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※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
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试卷第4页,总4页
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初中物理竞赛试题
第I卷〔选择题〕
一、单项选择题
,总路程为12m,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〔〕
.8m//s
,把一个质量为l00g的土豆放进盛满水的盆里,有90***溢出,那么〔〕
,结果发现木块浮在水面上,而石块却沉入水中,就此现象,以下分析正确的选项是〔〕
,,所受浮力小于自身的重力
,所受浮力大于自身的重力
,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,图乙中能正确反响弹簧秤示数F和圆柱体下外表到水面的距离h关系的图像是〔〕
.
,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;假设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。
:4
:5
,增加了200Pa
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第II卷〔非选择题〕
请点击修改第II卷的文字说明
二、实验题
。
〔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。
“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选项是____。
A.①是假设,②③是实验事实,④是实验推论
B.①②③④都是实验事实
C.①②是实验事实,③④是实验推论
D.①②③是实验事实,④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________。
,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,.
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〔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:________________________________________。
、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。以下列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
,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__________________;假设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_______________。
,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
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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。
,假设此时将手的握力增加到10N,那么手与瓶子之间摩擦力的大小为___N;假设再向瓶内加水,那么手与油瓶之间摩擦力的大小将____。〔选填“增大〞或“减小〞“不变〞〕
,体积是5dm3,把它投入水中,物体静止后受到的浮力为________N。
,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。
,在水下某深度时,上外表受到15N的压力,下外表受到20N的压力,那么此时铁块受到的浮力是_______N;当铁块下沉到某位置时,上外表受到的压力增大为20N时,下外表受到的压力是_____N。
,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,那么金属球的密度为_______kg/m3
四、解答题
,浸没在水中称重〔弹簧测力计的示数〕,,求物体的密度和这种液体的密度。g取10N/kg
,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10N/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,那么该液体密度为_______kg/m3.
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参考答案
【解析】前一半的时间为,后一半的时间为,,所以整个路程中的平均速度为v=st==,故应选B
【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。
【解析】土豆受到的重力,由阿基米德原理可知土豆受到的浮力等于它排开水的重力即,
所以,由浮沉条件可知土豆会下沉,故应选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。
所以此题应选B
【解析】从金属块下外表开始进入水中起,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和圆柱体下外表到水面的距离h关系。
【点睛】此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。
【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ρ. 
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
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那么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,
那么当 时压强的增加量为ΔP=120Pa34VV=160Pa,D正确,应选D。
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。
【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。
〔摩擦力〕
【解析】①②③的情景是实验现象,由该现象可以得出结论:水平外表越光滑,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④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根底上,通过进一步的推理而概括得出结论的方法。
8.
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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=,由浮力的计算公式可知,第5次受到的浮力为,
第6、7、8次实验中受到的浮力均为。
〔2〕将表格中的数据依次对应描点并连线如下列图。
〔3〕由图像可以看出圆柱体所受浮力大小F浮与圆柱体下外表所处的深度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。
、,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,假设示数相同,那么与形状无关,假设示数不同,那么与形状有关
【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
〔4〕假设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;假设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】此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,假设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。
〔或刹车〕向左拐弯减小空气阻力
【解析】列车的运行时间t=10h10min=616h
全程的平均速度v=st=1220km616h=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。
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【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。
【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10N,手与瓶子之间的摩擦力仍为2N;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】此题属于易错题,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。
【解析】物体完全浸入水中时受到的浮力,所以物体会上浮,最终静止时漂浮在液面上,受到的浮力等于自身重力40N。
【点睛】此题是一个易错题,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。
【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。
【解析】浮力产生的原因是液体对浸入的物体下外表和上外表的压力差,所以,物体下沉后,上下外表所在位置增加的深度是相同的,上下外表所受到的液体压强增加量也是相同的,由公式=PS可知:上下外表所受到的液体压力增加量也是相同的,即下外表受到的压力为25N。
【解析】由可得,,所以;
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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;
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,那么物体质量为;
由得,
所以金属球的密度为。
点睛:此题考查了压强、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。
;×103kg/m3.
【解析】【试题分析】
此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。
此题的第二小问就不能再按照求物体的质量和体积分别进行了,因为液体的质量和体积均是不确定量,只能利用浮力的计算公式的变形式进行计算。
【第一问】物体的质量
物体在水中受到的浮力
所以物体的体积
物体密度
【第二问】物体在液体中受到的浮力
由公示得==
18.〔1〕3;×103;〔2〕变大;〔3〕2;×103;〔4〕×103.
【解析】试题分析:当物体没有接触水时,物体受到重力和拉力作用,此时F=G,当物体进入水中之后,物体受到重力和拉力和浮力的作用,它们的关系为F+F浮=G,
〔1〕分析图象数据可以得出结论:在物体A没有浸没之前,弹簧测力计的示数为3N,即物体重力为
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3N;
放在水平桌面上时对桌面的压力F=G=3N,
=×103Pa;
〔2〕物体浸入水中到完全浸没;物体排开的水逐渐变大,由于水未溢出,那么水面逐渐升高,根据p=ρgh可知水对容器底部的压强的变大;
〔3〕由图2可知:完全浸没时,弹簧测力计的拉力为F=1N,所以此时受到的浮力为F浮=G﹣F=3N﹣1N=2N;
由F浮=ρgV排可得:物体体积2×10﹣4m3;
由G=mg=ρVg得:ρ物==×103kg/m3.
〔4〕由图2虚线所示可知:完全浸没另一种未知液体时,弹簧测力计的拉力为F′=,所以此时受到的浮力为F浮′=G﹣F=3N﹣=;由F浮=ρgV排可得:未知液体==×103kg/m3
考点:浮力