9年級-15-全國初中物理競賽模擬卷（一）（解析版）-全國初中物理競賽試題編選

試卷第=page4141頁，共=sectionpages4141頁試卷第=page4040頁，共=sectionpages4141頁全國初中物理競賽模擬卷（一）全國初中物理競賽試題精編學校:___________姓名：___________班級：___________考號：___________一、單選題1．如圖甲所示，一個滑輪組豎直固定在水平支架上，已知每個滑輪均重20N，滑輪組下端掛有重為G的物體A，用力F通過滑輪組繩的末端豎直向上勻速提升重物A，重物A向上運動的速度為v，力F做功的功率P隨物體上升速度v之間的關(guān)系圖象如圖乙所示?；喤c軸的摩擦、繩的質(zhì)量忽略不計，g取10N/kg。則下列說法正確的是（）A．拉力F的大小為120NB．滑輪組對水平支架的拉力為140NC．拉力F的功率為1.2W時，10s內(nèi)滑輪組對物體A做功12JD．若在物體A下再加掛30N的重物，滑輪組的機械效率可以達到86.7％【答案】D【詳解】A．因為有3段繩子與動滑輪接觸，故當物體上升速度為4cm/s時，繩子上升的速度為12m/s=0.12m/s，此時拉力的功率為4.8W，有故A錯誤B．滑輪組對支架的拉力為故B錯誤；C．3段繩子與動滑輪接觸，有得若拉力功率為1.2W，此時物體運動速度為1cm/s，則10s時間內(nèi)對滑輪組對物體做功為故C錯誤；D．此時滑輪組的機械效率為故D正確。故選D。2．質(zhì)量相等的甲、乙兩個物體從同一斜面的相同高度處下滑，每隔相等時間曝光一次得到的頻閃照片如圖所示。則甲、乙在斜面上運動的過程中（）A．平均速度之比為3︰5B．甲的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能C．到達斜面底端的動能相等D．乙重力做功的功率比甲大【答案】D【詳解】A．由圖知，甲物體是4個時間間隔，乙物體是2個時間間隔，所以甲物體與乙球物體運動的時間之比為4︰2=2︰1，運動的路程相同，根據(jù)可知，平均速度之比為1︰2，故A錯誤；B．由圖可知，甲物體的高度變小，質(zhì)量不變，重力勢能變小；甲物體在相同時間內(nèi)通過的路程相同，做勻速直線運動，速度保持不變，甲物體的質(zhì)量不變，動能不變；所以該過程中，重力勢能用來克服摩擦力做功了，動能不變，故B錯誤；C．由圖可知甲做勻速直線運動，乙做加速運動，甲、乙物體的質(zhì)量相同，到達底端時，甲的速度小于乙的速度，所以甲的動能小于乙的動能，故C錯誤；D．由題意知：乙運動的速度大，甲、乙的質(zhì)量相同，根據(jù)G=mg可知，重力相同，根據(jù)可知，乙的重力做功快，故D正確。故選D。3．如圖甲所示為邊長為20cm的薄壁正方體容器（質(zhì)量不計）放在水平桌面上，將質(zhì)地均勻的實心圓柱體豎直放在容器底部，其橫截面積為200cm2、高為10cm。向容器內(nèi)緩慢注入某種液體，圓柱體始終豎直，圓柱體對容器底部的壓力與注入液體的質(zhì)量關(guān)系如圖乙所示。則下列表述正確的是（）①圓柱體的密度小于液體的密度②當注入液體質(zhì)量為2kg時，圓柱體所受的浮力為20N③當液體對容器底的壓強與容器對桌面的壓強之比為1∶3時，注入液體質(zhì)量為3kg④當液體對容器底的壓強與容器對桌面的壓強之比為1∶3時，圓柱體下表面受到的液體壓力為32.5NA．只有①③正確 B．只有②③正確 C．只有②④正確 D．只有②③④正確【答案】C【詳解】①由圖乙可知，當注入液體質(zhì)量大于2kg時，圓柱體對容器底部的壓力不變，說明此時圓柱體浸沒在液體中，即圓柱體沉底了，由浮沉條件可知，圓柱體的密度大于液體密度，故①錯誤；②圓柱體的底面積為圓柱體的體積為正方體容器的底面積為圓柱體剛好浸沒時，液體的體積為由圖乙可知，圓柱體剛好浸沒時，注入液體的質(zhì)量為2kg，則液體的密度為根據(jù)阿基米德原理可得，當圓柱體剛被浸沒時，它受到的浮力為故②正確；③④由②可知，圓柱體剛好浸沒時，注入液體的質(zhì)量為2kg，當注入液體的質(zhì)量m1小于或等于2kg時，容器內(nèi)液體的深度為液體對容器底的壓強為由圖乙可知，當沒有注入液體時，圓柱體對容器底的壓力為150N，即圓柱體的重力為150N，則注入液體后，容器對桌面的壓力為容器對桌面的壓強為又，結(jié)合以上的式子解得，m1=3kg。因為其大于2kg，與液體的質(zhì)量m1小于或等于2kg矛盾，因此注入液體的質(zhì)量大于2kg，即注入液體的深度大于10cm，因液體體積與圓柱體的體積之和等于容器底面積乘以液體的深度，即，根據(jù)可得，液體的體積為，因此有此時液體的深度為此時液體對容器底的壓強為容器對桌面的壓強為又，結(jié)合以上的式子解得，m2=4.5kg。此時液體的深度為圓柱體下表面受到的液體壓強為圓柱體下表面受到的液體壓力為故③錯誤，④正確。故選C。4．如圖所示，足夠高的柱形容器底面積為200cm2。容器內(nèi)放有一密度為0.4g/cm3、邊長為10cm的正方體木塊A，將一物塊B放在A的正上方，用一條質(zhì)量可忽略不計的細繩，兩端分別系于木塊底部中心和柱形容器中心?，F(xiàn)緩慢向容器中加水，當加入2.4kg的水后停止加水，此時木塊A有五分之一的體積露出水面，細繩受到的拉力為1N，容器中水的深度為h1；再將物塊B取下并緩慢放入水中直到浸沒時，細繩剛好斷掉，液面穩(wěn)定后容器中水的深度為h2。已知細繩能承受的最大拉力為5N。則下列說法中錯誤的是（）A．細繩的長度為8cm B．物體B的密度為3g/cm3C．h1:h2=16:17 D．物塊B最終對容器底部的壓力為2N【答案】C【詳解】A．當加入2.4kg的水后停止加水，此時木塊A有五分之一的體積露出水面，水的體積木塊A浸在水中的體積容器中水的深度繩子的長度故A正確，不符合題意；B．正方體木塊A的重力受到的浮力物體B的重力將物塊B取下并緩慢放入水中直到浸沒時，細繩剛好斷掉，此時A受到的浮力此時A浸在水中的深度水深B的體積物體B的密度故B正確，不符合題意；C．液面穩(wěn)定后，物體A漂浮，浮力等于重力等于4N，此時A排開水的體積水的深度則h1:h2=16cm：14.5cm=16:14.5故C錯誤，符合題意；D．物體B浸沒在液體中，受到的浮力物塊B最終對容器底部的壓力故D正確，不符合題意。故選C。5．如圖所示，質(zhì)量為m的小球從靜止下落，落在與A點等高處、豎直放置靜止的輕彈簧上，到達與B點等高處時小球重力與彈簧的彈力大小相等，圖中與C點等高處是小球到達的最低點（不計空氣阻力）。下列說法正確的是（）A．到達A點時，小球的動能最大B．從A到B，小球減少的重力勢能等于增加的動能C．下落過程中，小球重力勢能一直減小、動能先增大后減小D．到達C點時，小球的動能為零，受到的重力與彈簧的彈力是一對平衡力【答案】C【詳解】小球下落過程中，高度減小，小球重力勢能減小；在OA段，小球的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，動能先增大；在AB段，小球受到向下的重力大于向上的彈力，合力向下，小球做加速運動，動能逐漸增大，同時彈簧的彈性勢能增加；在BC段，小球受到向上的彈力大于向下的重力，合力向上，小球做減速運動，動能逐漸減小，同時彈簧的彈性勢能增加；A．小球在B點的速度最大，小球的動能最大，故A錯誤；B．從A到B，小球減少的重力勢能等于增加的動能與彈簧彈性勢能的和，故B錯誤；C．根據(jù)以上分析可知，下落過程中，小球的高度一直降低，小球重力勢能一直減??；小球的速度先增大后減小，因此小球的動能先增大后減小，不計空氣阻力，小球與彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，故C正確；D．到達C點時，小球的動能為零，小球受到的重力要小于彈簧的彈力，這兩個力不是一對平衡力，故D錯誤。故選C。6．用圖甲所示的滑輪組裝置將放置在水平地面上、質(zhì)量為10kg的物體向上提升。當用圖乙所示的隨時間變化的豎直向上的拉力F拉繩時，物體的速度v和物體上升的高度h隨時間變化的關(guān)系圖像分別如圖丙和丁所示（不計繩重和繩與輪之間的摩擦，g取10N/kg）。下列計算結(jié)果正確的是（）A．0~1s內(nèi)，地面對物體的支持力為10NB．1~2s內(nèi)，拉力F做的功為5JC．2~3s內(nèi)，拉力F的功率為8WD．2~3s內(nèi)，滑輪組的機械效率約為83.3%【答案】D【詳解】A．物體的重力G=mg=10kg×10N/kg=100N由甲圖可知，與動滑輪相連的繩子股數(shù)為3，在不計繩重和繩與輪之間的摩擦時繩子自由端的拉力在2~3s內(nèi)時，物體未和地面接觸，且勻速上升，將拉力40N和物重100N代入上式，解得動滑輪重力G動=20N在0~1s內(nèi)時，物體和地面接觸，物體受到繩子豎直向上的拉力、豎直向上的支持力，以及自身的重力，并且在這3個力的作用下保持靜止狀態(tài)，由滑輪組力的關(guān)系可得解得F拉=70N所以F支=G-F拉=100N-70N=30N故A錯誤；B．在1~2s內(nèi)，由乙圖可知拉力為50N，由丁圖可知物體上升的距離為0.1m，所以繩子自由端移動的距離為0.3m，則拉力做功W=F2s=50N×0.3m=15J故B錯誤；C．在2~3s內(nèi)，由乙圖可知拉力為40N，由丙圖可知物體上升的速度為0.2m/s，所以繩子自由端移動的速度為0.6m/s，則拉力的功率P=F3×v=40N×0.6m/s=24W故C錯誤；D．由效率公式可得故D正確。故選D。7．小王系好安全彈性繩玩蹦極，他從最高點下落到最低點過程的v-t圖像如圖甲所示（忽略空氣阻力）。已知：在t1時，彈性繩處于自然伸直狀態(tài)；t3時，小王達到最低點。則下列說法正確的是（）A．0~t3，小王的動能不斷增大 B．0~t3，小王的重力勢能不斷減少C．0~t1，小王的機械能不斷增大 D．t2時，彈性繩的彈性勢能最大【答案】B【詳解】A．由題意可知，在時小王的速度達到最大值，時間段內(nèi)，小王向下運動速度變小，所以動能變小，故A錯誤；B．在時間段內(nèi)，小王的質(zhì)量不變，高度不斷變小，所以小王的重力勢能不斷減少，故B正確；C．在時，彈性繩處于自然伸直狀態(tài)，忽略空氣阻力，則在時間段內(nèi)，小王在向下運動過程中只存在動能和重力勢能轉(zhuǎn)化，所以小王的機械能不變，故C錯誤；D．在時，游客的速度為0，此時游客到達最低點，此時彈性繩的伸長量是最大的，彈性勢能最大，故D錯誤。故選B。8．如圖所示，兩個足夠高的圓柱形容器甲、乙置于水平地面上，底面積SA>SB，兩個容器內(nèi)分別盛有液體A、B（mA＜mB）。若抽出相同深度的A、B液體，液體對兩個容器底部的壓強變化量分別為和，液體壓力變化量分別為和，則以下說法正確的是（）A．， B．，C．， D．，【答案】D【詳解】根據(jù)題意，如圖，hA>hB，底面積SA>SB，mA＜mB，根據(jù)密度公式可得，故。由液體壓強公式可得，所以。由于液體質(zhì)量是均勻的，抽出相同高度h，則抽出的質(zhì)量為，又hA>hB，mA＜mB，故。柱形容器液體的壓力等于液體的重力，故。故ABC錯誤，D正確。故選D。二、填空題9．六一兒童節(jié)，同學送給小明一個透明密閉容器做的禮物。容器中盛有兩種分層的液體，一只小熊懸浮在兩種液體的交界處。熱愛物理的小明同學找來一個正方體木塊A、一個電子臺秤、刻度尺、底面積為的薄壁容器等對兩種液體進行了以下探究：將密閉容器頂部打開，將液體全部倒入柱形容器中，并將柱形容器放在臺秤上，記下容器和液體的總質(zhì)量；用刻度尺測出A木塊邊長為，并用一根不計質(zhì)量和體積的細桿固定在A的頂部正中央，再將木塊放入容器中，如圖所示，此時桿的作用力為0。放入物體A后，臺秤的讀數(shù)增加了，則物體A的密度為___________。此時，甲液體的深度為，乙液體的深度為，A浸入乙液體的深度為；現(xiàn)將A提升，使A全部浸入甲液體中，發(fā)現(xiàn)臺秤讀數(shù)減小，將物體A上下移動，在保證物體A浸沒的情況下，A處在最高點和最低點時桿的作用力之比為___________（A與容器可接觸但不擠壓）?！敬鸢浮?/p>

1.2

1:1【詳解】[1]木塊放入容器后，桿的作用力為0，臺秤的讀數(shù)增加了1200g，則物體A的質(zhì)量為，物體A的體積為物體A的密度為[2]將物體A提升，使其全部浸入甲液體中，發(fā)現(xiàn)臺秤讀數(shù)減小了即臺秤受到的壓力減小了將物體A與容器及液體看成整體進行受力分析可知，桿的拉力增加了因為提升前桿的作用力為0，所以將物體A提升，使其全部浸入甲液體中時，桿的拉力當物體A全部進入甲液體后，物體A在甲液體中的任一位置受到的浮力都不變，故桿的拉力也不變，所以在物體A在最高點時，桿的作用力為由[1]可知則物體A的重力為當物體A全部進入甲液體時，受到的浮力為則液體甲的密度為由題可知，當桿的作用力為0時，排開乙液體的體積為排開甲液體的體積為物體A因浸入甲液體而受到的浮力為物體A因浸入乙液體而受到的浮力為則乙液體的密度為乙液體的總體積為當物體A下降到最低點時，乙液體的深度為浸入乙液體的體積為此時物體A仍有一部分在甲液體中，浸入甲液體的體積為此時物體A因浸入甲液體而受到的浮力為物體A因浸入乙液體而受到的浮力為故物體A下降到最低點時，受到的浮力為此時物體A與容器底部接觸但不擠壓時，受到的浮力最大，此時桿的作用力為向下的壓力，則物體A下降到最低點時，桿對物體A的壓力為所以，物體A處在最高點和最低點時桿的作用力之比為10．如圖所示，邊長均為20cm的正方體A、B用輕質(zhì)彈簧相連，彈簧的體積和質(zhì)量忽略不計，柱形容器底面積為800cm2。如圖甲所示，物塊A的上表面與水面相平，彈簧處于原長；現(xiàn)用力將物塊A從水中緩慢提起，當物塊A剛好完全被拉出水面時，物塊B對容器底的壓力恰好為0，彈簧彈力大小和其形變量的關(guān)系如圖乙所示。整個過程忽略水的阻力，則物塊A重___________N，物塊B重___________N。【答案】

80

90【詳解】[1]物體A的體積為VA=L3=(20cm)3=8×103cm3=8×10-3m3由題可知，物塊

A

的上表面與水面相平，彈簧處于原長，則物體A處于懸浮狀態(tài)，物體A排開水的體積等于物體的體積，即物體A排開水的體積為V排=VA=8×10-3m3物體A的重力為GA=F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-3m3=80N[2]因為B物體與A物體均是邊長為20cm的正方體，故B物體浸沒時受到的浮力等于A物體浸沒時受到的浮力相等，即B物體浸沒時受到的浮力F浮′=F浮=80N當物塊

A

剛好完全被拉出水面時，液面降低了即是彈簧伸長的長度Δx=Δh=10cm由乙圖可知，彈簧對物塊B的拉力F拉=10N。對物體B受力分析知，此時物體B受到豎直向下的重力GB、水對物體B豎直向上的浮力F浮、彈簧對物體B豎直向上的拉力F拉，處于平衡狀態(tài)，故物體B的重力為GB=F拉+F浮′=10N+80N=90N11．如圖所示為某磅秤的結(jié)構(gòu)示意圖，物體W放在平臺上，物體以及平臺的重量由刀口A和E分擔，并通過由DF、FC、BG、GO、OQ等輕質(zhì)硬桿組成的杠桿組（自重不計）的作用由Q處懸掛的砝碼表示出來。該秤的結(jié)構(gòu)裝置中B和D也為刀口，O、G、C、F處為光滑鉸鏈，P為OQ桿的固定轉(zhuǎn)動軸，P、D同在一豎直線上，Q、C、F同在另一豎直線上。已知：AB＝L1，BC＝L2，DE＝L3，DF＝L4，OP＝L5。若物體W放在平臺上的某一位置時，刀口A和E的受力相等，此時砝碼的質(zhì)量為m，T型平臺的質(zhì)量為M，則物體W的質(zhì)量為______，若物體W不論放在平臺上什么位置，秤的示數(shù)不變，則L1、L2、L3、L4之間應有的關(guān)系為______。【答案】

L1L4=L2L3【詳解】[1]若物體W放在平臺上的某一位置時，刀口A和E的受力相等，設物體W的質(zhì)量為M0，按題意可得FA=FE=0.5×(M+M0)g

①以P點為支點，根據(jù)杠桿的平衡條件有mgL4=F0L5②以B點為支點，根據(jù)杠桿的平衡條件有F0(L5+L4+L2)=FAL1+FCFL2③以D點為支點，根據(jù)杠桿的平衡條件有FCFL4=FEL3④聯(lián)立以上四式可得[2]設物體重心與刀口A的距離為x，以E為支點，根據(jù)杠桿的平衡條件有故

④以A為支點，根據(jù)杠桿的平衡條件有故

⑤聯(lián)立②③④⑤式可得因此與x無關(guān)的條件是L2L3L5-L1L4L5=0即L1L4=L2L312．水平桌面上有兩個完全相同的容器，分別裝有甲、乙兩種液體，一個薄壁密封飲料瓶內(nèi)裝有一些飲料，分別放入兩種液體中，靜止后飲料瓶的狀態(tài)如圖所示。圖中飲料瓶所受浮力分別為F甲和F乙，兩種液體的密度分別為ρ甲和ρ乙，容器底部所受液體壓強分別為p甲1和p乙1，桌面受到容器的壓強分別是p甲2和p乙2，則它們的大小關(guān)系為：F甲___________F乙，ρ甲________ρ乙，p甲1________p乙1，p甲2_________p乙2?！敬鸢浮?/p>

=

>

>

>【詳解】[1]由圖可知，飲料瓶在兩種液體中都處于漂浮狀態(tài)，故飲料瓶所受浮力為F甲=F乙=G瓶[2]根據(jù)公式可知F甲=F乙又因為所以[3]由圖可知，兩種液體深度相同，根據(jù)液體壓強公式可知，容器底部所受液體壓強為p甲1>p乙1[4]根據(jù)公式得F=pS兩容器底面積相同，則燒杯所受到的液體壓力又因為所以根據(jù)公式G=mg可知因為兩容器質(zhì)量忽略不計，形狀規(guī)則，故桌面受到容器的壓力等于兩容器底部受到的液體壓力，即故根據(jù)公式，桌面受到容器的壓強p甲2>p乙213．“嫦娥五號”在太空中通過多次燃燒自帶燃料噴射燃氣來實現(xiàn)變軌，變軌后“嫦娥五號”的慣性___________（選填“增大”、“減小”或“不變”）。【答案】減小【詳解】慣性是物體本身的性質(zhì)，與物體質(zhì)量有關(guān)，與其他因素無關(guān)?！版隙鹞逄枴痹虑蛱綔y器在太空中通過多次燃燒自帶燃料噴射燃氣來實現(xiàn)變軌，因自身帶的燃料燃燒導致其總質(zhì)量減小，所以慣性減小。14．如圖所示，水平桌面上放有邊長之比為1∶2的立方體A和B，密度之比ρA∶ρB=3∶1，則A、B對地面壓強之比為_________；若A對地面壓強為p0，現(xiàn)將A沿水平方向切去一部分，使A剩余部分對地壓強為p，并將切下的部分疊放在B上，疊放后B對地面壓強也為p。則p∶p0=_________。【答案】

3∶2

11∶15【詳解】[1]由壓強公式得A、B對地面壓強之比為[2]A沿水平方向切去一部分的質(zhì)量為剩余部分的質(zhì)量因靜止放在水平面上的物體，對水平面的壓力和自身的重力相等，所以A剩余部分對地壓力與疊放后B對地面壓力之比為：因為A剩余部分對地壓強等于疊放后B對地面的壓強，根據(jù)可得且由題意知代入得則15．如圖所示為一根均勻的木棒OC，OA＝OC，B為OC的中點，在C點施力將掛在A點的重為200N的物體勻速提升0.2m，木棒的機械效率為80%，提升該物體做的有用功是__J，木棒重為__N（不計摩擦），若將該重物移至B點，仍勻速提升0.2m，則機械效率將__（大于/等于/小于）80%?！敬鸢浮?/p>

40

25

大于【詳解】[1]提升物體做的有用功為[2]做的總功為額外功為已知，又知道B為OC的中點，即，即OB=2OA，在提升過的過程中，根據(jù)相似三角形的知識可以知道，B點升高的距離是A點升高距離的2倍，有B為木棒的重心，我們可以認為木棒升高了0.4m，則[3]將物體移至B點，把物體提升相同的高度，做的有用功相等。但把物體提升相同的高度，物體在B點時，杠桿升高的高度小，即做的額外功小，根據(jù)可以知道，機械效率變大了。16．利用筆芯自制密度計，同款的新筆芯和用了一半油墨的舊筆芯應該選用______將所選筆芯放入水中，它能______漂浮在水中，在筆芯上標出水面的位置A，將筆芯放入酒精中，仍可漂浮，標出液面的位置B，如圖所示，該筆芯漂浮在水中和酒精中時受到的浮力大小______，已知水的密度=1.0g/cm3，酒精的密度=0.8g/cm3，若筆芯漂浮在密度為=0.9g/cm3的液體中，則液面對應的位置可能是______（填“C”或“D”）?！敬鸢浮?/p>

用了一半油墨的舊

豎直

相等

D【詳解】[1][2]利用筆芯自制密度計，同款的新筆芯和用了一半油墨的舊筆芯應該選用將所選用了一半油墨的舊筆芯放入水中，這樣的舊筆芯重心低，穩(wěn)度大，它能豎直漂浮在水中。[3]筆芯漂浮在水中和酒精中時都漂浮，受到的浮力都等于筆芯自身的重力，故該筆芯漂浮在水中和酒精中時受到的浮力大小相等。[4]筆芯漂浮在水中標出水面的位置A，將筆芯放入酒精中，仍可漂浮，標出液面的位置B，水的密度=1.0g/cm3，酒精的密度=0.8g/cm3，若筆芯漂浮在密度為=0.9g/cm3的液體中時，設筆的質(zhì)量為m，重力為G，筆頭的體積為V0，筆管的橫截面積為S，根據(jù)化簡可知密度與筆管所在的深度成反比，當密度由0.8g/cm3變成0.9g/cm3，和由0.9g/cm3變成1g/cm3相比變化量相同時，深度的變化量故如圖應取D點。17．如圖甲所示，水平地面上的一物體，受到方向不變的水平推力F的作用，F(xiàn)的大小與時間t的關(guān)系和物體的速度v與時間t的關(guān)系如圖乙所示，則0~3sF對物體做的功為_____J，3~6s物體受摩擦力大小為______N。6~9sF對物體做的功為______J?！敬鸢浮?/p>

0

4

24【詳解】[1]從速度與時間關(guān)系圖象看，0~3秒內(nèi)物體速度為0，即處于靜止狀態(tài)。故此階段推力做對物體做功為0。[2][3]6~9秒內(nèi)物體所受推力為4N，速度保持2m/s不變，處于平衡狀態(tài)，所受的摩擦力與推力平衡，均為4N。而物體與水平面間的壓力與接觸面的粗糙程度都沒有發(fā)生變化，故3~6秒內(nèi)物體受到的摩擦力為4N。6~9秒內(nèi)物體移動的距離為s=vt=2m/s×(9s-6s)=6m推力做的功為W=Fs=4N×6m=24J18．如圖甲所示，底面積為200cm2的輕質(zhì)薄壁柱形容器放置在水平桌面上，正方體A、圓柱體B浸沒在某種液體中。正方體A的體積為1000cm3、重力為6N，通過不可伸長的細線與容器底部相連，B放在A上。打開閥門K放出液體，容器中液體深度h與細線上拉力F關(guān)系如圖乙所示。則圓柱體B的高度為_______cm。當液體深度為20cm時，關(guān)閉閥門，剪斷細線，將B從A上取下放入液體中。待A、B靜止后，與剪線前相比，克服A的重力做功________J?！敬鸢浮?/p>

5

0.27【詳解】[1]由圖乙知，液體深度為25cm時，圓柱體B的上表面與液面相平，液體深度為20cm時，B全部露出水面，正方體A的上表面剛好與液面相平，深度小于20cm后，A部分露出水面。所以圓柱體B的高度hB=h2-h3=25cm-20cm=5cm[2]由題意知，A的體積為1000cm3，那么A的邊長那么A的底面積SA=a2=(0.1m)2=0.01m2當液體的深度為20cm關(guān)閉閥門時，B全部露出水面，A的上表面剛好與液面相平，此時A下表面與容器底的距離為h′=h3-a=20cm-10cm=10cm=0.1m容器中液體的體積V液=S容h3-VA=200×10-4m2×0.2m-10-3m3=3×10-3m3A排開液體的體積V排2=VA=1000cm3=10-3m3據(jù)阿基米德原理得F浮2=ρ液gV排2此時A、B這個整體受到三個力：豎直向下的總重力、拉力和豎直向上的浮力的作用處于平衡狀態(tài)，所以F浮2=GA+GB+F2即ρ液×10N/kg×10-3m3=6N+GB+8N①當液體深度為16cm時，繩子的拉力為0，說明A、B這個整體處于漂浮狀態(tài)，所受的浮力等于兩者的總重力，即F浮3=GA+GB此時排開液體的體積V排3=VA-SA?h3=10-3m3-0.01m2×(0.2m-0.16m)=6×10-4m3據(jù)阿基米德原理得F浮3=ρ液gV排3所以有ρ液×10N/kg×6×10-4m3=6N+GB②解①②兩式得，液體的密度及B的重力分別為ρ液=2×103kg/m3，GB=6N由圖乙知，液體深度大于25cm時A、B整體都浸沒在液體中，此時細線的拉力為12N。A、B整體受到三個力：豎直向下的總重力、拉力和豎直向上的浮力的作用處于平衡狀態(tài)，所以有F浮1=GA+GB+F1=6N+6N+12N=24N據(jù)阿基米德原理知，此時排開液體的體積那么B的體積VB=V排-VA=1.2×10-3m3-10-3m3=2×10-4m3且F浮2=ρ液gV排2=2×103kg/m3×10N/kg×10-3m3=20N>GA所以剪斷細線，將B從A取下放入液體中后，A靜止時處于漂浮狀態(tài)。此時A所受的重力與浮力是一對平衡力，即F浮A=GA=6N所以A排開液體的體積B也靜止后，A浸沒的深度液體的深度此時A的下表面與容器底的距離h′′=h-hA浸=0.175m-0.03m=0.145m待A、B靜止后，與剪線前相比，A重心移動的距離?h=h′′-h′=0.145m-0.1m=0.045m這個過程中克服A的重力所做的功W=GA?h=6N×0.045m=0.27J三、作圖題19．如圖甲所示，木塊在水平拉力作用下沿粗糙的水平面運動，木塊滑動過程中受到的摩擦力為3N。木塊運動的“速度﹣時間”圖像如圖乙所示，但木塊所受“拉力﹣時間”圖像漏畫了一部分，如圖丙所示，請在圖丙中把它補充完整?！敬鸢浮俊驹斀狻坑深}意可知物體做直線運動，水平方向受到拉力和摩擦力的作用，合力等于二者之差，即因滑動摩擦力的大小只與接觸面的粗糙程度和壓力的大小有關(guān)，與物體的速度無關(guān)，所以，物體運動后受到的摩擦力不變，仍為3N，由v﹣t圖像可知：2s~4s時間內(nèi)米塊做勻速直線運動，木塊受到的是平衡力，則拉力等于摩擦力由乙圖可知，內(nèi)木塊做勻加速運動，木塊受到的合力為方向向右；內(nèi)，木塊做減速運動，木塊做加速運動和減速運動時，速度變化的快慢相同，因此物體受到的合力大小相同，方向相反，即，因此內(nèi)的拉力因此內(nèi)拉力的大小為1N。“拉力﹣時間”圖像如圖。20．如圖所示，A、B兩物塊所受重力均為G，物塊B置于水平地面，用輕質(zhì)彈簧將A、B兩物塊連接。在物塊A上施加豎直向上的拉力FA，當物塊B恰好不受地面支持力時開始計時，保持FA大小不變至t1時刻；t1～t2時刻，F(xiàn)A緩慢減小至零，請畫出從開始計時到t2時刻的過程中，彈簧對物塊B施加的力FB隨時間t變化關(guān)系的大致圖像。（不計彈簧質(zhì)量）【答案】【詳解】在物塊A上施加豎直向上的拉力FA，當物塊B恰好不受地面支持力，保持FA大小不變至t1時刻，此時B受力平衡，受到的豎直向下的重力和彈簧的拉力是一對平衡力，大小相等，所以0～t1時刻的彈簧對物塊B施加的力為G，此時彈簧處于伸長狀態(tài)；t1～t2時刻開始時，F(xiàn)A緩慢減小，A會向下運動，此時彈簧的形變程度會變小，產(chǎn)生的彈力變小，對B施加的力變?。划攺椈苫謴驮瓲顣r，此時的彈力為0，彈簧對B施加的力為0；A繼續(xù)向下運動，彈簧被壓縮，彈簧產(chǎn)生的彈力變大，彈簧對B施加的力變大；FA減小至零時，A受力平衡，受到豎直向下的重力、彈簧對A豎直向上的彈力，這兩個力是一對平衡力，所以此時彈簧的彈力為G，則彈簧對B的彈力為G；整個過程中，彈簧對物塊B施加的力FB隨時間t變化關(guān)系的大致圖像如圖所示四、實驗題21．重慶一中物理興趣小組的同學在探究“浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”時，提出了如下猜想：A．可能跟物體浸入液體的深度有關(guān)；B．可能跟物體的重力有關(guān)；C．可能跟物體浸入液體的體積有關(guān)；D．可能跟液體的密度有關(guān)；為了驗證上述猜想，李明做了如圖所示的實驗：銅塊和鐵塊的體積相同（1）分析圖中的①、③（或①、④），說明浸在液體中的物體受到___________（選填“豎直”或“斜”）向上的浮力；比較①、④可知鐵塊浸沒在水中時所受的浮力是___________N；（2）鐵塊從位置④→⑤的過程中，彈簧測力計的示數(shù)不變，說明鐵塊受到的浮力不變，可以驗證猜想A是___________（選填“正確”或“錯誤”）的；（3）鐵塊從位置③→④的過程中，彈簧測力計的示數(shù)減小，說明鐵塊受到的浮力___________（選填“變大”“變小”或“不變”），可以驗證猜想___________（選填“A”“B”“C”或“D”）是正確的；（4）分析比較實驗①⑤與②⑥，可以驗證猜想B是錯誤的；（5）分析比較___________兩次實驗可得結(jié)論：浸在液體中的物體所受浮力的大小與液體的密度有關(guān)；（6）另一組物理興趣小組的同學撿到了一個不吸水的工藝品，它的上端為質(zhì)地均勻的柱形木塊A，木塊上粘有合金塊B．小明將工藝品豎直在水中如圖甲，靜止時木塊浸入水中的深度為h1；因粘合處松動導致合金塊沉底，如圖乙，靜止時木塊浸入水中的深度為h2，工藝品（由A、B兩部分構(gòu)成）所受浮力與甲圖相比____。（選填“變大”、“變小”或“不變”）。將B從水中撈出放在A的上方，AB一起漂浮，合金的密度為水的n倍，當木塊在水中豎直漂浮時，浸入水中的深度h3=_______，（用h1、h2、n表示，不考慮工藝品沾水對實驗的影響）?！敬鸢浮?/p>

豎直

2

錯誤

變大

C

⑥⑦

變小

【詳解】（1）[1]分析圖①、③，鐵塊在浸入液體中時測力計的示數(shù)變小，表明彈簧測力計對鐵塊豎直向上拉鐵塊的力減小了，說明浸在液體中的物體受到豎直向上的浮力。[2]比較①、④，由①可知，鐵塊的重力為3.0N，鐵塊浸沒時彈簧測力計對鐵塊的拉力為1.0N，鐵塊浸沒在水中時所受的浮力（2）[3]鐵塊從位置④→⑤的過程中可知，鐵塊浸沒在水中的深度不同而受到的浮力相同，由此可知，物體受到的浮力與物體浸入液體的深度無關(guān)，因此可以驗證猜想A是錯誤的。（3）[4][5]鐵塊從位置③→4的過程中可知，彈簧測力計的示數(shù)減小，說明鐵塊受到的浮力變大，也就是說鐵塊浸入水中的體積不同，鐵塊受到的浮力不同，由此可知，浮力與物體浸在液體中的體積有關(guān)，因此可以驗證猜想C是正確的。（5）[6]分析比較⑥⑦兩次實驗可知，銅塊浸沒時，排開水的體積與排開鹽水的體積相同、彈簧測力計的示數(shù)不同，所以銅塊受到的浮力不同，由此可知，浸在液體中的物體所受浮力的大小與液體的密度有關(guān)。（6）[7]如圖甲，由于工藝品漂浮，浮力等于工藝品的重力；乙圖木塊漂浮浮力等于木塊的重力，小球沉底，浮力小于小球的重力，乙圖工藝品的總浮力小于工藝品的總重力；由分析可知，乙圖工藝品所受浮力與甲圖相比變小。[8]設A的底面積為S，小球的體積為V，由甲乙兩圖可知，小球的重力等于甲圖中工藝品的總浮力減去乙圖中木塊受到的浮力

①由于合金的密度為水的n倍，因此

②聯(lián)立兩式解得

③由已知條件可知，甲圖工藝品受到的浮力等于將B從水中撈出放在A的上方，AB一起漂浮時的浮力由上式可得由②式可知

④聯(lián)立③④解得22．小雨用器材探究“圓錐形物體所受浮力大小與哪些因素有關(guān)”，如圖所示：（1）B圖中物體所受的浮力是_______N，由圖中步驟A、B、C、D可得出結(jié)論：物體受到的浮力大小與_______有關(guān)，與物體浸沒在液體中的深度_______（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）；（2）根據(jù)圖中的實驗數(shù)據(jù)，可計算出圓錐形物體的密度為______kg/m3，E圖中液體的密度為_______kg/m3；（3）如果在步驟E中不小心使物體接觸了容器底且與容器底部有力的作用，則所測液體密度將_______（選填“偏大”“偏小”或“不變”）；（4）用彈簧測力計拉著圓錐形物體從其底部剛好接觸水面開始緩慢沒入水中，描繪的彈簧測力計示數(shù)F與圓錐形物體的浸入深度h的變化關(guān)系圖像與下圖中相符合的是_______（物體高2cm）；A．B．C．D．（5）小雨同學接著又用此方法測另一物體的密度，她把該物體浸沒在E液體中時發(fā)現(xiàn)彈簧秤的示數(shù)是其所受浮力的兩倍，則該物體的密度是______g/cm3?！敬鸢浮?/p>

0.5

物體排開液體的體積

無關(guān)

偏大

C

2.4【詳解】（1）[1]從圖A可以看到，彈簧測力計拉力為4N，則該圓錐形物體的重力為4N，再觀察圖B，彈簧測力計的拉力為3.5N，對圓錐形物體受力分析，它受到重力、浮力、測力計拉力而處于平衡狀態(tài)，則B圖中物體所受的浮力為B圖中物體所受的浮力為0.5N。[2]由圖中步驟B、C可知，圓錐形物體浸沒在液體中的體積不同，測力計的示數(shù)也不同，說明受到的浮力大小也不同，可得出結(jié)論：物體受到的浮力大小與物體排開液體的體積有關(guān)。[3]由圖中步驟A、C、D可知物體浸在水中的體積相同，深度不同，彈簧測力計的示數(shù)相同，根據(jù)可知，物體受到的浮力相同，說明了物體受到的浮力大小與物體浸沒在液體中的深度無關(guān)。（2）[4]從圖A可以看到，該圓錐形物體的重力為4N，則它的質(zhì)量為該圓錐形物體的質(zhì)量為0.4kg；由圖C可知，該物體完全浸沒在水中，測力計的拉力為3N，該物體的重力為4N，則受到的浮力為根據(jù)阿基米德原理可知，該物體的體積為該物體的體積為；根據(jù)密度公式可知，圓錐形物體的密度為圓錐形物體的密度為。[5]由圖A、E可知，該圓錐形物體的重力為4N，該物體浸沒在未知液體中，測力計的拉力為，則該物體在未知液體中，受到的浮力為該物體排開未知液體的體積為，根據(jù)阿基米德原理可知，該未知液體的密度為該未知液體的密度為。（3）[6]如果在步驟E中不小心使物體接觸了容器底且與容器底部有力的作用，則容器底對物體有一個向上的支持力作用，即，對物體受力分析，它受到支持力、浮力、測力計的拉力、重力的作用，而處于平衡狀態(tài)，即可知道受到的浮力大小不變，自身重力大小不變，由于多了一個支持力，導致測力計的拉力比原來圖E的拉力要小，當實際計算時，只考慮到浮力、拉力、重力，沒有考慮到支持力，那么重力減去拉力，得到的浮力是偏大的，再根據(jù)阿基米德原理，求得的液體密度是偏大的。（4）[7]觀察該圓錐形物體，為上大下小，因此隨著圓錐形物體浸入水中的深度增加，排開水的體積也在增加，然而排開水的體積增大的數(shù)量在變大，根據(jù)可知，浮力變大，并且浮力增大的數(shù)值在變大，根據(jù)可知，測力計的示數(shù)在變小，并且測力計示數(shù)減小的數(shù)值在變大，即圖中圖線逐漸變陡，直到圓錐形物體完全浸沒后，浮力不變，測力計的示數(shù)也不變。故選C。（5）[8]設該物體的密度為，體積為，該物體浸沒在E液體中時發(fā)現(xiàn)彈簧秤的示數(shù)是其所受浮力的兩倍，則可知，對該物體受力分析，它受到重力、浮力、測力計的拉力，處于平衡狀態(tài)，可得到轉(zhuǎn)化可得解得該物體的密度是2.4g/cm3。23．悅悅制作了如圖所示的探頭，探究液體壓強與浮力的相關(guān)問題進行。實驗過程中悅悅通過細線將探頭緩慢放入溢水杯中且探頭上表面始終與液面平行。（1）緊密蒙在探頭下端的橡皮膜，形變程度越大，說明它所受的液體壓強越______；（2）對比圖丙、丁可知：在同種液體中，液體內(nèi)部壓強與液體的______有關(guān)；（3）對比圖______可知：液體內(nèi)部壓強與液體的密度有關(guān)；（4）如圖丙所示，探頭受到的浮力為______N；探頭從圖丙的位置不斷緩慢往下放直至觸底的過程中（細線足夠長，實驗過程中橡皮膜沒有破裂），探頭排開液體的重力將______（選填“變小”、“保持不變”或“變大”）；彈簧測力計的示數(shù)會______（選填字母）。A．一直變大

B．先不變后變小C．先變大后變小

D．先變小后變大（5）細心的悅悅同學發(fā)現(xiàn)，將探頭從圖丙的位置下放5cm到達圖丁位置的過程中，溢水杯中的水位下降了0.2cm，已知柱形溢水杯的底面積為20cm2，探頭的上表面積為10cm2，則圖丁中水對橡皮膜產(chǎn)生的壓力為______N，圖丁中手對探頭的拉力______圖戊中手對探頭的拉力（選填“大于”、“小于”、“等于”或“無法判斷”）?！敬鸢浮?/p>

大

深度

丙戊

0.38

變小

C

0.82

大于【詳解】（1）[1]力可以改變物體的形狀，緊密蒙在探頭下端的橡皮膜，形變程度越大，說明它所受的液體壓強越大。（2）[2]對比圖丙、丁可知，液體的密度相同，探頭所處的深度越深，橡皮膜形變程度越大，說明受到液體的壓強越大。即在同種液體中，液體內(nèi)部壓強與液體的深度有關(guān)。（3）[3]對比圖丙、戊可知，探頭所處深度相同，液體的密度不同，探頭下端橡皮膜的形變程度不同，說明液體內(nèi)部壓強與液體的密度有關(guān)。（4）[4]由丙圖可知，探頭排開水的體積V排=38mL=38×10-6m3則探頭受到的浮力為F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×38×10-6m3=0.38N[5][6]探頭從圖丙的位置不斷緩慢往下放的過程中（未觸底），液體的密度不變，探頭下端的橡皮膜所處的深度增加，受到的壓強增大，橡皮膜形變（內(nèi)凹）增大，排開水的體積減小，質(zhì)量減小，由G=mg可知，探頭排開液體的重力將變小，即浮力變小。因為探頭的重力不變，由F示=G-F浮可知，彈簧測力計的示數(shù)變大，當探頭觸底時，探頭受到杯底的支持力，彈簧測力計的示數(shù)變小，故彈簧測力計的示數(shù)先變大后變小，故ABD不符合題意，C符合題意。故選C。（5）[7]與丙圖相比，丁圖中探頭少排開的液體體積為ΔV排=0.2cm×20cm2=4cm3=4×10-6m3則浮力的減小量為ΔF浮=ρ水gΔV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10-6m3=4×10-2N=0.04N由此可求得探頭在丁圖中所受的浮力為F浮丁=F浮-ΔF浮=0.38N-0.04N=0.34N由探頭下放5cm，溢水杯中水位下降0.2cm，丙圖到丁圖的過程中，探頭上表面距水面的深度為h=5cm-0.2cm=4.8cm丁圖中，探頭上表面受到的壓強為p上=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×4.8×10-2m=480Pa丁圖中，探頭上表面受到的壓力為F上=p上S=480Pa×10×10-4m2=0.48N由浮力產(chǎn)生的原因可知，丁圖中水對橡皮膜產(chǎn)生的壓力為F下=F浮丁+F上=0.34N+0.48N=0.82N[8]將該探頭放入裝滿鹽水的溢水杯中時，探頭排開的鹽水的體積為0.34cm3，由ρ鹽水>ρ水、F浮=ρ液gV排可得，在排開液體體積相同的浮情況下，液體的密度越大，物體所受的浮力越大，即探頭在戊圖中所受的浮力較大，所需要的拉力小。五、計算題24．如圖甲所示，A、B兩物體都是質(zhì)量均勻的正方體，邊長都為3cm，質(zhì)量分別為13.5g、32.4g。將長度為3cm的細線兩端分別固定在物體A、B表面的中央，構(gòu)成一個連接體放入底面積為30cm2、自重為0.141N的圓柱體容器中，如圖乙所示。A、B兩物體和繩子都不吸水，繩子質(zhì)量和容器壁厚度忽略不計，，g取。求：（1）此時圖乙中容器對桌面的壓強p1；（2）小亮同學緩慢的沿容器壁注入水，當注水質(zhì)量為118.5g時，

A、B兩物體靜止后，水對容器底的壓強p2；（3）若小亮同學緩慢的沿容器壁注入水，當A、B之間的細線剛好繃直時停止注水，待A、B兩物體靜止后，在A上表面中心處施加豎直向下的壓力，使其緩慢向下運動，直至A恰好完全浸沒在水中，則從施加壓力開始到物體A恰好完全浸沒，A的重力所做的功。（容器足夠高）【答案】（1）；（2）?；（3）?【詳解】解：（1）由題意可知，物體A的重力物體B的重力圖乙中容器對桌面的壓力由可知，此時圖乙中容器對桌面的壓強（2）A的密度B的密度當逐漸向容器中注水時，A會漂浮，此時A受到的浮力大小等于自身的重力，A排開水的體積A浸入水中的深度水的深度加入水的質(zhì)量若A剛好漂浮，繼續(xù)向容器中注入水時，繩子會隨A向上運動直至繃直，當繩子剛好繃直時，此時水的深度此時注入水的體積此時注入水的質(zhì)量所以系統(tǒng)中物體A已經(jīng)漂浮，繩子未繃直則當注入118.5g水時，注入水的體積此時注入水的深度水對容器底的壓強（3）當繩子剛好繃直A、B靜止時，A依然漂浮，A浸入水中的深度依然是1.5cm，A露出水面的深度當A剛好浸沒時，液面升高的距離與A向下移動的距離的關(guān)系為且由①②③得所以A的重力做功答：（1）此時圖乙中容器對桌面的壓強p1為；（2）A、B兩物體靜止后，水對容器底的壓強p2為；（3）從施加壓力開始到物體A恰好完全浸沒，A的重力所做的功為。25．在科