物理中考模拟测试卷（培优篇）（Word版 含解析）含答案
一、中考物理力学问题 易错压轴题提优（难）
1．港珠澳大桥海底隧道是世界上最长的公路沉管隧道，全长5.6km，由33节沉管和一个“最终接头”组成。如图所示，是吊装机吊着“最终接头”人海前的情景，当吊装起重机吊着“最终接头”完全浸没海水后，吊装起重机的吊钩拉力为2×107N，如果“最终接头”的质量为6×106kg，吊入海底后，“最终接头”上表面离海面28m，求：
(1)“最终接头”完全浸没海水后。随着吊入深度增加，“最终接头”受到浮力将______（选填“增大”、“减小”或“不变”）；
(2) “最终接头”吊入海底后上表面受到海水的压强？（海水密度取1.0×103kg/m3）；（________）
(3)若“最终接头”的内空体积以1600m3计算，则“最终接头”混泥土的平均密度？（________）
【答案】不变 2.8×105Pa 2.5×103kg/m3 【解析】 【分析】
【详解】
(1)[1]“最终接头”完全浸没海水后，随着吊入深度增加，排开水的体积不变，水的密度不变，由F浮=ρ水V排g可知“最终接头”受到的浮力不变。
(2)[2]“最终接头”吊入海底后上表面的深度h=28m，则“海斗一号”上表面受到的海水压强
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×28m=2.8×105Pa
(3)[3]“最终接头”的重力
G=mg=6×106kg×10N/kg=6×107N
则受到的浮力
F浮=G-F=6×107N-2×107N=4×107N
由于“最终接头”处于浸没状态，由F浮=ρ水V排g可得
F浮4?107N33V总?V???4?10m
?水g1.0?103kg/m3?10N/kg“最终接头”实心部分体积
V实=V总-V空=4×103m3-1.6×103m3=2.4×103m3
则混泥土的密度
m6?106kg33????2.5?10kg/m
V实2.4?103m3答：(1)不变。
(2)“最终接头”吊入海底后上表面受到海水的压强为2.8×105Pa； (3)“最终接头”混泥土的平均密度为2.5×103kg/m3。
2．阅读《桔槔和辘轳》，回答问题。 桔槔和辘轳
中国古代五大农书之首《齐民要术》中清楚的记载着：“井深用辘轳，井浅用桔槔。”桔槔是人类最早发明的简单汲水工具，如图甲所示，在其横长杆的中间由竖木支撑或悬吊起来，横杆的一端用一根绳与汲器相连，另一端绑上或悬上一块重石头。这个石头不能太重，也不能太轻，太重落桶时费力，太轻提水时费力。石头到底多重呢？假设落桶与提水时人施加在绳上的力的大小均为F，只不过落桶时F方向向下，提水时F方向向上，不计桶本身重力，利用杠杆平衡条件，我们可以计算出对于等臂的桔槔，石头重G石?也就是石头的重力是所汲水重的一半。
1G水，2
桔槔只能在浅水中汲水，无法满足深井汲水的需求，极大限制了农业发展。辘轳的出现，弥补了桔槔的功能缺陷，既省力，又便于深井汲水，满足了人们农业生产和日常生活方面对水资源的进一步需求（如图乙所示）。辘轳是典型的轮轴，其结构如图丙所示，半径较大的是轮，半径较小的是轴，轮轴是能够连续转动的杠杆，支点就在转轴线上。R为轮半径，r为轴半径，F1为作用在轮上的力，F2为作用在轴上的力，当轮轴匀速转动时，有
F1R?F2r，且R?r，所以F1?F2，因而辘轳能够省力，同时可以根据井深确定绳子的
长度。
根据上述材料，回答下列问题。
(1)与桔槔相比，辘轳的优势是______（写出一条即可）；
(2)用桔槔汲水时，不计桶本身重力，设所提水重为G水，石头重为G石，动力臂为l1，阻力臂为l2，提水时人施加在绳上的力F方向向上，如果桔槔匀速转动，根据杠杆平衡条件，下列关系式符合提水情景的是______；（选填选项前的字母） A．G水l1?G石l2 B．G水?Fl1?G石l2 C．G水?Fl1?G石l2
(3)使用辘轳时，若想更加省力，可以进行改进，请你列举出一条_______。 【答案】便于深井汲水 B 使轮的半径更大些或轴的半径更小些 【解析】 【分析】
(1)根据题中信息分析解答； (2)根据杠杆的平衡条件分析解答； (3)根据F1R?F2r分析解答。 【详解】
(1)[1]桔槔只能在浅水中汲水，无法满足深井汲水的需求，辘轳既省力，又便于深井汲水，满足了人们农业生产和日常生活方面对水资源的进一步需求；
(2)[2]由题意知拉力F使杠杆逆时针转动，石头对杠杆的拉力也是使杠杆逆时针转动，水对杠杆的拉力使杠杆顺时针转动， 根据杠杆平衡条件得
????G水l1?G石l2?Fl1
整理得
?G故B正确；
水?F?l1?G石l2
(3)[3]根据F1R?F2r知，要想更加省力，可以使轮半径更大些或轴半径更小些。 【点睛】
本题考查杠杆平衡条件的应用、轮轴的应用等知识，还考查了学生的分析解答能力，是一道综合题，难度不是很大。
3．中国标准动车组“复兴号”的速度可达350km/h。比普通列车的速度大很多。如图是动车组进站时的情景。请回答： (1)铁轨为什么要铺在枕木上？
(2)动车组进站时机械能的大小是怎样变化的？
(3)当列车驶过时，人必须站在安全线外候车，如果让你设计，动车组站台上的安全线到站台边缘的距离与普通列车站台上的安全线到站台边缘的距离相比，应大一些还是小一些？
物理中考模拟测试卷(培优篇)(Word版 含解析)含答案
