物理競賽初中試題及答案1.單選題（每題4分，共40分）1.1把一塊0℃的冰和一杯0℃的水同時放進絕熱箱，密閉后不再打開。足夠長時間后，箱內將出現A.冰全部熔化成水B.水全部凝固成冰C.冰水共存，比例不變D.冰和水質量都減少，出現水蒸氣答案：C解析：0℃是冰水共存的平衡溫度。絕熱箱無熱量進出，系統總能量守恒，冰不會繼續(xù)吸熱熔化，水也不會放熱凝固，比例保持動態(tài)平衡。1.2在真空中讓一顆鋼珠豎直上拋，忽略空氣阻力，回到出發(fā)點所需時間為T。若把同一顆鋼珠放在光滑水平管中，用同樣大小的初速度沿管壁做勻減速直線運動，加速度大小等于重力加速度g，則鋼珠速度減到零所需時間為A.T/4B.T/2C.TD.2T答案：B解析：豎直上拋上升時間T/2，下降時間T/2，加速度g。水平勻減速運動加速度大小仍為g，初速度相同，則速度減到零所需時間t=v/g，與豎直上拋上升段相同，即T/2。1.3把一根均勻電阻絲對折后并聯，其等效電阻是原來的A.1/2B.1/4C.1/8D.不變答案：B解析：對折后長度減半，截面積加倍，單根電阻變?yōu)樵瓉淼?/4；兩根并聯，等效電阻再減半，總等效電阻為原來的1/8。但題目問的是“對折后并聯”整體，與“原來一根”比較，應理解為“對折成兩段再并聯”，等效電阻為R/4。1.4一束單色光從空氣射向玻璃，入射角逐漸增大，下列說法正確的是A.折射角先達到90°B.反射光強度一直減小C.折射光與反射光可以同時消失D.光速在玻璃中始終小于c答案：D解析：光速v=c/n，n>1，故v<c。折射角不可能先達到90°，反射光強度隨入射角增大而增大，折射光不會消失。1.5在水平向右的勻強磁場中，一根金屬棒豎直下落，不計空氣阻力，棒兩端電勢高低情況是A.上端高B.下端高C.兩端電勢相等D.無法判斷答案：A解析：右手定則，磁場向右，速度向下，感應電流方向指向紙面外，棒上端積累正電荷，電勢高。1.6把同一彈簧振子先后放到地球和月球表面做簡諧振動，若忽略阻力，周期之比為A.1:1B.1:√6C.√6:1D.6:1答案：A解析：彈簧振子周期T=2π√(m/k)，與重力加速度無關，故周期相同。1.7在“探究杠桿平衡條件”實驗中，把杠桿調平后，左側掛2個0.5N鉤碼，距支點10cm，右側掛1個0.5N鉤碼，為保持水平平衡，右側力臂應為A.5cmB.10cmC.15cmD.20cm答案：D解析：左側力矩2×0.5N×0.1m=0.1N·m，右側力矩0.5N×L=0.1N·m，得L=0.2m=20cm。1.8把標有“220V100W”的燈泡接在110V電源上，其實際功率約為A.25WB.50WC.75WD.100W答案：A解析：電阻R=U2/P=2202/100=484Ω，實際功率P'=U'2/R=1102/484≈25W。1.9在凸透鏡成像實驗中，物距大于2f，若把透鏡上半部用黑紙遮住，屏上像的變化是A.像的上半部消失B.像的下半部消失C.像變暗但完整D.像大小不變但倒置答案：C解析：透鏡每一點都能成像，遮住一半僅減少通光量，像仍完整但變暗。1.10把一塊-10℃的冰放進0℃的恒溫槽，冰最終A.溫度保持-10℃B.溫度升到0℃并部分熔化C.溫度升到0℃并保持固態(tài)D.全部熔化成0℃的水答案：B解析：恒溫槽溫度高于冰，冰吸熱升溫到0℃后繼續(xù)吸熱熔化，但槽溫僅0℃，只能部分熔化。2.多選題（每題5分，共30分，漏選得2分，錯選得0分）2.1關于聲音，下列說法正確的是A.超聲波頻率高于20000HzB.真空中可以傳播聲波C.同一介質中，聲速與頻率無關D.音調高低由振幅決定答案：A、C解析：超聲波頻率>20kHz；聲速由介質決定，與頻率無關；音調由頻率決定。2.2把相同初溫的等質量銅塊和鋁塊加熱到相同溫度后放到絕熱板上，下列判斷正確的是A.鋁塊放熱更多B.銅塊放熱更多C.兩者放熱相同D.鋁塊降低的溫度更多答案：A解析：鋁比熱容大于銅，Q=cmΔt，m、Δt相同，c越大放熱越多。2.3在“測定滑輪組機械效率”實驗中，下列操作能提高效率的是A.減小鉤碼質量B.加潤滑油減小摩擦C.選用輕繩D.增大提升高度答案：B、C解析：減小摩擦、減輕繩重可減少額外功，提高效率；鉤碼質量、提升高度不影響效率。2.4把帶負電的驗電器A與不帶電的驗電器B用金屬桿連接，下列說法正確的是A.電子從A流向BB.電流方向由B到AC.兩驗電器最終帶等量同種電荷D.兩驗電器最終不帶電答案：A、B、C解析：電子從A到B，電流方向相反，最終電荷均分，帶等量負電。2.5關于家庭電路，下列做法符合安全用電的是A.用銅絲代替保險絲B.三孔插座接地線必須接C.濕手拔插頭D.漏電保護器每月按一次試驗按鈕答案：B、D解析：銅絲熔點高，失去保護作用；濕手易觸電；地線與試驗按鈕是安全設計。2.6把同一小球從同一高度沿光滑斜面AB和圓弧面AC同時釋放，到底端時A.速度大小相同B.動能相同C.機械能相同D.到達時間相同答案：A、B、C解析：光滑面無摩擦，機械能守恒，高度相同，末速度大小相同；路徑不同，時間不同。3.實驗探究題（共30分）3.1（10分）用如圖甲所示電路測量未知電阻Rx（約幾十歐），器材：兩節(jié)新干電池（3V）、電壓表（0-3V）、電流表（0-0.6A）、滑動變阻器（50Ω1A）、開關、導線。（1）請用筆畫線代替導線將圖甲實物圖連接成完整實驗電路，要求滑片向右移時電流增大。（2）閉合開關前，滑片應置于________端（選填“A”或“B”）。（3）某次測量，電壓表示數2.4V，電流表示數0.30A，求Rx。（4）若電壓表突然斷路，電流表示數將________（選填“變大”“變小”或“幾乎為零”）。答案：（1）圖略，滑動變阻器右下接線柱接入電路。（2）A端，使接入電阻最大，保護電路。（3）Rx=U/I=2.4V/0.30A=8.0Ω。（4）幾乎為零，電壓表斷路導致整個串聯回路斷開。3.2（10分）在“探究水沸騰時溫度變化特點”實驗中，小組用相同裝置分別對純凈水與鹽水加熱，記錄數據如下：時間/min012345678純水溫度/℃889295979898989898鹽水溫度/℃90949799101103103103103（1）鹽水沸點高于純水，說明液體沸點與________有關。（2）第5min時，純水是否沸騰？判斷依據是________。（3）加熱相同時間，鹽水升溫更快，其原因是________。（4）若把鹽水密封在高壓鍋中繼續(xù)加熱，沸點將________（選填“升高”“降低”或“不變”）。答案：（1）液體種類（或溶質濃度）。（2）是，溫度保持不變。（3）鹽水比熱容小于純水，吸收相同熱量升溫更快。（4）升高。3.3（10分）用一把刻度尺、一塊平整木板、一個小鋼球、一張白紙、復寫紙設計實驗，測量小鋼球與木板間的動摩擦因數μ。（1）寫出實驗原理（用公式表示）。（2）簡述實驗步驟。（3）若測得木板傾斜角θ=30°，小球從靜止開始下滑距離s=0.80m，所用時間t=0.80s，求μ（g=9.8m/s2）。答案：（1）原理：沿斜面牛頓第二定律得a=g(sinθ-μcosθ)；運動學公式s=?at2，聯立得μ=tanθ-2s/(gt2cosθ)。（2）步驟：①將木板一端墊高，形成斜面，用刻度尺測出斜面長度s及高度h，算出sinθ=h/s，cosθ=√(1-sin2θ)。②在木板底端鋪白紙與復寫紙，記錄小球落點，確保多次釋放位置相同。③用秒表測小球下滑時間t，重復5次取平均。④代入公式計算μ。（3）sin30°=0.5，cos30°=0.866，μ=0.5-2×0.80/(9.8×0.802×0.866)=0.5-0.37≈0.13。4.計算題（共50分）4.1（10分）如圖，用輕繩系一質量m=0.2kg的小球，在豎直平面內做圓周運動，繩長L=0.5m，小球通過最低點時速度v=4m/s。求：（1）此時繩的拉力大小；（2）小球能否通過最高點？通過計算說明。答案：（1）最低點：T-mg=mv2/L，T=mg+mv2/L=0.2×10+0.2×42/0.5=2+6.4=8.4N。（2）設最高點速度v'，機械能守恒：?mv2=?mv'2+mg·2L，得v'2=v2-4gL=16-20=-4<0，無實數解，故不能通過最高點。4.2（12分）一輛電動汽車質量m=1.2×103kg，以v?=72km/h勻速行駛，驅動電機效率η=90%，電池輸出電壓U=360V，此時電流I=50A。求：（1）汽車所受阻力大小；（2）若電池總能量E=60kW·h，以此狀態(tài)行駛，最多可行駛多少千米？答案：（1）P電=UI=360×50=18kW，P機=P電η=16.2kW，勻速時阻力F=P機/v=16200/(72/3.6)=810N。（2）可用機械能E'=60×0.9=54kW·h=1.944×10?J，t=E'/P機=1.944×10?/16200=1.2×10?s，s=vt=20×1.2×10?=2.4×10?m=240km。4.3（14分）如圖，傾角θ=37°的斜面底端固定一輕彈簧，勁度系數k=200N/m，質量m=2kg的滑塊從斜面頂端由靜止釋放，滑塊與斜面間動摩擦因數μ=0.3，斜面長L=3m。求：（1）滑塊第一次接觸彈簧時的速度大小；（2）彈簧最大壓縮量x（設彈簧始終在彈性限度內）。答案：（1）下滑過程：a=g(sinθ-μcosθ)=10×(0.6-0.3×0.8)=3.6m/s2，v2=2aL=2×3.6×3=21.6，v=√21.6≈4.65m/s。（2）設最大壓縮x，能量守恒：mg(L+x)sinθ=μmgcosθ(L+x)+?kx2，代入數據：2×10×(3+x)×0.6=0.3×2×10×0.8×(3+x)+?×200×x2，化簡得：12(3+x)=4.8(3+x)+100x2，7.2(3+x)=100x2，21.6+7.2x=100x2，100x2-7.2x-21.6=0，解得x=0.24m（舍負根）。4.4（14分）如圖，半徑R=0.4m的光滑半圓軌道固定在水平地面上，左側有一水平傳送帶，速度v?=5m/s，長度L=2m。質量m=1kg的小物塊輕輕放在傳送帶左端，物塊與傳送帶間動摩擦因數μ=0.2。物塊滑下傳送帶后恰能沿半圓軌道運動到最高點。求：（1）物塊到達傳送帶右端時的速度大小；（2）半圓軌道最高點處物塊對軌道壓力大??；（3）若傳送帶速度可調，求物塊能到達半圓最高點的最小傳送帶速度v_min。答案：（1）加速段：a=μg=2m/s2，加速到v?需位移s?=v?2/(2a)=25/4=6.25m>L，故全程加速，末速v=√(2aL)=√(2×2×2)=√8≈2.83m/s。（2）恰到最高點：mg=mv2/R，得v_top=√gR=√4=2m/s，機械能守恒：?mv2=?mv_top2+mg·2R，代入v=2.83，右邊=?×1×4+1×10×0.8=2+8=10J，左邊=?×1×8=4J<10J，矛盾，說明原假設“恰能到”需重新計算。正確思路：設到達最高點速度v