河北省2020-2022三年中考物理真题分类汇编-02力学（压强、浮力、做功和机械能、简单机械及机械效率）

河北省2020-2022三年中考物理真题分类汇编-02力学（压强、浮力、做功和机械能、简单机械及机械效率）

一、单选题

1．（2022·河北·统考中考真题）2022年5月14日，一架国产C919大飞机（如图所示）从浦东机场起飞，经过3个多小时的飞行后安全降落，这标志着即将交付的首架C919大飞机首飞试验成功。下列说法正确的是（　　）

A．飞机在升空过程中，飞行员的重力势能逐渐增大

B．飞机从起飞到安全降落的整个过程中，飞行员的动能一直保持不变

C．飞机从起飞到安全降落的整个过程中，飞机的机械能一直保持不变

D．飞机降落后，在水平道上滑行过程中，飞机的动能转化为重力势能

2．（2022·河北·统考中考真题）在老旧小区改造中，工人利用滑轮组将重380N的建筑材料提升到楼顶，如图所示。已知工人对绳子的拉力为200N，建筑材料在5s内匀速上升5m，不计绳重及摩擦。此过程中，下列说法正确的是（　　）

A．动滑轮所受重力为10N B．滑轮组所做的有用功为2000J

C．工人所用拉力的功率为380W D．滑轮组的机械效率为95%

二、多选题

3．（2022·河北·统考中考真题）下图所示的四幅图中，不能利用流体压强与流速的关系解释的是（　　）

A． 用吸管将饮料吸到嘴里

B． 热气球腾空而起

C． 向烧瓶浇冷水，停止沸腾的水又沸腾了

D． 往b管中吹气，a管中的水面上升

4．（2021·河北·统考中考真题）图所示能够说明流体压强与流速关系的是（　　）

A．拦河坝设计成上窄下宽

B．向下吹气，乒乓球不下落

C．用吸盘搬运玻璃

D．站在安全线以外候车

三、填空题

5．（2022·河北·统考中考真题）在劳动课上，小明利用钳子反复弯折铁丝，弯折处铁丝的温度升高，这是通过___________的方式改变铁丝内能的，如图所示，在剪断铁丝的过程中，钳子是一个___________（选填“省力”或“费力”）杠杆。

6．（2020·河北·统考中考真题）仿照实例，请将运用的主要物理知识填写在右侧的横线上。

例：铅垂线的应用﹣﹣重力的方向总是竖直向下的。

(1)塑料吸盘的安装﹣﹣______；

(2)飞机升力的产生﹣﹣______；

(3)三峡大坝的船闸的使用﹣﹣______。

7．（2020·河北·统考中考真题）蹦极是一种运动游戏。如图中A点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，B点是游戏者所能到达的最低点。当游戏者离开跳台向A点运动的过程中（忽略空气阻力），其重力势能逐渐转化为______能；游戏者从A点到B点的过程中，绳子具有的______能逐渐增加；到达B点时游戏者受到的弹力大于重力，所以游戏者在B点时______（选填“是”或“不是”）处于平衡状态。

四、简答题

8．（2021·河北·统考中考真题）图所示是一幅撑杆跳高的图片，关于撑竿跳高运动涉及的物理知识，回答下列问题。

（1）问题：运动员对竿的力的作用效果是什么？

回答：___________。

（2）请从机械能角度提出一个问题并回答。

问题：___________？回答：___________。

五、实验题

9．（2021·河北·统考中考真题）小明和小红对具有吸水性的小石块的密度进行了测量。（已知）

（1）小明的实验过程如下：

①将天平放置于水平桌面上，游码放到标尺左端的零刻度线处，天平上指针的位置如图所示，下一步的操作是______；

②用调节好的天平测出小石块的质量为m；

③往量筒中倒入适量的水，读出水面对应的刻度值为；

④用细线系好小石块将其浸没在量筒里的水中，读出水面对应的刻度值为；

⑤小石块的密度：=______；

（2）小红的实验过程如下：

①将用细线系好的小石块挂在弹簧测力计下，测出小石块重为G；

②将挂在弹簧测力计下的小石块______在水中，读出弹簧测力计示数为F；

③小石块的密度：=______；

（3）对小明和小红的实验进行分析与论证，可知小明实验的测量值比小石块密度的真实值______（选填“偏大”或“偏小”）。为了使测量结果更准确，可以在完成小明的实验步骤②后，将______，再继续进行实验。

10．（2020·河北·统考中考真题）斜面是一种简单机械，在生活和生产中使用斜面的好处是可以省力，如：______。那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢？（使用斜面的省力情况可以通过比较沿斜面拉力F与物体重力G的比值大小来判定，比值越小，越省力）

小明做了如下猜想：

猜想1：与斜面的表面材料有关；

猜想2：与斜面的倾斜程度有关；

猜想3：与物体受到的重力大小有关。

小明为验证上述猜想，利用如图所示的装置进行了实验。实验中所用的物块材料及其表面粗糙程度相同，在沿斜面拉力的作用下，在斜面上做匀速直线运动。实验中相关的记录如表。

回答下列问题：

(1)通过对比实验______中的数据可知，使用斜面省力的情况与斜面的表面材料有关；

(2)通过对比实验1、5、6中的数据，得出的结论是：在其他条件相同时，______；

(3)为验证猜想3，小明做了实验______（填写实验序号），分析实验数据后，小明认为这几次实验省力情况相同，依据是______。

【拓展】完成实验后，小明沿斜面用1.8N的拉力，将重为4.5N的物体从斜面底端匀速拉到了顶端。已知斜面长1.2m、高0.3m，则斜面的机械效率是______%。（把重物直接提升0.3m所做的功作为有用功）

六、计算题

11．（2022·河北·统考中考真题）质地均匀的长方体放在水平地面上，密度为1.5×103kg/m3，边长如图甲所示。另有一高为0.35m、底面积为2×10-2m2的薄壁圆筒形容器放在水平地面上，容器内盛有0.3m深的某种液体，如图乙所示。将长方体由平放变为竖放，长方体对水平地面的压强变化量与液体对容器底部的压强恰好相等。（g取10N/kg）

（1）求长方体的质量；

（2）在图甲中作出长方体所受重力的示意图（“O”点为长方体的重心）；

（3）求液体的密度；

（4）在竖放的长方体上水平截取一部分，并将截取部分放入容器中，能使液体对容器底部的压强最大且截取部分的质量最小，求截取部分所受的浮力。

12．（2021·河北·统考中考真题）图甲是一辆起重车的图片，起重车的质量为9.6t，有四个支撑脚，每个支撑脚的面积为0.3m2，起重时汽车轮胎离开地面。图乙是起重车吊臂上的滑轮组在某次作业中将质量为1200kg的货物匀速提升，滑轮组上钢丝绳的拉力F为5000N，货物上升过程中的s-t图像如图丙所示。（不考虑绳重，g取10N/kg），求：

（1）提升货物过程中起重车对水平地面的压强；

（2）拉力F的功率；

（3）提升货物过程中滑轮组的机械效率。

七、综合题

13．（2020·河北·统考中考真题）边长为20cm的薄壁正方形容器（质量不计）放在水平桌面上，将质地均匀的实心圆柱体竖直放在容器底部，其横截面积为200cm2，高度为10cm。如图1所示。然后向容器内缓慢注入某种液体，圆柱体始终直立，圆柱体对容器底部的压力与注入液体质量的关系如图2所示。（g取10Nkg）

(1)判断圆柱体的密度与液体密度的大小关系，并写出判断依据；

(2)当圆柱体刚被浸没时，求它受到的浮力；

(3)当液体对容器底部的压强与容器对桌面的压强之比为1：3时，求容器内液体的质量。

参考答案：

1．A

【详解】A．飞机在升空过程中，高度增大，质量不变，所以飞行员的重力势能逐渐增大，故A正确；

B．飞机从起飞到安全降落的整个过程中，速度是变化的，质量不变，所以飞行员的动能会发生变化，故B错误；

C．飞机从起飞到安全降落的整个过程中，质量不变，高度、速度会发生变化，重力势能、动能会发生变化，所以飞机的机械能也会发生变化，故C错误；

D．飞机降落后，在水平道上滑行过程中，飞机的高度不变重力势能不变，所以飞机的动能没有转化为重力势能，故D错误。

故选A。

2．D

【详解】B．建筑材料上升的高度h=5m，所以有用功为

故B错误；

C．由图可知，绳子股数n=2，绳端移动的距离为

s=2h=2×5m=10m

工人所用拉力的功为

拉力的功率为

故C错误；

A．不计绳重及摩擦，所做的额外功为

动滑轮所受重力为

故A错误；

D．滑轮组的机械效率为

故D正确。

故选D。

3．ABC

【详解】A．用吸管吸饮料是利用了大气压的作用，不能揭示流体压强与流速的关系，故A符合题意；

B．热气球升空，是因为热空气的密度比空气的密度小，热气球受到的浮力大于重力，利用的是空气的浮力，不能揭示流体压强与流速的关系，故B符合题意；

C．向烧瓶浇冷水后，瓶内水面上的空气温度降低，气压减小，导致水的沸点降低，而水的实际温度仍很高，高于此时水的沸点，所以水会重新沸腾，不能揭示流体压强与流速的关系，故C符合题意；

D．往b管中吹气，吸管a上方的流速增大，压强减小，a管中液体受到向上的压强大于向下的压强，在这个管内外产生压强差的作用下，液面上升，能揭示流体压强与流速的关系，故D不符合题意。

故选ABC。

4．BD

【详解】A．因为液体的压强随深度的增加而增大，拦河坝设计成上窄下宽，会更好的保护拦河坝，故A不符合题意；

B．用漏斗向下吹气，乒乓球不落下，漏斗上方的空气流动速度变大，压强变小，故B符合题意；

C．用吸盘搬运玻璃，在使用吸盘时，吸盘内的空气会被抽出，大气压能把吸盘紧紧的压在玻璃上，故C不符合题意；

D．列车在行驶时，周围的空气流动速度变大，压强会变小，为了保护候车乘客的安全，需要站在安全线以外候车，故D符合题意。

故选BD。

5．     做功     省力

【详解】[1]弯折铁丝时，人对铁丝做功，机械能转化为内能，物体内能增大，温度升高，分子热运动更加剧烈，这是通过做功的方式改变铁丝的内能。

[2]在剪断铁丝的过程中，钳子的动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡条件，动力小于阻力，所以钳子是一个省力杠杆。

6．     外部大气压大于内部大气压     流体在流速越大的地方，压强越小；机翼上方的空气流速大于下方，机翼上方的气体压强小于下方，所以机翼上下表面存在向上压强差，因而有向上压力差     连通器原理

【详解】(1)[1]塑料吸盘能吸附于墙面上，这种吸附作用是由于吸盘外部的大气压强大于内部的大气压所产生的。

(2)[2]气体在流速越大的地方，压强越小；机翼上方的空气流速大于下方，则机翼上方的气体压强小于下方，所以机翼上下表面存在向上压强差，因而有向上压力差，从而使飞机获得向上的升力。

(3)[3]三峡大坝的船闸的上游阀门打开时，上游和闸室构成连通器，下游阀门打开时，下游和闸室构成连通器，即三峡大坝的船闸是利用连通器原理工作的。

7．     动     弹性势     不是

【详解】[1]游戏者从最高点到A时，高度减小，速度变大，重力势能减小，动能变大，重力势能转化为动能。

[2]从A点到B点的过程中，绳子逐渐伸长，弹性形变程度变大，弹性势能变大。

[3]到达B点时游戏者受到的弹力大于重力，合力不为零，所以游戏者在B点时不是处于平衡状态。

8．     力可以使物体发生形变     见解析     见解析

【详解】（1）[1]由图可知，竿变弯，说明力可以使物体发生形变。

（2）[2][3]问题：运动员从最低点到最高点动能和重力势能如何转化？回答：动能转化为重力势能。

9．     向左调节平衡螺母，使天平平衡          完全浸没          偏大     具有吸水性的小石块浸没在水中吸足水

【详解】（1）[1]从图中可以看出分度尺向右偏，说明右边更重，左边轻，所以需要将平衡螺母向左边调节，使得左右两边平衡，天平水平平衡。

[2]根据题意，小石块的质量直接由天平测出，质量为m，而体积是使用量筒将固体浸入液体中间接测出，易知，小石块的体积为

根据密度计算公式可得，小石块的密度为

（2）[3]因为测量密度时需要测量质量和密度，质量可以根据测量出来的重力进行计算获得，所以还需要体积，因为物体在完全浸没时排开液体体积与物体体积相等，所以在只有弹簧测力计的情况下，可以通过测量完全浸没时的浮力来进行体积计算，所以应该将小石块完全浸没在水中。

[4]根据可知，物体的质量为

因为物体完全浸没时弹簧测力计的示数为F，根据称重法计算浮力可知，此时物体受到的浮力为

根据阿基米德原理可得，物体排开液体的体积也即物体体积为

根据密度计算公式可得，小石块的密度为

（3）[5]因为干燥的石头具有吸收性，能够吸收水分，所以测量体积时由于石头吸收掉一部分水分，从而使得测得的偏小，所以计算出来的石块体积偏小，密度偏大。

[6]因为密度的偏差来源于石块吸收水分使得体积偏小，所以在测量完质量后，应该让石块充分吸收水分，然后再进行体积测量。

10．     盘山公路     1和2     其他条件相同时，斜面的倾斜程度越小，提升物体越省力     1、3、4     根据1、3、4的实验数据可知，物体的重力变为原来的几倍，拉力会变为原来的几倍，即沿斜面的拉力F与物体的重力G的比值大小相等     62.5

【详解】[1]斜面是一种简单机械，使用斜面可以省力。当斜面的高度一定时，斜面越长，则坡度越缓，则越省力；如：盘山公路。

(1)[2]探究斜面省力的情况与斜面的表面材料有关时，采用的是控制变量法，实验中需要控制物重、倾角相同，表面材料不同，所以应该对比1和2的数据。

(2)[3]对比实验1、5、6中的数据可知，在斜面的表面材料、物重相同的情况下，倾角越小，拉力越小，故结论是：在其他条件相同时，斜面的倾斜程度越小，提升物体越省力。

(3)[4][5]探究斜面省力的情况与重力大小有关时，根据控制变量法可知，实验中需要控制倾角相同、表面材料相同，物体的重力不同；所以需要对比1、3、4的实验数据。根据1、3、4的实验数据可知，物体的重力变为原来的几倍，拉力会变为原来的几倍，即沿斜面的拉力与物体的重力G的比值大小相等。

[6]有用功为

W有＝Gh＝4.5N×0.3m＝1.35J

拉力做的总功

W总＝Fs＝1.8N×1.2m＝2.16J

斜面的机械效率

11．（1）4.5kg；（2）见解析；（3）1.0×103kg/m3；（4）10N

【详解】（1）长方体的密度为1.5×103kg/m3，由甲图可知，长方体的体积为

V=0.1m×0.1m×0.3m=3×10-3m3

根据可得，长方体的质量为

m=ρV=1.5×103kg/m3×3×10-3m3=4.5kg

（2）长方体受到的重力为

G=mg=4.5kg×10N/kg=45N

重力的方向是竖直向下的，作用点为O点，故过O点竖直画线段，在线段的末端标箭头，并标出重力的大小为45N，作图如下：

（3）长方体对水平地面的压力等于长方体的重力，将长方体由平放变为竖放，长方体对水平地面的压强变化量为

由题意可知，液体对容器底部的压强为

液体的密度为

（4）当容器中液体装满且不溢出时，液体对容器底的压强最大且截取的部分质量最小，如果液体溢出，液体对容器的压强最大，但不满足截取的部分质量最小。所以当液体装满容器时，增加的体积等于截取的长方体的体积，所以有

V截=S（h容-h）=2×10-2m2×（0.35m-0.3m）=1×10-3m3

由于长方体的密度大于液体密度，所以截取的放入水中后沉底，所以截取的部分排开液体的体积为

V排=V截=1×10-3m3

所以截取的部分所受的浮力为

F浮=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N

答：（1）长方体的质量为4.5kg；

（2）见解析；

（3）液体的密度为1.0×103kg/m3；

（4）在截取部分所受的浮力为10N。

12．（1）；（2）3750W；（3）

【详解】解（1）提升货物过程中起重车的总重为

提升重物时，受力面积为

提升货物过程中起重车对水平地面的压强

（2）物体的速度为

绳子的速度为

拉力F的功率

（3）提升货物过程中滑轮组的机械效率

答：（1）提升货物过程中起重车对水平地面的压强为；

（2）拉力F的功率为；

（3）提升货物过程中滑轮组的机械效率。

13．(1)见解析；(2) 20N；(3) 4kg

【详解】(1)圆柱体的密度大于液体密度；依据：由图2可知，当注入液体质量大于2kg时，圆柱体对容器底部的压力不变，说明此时圆柱体浸没在液体中，即圆柱体沉底了，由浮沉条件可知，圆柱体的密度大于液体密度。

(2)由题意知，圆柱体的底面积为

其高为

h＝10cm＝0.1m

则圆柱体的体积为

正方体容器的底面积

圆柱体刚好浸没时，液体的体积为

由图2可知，圆柱体刚好浸没时，注入液体的质量为2kg，则液体的密为

根据阿基米德原理可得，当圆柱体刚被浸没时，它受到的浮力为

(3)由(2)知，圆柱体刚好浸没时注入液体的质量为2kg；当注入液体质量m1小于或等于2kg时，液体的底面积为

由可得，容器内液体的深度为

液体对容器底部的压强为

由图2可知，当没有注入液体时圆柱体对容器底的压力为140N，即圆柱体的重力为140N，则注入液体后，容器对桌面的压力为

容器对桌面的压强

已知

将①②代入③解得得：

解得

m1＝2.8kg

因为

m1＝2.8kg＞2kg

故应舍去。

当注入液体的质量大于2kg时，即注入液体的深度大于10cm，因液体体积与圆柱体体积之和等于容器底面积乘以液体的深度，即

且根据可得液体的体积为

所以有

则此时液体的深度

此时液体对容器底部的压强为

容器对桌面的压强为

因为

p液：p容＝1：3

所以

代入数据可得m＝4kg。

答：(1)圆柱体的密度大于液体密度；依据：由图2可知，当注入液体质量大于2kg时，圆柱体对容器底部的压力不变，说明此时圆柱体浸没在液体中，即圆柱体沉底了，由浮沉条件可知，圆柱体的密度大于液体密度；

(2)当圆柱体刚被浸没时它受到的浮力为20N；

(3)当液体对容器底部的压强与容器对桌面的压强之比为1：3时，容器内液体的质量为4kg。