9年级-15-全国初中物理竞赛模拟卷（一）（解析版）-全国初中物理竞赛试题编选

试卷第=page4141页，共=sectionpages4141页试卷第=page4040页，共=sectionpages4141页全国初中物理竞赛模拟卷（一）全国初中物理竞赛试题精编学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．如图甲所示，一个滑轮组竖直固定在水平支架上，已知每个滑轮均重20N，滑轮组下端挂有重为G的物体A，用力F通过滑轮组绳的末端竖直向上匀速提升重物A，重物A向上运动的速度为v，力F做功的功率P随物体上升速度v之间的关系图象如图乙所示。滑轮与轴的摩擦、绳的质量忽略不计，g取10N/kg。则下列说法正确的是（）A．拉力F的大小为120NB．滑轮组对水平支架的拉力为140NC．拉力F的功率为1.2W时，10s内滑轮组对物体A做功12JD．若在物体A下再加挂30N的重物，滑轮组的机械效率可以达到86.7％【答案】D【详解】A．因为有3段绳子与动滑轮接触，故当物体上升速度为4cm/s时，绳子上升的速度为12m/s=0.12m/s，此时拉力的功率为4.8W，有故A错误B．滑轮组对支架的拉力为故B错误；C．3段绳子与动滑轮接触，有得若拉力功率为1.2W，此时物体运动速度为1cm/s，则10s时间内对滑轮组对物体做功为故C错误；D．此时滑轮组的机械效率为故D正确。故选D。2．质量相等的甲、乙两个物体从同一斜面的相同高度处下滑，每隔相等时间曝光一次得到的频闪照片如图所示。则甲、乙在斜面上运动的过程中（）A．平均速度之比为3︰5B．甲的重力势能转化为动能C．到达斜面底端的动能相等D．乙重力做功的功率比甲大【答案】D【详解】A．由图知，甲物体是4个时间间隔，乙物体是2个时间间隔，所以甲物体与乙球物体运动的时间之比为4︰2=2︰1，运动的路程相同，根据可知，平均速度之比为1︰2，故A错误；B．由图可知，甲物体的高度变小，质量不变，重力势能变小；甲物体在相同时间内通过的路程相同，做匀速直线运动，速度保持不变，甲物体的质量不变，动能不变；所以该过程中，重力势能用来克服摩擦力做功了，动能不变，故B错误；C．由图可知甲做匀速直线运动，乙做加速运动，甲、乙物体的质量相同，到达底端时，甲的速度小于乙的速度，所以甲的动能小于乙的动能，故C错误；D．由题意知：乙运动的速度大，甲、乙的质量相同，根据G=mg可知，重力相同，根据可知，乙的重力做功快，故D正确。故选D。3．如图甲所示为边长为20cm的薄壁正方体容器（质量不计）放在水平桌面上，将质地均匀的实心圆柱体竖直放在容器底部，其横截面积为200cm2、高为10cm。向容器内缓慢注入某种液体，圆柱体始终竖直，圆柱体对容器底部的压力与注入液体的质量关系如图乙所示。则下列表述正确的是（）①圆柱体的密度小于液体的密度②当注入液体质量为2kg时，圆柱体所受的浮力为20N③当液体对容器底的压强与容器对桌面的压强之比为1∶3时，注入液体质量为3kg④当液体对容器底的压强与容器对桌面的压强之比为1∶3时，圆柱体下表面受到的液体压力为32.5NA．只有①③正确 B．只有②③正确 C．只有②④正确 D．只有②③④正确【答案】C【详解】①由图乙可知，当注入液体质量大于2kg时，圆柱体对容器底部的压力不变，说明此时圆柱体浸没在液体中，即圆柱体沉底了，由浮沉条件可知，圆柱体的密度大于液体密度，故①错误；②圆柱体的底面积为圆柱体的体积为正方体容器的底面积为圆柱体刚好浸没时，液体的体积为由图乙可知，圆柱体刚好浸没时，注入液体的质量为2kg，则液体的密度为根据阿基米德原理可得，当圆柱体刚被浸没时，它受到的浮力为故②正确；③④由②可知，圆柱体刚好浸没时，注入液体的质量为2kg，当注入液体的质量m1小于或等于2kg时，容器内液体的深度为液体对容器底的压强为由图乙可知，当没有注入液体时，圆柱体对容器底的压力为150N，即圆柱体的重力为150N，则注入液体后，容器对桌面的压力为容器对桌面的压强为又，结合以上的式子解得，m1=3kg。因为其大于2kg，与液体的质量m1小于或等于2kg矛盾，因此注入液体的质量大于2kg，即注入液体的深度大于10cm，因液体体积与圆柱体的体积之和等于容器底面积乘以液体的深度，即，根据可得，液体的体积为，因此有此时液体的深度为此时液体对容器底的压强为容器对桌面的压强为又，结合以上的式子解得，m2=4.5kg。此时液体的深度为圆柱体下表面受到的液体压强为圆柱体下表面受到的液体压力为故③错误，④正确。故选C。4．如图所示，足够高的柱形容器底面积为200cm2。容器内放有一密度为0.4g/cm3、边长为10cm的正方体木块A，将一物块B放在A的正上方，用一条质量可忽略不计的细绳，两端分别系于木块底部中心和柱形容器中心。现缓慢向容器中加水，当加入2.4kg的水后停止加水，此时木块A有五分之一的体积露出水面，细绳受到的拉力为1N，容器中水的深度为h1；再将物块B取下并缓慢放入水中直到浸没时，细绳刚好断掉，液面稳定后容器中水的深度为h2。已知细绳能承受的最大拉力为5N。则下列说法中错误的是（）A．细绳的长度为8cm B．物体B的密度为3g/cm3C．h1:h2=16:17 D．物块B最终对容器底部的压力为2N【答案】C【详解】A．当加入2.4kg的水后停止加水，此时木块A有五分之一的体积露出水面，水的体积木块A浸在水中的体积容器中水的深度绳子的长度故A正确，不符合题意；B．正方体木块A的重力受到的浮力物体B的重力将物块B取下并缓慢放入水中直到浸没时，细绳刚好断掉，此时A受到的浮力此时A浸在水中的深度水深B的体积物体B的密度故B正确，不符合题意；C．液面稳定后，物体A漂浮，浮力等于重力等于4N，此时A排开水的体积水的深度则h1:h2=16cm：14.5cm=16:14.5故C错误，符合题意；D．物体B浸没在液体中，受到的浮力物块B最终对容器底部的压力故D正确，不符合题意。故选C。5．如图所示，质量为m的小球从静止下落，落在与A点等高处、竖直放置静止的轻弹簧上，到达与B点等高处时小球重力与弹簧的弹力大小相等，图中与C点等高处是小球到达的最低点（不计空气阻力）。下列说法正确的是（）A．到达A点时，小球的动能最大B．从A到B，小球减少的重力势能等于增加的动能C．下落过程中，小球重力势能一直减小、动能先增大后减小D．到达C点时，小球的动能为零，受到的重力与弹簧的弹力是一对平衡力【答案】C【详解】小球下落过程中，高度减小，小球重力势能减小；在OA段，小球的重力势能转化为动能，动能先增大；在AB段，小球受到向下的重力大于向上的弹力，合力向下，小球做加速运动，动能逐渐增大，同时弹簧的弹性势能增加；在BC段，小球受到向上的弹力大于向下的重力，合力向上，小球做减速运动，动能逐渐减小，同时弹簧的弹性势能增加；A．小球在B点的速度最大，小球的动能最大，故A错误；B．从A到B，小球减少的重力势能等于增加的动能与弹簧弹性势能的和，故B错误；C．根据以上分析可知，下落过程中，小球的高度一直降低，小球重力势能一直减小；小球的速度先增大后减小，因此小球的动能先增大后减小，不计空气阻力，小球与弹簧组成的系统机械能守恒，故C正确；D．到达C点时，小球的动能为零，小球受到的重力要小于弹簧的弹力，这两个力不是一对平衡力，故D错误。故选C。6．用图甲所示的滑轮组装置将放置在水平地面上、质量为10kg的物体向上提升。当用图乙所示的随时间变化的竖直向上的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系图像分别如图丙和丁所示（不计绳重和绳与轮之间的摩擦，g取10N/kg）。下列计算结果正确的是（）A．0~1s内，地面对物体的支持力为10NB．1~2s内，拉力F做的功为5JC．2~3s内，拉力F的功率为8WD．2~3s内，滑轮组的机械效率约为83.3%【答案】D【详解】A．物体的重力G=mg=10kg×10N/kg=100N由甲图可知，与动滑轮相连的绳子股数为3，在不计绳重和绳与轮之间的摩擦时绳子自由端的拉力在2~3s内时，物体未和地面接触，且匀速上升，将拉力40N和物重100N代入上式，解得动滑轮重力G动=20N在0~1s内时，物体和地面接触，物体受到绳子竖直向上的拉力、竖直向上的支持力，以及自身的重力，并且在这3个力的作用下保持静止状态，由滑轮组力的关系可得解得F拉=70N所以F支=G-F拉=100N-70N=30N故A错误；B．在1~2s内，由乙图可知拉力为50N，由丁图可知物体上升的距离为0.1m，所以绳子自由端移动的距离为0.3m，则拉力做功W=F2s=50N×0.3m=15J故B错误；C．在2~3s内，由乙图可知拉力为40N，由丙图可知物体上升的速度为0.2m/s，所以绳子自由端移动的速度为0.6m/s，则拉力的功率P=F3×v=40N×0.6m/s=24W故C错误；D．由效率公式可得故D正确。故选D。7．小王系好安全弹性绳玩蹦极，他从最高点下落到最低点过程的v-t图像如图甲所示（忽略空气阻力）。已知：在t1时，弹性绳处于自然伸直状态；t3时，小王达到最低点。则下列说法正确的是（）A．0~t3，小王的动能不断增大 B．0~t3，小王的重力势能不断减少C．0~t1，小王的机械能不断增大 D．t2时，弹性绳的弹性势能最大【答案】B【详解】A．由题意可知，在时小王的速度达到最大值，时间段内，小王向下运动速度变小，所以动能变小，故A错误；B．在时间段内，小王的质量不变，高度不断变小，所以小王的重力势能不断减少，故B正确；C．在时，弹性绳处于自然伸直状态，忽略空气阻力，则在时间段内，小王在向下运动过程中只存在动能和重力势能转化，所以小王的机械能不变，故C错误；D．在时，游客的速度为0，此时游客到达最低点，此时弹性绳的伸长量是最大的，弹性势能最大，故D错误。故选B。8．如图所示，两个足够高的圆柱形容器甲、乙置于水平地面上，底面积SA>SB，两个容器内分别盛有液体A、B（mA＜mB）。若抽出相同深度的A、B液体，液体对两个容器底部的压强变化量分别为和，液体压力变化量分别为和，则以下说法正确的是（）A．， B．，C．， D．，【答案】D【详解】根据题意，如图，hA>hB，底面积SA>SB，mA＜mB，根据密度公式可得，故。由液体压强公式可得，所以。由于液体质量是均匀的，抽出相同高度h，则抽出的质量为，又hA>hB，mA＜mB，故。柱形容器液体的压力等于液体的重力，故。故ABC错误，D正确。故选D。二、填空题9．六一儿童节，同学送给小明一个透明密闭容器做的礼物。容器中盛有两种分层的液体，一只小熊悬浮在两种液体的交界处。热爱物理的小明同学找来一个正方体木块A、一个电子台秤、刻度尺、底面积为的薄壁容器等对两种液体进行了以下探究：将密闭容器顶部打开，将液体全部倒入柱形容器中，并将柱形容器放在台秤上，记下容器和液体的总质量；用刻度尺测出A木块边长为，并用一根不计质量和体积的细杆固定在A的顶部正中央，再将木块放入容器中，如图所示，此时杆的作用力为0。放入物体A后，台秤的读数增加了，则物体A的密度为___________。此时，甲液体的深度为，乙液体的深度为，A浸入乙液体的深度为；现将A提升，使A全部浸入甲液体中，发现台秤读数减小，将物体A上下移动，在保证物体A浸没的情况下，A处在最高点和最低点时杆的作用力之比为___________（A与容器可接触但不挤压）。【答案】

1.2

1:1【详解】[1]木块放入容器后，杆的作用力为0，台秤的读数增加了1200g，则物体A的质量为，物体A的体积为物体A的密度为[2]将物体A提升，使其全部浸入甲液体中，发现台秤读数减小了即台秤受到的压力减小了将物体A与容器及液体看成整体进行受力分析可知，杆的拉力增加了因为提升前杆的作用力为0，所以将物体A提升，使其全部浸入甲液体中时，杆的拉力当物体A全部进入甲液体后，物体A在甲液体中的任一位置受到的浮力都不变，故杆的拉力也不变，所以在物体A在最高点时，杆的作用力为由[1]可知则物体A的重力为当物体A全部进入甲液体时，受到的浮力为则液体甲的密度为由题可知，当杆的作用力为0时，排开乙液体的体积为排开甲液体的体积为物体A因浸入甲液体而受到的浮力为物体A因浸入乙液体而受到的浮力为则乙液体的密度为乙液体的总体积为当物体A下降到最低点时，乙液体的深度为浸入乙液体的体积为此时物体A仍有一部分在甲液体中，浸入甲液体的体积为此时物体A因浸入甲液体而受到的浮力为物体A因浸入乙液体而受到的浮力为故物体A下降到最低点时，受到的浮力为此时物体A与容器底部接触但不挤压时，受到的浮力最大，此时杆的作用力为向下的压力，则物体A下降到最低点时，杆对物体A的压力为所以，物体A处在最高点和最低点时杆的作用力之比为10．如图所示，边长均为20cm的正方体A、B用轻质弹簧相连，弹簧的体积和质量忽略不计，柱形容器底面积为800cm²。如图甲所示，物块A的上表面与水面相平，弹簧处于原长；现用力将物块A从水中缓慢提起，当物块A刚好完全被拉出水面时，物块B对容器底的压力恰好为0，弹簧弹力大小和其形变量的关系如图乙所示。整个过程忽略水的阻力，则物块A重___________N，物块B重___________N。【答案】

80

90【详解】[1]物体A的体积为VA=L3=(20cm)3=8×103cm3=8×10-3m3由题可知，物块

A

的上表面与水面相平，弹簧处于原长，则物体A处于悬浮状态，物体A排开水的体积等于物体的体积，即物体A排开水的体积为V排=VA=8×10-3m3物体A的重力为GA=F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-3m3=80N[2]因为B物体与A物体均是边长为20cm的正方体，故B物体浸没时受到的浮力等于A物体浸没时受到的浮力相等，即B物体浸没时受到的浮力F浮′=F浮=80N当物块

A

刚好完全被拉出水面时，液面降低了即是弹簧伸长的长度Δx=Δh=10cm由乙图可知，弹簧对物块B的拉力F拉=10N。对物体B受力分析知，此时物体B受到竖直向下的重力GB、水对物体B竖直向上的浮力F浮、弹簧对物体B竖直向上的拉力F拉，处于平衡状态，故物体B的重力为GB=F拉+F浮′=10N+80N=90N11．如图所示为某磅秤的结构示意图，物体W放在平台上，物体以及平台的重量由刀口A和E分担，并通过由DF、FC、BG、GO、OQ等轻质硬杆组成的杠杆组（自重不计）的作用由Q处悬挂的砝码表示出来。该秤的结构装置中B和D也为刀口，O、G、C、F处为光滑铰链，P为OQ杆的固定转动轴，P、D同在一竖直线上，Q、C、F同在另一竖直线上。已知：AB＝L1，BC＝L2，DE＝L3，DF＝L4，OP＝L5。若物体W放在平台上的某一位置时，刀口A和E的受力相等，此时砝码的质量为m，T型平台的质量为M，则物体W的质量为______，若物体W不论放在平台上什么位置，秤的示数不变，则L1、L2、L3、L4之间应有的关系为______。【答案】

L1L4=L2L3【详解】[1]若物体W放在平台上的某一位置时，刀口A和E的受力相等，设物体W的质量为M0，按题意可得FA=FE=0.5×(M+M0)g

①以P点为支点，根据杠杆的平衡条件有mgL4=F0L5②以B点为支点，根据杠杆的平衡条件有F0(L5+L4+L2)=FAL1+FCFL2③以D点为支点，根据杠杆的平衡条件有FCFL4=FEL3④联立以上四式可得[2]设物体重心与刀口A的距离为x，以E为支点，根据杠杆的平衡条件有故

④以A为支点，根据杠杆的平衡条件有故

⑤联立②③④⑤式可得因此与x无关的条件是L2L3L5-L1L4L5=0即L1L4=L2L312．水平桌面上有两个完全相同的容器，分别装有甲、乙两种液体，一个薄壁密封饮料瓶内装有一些饮料，分别放入两种液体中，静止后饮料瓶的状态如图所示。图中饮料瓶所受浮力分别为F甲和F乙，两种液体的密度分别为ρ甲和ρ乙，容器底部所受液体压强分别为p甲1和p乙1，桌面受到容器的压强分别是p甲2和p乙2，则它们的大小关系为：F甲___________F乙，ρ甲________ρ乙，p甲1________p乙1，p甲2_________p乙2。【答案】

=

>

>

>【详解】[1]由图可知，饮料瓶在两种液体中都处于漂浮状态，故饮料瓶所受浮力为F甲=F乙=G瓶[2]根据公式可知F甲=F乙又因为所以[3]由图可知，两种液体深度相同，根据液体压强公式可知，容器底部所受液体压强为p甲1>p乙1[4]根据公式得F=pS两容器底面积相同，则烧杯所受到的液体压力又因为所以根据公式G=mg可知因为两容器质量忽略不计，形状规则，故桌面受到容器的压力等于两容器底部受到的液体压力，即故根据公式，桌面受到容器的压强p甲2>p乙213．“嫦娥五号”在太空中通过多次燃烧自带燃料喷射燃气来实现变轨，变轨后“嫦娥五号”的惯性___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。【答案】减小【详解】惯性是物体本身的性质，与物体质量有关，与其他因素无关。“嫦娥五号”月球探测器在太空中通过多次燃烧自带燃料喷射燃气来实现变轨，因自身带的燃料燃烧导致其总质量减小，所以惯性减小。14．如图所示，水平桌面上放有边长之比为1∶2的立方体A和B，密度之比ρA∶ρB=3∶1，则A、B对地面压强之比为_________；若A对地面压强为p0，现将A沿水平方向切去一部分，使A剩余部分对地压强为p，并将切下的部分叠放在B上，叠放后B对地面压强也为p。则p∶p0=_________。【答案】

3∶2

11∶15【详解】[1]由压强公式得A、B对地面压强之比为[2]A沿水平方向切去一部分的质量为剩余部分的质量因静止放在水平面上的物体，对水平面的压力和自身的重力相等，所以A剩余部分对地压力与叠放后B对地面压力之比为：因为A剩余部分对地压强等于叠放后B对地面的压强，根据可得且由题意知代入得则15．如图所示为一根均匀的木棒OC，OA＝OC，B为OC的中点，在C点施力将挂在A点的重为200N的物体匀速提升0.2m，木棒的机械效率为80%，提升该物体做的有用功是__J，木棒重为__N（不计摩擦），若将该重物移至B点，仍匀速提升0.2m，则机械效率将__（大于/等于/小于）80%。【答案】

40

25

大于【详解】[1]提升物体做的有用功为[2]做的总功为额外功为已知，又知道B为OC的中点，即，即OB=2OA，在提升过的过程中，根据相似三角形的知识可以知道，B点升高的距离是A点升高距离的2倍，有B为木棒的重心，我们可以认为木棒升高了0.4m，则[3]将物体移至B点，把物体提升相同的高度，做的有用功相等。但把物体提升相同的高度，物体在B点时，杠杆升高的高度小，即做的额外功小，根据可以知道，机械效率变大了。16．利用笔芯自制密度计，同款的新笔芯和用了一半油墨的旧笔芯应该选用______将所选笔芯放入水中，它能______漂浮在水中，在笔芯上标出水面的位置A，将笔芯放入酒精中，仍可漂浮，标出液面的位置B，如图所示，该笔芯漂浮在水中和酒精中时受到的浮力大小______，已知水的密度=1.0g/cm3，酒精的密度=0.8g/cm3，若笔芯漂浮在密度为=0.9g/cm3的液体中，则液面对应的位置可能是______（填“C”或“D”）。【答案】

用了一半油墨的旧

竖直

相等

D【详解】[1][2]利用笔芯自制密度计，同款的新笔芯和用了一半油墨的旧笔芯应该选用将所选用了一半油墨的旧笔芯放入水中，这样的旧笔芯重心低，稳度大，它能竖直漂浮在水中。[3]笔芯漂浮在水中和酒精中时都漂浮，受到的浮力都等于笔芯自身的重力，故该笔芯漂浮在水中和酒精中时受到的浮力大小相等。[4]笔芯漂浮在水中标出水面的位置A，将笔芯放入酒精中，仍可漂浮，标出液面的位置B，水的密度=1.0g/cm3，酒精的密度=0.8g/cm3，若笔芯漂浮在密度为=0.9g/cm3的液体中时，设笔的质量为m，重力为G，笔头的体积为V0，笔管的横截面积为S，根据化简可知密度与笔管所在的深度成反比，当密度由0.8g/cm3变成0.9g/cm3，和由0.9g/cm3变成1g/cm3相比变化量相同时，深度的变化量故如图应取D点。17．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，则0~3sF对物体做的功为_____J，3~6s物体受摩擦力大小为______N。6~9sF对物体做的功为______J。【答案】

0

4

24【详解】[1]从速度与时间关系图象看，0~3秒内物体速度为0，即处于静止状态。故此阶段推力做对物体做功为0。[2][3]6~9秒内物体所受推力为4N，速度保持2m/s不变，处于平衡状态，所受的摩擦力与推力平衡，均为4N。而物体与水平面间的压力与接触面的粗糙程度都没有发生变化，故3~6秒内物体受到的摩擦力为4N。6~9秒内物体移动的距离为s=vt=2m/s×(9s-6s)=6m推力做的功为W=Fs=4N×6m=24J18．如图甲所示，底面积为200cm2的轻质薄壁柱形容器放置在水平桌面上，正方体A、圆柱体B浸没在某种液体中。正方体A的体积为1000cm3、重力为6N，通过不可伸长的细线与容器底部相连，B放在A上。打开阀门K放出液体，容器中液体深度h与细线上拉力F关系如图乙所示。则圆柱体B的高度为_______cm。当液体深度为20cm时，关闭阀门，剪断细线，将B从A上取下放入液体中。待A、B静止后，与剪线前相比，克服A的重力做功________J。【答案】

5

0.27【详解】[1]由图乙知，液体深度为25cm时，圆柱体B的上表面与液面相平，液体深度为20cm时，B全部露出水面，正方体A的上表面刚好与液面相平，深度小于20cm后，A部分露出水面。所以圆柱体B的高度hB=h2-h3=25cm-20cm=5cm[2]由题意知，A的体积为1000cm3，那么A的边长那么A的底面积SA=a2=(0.1m)2=0.01m2当液体的深度为20cm关闭阀门时，B全部露出水面，A的上表面刚好与液面相平，此时A下表面与容器底的距离为h′=h3-a=20cm-10cm=10cm=0.1m容器中液体的体积V液=S容h3-VA=200×10-4m2×0.2m-10-3m3=3×10-3m3A排开液体的体积V排2=VA=1000cm3=10-3m3据阿基米德原理得F浮2=ρ液gV排2此时A、B这个整体受到三个力：竖直向下的总重力、拉力和竖直向上的浮力的作用处于平衡状态，所以F浮2=GA+GB+F2即ρ液×10N/kg×10-3m3=6N+GB+8N①当液体深度为16cm时，绳子的拉力为0，说明A、B这个整体处于漂浮状态，所受的浮力等于两者的总重力，即F浮3=GA+GB此时排开液体的体积V排3=VA-SA∆h3=10-3m3-0.01m2×(0.2m-0.16m)=6×10-4m3据阿基米德原理得F浮3=ρ液gV排3所以有ρ液×10N/kg×6×10-4m3=6N+GB②解①②两式得，液体的密度及B的重力分别为ρ液=2×103kg/m3，GB=6N由图乙知，液体深度大于25cm时A、B整体都浸没在液体中，此时细线的拉力为12N。A、B整体受到三个力：竖直向下的总重力、拉力和竖直向上的浮力的作用处于平衡状态，所以有F浮1=GA+GB+F1=6N+6N+12N=24N据阿基米德原理知，此时排开液体的体积那么B的体积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所以剪断细线，将B从A取下放入液体中后，A静止时处于漂浮状态。此时A所受的重力与浮力是一对平衡力，即F浮A=GA=6N所以A排开液体的体积B也静止后，A浸没的深度液体的深度此时A的下表面与容器底的距离h′′=h-hA浸=0.175m-0.03m=0.145m待A、B静止后，与剪线前相比，A重心移动的距离∆h=h′′-h′=0.145m-0.1m=0.045m这个过程中克服A的重力所做的功W=GA∆h=6N×0.045m=0.27J三、作图题19．如图甲所示，木块在水平拉力作用下沿粗糙的水平面运动，木块滑动过程中受到的摩擦力为3N。木块运动的“速度﹣时间”图像如图乙所示，但木块所受“拉力﹣时间”图像漏画了一部分，如图丙所示，请在图丙中把它补充完整。【答案】【详解】由题意可知物体做直线运动，水平方向受到拉力和摩擦力的作用，合力等于二者之差，即因滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，与物体的速度无关，所以，物体运动后受到的摩擦力不变，仍为3N，由v﹣t图像可知：2s~4s时间内米块做匀速直线运动，木块受到的是平衡力，则拉力等于摩擦力由乙图可知，内木块做匀加速运动，木块受到的合力为方向向右；内，木块做减速运动，木块做加速运动和减速运动时，速度变化的快慢相同，因此物体受到的合力大小相同，方向相反，即，因此内的拉力因此内拉力的大小为1N。“拉力﹣时间”图像如图。20．如图所示，A、B两物块所受重力均为G，物块B置于水平地面，用轻质弹簧将A、B两物块连接。在物块A上施加竖直向上的拉力FA，当物块B恰好不受地面支持力时开始计时，保持FA大小不变至t1时刻；t1～t2时刻，FA缓慢减小至零，请画出从开始计时到t2时刻的过程中，弹簧对物块B施加的力FB随时间t变化关系的大致图像。（不计弹簧质量）【答案】【详解】在物块A上施加竖直向上的拉力FA，当物块B恰好不受地面支持力，保持FA大小不变至t1时刻，此时B受力平衡，受到的竖直向下的重力和弹簧的拉力是一对平衡力，大小相等，所以0～t1时刻的弹簧对物块B施加的力为G，此时弹簧处于伸长状态；t1～t2时刻开始时，FA缓慢减小，A会向下运动，此时弹簧的形变程度会变小，产生的弹力变小，对B施加的力变小；当弹簧恢复原状时，此时的弹力为0，弹簧对B施加的力为0；A继续向下运动，弹簧被压缩，弹簧产生的弹力变大，弹簧对B施加的力变大；FA减小至零时，A受力平衡，受到竖直向下的重力、弹簧对A竖直向上的弹力，这两个力是一对平衡力，所以此时弹簧的弹力为G，则弹簧对B的弹力为G；整个过程中，弹簧对物块B施加的力FB随时间t变化关系的大致图像如图所示四、实验题21．重庆一中物理兴趣小组的同学在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”时，提出了如下猜想：A．可能跟物体浸入液体的深度有关；B．可能跟物体的重力有关；C．可能跟物体浸入液体的体积有关；D．可能跟液体的密度有关；为了验证上述猜想，李明做了如图所示的实验：铜块和铁块的体积相同（1）分析图中的①、③（或①、④），说明浸在液体中的物体受到___________（选填“竖直”或“斜”）向上的浮力；比较①、④可知铁块浸没在水中时所受的浮力是___________N；（2）铁块从位置④→⑤的过程中，弹簧测力计的示数不变，说明铁块受到的浮力不变，可以验证猜想A是___________（选填“正确”或“错误”）的；（3）铁块从位置③→④的过程中，弹簧测力计的示数减小，说明铁块受到的浮力___________（选填“变大”“变小”或“不变”），可以验证猜想___________（选填“A”“B”“C”或“D”）是正确的；（4）分析比较实验①⑤与②⑥，可以验证猜想B是错误的；（5）分析比较___________两次实验可得结论：浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关；（6）另一组物理兴趣小组的同学捡到了一个不吸水的工艺品，它的上端为质地均匀的柱形木块A，木块上粘有合金块B．小明将工艺品竖直在水中如图甲，静止时木块浸入水中的深度为h1；因粘合处松动导致合金块沉底，如图乙，静止时木块浸入水中的深度为h2，工艺品（由A、B两部分构成）所受浮力与甲图相比____。（选填“变大”、“变小”或“不变”）。将B从水中捞出放在A的上方，AB一起漂浮，合金的密度为水的n倍，当木块在水中竖直漂浮时，浸入水中的深度h3=_______，（用h1、h2、n表示，不考虑工艺品沾水对实验的影响）。【答案】

竖直

2

错误

变大

C

⑥⑦

变小

【详解】（1）[1]分析图①、③，铁块在浸入液体中时测力计的示数变小，表明弹簧测力计对铁块竖直向上拉铁块的力减小了，说明浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力。[2]比较①、④，由①可知，铁块的重力为3.0N，铁块浸没时弹簧测力计对铁块的拉力为1.0N，铁块浸没在水中时所受的浮力（2）[3]铁块从位置④→⑤的过程中可知，铁块浸没在水中的深度不同而受到的浮力相同，由此可知，物体受到的浮力与物体浸入液体的深度无关，因此可以验证猜想A是错误的。（3）[4][5]铁块从位置③→4的过程中可知，弹簧测力计的示数减小，说明铁块受到的浮力变大，也就是说铁块浸入水中的体积不同，铁块受到的浮力不同，由此可知，浮力与物体浸在液体中的体积有关，因此可以验证猜想C是正确的。（5）[6]分析比较⑥⑦两次实验可知，铜块浸没时，排开水的体积与排开盐水的体积相同、弹簧测力计的示数不同，所以铜块受到的浮力不同，由此可知，浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关。（6）[7]如图甲，由于工艺品漂浮，浮力等于工艺品的重力；乙图木块漂浮浮力等于木块的重力，小球沉底，浮力小于小球的重力，乙图工艺品的总浮力小于工艺品的总重力；由分析可知，乙图工艺品所受浮力与甲图相比变小。[8]设A的底面积为S，小球的体积为V，由甲乙两图可知，小球的重力等于甲图中工艺品的总浮力减去乙图中木块受到的浮力

①由于合金的密度为水的n倍，因此

②联立两式解得

③由已知条件可知，甲图工艺品受到的浮力等于将B从水中捞出放在A的上方，AB一起漂浮时的浮力由上式可得由②式可知

④联立③④解得22．小雨用器材探究“圆锥形物体所受浮力大小与哪些因素有关”，如图所示：（1）B图中物体所受的浮力是_______N，由图中步骤A、B、C、D可得出结论：物体受到的浮力大小与_______有关，与物体浸没在液体中的深度_______（选填“有关”或“无关”）；（2）根据图中的实验数据，可计算出圆锥形物体的密度为______kg/m3，E图中液体的密度为_______kg/m3；（3）如果在步骤E中不小心使物体接触了容器底且与容器底部有力的作用，则所测液体密度将_______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）；（4）用弹簧测力计拉着圆锥形物体从其底部刚好接触水面开始缓慢没入水中，描绘的弹簧测力计示数F与圆锥形物体的浸入深度h的变化关系图像与下图中相符合的是_______（物体高2cm）；A．B．C．D．（5）小雨同学接着又用此方法测另一物体的密度，她把该物体浸没在E液体中时发现弹簧秤的示数是其所受浮力的两倍，则该物体的密度是______g/cm3。【答案】

0.5

物体排开液体的体积

无关

偏大

C

2.4【详解】（1）[1]从图A可以看到，弹簧测力计拉力为4N，则该圆锥形物体的重力为4N，再观察图B，弹簧测力计的拉力为3.5N，对圆锥形物体受力分析，它受到重力、浮力、测力计拉力而处于平衡状态，则B图中物体所受的浮力为B图中物体所受的浮力为0.5N。[2]由图中步骤B、C可知，圆锥形物体浸没在液体中的体积不同，测力计的示数也不同，说明受到的浮力大小也不同，可得出结论：物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关。[3]由图中步骤A、C、D可知物体浸在水中的体积相同，深度不同，弹簧测力计的示数相同，根据可知，物体受到的浮力相同，说明了物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。（2）[4]从图A可以看到，该圆锥形物体的重力为4N，则它的质量为该圆锥形物体的质量为0.4kg；由图C可知，该物体完全浸没在水中，测力计的拉力为3N，该物体的重力为4N，则受到的浮力为根据阿基米德原理可知，该物体的体积为该物体的体积为；根据密度公式可知，圆锥形物体的密度为圆锥形物体的密度为。[5]由图A、E可知，该圆锥形物体的重力为4N，该物体浸没在未知液体中，测力计的拉力为，则该物体在未知液体中，受到的浮力为该物体排开未知液体的体积为，根据阿基米德原理可知，该未知液体的密度为该未知液体的密度为。（3）[6]如果在步骤E中不小心使物体接触了容器底且与容器底部有力的作用，则容器底对物体有一个向上的支持力作用，即，对物体受力分析，它受到支持力、浮力、测力计的拉力、重力的作用，而处于平衡状态，即可知道受到的浮力大小不变，自身重力大小不变，由于多了一个支持力，导致测力计的拉力比原来图E的拉力要小，当实际计算时，只考虑到浮力、拉力、重力，没有考虑到支持力，那么重力减去拉力，得到的浮力是偏大的，再根据阿基米德原理，求得的液体密度是偏大的。（4）[7]观察该圆锥形物体，为上大下小，因此随着圆锥形物体浸入水中的深度增加，排开水的体积也在增加，然而排开水的体积增大的数量在变大，根据可知，浮力变大，并且浮力增大的数值在变大，根据可知，测力计的示数在变小，并且测力计示数减小的数值在变大，即图中图线逐渐变陡，直到圆锥形物体完全浸没后，浮力不变，测力计的示数也不变。故选C。（5）[8]设该物体的密度为，体积为，该物体浸没在E液体中时发现弹簧秤的示数是其所受浮力的两倍，则可知，对该物体受力分析，它受到重力、浮力、测力计的拉力，处于平衡状态，可得到转化可得解得该物体的密度是2.4g/cm3。23．悦悦制作了如图所示的探头，探究液体压强与浮力的相关问题进行。实验过程中悦悦通过细线将探头缓慢放入溢水杯中且探头上表面始终与液面平行。（1）紧密蒙在探头下端的橡皮膜，形变程度越大，说明它所受的液体压强越______；（2）对比图丙、丁可知：在同种液体中，液体内部压强与液体的______有关；（3）对比图______可知：液体内部压强与液体的密度有关；（4）如图丙所示，探头受到的浮力为______N；探头从图丙的位置不断缓慢往下放直至触底的过程中（细线足够长，实验过程中橡皮膜没有破裂），探头排开液体的重力将______（选填“变小”、“保持不变”或“变大”）；弹簧测力计的示数会______（选填字母）。A．一直变大

B．先不变后变小C．先变大后变小

D．先变小后变大（5）细心的悦悦同学发现，将探头从图丙的位置下放5cm到达图丁位置的过程中，溢水杯中的水位下降了0.2cm，已知柱形溢水杯的底面积为20cm2，探头的上表面积为10cm2，则图丁中水对橡皮膜产生的压力为______N，图丁中手对探头的拉力______图戊中手对探头的拉力（选填“大于”、“小于”、“等于”或“无法判断”）。【答案】

大

深度

丙戊

0.38

变小

C

0.82

大于【详解】（1）[1]力可以改变物体的形状，紧密蒙在探头下端的橡皮膜，形变程度越大，说明它所受的液体压强越大。（2）[2]对比图丙、丁可知，液体的密度相同，探头所处的深度越深，橡皮膜形变程度越大，说明受到液体的压强越大。即在同种液体中，液体内部压强与液体的深度有关。（3）[3]对比图丙、戊可知，探头所处深度相同，液体的密度不同，探头下端橡皮膜的形变程度不同，说明液体内部压强与液体的密度有关。（4）[4]由丙图可知，探头排开水的体积V排=38mL=38×10-6m3则探头受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×38×10-6m3=0.38N[5][6]探头从图丙的位置不断缓慢往下放的过程中（未触底），液体的密度不变，探头下端的橡皮膜所处的深度增加，受到的压强增大，橡皮膜形变（内凹）增大，排开水的体积减小，质量减小，由G=mg可知，探头排开液体的重力将变小，即浮力变小。因为探头的重力不变，由F示=G-F浮可知，弹簧测力计的示数变大，当探头触底时，探头受到杯底的支持力，弹簧测力计的示数变小，故弹簧测力计的示数先变大后变小，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。（5）[7]与丙图相比，丁图中探头少排开的液体体积为ΔV排=0.2cm×20cm2=4cm3=4×10-6m3则浮力的减小量为ΔF浮=ρ水gΔV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10-6m3=4×10-2N=0.04N由此可求得探头在丁图中所受的浮力为F浮丁=F浮-ΔF浮=0.38N-0.04N=0.34N由探头下放5cm，溢水杯中水位下降0.2cm，丙图到丁图的过程中，探头上表面距水面的深度为h=5cm-0.2cm=4.8cm丁图中，探头上表面受到的压强为p上=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×4.8×10-2m=480Pa丁图中，探头上表面受到的压力为F上=p上S=480Pa×10×10-4m2=0.48N由浮力产生的原因可知，丁图中水对橡皮膜产生的压力为F下=F浮丁+F上=0.34N+0.48N=0.82N[8]将该探头放入装满盐水的溢水杯中时，探头排开的盐水的体积为0.34cm3，由ρ盐水>ρ水、F浮=ρ液gV排可得，在排开液体体积相同的浮情况下，液体的密度越大，物体所受的浮力越大，即探头在戊图中所受的浮力较大，所需要的拉力小。五、计算题24．如图甲所示，A、B两物体都是质量均匀的正方体，边长都为3cm，质量分别为13.5g、32.4g。将长度为3cm的细线两端分别固定在物体A、B表面的中央，构成一个连接体放入底面积为30cm2、自重为0.141N的圆柱体容器中，如图乙所示。A、B两物体和绳子都不吸水，绳子质量和容器壁厚度忽略不计，，g取。求：（1）此时图乙中容器对桌面的压强p1；（2）小亮同学缓慢的沿容器壁注入水，当注水质量为118.5g时，

A、B两物体静止后，水对容器底的压强p2；（3）若小亮同学缓慢的沿容器壁注入水，当A、B之间的细线刚好绷直时停止注水，待A、B两物体静止后，在A上表面中心处施加竖直向下的压力，使其缓慢向下运动，直至A恰好完全浸没在水中，则从施加压力开始到物体A恰好完全浸没，A的重力所做的功。（容器足够高）【答案】（1）；（2）​；（3）​【详解】解：（1）由题意可知，物体A的重力物体B的重力图乙中容器对桌面的压力由可知，此时图乙中容器对桌面的压强（2）A的密度B的密度当逐渐向容器中注水时，A会漂浮，此时A受到的浮力大小等于自身的重力，A排开水的体积A浸入水中的深度水的深度加入水的质量若A刚好漂浮，继续向容器中注入水时，绳子会随A向上运动直至绷直，当绳子刚好绷直时，此时水的深度此时注入水的体积此时注入水的质量所以系统中物体A已经漂浮，绳子未绷直则当注入118.5g水时，注入水的体积此时注入水的深度水对容器底的压强（3）当绳子刚好绷直A、B静止时，A依然漂浮，A浸入水中的深度依然是1.5cm，A露出水面的深度当A刚好浸没时，液面升高的距离与A向下移动的距离的关系为且由①②③得所以A的重力做功答：（1）此时图乙中容器对桌面的压强p1为；（2）A、B两物体静止后，水对容器底的压强p2为；（3）从施加压力开始到物体A恰好完全浸没，A的重力所做的功为。25．在科