初中物理竞赛模拟试题(11—15)

1初三物理竞赛模拟试题十一探究性解答题（1~5题每题20分，6~7题每题25分，共计150分）1．运动物体在流体中受到的f＝12CDv2S（CD为曳引系数，为流体密度，v为运动速度，S为物体截面积），球形物体曳引系数CD与雷诺系数R有关，R＝vd（为流体密度，v为运动速度，d为球体直径，为流体粘滞系数）。当R≪1时，曳引系数CD与雷诺系数R成反比，CD＝24R；当1103≤R≤1105时，曳引系数CD大小与雷诺系数R几乎无关，CD＝92。一个玩具气球吹入空气后，直径d为0.3m，质量m为0.01kg，试根据上述关于空气阻力的论述，估算该气球在空气中的下沉速度为多少？（空气的密度为1.29kg/m3，空气的粘滞系数为1.810－5Ns/m2）2．在石油日益紧张的今天，取之不竭的太阳能受到人们的亲睐，如图为一利用太阳能的概念汽车，汽车上表面上的光电池板装置能把40%的太阳能转化成电能，车内电动机又能把90%的电能转化成汽车行驶的机械能。若汽车在行驶时受到的阻力保持不变，光电池板位置能自动调节，与太阳光照射方向始终保持垂直。已知每平方米垂直照射到电池板上太阳光的功率为1.25kw，电池板的总面积为10m2，试问：（1）3h内照射在电池板上的太阳能有多少？（2）汽车获得的机械功率是多大？当汽车以最大速度9m/s匀速运动时，汽车的动力F为多大？3．环保汽车将为2008年奥运会场馆服务。某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量m＝3×103kg。当它在水平路面上以v＝36km/h的速度匀速行驶时，驱动电机的输入电流I＝50A，电压U＝300V。在此行驶状态下⑴求驱动电机的输入功率P电；⑵若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机，求汽车所受阻力与车重的比值（g取10m/s2）；⑶设想改用太阳能电池给该车供电，其他条件不变，求所需的太阳能电池板的最小面积。结合计算结果，简述你对该设想的思考。已知太阳辐射的总功率P0＝4×1026W，太阳到地球的距离r＝1.5×1011m，太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗，该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15%。24．某研究性学习小组发现河水在缓慢流动时有一个规律，河中央流速最大，岸边速度几乎为零。为了研究河水流速与从岸边到中央距离的关系，小明同学设计了这样的测量仪器：如图甲所示，两端开口的“L”型玻璃管的水平部分置于待测的水流中，竖直部分露出水面，且露出水面部分的玻璃管足够长。当水流以速度v正对“L”型玻璃管的水平部分开口端匀速流动时，管内外液面的高度差为h，且h随水流速度的增大而增大。为了进一步研究水流速度v与管内外水面高度差h的关系，该组同学进行了定量研究，得到了如下的实验数据，并根据实验数据得到了v-h图像，如图丙所示。v（m/s）01.001.411.732.002.453.003.16h（m）00.050.100.150.200.300.450.50（1）根据根据上表的数据和图丙中图像的形状，可猜想v和h之间的关系为_______________；为验证猜，请在图丁中确定纵轴所表示的物理量，并另作图像，若该图像的形状为，说明猜想正确。（2）现利用上述测速器，由河流南岸开始，每隔1米测一次流速，得到数据如下表所示：测试点距岸距离x/m0123456管内外高度差h/cm00.83.27.212.820.028.8相应的水流速度v/ms-1根据v和h之间的关系完成上表的最后一行，对比上表中的数据，可以看出河中水流速度v与从南岸到河流中央距离x的关系为：。图甲图乙图丙h/mv/ms-100.100.200.300.400.503.02.01.0h/m00.100.200.300.400.50108.06.04.02.0图丁35．今年2月28日乌鲁木齐开往阿克苏的旅客列车遭遇浮尘天气，由于瞬时大风造成第9至19节车厢脱轨，当时的风力达13级，瞬间最大风速达27.9m/s。根据流体力学知识，流体对物体的作用力可用f=αρ0Av2来表达。其中α为一系数，A为物体的截面积，ρ0为空气密度，v为物体相对于流体的速度。已知空气密度ρ0=1.25kg/m3，球体积公式为V=43πr3。（1）若有一个特制的风力发电机能在如此恶劣的情况下工作，它将空气的动能转化为电能的效率为20%，有效受风面积为4.0m2，则此发电机在风速为27.9m/s时输出的电功率为多大？（α=0.5）（2）若某次大风使空气中悬浮微粒浓度达到了5.8×10-6kg/m3，悬浮颗粒的平均密度ρ’为2.0×103kg/m3。悬浮微粒中约150为可吸入颗粒，其平均直径为5×10-8m，求：1.0m3空气中约含有多少颗可吸入颗粒？（3）若沙尘颗粒的密度ρs=2.8×103kg/m3，沙尘颗粒为球形，半径r=2.5×10-4m，地球表面处α=0.45，试估算地面附近形成扬沙天气的风速至少为多少？.（4）若在大风中有一密度为ρ的立方体恰能被水平方向风力吹得翻倒，推算该物体所受重力与风速的几次方成正比，并请用此结论简要解释火车在大风中脱轨的原因。6．在北京国际展览中心举行的第五届国际机床展览会上，国产超高压数控万能水切割机成功地切割了40mm厚的钢板，50mm厚的大理石，其神奇的切割性能引起了轰动。其实，这种高压水切割机主要是依据流体动力学原理制成的。（1）求证：不考虑粘滞阻力，并假设水流与物体发生相互作用后，速度变为零，且不附着在物体上。则流速为v的水流垂直作用在横截面积为A的物体上时，对物体表面产生的压力F满足F＝Av2（为水的密度）。（2）现有一高压水切割机的水流横截面积为A，垂直入射的水流速度v＝800m/s。求高压水切割机能产生的切割压强。（3）求证：质量为M的匀质立方体形物体沉没在水底。假定该物体与水底有充分的间隙。则当水的流速v与该物体的质量M满足v6M时，水流就能冲翻该物体。（4）试解释去年“印度洋海啸”破坏力巨大的的原因。47．当物体从高空下落时，空气对物体的阻力会随物体的速度增大而增大，因此，物体下落一段距离后将会匀速下落，这个速度被称为收尾速度。研究发现，在相同环境条件下，球形物体的收尾速度仅与球半径及质量有关。下表是某次研究的实验数据：（1）试根据表中数据，求出B、C两球达到收尾速度时，所受的空气阻力比，（2）试根据表中数据，归纳出球形物体所受的空气阻力f与球的速度v及球的半径r的关系式（写出表达式及比例系数）。（3）将C、D两小球用轻绳连接，若它们在下落时所受空气阻力与单独下落时的规律相同，让它们同时从足够高处下落，试求出它们的收尾速度，并判断它们的落地顺序。小球ABCDE小球半径r（10－3m）050.51.52.02.5小球质量m（10－6kg）254540100小球收尾速度v（m/s）16404020325初三物理竞赛模拟试题十二一、选择题1.在平直公路上，甲乘汽车以10m/s的速度运动，乙骑自行车以5m/s的速度运动，关于甲、乙运动情况说法正确的是（）①同向运动时，甲观察到乙以5m/s的速度远离。②同向运动时，乙观察到甲以5m/s的速度靠近。③反向运动时，甲观察到乙以15m/s的速度远离。④相向运动时，乙观察到甲以15m/s的速度靠近。A.只有一句是正确的B.只有二句是正确的C.只有三句是正确的D.四句全是正确的2.同一容器中装有密度不同且不能混合的三种液体，甲、乙、丙三条有阀门的细管均与大气相通，如图所示．打开阀门后，关于管内液面高度说法正确的是()①甲管内液面与容器内液面相平②甲、乙、丙三条管内液面相平③甲管液面最低，丙管液面最高④甲管液面最高，丙管液面最低A.只有①②正确B.只有②③正确C.只有③④正确D.只有①④正确3.水平地面上放着一只箱子,小孩用力向上提,却没有提起,在小孩向上提箱子时()A.箱子对地面压力减小,人对地面的压力增大B.箱子对地的压力减小,人对地面的压力不变C.箱子和人对地面的总压力增加D.箱子和人对地的总压力减小4.F1赛车尾部有后翘的合金板,它的作用是（）A.为了让赛车更坚固B.减小空气对车的阻力C.增大车对地面的压力而增大摩擦D.使赛车更加美观5.10位小朋友在干木板搭成的舞台上手拉手表演节目，由于不慎，第一位小朋友的手碰到了裸露的火线上，而第十位小朋友的手恰巧也碰到了零线上，则：（）A.第一位小朋友一定会触电。B.第十位小朋友一定会触电。C.十位小朋友一定同时触电。D.十位小朋友都不会触电。6.一盏电灯接在恒定电压的电源上，其功率为100W。若将这盏电灯先接在一段很长的导线后，再接在同一电源上，已知导线上损失功率是9W，那么此时电灯实际消耗功率是（）A．91WB．小于91WC．大于91WD．条件不足，无法确定7.混凝土便宜且坚固耐压，但不耐拉。钢筋耐压也耐拉，通常在混凝土建筑物须承受张力的部位用钢筋来加固.如图所示，楼板和阳台的加固钢筋位置都正确的是()8.如图所示，L为点亮的水平放置的日光灯，T为一藤椅的竖直靠背，横向藤条与日光灯管平行，横、竖藤条相互垂直交织，它们之间是正方形空格；P是与藤椅靠背平行的白屏现将屏从紧贴椅背处慢慢向远处平移，如图从屏上将依次看到（）A.横藤条的影，横竖藤条的影B.竖藤条的影，横竖藤条的影C.横竖藤条的影，竖藤条的影，没有藤条的影第7题第8题第2题6D.横竖藤条的影，横藤条的影，没有藤条的影9.用投影仪放映的幻灯片如图所示.根据屏幕上的影像,站在投影仪后面向下看,根据标定的abcd方向,看到的幻灯片的图应是下列选项中的()10.如图所示为自行车的撑脚示意图，OB为撑脚杆，能绕O轴转动，现处于放下位置，OBˊ为撑脚杆收起时的位置，c、c/是两块挡板。为不影响骑车，撑脚杆在骑行时要靠在挡板c/上而保持水平；停放时则靠在挡板c上保持竖直而撑住车辆不使它倒下，为此需要装一根弹簧，弹簧的一端系在撑杆A点上，那么另一端应系在固定板上的哪个区域，才能达到上述目的（设弹簧始终处于拉长状态）（）A.1区域B.2区域C.3区域D.4区域11.有一倾角为α的斜面，用力F将密度为ρ1的重物沿斜面匀速拉上去，机械效率为η1。如果将此斜面浸在密度为ρ0（ρ1ρ0）的水中，将同一重物再匀速拉上斜面，机械效率为η2。如果斜面的摩擦因数不变，那么（）A.η1η2B.η1η2C.η1=η2D.无法确定η1和η2的大小12.某日，气象兴趣小组的同学测得风向为东风、风速为3m／s。某同学以5m／s的速度向西奔跑，那么该同学在奔跑过程中的感觉是()A．东风，风速比他站立时更大B．西风，风速比他站立时小些C．东风，风速比他站立时小些D．西风，风速比他站立时更大13.对下列自然现象描述正确的是（）A.在海面上，向远方望去，有时能看到远方的景物悬在空中.同样，在沙漠中也能观察到同样的现象B.在沙漠中，向远方望去，有时能看到远方景物的倒影.同样，在海面上也能观察到同样的现象C.在海面上，向远方望去，有时能看到远方的景物悬在空中.在沙漠中，向远方望去，有时能看到远方景物的倒影D.在海面上，向远方望去，有时能看到远方景物的倒影.在沙漠中，向远方望去，有时能看到远方的景物悬在空中14.如图所示，将一个小球从h高处以相同的速度抛出，一次斜上抛，沿a运动轨迹落地；另一次水平抛；沿b运动轨迹落地，不计空气阻力．关于小球落地时动能的变化．下列说法中正确的是（）A.沿a轨迹大B．沿b轨迹大C．沿a、b轨迹一样大D.条件不足，无法判断15.今年我国北方遇上多年罕见的大雪天气，路面上大量的冻雪久积不化，影响交通。人们发现，如果向积雪上喷洒盐水，可以促进冻雪的熔化。对此，下列解释正确的是()A．盐水能向雪传热，从而促进冻雪的熔化B．盐水能降低冻雪的熔点，可使冻雪能在0℃以下熔化abcdA.abcdB.abcdC.abcdD.第9题第10题第11题第14题7第18题C．盐水能提高冻雪的熔点，可使冻雪能在0℃以下熔化D．盐水渗入冻雪后，能提高吸收太阳热辐射的本领，从而促进冻雪的熔化16.如图所示，长为a=40cm，高为h=20cm，重为G=