2024北京中考名校密题：物理最后冲刺30题-力学

这是一份2024北京中考名校密题：物理最后冲刺30题-力学，共16页。
1. 小莉模拟古人利用浮力打捞铁牛，模拟过程和测量数据如图所示。①把正方体M放在架空水槽底部的方孔处（忽略M与水槽的接触面积），往水槽内装入适量的水，把一质量与M相等的柱形薄壁水杯放入水中漂浮，如图甲所示；②向杯中装入质量为水杯质量2倍的铁砂时，杯底到M上表面的距离等于M的边长，如图乙所示，此时水杯浸入水中的深度h=_________cm；③用细线连接水杯和M，使细线拉直且无拉力，再将铁砂从杯中取出，当铁砂取完后，M恰好可被拉起，完成打捞后，如图丙所示。则M与水杯的底面积之比为___________。

2. 小华发现，压缩一个已经充气的气球感到很容易，但想把它压缩得很小却又很困难。由此她猜想被封闭的一定质量的气体产生的压强与体积可能有关。为此她准备了的注射器、弹簧测力计、刻度尺、细绳等，进行探究，步骤如下

（1）如图甲所示，用刻度尺测出注射器刻度部分的长度为_____，则活塞的横截面积为_____；
（2）把注射器的活塞推至注射器筒的底端，排尽筒内的空气，然后用橡皮帽封住注射器的小孔，为了检验是否漏气，不增加器材，方法是______；
（3）如图乙所示，用细绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，弹簧测力计一端固定并水平放置，然后水平向右慢慢地拉动注射器筒，当注射器活塞开始滑动时，弹簧测力计的示数如图乙所示为______N，此时外界大气压的数值为_____；
（4）取下橡皮帽，拉动活塞，让活塞的底端位于注射器刻度处，用橡皮帽封住注射器的小孔，确保不漏气，此时注射器内被封闭的气体体积为．再按照图乙的方式操作，水平向右慢慢地拉动注射器筒，当注射器内气体体积变为时，弹簧测力计的示数为，继续向右慢慢地拉动注射器筒，记下注射器内气体体积与对应的弹簧测力计的示数、将所测数据记录在下表中。
①当注射器内气体体积为时，弹簧测力计示数为_____N；
②当注射器内气体体积为时，注射器内气体压强为_____。
3. 在学习“阿基米德原理”时，可用“实验探究”与“理论探究”两种方式进行研究；请你完成下列任务：
【实验探究】
通过下图所示的实验，探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系，由实验可得结论______________，这就是阿基米德原理；

【理论探究】
第一步：建立模型——选取浸没在液体中的长方体进行研究，如下图所示；
第二步：理论推导——利用浮力产生的原因推导阿基米德原理；
请你写出推导过程，提示：推导过程中所用物理量需要设定（可在下图中标出）；____

【原理应用】
水平桌面上有一底面积为的柱形平底薄壁容器，内装质量为m的液体；现将一个底面积为的金属圆柱体放入液体中，圆柱体静止后直立在容器底且未完全浸没（与容器底接触但不密合），整个过程液体未溢出；金属圆柱体静止时所受浮力______。
4. 在物理项目化学习活动中，某科技小组的同学设计了如图甲所示的船只升降实验模型。模型中的船厢A和所盛水的总重为5N，圆柱形浮筒B底面积为，重为18N。电路中电源电压恒定，为定值电阻，压敏电阻（表面绝缘，厚度不计）固定于容器C底部，上表面积为，阻值随所受水的压力变化关系如图乙所示。关闭排水阀，向C中注入适量水后关闭进水阀，装置静止时，测得C中水深为20cm，B浸入水中的深度为7cm（未浸没），闭合开关S，此时电流表示数；再次打开进水阀，向C中缓慢注入一定质量的水，浮筒B上升，使A下降30cm，稳定后电流表示数。若不计绳重和摩擦，水的密度，g取10N/kg，求：
（1）B浸入水中的深度为7cm时所受的浮力；
（2）动滑轮的重力；
（3）C中水深为20cm时阻值；
（4）电路中电源电压值。

5. 某人始终双脚站在地上，用滑轮组从水池底匀速提起实心圆柱体A，如示意图甲。A从离开池底到刚要离开水面的过程中，其底面受到水的压强与时间关系PA-t如图乙。A从刚离开池底到拉出水面并继续向上运动的过程中，人对地面的压强与时间关系P人-t如图丙。A未露出水面之前装置的机械效率为η1；A离开水面后装置的机械效率为η2。已知人的质量为60kg，人双脚站地时，与地面的接触面积为500cm2，A的底面积为200cm2，η1∶η2=15∶16，ρ水=1.0×103kg/m3。不计摩擦和绳重及水的阻力，g=10N/kg，A不吸且不溶于水，A底部与池底不密合，忽略液面高度变化，图甲中①②③④段绳均竖直。
（1）求池水深度和A的上升速度；
（2）求A的高度和未露出水面受到的浮力；
（3）求A未露出水面前人对绳的拉力和A全部露出水面后人对绳的拉力；
（4）求动滑轮的重力。

6. 热爱物理的小光同学在家制作了一个简易台秤，用来测物体质量。内部电路如图甲所示，电源电压为18V，定值电阻R0为30Ω，电阻R为力敏电阻，其阻值与所受压力的变化情况如图乙所示，电压表的量程为0～15V，电压表的表盘被改装为台秤的示数。他在该台秤上放置一个底面积为200cm2、重为5N的足够深的柱形薄壁容器，用轻杆将一个质量为3kg的物体A（不吸水）固定于容器内正上方，物体A为高10cm、底面积为150cm2且质量分布均匀的长方体。现向容器中注水直到水面刚好与物体A的下表面相平，如图丙所示，此时台秤的示数为2.5kg。求：
（1）在保证电路安全的情况下，该台秤所能称量物体的最大重力为多少N；
（2）在图丙中，水对容器底的压强为多大；
（3）若将图丙中的长方体A左、右两侧沿竖直方向各切掉总体积的六分之一，并将切掉的部分放入容器浸没于水中，水面静止时电压表示数为多少？
7. 容积为1000cm3的容器中装满密度为1.1×103kg/m3的盐水，经过一段时间，由于水蒸发了500cm3，称得容器和剩余盐水的总质量m1=710g；小飞将一个铝球放入剩余盐水中，铝球浸没且有120g盐水溢出；待盐水溢完后擦干容器壁，称得容器、铝球和盐水的总质量m2=1400g。已知ρ铝=2.7×103kg/m3，则：
（1）蒸发了水的质量是多少？
（2）剩余的盐水的密度是多少？
（3）判断小飞的铝球是空心还是实心，若是空心请求出空心部分的体积是多少？
8. 如图甲所示，小车A和小车B在马路上相向而行，小车A向右运动，小车B向左运动。如图乙是小车A和小车B的路程随着时间变化的坐标图，从开始计时到第16s两车正好相遇。
（1）小车A的速度是多少m/s？
（2）如图乙所示，小车A和小车B在开始计时的时候相距多少m？
（3）如果丙所示，马路为双向两车道，每一条道均为3.5m宽，以5m/s速度做匀速直线运动的小车C正前方25m处一行人正开始横穿马路，行人也做匀速直线运动，小车车长为5m（小车可看成一个长方体），小车C始终行驶在该车道的中间；为了能够安全通过，行人速度v的范围是多少？
9. 如图所示是某物理兴趣小组设计的“电子浮力秤”的原理图。托盘质量30g，与质量不计的滑片P相连，并一起上下自由滑动（滑动过程中的摩擦力忽略不计，托盘底部始终保持水平，且托盘、弹簧不与电路连通）。圆柱形浮筒A底面积为100cm2，高为10cm，密度为0.12g/cm3，漂浮在底面积为300cm2，装有足够深的水的容器中。托盘与浮筒A用质量不计的轻质弹簧相连，且控制弹簧只能在竖直方向上形变，弹簧的形变量与受到的外力成正比，受到1N的外力时形变量为1cm。BC是一根长为16cm的阻值均匀的电阻丝，最大阻值为16Ω，电源电压恒为4.5V，电压表量程为0～3V。当托盘中不放物体时，闭合开关S，调节容器中水量，使滑片P正好位于R最上端，读出电压表示数为0.9V。求：
（1）定值电阻R0的阻值为多少？
（2）托盘中不放物体时，浮筒A的下表面受到水的压强是多大？
（3）若要保证整个电路的安全，“电子浮力秤”所能称量物体的最大质量为多少g？
10. 如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上。t=0时刻，将重为G的金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后被弹簧弹起，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示。如图乙所示，时间内，小球的动能变化情况是______，时间内，小球增加的动能______（选填“大于”“小于”或“等于”）弹簧减少的弹性势能，时刻小球处于______（选填“平衡”或“非平衡”）状态。
11. 如图，小明设计的“电子浮力秤”由浮力秤和电路两部分构成。浮力秤中托盘与圆柱形塑料浮筒M通过硬质绝缘细杆固定连接，整体漂浮在装有足够深水的柱形薄壁容器中，且只能竖直移动。托盘的质量40g；M高20cm，底面积为100cm2，质量为160g；容器的底面积为300 cm2。电路中R是滑动变阻器的电阻片（阻值均匀），长8cm，最大阻值16Ω；电源电压恒为4.5V；电压表量程为0~3V。托盘通过滑杆带动滑片P上下移动。托盘中不放物体时，调节水量，使滑片P正好位于R最上端，闭合开关S，电压表示数为0.9V（不计滑片、滑杆、细杆的质量，忽略摩擦阻力。工作中水不溢出）。求
（1）浮筒M的密度；
（2）R0的阻值：
（3）托盘中不放物体时，M浸入水中的深度；
（4）该“电子浮力秤”的称量。

12. 底面积50cm2、高12cm的平底圆柱形玻璃杯放在水平桌面上，里面装有一定量的水，液面高度为10cm（如图甲）。现将一个质量为1.17kg的金属球投入杯中，小球沉底后，发现有水溢出杯口，待液面稳定后将玻璃杯外壁的水擦干再平稳地放在电子秤上，测其质量如图乙所示。请你完成下列问题：（已知：水的密度，平底玻璃杯的质量和厚度均忽略不计）
（1）甲图中水的质量；
（2）溢出水的体积；
（3）金属球的密度。
13. 水平传送带上重叠放置甲乙两个木块，如图所示，两木块随传送带一起向右做加速直线运动；运动到A点处，甲乙一起滑下传送带，在粗糙的地面上一起向右滑行；滑行到B点与墙壁相撞后，乙马上向左运动，最终甲乙在C点停止运动，从B运动C的过程中，甲相对于乙向右滑动一段距离s0。忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ）
①在传送带上运动的过程中，甲受到的摩擦力小于传送带对乙的摩擦力
②从A点运动到B点的过程中，甲受到向左的摩擦力
③从B点运动到C点的过程中，乙一直做减速直线运动
④从B点运动到C点的过程中，甲一直做加速直线运动
14. 水箱是生活中常用的供水工具，如图所示是该模型的示意图，储水箱主要由一个重为10N，底面积是200cm2，高度为32cm（溢水口到桶底）的圆柱形金属水桶、一个压力传感开关和两个体积相同的实心圆柱体A、B组成，其中圆柱体A、B通过细线1与压力传感开关相连。已知加水前水箱的水桶内储水高度为15cm，圆柱体B恰好一半浸在水中，此时压力传感器受到细线1竖直向下的拉力达到6.5N，水泵接受到信号从进水口开始向桶内加水，已知实心圆柱体A、B的重力分别为GA=2N、GB=7N，它们的底面积都是50cm2。
（1）水泵向桶内加水前，水桶底部受到水的压强是多少？
（2）B浸入一半时，排开液体的体积是多少？
（3）若细线2长5cm，当加水至细线1对A的拉力为1N时，细线1末端的拉力传感器突然失控，导致A、B平稳下落（不考虑水波动），试求A、B稳定后容器对桌面的压强。
15. 放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器（容器质量不计）底面积为，将一体积为的木块放入水中静止时，有体积露出水面，如图甲所示；用一根质量和体积不计的细线把容器底和木块底部中心连接起来，如图乙所示。下列说法中错误的是（已知：水的密度为，）（ ）
16. 如图所示，水平桌面上放有边长之比为1∶2的立方体A和B，密度之比ρA∶ρB=3∶1，则A、B对地面压强之比为_________；若A对地面压强为p0，现将A沿水平方向切去一部分，使A剩余部分对地压强为p，并将切下的部分叠放在B上，叠放后B对地面压强也为p。则p∶p0=_________。
17. 现有三个实心铜球、铁球和铝球，将它们依次放入甲、乙、丙三个完全相同的空烧杯中后，再注满水，金属球全部没入水中，此时三个杯子的总质量m乙>m丙>m甲，已知ρ铜>ρ铁>ρ铝，则下列说法正确的是（ ）
18. 如图甲所示，一质地均匀的长方体砖块放在水平地面上。现将砖块切去一部分，剩余部分如图乙所示，此时砖块对地面的压强为2000Pa；将图乙中的砖块倒置后如图丙所示，此时砖块对地面的压强为3000Pa。则图甲中砖块对水平地面的压强为（ ）
19. 利用笔芯自制密度计，同款的新笔芯和用了一半油墨的旧笔芯应该选用______将所选笔芯放入水中，它能______漂浮在水中，在笔芯上标出水面的位置A，将笔芯放入酒精中，仍可漂浮，标出液面的位置B，如图所示，该笔芯漂浮在水中和酒精中时受到的浮力大小______，已知水的密度=1.0g/cm3，酒精的密度=0.8g/cm3，若笔芯漂浮在密度为=0.9g/cm3的液体中，则液面对应的位置可能是______（填“C”或“D”）。
20. 某物理学习共同体小组设计了一个智能水塔装置，图甲是该装置的简化模型。轻质硬杆AB只能绕O点转动，A端下方固定一轻质弹簧，B端与物体D用一轻杆固定相连，AO∶BO=3∶2，AB杆水平平衡；边长为10cm的正方体C重8N，外表面涂上防水层（不计防水层的质量与体积）后，挂于轻质弹簧下，静止时弹簧长度的变化量ΔL=4cm，正方体C的正下方水平桌面上有一个足够高的圆柱形水塔，其底面积S=300cm2，现往塔中缓慢注水，物体D对压力传感器的压力F与注水体积V的关系如图乙所示，压力F达到最大值瞬间自动停止注水，整个过程中D始终与传感器接触、弹簧处于弹性限度内。求：
（1）正方体C的密度；
（2）自动停止注水瞬间，A点所受弹簧弹力的大小与方向；
（3）停止注水后，只把正方体C取出，换一完全相同的正方体E（未涂防水层）重复实验，压力传感器示数最大值减小9N，不计C带走的水，无水溅出，E浸没且体积不变，最终水对塔底的压强为多少？
21. 如图所示，ABC是以O为支点的轻质杠杆AB=40cm，OB=30cm，OC=60cm，水平地面上的实心均匀正方体物块M重为80N，用细线与C点相连，在A点用60N的力沿某方向拉杠杆，使M对地面的压力最小，且杠杆处于水平位置平衡，此时细线的拉力为___________N；保持A点的拉力大小和方向以及杠杆的状态不变，要使M对地面的压强变为原来的，可将物块M沿竖直方向切去的质量为___________kg。（忽略支点处的摩擦）
22. 淼淼湘江穿城过，座座桥梁两岸连，每一座湘江大桥都推动了长沙的发展。一艘正在湘江某段建桥的浮吊船，要将甲乙两个实心桥墩构件放入江底。构件甲和构件乙的质量分布均匀且不吸水，它们的密度之比为，构件甲的质量为200t。，g取10N/kg。则：
（1）江水中距水面10m深处水的压强为______Pa；
（2）构件甲受到的重力为______N；
（3）在浮吊船的甲板上放置构件乙与放置构件甲相比，浮吊船静止时排开水的体积增加了200。如图所示，钢绳提着构件浸没在水中沿竖直方向匀速下降，钢绳提着甲构件与提着乙相比，浮吊船排开水的体积变化了250。由此可知构件乙的密度为______。

23. 如图所示是儿童重工模拟游乐场中一种游戏装置。轻质杠杆AB可绕O点转动，OA:OB＝5:3；在A端挂有边长为10cm，重力为20N的正方体C，B端悬挂一滑轮组，定滑轮、动滑轮各重2N，将高4cm，横截面积为50cm2的圆柱体D挂在滑轮组上，当一个儿童用力拉滑轮组匀速的绳端时，恰能使物体C浸入水中且露出水面的高度为2cm，杠杆水平静止，D对水平地面的压强为1100Pa。绳的重量、滑轮组的摩擦均不计。（g取10N/kg）求：
（1）物体C的下表面受到的液体压强；
（2）儿童对绳子末端的拉力；
（3）物体D的密度。
24. 一个装有水的圆柱形容器（容器壁厚度忽略不计）放在水平桌面上。往容器中放入一个正方体和一个球体（假设两物体都不沾水），两物体静止后状态如图所示。此时容器对桌面的压强为3000Pa，已知正方体和球体的体积比为2∶1。现将正方体取出，液面下降了4cm。再把球体取出，液面又下降了2.5cm。此时容器底对桌面的压强为2200Pa。则正方体的密度是________kg/m3，球体的密度是________kg/m3。（g取10N/kg）
25. 如图甲所示，薄壁圆柱形容器放在水平台上，容器的底面积，质量均匀的圆柱体物块上表面中央用足够长的细绳系住，悬挂于容器中。以恒定速度向容器中缓慢注水（每分钟注入100g），直至注满容器为止，细绳的拉力大小与注水时间的关系图像如图乙所示。，常数，物块不吸水，忽略细绳体积、液体扰动等其它次要因素。
（1）求注水前圆柱体物块的下表面到容器底部的距离；
（2）当细绳的拉力为0.9N时，求水对物块下表面的压强；
（3）若改为以恒定速度向容器中缓慢注入另一种液体（每分钟注入，），直至9.4min时停止。求容器底部所受液体压强p与注液时间分钟的函数关系式。
26. 如图所示，A是足够高的长方体木块（ρ木=0.75g/cm3）底面积为50cm2，B是质量为100g、高度和底面积未知的柱形水杯，置于水平面上，向容器中注入10cm深的水，此时水对容器底部压强为___________Pa，水平截去部分A并将截去部分从接触水面开始向下移动h移后松手，直至水面稳定，液面上升高度为△h。随h切的变化图像如图所示，当截取高度为20cm时，容器对桌面压强为___________Pa。
27. 近几年，宁夏各市、县对老旧小区楼房进行外墙保温改造。某物理兴趣小组的同学们在综合实践活动中，选择研究保温材料的各种性能及其应用。他们从市场上选择了三种常用的保温材料进行研究如图，材料相关信息如下表。
（1）高空坠物存在安全隐患，同学们观察表格中缺少密度信息，于是选取了上表中的一种材料进行密度测量，如图所示。
① 如图甲所示，将一小块这种材料放在调好的天平上，测出它的质量为_________g；
② 如图乙所示，在量筒中倒入适量的水，读出此时的体积；
③ 如图丙所示，用铁丝将保温材料压入水中使其浸没，读出此时的体积，则该材料的密度为_________g/cm3，此时测得的密度会比实际密度________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）；（由表中信息可知，保温材料的吸水性很小，忽略材料吸水性）
（2）当保温材料的厚度一定时，为了方便比较材料的性能，在表格中的项目里引入参数“Z”，单位为kg/m2。同学们观察表格中的Z，猜想它可能与材料密度有一定关系。
① 已知保温材料厚度均为h，请推导出Z与材料密度的关系_________；（结果用已知量的符号表示）
② 三种材料厚度均为5cm，请利用上述实验中测出的密度值计算出该材料的Z值，并推断出它是哪种材料_________?
③ 若一栋楼某一侧面的面积为300m2，则需要I号保温材料的质量是_________kg。
（3）请根据你家居住地的气候特点，房屋高度及表格中保温材料的相关性能，为你居住的房屋选出一种合适的保温材料，并说明选择依据。选择_________号保温材料。选择理由：____________。（注：传热系数越大，保温性能越差）
28. 一底面积为8cm2的容器放置在水平地面上（如图甲所示），内放有一创意“潜艇”模型。“潜艇”是由高20cm、底部嵌有金属块的塑料制成的柱体（ρ塑料＝0.8×103kg/m3）。缓慢向图甲所示容器中注水到一定深度时“潜艇”会漂浮，继续注水到24cm时停止，注水质量m与容器中水的深度h的m-h关系图象如图乙所示。当把“潜艇”水平切掉一部分后，剩余部分放入水中恰好悬浮（如图丙所示），测得“潜艇”剩余部分的质量为0.05kg。（g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）求：
（1）图丙中“潜艇”剩余部分悬浮于水中时受到的浮力为 _____N；由图乙分析可知，当注水深度为 _____cm时，“潜艇”对容器底部压力刚好为0；
（2）注水停止时水对容器底部的压力_____；
（3）“潜艇”水平切掉的高度Δh以及图乙中m1的值各为多少______？
29. 如图所示，某超声波测速仪在某次测速中，每隔一定周期T发出一束超声波，超声波遇车发生反射，并被测速仪接收。已知发出第一束超声波后，经过t1时间接收到回声；发出第二束超声波后，经过t2时间接收到回声。（超声波在空气中传播的速度为v声，被测汽车沿直线匀速行驶），求：汽车的速度是______（用题中字母表示）。
30. 如图所示，A、B两物块所受重力均为G，物块B置于水平地面，用轻质弹簧将A、B两物块连接。在物块A上施加竖直向上的拉力FA，当物块B恰好不受地面支持力时开始计时，保持FA大小不变至t1时刻；t1～t2时刻，FA缓慢减小至零，请画出从开始计时到t2时刻的过程中，弹簧对物块B施加的力FB随时间t变化关系的大致图像。（不计弹簧质量）
注射器内气体体积
8
10
12
16
20
弹簧测力计的示数
10
▲
13.3
15
16
A．①②③④
B．①②③
C．①②④
D．②③④
A．木块的密度为
B．木块漂浮时排开水的质量为
C．浸没水中时细线对木块的拉力为
D．甲、乙两图所示情况，容器对水平桌面的压强相等
A．铁球的体积一定最大
B．铝球的体积一定最小
C．铁球的质量一定最大
D．铜球的质量一定最小
A．2250Pa
B．2400Pa
C．2500Pa
D．2750Pa
项目
I号
II号
III号
聚氨酯泡沫
聚苯乙烯泡沫
岩棉
传热系数W/(m·K)
0.033
0.042
0.065
防火性能
阻燃B1级
阻燃BI级
不燃A级
吸水性%
≤0.08
≤0.2
≤5
隔音性
好
好
一般
最高使用温度℃
75
65
600
Z/(kg/m2)
1.4
1.0
2.4