重庆巴蜀中学物理中考模拟试卷检测题含答案
一、中考物理力学问题 易错压轴题提优（难）
1．小亮家有一辆轿车，爸爸在给他讲车的性能时，总是说“2.0的排量”，却很少说“功率”，为此小亮特地从网上查到了排量的定义：活塞从上止点移动到下止点所通过的“工作容积”称为气缸排量。如果发动机有若干个气缸，所有气缸“工作容积”之和称为发动机排量。小亮从说明书上查到家中的轿车采用的是LFX直列四缸发动机，排量为2.0L；从网上查找到了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示。（已知所使用汽油的热值为4.6×107J/kg，密度为0.72×103kg/m3）
(1)根据如图分析，在发动机转速为1000~5000r/min范围内，它的输出功率与转速大致成_____比。
(2)当发动机转速为3000r/min时，则发动机每个工作循环所需要的时间为_____s；设做功冲程燃气对活塞的平均压强是p0，发动机排量为V排，每个活塞的受力面积为S，活塞移动距离为L，则发动机转速为n时，该轿车的输出功率P与发动机排量为V排的关系式为_____ A．
np0V排 B．np0V排 C．2np0V排 D．4np0V排 2
【答案】正 0.04 A 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]由这台发动机输出特性曲线可以看出，在发动机转速为1000~500r/min范围内，它的输出功率与转速大致成正比关系。
(2)[2]四缸发动机是每转0.5圈对外做功1次，转速是3000r/min，则1min对外做功
3000＝1500次 2也就是完成1500个工作循环，所以发动机转速为3000r/min时，每个工作循环所需要的时间为
t?60s?0.04s 1500[3]设做功冲程燃气对活塞的平均压强为p0，发动机排量为V排，则一个活塞的排气量
1V，做功冲程燃气对一个活塞的平均压力：F＝p0S，每个做功冲程燃气对一个活塞做的4排功
W0?FL?p0SL?发动机转速为n时，燃气对活塞做功的功率
1p0V排 4np0V排W1P??2n?p0V排?
t42故选A。
2．某课外科技小组的同学对自动冲水装置进行了研究（如图所示）．该装置主要由水箱、浮球B、盖板C和一个可以绕O点自由转动的硬杆OB构成，AC为连接硬杆与盖板的细绳随着水位的上升，盖板C所受的压力和浮球B所受的浮力均逐渐增加，当浮球B刚好浸没到水中时，硬杆OB处于水平状态，盖板C恰好被打开，水箱中的水通过排水管排出。经测量浮球B的体积为1×10﹣3m3，盖板的横截面积为6×10﹣3m2，O点到浮球球心的距离为O点到A点距离的3倍。不计硬杆、盖板以及浮球所受的重力以及盖板的厚度。求：（g=10N/kg）
(1)水箱内所能注入水的最大深度；
(2)在你以上的计算中忽略了硬杆、盖板以及浮球的重力，如果考虑它们的重力，你认为设计时应采取哪些措拖可保证自动冲水装置正常工作？（写出一种措施即可）
【答案】(1) 0.5m；(2)考虑硬杆、盖板以及浮球的重力时，保证自动冲水装置正常工作可以增大浮球体积增大浮力的大小（或“使杠杆的OB段比OA段更长一些”） 【解析】 【分析】 【详解】
(1)当浮球B刚好浸没到水中时，排开水的体积和自身的体积相等，则浮球B受到的浮力
F浮=ρgV排=ρgVB=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N
此时硬杆OB处于水平状态，由杠杆的平衡条件可得
FA?OA?F浮?OB
则盖板受到绳子的拉力
FA?OB?F浮?3?10N?30N OA盖板C恰好被打开时，处于平衡状态，受到绳子的拉力和液体对盖板的压力是一对平衡力，所以，水对盖板的压力
F压=FA=30N
由p?F可得，盖板受到水的压强 Sp?FA30N??5000Pa S6?10?3m2由p=ρgh可得，水箱内所能注入水的最大深度
h?p5000Pa??0.5m ?g1.0?103kg/m3?10N/kg(2)考虑硬杆、盖板以及浮球的重力时，绳子对盖板的拉力减小，根据杠杆的平衡条件可知，要使盖板被打开，应增大绳子的拉力，可以增大浮球体积增大浮力的大小（或“使杠杆的OB段比OA段更长一些”）。
答：(1)水箱内所能注入水的最大深度为0.5m；
(2)考虑硬杆、盖板以及浮球的重力时，保证自动冲水装置正常工作可以增大浮球体积增大浮力的大小（或“使杠杆的OB段比OA段更长一些”）。
3．港珠澳大桥是世界上最长的跨海大桥，总长约55公里。图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图，使用电动机和滑轮组（图中未画出）将实心长方体A从江底竖直方向匀速吊起，图乙是钢缆绳对A的拉力F1随时间t变化的图像。A完全离开水面后，电动机对绳的拉力F大小为6.25×103N，滑轮组的机械效率为80%，已知上升的速度始终为0.1m/s。（不计钢缆绳与滑轮间的摩擦及绳重，不考虑风浪、水流等因素的影响，g=10N/kg），求：
(1)长方体A的重力是_______N；未露出水面时受到的浮力是_______N。
(2)长方体A的密度是多少？在如图虚线框中的滑轮组通过动滑轮吊起物体，动滑轮上的绳子段数是多少？______
(3)把长方体A放在岸边的水平地面上，它对地面的压强是多少？______ (4)长方体A完全离开水面后，在上升过程电动机对绳的拉力F的功率。______ 【答案】2×104 104 2×103kg/m3，4 股 4×104Pa 2.5×103W 【解析】
【分析】 【详解】
4(1)[1]由图象乙可知，长方体A完全露出水面时受到钢缆绳的拉力F1=2?10N，因为长方
体A做匀速直线运动，所以长方体A处于平衡状态，受平衡力，长方体A受到的重力GA与受到的拉力F1是一对平衡力，根据平衡力条件，则
GA?F1?2?104N
4[2]由图象乙可知，长方体A浸没在水中时，受到钢缆绳的拉力F11=1?10N，因为长方体
A做匀速直线运动，所以长方体A处于平衡状态，受平衡力，长方体A受到的重力GA与受到的拉力F11和浮力F浮三个力平衡，根据平衡力条件，则
F浮?GA-F11=2?104N-1?104N=1?104N
(2)[3]长方体A浸没时，可求长方体A的体积VA，根据阿基米德原理，则
F浮1?104N3VA?V排??=1m
?水g1.0?103kg/m3?10N/kg长方体A的质量，由G?mg得
GA2?104NmA??=2?103kg
g10N/kg则长方体A的密度
mA2?103kg?A??=2?103kg/m3 3VA1m设绳子股数为n，A完全离开水面后，滑轮组的机械效率为80%，则
??则
W有用W总?Gs物G?物 F电s绳nF电G物2?104Nn???4 3?F电80%?6.25?10N(3)[4]由图象乙可知，长方体A上表面刚好到达水面处至下表面刚好离开水面所用时间是20s，上升的速度始终为0.1m/s，则长方体A的长度
hA?vAtA?0.1m/s?20s=2m
则长方体A的横截面积
VA1m3SA??=0.5m2
hA2m则长方体A对水平地面的压强
FAGA2?104NpA???=4?104Pa 2SASA0.5m
(4)[5]绳子自由端移动的速度
v自?nv物?4?0.1m/s=0.4m/s
长方体A完全离开水面后，绳子自由端拉力的功率
P?
W总F电s自??F电v自=6.25?103N?0.4m/s=2.5×103W tt4．某校物理兴趣小组改装了一个压力传感器，设计了如图甲所示的装置。轻质杠杆的支点为O，不吸水的实心圆柱体A通过轻质细线悬于杠杆左端C点，A的高度h0=50cm，上表面与容器中的水面刚好相平，下表面与置于水平桌面上的薄壁圆柱形容器底部刚好接触但无挤压。物体B通过轻质细线悬于杠杆右端D点，置于压力传感器上，压力传感器可以显示B对其支撑面压力F的大小。连接杠杆和物体A、B间的细线承受的拉力有一定限度。现对该装置进行测试，以500cm3/min的速度将圆柱形容器中的水缓缓抽出，10min恰能将水全部抽尽，压力传感器示数随时间变化的图像如图乙所示。杠杆始终静止在水平位置，不计杠杆、细线的重力，不计细线的形变，已知圆柱形容器底面积S=200cm3，杠杆OC∶OD=1∶2。求：
(1)A的底面积。
(2)t=0min时刻A所受到的浮力和t=6min时刻圆柱形容器底受到水的压强。 (3)A和B的重力GA、GB。
【答案】(1)100cm3；(2)50N；2000Pa；(3)80N；40N 【解析】 【分析】 【详解】
(1)由图乙可知，10min将水全部抽空，则容器中水的体积为
V水?500cm3/min?10min?5000cm3
而
V水?V容?VA?(S容?SA)h0
则A的底面积为
5000cm3SA?S容??200cm??100cm2
h050cm2V水(2)由阿基米德浮力公式，可知t=0min时刻A所受到的浮力为
重庆巴蜀中学物理中考模拟试卷检测题含答案
