2025年中考物理壓軸題專項練習：力學在生活中的應(yīng)用（含解析）

力學在生活中的應(yīng)用

講方法

隨著中考政策的不斷改革，考綱中對“考查學生解決處理實際問題的能力”這一要求不斷提升，隨之而來的就

是與生活相結(jié)合的題型不斷增多，分值不斷加重.對于這種類型的題目，我們一般會采用以下的思路解題：

第一步：通讀題面并分析.在讀題的過程中，我們要抓住兩點，一點是要理解題目中涉及的器材、現(xiàn)象與我們

學習過的哪些物理模型相類似或相關(guān)聯(lián)，可以將其簡化為我們熟知的物理模型；另一點是要抓住題目中提到的條

件，尤其是要分析隱含條件、圖表等信息，將其轉(zhuǎn)化為物理模型中所涉及的物理量和物理關(guān)系；

第二步：根據(jù)分析出來的物理模型進行受力分析，并由受力分析、物理關(guān)系列出一些物理方程，并將對應(yīng)的

物理量帶入；

第三步：運用數(shù)學知識求解物理方程.

學思路

鋪墊1

如圖3-6-1甲所示為市民在公園鍛煉上肢力量的畫面.該器材相當于一根杠桿①（杠桿自重不計）,圖3-6-1乙為

其簡化圖，鍛煉時手在B點用力向上舉手柄將A點的配重抬高，達到鍛煉上肢的目的.請在圖3-6-1乙中畫出動力

臂L、阻力Fz及力臂L2.

甲乙

圖3-6-1

鋪墊2

電梯是高層住宅必備的交通工具.如圖3-6-2甲所示是某種升降電梯工作原理圖，它由轎廂、對重、電動機、

鋼絲繩、滑輪等部件連接組成.電動機和對重通過鋼絲繩分別給轎廂施加拉力，連接轎廂的兩根鋼絲繩非?？拷?

轎廂與對重的運動方向始終相反.對重的質(zhì)量為400kg,空轎廂的質(zhì)量是500kg,額定載重量是1000kg,某次電梯

滿載上升時的v-t圖象如圖3-6-2乙所示.不計鋼絲繩重力和一切摩擦,g=10N/kg.

圖3-6-2

(1)電梯勻速上升的高度是多少？

(2)電梯勻速運動階段，對重的重力做的功是多少?

(3)電梯勻速運動時，電動機鋼絲繩對轎廂拉力的功率是多少?

(4)簡述對重的作用.(至少兩條)

壓軸題

(湖北武漢中考)如圖3-6-3甲是中國自主研制的首列永磁動力單軌列車，其亮點是列車可以小角度轉(zhuǎn)彎，安裝

有高壓細水霧滅火系統(tǒng)和制動發(fā)電裝置.

圖3-6-3

(1)當列車轉(zhuǎn)彎時，水平輪胎發(fā)生形變，起到導(dǎo)向和穩(wěn)定作用.如圖3-6-3乙是輪胎與接觸面的平面圖，請在圖

3-6-3乙中畫出輪胎對接觸面壓力的示意圖.

(2)當高壓細水霧系統(tǒng)中水槍工作時，水對噴孔的壓強「=lOMPa,,水霧噴出的速度U2lOm/s,若噴孔的總

面積S=5x1。一五2,則水槍的功率至少為多少瓦?(不計大氣壓強)

(3)列車制動減速的過程中，機械能轉(zhuǎn)化為電能和內(nèi)能.當列車在平直軌道上制動減速時，電能Wi與內(nèi)能W2

之比為9：16,如圖3-6-3丙是機械能的變化量,△W與速度變化量△彷勺關(guān)系圖象.若列車從72km/h開始減速,

轉(zhuǎn)化的電能可供總功率為1OOOW的照明燈正當發(fā)光lh,則列車的速度將會減小到多少千米/時？

提能力

1廈門城市名片管笛湖(如圖364所示)原稱賞警港.本是一處避風塢，素有“篁笛漁火”盛譽.海堤圍筑后箕萼港

由海灣變?yōu)閮?nèi)湖，海水交換的天然通道被切斷.管雪湖的水位大部分時間低于外海水位，目前主要利用西堤進水閘

門、出水閘門實施進水納潮和排放潮水，實現(xiàn)潮水與海水交換，從而改善湖水水質(zhì)和生態(tài)環(huán)境.

(1)請結(jié)合物理知識簡述利用閘門納潮或排水的過程.(納潮或排水任選其一作答)

(2)有人建議可利用納潮或排水兩個時段進行潮汐發(fā)電，請指出哪個時段更適合，并說明判斷依據(jù).

圖3-6-4

2.“低頭族”正成為現(xiàn)代社會的一個流行詞(如圖3-6-5甲)，有報道說，低頭時，能讓頸椎多約270N的拉力,

為此，小明與課外小組的同學們制作了一個頭白頁模型進行模擬實驗，如圖3-6-5乙，把人的頸椎成支點0,頭百頁模

型的重量為G,頭顱模型與重力作用下可繞支點。轉(zhuǎn)動，A點為頭顱模型的重心，B點為肌肉拉力的作用點.將細

線的一端固定在B點，用測力計拉著細線模擬測量肌肉的拉力，頭顱模型在轉(zhuǎn)動過程中，細線拉力的方向始終垂

直于0B,如圖3-6-5丙，讓頭百頁模型從豎直狀態(tài)開始轉(zhuǎn)動，通過實驗完成相關(guān)記錄，根據(jù)上面提供的信息，請你

提出一個該課外小組探究的問題(或猜想),并根據(jù)客觀事實，提出一條關(guān)于“預(yù)防和延緩頸部肌肉損

傷”的合理化建議：

丙

圖3-6-5

3.如圖3-6-6是某品牌自動咖啡機及其結(jié)構(gòu)示意圖，其工作原理為：當盛水器內(nèi)的水溫升高至一定溫度時，水

沿導(dǎo)管進入盛有咖啡粉的玻璃杯中，在平衡球作用下，原來水平的平衡桿繞O點轉(zhuǎn)動，盛水器抬升.冷卻一段時間

后，玻璃杯中的咖啡液體又倒吸進入盛水器，咖啡沖泡完成.

(1)當密封的盛水器內(nèi)水溫升高到一定程度時，其內(nèi)部的熱水開始自動沿導(dǎo)管進入玻璃杯，則此時盛水器內(nèi)的

壓強P肉與外接大氣壓P。的大小關(guān)系為：p內(nèi)_p。.

(2)該咖啡機的平衡球重2.4N,盛水器自重5N,以0為支點，平衡球與盛水器重力的力臂之比為5:2.當盛水

器內(nèi)的水為多少牛時，盛水器開始抬升?(寫出計算過程，平衡桿和導(dǎo)管的質(zhì)量不計)

(3)打開出水開關(guān)，使0.2kg的咖啡流入重為1N的水杯中，若水杯底部與水平桌面的接觸面積

為20on2,則水杯對桌面的壓強是多少Pa?(寫出計算過程，g取10N/kg)

4在建的楊泗港長江大橋是武漢市第十座長江大橋，大橋的兩個橋塔均為鋼沉井基礎(chǔ)，其中2號橋塔的鋼沉井

在距橋位上游20公里的工廠拼裝完成后，采用氣囊法整體下水，是世界上同類方法下水質(zhì)量最大的鋼沉井.

甲乙

圖3-6-7

(1)如圖3-6-7甲所示，在鋼沉井的底部兩側(cè)塞滿氣囊，松開固定的鋼沉井的鋼索后，鋼沉井便順著傾斜的江灘

滑入水中鋼沉井入水后能自己滑行數(shù)百米，這是由于—托在鋼沉井底部的氣囊充氣成圓筒狀是為了

(2)鋼沉井下水后，依靠拖船將其拖行至指定位置當拖船對鋼沉井輸出的總功率為5000kW時，Imin內(nèi)將鋼

沉井勻速拖行了120m,試估算這段時間內(nèi)江水對鋼沉井的阻力.

(3)工人們將鋼板焊接成有18個大小相同的方形孔的鋼沉井，其俯視圖如圖3-6-7乙所示鋼沉井的長、寬和高

分別為77m、40m和23m,質(zhì)量為6225t.經(jīng)測算，這樣的鋼沉井自行滑入江中穩(wěn)定后，水面下的高度會達到7.5m.

為了讓鋼沉井在江中被拖行時能順利通過一些淺灘，下水前用質(zhì)量為31t的鋼板在鋼沉井底部將一些方形孔密封起

來，使鋼沉井水面下的高度降到了3.2m.請求出鋼沉井底部被密封的方形孔的個數(shù).

5.(江蘇無錫中考)圖3-6-8甲是某型號的抽水馬桶水箱進水控制裝置的示意圖，浮子是有上底無下底的圓柱形

容器，中間有圓柱形的孔(圖3-6-8乙是浮子的放大示意圖),壁的厚度忽略不計，浮子通過孔套在直桿上，并與調(diào)

節(jié)螺母緊密相連，手動上下移動調(diào)節(jié)螺母，可以使浮子的位置隨之上下移動，輕質(zhì)細桿AB可繞O點旋轉(zhuǎn)，A端

與直桿底端相連，B端裝有塞子，當水箱的

進水孔進水，水面接觸到浮子下端后，浮子內(nèi)的空氣開始被封閉壓縮，隨著水位繼續(xù)上升，浮子上升帶動直

桿向上運動，當水位上升到一定高度，AB桿處于水平位置時，塞子壓住進水孔，進水孔停止進水.

圖3-6-8

(1)為測出浮子上底面的面積，給你刻度尺、量筒和水，請完成實驗.

①將浮子倒置后，用刻度尺測出浮子內(nèi)的深度h；

②將浮子裝滿水；

③浮子上底面的面積表達式：(用所測量物理量的符號表示).

(2)若浮子上升的過程中內(nèi)部被封閉的空氣不泄露，用上述方法測得的浮子上底面的面積為外界大氣壓為浮

子、直桿、細桿AB、塞子的重力及所受浮力均不計，忽略所有摩擦，當進水孔停止進水時，浮子內(nèi)的氣體壓強為

外界大氣壓強的L2倍，求此時：①浮子上底面所受內(nèi)外氣體壓力差為多大？

②OA長6cm,OB長4cm,塞子受到水的壓力為多大？

(3)科學研究表明，一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變時，其壓強與體積成反比，當進水孔的水壓過大時，塞子被

沖開，水箱內(nèi)的水位超過一定高度，會使水溢出，若通過移動調(diào)節(jié)螺母的方法保證馬桶正常使用，應(yīng)如何移動調(diào)

節(jié)螺母.

6.Argo浮標廣泛應(yīng)用于臺風預(yù)測、海洋資源開發(fā)等領(lǐng)域，浮標結(jié)構(gòu)如圖369所示，堅硬殼體外下方裝有可

伸縮油囊，當液壓式柱塞泵將殼體內(nèi)的油注入油囊時，油囊排開水的體積等于注入油的體積，當油囊中的油全部

被抽回殼內(nèi)時，油囊體積忽略不計，已知浮標總質(zhì)量為55kg,其中含油20kg,浮標殼體體積油的密度為海水密度

取g取10N/kg.求

(D該浮標下沉20m,浮標總重力做的功；

(2)液壓式柱塞泵將殼體中的油全部注入油囊時，浮標最終露出水面的體積.

圖3-6-9

7.三峽升船機是目前世界上技術(shù)最難、規(guī)模最大的升船機.過往船只駛?cè)肷瑱C中裝滿水的船廂后，可以豎直

升降，大大縮短船只過壩的時間，為了確保運行的安全性，工程師們建造三峽升船機前設(shè)計、比對了多種升降船

廂的方式.“水力浮筒式”也是其中一種受到廣泛關(guān)注的升降船廂方式，圖3610是它的工作原理圖.當進水閥關(guān)閉、

排水閥打開時，豎井中水位下降，兩個相同的浮筒也隨之下降，船廂就會上升；反之船廂就會下降.已知船廂裝滿

水后船廂和水的總質(zhì)量為每個浮筒的質(zhì)量為求：

(1)若升船機承載著裝滿水的船廂勻速豎直下行100m,則重力對船廂和船廂里的水做的功；

(2)當質(zhì)量為的船只駛?cè)胙b滿水的船廂，船廂上升到與上游水位相平時(即圖中所示位置)，進水閥、排水閥都

關(guān)閉，此時每個浮筒排開水的體積.(不計鋼繩和滑輪的重力及摩擦)

學思路

鋪墊1

答案如下圖所示:

解析由題意可知，鍛煉時手在B點用力向上舉手柄將A點的配重抬高，手柄上的力的方向向上，可知阻力的

作用點在A點，方向是向下的，按照力的示意圖的畫法畫出阻力的示意圖；從支點分別向力的作用線作垂線，垂

線段即為力臂.

鋪墊2

答案解：⑴由圖象可知v=2m/s,勻速運動的時間t=6s,

電梯勻速上升的高度：h=vt=2m/sx6s=12m;

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

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

(3)由平衡條件知，G獷+F=G舔裾硼+G何留物/故電動機鋼絲繩對轎廂的拉力：

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

有用側(cè)厚/溫可逆

電動機鋼絲繩對轎廂拉力的功率：

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

(4)對重的作用：以其自身重力去平衡轎廂側(cè)所懸掛的重力，減小電動機輪與鋼絲繩之間的摩擦力，減小電動

機的功率，延長鋼絲繩壽命等.

答:(1)電梯勻速上升的高度是12m;

(2)電梯勻速運動階段，對重的重力做的功是4.8x104j.

(3)電梯勻速運動時，電動機鋼絲繩對轎廂拉力的功率是2.2x104亞；

(4)對重的作用：以其自身重力去平衡轎廂側(cè)所懸掛的重力，減小電動機輪與鋼絲繩之間的摩擦力，減小電動

機的功率，延長鋼絲繩壽命等.

壓軸題

答案解：(1)壓力的作用點在輪胎接觸面的中點上，過作用點作垂直于地面，并指向水平面的力；如圖所示；

（2）根據(jù)p=河得，水對噴孔的壓力：FE=PS=1x107Pax5x10-5m2=500N,水槍的功率：

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

（3）由P=:可得，轉(zhuǎn)化的電能W,=Pt=lkWxlh=lkWh,

由普=2可得，轉(zhuǎn)化的內(nèi)能/2=-九則減小的機械能:W=lkW-h+^-kW-h=^-kW-h=^x

W216161699

3.6x106/=1x1O7J,

由圖象丙可知，列車減小的速度為10m/s=10><3.6km/h=36km/h,

則列車的速度將會減小到72km/h-36km/h=36km/h.

答：（1）輪胎對接觸面壓力的示意圖見上圖.

（2）水槍的功率至少為5000W;

（3）列車的速度將會減小到36km/h.

提能力

1.答案（1）漲潮時，外海水位高于內(nèi)湖，此時開啟進水閘門，關(guān)閉出水閘門，外海與內(nèi)湖構(gòu)成連通器，根據(jù)

連通器原理，兩處水位相平，海水流入內(nèi)湖；退潮時，外海水位低于內(nèi)湖，此時開啟出水閘門，關(guān)閉進水閘門，

外海與內(nèi)湖構(gòu)成連通器，根據(jù)連通器原理，兩處水位相平，湖水流進外海；

（2）進水納潮時段發(fā)電更適合，因為貧篤湖的水位大部分時間低于外海水位，進水納潮時段發(fā)電可獲得更多的

電能.

2.答案頸部肌肉的拉力與低頭角度大小有什么的關(guān)系?（或頸部肌肉拉動頭顱低頭是省力還是費力?）；

適當抬高手機屏幕（或盡量減小低頭的角度；不要長時間低頭看手機，?低頭時間久了應(yīng)適當做仰頭運動緩解頸

椎承受的壓力等）.

解析在圖乙中，F(xiàn)的力臂為LoB，作出頭顱的重力G的力臂Lo,如圖所示：

由圖知,在RtAACO中,L。=OAsin0,根據(jù)杠桿的平衡條件F/I=可得,GL0=FLOB,

則頸部肌肉的拉力F=受=Gx.xsine,可見,人低頭的角度越大，sin0越大，則頭百頁的重力的力臂越大；

LOBLot

在頭顱重力和肌肉拉力的力臂不變的條件下，頭顱的重力的力臂越大，頸部肌肉的拉力就越大.針對上面得出

的結(jié)論提出探究的問題（或猜想）是：

頸部肌肉的拉力與低頭角度大小有什么的關(guān)系?（或頸部肌肉拉動頭顱低頭是省力還是費力?）由于人低頭的角度

越大，G的力臂越大，在頭顱重力和肌肉拉力的力臂不變的條件下，則頸部肌肉的拉力就越大；所以要預(yù)防和延

緩頸部肌肉損傷提出的合理化建議是：可適當抬高手機屏幕（或盡量減小低頭的角度；不要長時間低頭看手機，?低

頭時間久了應(yīng)適當做仰頭運動緩解頸椎承受的壓力等）.

3.答案解：(1)當密封的盛水器內(nèi)水溫升高到一定程度時，盛水器內(nèi)水的上方空氣受熱膨脹，且水蒸氣逐漸增

多，內(nèi)部氣壓增大，大于外界大氣壓，在內(nèi)部氣壓作用下水流入玻璃杯中；

(2)由杠桿平衡條件得：

G球xL\=G圓錐側(cè)XL2,

則盛水器的總重：

GxLi

「球2.4NX5,..

G紫水錐側(cè)=丁=k=6州

所以，盛水器內(nèi)水的重：

G"Gy—G.N=6N—5N=IN;

水棱錐側(cè)湯8

(3)咖啡的重：

G加水=梯解=0.2kgx10N/kg=2N,

整個水杯對桌面壓力：

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

圓錐側(cè)插

受力面積：S=20cm2=2x10^m2,

水杯對桌面的壓強：

P=W=M%=18xl03Pa.

答：⑴盛水器內(nèi)的壓強P內(nèi)與外接大氣壓P。的大小關(guān)系為：P肉〉P。；

(2)當盛水器內(nèi)的水為1N時，盛水器開始抬升；

(3)水杯對桌面的壓強是:1.5x1(Fpa.

4.答案解：(1)鋼沉井便順著傾斜的江灘滑入水中后，由于具有慣性，會繼續(xù)向下運動；托在鋼沉井底部的氣

囊充氣成圓筒狀，用利用滾動代替滑動以減小摩擦；

(2)拖船將鋼沉井勻速拖行，受到的拉力與阻力是一對平衡力，即F=f,

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

~t60sttv2m/s

(3)設(shè)每一個方形孔的面積為S,第二次密封的孔有n個,

鋼沉井自行滑入江中穩(wěn)定后，第一次鋼沉井平衡時，F(xiàn)%=G

動側(cè)M

F/P”和

33

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

103kgxlON/kg,

解得：S=125m2;

鋼板在鋼沉井底部將一些方形孔密封起來，第二次平衡時，=G硼+G瘋/

浮側(cè)惻

即:嚎卜級一=+

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

解得:n=9.

答:⑴慣性;減小摩擦；

(2)江水對鋼沉井的阻力為2.5x10,N;

⑶鋼沉井底部被密封的方形孔的個數(shù)為9個.

5.答案解：(1)測浮子上底面的面積的步驟：

①將浮子倒置后，用刻度尺測出浮子內(nèi)的深度h;

②將浮子裝滿水，利用量筒測出浮子里面水的體積V;

③根據(jù)V=Sh可得，浮子上底面的面積表達式Sk=%

(2)①已知浮子內(nèi)的氣體壓強p=1.2po,則浮子內(nèi)外氣體壓強差：4P=p_pg=1.2po-p0=0.2po=0.2X

1.0x10?a=2x10中a,浮子上底面所受內(nèi)外氣體壓力差：AF=ApS=2x10個ax10x10=20M方向向

±；

②浮子上底面所受內(nèi)外氣體壓力差△F=20N,由于浮子通過孔套在直桿上，則浮子對直桿A端向上的作用力

為FA=F=2ON,

以細桿AB為研究對象，AB處于水平位置時，其兩端受力情況如圖所示：

調(diào)節(jié)螺母正直桿

塞子受到水向上的壓力

(實為進水孔上下水的壓力差)

一塞子

48桿處于水平位置進水孔塞子壓住進水孔

根據(jù)杠桿的平衡條件可得：

FA-0A=FB-OB,

所以，塞子受到水的壓力：

「FA-0A20Nx6cm

卜R=------=-----------=30/Vn7：

bOB4cm

(3)當進水孔的水壓過大時，應(yīng)適當向下移動螺母，減小浮子內(nèi)部氣體的體積，使浮子內(nèi)部的壓強變大，則A

端受到的向上的拉力就變大，根據(jù)杠桿的平衡條件可知塞子對水的壓力就變大，則塞子就不容易沖開.

答：(1)②利用量筒測出浮子里面水的體積v;③V//.

(2)20N;30N;

(3)當進水孔的水壓過大時，應(yīng)適當向下移動螺母，使浮子內(nèi)部的壓強變大，A受到的向上的拉力就變大，根

據(jù)杠桿的平衡條件可知塞子受到的壓力就變大，則塞子就不容易沖開.

6.答案解:(1)已知浮標總質(zhì)量m=55kg,浮標總重力:G=mg=55kgxlON/kg=55ON;該浮標下沉20m,浮標總重力做

W：W=Gh=550Nx20m=l.lxl04J;

(2)浮標最終處于漂浮狀態(tài)，所以F肉=G=550N,

由阿基米德原理尸兩=p成1/相可得，整個浮標排開水的體積：

]7—湯—______550N_______00ssm3.

和p型l.OxlO3kg/mixlON/kg''

由P=堯I得,油囊的體積：

m

%=%=*=四猊/3=0.025加,由于油囊是浸沒