物理竞赛题精选资料

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考点:光的反射定律. 专题:几何法. 分析:连接S与立方体的左顶点并延长.根据反射定律,则过立方体的右顶点作斜率相同方

向相反的线与刚才的线相交 因为立方体边长为L,S点距立方体长也为L,然后利用几何知识解答即可. 解答:解:连接S与立方体的左顶点并延长,连接某同学的视线与立方体的右顶点并延长,

交平面镜与一点O,

∵立方体物块的边长为L,SE=L, ∴△SEC、SOA为等腰直角三角形, ∴△SOB也为等腰直角三角形, ∵OA⊥SB,∴SA=AB,

∴AE=L,

则H=OA=SA=SE+AE=L+L=

故选B. 点评:知道点光源的发出的光经平面镜反射后,反射光线的反向延长线过像点,然后根据几

何知识求得AE=L是解答此题的关键,此题有一定的拔高难度,对学生的要求比较高,要求学生解答此题时应具备较好的数学基础.

2.有一个梯形物体浸没在水中,如图所示,水的密度为ρ,深度为H,物块高度为h,体积为V,较小的下底面面积为S,与容器底紧密接触,其间无水.则该物体所受的浮力为( )

A. ρ gV C. ρ(V﹣HS)g D. ρgV﹣(p0+ρgH)S

考点:阿基米德原理;浮力产生的原因. 专题:计算题. 分析:(1)先假设物体与容器底不是紧密接触,利用阿基米德原理计算物体受到的浮力;

(2)现在物体与容器底紧密接触,此时物体受到的浮力应该减去大气压作用在下表面上力和水作用在下表面上的力, 据此求解. 解答:解:若物体与容器底不是紧密接触,物体受到的浮力:

B. ρ(V﹣hS)g

F浮=ρVg,

现在物体与容器底紧密接触,此时物体受到的浮力应该减去大气压作用在下表面上力和水作用在下表面上的力,

∵大气压作用在下表面上的力F气=P0S, 水作用在下表面上的力F水=pS=ρgHS,

∴F浮′=ρVg﹣(P0S+ρgHS)=ρgV﹣(p0+ρgH)S, 故选D. 点评:本题考查了学生对阿基米德原理的掌握和运用,能找出物体与容器底紧密接触、不紧

密接触的区别是本题的关键.

3.如图所示完全相同的两根弹簧,下面挂两个质量相同,形状不同的实心铁块,其中甲是立方体,乙是球体.现将两个铁块完全浸没在某盐水溶液中.该溶液的密度随深度增加而均匀增加.待两铁块静止后,甲、乙两铁块受到的弹簧的拉力相比较( )

A. 甲 比较大 B. 乙比较大 C. 一样大 D. 无法确定

考点:阿基米德原理;力的合成与应用. 专题:归谬反证法. 分析:铁块的形状会不会影响它的深度呢,我们可以作一个假设.假设其中一个铁块浸没得

比较深,根据“该溶液的密度随深度增加而均匀增加”,则它受到的浮力大.铁块的重力减去浮力就是弹簧对铁块的拉力,说明这一铁块受到的拉力小.因此,根据铁块的形状分析铁块浸没的深度情况是此题的突破口. 解答:解:由于盐水密度随深度是均匀增加的,且正方体和球体都是对称的,所以可以取正

方体的中心和球体球心的密度作为液体平均密度.

两物体质量相同,且都是实心的铁组成,那么说明体积是一样的,假设为V, 根据体积公式,得

则V=

=a3,(D为铁球的直径,a为铁块的边长)

分析可知D>a,

所以体积相同的情况下,球体的浸没得较深,那么它受的浮力较大,受到弹簧的拉力越小.所以是甲受到弹簧的拉力较大. 故选A. 点评:分析出铁块的形状到底是否影响了它的浸没深度, 进而影响了它的浮力和弹簧对铁块

的拉力是解决此题的关键,如果不能确定这一点则很容易误入歧途.

4.坐在由西向东行驶的汽车中的乘客发现,车窗外的雨点飘落的方向是竖直的,则关于风的方向,下列说法中正确的是( ) A. 一 定是由东向西的风 B. 一定是由西向东的风 C. 一定是由南向北的风 D.一 定是由北向南的风

考点:运动和静止的相对性. 专题:应用题. 分析:雨点很容易随风向而改变,如果行驶的汽车中的人观察到雨点竖直落下,说明此时雨

点相对车的位置是静止的,因此,说明雨点的运动速度和方向与汽车相同.

解答:解:雨点竖直飘落,说明它相对于汽车来讲是静止的,而汽车是由西向东行驶的,所

以,此时的风向应是由西向东的.选项B符合题意. 故选B. 点评:只要两个物体的相对位置不改变,我们就说它们是相对静止的,明确了这一点,我们

在判断的时候才更有针对性.

5.如图所示是由两个球面的一部分组成的一个物体,左边部分的表面积为100厘米2,右边部分的表面积为130厘米2,如果把它放在大气压强为1.0×105帕的大气中,则大气对整个物体的作用力大小为( )

A. 0 B. 300牛 C. 2300牛 D. 3000牛

考点:力的合成与应用;大气压强的存在. 分析:利用二力的合成来判断大气对整个物体的作用力大小. 解答:解:合在一起的两个半球表面积不同,是一个干扰条件,

大气压对左边部分和右边部分的压力相等,方向相反, 根据二力的合成可知,大气对整个物体的作用力大小为0. 故选A. 点评:本题考查了学生对大气压的认识和理解,以及用二力的合成和应用.需要注意的是,

两个半球表面积不同,是一个干扰条件.

6.无云的晴天里,某同学在操场上竖立一根直杆,地面上OA是这根杆在太阳光下的投影,过,了一段时间后,影子的位置移到了OB,且OA=OB,如图所示.则AB所指的方向是( )

A. 东 B. 西 C. 南 D. 北

考点:光直线传播的应用. 专题:应用题. 分析:根据以下内容答题:

(1)影子是由于光的直线传播形成的,当光遇到不透明物体时,便会在物体后面形成一个黑暗的区域,即是影子.

(2)物体影子的运动方向与光源的移动方向正好相反. 解答:解:太阳光沿直线传播照在杆上时,会在杆的后面形成杆的影子,

太阳是自东向西移动的,它的影子向相反的方向移动,即向东移动;

故答案为:东. 点评:此题是利用光的直线传播原理解释生活现象,本题是一道基础题,注意影子与光源移

动的关系是解题的关键.

7.如图所示,房间内一墙角处相临两墙面挂了两个平面镜,两平面镜相互垂直,在该墙角紧靠镜面处放有一个脸盆,盆内有水.某同学通过镜面和水面最多能看到自己像的个数为( )

A. 3 个 C. 9个 D. 无穷

考点:光的反射定律;平面镜成像的特点、原理、现象及其实验方案. 专题:应用题. 分析:由于角度都是垂直的,因此每个镜子里只能反射到2个像,脸盆里的水也可以当作一

面镜子,因此有6个像 解答:解:脸盆里的水也可以当作一面镜子,就是三面互相垂直的镜子 我们令左边的镜子

是1,右边是2,下边的是3,如下图所示:

首先人在1中成像,1中成的虚像又在2和3中各成一个像,已有3各像;再考虑在2中成像,2中成的虚像在1和3中又成像,但是2中的虚像在1中成的像和1中的虚像在2中成的像重合,故已有5个像,最后在3中成像,这个虚像在1和2中成的像分别和已有的像重合 所以它只贡献一个像,所以一共是6个像. 故选B.

B. 6个

点评:本题要求同学们要熟练掌握平面镜成像规律、原理和光的反射定律,而且还和实验现

象紧密联系.大家在学习的时候要注意观察实验,学会分析实验结论.

8.如图所示,高度为L、横截面积为s的物块浮在盛水的杯内,杯内水的高度恰好为L.已知杯子的横截面积为2s,水的密度为ρ0,物块的密度为ρ0,现用外力将物块按入水底,则外力所做的功至少是(A )

A.

ρ0gsL2

B.

ρ0gsL2

C.

ρ0gsL2

D.

ρ0gsL2

考点:功的计算;二力平衡条件的应用;物体的浮沉条件及其应用. 专题:计算题;应用题. 分析:物体漂浮时,浮力等于物体的重力;根据浮力公式求出物体浸入水中的深度;物体处

于平衡状态,对物体进行受力分析,求出F的大小,由于物体缓慢运动,所以可以认为是匀速运动,再求出物体在水中移动的距离,根据公式W=FS可求外力做的功. 思路:根据能量守恒,外力做功=水增加重力势能﹣物块减小重力势能,重点是水的重心变化的位置;质量就是排开水的质量. 解答:

解:物块重心降低L,物块重力做功W1=ρ0gSLL=ρ0gSL2;

设用外力将物块按入水底后,杯内水的高度为L′, 则2SL′=2SL+SL,解得L′=L,

在末状态,水面高出物块上表面L,这相当于原来初状态图示中物块下面的那部分水全部升至末态的物块之上,这部分水(ρ0×0.5LS)升高了(1.125﹣0.25)L=0.875L, 其重力势能增加△W=ρ0×0.5LSg×0.875L,减去物块减小的重力势能W1=ρ0×SL×, 即为外力至少做的功W=△W﹣W1=ρ0×0.5LSg×0.875L﹣ρ0×SL×=

ρ0gSL2故选

A. 点评:本题考查压力、浮力、做功等的计算,对于这类综合题目,要分成几个小步骤逐个分

析,结合对应的物理公式求解.

9.如图所示,在一块浮在水面的长方体木块上放一质量为272克的铁块甲,木块恰好浸没在水中.拿掉铁块甲,用细线把铁块乙系在木块下面,木块也恰好浸没在水中,则铁块乙的质量为( )

A. 3 12克 B. 237克 C. 318克 D. 326克

考点:物体的浮沉条件及其应用;阿基米德原理. 专题:计算题. 分析:由甲图可知木块和甲铁块漂浮,由乙图可知木块和乙铁块悬浮,根据物体的浮沉条件

和阿基米德原理得出等式,即可求出甲乙两铁块的体积关系,再根据密度公式求出铁块乙的质量. 解答: 解:由甲图可得:G甲+G木=F浮甲,即ρ铁gV甲+G木=ρ水gV木;


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