人教版物理中考二模试卷试卷达标检测卷(Word版 含解析)易错题培优

人教版物理中考二模试卷试卷达标检测卷（Word版 含解析）易错题培优

一、中考物理力学问题 易错压轴题提优（难）

1．如图所示，在滑轮组的下方，悬挂一圆柱形的物体，此物体被浸在圆柱形容器内的液体中，在B端用一轻绳沿竖直方向将杠杆拉住，使其始终保持水平平衡。已知杠杆O点两侧的长度关系如图所示，圆柱形物体重4.4N，底面积为10cm2、高为12cm，圆柱形容器的底面积为50cm2；若容器中的液体为水，在水深为20cm时物体的上表面恰与水面相平，此时杠杆B端绳上的拉力为F1；打开圆柱形容器下方的阀门K，将水向外释放，直到物体露出水面的体积为其总体积的

2时，将阀门K关闭，此时杠杆B端绳上的拉力为F2，且F1：3F2=9：11；若容器中液体为某种未知液体，其质量与最初容器中的水的质量相等，此时未知液体的深度为18cm，杠杆B端绳上的拉力为F3，（杠杆的重力及滑轮的摩擦均可忽略不计，取g=10N/kg）则：

(1)圆柱形物体浸没水中时受到的浮力为________N； (2)未知液体的密度为________g/cm3；

(3)作用在B端的拉力F3大小为________N。（小数点后保留两位） 【答案】1.2 1.1 2.47 【解析】 【分析】 【详解】 (1)[1]物体的体积为

V?S物h物?10?10?4m2?0.12m?1.2?10?4m3

由阿基米德原理可知，圆柱形物体浸没水中时受到的浮力为

F浮??水gV?1.0?103kg/m3?10N/kg?1.2?10?4m3?1.2N

(2)[2]水的体积为

V水?S容h水?S物h物?50?10?4m2?0.2m?10?10?4m2?0.12m?8.8?10?4m3

未知液体的深度为18cm，则未知液体的体积为

V液?S容h液?S物(h物?h水?h液)?50?10?4m2?0.18m?10?10?4m2?0.1m?8?10?4m3

由于水的质量与液体的质量相等，则

?水V水??液V液

则可解得液体的密度为

8.8?10?4m33333?液??水??1.0?10kg/m?1.1?10kg/m

V液8?10?4m3(3)[3]设放水前后作用在A端绳子的拉力分别为F1′、F2′，根据杠杆平衡条件可知

V水F1?OB?F1??OA

F2?OB?F2??OA

滑轮组中n=3，此时

nF1??T1?G动?G?F浮?G动 nF2??T2?G动?G?由F1：F2=9：11，联立可得

F浮?G动 3nF1?G?F浮?G动F19???

FF11?nF2G?浮?G2动3可得动滑轮重量为

G动?0.4N

换成未知液体后，物体所受浮力为

F浮???液gV排?1.1?103kg/m3?10N/kg?10?10?4m2?0.1m?1.1N

则作用在A端绳子的拉力为

F3??由杠杆平衡条件可知

G?F浮??G动4.4N?1.1N+0.4N??1.233N

33F3?OB?F3??OA

则作用在B端的拉力F3大小为

F3?

OA?F3??2?1.233N?2.47N OB2．边长为10cm的立方体物块（?物??水）放入圆柱形容器底部，如图1所示。逐渐向容器内倒入水（水未溢出），测量容器内水的深度h，分别计算出该物块对应受到的浮力

F浮，并绘制了如图2（实线）所示的图像。（g取10N/kg）

(1)在水中，h=12cm时，物块处于______状态（选填“漂浮”、“悬浮”、“沉底”），物块重为______N。

(2)未倒水前物块对容器底部的压强为______Pa，物体的密度为______kg/m3。

(3)更换一种液体重复上述实验，绘制了如图2（虚线）所示的图像。h=12cm时，物块处于______状态（选填“漂浮”、“悬浮”、“沉底”），液体的密度为______kg/m3。如果圆柱形容器中水和液体的深度均为12cm，则水中物块的重力势能______液体中物块的重力势能。（选填“>”、“<”或“=”）

【答案】漂浮 8 800 0.8×103 沉底 0.7×103 ＞ 【解析】 【分析】 【详解】

(1)[1]由图2可知，在水中，当h=8cm时，浮力就不再增大，物块排开水的体积也不再增大，结合?物??水可知，当h=12cm时，物块在水中处于漂浮状态。

[2]此时，物块受到的浮力为8N，对物块进行受力分析可知，它在重力和浮力两个力的作用下处于平衡状态，根据二力平衡的条件可知，物块的重力等于它受到的浮力，为8N。 (2)[3]未倒水前，物块对容器底的压强

p?[4]物体的质量

FG8N???800Pa SS0.1m?0.1mm?物体的密度

G8N??0.8kg g10N/kg??m0.8kg??0.8?103kg/m3 V0.1m?0.1m?0.1m(3)[5]由图2可知，在另一种液体中，当h=12cm时，物块浸没在液体中，所受浮力为7N，浮力小于重力，所以物体处于沉底状态。 [6]根据阿基米德原理可得，液体的密度

?液?F浮7N33??0.7?10kg/m V排g?0.1m?3?10N/kg[7]物块在水中处于漂浮状态，在另一液体中处于沉底状态，它在水中的位置高于在液体中的位置，所以它在水中的重力势能大于在液体中的重力势能。

3．图1是密水池水位自动控制模拟装置∶可绕O点转动的轻质杠杆A端用轻绳系正方体浮块，B端固定一轻质三角支架，支架与固定不动的压力敏感电阻RF保持水平接触挤压，杠杆保持水平平衡，已知∶AO长为1m，BO长为2m；浮块边长为20cm，密度为5×103kg/m3，下表面距池底2m；当电磁铁线圈中的电流I≤0.02A时，铁K被释放，水泵开始工作向水池注水，反之停止注水，池内达到所设定的最高水位，线圈电阻不计；电压U=6V，电阻箱R调至75Ω；设RF的阻值与支架所施加压力F的关系图线如图2所示，g取10N/kg?

(1)浮块的重力为____N。在达到最高水位之前，随着浮块排开水的体积逐渐增大，支架对RF的压力将____?

(2)当池内达到所设定的最高水位时，求∶ ①轻绳对浮块的拉力____ ②池内水面距池底的高度____

(3)为使该装置能自动控制水池内的最高水位，在其他条件不变的情况下，电阻箱R接入电路的阻值应满足的条件是____?

【答案】400 减小 350N 2.125m 50Ω≤R≤90Ω 【解析】 【分析】 【详解】

(1)[1]由密度计算公式，可知浮块的质量为

m??V?5?103kg/m3?(0.2m)3?40kg

由重力与质量关系可知浮块的重力为

G?mg?40kg?10N/kg?400N

[2]随着浮块排开水的体积逐渐增大，其所受竖直向上的浮力逐渐增大，根据杠杆平衡条件，可知支架对RF的压力将逐渐减小?

(2)[3]当池内达到所设定的最高水位时，电路中电流I=0.02A，即

R?RF?则RF的电阻为

U6V??300Ω I0.02ARF?300Ω?75Ω?225Ω

由图可知，RF的阻值与支架所施加压力F的数值关系为

RF?F?50

此时支架对RF的压力为

FB=175N

根据杠杆平衡条件

FA?OA?FB?OB

代入数据得A端绳拉力为

FA?FB?[4]在A端根据平衡条件

OB2m?175N??350N OA1mFA+F浮=G

代入数据得

F浮=400N-350N=50N

根据浮力公式

F浮??水gV排

代入数据可得

F浮50NV排??3?5?10?3m3 3?水g10kg/m?10N/kg则浮块浸入水中的深度为

5?10?3m3h浸???0.125m

S(0.2m)2则池内水面距池底的高度为

V排H?2m?0.125m?2.125m

(3)[5]当浮块浸没后其所受浮力达到最大且不再变化，此时浮力为

F浮???水gV?103kg/m3?10N/kg?(0.2m)3?80N

此时A端绳的拉力为

FA??G?F浮??400N?80N?320N

根据杠杆平衡条件

FA?OA?FB?OB

代入数据得B端压力为

FB?FA?OA1m?320N??160N OB2m此时RF的阻值达到最小，为210Ω，则电阻箱R接入电路阻值最大为

Rmax?300Ω?210Ω?90Ω

当浮块不受水浮力时，代入数据得B端压力为200N，此时RF的阻值达到最大，为250Ω，则电阻箱R接入电路阻值最小为

Rmin?300Ω?250Ω?50Ω

故电阻箱R接入电路的阻值应满足的条件是50Ω≤R≤90Ω。