初中物理竞赛难题选编

-1-初中物理竞赛难题选编第一部分运动学1.为了监督司机是否遵守限速规定，交管部门在公路上安装了周定测速仪。汽车向放置在道路中间的测速仪匀速驶来，测速仪向汽车发出两次短促的超声波信号。第一次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时0.5s，第一次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时0.3s，若发出两次信号的时间问隔是1.1s，超声波的速度是340m/s，则()A.汽车接收到第一次信号时，距测速仪170mB.汽车接收到第一次信号时，距测速仪102mC.汽车的速度是34m/sD.汽车的速度是30.9m/s2.如图，青蛙从P点出发过河，各排间距及障碍物厚度均为d，同排间距为c，且障碍物的长度和移动速度如图所示（v1≠v2），青蛙只能以一恒定速度运动，求青蛙能顺利过河的最小速度。（dc）第2题第3题3.如图乙，长杆AB中间搁在高为h的墙上，接触点为C，A端以恒定速率v沿水平地面运动，当AC为2h时，B点向c点接近的速率为_____________4.为保障交通安全,对公路上的行车速度就要有一定的限制，因此要对公路上过往的车辆进行车速的检测.通常高速公路上用超声波测速仪测量车速，测速仪发出并接收被车辆反射回的脉冲信号,根据发出和接收的信号时间差,可以算出被测车辆的速度.设车辆匀速驶向检测者,当汽车行至某一位置时,测速仪发出第一个脉冲信号,后经汽车反射后被测速仪接收,测速仪记录下从发射到接收信号历时t1=0.4s;在发出第一个信号后Δt=1.0s时又发出第二个信号,之后经t2=0.3s又收到了反射信号.超声波在空气中的速度是v=340m/s,求汽车在先后两次反射超声波脉冲信号时间内的位移Δx和汽车速度的大小。5.一辆实验小车沿水平地面上的长直轨道向右做匀速直线运动，有一台能发出细光束的激光器装在离地面10m的小转台M上，转台可在竖直面内匀速转动，使激光束在竖直平面内沿逆时针方向扫描。（1）当光束与MN的夹角为45°时，光束正好射到小车上，如果紧接转过15°，光束又射到小车上，所用时间为0.5秒，作图并求小车运动的速度？（2）再经过2秒，光束能否照到与地面平行距地面15米的的平面镜上（平面镜足够大）？光束能否再次射到运动的小车上？请定量分析。6.如图河道宽L=100m，河水越到河中央流速越大，假定流速大小u=0.4x（x是离河岸的垂直距离，0≤x≤L/2）．一艘船静水中的航速V是10m/s，它自A处出发，船头垂直河岸方向渡河到达对岸B处，则过河时间为______s，AB直线距离为______m．-2-第6题第7题第8题7.如图所示是自行车传动结构的示意图，其中Ⅰ是半径为r1的牙盘（大齿轮），Ⅱ是半径为r2的飞轮（小齿轮），Ⅲ是半径为r3的后轮，假设脚踏板的转速为n（r/s），则自行车前进的速度为____________.8.如图所示，一块橡皮用细线悬挂于O点，现用支铅笔贴着细线的左侧水平向右以速度v匀速移动，运动中始终保持铅笔的高度不变、悬挂橡皮的那段细线竖直，则运动到图中虚线所示位置时，橡皮的速度情况是（）（A）水平方向速度大小为vcosθ（B）竖直方向速度大小为vsinθ（C）速度大小为v（D）速度方向与水平方向间的夹角为θ9.设雨点下落过程中所受空气阻力大小与雨点半径的平方成正比，现有两个密度相同大小不同的雨点从同一高度的云层静止起下落，那么先到达地面的是________（填“大”或“小”）雨点，接近地面时速度较小的是________（填“大”或“小”）雨点。10.如图所示，一小物块初速v1，开始由A点沿水平面滑至B点时速度为v2，若该物块仍以速度v1从A点沿两斜面滑动至B点时速度为v，已知斜面和水平面与物块的动摩擦因数相同，则()A.v2v2'B.v2v2’C.v2=v2’D.无法确定第10题第11题11.如图所示，DO是水平面，AB是斜面，初速度为v0,物体从D点出发沿DBA滑到顶点时速度恰好为零，如果斜面改为AC，让该物体从D点出发沿DCA滑到A点且速度刚好为零，则物体具有的初速度（已知物体与路面间的动摩擦系数处处相等且不为零）（）A.大于v0B.等于v0C.小于v0D.取决于斜面的倾角12.如图所示，某人用滑板从圆弧形的竖直面某高度的A点滑至B点，接着沿水平路面滑至C点停止。若人与滑板的总质量为60kg。表中记录了开始下滑到停止过程中的有关数据，请根据图表中的数据求解下列问题：（取g＝10m/s2）位置ABC速度（m/s）080位置坐标（0，5）（10，0）（30，0）（1）人与滑板从A滑到B的过程中，损失的机械能为多少?（2）若滑板在BC段所受阻力恒定，则阻力为多大13.甲、乙两地之间有一条公路。李明从甲地出发步行去乙地，同时张平从乙地出发骑摩托车去甲地，80分钟后两人在途中相遇。张平到达甲地后马上折回乙地，在第一次相遇后又经过20分钟在途中追上李明。张平达到乙地后又马上折回甲地，这样一直下去。问：当李-3-明到达乙地，张平共追上李明()次。A.5B.4C.3D.214.列车每天18：00由上海站出发，驶往乌鲁木齐，经过50小时到达，每天10：00从乌鲁木齐站有一列火车返回上海，所用时间也为50小时，为保证在上海与乌鲁木齐乘车区间内每天各有一辆火车发往对方站，至少需要准备这种列车多少列？在这一前提下，正常运行后，每天18：00从上海站开往乌鲁木齐的火车在途中，将会遇到几趟回程车从对面开来？在车速不变的前提下，为了实现有五列车完成这一区段的营运任务，每天两站互发车辆时间间隔至少需要相差多长时间？（假定乘客上下车及火车检修时间共计为一小时）15.目前航天飞机都是绕地球做近轨道飞行的，即一般在地球上空300km～700km的范围内飞行，如图所示，设航天飞船在赤道上空绕地飞行一周的时间为90min左右，则航天飞船里的宇航员在24h内看见日出的次数约为（）A．0.38B．2C．8D．16第15题第18题第19题16.甲、乙两车分别从A、B两地出发，在A、B之间不断往返行驶，已知甲车的速度是每小时15千米，乙车的速度是每小时35千米，并且甲、乙两车第三次相遇（这里特指面对面的相遇）的地点与第四次相遇的地点恰好相距100千米，那么，A、B两地之间的距离等于________千米。18.如图所示，有一种向自行车车灯供电的发电机，发电机的上端有一半径r=1cm的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边缘接触，当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而为发电机提供动力．从发电机的铭牌获知当发电机的转速nr为2700r/min时车灯能正常发光．已知自行车小齿轮的半径R1=4cm，大齿轮的半径R2=10cm，车轮的半径R3=36cm．假定当自行车前进时摩擦小轮与车轮之间以及车轮与路面之间都无相对滑动，问当车灯正常发光时：（1）自行车前进的速率为多少km/h？（2）自行车的脚踏板绕大齿轮轴运动的转速为多少r/min？19.图为从两列蒸汽机车上冒出的两股长幅气雾拖尾的照片（俯视）。两列车沿直轨道分别以速度v1=50km/h和v2=70km/h行驶，行驶方向如箭头所示，求风速。20.模型飞机以相对空气速度v绕一个边长L的等边三角形飞行，设风速为u，方向与三角形的一边平行并与飞机起飞方向相同，试求：飞机绕三角形一周需多少时间？21.如图是一种运动传感器的原理图。这个系统由A、B两个小盒子组成，A盒装有红外线发射器和超声波发射器，B盒装有红外线接收器和超声波接收器。A固定在被测的运动小车上，B固定在桌面上。第一次测量时A向B同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲，B盒收到红外线脉冲时，开始计时，收到超声波脉冲时计时停止（红外线的传播时间可以忽略），两者的时间差为t1=1s；经过△t=10s时间，再进行第二次测量时，两者的时间差为t2=1.5s；设：空气中的声速为/s，以B盒接收超声波的孔为坐标原点，向右为坐标轴正方向。问：(1)第一次B盒接收到超声波时，A盒超声波发射孔的坐标X1=__________m第二次B盒接收到超声波时，A盒超声波发射孔的坐标X2=__________m。(2)该小车的运动速度v=___________m/s(3)用此方法求得小车的速度比真实的速度偏____（填“大”或“小”）理由是：_______-4-第21题第22题22.路宽为D，一辆长为L1，宽为d的汽车以速度v1在路中间匀速向前行驶，此时距车头S处有一辆长为L1的自行车要横穿马路，如图所示，则自行车为了安全通过马路，它行驶的速度应在什么范围？23.如图所示，滑轮组中的小物体1、2向下的速度分别为v1、v2，求物体3向上运动的速度v3？第23题参考答案：v3=(v1+v2)/224.如图所示，一个不透光的球壳内有一发光点，球壳可绕垂直于纸面的水平轴以角速度ω匀速转动，由于球壳上开一小孔，因而有一细束光线在竖直面内转动，在离转轴距离为d处有一竖直墙，当光线与屏幕夹角为θ时，屏上光斑速度为多大？第24题第25题第27题25.图所示：A、B、C三个重物的质量分别是3.75kg、3.75kg、1.6kg，A、B放在光滑的、同一高度的水平台面上，A、B之间用一足够长的轻绳（无弹性）连接，D、E分别是两个摩擦、大小均不计的定滑轮，DE间的距离l=1.2m，现将重物C用一光滑的轻钩挂在绳子上DE的中点，开始时用手托住C使绳子水平拉直，然后从静止开始释放C。求：（1）当C下落h时，若它的速度是vC，请写出此时A、B的速度vA、vB的表达式（请用h、l、vC表示）；（2）当C求下落0.8m时，请求出A、B、C三物体的速度大小。26.在海面上有三艘轮船，船A以速度u向正东方向航行，船B以速度2u向正北方向航行，船C以速度u22向东偏北450方向航行．在某一时刻，船B和C恰好同时经过船A的航线并位于船A的前方，船B到船A的距离为a，船C到船A的距离为2a．若以此时刻作为计算时间的零点，求在t时刻B、C两船间距离的中点M到船A的连线MA绕M点转动的角速度为____________．27.如图所示，一根长为L的细杆可绕通过O端的竖直轴在水平面内转动，杆最初处在图示的位置。杆的中点开有一小孔，一半径很小的小球放置在小孔处(小球的半径小于孔的半径)，杆与小球最初处于静止状态。若杆与小球同时开始运动，杆沿顺时针方向（图示方向）以转速n（转/秒）做匀速转动、小球做沿图示虚线方向在该水平面上做匀速直线运动，速度为v，试问当取什么数值时，小球与细杆相碰？第二部分力学1.质量为m的物体从气球吊篮中无初速落下，下落过程中受到的空气阻力与运动速度的关系-5-是f=kv。当物体下落高度H后进入匀速下落的状态，则物体在下落高度H的过程中克服空气阻力做功为____________。2.如图，倾角为37°，质量不计的支架ABCD的D端有一大小与质量均可忽略的光滑定滑轮，A点处有一固定转轴，CA⊥AB，DC＝CA＝0.3m。质量m＝lkg的物体置于支架的B端，并与跨过定滑轮的轻绳相连，绳另一端作用一竖直向下的拉力F，物体在拉力作用下沿BD做匀速直线运动，己知物体与BD间的动摩擦因数μ＝0.3。为保证支架不绕A点转动，物体向上滑行的最大距离s＝________m。若增大F后，支架仍不绕A点转动，物体能向上滑行的最大距离s′_________s(填：“大于”、“等于”或“小于”。)(取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)第2题第3题第4题第5题3.如图所示，是一直升机通过软绳打捞河中物体，物体质量为m，由于河水的流动将物体冲离使软绳偏离竖直方向，当直升机相对地面静止时，绳子与竖直方向成θ角度，下列说法正确的是（）A．绳子的拉力为mg/cosθB．绳子的拉力可能少于mgC．物体受到河水的作用力等于绳子拉力的水平分力D．物体受到河水的作用力大于绳子拉力的水平分力4.建筑工地上的黄砂，堆成圆锥形，而不管如何堆，其角度是不变的，若测出其圆锥底的周长为12.5m，高为1.5m，如图所示，试求：（1）黄砂之间的动摩擦因数；（2）若将该黄砂靠墙堆放，占场地的面积至少为多少?5.如图所示，P为一个水闸的剖面图，闸门质