所以V排＝V，V露＝V﹣V＝V，则小球A能露出水面部分的体积与其总体积之比的最大值1：5。
答：（1）小球A、B的质量之比为13：5；
（2）小球A能露出水面部分的体积与其总体积之比的最大值为1：5。
训练题03【2023·吉林长春·中考真题】
【答案】（1）见解答图；（2）沙粒；（3）变大；ρ水。
【解答】解：（1）从圆筒的重心沿竖直向下的方向画出一条带箭头的线段，由G表示，如下图所示：
；
（2）要使圆筒静止后竖直漂浮在水面，选择质量较大的物体放到圆筒中，相同体积的沙粒和泡沫粒相比，沙粒的质量较大，故选择沙粒作为圆筒的配重颗粒；
（3）将待测金属块用细线挂在圆筒下方，放入水中静止后，由图乙可知，V排增大，根据F浮＝ρ液gV排可知，与图甲相比圆筒所受的浮力变大；
设圆筒浸入水中的深度为h，圆筒的横截面积为S，大容器的横截面积S容＝5S，金属块用细线挂在圆筒下方，放入水中静止后，体积的变化量为：
ΔV＝S容h2，
ΔV筒+V金＝S容h2，
Sh1+V金＝S容h2，
金属块的体积为：
V金＝5Sh2﹣Sh1；
原来圆筒处于漂浮，浮力等于重力，即G筒＝F浮＝ρ水gSh……①，
将金属块和圆筒看成整体，处于漂浮状态，浮力等于重力，即G筒+G金＝F浮总＝ρ水gS（h+h1）+ρ水gV金……②，
②﹣①得：
G金＝ρ水gSh1+ρ水gV金＝5ρ水gSh2，
则金属块的密度为：
ρ金属＝＝＝＝ρ水。
故答案为：（1）见解答图；（2）沙粒；（3）变大；ρ水。
训练题04【2022·广东广州·中考真题】
【答案】（1）①125W ②50%
（2）①如图甲 ②如图乙

甲 乙 丙
（3） ①如图丙 ② >
【解析】本题为速度、功、功率、机械效率、杠杆原理、杠杆作图、作图像等的力学大综合类试题，依据“计算4要诀”作答，可达事半功倍之效。
（1）①依据已知条件可求得，货物沿斜面运动的速度为；有公式；；可得，拉力做功的功率为；
②此过程中，克服重物的重力做的有用功为；推力做的总功为；因而斜面的机械效率为；
（2）①在B点撤去F，货物持续运动0.5s停在D点，此过程中货物受到竖直向下的500N的重力；竖直向上500N的支持力；水平方向上受到向左的摩擦力。由于货物在100N的水平向右的推力作用下匀速运动，则货物与货柜之间的摩擦力为100N，滑行时压力和接触面的粗糙程度不变，则所受摩擦力的大小不变，即向右滑行时受到水平向左100N的摩擦力。详见答案图甲；
②从A点匀速运动到B点用时1s，则0~1s货物所受摩擦力和推力是一对平衡力，大小为f=F=100N；
在B点撒去F，货物持续运动0.5s停在D点，则货物在0.2s内处于滑行阶段，受到的摩擦力为滑动摩擦力，由于压力和接触面的粗糙程度不变，则所受摩擦力的大小不变，即0~1.2s货物所受摩擦力一直为100N，则绘制f-t图像如答案图乙；
（3）①过支点O作力F3的垂线段，即为绳子的拉力F的力臂l，如答案图丙所示；
②绳按图5方式悬挂，尾板仍处于水平静止，此时F4的力臂比F3的力臂要短，而阻力和阻力臂的大小不变，根据杠杆平衡条件可得，F4大于F3。
训练题05【2022·江苏连云港·中考真题】
【答案】 （1）将游码归零 （2）57.6 （3）3 （4）不可行 见解析
【解析】（1）天平使用前，应先将游码归零，再调节平衡螺母使天平平衡。由图得，使用前，游码未归零，故应先将游码归零后，再调节平衡螺母使天平平衡。
（2）由图得，标尺的分度值为0.2g，示数为2.6g，金项链的质量是
由图丙得，量筒的分度值为1mL，金项链放入量筒中的水后，量筒的示数变为13mL，则金项链的体积是
这条金项链的密度是
（4）由于金项链的体积为，浸没在水中所受的浮力为
即金项链浸没入水中后，弹簧测力计得示数只减小，小于弹簧测力计的分度值，弹簧测力计测不出来，故爸爸的方案不可行。
训练题06【2022·湖北恩施·中考真题】
【答案】 运动 具有 运动状态
【解析】（1）抛出的“冰墩墩”相对于空间站的位置在改变，故以空间站为参照物，“冰墩墩”相对于空间站是运动的。
（2）在空间站中抛出的“冰墩墩”在沿着原来抛出的方向一直做近似匀速运动，这说明了运动的物体具有保持运动状态不变的性质（惯性）。
（3）在地面上抛出“冰墩墩”，由于受到竖直向下的重力作用，处于非平衡状态，不再保持匀速直线运动，会沿曲线运动到地面，它的运动状态在改变。
训练题07【2022·山东东营·中考真题】
【答案】 振动 响度 上升 热胀冷缩 减小 上升 越小
【详解】（1）[1]用笔杆敲击使空玻璃瓶，使玻璃瓶发生振动，从而产生声音，说明声音由物体的振动产生的。
[2]响度与发声体的振幅有关，振幅越大，响度越大，用更大的力敲击玻璃瓶，玻璃瓶振动的幅度改变，故声音的响度发生改变。
（2）[3][4]将玻璃瓶放入热水中，玻璃瓶中液体吸收热量，体积膨胀，所以吸管中的液面上升，实验验证了温度计是根据液体的热胀冷缩的规律制成的。
（3）[5]大气压不是固定不变的，随着高度的升高而减小，所以提着瓶子从一楼走到四楼，观察到吸管中的液面上升。
（4）[6][7]往B管中吹气，可以看到A管中的水面上升，原因是：往B管中吹气，吸管A上方空气的流速变大，压强减小，A管中液体受到向上的压强大于向下的压强，所以A管水上升。表面在气体中，流速越大的位置压强越小。
训练题08【2021·湖北黄石·中考真题】
【答案】 天平 4.9 9.8 9.8 147 大于
【详解】（1）[1]实验要探究“重力的大小跟质量的关系”，需用弹簧测力计测物体的重力，用天平测物体的质量，故需要的测量工具包括弹簧测力计和天平。
（2）[2]分析图a可知，该弹簧测力计的分度值为0.1N，读出弹簧测力计示数为4.9N，即物体重力G=4.9N。
[3]G与m的比值
（3）[4]将表中三次测得的比值取平均值，即
（4）[5]地球对该物体的吸引力
月球对他的吸引力只有地球对他吸引力的1/6，所以月球对他的引力
（5）[6]分析图b可知，质量相同的物体在甲星球表面上的重力大于其在乙星球表面上的重力。
训练题09【2021·重庆·校考模拟】
【答案】
【详解】试题分析：当物体甲在空气中静止时，分别以物体甲、动滑轮、A端定滑轮、杠杆、配重乙为研究对象进行受力分析，根据力的平衡和杠杆的平衡条件列出等式，解等式得出G乙、G0之间的关系；当把物体丙浸没在水中静止时，先根据图象得出丙的密度，再对以上物体受力分析列出等式，解等式在得出G乙、G0之间的关系和乙物体的体积，联立两个方程解出G乙的大小，最后根据G=mg和求出配重乙的密度．
当物体甲在空气中静止时，分别以甲和动滑轮为研究对象，受力情况如图1所示
=1000N
=
以A端定滑轮为研究对象受力情况如图2所示
以杠杆为研究对象受力情况如图（3）所示
=
选择配重乙为研究对象，受力情况如图3所示，
①
当把物体丙浸没在水中静止时，各物体受力情况如下图所示．
根据图像可知，物体丙的密度为
=
．
②
由①②解得：G0=100N
G乙=1400N m乙=140kg
训练题10【2021·江苏淮安·统考一模】
【答案】（1）800J；（2）100W；（3）90%
【解析】（1）由图知道，承担物重的绳子股数n=2，则拉力F移动的距离s=2h
克服物体的重力所做的功是有用功，故工人对物体做的有用功
W有=Gh=400N×2m=800J
（2）拉力F移动距离s=2h=2×2m=4m
拉力F所做的总功
W总=Fs=250N×4m=1000J
拉力做功的功率
（3）由于不计绳重和摩擦，提升过程做的额外功是克服动滑轮重力做功，故提升400N的物体时做的额外功是
将重为900N的物体提升相同高度，做的有用功

所做的总功

由知道 ，此滑轮组的机械效率