初中物理竞赛试题和答案解析

初中物理竞赛试题初中物理竞赛试题 第第 I I 卷 选择题 卷 选择题 一 单选题一 单选题 1 某一物体做变速直线运动 总路程为 12m 已知它在前一半路程的速度为 4m s 后一 半路程的速度为 6m s 那么它在整个路程中的平均速度是 A 4m s B 4 8m s C 5m s D 6m s 2 小梅帮妈妈做饭时 把一个质量为 l00g 的土豆放进盛满水的盆里 有 90g 水溢出 则 A 土豆会浮在水面上 B 土豆会沉入盆底 C 土豆会悬浮在水中 D 无法判断 3 将一小石块和小木块抛入一杯水中 结果发现木块浮在水面上 而石块却沉入水中 就此现象 下列分析正确的是 A 木块受到浮力 石块不受浮力 B 石块沉入水中 所受浮力小于自身的重力 C 木块受到的浮力一定大于石块所受的浮力 D 木块浮在水面上 所受浮力大于 自身的重力 4 如下图甲所示 将一挂在弹簧秤下的圆柱体金属块缓慢浸入水中 水足够深 在圆柱体接触容器底之前 图乙中能正确反应弹簧秤示数F和圆柱体下表面到水面的 距离h关系的图像是 A B C D 5 如图所示 将一长方体木块放入水平放置的圆柱形盛水容器中静止时 木块有 1 4 的体积露出水面 这时容器底部受到水的压强跟木块未放入水中时相比 增大了 150Pa 若在木块上放一块铁块 使木块刚好全部压入水中 且木块没接触容器底部 A 木块的密度为 0 4g cm3 B 则铁块的重力与木块重力之比是 1 4 C 则铁块的重力与木块重力之比是 1 5 D 这时容器底部所受水的压强跟木块未放入水中时相比 增加了 200Pa 第第 IIII 卷 非选择题 卷 非选择题 请点击修改第 II 卷的文字说明 二 实验题二 实验题 6 如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景 1 小华将系于小卡片两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮 在线的两端挂上钩码 使作用在小卡片上的两个拉力方向 并通过调整 来改变 拉力的大小 2 当小卡片平衡时 小华将小卡片转过一个角度 松手后小卡片 能 不 能 平衡 设计此实验步骤的目的是为了探究二力平衡时 两个力必须满足 的条件 3 为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡 小华下一步的操作是 将卡 片 4 在探究同一问题时 小明将木块放在水平桌面上 设计了如图乙所示的实验 同 学们认为小华的实验优于小明的实验 其主要原因是能减少木块受到的 对实验的影响 5 小华在探究活动结束后想到物体的平衡状态包括静止和匀速直线运动状态 那如 何探究物体做匀速直线运动时的二力平衡条件呢 小明提出了自己的实验方案 用弹 簧测力计拉着钩码在 水平方向 竖直方向 任意方向 做匀速直线运动 根据 观察到弹簧测力计的读数 的现象 可以得出结论 物体静止时的二 力平衡条件同样适用于物体处于匀速直线运动状态 7 如图是探究 阻力对物体运动的影响 的过程 1 根据图中情景可以判断以下说法正确的是 A 是假设 是实验事实 是实验推论 B 都是实验事实 C 是实验事实 是实验推论 D 是实验事实 是实验推论 2 每次让小车从斜面同一高度由静止滑下 目的是 记下 小车最终停在水平面上的位置 可知小车受到的阻力越小 小车运动的路程越 3 其中运动的小车在木板上最终停下来 是因为小车在水平方向上受 8 实验中学物理课外实验小组 为了探究物体浸在水中不同深度所受浮力的变化情况 进行了如下的实验 将一挂在弹簧测力计下的圆柱型金属体 高度为 10cm 缓慢浸入 水中 水足够深 从圆柱体接触水面至接触容器底之前 分别记下圆柱体下表面所处 的深度 h 和弹簧测力计的示数 F 实验数据如下表 1 请将后 4 次实验计算出的浮力填入表格 2 依据表中数据 在右边的坐标系中画出浮力 F浮与深度 h 关系的图象 3 通过对图象的分析 你得到的结论是 9 小明同学用一个弹簧测力计 一个金属块 两个相同的烧杯 分别装有一定量的水 和煤油 对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究 下图表示探究过程及有关数据 1 分析图 B C D 说明浮力大小跟 有关 2 分析图 说明浮力大小跟液体密度有关 3 物体完全浸没在煤油中所受的浮力是 N 4 小明还想探究浮力大小与物体形状或浸没后的深度是否有关 选择其一简述实验方 法 三 填空题三 填空题 10 从汉口开往北京的列车 晚上 21 11 开车 第二天早上 7 21 到达北京 两地间铁 路线长 1220Km 列车全程运行的平均速度是 Km h 为庆祝这次提速 某乘 务员买了一只绣球挂在正常行驶的车厢顶棚上 一乘客看见绣球突然向前方摆动 说 明列车正在 若绣球突然向右侧摆动 说明列车正在 高速列车设计成子弹头形 主要目的是为了 11 重 50N 的物体静止在粗糙水平面上 当用 5N 的水平力向右推它时没有推动 物体 所受摩擦力为 N 当将水平向右的推力增大到 10N 时 物体刚好由静止开始做匀速 直线运动 此时物体的受摩擦力大小为 N 方向为 当将水平向右的 推力增大到 15N 时 物体沿推力方向做加速直线运动 此时物体所受到的滑动摩擦力 为 N 12 用 5N 的力握住重 2N 的玻璃瓶子悬空静止不动 若此时将手的握力增加到 10N 则手与瓶子之间摩擦力的大小为 N 若再向瓶内加水 则手与油瓶之间摩擦力的大 小将 选填 增大 或 减小 不变 13 一物体重 40N 体积是 5dm3 把它投入水中 物体静止后受到的浮力为 N 14 如图 将同一物体分别放入 a b 两种液体中 由图可知 物体在 a 液体中受到的 浮力 填 大于 等于 或 小于 在 b 液体中受到的浮力 15 一正方体铁块 在水下某深度时 上表面受到 15N 的压力 下表面受到 20N 的压 力 则此时铁块受到的浮力是 N 当铁块下沉到某位置时 上表面受到的压力 增大为 20N 时 下表面受到的压力是 N 16 盛有水的圆柱形容器置于水平桌面上 如图甲所示 容器对桌面的压力为 10N 容器对桌面的压强为 p1 用细线拴一金属球 将金属球浸没在液体中 如图乙所示 容器对桌面的压强为 p2 将细线剪断 金属球沉到容器底部 如图丙所示 金属球对 容器底部的压力为 8N p1 p2 5 7 金属球浸没在水中的浮力为 N 则金属球 的密度为 kg m3 四 解答题四 解答题 17 一个物体重 2 N 浸没在水中称重 弹簧测力计的示数 1 75 N 浸没在某种液 体中称重 1 8 N 求物体的密度和这种液体的密度 g 取 10N kg 18 图甲是小勇研究弹簧测力计的示数 F 与物体 A 下表面离水面的距离 h 的关系实验 装置 其中 A 是底面积为 25 cm2的实心均匀圆柱形物体 用弹簧测力计提着物体 A 使其缓慢浸入水中 水未溢出 得到 F 与 h 的关系图像如图乙中实线所示 g 取 10 N kg 1 物体 A 重为 N 将它放在水平桌面上时对桌面的压强为 Pa 2 浸没前 物体 A 逐渐浸入水中的过程中 水对容器底部的压强将 填 变大 变小 或 不变 3 完全浸没时 A 受到水的浮力为 N A 的密度为 kg m3 4 小勇换用另一种未知液体重复上述实验并绘制出图乙中虚线所示图像 则该液体密 度为 kg m3 参考答案参考答案 1 B 解析 前一半的时间为 后一半的时间为 全程的总时间为 2 5s 所以整个路程中的平 均速度为 故应选 B v s t 12m 2 5s 4 8m s 点睛 平均速度不是速度的平均值 而是总路程与总时间的比值 2 B 解析 土豆受到的重力 由阿基米德原理可知土豆受0 1kg 10N kg1NGmg 到的浮力等于它排开水的重力即 0 09kg 10N kg0 9NFGm g 浮排排 所以 由浮沉条件可知土豆会下沉 故应选 B FG 浮 3 B 解析 一切浸入液体中的物体都受到浮力作用 所以石块和木块都受浮力 故 A 错误 根据浮沉条件可知 当受到的浮力小于自身重力时 物体会下沉 故 B 正确 由于不明确它们排开水的体积的大小关系 所以无法比较二者所受浮力的大小关系 故 C 错误 木块浮在水面处于静止状态 有二力平衡条件可知浮力等于自身重力 故 D 错误 所以本题应选 B 4 A 解析 从金属块下表面开始进入水中起 金属块排开水的体积逐渐增大 所受浮力逐渐 增大 所以弹簧测力计的示数逐渐减小 当金属块完全浸没入水中后 再继续增大深度 排开水的体积也不再变化 所受浮力也不变了 因此弹簧测力计示数也不再变化 所以只 有 A 图像符合弹簧秤示数F和圆柱体下表面到水面的距离h关系 点睛 本题中金属块始终是在同一种液体中 所以整个过程要围绕着金属块排开水的体 积变化情况进行分析所受浮力的大小变化特点 5 D 解析 设木块的体积为V 木块重力为G1 铁块的重力为G2 水的密度为 由得 当木块单独漂浮在水面上时 此时木块受到的浮力 因为木块漂浮 木块受到的重力等于浮力 即 所以木块密度为 A 错 2 当在木块上放一铁块 使木块刚好全部压入水中时 此时的木块和铁块整体处于漂浮 排开的水的体积等于木块的体积 V 所以整体受到的浮力等于木块和铁块总重力 即 所以 则铁块的重力与木块重力之比为 BC 错误 3 当时 压强增大了 120Pa 则当 时压强的增加量为 D 正确 故选 D P 120Pa 3 4V V 160Pa 点睛 通过木块漂浮求出木块密度和水的密度关系 根据木块和铁块整体漂浮 浮力等于 总重力 求得铁块和木块重力的比值关系 容器底部增加的压强可以通过比值关系求得 6 相反 钩码的数量 不能 作用在同一条直线上 剪成两半 摩擦力 竖直方向 不 变 解析 因为力的三要素为大小 方向 作用点 要探究二力平衡的条件 就要围绕着这 三个因素分别进行 分别通过改变力的大小 方向 作用点 观察研究对象能否保持平衡 以及在什么情况下保持平衡 保持平衡时力的大小 方向 作用点有何特点 从而得出二 力平衡条件 实验中卡片受到的拉力大小是通过改变钩码的重力 改变作用给绳子的拉力大小的 所以 改变钩码的数量可以改变拉力大小 小华将小卡片转过一个角度 松手后小卡片不能平衡 而平衡时 两边的绳子又在一条直 线上 说明了两个力平衡必须满足 作用在同一条直线上 的条件 由于我们研究的是二力平衡的条件 所以要尽量减小其他力的影响 小明将木块放在水平 桌面上时 木块受到桌面的摩擦力较大 对实验的影响较大 所以不如小华的科学 静止和匀速直线运动是平衡状态的两种形式 二力平衡条件适用 7 D 使小车到达平面时的初速度相同 远 非平衡力 摩擦力 解析 的情景是实验现象 由该现象可以得出结论 水平表面越光滑 小车受 到的阻力越小 速度减小的越慢 滑行的距离越远 由此可以推理得出 如果水平面绝对 光滑 小车将不受任何阻力 所以可以滑行无限远 因此 属于实验推论 点睛 这是物理中常用的实验理想推理的科学方法 该方法是在经验事实基础上 通过 进一步的推理而概括得出结论的方法 8 圆柱型金属体所受的浮力与圆柱型金属体所排开水的体积成 正比 解析 1 由第 1 次实验数据可知物体的重力G 4 75 N 由浮力的计算公式 可知 第 5 次受到的浮力为 FGF 示浮 4 75N2 75N2 00N 第 6 7 8 次实验中受到的浮力均为 4 75N2 25N2 50N 2 将表格中的数据依次对应描点并连线如图所示 3 由图像可以看出圆柱体所受浮力大小 F浮与圆柱体下表面所处的深度 h 成正比 而圆 柱体的横截面积是一定的 由圆柱体体积公式V Sh可知 金属体所受的浮力与圆柱型金属 体所排开水的体积成正比 9 物体排开液体的体积 D E 2 4 用弹簧测力计测出一块橡皮泥的物重 G 然后将 橡皮泥捏成两种不同的形状 先后浸没于同一杯水中 测出两次弹簧测力计的示数 F1 F2 若示数相同 则与形状无关 若示数不同 则与形状有关 解析 1 由 B C D 图可以看出测力计示数逐渐减小 说明了金属块所受浮力逐渐增 大 而金属块排开水的体积也逐渐增大 所以可以说明在同一种液体中 物体排开液体的 体积越大 受到的浮力越大 2 要想说明浮力大小跟液体密度有关 必需让物体在不同液体中 排开相同的液体体积 的情况下进行实验探究 所以应选择 D E 两次实验 3 物体在煤油中受到的浮力10N7 6N2 4NF 浮 4 若想探究浮力大小与物体形状是否有关 就要让物体排开液体的体积 液体密度保持 不变 改变物体形状 比较弹簧测力计示数大小是否变化 若要探究浮力大小与物体浸没 在液体中的深度是否有关 就要让物体分别浸没在同一种液体的不同深度 比较弹簧测力 计示数大小是否发生变化 点睛 本题主要考查对控制变量法的理解应用 由于浮力大小与多个因素有关 若要探 究跟某个因素是否有关 必须要保持其他有可能影响浮力大小的因素都不变 这也是控制 变量法的内涵 10 120 减速 或刹车 向左拐弯 减小空气阻力 解析 列车的运行时间 t 10h10min 61 6 h 全程的平均速度 v s t 1220km 61 6 h 120km h 原来绣球随车一起匀速运动 由于惯性绣球的运动速度和方向不会变化 突然向前摆动说 明了绣球相对于车厢向前运动 可见车厢在做减速运动 突然向右侧摆动说明了绣球相对 于车厢向右运动 可见车厢在向左转弯 高速列车设计成子弹头形状 可以减小迎风面积 从而减小空气阻力 11 5 10 水平向左 10 解析 当用 5N 的水平力向右推它时没有推动 物体仍是处于静止状态 此时物体所受到 的是静摩擦力 和水平推力是一对平衡力 所以摩擦力大小等于水平推力 5N 当将水平向 右的推力增大到 10N 时 物体刚好做匀速直线运动 物体也是处于平衡状态 此时受到的 是滑动摩擦力 和水平推力是一对平衡力 所以摩擦力大小等于水平推力 10N 方向为水 平向左 当推力增大到 15N 时物体虽然做加速直线运动 但是受到的仍是滑动摩擦力 而 滑动摩擦力大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关 但这两个因素都没变 所以物体受 到的滑动摩擦力仍为 10N 点睛 当物体题处于平衡状态时 摩擦力大小等于其平衡力 当物体做加速或减速运动 时受到的滑动摩擦力大小总等于其匀速直线运动时所受到的摩擦力大小 12 2 增大 解析 因为瓶子在手中处于静止状态 属于平衡状态 而瓶子只在竖直方向上受到重力 和摩擦力 所以摩擦力的大小总等于重力大小 所以即使握力增大到 10 N 手与瓶子之间 的摩擦力仍为 2 N 当向瓶内加水后 瓶的总重力增大了 所以手与瓶子的摩擦力也增大 了 点睛 本题属于易错题 容易简单地认为手对瓶子的压力越大摩擦力越大 那是在影响 滑动摩擦力大小的因素中 压力越大摩擦力越大 分析此类问题的关键是要抓住物体始终 处于静止状态 根据二力平衡的知识进行分析 13 40 解析 物体完全浸入水中时受到的浮力 所以物体会上浮 3333 1 0 10 kg m10N kg 5 10 m50NFV gG 浮液排物 最终静止时漂浮在液面上 受到的浮力等于自身重力 40 N 点睛 本题是一个易错题 容易直接代入公式直接计算 并将计算结果作FV g 浮液排 为答案 而忽略了 静止后受到的浮力 这一关键条件 所以解决这类问题的关键步骤是 要先比较浮力和重力的大小关系 再根据浮沉条件判断出物体静止时的位置才能得出结果 14 等于 解析 同一物体在两种液体中分别处于悬浮和漂浮状态 所受到的浮力都等于自身受到 的重力 所以物体在 a 液体中受到的浮力等于在 b 液体中受到的浮力 点睛 当液体密度和物体排开的液体体积都不相等时 就不能再用公式 FV g 浮液排 进行比较了 比较同一物体在两种液体中所受的浮力大小关系时 要借助于物体所受重力 是一定的 根据在两种液体中的浮沉情况 明确两次所受浮力和自身重力的大小关系 再 得出两次所受浮力的大小关系 15 5 5 解析 浮力产生的原因是液体对浸入的物体下表面和上表面的压力差 所以 物体下沉后 上下表面所在位置增加的深度是相20N 15N5NFFF 浮向上向下 同的 上下表面所受到的液体压强增加量也是相同的 由公式 PS可知 上下表面所受F 到的液体压力增加量也是相同的 即下表面受到的压力为 25 N 16 4 3000 解析 由可得 所以 F P S 1121 2 2 5 7 PFFF PSSF 1 10FN 2 14FN 图乙中压力增加量等于小球所受到的浮力大小 所以金属球浸没在水中的浮力为 21 14104FFFNNN 浮 图丙中小球受到竖直向下的重力 竖直向上的浮力和容器底面对小球的支持力 所以 即 所以 则物体质量为 FGF 丙压 浮 84NGN 12GN 1 2 G mkg g 由得 FgV 浮水排 43 33 4 4 10 1 10 10 FN VVm gkg mN kg 浮 物排 水 所以金属球的密度为 33 43 1 2 3 10 4 10 mkg kg m Vm 物 点睛 本题考查了压强 重力 二力平衡和阿基米德原理的综合应用 入手点是能从三图 中找到金属球重力和浮力之间的关系 17 8000kg m3 0 8 103kg m3 解析 试题分析 本题第一问主要考查用弹簧测力计间接测量固体密度的方法 我们在分析解题思路时 仍 要围绕着求物体的质量和体积分别进行 物体的质量m可以由其重力G求得 物体体积V 只能利用物体浸没在水中时V V排来求 而V排可以利用物体在水中受到的浮力求出 所以 我们解题步骤就要从求浮力开始 本题的第二小问就不能再按照求物体的质量和体积分别进