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物理培优试题


2013-2014 培优试题
一、选择题(题型注释) 1.把重为 0.5N 的物体放入盛有水的烧杯中,溢出水的重力为 0.3N,则物体受到的浮力( ) A.可能为 0.4N B.可能为 0.2N C.一定为 0.5N D.一定为 0.3N 2.跳水运动员入水的过程中,他所受浮力 F 随深度 h 变化的关系如图所示,其中正确的是

3.底面积相同的 A、B 两个容器,装有相同深度的水,如图,比较两容器中水对容器底部的压 力和压强大小关系是( ) A. FA=FB,PA=PB B.FA > FB,PA=PB C. FA < FB,PA > PB D.FA=FB ,PA < PB 4.站在商场自动扶梯的水平台阶上随自动扶梯匀速上升的 顾客( ) A.受到重力、支持力和摩擦力作用 B.运动状态保持不变 C.相对台阶保持静止 D.机械能保持不变 5.如图甲所示,水平地面上的一物体,受到方向不变的水平推力 F 的作用,F 的大小与时间 t 的关系和物体的速度 v 与时间 t 的关系如图乙所示,以下说法正确的是

A.0~2 秒,物体没有推动,是因为推力小于摩擦力 B.2~4 秒物体做匀速直线运动 C.2~4 秒物体受到的摩擦力是 3N D.4~6 秒,物体受到的摩擦力与水平推力是一对平衡力 6.如图所示,用电线将电灯吊在天花板上,下述几对力中属于平衡力的是 ( ) A.电灯对电线的拉力和电线对电灯的拉力 B.电线对电灯的拉力和电线对天花板的拉力 C.电灯受到的重力和电灯对电线的拉力 D.电灯受到的重力和电线对电灯的拉力 7.2013 年春节期间,弥漫在中东部地区的雾霾天气引起人们对环境保护的高度关注,各地纷
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纷号召少开车,多走路,改善生活环境。如图所示,下列有关 自行车的说法中正确的是( ) A. 自行车水平匀速行驶时人对车的压力和车对人的支持力平衡 B.自行车的轮胎上刻有较深的花纹是为了减小摩擦 C.骑自行车上坡前用力蹬车是为了增大惯性 D.骑自行车匀速下坡时机械能逐渐减小 三、填空题(题型注释) 8.用弹簧测力计吊着重力为 10 牛的金属块浸入水中,如果金属块的一半体积浸入水中,这时 弹簧测力计的示数为 8 牛,此时金属块受到水的浮力大小为 牛。如果将金属块全部浸 没水中(金属块不接触容器底部) ,则金属块所受浮力大小为 牛,这时弹簧测力计的示 数为 牛。 9.2013 年 6 月 17 日,中国“蛟龙号”载人潜水器顺利完成下 潜任务后回到母船甲板上,如图 4 所示。当“蛟龙号”下潜深 度为 3000 米时,潜水器受到的海水压强为__________帕(海水 的密度值取水的密度值) 。“蛟龙号”上浮过程中,从刚露出水 面到自主漂浮,它的底部受到的海水的压强__________,受到 的浮力 __________ 。 (后两空选填“变大”、“不变”或“变 小”) 10.某同学为了探究物体在水中不同深度处所受浮力的变化情况,按如图所示的方法,将一挂 在弹簧测力计下的圆柱体金属块缓缓浸入水中(水足够深)。实验记录的数据如下表: 液面到金属块底部的距离 h(cm) 0 弹簧测力计的示数 F(N) ? 1 2 3 4 5 6

6.25 5.75 5.25 4.75 4.75 ?

(1)当液面到金属块底部的距离为 6 cm 时,弹簧测力计的示数为 N。 (2)金属块的质量为 kg(g 取 10N/kg)。 11.如图所示,甲、乙两容器间有一斜管相连,管中间有一阀门 K,两容器内都 装有水,且水面相平。当阀门 K 打开后,图中 A 点压强 pA 与 B 点压强 pB 比较 pA pB(选填“>” 、 “=”或“<” ) ,管中的水将 (选填“流动”或“不流 动” ) ,此时,该装置相当于一个 (填写物理专用名称) 。

四、实验题(题型注释) 12.在下图“验证阿基米德原理”的实验中,实验目的是研究浸没在液体中的物体受到的浮力 与它__________所受重力之间的关系。 实验过程及记录的数据用图 14 中字母表示, 其中物体受 到的 大小等于弹簧测力计示数 F1,物体受到的 大小等于弹簧测力计两次示数 差(F1-F2) 。若阿基米德原理成立,液体密度为 ρ 液,则(F1-F2)与(V2-V1)应满足的关系 为 (用字母表示) 。
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15.在“阿基米德原理”一节的学习中,我们经历了阿基米德原理表达式的推导和“验证阿基 米德原理”的实验。 ①如图所示,一个边长为 a 的正方体物块浸没在密度为 ρ 液的液体中。请根据浮力产生的原因 和液体内部压强的规律,推导出它所受的浮力大小与物体排开液体所受重力大小的关系。 ________

②在“验证阿基米德原理”的实验中,使用图中所示的溢水杯和小烧杯接收被测物块排开的水。 为减少误差,要求“在浸入被测物块前,要使溢水杯中的水面恰好与溢水口相平” ,请写出达到 该要求的操作要点_____________________。

F1

F2

F3

F4

A . 测出被测 B.测出…… 物块的重力

C . 测出空桶 D.测出桶和物块 的重力 排开水的重力

③图中为小王实验步骤的示意图,其中“步骤 B”的目的是:测出__________________。若图 中弹簧测力计的四个示数值 F1、F2、F3、F4 满足关系式__________________时,则可以验证阿基 米德原理。 六、计算题(题型注释) 19.将边长为 10cm 的实心立方体木块轻轻地放入盛满水的大烧 杯内,待木块静止时,从杯中溢出 600g 的水,如图所示。 求(1)木块所受到的浮力; (2 分) (2)木块下表面受到的水的 压强(3 分) (计算时取 g=10N/kg)
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20.把一块重为 G=3.4N 的矿石,挂弹簧测力计上,并把他浸没在水中.静止时弹簧测力计的示 数为 F=2.9N,g 取 10N/kg.求: (1)矿石浸没在水中时受到的浮力; (2)矿石的体积; (3)矿石的密度.

22.新中国六十周年国庆阅兵式上的各种新武器、新装备,展示了我国人民军队的高科技成果。 2 其中的某型号的两栖步兵战车如图所示, 战车质量为 20 t, 履带着地总面积为 4 m 。 (g=10 N/kg, 3 3 ρ 水=1.0×10 kg/m )

(1) 该战车在天安门长安街上接受检阅时, 对水平地面的压强为多少? (不计战车上人的质量) 3 (2)该战车具有水上打击目标和运送的功能,在一次水上演习中,战车排开水的体积为 23 m , 则战车受到水的浮力为多大? 4 (3)在这次水上演习中,战车某处受到水的压强为 1.5×10 Pa,则该处的深度为多少?

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参考答案 1.A 【解析】 试题分析:由于溢出的水重为 0.3N,如果原来的水是满的,则物体的浮力是 0.3N,如果原 来的水是不满的,则物体排出的水要比 0.3N 大,故物体受到的浮力可能大于 0.3N,而不可 能小于 0.3N,故 A 是正确的。 考点:阿基米德定律。 2.A 【解析】 试题分析:跳水运动员在未完全没入水中时,V 排与 h 成正比,随着深度 h 越来越大,V 排 也越来越大,即浮力 F 也越来越大,而当运动员完全没入水中时,V 排不再变化,也即浮力 F 也不变,故 A 对。 考点:浮力的大小。 3.A 【解析】 试题分析:因为 A、B 两个容器的液面到容器的底部深度相等,所以容器的底部压强相等, 根据 p ? FS 可得压力也相等,故 A 正确。 考点:液体的压强和压力 4.BC 【解析】 试题分析:由于顾客是匀速上升的,故他处于平衡状态,运动状态保持不变,B 是正确的; 故它受到的力是平衡力,故他不受摩擦力的作用,A 是不对的;他相对于台阶是静止的,故 C 也是正确的;由于他在匀速上升,故动能不变,重力势能增大,机械能增大,D 不对。 考点:受力分析,平衡力。 5.D 【解析】 A 中 0~2 秒时,F=1N,物体的运动速度为 0,即处于静止状态,则推力 F 与摩擦力形成一对 平衡力,大小相等,故 A 不对;B、C 中 2~4 秒时,推力 F=3N,物体运动的速度逐渐增加, 不是匀速直线运动,B 不对;推力与摩擦力不是平衡力,故摩擦力不是 3N,C 不对;D 中 4~ 6 秒时,推力 F=2N,物体做匀速直线运动,故物体受到的摩擦力与水平推力是一对平衡力, D 正确。 考点:二力平衡 6.D 【解析】 试题分析:平衡力的特点是作用在同一个物体上,大小相等,方向相反。A.电灯对电线的 拉力和电线对电灯的拉力是作用力和反作用力。B.电线对电灯的拉力和电线对天花板的拉 力作用在两个物体上。C.电灯受到的重力和电灯对电线的拉力作用在两个物体上。故 D 正 确。 考点:平衡力 7.D 【解析】 试题分析:平衡力的特点是力的大小相等、方向相反、在同一直线上、同一物体,在 A 选项 中人对车的压力,受力物是车,而车对人的支持力受力物是人,受力物不同,所以不是平衡
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力,不符合题意; 滑动摩擦力的大小与压力的大小、接触面的粗糙程度有关,增大压力,增大接触面的粗糙程 度可以增大摩擦力,B 选项中轮胎上刻有较深的花纹,增大了接触面的粗糙程度,是为了增 大摩擦力, 所以 B 选项错误; 物体具有保持静止或者匀速直线运动状态不变的性质, 叫惯性, 惯性是物体的基本属性,惯性的大小只与物体的质量大小有关,有运动速度无关,所以 C 选项自行车上坡的时候惯性不变,所以 C 的说法是错误的;D 选项中自行车匀速下坡,质量 没变, 速度没变所以动能不变, 但是下坡时高度减小, 所以重力势能减小, 所以机械能减小。 正确答案选 D。 考点:平衡力、增大减小摩擦力的方法、惯性、机械能 8.2; 4; 6 【解析】 试题分析: F浮 ? G ? F ? 10 N ? 8N ? 2N ;金属块全部浸没在水中后, V排 变为原来的 2 倍,根据

F浮 ? ?液V排 g 可 知 F浮 增 大 为 原 来 的 2 倍 , 变 为 4N ; 此 时 弹 簧 测 力 计 的 示 数 F ' ? G ? F浮' =10N ? 4N ? 6N
考点:浮力 7 9.2.94×10 ;变小;变小 【解析】 3 3 试题分析: 在海面下 3000m 深处, 潜水器受到海水的压强是 p=ρ gh=1.0×10 kg/m ×9.8N/kg 7 ×3000m=2.94×10 Pa.上浮过程中,在水中的深度越来越小,根据公式 p=ρ gh 可知底部受 到的海水压强变小;由 F=ρ gV 得,从刚露出水面到自主漂浮,“蛟龙号”排开水的体积变 7 小,则受到的浮力变小.故答案为:2.94×10 ;变小;变小 考点:液体的压强的计算;浮力大小的影响因素 10. (1)4.75N (2)0.675 【解析】 试题分析: (1)金属块全部浸入水中后, V排 不变,根据 F浮 ? ?液V排g 可知, F浮 不变,由 (2) F拉 ? G ? F浮 得,拉力不变,所以弹簧测力计的示数与前面两次实验相等,为 4.75N; 设金属块底面积为 S ,液面与金属块底部相距 1cm 时, V排 =S ?1cm , F浮 ? ?液V排g ,

F拉 ? G ? F浮 ??①
液 面 与 金 属 块 底 部 相 距 2cm 时 , V排' =S ? 2cm, ∴ V排' = 2 V排 , F浮 ' ? ?液V排 ' g , ∴

F浮 ' ? 2 F浮 , F拉 ' ? G ? F浮 ' ? G ? 2F浮 ??②,
①、②联立得: ?

? F拉 ? G ? F浮 ? F拉 ' ? G ? 2 F浮

代入数据: ?

? 6.25N ? G ? F浮 ?5.75N ? G ? 2 F浮

解得: G ? 6.75N ,

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则金属块的质量为: m ? 考点:浮力 11.<;不流动;连通器 【解析】 试题分析:

G 6.75N ? ? 0.675kg g 10 N / kg

hA ? hB ,根据公式 P ? ? gh 得: PA ? PB ;两容器内深度相等的地方受到的

压强相等,所以水不会流动,这个装置是一个连通器。 考点:液体压强 12.排开的液体 重力 浮力 F1-F2=ρ 液 g(V2-V1) 【解析】 试题分析: 阿基米德原理研究了物体受到的浮力与排开液体所受重力的关系, 把物体挂在弹 簧测力计, 弹簧测力计的示数就等于物体受到重力的大小。 物体浸在液体受到液体对物体向 上的浮力,使弹簧测力计的示数减小,弹簧测力计示数的减小值就等于物体受到的浮力,最 后可以得出 F1-F2=ρ 液 g(V2-V1) 。 考点:实验探究阿基米德原理 15.①F 浮=G 排 ②在溢水杯中倒入水时,水面先超出溢水口并溢出水,等到水不再溢出时,即溢水杯中的水 面恰好与溢水口相平。 ③被测物块浸没在水中时所受的拉力;F1-F2=F4-F3。 【解析】 试题分析:①设物体上、下表面在液体中的深度分别为 h 上和 h 下,则有: F 浮=F 向上-F 向下=p 向上 S-p 向下 S 2 2 2 =ρ 液 gh 下 a -ρ 液 gh 上 a =ρ 液 g(h 下-h 上)a 3 =ρ 液 ga =ρ 液 gV 排=G 排 ②在溢水杯中倒入水时,水面先超出溢水口并溢出水,等到水不再溢出时,即溢水杯中的水 面恰好与溢水口相平。 ③被测物块浸没在水中时所受的拉力;F1-F2=F4-F3。 考点:浮力产生的原因;平衡力的辨别;二力平衡条件的应用; 19. (1)6N (2)600pa 【解析】 试题分析: (1)漂浮时浮力等于重力。 2 (2)水对物体下表面的压强:P=F/s=F 浮=6N/0.01m =600pa. 考点:浮力 20. (1)矿石受到的浮力为 0.5N; ﹣5 3 (2)矿石的体积为 5×10 m ; 3 3 (3)矿石的密度为 6.8×10 kg/m 【解析】 试题分析: (1)石块所受浮力等于石块在空气中的重力减去石块在水中时测力计的示数; (2)石块浸没在水中,故石块的体积等于排开水的体积,根据公式 V 排= 积(石块的体积) ;
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求排开水的体

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(3)已知石块的重力,利用公式 m=求出石块的质量,再利用 ρ =求出石块的密度 (1)∵G=3.4N,F 示=2.9N, ∴F 浮=G﹣F 示=3.4N﹣2.9N=0.5N, (2)∵F 浮=ρ 水 V 排 g, ∴V 石=V 排= = =5×10 m ,
﹣5 3

(3)矿石块的质量: m== =0.34kg,

矿石的密度为: ρ = =6.8×10 kg/m
3 3

考点:浮力大小的计算;密度的计算;阿基米德原理 点评:本题考查重力、浮力、体积、密度等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,本题 还考查利用重力差法求物体的浮力, 难点是物体体积的计算, 知道物体的体积等于排开液体 的体积 4 22. (1)战车对水平地面的压强为 5×10 Pa; 5 (2)战车受到水的浮力为 2.3×10 N; (3)该处的深度为 1.5m. 【解析】 3 5 试题分析: (1)F = G = mg =20×10 kg×10 N/kg=2×10 N P =

2 ? 105 N F 4 = =5×10 Pa 2 S 4m
3 3 2 5

(2)F 浮 =ρ 水 V 排 g =1.0×10 kg/m ×23 m ×10 N/kg=2.3×10 N (3)p=ρ gh h =

1.5 ?104 Pa =1.5 m ρ水 g 1.0 ?103 kg / m3 ?10N/kg
P
=

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