歷屆全國初中物理競賽機械運動

1、最近十年初中應用物理知識競賽題分類解析專題1-機械運動一、選擇題1. （2013中學生數(shù)理化潛能知識競賽）下圖是空中加油的情景，我們說加油機是靜止的，是以下列哪個物體為參照物（）A.以加油機自己為參照物B.以受油機為參照物C.以地面為參照物D.三種說法都不對1 .答案：B解析：空中加油，我們說加油機是靜止的，是以受油機為參照物，選項 B正確。2 . （2013中學生數(shù)理化潛能知識競賽“頻閃攝影”是研究物體運動時常用的一種實驗方法，下面 四個圖是小嚴同學利用頻閃照相機拍攝的不同物體運動時的頻閃照片（黑點表示物體的像），其中 可能做勻速直線運動的是（）2 .答案：B解析：根據(jù)勻速直線運動特點可知，

2、選項 B正確。3 .（2011上海初中物理知識競賽題 ）小轎車勻速行駛在公路上，坐在副駕駛位置的小青觀察到轎車速度盤的指針始終在100km/h位置處，在超越相鄰車道上同向勻速行駛的另一輛普通轎車的過程中，小青發(fā)現(xiàn)該轎車通過自己的時間恰好為1秒，則該轎車的車速范圍為（）A. 1520m/s B. 2025 m/s C. 2530 m/s D. 3035 m/s解析：小轎車速度100km/h=28m/s ,以小轎車為參照物，小轎車長度取3.5m,在超越相鄰車道上同向勻速行駛的另一輛普通轎車的過程中，兩車相對路程為7m,由s=vt可知，相對速度為 7m/s。該轎車的車速范圍為 2025m/s,選項B

3、正確。答案：B （2009上海初中物理知識競賽復賽題）2008年9月25日21時10分神舟"七號飛船載著三名航天員飛上藍天，實施太空出艙活動等任務后于28日17時37分安全返回地球。 已知：神舟"七號飛船在距地球表面高 343千米的圓軌道上運行，運行速度為7.76千米/秒；地千半徑 6.37 X03千米。則在 神舟"七號飛船運行期間，飛船繞地球運動的圈數(shù)為：（A） 15（B） 30（C） 45（D） 60.答案：C解析：由題述可知，飛船繞地球運動的時間大約為68.5小時，運行一圈的路程大約為2 7tx （6.37次印0+343千米）=4.2 X07m,運行一圈的時

4、間大約為1.5h,飛船繞地球運動的圈數(shù)為 45,選項C正確。5.（2011全國初中應用物理知識競賽題）在晴朗的夜空，我們很容易找 到北斗星與北極星，如圖 4所示。天剛黑下來的時候，我們觀察并記錄一次北斗星與北極星相對于地面的位置；半夜的時候，我們再次觀t察并記錄北斗星與北極星相對于地面的位置。比較這兩次的記錄結J 北梭星果，我們會發(fā)現(xiàn)（）北,虹顯圖4A.北斗星和北極星都是運動的。B.北斗星和北極星都是靜止的。C.北斗星是運動的，北極星是靜止的。D.北斗星是靜止的，北極星是運動的。.答案：C解析：這兩次的記錄結果， 我們會發(fā)現(xiàn)北斗星是運動的，北極星是靜止的，選項C正確。6. （2010全國初中應

5、用物理知識競賽題）物理小組的同學想利用閃電和雷聲的時間間隔計算閃電發(fā)生位置到他們的距離，以下是四位同學提出的不同方案，其中計算結果誤差最小的應該是（）A.記錄剛剛看到閃電至剛剛聽到雷聲的時間，再乘以聲速B.記錄剛剛看到閃電至雷聲剛剛結束的時間，再乘以聲速C.由兩位同學分別按選項 A、B兩種方法測量時間，求平均值后，再乘以聲速D.由一位同學按照選項 A的方法，多測幾次對應不同閃電與雷聲的時間間隔，求平均值后，再乘以聲速答案：A解析：由于閃電傳播速度遠大于聲音，所以記錄剛剛看到閃電至剛剛聽到雷聲的時間，再乘以聲速，可計算閃電發(fā)生位置到他們的距離，選項 A正確。7. （2009上海初中應用物理知識競

6、賽題）著名數(shù)學家蘇步青年輕時有一次訪問德國，當?shù)匾幻麛?shù)學家在電車上給他出了一道題：甲、乙兩人相對而行，相距50千米。甲每小時走3千米，乙每小時走2千米。甲帶一條狗，狗每小時走 4千米，同甲一起出發(fā)，碰到乙后又往甲方向走，碰到甲后它又往乙方向走，這樣持續(xù)下去，直到甲乙兩人相遇時，這條狗一共走了（）（A） 50千米 （B）40千米 （C）30千米 （D）20千米答案：B解析：甲乙兩人的相對速度是 v =3km/h+ 2km/h =5km/h ,經過t=Sv=50/5h=10h兩人相遇，這條狗一共走了 L=v狗t=4X 10km=40km ,選項B正確。8. （2013全國初中應用物理知識競賽）明光

7、中學的同學制定了一個劃船比賽規(guī)則：在距兩個船隊之間的中點處放置一個插有紅旗的小木箱（發(fā)令槍響時被釋放，隨河水流動）；甲、乙兩船隊（兩船連線與水流方向平行）聽發(fā)令槍同時從上游和下游向著小木箱出發(fā)；先得到小木箱的船隊獲勝。針對這個比賽規(guī)則同學們展開了討論，下列選項是一些同學的意見，其中正確的是（）A.比賽規(guī)則不公平，對上游船隊有利B.比賽規(guī)則不公平，對下游船隊有利C.比賽規(guī)則公平，水流動對兩船隊影響效果一樣D.條件不足，無法確定答案：A解析：甲、乙兩船隊聽發(fā)令槍同時從上游和下游向著小木箱出發(fā)，小木箱上游流速增大，壓強減??；下游流速減小壓強增大，導致小木箱隨河水流動的速度小于水流速度，所以比賽規(guī)則不

8、公平，對上游船隊有利，選項 A正確。9. （2013全國初中應用物理知識競賽）小轎車勻速行駛在公路上，坐在副駕駛位置的小青觀察到轎車速度盤的指針始終在110km/h位置處，在超越相鄰車道上同向勻速行駛的另一輛大客車的過程中，小青發(fā)現(xiàn)自己經過該車的時間約為5s,如圖6所示。則被超越大客車的車速范圍為（）A.10 20 m/s B.20-30m/sC.30-40m/s D.40-5O m/s答案：B解析：小轎車速度 v110km/h=30m/s,大客車的長度按10m計算，由（30-v）t=10 解得v=28m/s ,選項B正確。二、填空題1. （2012全國初中應用物理知識競賽預賽）2011年11

9、月3日凌晨，我國自主設計的“神舟八號”飛船與“天宮一號”成功實現(xiàn)安全對接，攜手遨游太空，如圖1所示，對接后，“神舟八號”相對于“天宮一號”是 的，相對于地球是 。（選填“運動”或“靜止”） 1、答案：靜止 運動解析：對接后，二者速度相同，相對靜止；但是相對于地球是運動的，相對于地面的速度大約為x I0km/s 。7.72. (2013中學生數(shù)理化潛能知識競賽傳說孫悟空具有騰云駕霧的本領，一個筋斗能翻十萬八千里(折合5.4X 104km),我國高鐵的安全運行速度可達300 km/h。已知地球到月球之間的距離約為3.78x 105kmo請根據(jù)這些數(shù)據(jù)估算孫悟空從花果山約需翻 個筋斗即可到達月球；若

10、建一 條“地月高鐵”，以 300 km/h的速度從地球運行到月球約需 ho2.答案：7 1260解析：3.78x 105km- (5.4X104km) =7.。3.78x 105km + 300 km/h=1260h。3. (2013中學生數(shù)理化潛能知識競賽五一節(jié)，爸爸駕車帶楠楠去南濱路海洋公園游玩，途經長江大橋，如圖所示。如果小車以36km/h的速度勻速通過長為 450m的大橋，則過橋所需的時間為s 。車行駛在橋中央時，爸爸問楠楠：為什么我們看到橋兩邊的路燈在不停地后退呢？楠楠告訴爸爸，這是因為我們選擇了 為參照。3.答案：45 汽車解析：36km/h=10m/s , 450m- 10m/s

11、=45s。4. (2013中學生數(shù)理化潛能知識競賽為響應“ 低碳生活”的號召，小明每天騎自行車上學。他看到路邊的小樹向后“飛過”，是以 為參照物的。如果他在平直的公路上騎過3km用了 10min,則他騎車的速度為 km/h。4.答案：自行車18解析：10min=1/6h , 3km + 1/6h=18km/h。5. (2013中學生數(shù)理化潛能知識競賽甲、乙兩輛汽車在水平路面上同時向東行駛，路程一時間圖像如圖所示，則甲車的速度是 m/s;兩車行 駛過程中，若以甲車為參照物，乙車向 運動.5.答案：15 西解析：路程一時間圖像斜率表示速度，甲車的速度是v=300m+ 20s=15m/s；由于甲車速

12、度大于乙車速度，若以甲車為參照物，乙車向西運動 .6. (2013中學生數(shù)理化潛能知識競賽比較物體運動快慢的方法通常有兩種(如圖8甲、乙)，其中甲是4 / 12甲 乙6 .答案：相同時間比路程相同路程比時間3 ： 1,所用的時間之比是 2 : 3,則甲乙兩物體7 .甲、乙兩物體都做直線運動，通過的路程之比是 運動的平均速度之比是8 .答案：9 : 2v Si to解析：由 v=s/t可得 =9 ： 2。v2 / 122 tl(20 t 6 2 144 ,當t=6s9 . （2009上海初中物理知識競賽）如圖 18所示，B、C兩點相距60米, C、 A兩點相距80米，AC與BC相互垂直。甲以2米

13、/秒的速度由B點向10 運動，乙以4米/秒的速度同時由C點向A點運動。經過 秒，甲、乙之間的距離最近；經過 秒，甲、乙所處位置與C點構成的三角形和三角形ABC可能相似。8. 答案：690/11 或 12解析：甲、乙之間的距離x= J 60 2t 24n = ,2012 12t 180時甲、乙之間的距離 x最近；由（602t）/60=4t/80解得t=12s時甲、乙所處位置與 C點構成的三角形和三角形ABC相似。由（602t）/80=4t/60解得t=9/11s時甲、乙所處位置與 C點構成的三角形和三角形ABC可能相似。9. （2013中學生數(shù)理化潛能知識競賽）節(jié)能電動車為上海世博園區(qū)的觀光提供

14、了綠色交通服務。若一輛電動車在中國館附近的水平路面上以8米/秒的速度沿直線行駛了50秒，則通過的路程為米；若此時車內的乘客以車為參照物，則中國館是 的（選填“靜止”或“運動”）；答案：400米 運動解析：s=vt= 8米/秒X 50秒=400米。1010. （2012年“志英杯”物理競賽）小汽車在短時間內的速度可以變化很快。有些車幾秒鐘內車速就可以從0km/h急升到110km/h。如圖是一輛車在10s內的車0 1th速變化情況，由圖像可知第4s時車速為 km/h,從第2s到第4s過程中，車速 。（選填“增大”、“減小”或“不變”） 從第6s到第8s速度的變化比從第 8s到第10s速度的變 化

15、（選填“大”或“小”）答案：30km/h 增大大解析：從第6s到第8s速度的變化為20m/s,從第8s到第10s速度的變化為10m/s,所以從第6s到第8s速度的變化比從第8s到第10s速度的變化大。11. （2012全國初中物理競賽預賽）“蜻蜓點水”是常見的自然現(xiàn)象，某 同學在研究蜻蜓運動的過程中，獲得一張圖4所示的蜻蜓點水的俯視圖片。該圖片記錄了在相等時間內蜻蜓連續(xù)三次點水過程中激起的波紋，已知水的傳播和蜻蜓的飛行都是勻速運動。根據(jù)圖中弦的形狀和分布可知蜻蜓當時是向 （填“左”或“右”）飛行的，且飛行速度比水波傳播的速度 （填 “快”或“慢”）11、答案：左 快解析：蜻蜓剛點水激起的波紋圓

16、周半徑小，所以蜻蜓當時是向左傳播。由蜻蜓第三次點水時波紋還 沒有到達蜻蜓處可知，蜻蜓飛行速度比水波傳播的速度快。12 （2011全國初中應用物理知識競賽初賽）心電圖儀通過一系列的傳感手段，可將與人心跳對應的生物電流情況記錄在勻速運動的坐標紙上。醫(yī)生通過心電圖，可以了解到被檢者心跳的情況，例如，測量相鄰兩波峰的時間間隔，便可計算出1 min內心臟跳動的次數(shù)（即心率）。同一臺心電圖儀正常工作時測得待檢者甲、乙的心電圖分別如圖甲、乙所示。若醫(yī)生測量時記下被檢者甲的心率為60次/ min 。則乙的心率為 ?！窘馕觥吭O心電圖儀的坐標紙移動速度為 v,根據(jù)甲的心率為60次/min可知，甲的心動周期為 T1

17、=1s. 由甲的心電圖可知， v=25X 10-3。設乙的心動周期為 T2,由乙的心電圖可知， vT2=20X 10-3,解得T2=0.8s ,則乙的心率為 60/ T2=60+0.8/min=75 次/min ?！敬鸢浮?5次/min三.綜合運用1 . (2012年“志英杯”物理競賽)民間有個美麗的傳說，牛郎織女的故事，據(jù)天文測量，牛郎星和織女星相距為160萬億千米，估算一下，牛郎眨眨眼，織女要隔多少年才能看到？解： 1 光年=3X108m/sX ( 365X 24X 3600) s=9.46 X 1015m(2 分)Si=160 萬億 km=1.6 x 1016m,s2=9.46 X101

18、5mt=s 1/s 2=1.6 x 1016m /9.46 x 1015m =17 年2 .步行不僅是一種簡易的健身運動，而且還能方便地對一些長度進行估測。(1)人正常步行時，步距變化不大，因此，步距可作為身體上的一把尺子”。為了使這把 尺子'更可靠，請你說出一種測量步距的方法。(2)小華測出自己的步距為0.5m,他從教學樓的一端走到另一端，共走了 84步，則教學樓的長度是多少米？如果這個過程用時35s,則他的步行速度是多少？解析：(1)用刻度尺測出沿直線步行10步的距離，除以10即得步距。(2)教學樓的長度為：x=0.5mX84=42n由x=vt可得他的步行速度為：v= 42m =

19、1.2m/s。35s3 .連云港市正在建設的“BRT系統(tǒng)，是連接中心城區(qū)與外圍區(qū)域的快速公交系統(tǒng)，它具有專用的車道和站點，有利于中心城區(qū)各項功能的向外輻射和向心聚焦.(1)已知從起點海州站到終點墟溝站的距離約為34km,若“BRT專用車的平均速度 80km/h ,求從起點到終點的運行時間為多少分鐘？(2)目前，由于堵車現(xiàn)象嚴重，再加上紅綠燈較多，該路段開轎車上班的平均速度僅約40km/h,該系統(tǒng)運行后，乘坐 “BRT專用車比開轎車上班從起點到終點可以節(jié)約時間多少分鐘？ 解析：(1)由s=vt得公交車行駛的時間為 t=0 = 34km =0.425h=25.5min ;v 80km /h(2)由

20、 s=v' t轎車行駛白時間為 t' £ = "km=0.85min=51min ,v' 40km / h公交車比轎車節(jié)省的時間為t=t - t=51min - 25.5min=25.5min ;4.(2009全國初中應用物理知識競賽復賽題)圖2是小強的自行車傳動裝置的示意圖。請思考并回答：(1).假設腳踏板每 2s轉1圈，在這種情況下，要計算自行車前進的速度大小，還需要測量哪些量？青你用這些量推導出自行車前進速度的表達式。（2）.該自行車后架上裝有向車頭燈供電的小發(fā)電機，小發(fā)電機的上端有一半徑摩擦小輪。行駛過程中，當需要小發(fā)電機向車頭燈供電時，小輪

21、壓緊車輪，此時小輪與自行車車輪之間無相對滑動，車輪帶動小輪轉動，發(fā)電機發(fā)電。測得自行車大齒輪、小齒輪和后輪的半徑分別為8.0cm、3.4cm、33cm,問當自行車的車速為 15km/h時，Ro=1.0cm 的摩擦小輪的轉速（單位時間內轉過的圈數(shù)，單位：r/s）是多少？取 兀=3.14。（請你幫助小強計算自（3） .小強利用第1問中推導的公式，計算出了自行車前進的速度大小行車前進的速度）。然后他又實地測量了自行車的速度，對比后發(fā)現(xiàn)總有差別，請你說明這可能是什么原因造成的。解析：（1） .還需要測量三個輪子的半徑：大齒輪（主動齒輪或輪盤）半徑Ri、小齒輪（被動齒輪或飛輪）半徑 R2、后輪半徑 R3

22、。推導自行車速度的表達式：設大齒輪、小齒輪和后輪的轉動周期分別為Ti、T2和T3o可得：大齒輪邊緣的速度：vi=2 R1Ti小齒輪邊緣的速度：V2=2RT2后輪邊緣的速度：V3= 2 R3T3因為：Vl=V2, T2=T3,所以：自行車前進的速度：V= V3=2-R些R2T1（2） .設摩擦小輪的速度為no,可得： no= -v3- =15r/s =66.3r/s2 R）3.6 2 3.14 0.01即當自行車的車速達到15km/h時，摩擦小輪的轉速：n0=66.3r/s（3） .因為自行車腳踏板的周期T=2s,且R=8.0cm、R2=3.4cm、R3=33cm所以：自行車前進的速度：v=B

23、2 3.14 0.08 0.33 m/s=2.44m/s=8.8km/hR2T10.034 2可能原因：自行車輻條不緊，導致車圈在行駛過程中為橢圓；車胎內氣不足，導致車胎與 地面接觸部分到車軸距離小于所測車輪半徑；自行車實際行駛路徑與測量長度的路徑不重合；大齒輪、小齒輪、后輪半徑測量的不準；行駛過程中腳踏板的周期很難保證為2s。5. （2012 全國競賽題）早在1800年前的漢代，科學家張衡就發(fā)明了用來測量車輛行駛里程的記里鼓車”，又名 記里車”、同里車"、大章車”等?？萍际穼W家王振鐸先生根據(jù)史書上的文字描述，復原了這種神奇的車， 如圖9甲所示。圖9乙所示為記里鼓車的原理圖，馬匹拉著

24、該車向前行走, 帶動左、右足輪轉動。立輪與左、右足輪裝在同一水平軸上，齒數(shù)為18,并與下平輪嚙合，帶動下平輪水平轉動，下平輪齒數(shù)為54;齒數(shù)為3的旋風輪與下平輪裝在同一豎軸上，并與中平輪嚙 合。中平輪齒數(shù)為100,轉動一圈，輪上的撥子便撥動上層木人 右臂擊鼓一次，顯示車行一里。漢代曾以六尺為一步， 三百步為一里，假設那時人們認為的圓周率約為3。試通過計算說明，這架 記里鼓車”的足輪直徑應 該是多少尺？解析：車行駛一里.則中平輪需轉動一圈， 旋風輪和下平輪需轉動的圈數(shù)：記里最早復原也甲若下平輪轉動一周，立輪和足輪需要轉動圈數(shù)：n1 = 100/3 （冽）n2=54/18 （2分）所以，當車輛行駛

25、一里，足輪需要轉動圈數(shù)：n3= n2n1 = 54/189 x 100/3=100十？分）又因為：1里=300步=6 X300尺=1800尺 （1分）所以：100 70= 1800 尺 （2 分）足輪直徑：D=6尺 （1分）6（2010全國初中應用物理知識競賽題）現(xiàn)代社會汽車大量增加，發(fā)生交通事故的一個重要原因是遇到 意外情況時車不能立即停止。司機從看到情況到肌肉動作操縱制動器來剎車需要一段時間，這段時 間叫反應時間；在這段時間內汽車要保持原速前進一段距離，這段距離叫反應距離。從操縱制動器 剎車，到車停下來，汽車又要前進一段距離，這段距離叫制動距離。下面是一個機警的司機駕駛一 輛保養(yǎng)得很好的汽

26、車在干燥的水平公路上以不同的速度行駛時，測得的反應距離和制動距離。請回 答：（1）剎車過程中輪胎會發(fā)熱，這是什么原因？是什么能轉化為什么能的過程？（2）利用上表數(shù)據(jù)，通過計算求出該司機的反應時間大約是多少秒？（3）分析上表數(shù)據(jù)可知，汽車制動距離與行駛速度有什么關系？（4）為了提醒司機朋友在雨雪天氣里注意行車安全，在高速公路旁邊設置了 “雨雪路滑，減速慢 行”的警示牌，請簡要說明這句話的物理道理。vi=40km/h=100/9m/s , ti=si/vi=0.63s；V2=50km/h=125/9m/s , t2=s/v2=0.65s；V3=60km/h=50/3m/s , t3=S2/v2=0

27、.66s；V4=80km/h=200/9m/s , t4=S4/v4=0.68s；v5=100km/h=250/9m/s , t5=s5/v5=0.68s； 反應時間的平均值 t=0.65s.(3)分析上表數(shù)據(jù)可知，汽車制動距離與行駛速度的關系是：汽車行駛速度越大，制動距離越大。具體計算可知，當速度增大到原來的2倍時，制動距離約增大到原來的4倍。(4)雨雪天，道路較滑，汽車所受的剎車阻力較小。在相同的車速的情況下，汽車所受的剎車阻力越小，汽車的運動狀態(tài)越不容易改變，汽車剎車后滑行的距離就越長，因此汽車就越難停 下來，所以為安全起見要減速慢行。7.(15 分)(2013全國初中應用物理知識競賽)

28、寒假小明參加了學校組織的去內蒙古草原的 冬令營之前，老師對他們講了草原上防火和自救的知識，告訴他們，草原一旦起火，推進的速度很 快，草原的火就像一堵墻一樣大面積地向前推進；但由于草的質量小，很快就燒完了，所以當火墻 的前面還在燃燒，火始的后面很快就會熄滅，因此火墻比較薄。這一點與森林火災有著顯著的不同?；诓菰馂牡奶攸c，老師囑咐他們，若遇到草原著火，一定要迎著火墻快速地沖過去。如果背著火，朝沒有火的地方跑，很快就會被大火吞噬。若某次草原發(fā)生火災時，恰好西風，風速w=1m/s,所形成的火墻厚度 D=8m火墻的推進速度可看作與風速相同，即 v2=v-1m/s。通常情況下，人在草原上奔跑的速度 V3=7m/s；而在十分疲憊的 情況下，持續(xù)奔跑的速度約為 V4=1.5 m/s。人的衣服被火焰點燃所需的時間約為t1=1.5s。1 .請你通過計算說明老師所說的“草原火災自救方法”的科學道理以及后面所說的“如果背著火，朝沒有火的地方跑，很快就會被大火吞噬”的原因。2 .假如草原發(fā)生火災時，天刮著西風，這時你恰好在火場東側約兩百米的位置當時你隨身攜帶有