物理中考模拟试卷专题练习(word版含答案

物理中考模拟试卷专题练习（word 版含答案

一、中考物理力学问题 易错压轴题提优（难）

1．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200cm 2，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。

【答案】(1)见解析；(2) 20N ；(3) 4kg

【解析】

【分析】

【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

22200cm 0.02m S ==柱

其高为

h ＝10cm ＝0.1m

则圆柱体的体积为

2330.02m 0.1m 210m V S h ==?=?﹣柱柱

正方体容器的底面积

20.2m 0.2m 0.04m S =?=容

圆柱体刚好浸没时，液体的体积为

22330.04m 0.02m 0.1m 210m V S S h =-?=?﹣液体柱容＝（﹣）（）

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

33332kg 110kg/m 210m

m V ρ===??液﹣液体 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

3333110kg/m 10N/kg 210m 20N F gV gV ρρ===????=﹣浮液液柱排

(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m 1小于或等于2kg 时，液体的底面积为

2220.04m 0.02m 0.02m S S S ?柱容＝﹣＝﹣＝ 由m V

ρ=可得，容器内液体的深度为 '1m V h S S

ρ==??液 液体对容器底部的压强为 '11120.02m m m g p gh g S ρρρ==?

=?液液液① 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

1140N F m g =+

容器对桌面的压强

122

140N 0.04m m g F p S +=

=容② 已知 123p p ∶＝1∶③

将①②代入③解得得：

解得

m 1＝2.8kg

因为

m 1＝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

V V S h '+=液柱容 且根据m V

ρ=可得液体的体积为 m V ρ=液液

所以有

m

V S h ρ'+=柱容液

则此时液体的深度

m

V h S ρ'+=

柱液容

此时液体对容器底部的压强为 m

V mg gV p gh g S S ρρρρ'++==?

=柱液液柱液液液容容

容器对桌面的压强为 1140N m g F p S S +=

=容容容

因为 p 液：p 容＝1：3

所以

1140N 13mg gV m g S S ρ++=液柱容容

∶∶ 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 。

2．阅读短文，回答问题

“负压病房”

新冠疫情期间，火神山和雷神山的医院负压病房在救治重症患者及保护医护人员起了 非常大的作用，它是指在特殊的装置之下，病房内的气压低于病房外的气压，这样的话，从空气的流通来讲，就只能是外面的新鲜空气可以流进病房，病房内被患者污染过的空气就不会泄露出去，而是通过专门的通道及时排放到固定的地方。这样病房外的地方就不会被污染，从而减少了医务人员被大量感染的机会，这种病房最适合抢救类似非典、新冠这样的呼吸道传染性疾病病人。

传染病负压隔离病房的功能主要有两点，一是利用负压原理隔离病原微生物，同时将室内被患者污染的空气经特殊处理后排放，不会污染环境；二是通过通风换气及合理的气流组织，稀释病房内的病原微生物浓度，并使医护人员处于有利的风向段，保护医护人员工作安全。传染病负压隔离病房一般由病室、缓冲间、卫生间三部分组成。

(1)负压病房的病房内气体压强_______（选填“大于”或“小于”或“等于”）室外的大气压，空气从_____流向 ______（选填“室内”或“室外”）；

(2)为了防止医护人员在病房内给病人护理时被感染，同时考虑到患者的呼吸问题，你认为病房内的气压和缓冲间气压的差值最接近的是______，经过治疗后转为轻症的病人呼吸基本不受影响的气压是_____；

A．20pa B．1000pa C．20000pa D．100000pa

(3)在抢救重症患者的时候，给病人插管的医生需要穿上专门的密封防护服，为保护医生，防护服内气压 ________（选填“大于”或“小于”或“等于”）病房内的气压；

(4)下列现象中有可能处于“负压”状态的是（______）

A．正在熬制中药的高压锅内

B．高空中飞行的飞机机舱内

C．充满气后的氧气罐内

D．人吸气时肺的内部

【答案】小于室外室内 A D 大于 D

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1][2][3]负压病房内气体压强小于室外的大气压，空气从室外流向室内。

(2)[4]负压病房的病室与外界气压差值约为30Pa，缓冲间与外界气压差值为15Pa，所以病房内的气压与缓冲间气压的差值最接近的是20Pa，所以A选项正确。

[5]新冠病人转为轻症后，呼吸基本不受影响的气压应接近常压，即100000Pa。

(3)[6]医生所穿的防护服内的气压应大于病房内的气压，因为负压病房内的气压小于常压，而人体内的气压跟大气压相似所以D选项正确。

(4)[7]正在熬制中药的高压锅内，其气压大于正常大气压；高空飞行的飞机机舱内气压要大于机舱内的气压，因为高空的空气稀薄，气压较小，而机舱内的气压接近正常大气压；充满气后的氧气罐内，其气压较大，才能对外送气，所以ABC三个选项都不是负压状态。而人吸气时肺内部的气压要小于人体外气压，空气才能压入肺内，所以D选项正确。

3．如图，重5N 的薄壁容器放在水平硬板MN 上，容器底面积为2300cm ，高度为25cm ，装有15cm 深的水。一根原长为10cm 的轻质的细弹簧EF 吊着柱形木块刚好静止，木块下表面与水的液面相平。弹簧上端E 连接着固定不动的支架上，下端F 连接在木块（不吸水）上表面的中心上，弹簧长度每改变1cm ，弹力变化量为1N ，木块的重力为5N ，底面积为250cm ；高度为20cm 。现将水平硬板MN 缓慢向上移动，木块始终保持竖直方向，弹簧均在弹性限度内。（g = 10N/kg ）。求：

(1)当木块浸入水中的深度为2cm 时，木块受到的浮力；

(2)当木块浸入水中的深度为6cm 时，水对容器底部的压强；

(3)当木块下有表面刚接触容器底部时，弹簧的长度；

(4)当硬板向上移动28cm 时，容器对硬板的压强。

【答案】(1)1N ；(2)1600Pa ；(3)6cm ；(4)2100 Pa

【解析】

【分析】

【详解】

(1)当木块浸入水中的深度为2cm 时，其所受的浮力为

33-631.010kg/m 50210m 10N/kg 1N F gV ρ==?????=浮水排

(2)容器底面积为222300cm 310m -=?，当木块浸入水中的深度为6cm 时，容器中水面增加的高度

63-2250610m 0.012m 310m

V H S -???=

==?排1容 此时容器底部受到的压强 332() 1.010kg/m 10N/kg (1510m 0.01m)1600Pa p g H H ρ-=+?=????+=

(3)当木块下表面刚接触容器底部时，水的深度（木块浸入的深度）为H 1，容器中水的体积不变，即

21()300cm 15cm S S H -=?木容

代入得

2221(300cm 50cm )300cm 15cm H -=?

解得

118cm 28cm H =<

即水未溢出。此时木块受到的浮力

''33-631.010kg/m 501810m 10N/kg 9N F gV ==?????=浮水排ρ

弹簧对木块的弹力

9N 5N 4N F F G =-=-=弹浮

弹簧的长度

'4N 10cm 6cm 1N/cm

L L L =-?=-

= (4)容器中水的重力 33-631.010kg/m 3001510m 10N/kg 45N G gV ρ==?????=水水

当硬板向上移28cm 时，弹簧的长度

''20cm 10cm 28cm 2cm L =+-=

弹簧的原长为10cm ，此时弹簧的形变量为

10cm 2cm 8cm -=

因为弹簧长度每改变1cm ，弹力变化量为1N 。所以此时弹簧对木块的弹力'

8N F =弹，弹力的方向是竖直向下，结合(3)可知，此时容器对硬板的压力

'5N 45N 5N 8N 63N F G G G F =+++=+++=水木弹容 此时容器对硬板的压强为

2263N 2100Pa 310m

F p S -===? 答：(1)当木块浸入水中的深度为2cm 时，木块受到的浮力为1N ；

(2)当木块浸入水中的深度为6cm 时，水对容器底部的压强为1600Pa ；

(3)当木块下有表面刚接触容器底部时，弹簧的长度为6cm ；

(4)当硬板向上移动28cm 时，容器对硬板的压强为2100 Pa 。

4．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12G G =

石水

，也就是石头的重力是所汲水重的一半。

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，1F 为作用在轮上的力，2F 为作用在轴上的力，当轮轴匀速转动时，有12F R F r =，且R r >，所以12F F <，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1l ，阻力臂为2l ，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 ．12l l G G =石水

B ．()12G F l G l -=石水

C ．()

12G F l G l +=石水

(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12F R F r =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 121G l G l Fl =+石水

整理得

()12G

F l

G l -=石水

故B 正确； (3)[3]根据12F R F r =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。

5．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？

【答案】(1)增大受力面积，减小压强；(2)减小；(3)大一些

【解析】

【分析】

【详解】

(1)列车从铁轨上行驶，对路基的压力一定，铁轨铺到枕木上，增大了路基的受力面积，减小了压强，从而达到保护路基的目的。

(2)动车组进站时质量不变，速度减小，动能减小；势能不变，机械能为动能和势能的总和，所以机械能减小。

(3)大一些，这是因为动车组进站时，列车速度较大，列车附近的空气流速较大，压强较小。而相对远些的地方空气流速相对较小，压强大，所以人靠近车体或在安全线内，很容易被外侧较大的压强压向列车，发生危险。故对于速度快的动车组来说，所设计的安全线应该距离更大一些才安全。

6．阅读短文，回答问题：

核潜艇

庆祝中国人民解放军海军成立70周年海上阅兵活动在青岛附近海域举行，图甲中为093改进型攻击核潜艇公开亮相并进行了战略巡航。我国某核潜艇H 最大潜深350m ，完全下潜到海面下后的排水量为8.24×103t ．潜艇内部有水舱，通过向水舱中充水或从水舱中向外排水来改变潜艇的自重，从而控制其下沉或上浮．已知海水密度ρ海为1.03×103kg/m 3，江水密度ρ江为1.0×103kg/m 3，取g ＝10N/kg ，不考虑潜艇的体积变化。

(1)下列关于核潜艇的说法中，正确的是（ ）

A ．核潜艇的外壳用硬度小的特种钢材制成的

B ．核潜艇是通过改变自身体积达到浮沉的

C ．核潜艇悬浮和漂浮时所受的浮力相等

D ．核潜艇由东海海面下潜行进入长江后所受的浮力变小

(2)核潜艇在海面下水平匀速巡航时，突然进入密度跃层（海水密度突然变小）时，核潜艇将会________，将给核潜艇带来安全隐患．为确保核潜艇安全，应立即采取的措施是___________________（选填“向水舱中充水”或“从水舱中向外排水”）。

(3)该核潜艇H 悬浮在海面下时，螺旋桨将海水推向后方获得向前的推力，说明

_________________；核潜艇H 所受的海水阻力与航速的关系如图乙，当核潜艇H 航速为8m/s 时，核潜艇H 所受的海水阻力为_________N 。

(4)该核潜艇H 浮出海面处于漂浮时，露出海面的体积为1.0×103m 3，此时核潜艇H 的总重量是多少?（请写出计算过程）

(5)该核潜艇H 在深海某区域内以某一速度匀速下降，在到达一定深度后从水舱中向外排出6t 的海水，经过一段时间，核潜艇H 以相同的速度匀速上升。若该区域内海水的密度保持不变，核潜艇H 所受阻力仅与速度有关。则核潜艇H 在匀速下降时所受阻力的大小为_________N 。

【答案】(1)D ；(2)下沉；从水舱中向外排水；(3)力的作用是相互的；1.92×106；

(4)7.21×107N ；(5)3×104N

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]A ．由于核潜艇要下潜到水中，会受到水的压力，这压力较大，不能用硬度小的钢材制成，A 错误；

B ．核潜艇自身体积不能改变，它是通过向水舱中充水或从水舱中向外排水来改变潜艇的自重，从而控制其下沉或上浮，B 错误；

C ．核潜艇悬浮和漂浮时排开液体的体积不同，根据阿基米德原理F gV ρ=浮液排，那么所受的浮力也不相等，C 错误；

D ．核潜艇由东海海面下潜行进入长江后，液体的密度变小，根据阿基米德原理

F gV ρ=浮液排，排开液体的体积不变，所受的浮力变小，D 正确。

故选D 。

(2)[2]核潜艇在海面下水平匀速巡航时，突然进入密度跃层，海水密度突然变小，根据阿基

米德原理F gV ρ=浮液排，排开海水的体积不变，那么所受的浮力变小，在重力作用下，核潜艇将会下沉。

[3]为确保核潜艇安全，应立即采取的措施是从水舱中向外排水，这样核潜艇的重力变小，不会下沉。

(3)[4]螺旋桨将海水推向后方获得向前的推力，螺旋桨对海水向后的力，而海水对螺旋桨向前的力，这说明力的作用是相互的。

[5]从图乙可以看到，所受的海水阻力与航速的关系可设为

2f kv =

由图乙中的数据可得到k 的大小是4310?，那么当核潜艇H 航速为8m/s 时，核潜艇H 所受的海水阻力是

()2224

62N s 3108m/s 1.9210N m f kv ?==??=? 核潜艇H 所受的海水阻力是61.9210N ?。

(4)由于完全下潜到海面下后的排水量为38.2410t ?，那么排开这些海水的体积是

633338.2410kg 810m 1.0310kg/m

m V ρ?=

==??海海海 核潜艇的体积是 33810m V V ==?海核

由于露出海面的体积为331.010m ?，那么核潜艇排开海水的体积是

333333-8.010m -1.010m 7.010m V V V ==??=?排核

这时核潜艇受到的浮力是

333371.0310kg/m 10N/kg 7.010m 7.2110N F gV ρ==????=?浮海排

处于漂浮时，受到的重力大小等于浮力，即

77.2110N G F ==?重浮

此时核潜艇H 的总重量是77.2110N ?。

(5)[6]设核潜艇H 在匀速下降时所受阻力的大小为f ，由题意可知匀速下降时

G f F =+浮

以相同的速度匀速上升时

3-610kg 10N/kg G f F ??+=浮

由上面两式解得4

310N f =?，核潜艇H 在匀速下降时所受阻力的大小为4310N ?。

7．从地面上搬起重物我们的常见做法是弯腰（如图甲）或人下蹲弯曲膝盖（如图乙）把它搬起来，哪种方法好呢？下面就建立模型说明这个问题。把脊柱简化为杠杆如图丙所示，脊柱可绕骶骨（轴）O 转动，腰背部复杂肌肉的等效拉力F 1作用在A 点，其实际作用方向与脊柱夹角为12°且保持不变，搬箱子拉力F 2作用在肩关节B 点，在B 点挂一重物代替

箱子。用测力计沿F1方向拉，使模型静止，可测出腰背部复杂肌肉拉力的大小。接着，改变脊柱与水平面的夹角即可改变杠杆与水平面的夹角α，多次实验得出结论。

(1)在图丙中画出F2力臂L2______；

(2)当α角增大时，L2______（选填“变大”、“不变”或“变小”），F1______（选填“变大”、“不变”或“变小”），你判断F1如何变化的依据是：______；

(3)对比甲乙两种姿势所对应丙图中的两种状态，由以上分析得，______（选填“甲”或“乙”）图中的姿势比较正确。

【答案】变小变小根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2，当α角增

大时，动力臂L1不变，阻力F2=G不变，但阻力臂L2变小了，故动力F1变小乙

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]先延长阻力F2的作用线，然后过支点O做F2的作用线的垂线，O点到垂足的线段即为阻力臂L2，如图所示：

(2)[2][3][4]当α角增大时，由图分析可知，L2变小，F1变小，判断F1如何变化的依据是：根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2，当α角增大时，动力臂L1不变，阻力F2=G不变，但阻力臂L2变小了，故动力F1变小。

(3)[5]对比甲乙两种姿势所对应丙图中的两种状态，由以上分析得，乙图中的姿势比较正确。

8．重力坝是由砼或浆砌石修筑的大体积挡水建筑物，其基本剖面是直角三角形，整体是由若干坝段组成。重力坝在水压力及其他荷载作用下，主要依靠坝体自重产生的抗滑力来满足稳定要求；同时依靠坝体自重产生的压力来抵消由于水压力所引起的拉应力以满足强度

要求。据统计，在各国修建的大坝中，重力坝在各种坝型中往往占有较大的比重。在中国的坝工建设中，三峡水电站大坝高185米，正常蓄水位175米，水库长2335米，是典型的混凝土重力坝。

（1）某河段按照重力坝设计方案来完成大坝建设，初步设计图及数据如右图所示，实际中假设在水深160m 时，水对整个大坝水平向右的平均压强约为8×105Pa ，坝体与水接触的总面积约为3.2×105m 2，水对坝体压力的作用点等效在大坝受力表面的中心，O 为大坝的重心。

①大坝受到水的水平压力为_________？

②不考虑其他力对大坝的作用，仅在大坝自重下，为了防止大坝被水的压力掀翻，则该大坝整体重力至少为________？ （2）根据我们的设计要求，对于两面都有水的大坝，其平面图最佳的设计方案是____。 A ． B ．C ．D ． （3）查阅资料获悉，大坝还会受到山体和地面对其的水平应力作用（含山体拉力和地面摩擦力），大坝设计时主要考虑如何有效提高蓄水深度，而为了不使大坝被水在水平方向推动，在大坝设计时应该考虑让大坝下游底部的边长适当长一些还是短一些___________？

【答案】112.5610N ? 106.410N ? D 长一些

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]由F p S

=可得大坝受到水的水平压力 55211810Pa 3.210m 2.5610N F pS ==???=?

[2]水对坝体产生一个向右的作用力，为了防止大坝被水的压力掀翻，可以把坝体看做是一个以右下端的点为支点的杠杆，水对坝体压力的作用点等效在大坝受力表面的中心，则水对坝体压力的力臂由图可知为

F 160cm 80cm 2

l == O 为大坝的重心，则大坝重力的力臂为320cm ，满足平衡条件

G F Gl Fl = 代入数据

11F G 102.5610N 80cm 320c 6.10N 4m

Fl G l ???=== 所以大坝重力至少要106.410N ?。

(3)[3]因为水的压强随深度的增加而增加，所以水深的一边大坝底部要宽一些，以便承受更大的压强，所以应该选D 。

(4)[4]在大坝的重力一定时，大坝的底部的边长适当长一些，可以增大动力臂，使大坝更稳定。

9．阅读短文，回答文后的问题

液体的粘滞力

当物体在液体中运动时，物体将会受到液体施加的与运动方向相反的摩擦阻力的作用，这种阻力称为粘滞阻力，简称粘滞力。粘滞阻力并不是物体与液体间的摩擦力，而是由附着在物体表面并随物体一起运动的液体层与附近液层间的摩擦而产生的。在一般情况下，半径为R 的小球以速度v 在液体中运动时，所受的液体阻力可用斯托克斯公式f ＝6πηRv 表示。η称为液体的粘滞系数或粘度，粘滞系数除了因材料而异之外，还比较敏感的依赖温度，例如，蓖麻油的粘滞系数和温度的关系如表所示。

（1）粘滞系数η单位是_____；

（2）两个外形相同的量筒，分别装有体积相同的蓖麻油，甲量筒中蓖麻油温度为t 1，乙量筒中蓖麻油温度为t 2（t 1＞t 2）现在同时将两个相同的玻璃球从液面处静止释放，投入到量筒中，则_____；

A ．甲量筒中的玻璃球先触底；

B ．同时触底；

C ．乙量筒中的玻璃球先触底；

D ．无法判断

（3）小球在流体中运动时，速度越大，受到的阻力_____；

（4）密度为ρ、半径为R 的小球在密度为ρ0、粘滞系数为η的液体中由静止自由下落时的v ﹣t 图象如图所示，一段时间后，小球趋于匀速运动，此时的速度称为收尾速度。请推导出收尾速度v r 的数学表达式：v r ＝_____。（球体体积公式：V ＝3

4

3r π）。

【答案】Pa·

s A 越大 ()2029gR ρρη-

【解析】

【详解】 (1)[1]根据f =6πηRv 可知，因为f 的单位为N ，R 的单位为m ，v 的单位为m/s ，且

1N/m 2=1Pa ，流体的粘滞系数： η=

6f Rv

π， 粘滞系数η单位 2N N ==Pa s m

m m/s s

??； (2)[2]分析表中蓖麻子油的粘滞系数发现，液体的粘滞系数随温度的升高而减小，所以当温度升高时η减小，根据 f =6πηRv 可知f 减小。相同的量筒装有体积相同的蓖麻油，甲量筒中蓖麻油温度为t 1，乙量筒中蓖麻油温度为t 2（t 1＞t 2），现在同时将两个相同的玻璃球从液面处静止释放，投入到量筒中，甲量筒中蓖麻油温度高，η减小，根据f =6πηRv 可知f 减小运动快，先到达容器底部，故选A ；

(3)[3]小球在流体中运动时，速度越大，根据 f =6πηRv 可知，受到的阻力越大；

(4)[4]密度为ρ、半径为R 的小球的质量

m =ρV =343R ρ

π， 它受到的重力

G =mg =343

g R ρπ， 小球在液体中受竖直向下的重力G ，竖直向上的阻力f ，竖直向上的浮力 F 浮=ρ0g 343

R π，

小球在液体中下落一定时间后，速度达到最大值v r 时，做匀速直线运动而处于平衡状态，由平衡条件得：

G =f +F 浮， 34

3g R ρπ=6πηRv r +ρ0g 343

R π，

v r=

2

2()

9

gRρρ

η

-

。

10．阅读短文，回答问题。

汽车行驶时，发动机的温度会升得很高，利用防冻冷却液在散热器管道内循环流动，将发动机多余内能带走，使发动机能以正常工作温度运转．防冻冷却液主要由水和不易汽化、密度比水小的某种防冻剂（简称原液）混合而成，原液含量是指（防冻剂占防冻冷却液体积的比例），防冻冷却液的凝固点和沸点与原液含量的关系图像见图甲和图乙所示．选用时，防冻冷却液的凝固点应低于环境最低温度10℃以下，而沸点一般要高于发动机最高工作温度 5℃以上．

请回答下列问题：

（l）若用水代替防冻冷却液，在北方寒冷的冬天，停车时间比较长，会因水结冰容易导致散热器管道胀裂，为什么？因为当水结冰时，_______，所以把散热器管道胀裂。

（2）设某品牌汽车的发动机工作温度为 90～101℃，所在地区最低温度为-17℃，应选用何种较合适比例的防冻冷却液___________（选填“35%”、“45%”、“55%”或“65%”），简述选用理由：_______________________。

（3）现有原液含量为 75%的防冻冷却液长时间使用后，由于汽化会减少，与原来相比，防冻冷却液的哪些物理量发生了什么变化，如何变化？（示例：体积变小）

①___________，②_________，③_______。

【答案】体积变大45%原液含量45%的防冻液凝固点低于-27℃，沸点高于106℃；另外除了满足凝固点和沸点的条件外，45%的比热容大，冷却效果好；密度变小比热容变小沸点升高

【解析】

【详解】

(1)[1]水结冰后，质量不变，密度减小，根据

m

V

ρ

=知，体积变大；

(2)[2][3]某地最低气温为-17℃，防冻冷却液的凝固点应低于环境最低温度10℃以下，则混

合液的凝固点约为-27℃以下；汽车的发动机工作温度为90～101℃，沸点一般要高于发动机最高工作温度5℃以上，则混合液的沸点约为106℃以上；由于混合液的凝固点比本地常年最低气温低10℃，原液含量在“45%”、“55%”或“65%”的都符合要求，另外除了满足凝固点和沸点的条件外，45%的比热容大，冷却效果好，所以选择45%的防冻液较为合适；(3)[4][5][6]现有原液含量为75% 的防冻冷却液长时间使用后，由于汽化会防冻液中的水减少，防冻液的体积减小，质量减小，与原来相比，防冻液的原液含量增大，密度变小，比热容减小，由图甲可知，防冻液的凝固点升高，由图乙可知，防冻液的沸点升高。

二、中考物理电学问题易错压轴题提优（难）

11．阅读《磁卡与 IC 卡》

磁卡与 IC 卡

随着信息技术的发展，作为信息记录载体的磁卡和IC 卡已被广泛的应用于日常生活。使用这两种卡片的过程就是数据读取和写入的过程。

磁卡背面有一根条形的磁性带，通常称为磁条，用以储存持卡人的信息，如图甲所示。磁卡数据的读取和写入主要靠读卡器的磁头完成，磁头内部有一个软磁材料制成的环形铁芯，上面绕有线圈，铁芯上还有一条很窄的缝隙，缝隙可以与磁卡接触，如图乙所示。当线圈中通入电流时，由于电流的磁效应，缝隙处就会产生磁场，写入数据时，给线圈中通入随数据变化的电流，同时让磁头和磁卡发生相对运动，则当磁卡上的磁性物质通过缝隙时，便随着电流的变化而不同程度地被磁化，从而达到写入数据的目的。数据读取是写入的逆过程，磁头与磁卡发生相对运动时，磁头的线圈中会产生随磁性强弱变化的电流，对该电流进一步处理，就可读出数据。

IC 卡全称是集成电路卡，它是把具有存储、加密及数据处理能力的集成电路芯片镶嵌于塑料卡片中制成的。IC 卡可分为接触式 IC 卡和非接触式 IC 卡。接触式 IC 卡的芯片金属触点暴露在外，如下图甲所示，通过芯片上的触点与外界读卡器接触交换信息，例如电话卡等。非接触式 IC 卡的芯片全部封装于卡片内，没有暴露的金属触点，卡本身没有电源，如下图乙所示，它是通过 IC 卡上的线圈感应读卡器辐射出的电磁波产生电流作为电源，并再

通过该线圈向读卡器辐射出电磁波来传送数据，例如公交卡、第二代身份证等。

请根据上述材料，回答下列问题：

（1）磁卡是利用_____储存信息的，磁卡读卡器读取数据时的原理与_____的原理类似。（选填“发电机”或“电动机”）

（2）非接触式 IC 卡是利用_____与读卡器传递数据信号的。

（3）请你举例说出电磁波在通信技术中的应用：_____。（说出一条即可）

【答案】磁条发电机电磁波手机

【解析】

【详解】

(1)[1]由材料可知，磁卡背面有一根条形的磁性带，通常称为磁条，用以储存持卡人的信息，所以磁卡是利用磁条储存信息的；

[2]将带有磁条的信用卡在刷卡位置刷一下，检测头的线圈中就会产生变化的电流，刷卡机读出信息原理就是电磁感应现象，与发电机的原理相似；

(2)[3]非接触式 IC 卡通过 IC 卡上的线圈感应读卡器辐射出的电磁波产生电流作为电源，并再通过该线圈向读卡器辐射出电磁波来传送数据；

(3)[4]手机是通过电磁波传递信息的。

12．阅读短文，回答问题：

太阳能路灯

图甲是我校路道两边的太阳能路灯，它由太阳能电池板、控制器、24V的蓄电池组、LED 发光二极管、灯杆等元件组成．它的结构示意图如图乙，工作时能量流程图如图丙。

LED 发光二极管是一种半导体器件，它具有工作电压低（2~4V ）、耗能少、寿命长、对环境无污染、电压改变时多色发光等优点．它与普通的白炽灯发光原理不同，可以把电直接转化为光．实验测得某种LED 发光二极管两端加不同电压时的电流，数据如下表： 电压/V

1 1.5 2.0 2.3 2.5 2.8 3.0 3.3 3.5 3.6 3.7 电流

/mA

0 0 0 5 10 60 160 380 690 900 1250 发光色

彩 无 无 无 浅蓝 深蓝 乳白 亮白 浅黄 深黄 浅红 深红

（1）从能量转化角度，流程①中的蓄电池相当于_______（电源/用电器）。

（2）如图乙所示，晚上LED 发光二极管点亮时控制开关S 与_______（a /b /c ）触点接触。 （3）为使LED 发光二极管发出“亮白”色的光，应将_______个LED 发光二极管_______（串联/并联）才能使用。

（4）这种LED 发光二极管的电压从2.5V 变化到3.6V 时，LED 的电功率增加了_______W 。 （5）下列哪一幅图像所反映的关系符合LED 发光二极管的特征？ （____________）

A ．

B ．

C ．

D ．

【答案】用电器 c 8 串联 3.215W C

【解析】

【详解】

(1)[1]流程①中太阳能电池板给蓄电池充电，因此蓄电池相当于用电器；

(2)[2]当开关与a 点接触时，LED 灯断路，不工作；当开关与c 点接触时，LED 灯才接入电路正常工作。

(3)[3][4]由题意可知，蓄电池的电压是24V ，当二极管发出“亮白”色的光时，由表格可知，此时二极管的电压为3V ，所以需要把多个二极管串联起来才能正常使用；需要串联的二极管个数是：

2483

个个

(4)[5]当电压为2.5V时，电流为10mA，由P UI

=得：

1112.50.010.025W

P U I V A

==?=当电压为3.6V时，电流为900mA，由P UI

=得：

2223.6V0.9A 3.24W

P U I

==?=增加的电功率：

213.24W0.025W 3.215W

P P P

=-=-=

(5)[6]根据表中数据可知，当电压低于2V时，通过灯泡的电流为0，在电压超过2V后，电流随电压的增大而增大，故选C。

13．图甲所示的豆浆机由打浆和电热两部分装置构成，中间部位的打浆装置是电动机工作带动打浆刀头，将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环状的电热装置，电热装置的简化电路图如图乙，开关S可切换加热和保温两种状态，R1，R2是发热电阻，豆浆机的主要参数如下表，求：

型号额定电压打浆装置电热装置

JYD﹣PIIS220V 电动机功率加热功率

保温功

率180W1000W242W

（1）开关s接_______（选填“a”或“b”）时电热装置处于保温状态；

（2）电阻R1、R2的阻值_______；

（3）该豆浆机同时处于打浆和加热状态时，正常工作6min消耗电能多少焦耳？_______可使标有“1000r/(kW h?）”字样的电能表转盘转多少圈？_______

【答案】b48.4Ω、151.6Ω 4.248×105J 118圈

【解析】

【详解】

(1)当开关S接a

时，为R1的简单电路，S接b时，两电阻串联，因为串联总电阻大于其中

任一电阻，由P＝

2

U

R

可知，当开关S接a时，电路中电阻较小，处于加热状态；当开关S

接b时，电阻R1和R2串联，电路中电阻较大，处于保温状态；

(2)由P＝

2

U

R

可得电阻R1的阻值：

R1＝

热

2

U

P

＝

2

(220V)

1000W

＝48.4Ω；

当开关S接b时，电阻R1和R2串联，为保温状态，则总电阻：

R＝

2

U

P

保温

＝

2

(220V)

242W

＝200Ω，

由电阻的串联特点可得R2的阻值：

R2＝R﹣R1＝200Ω﹣48.4Ω＝151.6Ω；

(3)“1000r/（kW h?）”表示每消耗kW h?的电能，电能表的转盘转1000r，该豆浆机同时处于打浆和加热状态时，正常工作6min消耗电能：

W＝Pt＝（P电动机+P加热）t＝（180W+1000W）×6×60s＝4.248×105J＝0.118kW h?，可使电能表转盘转动的圈数：

n＝1000r/（kW h?）×0.118kW h?＝118r。

14．向“大气污染宣战

环保局研究表明:“PM2.5”来源中,机动车的排放占33.1%.排第一位,燃煤污染排放占第二位。“减少污染排放,还我一片蓝天”成为每一个公民的责任。下面是本市有关部门针对“节能减排”采取的部分措施

第一项措施

“免费公共自行车”成为市区一道亮丽的风景线。如下图所示,公共自行车的结构和普通自行车相同,只是零件都是特制的(车轮胎是实心的)，在其他自行车上无法使用。在公共自行车的设计中,很多地方用到物理知识或原理,请写出自行车的两个部件并说明对应的物理知识(或原理)

（1）_____________________________________________

（2）_____________________________________________