初中物理竞赛难题选编讲解.pdf
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1、初中物理竞赛难题选编第一部分第一部分 运动学运动学1.1.为了监督司机是否遵守限速规定,交管部门在公路上安装了周定测速仪。汽车向放置在道路中间的测速仪匀速驶来,测速仪向汽车发出两次短促的超声波信号。第一次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时0.5s,第一次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时 0.3s,若发出两次信号的时间问隔是1.1s,超声波的速度是340m/s,则()A.汽车接收到第一次信号时,距测速仪170m B.汽车接收到第一次信号时,距测速仪102mC.汽车的速度是 34m/sD.汽车的速度是 30.9m/s2.2.如图,青蛙从 P 点出发过河,各排间距及障碍物厚
2、度均为 d,同排间距为 c,且障碍物的长度和移动速度如图所示(v1v2),青蛙只能以一恒定速度运动,求青蛙能顺利过河的最小速度。(dc)第 2 题第 3 题3.3.如图乙,长杆AB 中间搁在高为 h 的墙上,接触点为C,A端以恒定速率 v 沿水平地面运动,当 AC 为 2h 时,B 点向 c 点接近的速率为_4.4.为保障交通安全,对公路上的行车速度就要有一定的限制,因此要对公路上过往的车辆进行车速的检测.通常高速公路上用超声波测速仪测量车速,测速仪发出并接收被车辆反射回的脉冲信号,根据发出和接收的信号时间差,可以算出被测车辆的速度.设车辆匀速驶向检测者,当汽车行至某一位置时,测速仪发出第一个
3、脉冲信号,后经汽车反射后被测速仪接收,测速仪记录下从发射到接收信号历时t1=0.4s;在发出第一个信号后t=1.0 s时又发出第二个信号,之后经t2=0.3 s又收到了反射信号.超声波在空气中的速度是v=340 m/s,求汽车在先后两次反射超声波脉冲信号时间内的位移x 和汽车速度的大小。5.5.一辆实验小车沿水平地面上的长直轨道向右做匀速直线运动,有一台能发出细光束的激光器装在离地面 10m 的小转台 M 上,转台可在竖直面内匀速转动,使激光束在竖直平面内沿逆时针方向扫描。(1)当光束与MN 的夹角为 45时,光束正好射到小车上,如果紧接转过 15,光束又射到小车上,所用时间为 0.5 秒,作
4、图并求小车运动的速度?(2)再经过 2 秒,光束能否照到与地面平行距地面15 米的的平面镜上(平面镜足够大)?光束能否再次射到运动的小车上?请定量分析。6.6.如图河道宽 L=100m,河水越到河中央流速越大,假定流速大小u=0.4x(x 是离河岸的垂直距离,0 xL/2)一艘船静水中的航速V 是 10m/s,它自A 处出发,船头垂直河岸方向渡河到达对岸 B 处,则过河时间为_s,AB 直线距离为_m-1-第 6 题第 7 题第 8 题7.7.如图所示是自行车传动结构的示意图,其中是半径为 r1的牙盘(大齿轮),是半径为r2的飞轮(小齿轮),是半径为r3的后轮,假设脚踏板的转速为n(r/s),
5、则自行车前进的速度为_.8.8.如图所示,一块橡皮用细线悬挂于 O 点,现用支铅笔贴着细线的左侧水平向右以速度 v匀速移动,运动中始终保持铅笔的高度不变、悬挂橡皮的那段细线竖直,则运动到图中虚线所示位置时,橡皮的速度情况是()(A)水平方向速度大小为vcos(B)竖直方向速度大小为 vsin(C)速度大小为 v(D)速度方向与水平方向间的夹角为9.9.设雨点下落过程中所受空气阻力大小与雨点半径的平方成正比,现有两个密度相同大小不同的雨点从同一高度的云层静止起下落,那么先到达地面的是 _(填“大”或“小”)雨点,接近地面时速度较小的是_(填“大”或“小”)雨点。10.10.如图所示,一小物块初速
6、 v1,开始由 A 点沿水平面滑至 B 点时速度为 v2,若该物块仍以速度 v1 从 A 点沿两斜面滑动至B 点时速度为 v,已知斜面和水平面与物块的动摩擦因数相同,则()A.v2v2 B.v2F2 B.F1=F2 C.F1F2 D.无法确定29.29.如图所示,将粗细相同的两段均匀棒A 和 B 粘合在一起,并在粘合处用绳悬挂起来,棒恰好处于水平位置并保持平衡。如果 A 的密度是 B 的密度的 2 倍,则 A 与 B 的长度之比为_,A 与 B 的重力之比为_。第 29 题第 30 题第 32 题30.30.如图所示,光滑水平地面上固定一带光滑滑轮的竖直杆,用轻绳系着小滑块绕过滑轮,用恒力 F
7、1 水平向左拉滑块的同时,用恒力 F2 拉右侧绳端,使滑块从 A 点起由静止开始向右运动,经过 B 后至 C 点,若 ABBC,则滑块()(A)从 A 点至 B 点 F2 做的功大于从 B 点至 C 点 F2 做的功(B)从 A 点至 B 点 F2 做的功小于从 B 点至 C 点 F2 做的功(C)从 A 点至 C 点 F2 做的功可能等于滑块克服 F1 做的功-9-(D)从 A 点至 C 点 F2 做的功可能大于滑块克服 F1 做的功31.31.如图所示,AB 为匀质杆,其重为G,它与竖直墙面成 角。BC 为支撑 AB 的水平轻杆。A、B、C 三处均用铰链连接,且ABC 位于竖直平面内。则B
8、C 杆对 B 端铰链的作用力大小为_,A 端铰链对 AB 杆的作用力大小为_。32.32.如图所示,光滑细杆竖直固定在天花板上,定滑轮A、B 关于杆对称,轻质圆环 C 套在细杆上,通过细线分别与质量为M、m(Mm)的物块相连现将圆环C 在竖直向下的外力 F 作用下缓慢向下移动,滑轮与转轴间的摩擦忽略不计则在移动过程中()(A)外力 F 保持不变(B)杆对环 C 的作用力不断增大(C)杆对环 C 的作用力与外力 F 合力不断增大(D)杆对环 C 的作用力与外力 F 合力的方向保持不变33.33.如图所示,在柱形容器中装有部分水,容器上方有一可自由移动的活塞。容器水面浮有一个木块和一个一端封闭、开
9、口向下的玻璃管,玻璃管中有部分空气,系统稳定时,玻璃管内空气柱在管外水面上方的长度为 a,空气柱在管外水面下方的长度为 b,水面上方木块的高度为 c,水面下方木块的高度为 d。现在活塞上方施加竖直向下、且缓缓增大的力 F,使活塞下降一小段距离(未碰及玻璃管和木块),下列说法中正确的是()(A)d 和 b 都减小(B)只有 b 减小(C)只有 a 减小(D)a 和 c 都减小第 33 题第 35 题第 36 题第 39 题34.34.车质量为 1000kg,发动机最大输出功率为84kW。卡车由静止出发,开上倾角为30的斜坡,已知摩擦力为车重的0.1 倍。求:(1)卡车在坡路上匀速行驶的最大速度;
10、(2)如果卡车在坡路上匀速向上行驶的最大速度为8m/s,求卡车所装货物的质量。35.35.如图所示,一根均匀细棒,上端A 处用一铰链与天花板相连,下端B 用一铰链与另一均匀细棒相连,两棒的长度相等。两棒在图示的竖直面内运动,且不计铰链处的摩擦。当在 C端加一个适当的外力(在纸面内)可使两棒平衡在图示的位置处,即两棒间的夹间为 900,且C 端正处在 A 端的正下方。(1)不管两棒质量如何,此外力只可能在哪个范围?(用图中序号表示);(2)如果 AB 棒的质量 m1=1.0 千克,BC 棒的质量 m2=2.0 千克,求此外力的大小和方向。36.36.如图所示,质量为M,半径为R 的均匀圆形薄板可
11、以绕光滑的水平轴A 在竖直平面内转动,AB 是它的直径,O 是它的圆心,重力加速度为g。现在薄板上挖去一个直径为R 的圆,则圆板的重心将从 O 点向左移动_R 的距离,在 B 点作用一个垂直于 AB 的力 F 使薄板平衡,此时 AB 恰处于水平位置,则 F=_。37.37.人骑自行车上坡,坡长 200m,坡高 10m,人和车的质量共 100kg,人蹬车的牵引力为 100N,若在坡底时自行车的速度为10m/s,到坡顶时速度为 4m/s.(g 取 10N/kg)。求:(1)上坡过程中-10-人克服阻力做多少功?(2)人若不蹬车,以 10ms 的初速度冲上坡,能在坡上行驶多远?38.38.“水刀”是
12、将普通的水加压,使其从口径为 0.2mm 的喷嘴中以 800m/s 至 1000m/s 的速度射出的水射流,它可以切割软质材料。试求水射流的最大切割功率为多少?(保留两位小数)39.39.如图所示是一种钳子,O 是它的转动轴,在其两手柄上分别加大小恒为F、方向相反的两个作用力,使它钳住长方体工件 M,工件的重力可忽略不计,钳子对工件两侧的压力大小都为 N。若加一沿虚线方向的力拉工件,则以下说法中正确的是()(A)要将工件拉出,向右拉比向左拉容易,(B)向右拉工件时压力N 将增大,(C)要将工件拉出,向左拉比向右拉容易,(D)要将工件拉出,向右拉与向左拉相同40.40.在一个大而密封、盛有水的容
13、器的底部,倒覆着一只质量为 m 的碗。碗的外形是圆柱形,其半径和高均为 R,碗的内表面是半球形,其半径是R,碗内注满水银。然后缓缓地从容器中抽水。试求:(1)当容器中水的高度h 为多大时,碗才开始脱离容器地底部,水银开始从碗沿流出?(2)当容器内的水全部抽完,且不计水汽地压强时,碗内水银地高度h1。已知水的密度 和水银密度 1。球冠体积公式为 VH2(R-H/3)第 40 题第 41 题第 42 题41.41.一端封闭的玻璃管自重为 G,内装一段高为 h 的水银柱,封闭了一定质量的理想气体,现将玻璃管封闭端用弹簧秤悬起,另一端没入水银槽中,如图所示,当玻璃管没入一定深度后,弹簧 秤的 示数为G
14、,若当时 的大 气压强为P,则 此时管 内上方气 体的压 强为_,玻璃管内、外水银面的高度差x 为。(设玻璃管壁的厚度不计)。4242.如图,两截半径分别为2R 和 R 的圆筒,底部放在同一水平面上,大筒内装的高度为H、密度为 的液体,现把连接两筒的阀门打开,使两筒中液体高度相等,则这一过程中重力做功为_。43.43.质量为 m、长为的三根相同的匀质细棒对称地搁在地面上,三棒的顶端 O 重合,底端 A、B、C 的间距均为,如图所示:(1)求 A 棒顶端所受的作用力 F 的大小。(2)若有一质量也是m 的人(视为质点)坐在 A 棒的中点处,三棒仍保持不动,这时A 棒顶端所受作用力 F 的大小又为
15、多大?(3)在(2)情况下,地面与棒之间的静摩擦系数 至少多少?第 43 题第 44 题第 45 题44.44.如图所示,一个质量均匀分布的直杆搁置在质量均匀的圆环上,杆与圆环相切,系统静止在水平地面上,杆与地面接触点为A,与环面接触点为B。已知两个物体的质量线密度均为,直杆与地面夹角为,圆环半径为R,所有接触点的摩擦力足够大。求:(1)地给圆环-11-的摩擦力。(2)求 A、B 两点静摩擦系数的取值范围。45.45.如图所示,匀质管子 AB 长为 L,重为 G,其 A 端放在水平面上,而点 C 则靠在高 h=L/2的光滑铅直支座上,设管子与水平面成倾角=45,处于平衡时,它与水平面之间的动摩
16、擦因数的最小值。46.46.如图,一个质量 M、棱边长为 L 的立方体放在粗糙的平面上,在左上棱施力,使立方体向前或向后翻转,立方体不与平面发生相对滑动,求向前和向后施加力的最小值以及对应的摩擦因素。第 46 题第 47 题第 48 题47.47.如图所示,方桌重 G=100 N,前后腿与地面的动摩擦因数=0.2,桌的宽与高相等。求:(1)拉力 F、地面对前、后腿的支持力和摩擦力。(2)设前、后腿与地面间的静摩擦因数0=0.6。在方桌的前端用多大水平力拉桌可使桌子以前腿为轴向前翻倒?48.48.滑轮支承点 A 和 B 可以把梁水平“固定”,每一滚轮作用于梁的力不能超过 F0,否则滚轮将损坏,梁
17、的质量为m,长为L,两滚轮间的水平距离为,如图所示,问梁的一端允许悬挂的最大荷载是多少?梁应如何放置?49.49.如图,在水平面上垒砖,每块砖都是均匀的,长都是L。每垒一块砖都往同一边移过L/a距离,a 是整数。问最多熊垒几块砖却不倒?第 49 题第 50 题第 51 题第 52 题50.50.如图所示,均匀细棒的密度为,长度为l,静挂在细线的下端,线系在定点O 上,下方的广口杯中装有足够深的液体,其密度为 0,若将杯子缓慢地竖直上移,以逐渐增加棒浸入液体的深度,当液面上升到一定高度时,试讨论棒发生偏斜自行回复竖直的条件。51.51.半径等于 r 的半球形水池内充满了水如图所示,把池内的水完全
18、抽出至少要做多少功?第第 5151 题参考答案:题参考答案:1/4gr452.52.如图所示,斜板与水平方向夹角为,用与竖直方向夹角为 的大小为 F 的力使质量为 m的物体静止在斜板的某位置上,求:(1)这个物体受到斜板对它的压力大小为多少?(2)斜板对它的摩擦力大小为多少?53.53.物体 A 放在水平面上与半径为r 的圆柱体 B 用跨过定滑轮的细线相连接,半径为R 的圆柱体 C 穿过细绳后搁在 B 上,三个物体的质量分别为mA0.8kg,mBmC0.1kg。现让它们由静止开始运动,B 下降 h10.5m 后,C 被内有圆孔(半径为 R)的支架 D 挡住(rRR),而 B 穿过圆孔继续下降,
19、当 B 再下降 h20.3.3m 时才停止下落,运动的初末状态分别如图甲、乙所示。试求物体 A 与水平面间的动摩擦因数。滑轮的摩擦、细线和C 之间的摩擦以及空气阻力均不计,g 取 10m/s2。-12-第 53 题第 54 题54.54.如图,一把正常使用的自动雨伞,关于其中弹簧的状态,正确的说法是()(A)无论雨伞收起或打开,弹簧都受到压力。(B)无论雨伞收起或打开,弹簧都受到拉力。(C)雨伞打开时,弹簧受到压力;雨伞收起时,弹簧受到拉力。(D)雨伞打开时,弹簧受到拉力;雨伞收起时,弹簧受到压力。55.55.开始时一根质量分布均匀的木棒是漂浮在水面上,现将其沿竖直方向缓缓上提,如图所示,在此
20、过程中 角始终大于零度小于 90 度,则关于拉力 F 的大小说法正确的是()A.始终变大 B.始终变小 C.始终不变 D.条件不足无法确定第 55 题第 56 题第 57 题56.56.一木块前端有一滑轮,绳的一端系在右方固定处,另一端穿过滑轮用恒力F 拉住保持两股绳之间的夹角 不变,如图所示。当用力拉绳使木块前进 s 时,力 F 对木块做的功(不计绳重和摩擦)是()A.Fscos B.Fs(1cos)C.2Fscos D.2Fs57.57.一根左端封闭的 U 型细玻璃管,管内有 A、B 两段被汞柱封闭的空气柱,当时的大气压强为 P0=75cmHg,各段汞柱的长度如图所示:h1=5cm,h2=
21、18cm,h3=23cm。则空气柱 B的压强为_,空气柱 A 的压强为_.58.58.两端开口、粗细均匀的 U 型玻璃管开口向上竖直放置,两段水银柱中间封有一定质量的理想气体,其液面高度差如图所示,则如果向右管倒入少量水银后,图中的 h2将_;如果向左管倒入少量水银后,图中的h2将_(均选填“增大”“不变”或“减小”)第 58 题第 59 题第 60 题第 61 题59.59.A、B 是两只固定在地面上的气缸,它们的活塞用硬质细杆相连,两气缸内装有气体,温-13-度相同,图中活塞处于静止状态,活塞之间与大气相通,如果先固定活塞使两气缸内气体升高相同温度,压强增加量为 PA,PB然后再释放活塞,
22、则可能发生的情况是()A固定活塞时,PA=PB,释放活塞时活塞不移动B固定活塞时,PAPB,释放活塞时活塞向右移动D固定活塞时,PAPB,释放活塞时活塞向左移动60.60.如图所示,上端封闭的均匀细玻璃管开口向下竖直放置,管长80cm,离管口35cm 处有一开口通过开关 K 与外界相通当 K 关闭时,管内有齐管口长 60cm 的汞柱,大气压强保持 75cmHg 不变现打开K 使之与外界相连通,待稳定后,管内残留的汞柱高度为_cm,管内气柱长度为_cm。61.61.容器水平面底部有一个大小为ab 的长方形洞,用边长为bcc 的平行六面体盖住此洞,使面 cc 的一条对角线是竖直的,容器中慢慢注入密
23、度为 的液体,求平行六面体的质量 M 为多大时候,才能使得它在任何液面下都不会浮起?62.62.正方形木筏大小为 220.3m3,由密度为 800kg/m3的木块制成,一质量为 80kg 的同学站在木筏上,当他站在正中央时,木块露出水面多高?当他应该站在离开木筏中心多远处时候,能使木筏一头浸没在水中?第 62 题第 63 题第 64 题第 65 题63.63.竖直平面内放一直角杆AOB,杆的水平部分粗糙,动摩擦因数=0.20,杆的竖直部分光滑,两部分各套有质量分别为2.0kg 和 1.0kg 的小球 A 和 B,A、B 间用细绳相连。此时A、B 均处于静止状态,已知 OA=3m,OB=4m.若
24、 A 球在水平拉力 F 的作用下向右缓慢地移动1m,那么:(1)该过程中拉力 F 做功多少?(2)若用 20N 的恒力拉 A 球向右移动 1m 时,A 的速度达到 2m/s,则此过程中产生的内能为多少?64.64.如图所示,挡板垂直于斜面固定在斜面上,一滑块m 放在斜面上,其上表面呈弧形且左端最薄,一球 M 搁在挡板与弧形滑块上,一切摩擦均不计,用平行于斜面的拉力F 拉住弧形滑块,使球与滑块均静止,现将滑块平行于斜面向上拉过一较小的距离,球仍搁在挡板与滑块上且仍处于静止状态,则与原来相比()A木板对球的弹力增大 B滑块对球的弹力增大C斜面对滑块的弹力不变 D拉力 F 减小65.65.如图所示三
25、根不可伸长的相同的轻绳,一端系在甲环上,彼此间距相等。绳穿过与甲环半径相同的乙环,另一端用同样的方式系在半径较大的丙环上。甲环固定在水平面上,整个系统处于平衡,忽略绳与乙环之间的摩擦。下列说法中正确的是()A每根绳对乙环的作用力均竖直向上B每根绳对乙环的作用力均背向环心C乙环对三根绳的总作用力指向环心D三根绳对乙环的总作用力竖直向上66.66.小明设计了一个公厕中的自动冲刷厕所的水箱。这种水箱能把自来水管持续供给的较小流量的水储备到一定量后,自动开启放水阀,这样就可用较大水量冲刷便池中的污物。图为-14-这种水箱的结构示意图,已知水箱底为边长L=40cm 的正方形,A 是一直径 d1=8cm
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