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2014年高中物理竞赛模拟试题


竞赛模拟试题
1、 (2013 全国初中应用物理知识竞赛预赛题)如图 9 所示,滑板运动员沿水平地面向前匀 速滑行,在横杆前相对滑板竖直向上起跳,人与滑板分离后分别从杆的上、下方通过,忽略 人和滑板在运动中受到的阻力。则运动员 A.起跳上升过程中,重力势能转化为动能 B.匀速滑行时,人的重力与地面对滑板的支持力为一对平衡力 C.以滑板为参照物,运动员始终是静止的 D.由

于惯性,人越过杆后仍将落在滑板上 2、 (2013 全国初中应用物理知识竞赛预赛题)如图 l3 甲所示,小强在水平地面上用力推木 箱,推力随时间变化的图像如图乙所示,木箱速度随时问变化的图像如图丙所示,以下对于 这一过程的分析中正确的是( ) ( )

A.0~ls 内木箱没有动是因为人对木箱的推力小于地面给木箱的摩擦力 B.1s~2s 内木箱受到的摩擦力大小为 4N C.2s~3s 内人对木箱的推力做功为 6J D.如果 3s 后人停止用力,木箱将做匀速直线运动 3、 (2011 青岛竞赛题)飞机、轮船运动时,受到的阻力并不固定,当速度很大时,阻力和

速度的平方成正比,如果要把飞机、轮船的速度增大到 2 倍,发动机的输出功率要增大到原 来的( )

A.2 倍 B.4 倍 C.6 倍 D.8 倍 4 、 (2008 年全国初中应用物理知识竞赛复赛题)晓欣同学看到一些小汽车的尾部都标有 “0.8” 、 “1.6” 、 “1.8”或“2.0”等字样,他上网查询得知这是汽车发动机“排气量”的数值。 所谓排气量就是发动机气缸的工作容积, 是指所有气缸内活塞从下止点到达上止点所扫过的 容积之和。一般情况下发动机的“排气量”越大,功率越大。汽车发动机每一个工作循环要 经历四个冲程, 带动曲轴转动 2 周。 现有一辆小轿车发动机排气量为 1.8L, 最大功率为 74kW, 当该发动机以最大功率工作时,曲轴的转速为 5200r/min。汽油机工作时的最佳空燃比(即 空气和燃油的质量比)为 14:1,压缩比是 10(即气缸总容积与燃烧室容积的比值) , 若发动机在最大功率时汽油和空气的混合密度为 1.35kg/m3, 汽油的热值为 4.6 ×

图6

107J/kg、密度为 0.71×103kg/m3。请计算: (1).这台发动机在最大功率时的热机效率。 (2).发动机在最大功率时,汽车的最高时速为 175km/h,计算在此情况下汽车每百公 里油耗为多少升。 5、步行不仅是一种简易的健身运动,而且还能方便地对一些长度进行估测。 (1) 人正常步行时, 步距变化不大, 因此, 步距可作为身体上的一把“尺子”。 为了使这把“尺 子”更可靠,请你说出一种测量步距的方法。 (2)小华测出自己的步距为 0.5m,他从教学楼的一端走到另一端,共走了 84 步,则教学 楼的长度是多少米?如果这个过程用时 35s,则他的步行速度是多少? (3)小华根据自己的腿长和步距画出了图 6 所示的步行示意图,对步行时重心的变化进行 了分析,当两脚一前一后着地时重心降低,而单脚着地迈步时重心升高,因此每走一步都要 克服重力做功。如果小华的质量为 50kg,请根据图 6 中小华测量的有关数据,计算他每走 一步克服重力所做的功。 (g 取 10N/kg ) (4)资料表明,人步行时消耗的能量大于克服重力所做的功。请你分析一下,人步行时还 在哪些方面消耗能量?(写出一条) 6、 (2013 全国初中应用物理知识竞赛预赛题)某次刮大风时把一棵大树吹倒了,需要两个 工人把它扶起,工人们想到了如图 l2 所示的四种方案,每个人所需拉力最小的方案是 ( )

7、 (2010 全国初中应用物理知识竞赛题).体操、 投掷、 攀岩等体育运动都不能缺少的 “镁粉” , 它的学名是碳酸镁。体操运动员在上杠前都要在手上涂擦“镁粉” ,其目的是 ( )

A.仅仅是为了利用“镁粉” ,吸汗的作用,增加手和器械表面的摩擦而防止打滑 B.仅仅是为了利用手握着器械并急剧转动时“镁粉” ,能起到衬垫作用,相当于在中间 添加了一层“小球”做“滚动摩擦” C 仅仅是为了利用“镁粉” ,填平手掌的褶皱和纹路,使手掌与器械的接触面增大,将 握力变得更加实在和均匀 D.上述各种功能都具有 8、(2011 全国初中应用物理知识竞赛题)如图所示的装置中,均匀木棒 AB 的 A 端固定 在铰链上,悬线一端绕过某定滑轮,另一端 套在木棒上使木棒保持水平,现使线 )

套逐渐向右移动, 但始终保持木棒水平, 则悬线上的拉力 (棒和悬线均足够长) (

A.逐渐变小

B.逐渐变大

C.先逐渐变大,后又变小

D.先逐渐变小,后又变大

9、 (2011 全国初中应用物理知识竞赛河南预赛)小刚同学想测量家中一头肥猪的重,如图 所示。他用绳将猪绑住挂在木棒的 B 点,将棒的一端 O 放在石坎上,人通 过挂在 A 端的测力计拉起木棒的另一端,使木棒刚好到达水平位置。已知 测力计示数 F=320N,OA=1.6m,OB=0.4m。问: (1) 请你根据以上数据计算猪的重力大约是多少? (2) 你认为利用这种方法测出的猪的重力比实际重力偏大还是偏小,并 说明产生误差的原因是什么? (3) 如果猪的实际重力为 1200N,猪被拉离地面 0.1m,这个过程中杠杆装置的机械效率 是多少?

参考答案
1. 答案:D 解析:运动员起跳上升过程中,动能转化为重力势能,选项 A 错误。匀速滑行时,人的重 力与滑板对人的支持力为一对平衡力,选项 B 错误。以滑板为参照物,运动员做竖直上抛 运动,选项 C 错误。由于惯性,人和滑板水平方向速度相等,人越过杆后仍将落在滑板上, 选项 D 正确。 2.答案:B 解析:0~ls 内木箱没有动是因为人对木箱的推力等于地面给木箱的摩擦力,选项 A 错误。 由图丙可知,2s~3s 内木箱匀速运动,木箱受到的滑动摩擦力大小为 4N。1s~2s 内木箱加速 运动,木箱受到的滑动摩擦力大小为 4N,选项 B 正确。2s~3s 内人对木箱的推力为 4N,木 箱移动距离为 2m,做功为 W=Fx=4N×2m=8J,选项 C 错误。如果 3s 后人停止用力,木箱 将在摩擦力作用下做减速直线运动,选项 D 错误。 3、.答案:D 解析:由 f=kv2,P=Fv,F=f 可得 P=kv3.。当速度增大到 2 倍,发动机的输出功 率 P 要增大到原来的 23=8 倍,选项 D 正确。 4、 【解析】 (1) .这台发动机在最大功率时 1min 内发动机做的有用功 W 有=74× 103W× 60s=4.44× 106J.。 在 1min 内转动 5200r,吸入汽油和空气的混合气 2600 次。 1min 内发动机消耗汽油的质量为:m= ρV =1.35kg/m3× 1.8× 10-3 m3× 2600 =0.47 kg。 1min 内汽油完全燃烧放出的热量 W 总=0.47kg× 4.6× 107J/ kg=2.16× 107J。 这台发动机在最大功率时的热机效率 η=W 有/W 总×100%=21% (2) .汽车以最高时速 175km/h 前进 100km 所用时间:t=s/v=100km/175km/h =34.3min。 汽车每行使 100km 的耗油质量为:m’= 0.47 kg/min× 34.3min=16.1kg 。 汽车每行使 100km 的耗油体积为 V’= m’/ρ=16.1kg/0.71kg/L=22.7L 。 5、解析: (1)用刻度尺测出沿直线步行 10 步的距离,除以 10 即得步距。 (2)教学楼的长度为:x=0.5m× 84=42n 由 x=vt 可得他的步行速度为:v=

42m =1.2m/s。 35s 2 (3)单脚着地迈步时重心升高 h=65cm- 65 -252 cm=5cm=0.05m
每走一步克服重力做功 W=Gh=mgh=50kg× 10N/kg× 0.05m.=25J。 (4)四肢的运动要消耗能量;身体肌肉的收缩和拉伸要消耗能量;心脏推动血液循环要消 耗能量;人体向外散热要消耗能量。

6、1.答案:B 解析:根据滑轮知识,AB 图绳中拉力为二人拉力之和,且拉树的力为两根绳中的拉力。根 据杠杆知识,B 图在动力臂大,所以每个人所需拉力最小的方案是 B。 7.答案:D 解析:体操运动员在上杠前在手上涂擦“镁粉”的目的是为了利用“镁粉”吸汗 的作用,增加手和器械表面的摩擦而防止打滑;利用手握着器械并急剧转动时“镁粉”能起 到衬垫作用,相当于在中间添加了一层“小球”做“滚动摩擦” ; 利用“镁粉”填平手掌的 褶皱和纹路,使手掌与器械的接触面增大,将握力变得更加实在和均匀,所以选项 D 正确。 8、答案:D 解析:使线套逐渐向右移动,动力臂先逐渐增大后逐渐减小,悬线上的拉力先逐渐变小,后 又变大,选项 D 正确。 9、 【解析】 : (1)设猪的重力为 G,由杠杆平衡原理,G·OB=F·OA, 解得 G=1280N.。 (2)利用这种方法测出的猪的重力比实际重力偏大。产生误差的原因是木棒具有重力。 (3)猪被拉离地面 h=0.1m,A 点升高 H=4h=0.4m,有用功 W 有=Gh,总功 W 总=FH,, 杠杆装置的机械效率是η =

W有

W总

×100%=93.75%。


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