2025年中考物理压轴题专项练习：力学在生活中的应用（含解析）

力学在生活中的应用

讲方法

随着中考政策的不断改革，考纲中对“考查学生解决处理实际问题的能力”这一要求不断提升，随之而来的就

是与生活相结合的题型不断增多，分值不断加重.对于这种类型的题目，我们一般会采用以下的思路解题：

第一步：通读题面并分析.在读题的过程中，我们要抓住两点，一点是要理解题目中涉及的器材、现象与我们

学习过的哪些物理模型相类似或相关联，可以将其简化为我们熟知的物理模型；另一点是要抓住题目中提到的条

件，尤其是要分析隐含条件、图表等信息，将其转化为物理模型中所涉及的物理量和物理关系；

第二步：根据分析出来的物理模型进行受力分析，并由受力分析、物理关系列出一些物理方程，并将对应的

物理量带入；

第三步：运用数学知识求解物理方程.

学思路

铺垫1

如图3-6-1甲所示为市民在公园锻炼上肢力量的画面.该器材相当于一根杠杆①（杠杆自重不计）,图3-6-1乙为

其简化图，锻炼时手在B点用力向上举手柄将A点的配重抬高，达到锻炼上肢的目的.请在图3-6-1乙中画出动力

臂L、阻力Fz及力臂L2.

甲乙

图3-6-1

铺垫2

电梯是高层住宅必备的交通工具.如图3-6-2甲所示是某种升降电梯工作原理图，它由轿厢、对重、电动机、

钢丝绳、滑轮等部件连接组成.电动机和对重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力，连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近,

轿厢与对重的运动方向始终相反.对重的质量为400kg,空轿厢的质量是500kg,额定载重量是1000kg,某次电梯

满载上升时的v-t图象如图3-6-2乙所示.不计钢丝绳重力和一切摩擦,g=10N/kg.

图3-6-2

(1)电梯匀速上升的高度是多少？

(2)电梯匀速运动阶段，对重的重力做的功是多少?

(3)电梯匀速运动时，电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率是多少?

(4)简述对重的作用.(至少两条)

压轴题

(湖北武汉中考)如图3-6-3甲是中国自主研制的首列永磁动力单轨列车，其亮点是列车可以小角度转弯，安装

有高压细水雾灭火系统和制动发电装置.

图3-6-3

(1)当列车转弯时，水平轮胎发生形变，起到导向和稳定作用.如图3-6-3乙是轮胎与接触面的平面图，请在图

3-6-3乙中画出轮胎对接触面压力的示意图.

(2)当高压细水雾系统中水枪工作时，水对喷孔的压强「=lOMPa,,水雾喷出的速度U2lOm/s,若喷孔的总

面积S=5x1。一五2,则水枪的功率至少为多少瓦?(不计大气压强)

(3)列车制动减速的过程中，机械能转化为电能和内能.当列车在平直轨道上制动减速时，电能Wi与内能W2

之比为9：16,如图3-6-3丙是机械能的变化量,△W与速度变化量△彷勺关系图象.若列车从72km/h开始减速,

转化的电能可供总功率为1OOOW的照明灯正当发光lh,则列车的速度将会减小到多少千米/时？

提能力

1厦门城市名片管笛湖(如图364所示)原称赏警港.本是一处避风坞，素有“篁笛渔火”盛誉.海堤围筑后箕萼港

由海湾变为内湖，海水交换的天然通道被切断.管雪湖的水位大部分时间低于外海水位，目前主要利用西堤进水闸

门、出水闸门实施进水纳潮和排放潮水，实现潮水与海水交换，从而改善湖水水质和生态环境.

(1)请结合物理知识简述利用闸门纳潮或排水的过程.(纳潮或排水任选其一作答)

(2)有人建议可利用纳潮或排水两个时段进行潮汐发电，请指出哪个时段更适合，并说明判断依据.

图3-6-4

2.“低头族”正成为现代社会的一个流行词(如图3-6-5甲)，有报道说，低头时，能让颈椎多约270N的拉力,

为此，小明与课外小组的同学们制作了一个头白页模型进行模拟实验，如图3-6-5乙，把人的颈椎成支点0,头百页模

型的重量为G,头颅模型与重力作用下可绕支点。转动，A点为头颅模型的重心，B点为肌肉拉力的作用点.将细

线的一端固定在B点，用测力计拉着细线模拟测量肌肉的拉力，头颅模型在转动过程中，细线拉力的方向始终垂

直于0B,如图3-6-5丙，让头百页模型从竖直状态开始转动，通过实验完成相关记录，根据上面提供的信息，请你

提出一个该课外小组探究的问题(或猜想),并根据客观事实，提出一条关于“预防和延缓颈部肌肉损

伤”的合理化建议：

丙

图3-6-5

3.如图3-6-6是某品牌自动咖啡机及其结构示意图，其工作原理为：当盛水器内的水温升高至一定温度时，水

沿导管进入盛有咖啡粉的玻璃杯中，在平衡球作用下，原来水平的平衡杆绕O点转动，盛水器抬升.冷却一段时间

后，玻璃杯中的咖啡液体又倒吸进入盛水器，咖啡冲泡完成.

(1)当密封的盛水器内水温升高到一定程度时，其内部的热水开始自动沿导管进入玻璃杯，则此时盛水器内的

压强P肉与外接大气压P。的大小关系为：p内_p。.

(2)该咖啡机的平衡球重2.4N,盛水器自重5N,以0为支点，平衡球与盛水器重力的力臂之比为5:2.当盛水

器内的水为多少牛时，盛水器开始抬升?(写出计算过程，平衡杆和导管的质量不计)

(3)打开出水开关，使0.2kg的咖啡流入重为1N的水杯中，若水杯底部与水平桌面的接触面积

为20on2,则水杯对桌面的压强是多少Pa?(写出计算过程，g取10N/kg)

4在建的杨泗港长江大桥是武汉市第十座长江大桥，大桥的两个桥塔均为钢沉井基础，其中2号桥塔的钢沉井

在距桥位上游20公里的工厂拼装完成后，采用气囊法整体下水，是世界上同类方法下水质量最大的钢沉井.

甲乙

图3-6-7

(1)如图3-6-7甲所示，在钢沉井的底部两侧塞满气囊，松开固定的钢沉井的钢索后，钢沉井便顺着倾斜的江滩

滑入水中钢沉井入水后能自己滑行数百米，这是由于—托在钢沉井底部的气囊充气成圆筒状是为了

(2)钢沉井下水后，依靠拖船将其拖行至指定位置当拖船对钢沉井输出的总功率为5000kW时，Imin内将钢

沉井匀速拖行了120m,试估算这段时间内江水对钢沉井的阻力.

(3)工人们将钢板焊接成有18个大小相同的方形孔的钢沉井，其俯视图如图3-6-7乙所示钢沉井的长、宽和高

分别为77m、40m和23m,质量为6225t.经测算，这样的钢沉井自行滑入江中稳定后，水面下的高度会达到7.5m.

为了让钢沉井在江中被拖行时能顺利通过一些浅滩，下水前用质量为31t的钢板在钢沉井底部将一些方形孔密封起

来，使钢沉井水面下的高度降到了3.2m.请求出钢沉井底部被密封的方形孔的个数.

5.(江苏无锡中考)图3-6-8甲是某型号的抽水马桶水箱进水控制装置的示意图，浮子是有上底无下底的圆柱形

容器，中间有圆柱形的孔(图3-6-8乙是浮子的放大示意图),壁的厚度忽略不计，浮子通过孔套在直杆上，并与调

节螺母紧密相连，手动上下移动调节螺母，可以使浮子的位置随之上下移动，轻质细杆AB可绕O点旋转，A端

与直杆底端相连，B端装有塞子，当水箱的

进水孔进水，水面接触到浮子下端后，浮子内的空气开始被封闭压缩，随着水位继续上升，浮子上升带动直

杆向上运动，当水位上升到一定高度，AB杆处于水平位置时，塞子压住进水孔，进水孔停止进水.

图3-6-8

(1)为测出浮子上底面的面积，给你刻度尺、量筒和水，请完成实验.

①将浮子倒置后，用刻度尺测出浮子内的深度h；

②将浮子装满水；

③浮子上底面的面积表达式：(用所测量物理量的符号表示).

(2)若浮子上升的过程中内部被封闭的空气不泄露，用上述方法测得的浮子上底面的面积为外界大气压为浮

子、直杆、细杆AB、塞子的重力及所受浮力均不计，忽略所有摩擦，当进水孔停止进水时，浮子内的气体压强为

外界大气压强的L2倍，求此时：①浮子上底面所受内外气体压力差为多大？

②OA长6cm,OB长4cm,塞子受到水的压力为多大？

(3)科学研究表明，一定质量的气体，在温度不变时，其压强与体积成反比，当进水孔的水压过大时，塞子被

冲开，水箱内的水位超过一定高度，会使水溢出，若通过移动调节螺母的方法保证马桶正常使用，应如何移动调

节螺母.

6.Argo浮标广泛应用于台风预测、海洋资源开发等领域，浮标结构如图369所示，坚硬壳体外下方装有可

伸缩油囊，当液压式柱塞泵将壳体内的油注入油囊时，油囊排开水的体积等于注入油的体积，当油囊中的油全部

被抽回壳内时，油囊体积忽略不计，已知浮标总质量为55kg,其中含油20kg,浮标壳体体积油的密度为海水密度

取g取10N/kg.求

(D该浮标下沉20m,浮标总重力做的功；

(2)液压式柱塞泵将壳体中的油全部注入油囊时，浮标最终露出水面的体积.

图3-6-9

7.三峡升船机是目前世界上技术最难、规模最大的升船机.过往船只驶入升船机中装满水的船厢后，可以竖直

升降，大大缩短船只过坝的时间，为了确保运行的安全性，工程师们建造三峡升船机前设计、比对了多种升降船

厢的方式.“水力浮筒式”也是其中一种受到广泛关注的升降船厢方式，图3610是它的工作原理图.当进水阀关闭、

排水阀打开时，竖井中水位下降，两个相同的浮筒也随之下降，船厢就会上升；反之船厢就会下降.已知船厢装满

水后船厢和水的总质量为每个浮筒的质量为求：

(1)若升船机承载着装满水的船厢匀速竖直下行100m,则重力对船厢和船厢里的水做的功；

(2)当质量为的船只驶入装满水的船厢，船厢上升到与上游水位相平时(即图中所示位置)，进水阀、排水阀都

关闭，此时每个浮筒排开水的体积.(不计钢绳和滑轮的重力及摩擦)

学思路

铺垫1

答案如下图所示:

解析由题意可知，锻炼时手在B点用力向上举手柄将A点的配重抬高，手柄上的力的方向向上，可知阻力的

作用点在A点，方向是向下的，按照力的示意图的画法画出阻力的示意图；从支点分别向力的作用线作垂线，垂

线段即为力臂.

铺垫2

答案解：⑴由图象可知v=2m/s,匀速运动的时间t=6s,

电梯匀速上升的高度：h=vt=2m/sx6s=12m;

(2)对重的重力G球=m硼g=400kgxION/kg=4x103N,对重下降高度h=12m,

对重的重力做的功Ml球逆=G^Ji=4x103Wx12m=4.8x104J\

(3)由平衡条件知，G犷+F=G舔裾硼+G何留物/故电动机钢丝绳对轿厢的拉力：

=(1000+500-400)kgxl0N/kg=l.lxi04N;

有用侧厚/温可逆

电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率：

P=/=/=Fu=1.1x104Nx2m/s=2.2X104W;

(4)对重的作用：以其自身重力去平衡轿厢侧所悬挂的重力，减小电动机轮与钢丝绳之间的摩擦力，减小电动

机的功率，延长钢丝绳寿命等.

答:(1)电梯匀速上升的高度是12m;

(2)电梯匀速运动阶段，对重的重力做的功是4.8x104j.

(3)电梯匀速运动时，电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率是2.2x104亚；

(4)对重的作用：以其自身重力去平衡轿厢侧所悬挂的重力，减小电动机轮与钢丝绳之间的摩擦力，减小电动

机的功率，延长钢丝绳寿命等.

压轴题

答案解：(1)压力的作用点在轮胎接触面的中点上，过作用点作垂直于地面，并指向水平面的力；如图所示；

（2）根据p=河得，水对喷孔的压力：FE=PS=1x107Pax5x10-5m2=500N,水枪的功率：

p='='=Fv=SOONx10m/s=5OOO14Z;

（3）由P=:可得，转化的电能W,=Pt=lkWxlh=lkWh,

由普=2可得，转化的内能/2=-九则减小的机械能:W=lkW-h+^-kW-h=^-kW-h=^x

W216161699

3.6x106/=1x1O7J,

由图象丙可知，列车减小的速度为10m/s=10><3.6km/h=36km/h,

则列车的速度将会减小到72km/h-36km/h=36km/h.

答：（1）轮胎对接触面压力的示意图见上图.

（2）水枪的功率至少为5000W;

（3）列车的速度将会减小到36km/h.

提能力

1.答案（1）涨潮时，外海水位高于内湖，此时开启进水闸门，关闭出水闸门，外海与内湖构成连通器，根据

连通器原理，两处水位相平，海水流入内湖；退潮时，外海水位低于内湖，此时开启出水闸门，关闭进水闸门，

外海与内湖构成连通器，根据连通器原理，两处水位相平，湖水流进外海；

（2）进水纳潮时段发电更适合，因为贫笃湖的水位大部分时间低于外海水位，进水纳潮时段发电可获得更多的

电能.

2.答案颈部肌肉的拉力与低头角度大小有什么的关系?（或颈部肌肉拉动头颅低头是省力还是费力?）；

适当抬高手机屏幕（或尽量减小低头的角度；不要长时间低头看手机，•低头时间久了应适当做仰头运动缓解颈

椎承受的压力等）.

解析在图乙中，F的力臂为LoB，作出头颅的重力G的力臂Lo,如图所示：

由图知,在RtAACO中,L。=OAsin0,根据杠杆的平衡条件F/I=可得,GL0=FLOB,

则颈部肌肉的拉力F=受=Gx.xsine,可见,人低头的角度越大，sin0越大，则头百页的重力的力臂越大；

LOBLot

在头颅重力和肌肉拉力的力臂不变的条件下，头颅的重力的力臂越大，颈部肌肉的拉力就越大.针对上面得出

的结论提出探究的问题（或猜想）是：

颈部肌肉的拉力与低头角度大小有什么的关系?（或颈部肌肉拉动头颅低头是省力还是费力?）由于人低头的角度

越大，G的力臂越大，在头颅重力和肌肉拉力的力臂不变的条件下，则颈部肌肉的拉力就越大；所以要预防和延

缓颈部肌肉损伤提出的合理化建议是：可适当抬高手机屏幕（或尽量减小低头的角度；不要长时间低头看手机，•低

头时间久了应适当做仰头运动缓解颈椎承受的压力等）.

3.答案解：(1)当密封的盛水器内水温升高到一定程度时，盛水器内水的上方空气受热膨胀，且水蒸气逐渐增

多，内部气压增大，大于外界大气压，在内部气压作用下水流入玻璃杯中；

(2)由杠杆平衡条件得：

G球xL\=G圆锥侧XL2,

则盛水器的总重：

GxLi

「球2.4NX5,..

G紫水锥侧=丁=k=6州

所以，盛水器内水的重：

G"Gy—G.N=6N—5N=IN;

水棱锥侧汤8

(3)咖啡的重：

G加水=梯解=0.2kgx10N/kg=2N,

整个水杯对桌面压力：

F=G+G=2N+1N=3N,

圆锥侧插

受力面积：S=20cm2=2x10^m2,

水杯对桌面的压强：

P=W=M%=18xl03Pa.

答：⑴盛水器内的压强P内与外接大气压P。的大小关系为：P肉〉P。；

(2)当盛水器内的水为1N时，盛水器开始抬升；

(3)水杯对桌面的压强是:1.5x1(Fpa.

4.答案解：(1)钢沉井便顺着倾斜的江滩滑入水中后，由于具有惯性，会继续向下运动；托在钢沉井底部的气

囊充气成圆筒状，用利用滚动代替滑动以减小摩擦；

(2)拖船将钢沉井匀速拖行，受到的拉力与阻力是一对平衡力，即F=f,

拖行速度：v='-=工^=2m/s,由P=—=—=Fv=fv,得:f=2='"I。亚=2.5x106N;

~t60sttv2m/s

(3)设每一个方形孔的面积为S,第二次密封的孔有n个,

钢沉井自行滑入江中稳定后，第一次钢沉井平衡时，F%=G

动侧M

F/P”和

33

所以：p磬(S级—Sn)h=mg,SR=18S,1.0x10kg/mxlON/kgx(77mx40m—18S)x7.5m=6225x

103kgxlON/kg,

解得：S=125m2;

钢板在钢沉井底部将一些方形孔密封起来，第二次平衡时，=G硼+G疯/

浮侧恻

即:嚎卜级一=+

l.Ox103kg/m3x1ON/kgx[77mx40m-(18-n)S]x3.2m=(6225+31)xl03kgxl0N/kg,

解得:n=9.

答:⑴惯性;减小摩擦；

(2)江水对钢沉井的阻力为2.5x10,N;

⑶钢沉井底部被密封的方形孔的个数为9个.

5.答案解：(1)测浮子上底面的面积的步骤：

①将浮子倒置后，用刻度尺测出浮子内的深度h;

②将浮子装满水，利用量筒测出浮子里面水的体积V;

③根据V=Sh可得，浮子上底面的面积表达式Sk=%

(2)①已知浮子内的气体压强p=1.2po,则浮子内外气体压强差：4P=p_pg=1.2po-p0=0.2po=0.2X

1.0x10?a=2x10中a,浮子上底面所受内外气体压力差：AF=ApS=2x10个ax10x10=20M方向向

±；

②浮子上底面所受内外气体压力差△F=20N,由于浮子通过孔套在直杆上，则浮子对直杆A端向上的作用力

为FA=F=2ON,

以细杆AB为研究对象，AB处于水平位置时，其两端受力情况如图所示：

调节螺母正直杆

塞子受到水向上的压力

(实为进水孔上下水的压力差)

一塞子

48杆处于水平位置进水孔塞子压住进水孔

根据杠杆的平衡条件可得：

FA-0A=FB-OB,

所以，塞子受到水的压力：

「FA-0A20Nx6cm

卜R=------=-----------=30/Vn7：

bOB4cm

(3)当进水孔的水压过大时，应适当向下移动螺母，减小浮子内部气体的体积，使浮子内部的压强变大，则A

端受到的向上的拉力就变大，根据杠杆的平衡条件可知塞子对水的压力就变大，则塞子就不容易冲开.

答：(1)②利用量筒测出浮子里面水的体积v;③V//.

(2)20N;30N;

(3)当进水孔的水压过大时，应适当向下移动螺母，使浮子内部的压强变大，A受到的向上的拉力就变大，根

据杠杆的平衡条件可知塞子受到的压力就变大，则塞子就不容易冲开.

6.答案解:(1)已知浮标总质量m=55kg,浮标总重力:G=mg=55kgxlON/kg=55ON;该浮标下沉20m,浮标总重力做

W：W=Gh=550Nx20m=l.lxl04J;

(2)浮标最终处于漂浮状态，所以F肉=G=550N,

由阿基米德原理尸两=p成1/相可得，整个浮标排开水的体积：

]7—汤—______550N_______00ssm3.

和p型l.OxlO3kg/mixlON/kg''

由P=尧I得,油囊的体积：

m

%=%=*=四猊/3=0.025加,由于油囊是浸没