湖北武汉市2020-2022三年中考物理真题汇编-02力学（压强、浮力、做功和机械能、简单机械及机械效率）

湖北武汉市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,湖北武汉•统考中考真题）如图所示，三个相同的柱形容器中盛有体积相同的

水或盐水，将重为3.0N的圆柱体依次放入这三个容器中。下列说法错误的是（）

A.图乙和图甲中圆柱体下表面受到水的压力之差大于0.7N

B.图丙和图乙中容器底上表面受到的压力之差等于0.1N

C.图丙中盐水的密度是l.l×103kg∕m3

D.圆柱体的密度是3.0xl（）3kg∕m3

2.（2022.湖北武汉.统考中考真题）用一个动滑轮在8s内将一重为300N的物体匀速向

上提起2m,拉力为200N。这个动滑轮的机械效率和拉力的功率分别是（）

A.66.7%,50WB.66.7%,IOOWC.75%,50WD.75%,IOOW

3.（2021・湖北武汉・统考中考真题）如图所示，运动员迎着飞来的足球奔跑，腾空跃起

将足球顶出•考虑空气阻力的影响，下列说法正确的是（）

A.运动员在跑步阶段运动状态不变，在腾空阶段运动状态改变

B.足球与运动员相互作用的过程中，足球的弹性势能逐渐增大

C.足球从被顶出至刚落地的过程中，足球机械能减小，内能增大

D.足球对运动员的作用力与运动员对地面的作用力是一对平衡力

4.（2021・湖北武汉・统考中考真题）如图所示，弹簧测力计下悬挂着不吸水的圆柱体,

圆柱体质量为180go不计厚度的平底容器置于水平桌面上，质量为100g,底面积为

50cm2,高为8cm,容器内盛有质量为350g的水。当圆柱体浸入水中静止时，圆柱体未

,弹簧测力计示数为L4N,此时容器对水平桌面的压强是（）

A.7.8×IO2PaB.8.0×IO2PaC.9.8×IO2PaD.1.18×103Pa

5.（2020.湖北武汉.统考中考真题）一个质量分布均匀的正方体物块，边长是10cm,密

度是0.8x103kg∕m3,漂浮在液面上露出液面的体积占物块体积的g。用手缓慢下压物块,

如图所示，当物块上表面与液面刚好相平时，下列说法错误的是（）

A.液体的密度是1.2×IO3kg∕m3

B.手对物块上表面的压力大小是2N

C.液体对物块下表面的压力大小是12N

D.物块下表面受到液体的压强是1.2×103Pa

6.（2020•湖北武汉.统考中考真题）铁块和小桌静止在海绵上，如图甲所示。撤掉小桌

后，铁块再次静止在海绵上，如图乙所示。铁块的质量是600g,铁块的底面积是20cm2,

小桌的质量是200g,桌面的面积是80cm2,下列说法正确的是（）

A.图甲中，铁块对小桌的压强比小桌对海绵的压强大

B.图甲中，铁块对小桌的压强比小桌对海绵的压强小

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C.图甲中铁块对小桌的压强比图乙中铁块对海绵的压强大

D.图甲中铁块对小桌的压强比图乙中铁块对海绵的压强小

7.（2020•湖北武汉•统考中考真题）滑跃式起飞是一种航母舰载机的起飞方式。飞机跑

道的前一部分是水平的，跑道尾段向上翘起。如图所示，飞行员驾驶舰载机从图示位置

由静止开始一直加速直至离舰的过程中，下列说法正确的是（）

A.飞行员的动能先增加后减少B.飞行员的机械能一直减少

C.飞行员的机械能一直增加D.飞行员的机械能先不变后增加

二、填空题

8.（2022.湖北武汉.统考中考真题）如图所示是北京冬奥会跳台滑雪场地“雪如意”。运

动员从跳台顶部沿助滑道加速滑下时，运动员的转化为。（填“动能”或“重

力势能”）在"雪如意'’的一侧，运行角度随山势而变的变坡斜行电梯速度是2.5m∕s,电

梯从最低点运行到最高点的路程是259m。所需时间是s。

9.（2021•湖北武汉•统考中考真题）2021年4月29日，中国天宫空间站天和核心舱发

射成功，标志着我国空间站时代已经到来。如图所示，天和核心舱沿椭圆轨道环绕地球

运行，不受空气阻力，因此机械能守恒。

⑴天和核心舱与地面控刚中心通过电磁波传递信息，电磁波（填“能”或“不能”）

在真空中传播；

（2）天和核心舱沿椭圆轨道从近地点经远地点再回到近地点的过程中，天和核心舱的

动能（填“减小”“增大”“先减小后增大'’或"先增大后减小”）；

（3）若天和核心舱在Imin内运行的路程是456km,则它的平均速度是m∕so

三、实验题

10.（2021•湖北武汉.统考中考真题）在探究影响压力作用效果的因素的实验中，甲图中

小桌放在海绵上，乙图中在桌面上放一个祛码，丙图中桌面朝下，并在其上放一个同样

的祛码。

（1）在三次实验中，均用海绵被压下的深浅，来显示小桌对的压力作用效果；

（2）比较两图可以初步得出实验结论:压力大小相同时，受力面积越大，压力作

用效果越不明显。若想通过比较甲、丙两图也得出相同的实验结论，可以采取的措施是

下列事例中，直接应用该结论的是（填序号）。

①有些课桌的边缘设计成园弧形状

②水壶的壶嘴和壶身设计成相同的高度

③交通管理部门规定，货车每一车轴的平均承载质量不得超过IOt

四、计算题

11.（2022・湖北武汉・统考中考真题）我国万米深潜作业次数和下潜人数位居世界首位。

图甲所示为我国“奋斗者”号载人潜水器的海试现场。

（1）潜水器的前边固定着一个采样篮，里面放着海底沉积物采样器等工具，采样器是

一个下端开口的圆柱形玻璃管。潜水器两侧各连着一只机械手臂，其中一只机械手臂的

简化示意图如图乙所示，它由金属杆A3、OC和可以伸缩的液压杆AC组成，C点为机

械手臂和潜水器的连接点。当液压杆伸长或缩短时，会带动金属杆A8绕着。点转动，

金属杆B端就会向上提或向下压采样器；

①请在图乙中画出水平金属杆的B端竖直向下压采样器时，采样器对金属杆AB的力的

示意图：

②若。A、OC和AC的长分别是18cm、24Cm和30cm,OB的长是72cm,这只机械手

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臂的液压杆AC对水平金属杆A端的拉力是200N,玻璃管水平的圆环形管口和海底沉

积物的接触面积是2cm2时，则竖直状态下的玻璃管的圆环形管口对海底沉积物产生的

压强是多少Pa?（不考虑金属杆AB和采样器它们受到的重力和浮力）

（2）总质量是36t且处于悬浮状态的潜水器在海底完成作业后，会抛卸吸附在舱外的

压载铁再上浮。为了确保舱内作业人员的安全，科学家们在设计“奋斗者'’号时，可以让

潜水器在不能抛卸压载铁时进行“断臂求生”，即让潜水器在深海抛掉两只机械手臂和采

样篮等物体后再上浮。若某次深海演练抛掉质量是L8t。体积是0.3m3的两只机械手臂

和采样篮等物体，则此时潜水器受到的浮力是多少N?浮力比重力大多少N?

甲乙

12.（2021∙湖北武汉.统考中考真题）如图甲所示，某款国产水陆两用挖掘机的机械臂可

绕O点转动,这辆挖掘机有两条履带,每条履带内均有1个由合金材料制成的空心浮箱,

每个浮箱（可视为长方体）宽为1.5m,高为2m,合金密度为8.0x1（«⅛/„3

（1）某次测试中，质量为60kg的驾驶员驾驶挖掘机，从6m高的平台沿斜坡向下缓慢

行驶20m,到达水平地面。

①请在图乙中画出挖掘机沿斜坡向下缓慢行驶时，挖掘机对斜坡的压力的示意图；

②在上述过程中，驾驶员的重力做了多少功？

（2）如图甲所示，开始时机械臂伸直且静止，0、A、8三点在同一直线上，OA=IOm,

A8=0.5m,机械臂和斗铲整体的重心在A点；机械臂控制斗铲装取质量为It的沙石后,

机械臂、斗铲和伸缩杆缓慢运动到如图甲所示的位置时静止，这时机械臂、斗铲和沙石

整体的重心在B点。已知伸缩杆先后两次对机械臂的支持力（支持力垂直于机械臂）之

比为5:7,则机械臂和斗铲的总质量是多少？

（3）已知制作每个浮箱时所用合金的体积V与浮箱长度L的关系如图丙所示，不计履

带排开水的体积和驾驶员的质量，除2个完全相同的浮箱外，挖掘机其余部分的质量为

33t。若挖掘机漂浮在水中，2个浮箱浸入水中的深度均不超过1.5m,则每个浮箱的长

度至少是多少？

五、综合题

13.(2020∙湖北武汉•统考中考真题)一种新型井盖排水系统如图甲所示，系统结构简化

示意图如图乙所示，排水系统由井盖、两个相同杠杆(AO8是其中之一)、容器等组成，

AB长度是300mm,4。长度是120mm,井盖的上表面和侧面都有排水孔，下暴雨时，

雨水从排水孔经排水管导流到容器中，再从容器底部的排水孔流入下水道，由于容器的

排水速度较小，当容器中的雨水上升到一定高度时，容器下降，拉动杠杆，将井盖项起,

加速路面排水。当容器中的雨水下降到一定高度时，井盖自动下降盖住井口，不影响车

辆、行人的通行。该井盖的质量是28.8kg,不考虑杠杆的质量，不考虑各连接处的摩擦。

排水孔井盖

甲乙丙

(1)球墨铸铁强度高、韧性好，密度是7.2xl(Pkg∕m3,若上述规格的井盖全部用球墨铸铁

制成，则制作一个这样的井盖需要多少立方米的球墨铸铁？

(2)下暴雨时，杠杆会将井盖顶起50mm,如图丙所示。两个相同杠杆对井盖至少做了多

少焦耳的功？

(3)某次调试中，为了节约用水，调试人员将容器底部的排水孔全部堵住，测出容器的质

量是4.2kg,再将容器和杠杆组装在一起，直接向容器内匀速注水，注水120秒时井盖

刚好被项起，假设在任意时刻水对容器的压力与容器中水的重力大小相等，求每分钟向

容器内注水的体积是多少升？

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参考答案：

ɪ.B

【详解】A.图甲中，还没有浸没，甲上表面的压力为0,故图甲下表面的压力为

%下=&甲=G-F=3N-2.7N=0.3N

图乙中，物体浸没，则

F乙下=%乙+2t=G-E+Gh=3N-2N+Z=lN+"i

图乙和图甲中圆柱体下表面受到水的压力之差

AFF=Fi下-％下=1N+%上一0∙3N=0.7N+七上

在图乙中，上表面的压力大于0,故图乙和图甲中圆柱体下表面受到水的压力之差大于0.7N,

故A正确，A不符合题意；

B.丙图中，物体所受的浮力为

E多丙=G-G=3N-1.9N=1.1N

乙图中，物体所受的浮力大小为

G乙=G-七=3N-2N=1N

图丙中物体上表面的压力为

/上=/下-5半丙

同理，图乙中物体上表面的压力为

IS上="下一埼乙

和图乙中容器底上表面受到的压力之差

“I=G下一4多丙F乙F-7乙）=/下-&甘4多乙-/丙=/下一B下^θ∙iN

由于。下一七下未知，故图丙和图乙中容器底上表面受到的压力之差未知，故B错误，B符

合题意；

C.圆柱体在乙和甲中都浸没，排开液体体积相同，且与圆柱体体积相同。在图乙中，圆柱

体所受的浮力为1N,则圆柱体的体积为

L==--------ʒ------------=l×10-4m3

0水g1×10kg/m×1ON/kg

图丙中，圆柱体所受的浮力为1.1N,则盐水的密度是

答案第1页，共9页

耳学丙1.1N

夕酒精=l.l×103kg∕m3

%gl×10^4m3×10N∕kg

故C正确，C不符合题意;

D.圆柱体的质量为

G3N

m==0.3kg

w1''g10N∕kg

圆柱体的密度是

Itl0.3kg

=3×103kg∕m3

-V-l×10∙4m,

故D正确，D不符合题意。

故选Bo

2.D

【详解】AB.一个动滑轮提升重物，一共有两段绳子分担物重，故〃=2,这个动滑轮的机

械效率

(X)Oo

上X]0θ%=去I%=悬XI%=iΞr1°°%=75%

%.

故AB不符合题意;

CD.绳子移动的距离为

S缔=2//物=2χ2m=4m

拉力的功率分别是

p∕=j¾=200Nx4m=K)OW

tt8

故C不符合题意，D符合题意。

故选D。

3.C

【详解】A.运动员在跑步阶段不一定匀速，所以运动状态可能改变，故A错误;

B.足球与运动员相互作用的过程中，弹性势能先增大后减小，故B错误;

C.足球从被顶出至刚落地的过程中，有空气阻力，部分机械能转化为内能，所以机械能减

小，内能增大，故C正确;

D.足球对运动员的作用力与运动员对地面的作用力不在同一物体上，不是一对平衡力，故

D错误。

答案第2页，共9页

故选c。

4.C

【详解】圆柱体的重力

G=m㈱住/g=0.18kg×1ON∕kg=1.8N

圆柱体浸入水中时，受到的浮力

F3=G-F声1.8N-1.4N=0.4N

此时，容器对水平桌面的压力

F=F≠-+G军行P；六“戒g+/〃»^=0.4N+0.350kgx1ON/kg+0.1kg×10N∕kg=4.9N

对水平桌面的压强

,F=4.9N

=98OPa=9.8×lO2Pa

J_50×10^4m2

故ABD不符合题意，C符合题意。

故选Co

5.B

【详解】当物块漂浮时，物块所受的浮力等于其所受的重力，即

%二G物

则有

。液g%=P^v

因有g露出水面，故

故

ɔ3

夕液=；夕物=^×0.8×103kg∕m3=1.2×103kg∕m3

故A正确，不符合题意；

B.由题意知，手对物块的压力，等于物块;浸没液体中所受的浮力，即

5,3363

Fs==ɪp：^gV=ɪ∕⅛g∆=l×ι.2×10kg∕m×10N∕kg×(lθ)×l0-m=4N

故B错误，符合题意；

CD.物块下表面受到的压强为

p=p漱gh==1.2×103kg∕m3×10N∕kg×10×102m=1.2×103Pa

答案第3页，共9页

下表面受到的压力为

F=PS=0液=1.2X10'kg/n?X10N/kgX(10)3X1(Γ6nd=12N

故CD正确，不符合题意。

故选B。

6.A

【详解】图甲中，铁块对小桌的压强为

曾奇告侬磊警叩血

小桌对海绵的压强为

ʌ_G”_—g_(600χl(Γ'kg+200xl(Γ∖g)x10N∕kg

3

Pl=,2=IxlOPa

ɪ~~~St-~S-80×10~m

图乙、图甲中，铁块对小桌和铁块对海绵的压力相等，都等于小球所受的重力，小桌和海绵

的受力面积相等，都等于小球的底面积，故小球对海绵的压强等于，小球对小桌的压强，即

5

p3=PI=3×IOPa

则

P1=P3>Pi

故选A0

7.C

【详解】飞行员一直加速直至离舰的过程中，飞机跑道的前一部分是水平的，飞行员重力势

能不变，速度增大，质量不变，动能增大，机械能增大。跑道尾段向上翘起，质量不变，速

度增大，高度增高，所以飞行员的动能增大，重力势能增大，机械能增大。

故选Co

8.重力势能动能103.6

【详解】运动员从跳台顶部沿助滑道加速滑下时，高度慢慢变小，重力势能减小，速

度越变越大，动能变大，故能量的转化为重力势能转化为动能。

网所需时间是

s_259m

=103.6s

V2,5m∕s

9.能先减小后增大7600

答案第4页，共9页

【详解】(1)［1］电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播。

(2)［2］天和核心舱沿椭圆轨道从近地点远地点的过程中，动能转化为重力势能变大，动能

减小；从远地点到近地点的过程中，重力势能变为动能，动能增大。

(3)［3］天和核心舱的平均速度

456XIO3Iii

V=­=7.6×IO3m/s

60s

10.海绵乙、丙取下丙图中的祛码①

【详解】(1)口］实验中，压力的作用效果是通过比较海绵的凹陷程度来确定的。

(2)［2］探究压力的作用效果与受力面积的关系，当压力大小相同时，受力面积越大，压力

作用效果越不明显，由图可知，选择实验乙、丙。

⑶想通过比较甲、丙两图也得出相同的实验结论，要保证甲、丙的压力大小相同，即拿掉

丙图中的祛码，才能得到相同的实验结论。

⑷①有些课桌的边缘设计成园弧形状，是为了增大接触面积，减小压强，防止人碰到时受

伤。故①符合题意；

②水壶的壶嘴和壶身设计成相同的高度，这是利用了连通器原理。故②不符合题意；

③货车行驶时，地面的受力面相同，承载质量越大，对地面压力越大，压强越大，路面易损

坏。故③不符合题意。

故选①。

【详解】解：(1)①水平金属杆的B端竖直向下压采样器时，根据力的作用是相互的，采样

(2)②根据勾股定理可知

AC=JAO2+OC2=J(18cm)'+(24Cm>=，900cm2=30cm

该三角形是直角三角形，AC为斜边，根据三角形的面积公式可知，液压杆AC对水平金属

答案第5页，共9页

杆A端拉力的力臂

金属杆B端对采样器的压力

„„Fbk200N×14.4cm

F=F=—~—=------------------=4z01Nπm

1OB72cm

圆环形管口对海底沉积物产生的压强

（3）潜水器处于悬浮状态，总浮力为

35

F浮=Ga=wag=36×10kg×1ON∕kg=3.6×10N

潜水器抛掉机械手臂等物体后，减小的浮力

Δ∕¾=Q水g△咻=LoXlo3kg∕π√xl（）N∕kgxO.3m3=3×101N

减小的重力

ΔG=∕πg=1.8×10,kg×lON∕kg=1.8×104N

潜水器剩下的重力

545

G=Gf,-ΔG=3.6×10N-1.8×10N=3.42×10N

抛掉机械手臂等物体后潜水器受到的浮力

535

R√=^,F-ΔKΓ=3.6×10N-3×10N=3.57X10N

抛掉机械手臂等物体后浮力比重力大

♦F=F*—G=3∙57×10,N-3.42×105N=1.5×104N

答：（I）①见解析，

②竖直状态下的玻璃管的圆环形管口对海底沉积物产生的压强是2χlO∙5pa:

（2）潜水器受到的浮力是3.57χl0'N,浮力比重力大1.5χl（T*N°

挖掘机

12.(I)①,②3.6xI03j;(2)3t；(3)IOm

【详解】解：（1）①压力的作用点在接触面上，压力的方向垂直于接触面，如图所示:

挖掘机

F

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②已知驾驶员的质量为60kg,下降的高度为6m,则驾驶员的重力做的功为

W=Fs=Gh=mgh=6Qkξ×10N∕kg×6m=3.6×103N

(2)根据杠杆平衡的条件，当机械臂控制斗铲未装取砂石时，可得出

FIII=GAIOA

机械臂控制斗铲装取质量为It的沙石后，动力臂不变,动力变为可得出

尸2∕∕=(GA+Gff)lθB

因为伸缩杆先后两次对机械臂的支持力(支持力垂直于机械臂)之比为5:7,则B：F2=5:7,

则可得

耳_GJOA

鸟(GA+GS∙)/OB

带入数据可得

5_GAX1Om

4

7-(GA+10N)×10.5m

解得GΛ=3×104N,则机械臂和斗铲的总质量为

G,3×104N

=3×103kg=3t

~g^~IONZkg

(3)由图丙可得到的函数关系式为

V=0.07m2Δ+0.05m3

由题意知，挖掘机漂浮在水中，则

后

FG点=G∕i!=ptt

挖掘机的总重力为

G/mg+2mκxg=mg+2p^Vg

因为2个浮箱浸入水中的深度均不超过1.5m,则浮箱排开水的体积为

V111=2ahL=2X1.5mX1.5mXL

由以上各式联立可得

mg+2pa∕g=2p水gahL

带入数据可得

3.3×IO4kg×10N∕kg+2×8×IO3kg∕m3×(θ.O7m2L+0.05m3)×ION/=2×1.0×IO3kg∕m3?×××L

解得