1、2019 年河北省武强中学第十六届初中物理竞赛试卷一、本题共 15 小题，每小题 3 分在下列各题的四个选择中，只有一个选项是最符合题目要求的1某段铁路有长度 L 的铁轨一根一根地铺设，一列火车匀速前进，车内一乘客欲测出火车运行的速度，他测得火车经铁轨接缝时连续发生 N 次振动的时间间隔为 t，则计算车速 v 的关系式应是（ ）Av Bv Cv Dv2墙上挂着一块长 30 厘米的平面镜，小明站在镜子前 1.5 米处，这时他正好可以看到身后的一根木杆，木杆高 2 米，那么这根木杆离人的距离应该是（ ）A19.5 米 B7.0 米 C10.0 米 D8.5 米3把盛有水的纸盒放在火焰上烧，水烧开了
2、纸盒仍不会烧着，这是因为（ ）A水能够灭火，所以纸盒不会烧着B火焰的温度较低，低于纸的着火温度C纸的着火温度较高，高于水的沸点D水善于将热量迅速向外散发，所以纸盒不会烧着4 （设想从某一天起，地球的引力减小一半，那么对于漂浮在水面上的船来说，下列说法中正确的是（ ）A船受到的重力将不变，船的吃水深度也不变B船受到的重力将减小，船的吃水深度也减小C船受到的重力将减小，船的吃水深度仍不变D船受到的重力将不变，船的吃水深度将减小5一端开口、一端封闭的玻璃管，开口向下插入水银槽中，不计玻璃管的重力和浮力，用竖直向上的力 F 提着保持平衡，此时管内外水银面高度差为 h（如图所示） 。如果将玻璃管向上提起
3、一段距离，待稳定后，此时的 F 和 h 与刚才相比（ ）AF 会增大、 h 也增大 BF 会增大、h 却不变CF 会不变、h 却增大 DF 会不变、h 也不变6如图所示，两只完全相同的盛水容器放在磅秤上，用细线悬挂质量相同的实心铅球和铝球，全部没入水中，此时容器中水面高度相同，设绳子的拉力分别为 T1 和 T2，磅秤的示数分别为 F1 和 F2，则（ ）AF 1F 2，T 1T 2 BF 1F 2， T1T 2CF 1 F2，T 1T 2 DF 1F 2，T 1T 27如图所示，在一个一端开口的 U 形管内装有水，管的左端封闭着一些空气，水中有一只小试管浮在水面，小试管中也封闭着一些空气。向右
4、管中注入水，则小试管相对左管内的水面变化情况（ ）A小试管将上浮B小试管将向下沉一些C小试管将先向下沉一些，再上浮D无法判断8如图所示，质量为 M 的圆环用轻绳吊在天花板上，环上有两个质量均为 m 的小环自大环顶部开始分别向两边滑下，当两个小环下落至与大环圆心等高时，小环所受摩擦力为f，则此时绳对大环的拉力为（ ）A （M+m）g B （M+2m）g CMg+f DMg+2f9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
5、先逐渐变大，后又变小 D先逐渐变小，后又变大10如图所示，将甲、乙两个金属半球壳合成一个球体，用一带正电的小球靠近乙球壳，并将两金属半球壳分开后撤走带电小球。如果用一根带绝缘皮的导线连接甲、乙两半球壳，则导线中（ ）A无电流通过，因两半球均不带电B无电流通过，因两半球带同种电荷C有瞬间电流通过，其方向由甲半球流向乙半球D有瞬时电流通过，其方向由乙半球流向甲半球11如图所示，六根完全一样的电阻丝，电阻值均为 R，依次连接构成一个正六边形，连接处接触良好并形成六个接线柱。任意两个接线柱之间都可以构成一个电阻。现在给你一个电阻值忽略不计的导线，要求你每次将其中的任意两个接线柱短接，在各种情况下，利用
6、上述方法能得到的所有电阻中，最大值和最小值分别是（不包括零电阻） （ ）A R， R B R， R C R， R D R， R12超市里出售的冷冻食品的塑料包装盒通常选用白色的，并在盒子的底部压制出一些几何图案的凹凸槽，这主要是为了（ ）A既轻便又美观B既保温又增强抗形变能力C减少食品与包装盒的接触面积D避免食品受污染13A、B 两辆车以相同速度 v0 同方向作匀速直线运动，A 车在前，B 车在后。在两车上有甲、乙两人分别用皮球瞄准对方，同时以相对自身为 2v0 的初速度水平射出，如不考虑皮球的竖直下落及空气阻力，则（ ）A甲先被击中B乙先被击中C两人同时被击中D皮球可以击中乙而不能击中甲14
7、如图所示，锥形瓶中盛有 0的水，现用酒精灯加热，使水温升高到 10，在这一过程中（不考虑水的汽化及锥形瓶的热胀冷缩） ，则水对锥形瓶底的压强变化是（ ）A不变 B变大C先变小，后变大 D先变大，后变小15在图所示的电路中，当滑动变阻器 R 的滑片 P 从 B 向 A 滑动的过程中，电压表V1、V 2 示数的变化量的值分别为 U 1、U 2，则它们的大小相比较应该是（ ）AU 1U 2BU 1U 2CU 1U 2D因为无具体数据，故无法比较二、本题有 4 小题，每小题 6 分，共 24 分将每小题的正确答案直接写在答题纸内的指定位置处16如图所示的简单机械是由固定的斜面和滑轮组成的。若斜面的长
8、L 与斜面高 h 的比值为 2，整个机械的效率为 80%，则使用该机械将重物沿斜面缓慢拉上的过程中，作用力F 与重物所受重力 G 的之比为 。17如图所示，粗细均匀的蜡烛长 l1，它底部粘有一质量为 m 的小铁块。现将它直立于水中，它的上端距水面 h如果将蜡烛点燃，假定蜡烛燃烧时油不流下来，且每分钟烧去蜡烛的长为l，则从点燃蜡烛时开始计时，经 时间蜡烛熄灭（设蜡烛的密度为，水的密度为 1，铁的密度为 2） 。18在如图所示中，AB、CD 分别表示质量均匀、形状相同的两块长方形木板，它们的重均为 G，长为 L，分别可绕各自的支点 O1、O 2 自由转动，且AO1：O 1BCO 2：O 2D2：1
9、，现将一根每节重为 P，长度超过 L 的链条 MN 悬挂在两板的 B 端和 D 端，当两木板的 B、D 两端相距 L/2 时，两木板恰好保持水平平衡，则该链条共有 节组成。若将两木板距离增大为 L 时，AB 板将 （填：“绕O1 顺时针转动” ， “仍保持水平平衡 ”或“绕 O1 逆时针转动” ） 。19如图所示，一根细绳悬挂一个半径为 r 米、质量为 m 千克的半球，半球的底面与容器底部紧密接触，此容器内液体的密度为 千克/米 3，高度为 H 米，大气压强为 p0 帕，已知球体的体积公式是 V4 r3/3，球面积公式是 S 球 4r 2，圆面积公式是 S 圆r 2则液体对半球的压力为 牛。若
10、要把半球从水中拉起，则至少要用 牛的竖直向上的拉力。三、计算题本题共 3 小题，共 31 分要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤只写出最后答案，而未写出主要演算过程的，不能得分有数值计算的问题，答案中必须明确写出数值和单位20 （10 分）如图所示，一辆实验小车可沿水平地面（图中纸面）上的长直轨道匀速向右运动。有一台发出细光束的激光器装在小转台 M 上，到轨道的距离 MN 为 d10m，转台匀速转动，使激光束在水平面内扫描。扫描一周的时间为 T60（s） ，光束转动方向如图中箭头所示。当光束与 MN 的夹角为 45时，光束正好射到小车上。如果再经过t2.5（s） ，光束又射到小车上，
11、则小车的速度为多少？（结果保留两位小数）21 （10 分）一台电动机，电阻为 10 欧姆，接在照明电路中使用，通过的电流为 5 安培，该电动机消耗电功率是多少？它的发热功率是多少？转变为机械能的功率是多少？电动机的效率是多大？此电动机匀速提起重物，若物体重 8500 牛顿，则物体上升速度是多大？22 （11 分）淋浴用水的流量约为 10L/min，合适的水温约为 50，用水时间约为4min电热淋浴器有两种设计，一种是淋浴时电流直接对流动的水加热，另一种则备有水箱，待箱中的水加热至合适的温度后再淋浴（加热前的水温以 20计）：（1）请根据上面提供的数据论证，第一种设计不适合大多数家庭的供电电路。
12、（2）如果水箱中的水恰好够一个人淋浴用，供电电路允许的电流最大为 10A，电加热的效率为 80%，这种条件下把水箱中的水加热需要多长时间？试题解析一、本题共 15 小题，每小题 3 分在下列各题的四个选择中，只有一个选项是最符合题目要求的1 【解答】解：火车在时间 t 内通过的路程：s（N1）L，火车速度：v 。故选：C。2 【解答】解：设木杆（物）与人的距离是 S，则物与镜的距离物距是（S+1.5 ） ，由平面镜成像规律，可得虚像与镜的距离也是（S+1.5 ） 人眼与镜以及人眼与虚像组成的二个三角形是相似三角形，如图所示：则可得 1.5+（S+1.5）S+3，即 ，解得 S7m。故选：B。3
13、 【解答】解：纸的燃点大约是 180左右，而水在 100时沸腾。当纸盒里面装了水，用火焰加热纸杯底部时，纸盒吸热升温，并迅速把热量传递给水，当纸盒里的水吸热升温至沸点时，水开始沸腾。这时，继续加热纸盒，水温却不再升高，纸盒的温度也不再升高，就不会达到纸的着火点。所以，只要纸盒中有水，纸就不能达到燃点而燃烧了。故选：C。4 【解答】解：地球的引力减小一半，那么船的重力和排开液体的重力都将减小一半；所以船受到的重力将减小，但由于浮力也减小，故船的吃水深度仍不变；故选：C。5 【解答】解：“一端开口、一端封闭的玻璃管，开口向下插入水银槽中”如果此玻璃管原来是空的，那么，开始管内气压应该等于大气压，插
14、入后，管内空气被压缩，管内气压就会大于大气压，那管内液面就会低于管外，与图不符，不应该是这种情况。因此说明图中是在玻璃管中装入水银后再倒插，此时有两种可能：一种是玻璃管上端有空气时，试管向上提时，管上方空气质量不变，体积变大，故试管内气体压强变小。由于试管上端压强变小，h 将会增大，增大的 h 还是由大气压支持的。对试管作受力分析得：F+p 试管内气体 Sp 0S，现在 p 试管内气体 变小，则 F 会变大。A 符合题意；另一种就是玻璃管上端真空时，向上提起玻璃管时，F 会不变、h 也不变，D 符合题意。综合上述分析，选项 AD 都有可能。故选：AD。6 【解答】解：（1）对于悬吊在水中的球来
15、说，它受到自身的重力 G、水对它的浮力 F 和悬线对它的拉力 T 三个力的作用而处于平衡，则此三力间应有关系为 TGF；以题述的铅球和铝球相比较，由于两者是质量相等的实心球，故 G1G 2由于铅的密度大于铝的密度，则铅球的体积小于铝球的体积，由于两者均浸没于水中，所以铅球所受水的浮力 F 浮 1 小于铝球所受水的浮力 F 浮 2，即 F 浮 1F 浮 2故 T1T 2；（2）把容器、水和小球当作一个整体，整体受到向上的支持力、向上的拉力和向下的总重力，根据力的平衡条件可得：F 支 +TG 容器 +G 水 +G 球 ，压力和支持力是一对相互作用力，则磅秤受到的压力：F 压 F 支 G 容器 +G
16、 水 +G 球T以小球为研究对象，则绳子向上的拉力：TG 球 F 浮 ，由结合阿基米德原理可得：F 压 G 容器 +G 水 +F 浮 G 容器 +G 水 +G 排水 G 容器 + 水 gV 水 + 水 gV 排水 G 容器 + 水g（V 水 +V 排水 ），因为液面高度相同、容器完全相同，则容器中的水和排开水的总体积相等，根据式可知，磅秤受到的压力（即磅秤的示数）相同，即 F1F 2。故选：C。7 【解答】解：向右管中注水，密闭端的气体压强增大，小试管内的气压也要跟着增加，小试管才会保持平衡，小试管中的一定量空气，压强增大，体积减小，空气柱长度变短，相对水面是下沉的。故选：B。8 【解答】解：
17、小环受到大环的摩擦力大小为 f，方向向上，根据力的作用是相互的，大环受到两个小环的摩擦力大小各为 f，方向向下；以大环为研究对象，处于静止状态，受力满足平衡关系，向上的力是绳子对它的拉力 F，向下的力有：大环的重力 G、两个小环的摩擦力 2f；根据平衡力的大小相等的特点，得到 FG+2fMg+2f；故选：D。9 【解答】解：如图所示，G 表示杆 AB 的自重，L OA 表示杆的重心到 A 端的距离，T 表示悬线拉力的大小，L 表示作用于杆 AB 上的悬线拉力对 A 点的力臂。把 AB 视为一根可绕 A 端转动的杠杆，则由杠杆的平衡条件应有：GL OATL，由此得：当线套在杆上逐渐向右移动时，拉
18、力 T 的动力 L（L 1、L 2、L 3、L 4）经历了先逐渐变大后又逐渐变小的过程，故悬线的拉力 T 则是逐渐变小后逐渐变大。故选：D。10 【解答】解：（1）用一带正电的小球靠近乙球壳，由于电荷间的互相作用，会使导体内部的电荷再次分布，异种电荷被吸引到乙端附近，而同种电荷被排斥到远离带电体的导体甲端。（2）将两金属半球壳分开后撤走带电小球。如果用一根绝缘导线连接甲、乙两半球壳，导线中出现瞬间电流，负电荷从乙到甲，规定正电荷定向运动的方向为电流的方向，所以导线中的瞬间电流方向是从甲到乙。故选：C。11 【解答】解：每一个电阻丝为 R，如果 A 接线柱为准，连接的方法中 AF 与 AB 的构
19、成电阻值相同；等效电路如图 1 所示其总电阻为： R。这时，若再将一个电阻值忽略不计的导线将其中的任意两个接线柱短接的情况中，电阻个数最多的支路上，短路后电阻最小的是只有一个 R 连接在电路中（不包括零电阻） ，其总电阻最小，如图 2：其总电阻为： R。电阻个数最多的支路上，短路后电阻最大时是有 4 个 R 连接在电路中，其总电阻最大，如图 3：其总电阻为： R。连接的方法中 AC 与 AE 的构成电阻值相同；等效电路如图 4 所示：其总电阻为： R。这时，若再将一个电阻值忽略不计的导线将其中的任意两个接线柱短接的情况中，电阻个数最多的支路上，短路后电阻最小的是只有一个 R 连接在电路中（不包
20、括零电阻） ，如图 5：其总电阻为： R。电阻个数最多的支路上，短路后电阻最大时是有 3 个 R 连接在电路中，如图 6：其总电阻为： R。若将一个电阻值忽略不计的导线在两条支路之间的任意两个接线柱短接的情况中，则情况如图 7：其总电阻分别为： R+ R、 + R。连接的方法中 AD 时；等效电路如图 8 所示其总电阻为： R。这时，若再将一个电阻值忽略不计的导线将其中的任意两个接线柱短接的情况中，一条支路上被导线短路后电阻最小的是只有一个 R 连接在电路中（不包括零电阻） ，如图9：其总电阻为： R；一条支路上被导线短路后短路后电阻最大时是有 2 个 R 连接在电路中，其总电阻最大，如图 1
21、0：其总电阻为： R。若将一个电阻值忽略不计的导线在两条支路之间的任意两个接线柱短接的情况中，则情况如图 11：其总电阻分别为： R+ 2R R、 + R。由上分析可知：最大值为 R 和最小值为 R。故选：C。12 【解答】解：不透明物体的颜色由它反射的光决定，白色物体能反射各种色光，对光的反射作用强，同时白色物体的吸热能力较弱，因此超市里出售的冷冻食品的塑料袋包装盒通常选用白色。用于制作包装盒的塑料机械强度不大，为了防止包装盒破裂损坏，常在盒子的底部压制出一些几何图案以增加包装盒的机械强度。故选：B。13 【解答】解：两车速度相同、同向行驶，两车相对静止，若以车为参照物，两人相对静止。两人以
22、相对自身为 2v0 的初速度水平射出，两人同时被击中。故选：C。14 【解答】解：水对锥形瓶底的压强：Pgh gh mg ，锥形瓶中的水是一圆台形状，圆台的体积公式：V h（r 2+rR+R2） ，代入式得，所以，P3mg ，当水从 0升高到 4时，水的质量不变，水的体积变小，液面下降，水的上表面变大，根据 可知，压强变小；当水从 4升高到 10时，水的质量不变，水的体积变大，液面上升，水的上表面变小，根据 可知，压强变大；所以，当水从 0升高到 10时，水对锥形瓶底的压强先变小再变大。故选：C。15 【解答】解：滑动变阻器 R 与电阻 R1 并联，再与 R2、R 3 串联，电压表 V1 测并
23、联部分电路两端的电压；V 2 测中间定值电阻 R2 两端的电压；当滑动变阻器滑片由 B 向 A 移动时，滑动变阻器的阻值减小，引起并联电路部分的总电阻变小，即电压表 V1 的示数变小，变化量为 U 1，根据串联电路的电阻分压特点可知，定值电阻 R2、R 3 两端的电压变大；U 1UU 2U 3，U 1U 2+U 3，U 1U 2。故选：B。二、本题有 4 小题，每小题 6 分，共 24 分将每小题的正确答案直接写在答题纸内的指定位置处16 【解答】解：由题知，使用的是动滑轮，将重物拉到斜面顶端，拉力移动的距离：s2L，L2h，s4h，使用该装置做的有用功：W 有用 Gh，使用该装置做的总功：W
24、 总 Fs4Fh ， 80%，F：G5：16 。故答案为：5：16。17 【解答】解：（1）设蜡烛的密度为 ，水的密度为 1，铁的密度为 2铁块受到浮力F，蜡烛截面积 S。蜡烛刚开始悬浮在水里，受力平衡分析：蜡烛重力+铁重力蜡烛的浮力+铁的浮力L1Sg+mg 1（L 1h）Sg+F （2）蜡烛灭的时候，设蜡烛燃烧长度 x，这时蜡烛的长度刚刚在水面，整个蜡烛长度的重力加铁重力刚好等于蜡烛的浮力加铁的浮力。蜡烛重力+铁重力蜡烛的浮力+铁的浮力（L 1x）Sg+mg 1（L 1x）Sg+F得 x ，蜡烛燃烧的时间 t ，故答案为： 。18 【解答】解：因为 AB CD 完全相同，故链条肯定是对称挂在
25、两根杆上的，故有： G + L，故 n ；当两木板间的距离增大时，链条对杠杆的作用力不变，因此 AB 仍然保持水平平衡。故答案为 n ，仍保持水平平衡。19 【解答】解：（1）假设半球下表面处全部为液体，则半球受到的浮力 F 浮 方向竖直向上，由阿基米德原理可知，F 浮 gV 排 gV 半球 g r3 gr3；半球表面各处所受液体压力的分布如图所示，半球上表面受到的液体压力 F 上 竖直向下，p ，FpS ，半球下表面受到的液体压力：F 下 P 下 S 圆 P 液 S 圆 gHr2，方向竖直向上，半球受到的浮力 F 浮 等于半球下表面与上表面所受液体对它的压力合力，即：F 浮 F 下 F 上
26、，F 上 F 下 F 浮 r 2gH gr3，在本题给出的条件中，半球底部与容器底部紧密接触，即半球的下表面处并不与液体接触，但这并不改变半球上表面受液体压力作用的情况，则液体对半球的压力仍为 F 上r 2gH gr3；（2）半球刚要被拉起时，容器底板对半球的下表面已无向上的支持力，则竖直向上的拉力 F 拉 至少要等于上述的 F 上 、半球本身的重力、大气压力之和，即：F 拉 F 上 +mg+p0Sr 2gH gr3+mg+p0r2。故答案为：r 2gH gr3； r2gH gr3+mg+p0r2。三、计算题本题共 3 小题，共 31 分要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤只写出最后
27、答案，而未写出主要演算过程的，不能得分有数值计算的问题，答案中必须明确写出数值和单位20 【解答】解：作图t 时间内光束转过的角度 36015；有两种可能：（1）光束射到小车上，小车正在接近 N 点，t 时间内光束与 MN 之夹角从 45变为30，v 1 1.69m/s；（2）光束射到小车上，小车正在远离 N 点，t 时间内光束与 MN 之夹角从 45变为60，v 2 2.92m/s；答：若小车正在接近 N 点，则小车的速度约为 1.69m/s；若小车正在远离 N 点，则小车的速度约为 2.92m/s。21 【解答】解：（1）照明电路的电压 U220V ，电动机消耗的电功率PUI220V5A1
28、100W；（2）电动机的发热功率 P 热 I 2R（5A） 210250W；（3）电动机的机械功率 P 机 PP 热 1100W 250W850W；（4）电动机的效率 100% 100%77.3% ；（5）重物受重力 G 与拉力 F 作用而被匀速提起，重物处于平衡状态，由平衡条件得：FG8500N，则物体上升的速度 v 0.1m/s。答：（1）电动机消耗的电功率是 1100W；（2）电动机的热功率是 250W；（3）电动机的机械功率是 850W；（4）电动机的效率是 77.3%；（5）物体上升的速度是 0.1m/s。22 【解答】解：（1）淋浴器每 min 用水体积：V10L/min1min1
29、0L10 2 m3，每 min 用水质量：m1V 110 3kg/m3102 m310kg，4min 用水质量：m4m 1410kg40kg，一次淋浴需要 4min，水从 20升高到 50需要吸收的热量：Q 吸 cm（tt 0）4.210 3J/（kg）40kg（5020）5.0410 6J，至少消耗的电能：W 电 5.0410 6J，电路提供的电功率：P 21000W，此时电路中的电流：I 95.5A，一般家庭电路不可能达到 95.5A 的电流，所以电流直接对流动的水加热不适合；（2）由（1）知道水箱中水加热到 50吸收的热量：Q 吸 5.0410 6J，由题知，W 电 80% Q 吸 ，消耗的电能：W 电 6.310 6J，W 电 UIt ，即：6.310 6J220V10At，t2864s。答：（1）第一种设计需要的电流约为 95.5A，这是一般家庭电路所不能达到的；（2）把水箱中的水加热需要 2864s。
