2021年上海市第29届大同杯物理竞赛初赛试卷及参考答案
初中物理竞赛大同杯初赛试题及答案
初中物理竞赛大同杯初赛试题及答案物理大同杯篇一：说明：1.本试卷共分两部分，第一部分为单项选择题，每题4分，共27题，计108分；第二部分为填空题，每题6分，共7题，计42分。
全巻满分150分。
2.考试时间为90分钟。
3.考生使用答题纸，把每题的正确答案填在答题纸相应空格内。
允许使用计算器，考试完毕只交答题纸，试卷自己带回。
第一部分：选择题1．相互接触的两个物体没有发生热传递，这是因为它们具有相同的( )A．体积 B．内能 C．温度 D．比热容2．甲、乙两人并排骑自行车前进，甲看到乙是静止的，甲选取的参照物是 ( )A．地面 B．迎面驶来的另一辆车 C．甲 D．道路两旁的树木3．下列四幅图片中，其中一幅所反映的光学原理与其它三幅不同的是 ()4．夏日炎炎，气温节节上升，小徐发现温度计内的水银液面慢慢升高。
水银液面升高的原因，是因为水银的 ( )A．体积变大了 B．比热容变大了C．质量变大了 D．密度变大了5. 某人在车后用80牛的水平力推车，使车在平直公路上匀速前进，突然发现车辆前方出现情况，他马上改用120的水平拉力使车减速，在减速的过程中，车受到人合力大小为( )A．40牛 B．80牛 C．120牛 D．200牛6．小轿车匀速行驶在公路上，坐在副驾驶位置的小青观察到轿车速度盘的指针始终在100千米/小时位置处，在超越相邻车道上同向匀速行驶的另一辆普通轿车的过程中，小青发现该轿车通过自己的时间恰好为1秒，则该轿车的车速范围为（）A．15-20/秒 B．20-25/秒 C．25-30/秒 D．30-35/秒7.两块相同的海绵分别置于相同的磅秤上，取两个相同的物块分别置于海绵上，如图所示。
下列关于甲、乙两图中磅秤示数F甲、F乙大小及海绵下陷浓度h甲、h乙的比较，正确的是 ( )A．F甲=F乙，h甲>h乙B．F甲=F乙，h甲=h乙C．F甲<F乙，h甲=h乙D．F甲>F乙，h甲>h乙8.如图所示，密度均匀的长方体木块漂浮在水面上。
上海市第29届大同杯物理竞赛初赛试卷及参考答案教程文件
上海市第29届初中物理竞赛(大同中学杯)初赛试卷第一部分：单项选择题1、最早提出物体运动不需要力来维持的物理学家是( )(A)亚里士多德(B)焦耳(C)牛顿(D)伽利略2．如图所示，以下现象中通过做功改变物体内能的是（）(A)搓手取暖(B)水被加热(c)勺子烫手(D)曝晒钢瓶3．如图所示，能正确表示小磁针指向的是（）4．有的工厂的烟囱里会冒出“白烟”，主要原因是( )(A)排出的气体中含有C02气体遇冷凝结，形成“白烟”(B)排出的热气体与空气中的水滴混合，形成“白烟”(C)排出的气体中含有大量的C0、C02等混合气体，形成“白烟”(D)排出的气体中含有水蒸气遇冷凝结成小水滴，形成“白烟”5．把一个带正电的物体A，靠近一个原来不带电的验电器的金属小球，然后用手去触摸金属小球(人体是通大地的导体)，再移开手，这时( )(A)金属小球和金属箔都不带电(B)金属小球带负电，金属箔不带电(C)金属小球带负电，金属箔带正电(D)金属小球带负电，金属箔也带负电6．如图所示，在水平的两根平行筷子中间放上两只乒乓球，通过空心塑料管向两球间用力吹气，会发现两只乒乓球( )(A)相互靠近(B)相互远离(C)静止不动(D)向同一方向运动7．如图所示的日食现象，又称为日蚀，是一种天文现象。
当月球运行至太阳与地球之间时，对地球上的部分地区来说，月球挡住了太阳的一部分或全部光线，看起来好像是太阳的一部分或全部消失了，这就是日食现象。
若在地球上同一地点的同一天时间里观察日食现象，不可能出现的是( )(A)日全食和日环食都能观测到(B)日偏食和日环食都能观测到(C)日偏食和日全食都能观测到(D)只观测到了日偏食8．通过滑动变阻器可以调节灯泡亮度的电路图是( )9．A 、B 两物体叠放在水平桌面上，在如图所示的三种情况下：①甲图中两物体静置于桌面上：②乙图中水平恒力F 作用在B 物体上，使A 、B 一起以2m ／s 的速度做匀速直线运动；③丙图中水平恒力F 作用在B 物体上，使A 、B 一起以10m ／s 的速度做匀速直线运动。
上海物理竞赛(大同杯)初赛：压力压强汇编含答案
大同杯物理竞赛专题汇编——压力、压强1.如图所示，甲、乙两个完全相同的直角三棱劈放置在水平桌面上。
三棱劈的密度均匀且底面为矩形，若分别沿两物体图中虚线将右上侧切掉Δm 甲和Δm 乙，且Δm 甲<Δm 乙，则剩余部分对桌面的压强P 甲和P 乙的大小关系为( )(A)P 甲>P 乙 (B)P 甲<P 乙(C)P 甲=P 乙 (D)都有可能2. 如图所示，粗细均匀的玻璃管A 和B 由一橡皮管连接，一定质量的空气被水银柱封闭在A 管内，初始时两管水银面一样高，B 管上方与大气相通。
若固定A 管，将B 管沿竖直方向缓慢上移一小段距离H ，A 管内的水银面相应升高h ，则以下判断正确的是( )(A)h=H(B)h<H/2(C)h=H/2(D)H/2<h<H3. 如图所示，水平桌面上放置—底面积为S 2的轻质圆柱形容器，容器足够深。
在容器中放入底面积为S 1、质量为m 的圆柱形木块。
在容器中缓慢加入水，当木块对容器底部的压力恰好为零时，容器对桌面的压力大小为( )(A)mg s s 12 (B)mg s s s 112- (C)mg s s s 121- (D)mg s s s 122- 4. （多选）如图所示，小试管倒插在广口瓶内的水银中，此时试管恰好浮于水银面。
现由于天气变化的原因，大气压强稍增大，其它条件不变，则( )(A)试管略微下沉(B)试管内封闭气体的体积变大(C)试管内外的水银面高度差变大(D)试管内封闭气体的压强变大5. 一根两端开口的细玻璃管竖直插入水银槽内。
再注入高度为h 1的某种液柱，结果使管内水银面下降了h2。
如果水银密度为ρ0，则该液体密度为( )(A)ρ0(h1＋h2) (B)ρ0h2/h l(C) ρ0h1/h2(D) ρ0(h1－h2)6. 如图所示，在两个底面积不同的圆柱形容器A和B(S A＞S B)内分别盛有甲、乙两种液体，甲的液面低于乙的液面，此时两液体对各自容器底部的压强恰好相等。
上海市第29初中物理竞赛大同杯初赛试题详解
上海市第二十九届初中物理竞赛(大同中学杯)初赛试卷(兼区县物理竞赛试卷)2015年3月8日上午9：00~10：30说明：1、本试卷共分两部分，第一部分为单项选择题，每题3分，共30题，计90分：第二部分为多项选择题，每题5分，全对得5分，部分选对得2分，选错或不选得0分，共12题，计60分。
全卷满分150分。
2、考试时间为90分钟。
3、考生使用答题纸(卡)，把每题的正确选项填在答题纸(卡)相应位置。
允许使用计算器，考试完毕后，请将试卷、答题纸(卡)一并交给监考人员。
4、水的比热容：c水=4．2×103焦/(千克·℃)第一部分：单项选择题1．最早提出物体运动不需要力来维持的物理学家是( )(A)亚里士多德(B)焦耳(C)牛顿(D)伽利略【答案】D2．如图所示，以下现象中通过做功改变物体内能的是( )(A)搓手取暖(B)水被加热(C)勺子烫手(D)曝晒钢瓶【答案】A3．如图所示，能正确表示小磁针指向的是（）【答案】C4．有的工厂的烟囱里会冒出“白烟”，主要原因是( )(A)排出的气体中含有CO2气体遇冷凝结，形成“白烟”(B)排出的热气体与空气中的水滴混合，形成“白烟”(C)排出的气体中含有大量的CO、CO2等混合气体，形成“白烟”(D)排出的气体中含有水蒸气遇冷凝结成小水滴，形成“白烟”【答案】D5．把一个带正电的物体A，靠近一个原来不带电的验电器的金属小球，然后用手去触摸金属小球(人体是通大地的导体)，再移开手，这时( )(A)金属小球和金属箔都不带电(B)金属小球带负电，金属箔不带电(C)金属小球带负电，金属箔带正电(D)金属小球带负电，金属箔也带负电【答案】B6．如图所示，在水平的两根平行筷子中间放上两只乒乓球，通过空心塑料管向两球间用力吹气，会发现两只乒乓球( )(A)相互靠近(B)相互远离(C)静止不动(D)向同一方向运动【答案】A【分析】根据“伯努利效应”可知流速与压强的关系：流体的流速越大，压强越小；流体的流速越小，压强越大。
2021年上海市第29届大同杯物理竞赛初赛试卷及参考答案
上海市第29届初中物理竞赛(大同中学杯)初赛试卷第一部份：单项选择题1、最先提出物体运动不需要力来维持的物理学家是( )(A)亚里士多德(B)焦耳(C)牛顿(D)伽利略2．如下图，以下现象中通过做功改变物体内能的是（）(A)搓手取暖(B)水被加热(c)勺子烫手(D)曝晒钢瓶3．如下图，能正确表示小磁针指向的是（）4．有的工厂的烟囱里会冒出“白烟”，要紧缘故是( )(A)排出的气体中含有C02气体遇冷凝结，形成“白烟”(B)排出的热气体与空气中的水滴混合，形成“白烟”(C)排出的气体中含有大量的C0、C02等混合气体，形成“白烟”(D)排出的气体中含有水蒸气遇冷凝结成小水滴，形成“白烟”5．把一个带正电的物体A，靠近一个原先不带电的验电器的金属小球，然后用手去触摸金属小球(人体是通大地的导体)，再移开手，这时( )(A)金属小球和金属箔都不带电(B)金属小球带负电，金属箔不带电(C)金属小球带负电，金属箔带正电(D)金属小球带负电，金属箔也带负电6．如下图，在水平的两根平行筷子中间放上两只乒乓球，通过空心塑料管向两球间使劲吹气，会发觉两只乒乓球( )(A)彼此靠近(B)彼此远离(C)静止不动(D)向同一方向运动7．如下图的日食现象，又称为日蚀，是一种天文现象。
当月球运行至太阳与地球之间时，对地球上的部份地域来讲，月球挡住了太阳的一部份或全数光线，看起来仿佛是太阳的一部份或全数消失了，这确实是日食现象。
假设在地球上同一地址的同一天时刻里观看日食现象，不可能显现的是( )(A)日全食和日环食都能观测到(B)日偏食和日环食都能观测到(C)日偏食和日全食都能观测到(D)只观测到了日偏食8．通过滑动变阻器能够调剂灯泡亮度的电路图是( )9．A 、B 两物体叠放在水平桌面上，在如下图的三种情形下：①甲图中两物体静置于桌面上：②乙图中水平恒力F 作用在B 物体上，使A 、B 一路以2m ／s 的速度做匀速直线运动；③丙图中水平恒力F 作用在B 物体上，使A 、B 一路以10m ／s 的速度做匀速直线运动。
2021年初中物理竞赛及自主招生专题讲义第四讲光现象初步第一节光的直线传播与反射含解析
初中物理竞赛及自主招生专题讲义：第四讲 光现象初步第一节 光的直线传播与反射一、光源与光速光源：本身能够发光的物体叫做光源，例如太阳、点燃的蜡烛、发光的灯泡等。
按照几何形状不同，光源可以分为点、线、面、体光源。
它们都是实际光源的抽象和近似。
点光源：凡是本身的大小与被它照到的物体间的距离大小相比可以忽略不计的光源，都可以看做“点光源”。
点光源是一种理想化模型。
光线：物理学中用来表示光传播的方向和路径的一条带箭头的射线叫做光线。
光线是由一小光束抽象而建立的物理模型。
光束：光束分为会聚、平行、发散光束。
点光源发出的是发散光束，太阳发出的是平行光束。
光在不同介质中的传播速度不同。
光可以在真空中传播，并且在真空中的传播速度最大，为83.010m /s c =⨯。
光在空气中的传播速度十分接近光在真空中的传播速度，通常也可以近似认为是83.010m /s ⨯。
光速c 是速度的上限，任何物体的速度都不可能超过光速c 。
二、光的直线传播光在同种均匀的介质中沿直线传播。
阳光下树木、建筑物的影子，月食、日食以及小孔成像，就是由于光的直线传播形成的。
光在不同的或不均匀的介质中，则不一定沿直线传播。
根据光沿直线传播的性质，如果知道一个发光体S 射出的两条光线，只要把这两条光线向相反方向延长到它们的交点，就能确定发光体的位置，如图2.1所示。
在人用眼睛观察物体的时候，根据两只眼睛对物体的视线间的夹角可以判断物体的位置也是这个道理。
（一）影点光源发出的光照射到不透明的物体上时，物体向光的表面被照亮，在背光面的后方形成一个光照不到的黑暗区域，这就是物体的影。
图2.2所示为点光源的影。
影区是发自光源并与被照物体的表面相切的光线围成的。
如果用一个发光面比较大的光源来代替点光源，影的情形就会不同。
发光面上的每个发光点都可以看做一个点光源，它们都在物体的背后造成影区，这些影共有的完全不会受到光照射的范围叫做本影。
本影的周围还有一个能受到光源发出的一部分光照射的区域，叫做半影。
2021年初中物理竞赛及自主招生专题讲义第一讲物体的运动第五节小船过河问题初探含解析
初中物理竞赛及自主招生专题讲义：第五节小船过河问题初探一、船速与船相对于水的速度小船过河问题，涉及三个速度：河水的流速_、船相对于水的速度_、船相对地面的速度_，现对三个速度理解如下：（1）船在静止的河水中，如果船关闭发动机或者人不划桨，则船没有动力，船将静止在水中，相对于水静止，对地也静止。
（2）船在流动的河水中，如果船关闭发动机或者人不划桨，则船没有动力，船将顺水漂流，相对于水静止，对地速度等于水速。
（3）船在流动的河水中，如果船开动发动机或者人划桨，则船将相对于水运动，船对地速度_与水速_、船相对于水的速度_的关系如图3.83所示。
其中，船相对于水的速度_也就是船在静水中的速度，只与船本身有关，_的方向总是沿着船头所指的方向。
例1 如图3.84所示，河两岸相互平行，水流速度恒定不变，船行驶时相对水的速度大小始终不变。
一开始船从岸边_点出发，船身始终垂直河岸，船恰好沿_航线到达对岸_点耗时为_，_与河岸的夹角为_。
调整船速方向，从_点出发沿直线_返航回到_点耗时_，则_为（）。
A．1：1 B．1：2C．1：3 D．1：4分析与解由_点出发时，船身始终垂直河岸，即船相对水的速度_垂直于河岸，船相对地面的速度_沿着_方向，画出_，_，_所围成的三角形如图3.85所示，可知_，_，则_。
当船由_点返回时，其对地速度_沿着_方向，_，_，_围成的三角形如图3.85所示，因为_与_夹角为_，且_，可知这一个等腰三角形，即_，因此_，可得_，本题正确选项为B。
实际上，我们也可以将船在静水中的速度_沿平行于河岸和垂直于河岸方向正交分解。
如图3.86所示，设船与河岸夹角为_，_为水流速度，则_为船实际上沿水流方向的运动速度，_为船垂直于河岸方向的运动速度。
__二、小船过河的两个典型问题1．过河时间最短问题渡河时间只取决于在垂直河岸方向上的船速，即_，当_时，渡河时间最短，_，此时船头应正对着对岸前进，如图3.87所示。
上海市第二十九届初中物理竞赛--详解
(
)
(A) 亚里士多德
(B) 焦耳
(C) 牛顿
(D) 伽利略
【答案】 D
2．如图所示，以下现象中通过做功改变物体内能的是
(
)
(A) 搓手取暖 【答案】 A
(B) 水被加热
3．如图所示，能正确表示小磁针指向的是（
(C) 勺子烫手 ） 【答案】 C
(D) 曝晒钢瓶
4．有的工厂的烟囱里会冒出 “白烟 ”，主要原因是 (
(C) 静止不动
(D) 向同一方向运动
【答案】 A
【分析】根据“伯努利效应”可知流速与压强的关系：流体的流速越大，压强越小；流体的流
速越小，压强越大。
7．如图所示的日食现象，又称为日蚀，是一种天文现象。当月球运行至太阳与地球之间时，对
地球上的部分地区来说，月球挡住了太阳的一部分或全部光线，看起来好像是太阳的一部分或
C 区时会看到日环食。综合分析只有 A 不可能发生。
8．通过滑动变阻器可以调节灯泡亮度的电路图是
(
)
【答案】 C
9．A 、B 两物体叠放在水平桌面上， 在如图所示的三种情况下： ①甲图中两物体静置于桌面上： ②乙图中水平恒力 F 作用在 B 物体上，使 A 、B 一起以 2m／ s 的速度做匀速直线运动；③丙图
60 分。全卷满分 150 分。
2、考试时间为 90 分钟。
3、考生使用答题纸 (卡 )，把每题的正确选项填在答题纸 考试完毕后，请将试卷、答题纸 (卡 )一并交给监考人员。
4、水的比热容： c 水 =4．2×103 焦 /(千克 ·℃ ) 第一部分：单项选择题
(卡 ) 相应位置。允许使用计
算器，
1．最早提出物体运动不需要力来维持的物理学家是
2021年初中物理竞赛及自主招生-第五节 浮力综合问题
第五节 浮力综合问题浮力是初中阶段的重要知识点，牵扯的内容较多，题型多变，往往与其他知识相结合综合考察学生的解题能力。
浮力经常与物体的平衡、密度等知识结合。
一、液面的升降问题液面的升降问题是指液体中的物体由于某种变化而引起容器中的液面升高或降低的现象。
对某一容器而言，液面的高度取决于容器内液体的体积与物体排开的液体的体积之和，由于容器中液体体积一般不会改变，因此液面的升降往往由物体排开的液体的体积来决定。
当容器中的固体融化为液体时，我们需要通过比较固体融化前排开液体的体积与融化后液体的体积大小关系，来判断液面的升降。
例1 如图7.92所示，冰块漂浮在水中。
在下列情况下，判断圆柱形容器中液面的升降情况。
（1）如图7.92（a ）所示，冰块漂浮，全部融化成水后。
（2）如图7.92（b ）所示，冰块中包有一个小木块漂浮，冰块全部融化成水后。
（3）如图7.92（c ）所示，冰块中包有一个小铁块漂浮，冰块全部融化成水后。
（4）如图7.92（d ）所示，冰块中包有一个小铁块沉在容器底部，冰块全部融化成水后。
分析与解 容器中液面上升还是下降，取决于冰块融化前排开水的体积，与融化后变成的水的体积之间的大小关系。
（1）设冰的质量为m 冰，密度为ρ冰，水的密度为ρ水，由浮力等于冰块重力，则冰在水面以下的体积V 排满足V g m g ρ=水排冰，解得m V ρ=冰排水。
当冰全部融化成水后，融化所得的水的体积m V ρ=冰水水，可见，V V =水排，即原来冰块在液面以下的体积恰好被融化的水所填满，因此液面不上升，也不下降。
（2）冰融化前，冰和木块排开的水的体积为V 排，()V g m m m g ρ=+水排冰木，解得m m V ρ+=冰木排水。
当冰全部融化后，变成的水的体积m V ρ=冰水水，木块密度小于水，木块仍漂浮在水面上，木块排开的水的体积V 木排满足V g m g ρ=水木排木，解得=m V ρ木木排水。
可见，V V V +=水木排排，即冰块融化后，融化成的水的体积与木块排开水的体积之和，等于冰块融化前排开的水的体积，因此液面高度不变。
2020年上海市第29届大同杯物理竞赛初赛试卷及参考答案
上海市第29届初中物理竞赛(大同中学杯)初赛试卷第一部分：单项选择题1、最早提出物体运动不需要力来维持的物理学家是( )(A)亚里士多德 (B)焦耳 (C)牛顿 (D)伽利略2．如图所示，以下现象中通过做功改变物体内能的是（ ）(A)搓手取暖 (B)水被加热 (c)勺子烫手 (D)曝晒钢瓶3．如图所示，能正确表示小磁针指向的是（ ）4．有的工厂的烟囱里会冒出“白烟”，主要原因是( )(A)排出的气体中含有C02气体遇冷凝结，形成“白烟”(B)排出的热气体与空气中的水滴混合，形成“白烟”(C)排出的气体中含有大量的C0、C02等混合气体，形成“白烟”(D)排出的气体中含有水蒸气遇冷凝结成小水滴，形成“白烟”5．把一个带正电的物体A ，靠近一个原来不带电的验电器的金属小球，然后用手去触摸 金属小球(人体是通大地的导体)，再移开手，这时( )(A)金属小球和金属箔都不带电(B)金属小球带负电，金属箔不带电(C)金属小球带负电，金属箔带正电(D)金属小球带负电，金属箔也带负电6．如图所示，在水平的两根平行筷子中间放上两只乒乓球，通过空心塑料管向两球间用力吹气，会发现两只乒乓球( )(A)相互靠近 (B)相互远离(C)静止不动 (D)向同一方向运动7．如图所示的日食现象，又称为日蚀，是一种天文现象。
当月球运行至太阳与地球之间时，对地球上的部分地区来说，月球挡住了太阳的一部分或全部光线，看起来好像是太阳 的一部分或全部消失了，这就是日食现象。
若在地球上同一地点的同一天时间里观察日食现 象，不可能出现的是( )(A)日全食和日环食都能观测到(B)日偏食和日环食都能观测到(C)日偏食和日全食都能观测到(D)只观测到了日偏食8．通过滑动变阻器可以调节灯泡亮度的电路图是( )9．A 、B 两物体叠放在水平桌面上，在如图所示的三种情况下：①甲图中两物体静置于桌面上：②乙图中水平恒力F 作用在B 物体上，使A 、B 一起以2m ／s 的速度做匀速直线运动；③丙图中水平恒力F 作用在B 物体上，使A 、B 一起以10m ／s 的速度做匀速直线运动。
2021年初中物理竞赛及自主招生专题讲义第七讲密度压强与浮力第二节压强含解析
第二节压强一、压强的概念压强是表示压力作用效果的物理量，用单位面积上物体受到的压力大小来表示，公式为FP s=，其中s 是受力面积。
压强的单位为帕斯卡，符号“Pa 〞。
FP s=是压强的定义式，适用于固体、液体和气体的压强计算。
二、柱体对水平地面的压强柱体是指横截面积处处相同的几何体，体积公式为V sh =。
如图7.3所示为几种常见的柱体。
对于置于水平面上的柱体来说，柱体对水平地面的压力大小等于其重力大小，设柱体密度为ρ，高为h ，底面积为s ，因此柱体对水平地面的压强g s V hg F mg P gh s s s sρρρ=====，可见，柱体对水平地面的压强与柱体底面积无关。
例1〔上海第30届大同杯初赛〕如图7.4所示，甲、乙两个完全相同的直角三棱劈放置在水平桌面上。
三棱劈的密度均匀且底面为矩形，假设分别沿两物体图中虚线将右上侧切掉m 甲△和m 乙△，且m m <甲乙△△，那么剩余局部对桌面的压强P 甲和P 乙的大小关系为〔〕A ．P P >甲乙B ．P P <甲乙C ．P P =甲乙D ．都有可能分析与解显然，三棱劈可看做底面为矩形的柱体的一半，三棱劈对地的压强等于等高的柱体压强的一半，即12P gh ρ=，因此与高度有关，切除之后乙的高度较大，因此此题正确选项为B 。
例2〔上海第19届大同杯复赛〕如图7.5所示，A ，B 两正方体叠置在一起放于水平桌面上，A 的密度为A ρ，B 的密度为B ρ，假设它们的边长比为:1:1a b =，A 对B 的压强与对桌面的压强之比:2:3A B P P =，那么:A B ρρ=________。
假设不断地缩小A 立方体的体积，但始终保持A 的形状为立方体，使A ，B 两立方体的边长:a b 的比值由1:1逐渐变为1:2，那么压强:A B P P 的比值变化情况为________〔提示：通过计算分析后，写出变化情况〕。
分析与解设A ，B 的边长分别为a ，b ，那么A A P ga ρ=，332A B B ga gb P b ρρ+=，因此233A AB A B P ab P a bρρρ=+，将1a b =代入得023A A A B P P ρρρ==+，那么2A Bρρ=。
2021年初中物理竞赛及自主招生专题讲义第六讲热学第三节热平衡方程与热平衡问题含解析
第三节热平衡方程与热平衡问题两个温度不同的物体靠近时，会发生热传递。
高温物体放出热量，温度降低，低温物体吸收热量，温度升高。
当两者温度相同时，热传递停止，此时物体即处于热平衡状态。
1．热平衡方程设高温物体的比热容为1c ，质量为1m ，初始温度为1t ，低温物体的比热容为2c ，质量为2m ，初始温度为()221t t t <，当两者达到热平衡时，共同温度为0t ，则可知201t t t <<。
若不计能量损失，则高温物体放出的热量Q 放等于低温物体吸收的热量Q 吸，即Q Q =吸放，或()()11102202c m t t c m t t -=-，这即是两个物体热交换时的平衡方程，可解得t 11122212012c m t c m t m m t c c ++=，若已测得0t 的值，则可求得()()11102202c m t t c m t t -=-，因此可以用这种方法测物体的比热容。
例1（上海第5届初中物理竞赛复赛）温度不同的两个物体相互接触后将会发生热传递现象。
若不计热量的损失，则当两物体达到热平衡状态时，它们的温度相同，且高温物体放出的热量等于低温物体所吸收的热量。
现有三种不同的液体A ，B ，C ，它们的初温度分别为15℃，25℃，35℃。
当A 和B 液体混合并到达平衡状态时，其平衡温度为21℃；当B 和C 液体混合并到达平衡状态时，其平衡温度为32℃。
求A 和C 液体混合并到达平衡状态时的平衡温度。
分析与解设A ，B ，C 三种液体的比热容分别为1c ，2c ，3c ；质量分别为1m ，2m ，3m 。
则A 与B 混合时，有()()112221152521c m c m -=-℃℃℃℃，即112223c m c m =；B 与C 混合时，有()()223332253532c m c mc -=-℃℃℃℃，即332273c m c m =；当A 与C 混合时，设热平衡后的温度为t ，则有()()11331535c m t c m t -=-℃℃，将以上各式代入，可解得30.56t =℃。
2021年初中物理竞赛及自主招生专题讲义第八讲电路第三节电路动态变化问题含解析
第三节 电路动态变化问题当电路中某元件的电阻发生变化时（发生断路、短路或阻值改变等），将导致其他元件的电压、电流发生变化，这就是电路的动态变化问题。
电路中的动态变化问题，多为滑动变阻器滑片移动，导致电路中电阻发生变化，引起电路中其他元件两端的电压和通过元件的电流发生变化。
关于变阻器引起的动态变化情况，先来考察下面的简单情况，如图8.47（a ）所示，在串联电路中，由12AB R R R =+可知，2R 阻值变大（或变小）将使总电阻AB R 变大（或变小）。
如图8.47（b ）所示，若是两个电阻组成的并联电路，由12111221AB R R R R R R R R ==++，可知2R 阻值变大（或变小），同样也会使总电阻AB R 变大（或变小）。
很容易证明，在由串、并联组成的混联电路中，任一电阻阻值的变大（或变小）都将引起总电阻的变大（或变小）。
这个结论对电路分析是很有用的。
例1 如图8.48（a ）所示，定值电阻0R ，1R 与滑动变阻器2R 组成串联电路，电源电压不变。
当变阻器滑片P 向右移动时，试分析以下问题：（1）电压表1V ，2V ，V 以及电流表A 的示数1U ，2U ，U 和I 将如何变化？（2）比较电压表1V ，2V ，V 示数变化量绝对值的大小关系：1U ∆________2U ∆，U ∆_________2U ∆。
（3）确定下列物理量的比值：1U I =_________，2U I =________，UI =________；1U I∆=∆________，2U I ∆=∆________，UI∆=∆_________。
（4）若滑片P 从最左端缓慢滑到最右端，在图8.48（b ）中画出1U ，2U ，U 随电流I 的图像，并标清楚关键点的坐标。
设电源电压为U 总。
分析与解 （1）滑片P 向右滑动时，变阻器电阻连人电路部分的阻值变大，则整个电路的总电阻变大，因此电路中的电流I 减小，定值电阻0R ，1R 两端的电压分别为00U IR =，11U IR =，则0U ，1U 减小；而2R 阻值变大，I 减小，由22U IR =无法判断出2U 的变化情况。
2021年初中物理竞赛及自主招生专题讲义第八讲电路第五节复杂电路的简化与等效含解析
第五节复杂电路的简化与等效一般混联电路比较复杂，在题目中出现时，有时故意将电路图抽象化、隐蔽化，使我们不容易很快看出电阻的串并联关系，画“等效电路”就是对比较复杂的电路运用串并联电路的知识进行分析，画出简明的等效电路，这种科学方法即“等效替代”的方法。
将比较复杂的电路画成简明的等效电路是电路计算中十分重要的一步。
本》.将介绍几种常见的简化电路的方法，为了下文的表述方便以及让读者能够更清晰地理解这些方法，需要先介绍一个重要的概念一一电势。
一、电路中导线节点的电势众所周知，在地球表面附近，物体都有自己的高度，物体受到的重力的方向都是竖直向下的（即沿着重力的方向）。
电势就相当于是电路中的“高度”，在电源外部，电流从电源正极流出，经过用电器后流回到电源负极，电源正极处的电势最高，电源负极处的电势最低，当电流经过用电器时，沿着电流方向电势逐渐降低。
电势的减少量实际上等于用电器两端的电压，即当电流/流经阻值为火的电阻时，电势降低了U = 电压实际上是电势之差。
电势和电压的单位都是伏特。
在图8. 128（3）所示的电路图中，已知电源电压为U = 12 V ,4=叫=4Q, &=180 , R、=6Q., &=12Q.从电源正极开始，依次用字母A, B，C，。
标记电路中导线的连接处（即节点），由于导线没有电阻，电流经过导线时电势不降低，同一导线两端的电势相等，可以用同一个字母标记。
设电源负极。
点处电势为0,由于电源电压为U = 12V,则A点的电势为12V。
根据串并联电路的规律，容易求出通过各个电阻的电流分别为4 = 1.2 A, /, =0.4 A,人=0.8 A, /4 =0.2 A,4=0.6 A。
则从A到3,电势降低了q=4用=4.8V,所以3点的电势为7.2V；从3点到C点，电势降低了£/3=/37?5=4.8 V,所以C点的电势为2.4V;从C点到。
点，电势降低了U4=/4%=2.4V （或U-Z4Y）,因此。
29届全国中学生物理竞赛预赛试卷(word版,含问题详解)
第29届全国中学生物理竞赛预赛试卷本卷共16题，满分200分．一、选择题．本题共5小题，每小题6分．在每小题给出的4个选项中，有的小题只有一项符合题意，有的小题有多项符合题意．把符合题意的选项前面的英文字母写在每小题后面的方括号内．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分．1．下列说法中正确的是A．水在0℃时密度最大．B．一个绝热容器中盛有气体，假设把气体中分子速率很大的如大于v A的分子全部取走，则气体的温度会下降，此后气体中不再存在速率大于v A的分子．C．杜瓦瓶的器壁是由两层玻璃制成的，两层玻璃之间抽成真空，抽成真空的主要作用是既可降低热传导，又可降低热辐射．D．图示为一绝热容器，中间有一隔板，隔板左边盛有温度为T的理想气体，右边为真空．现抽掉隔板，则气体的最终温度仍为T．2．如图，一半径为R电荷量为Q的带电金属球，球心位置O固定，P为球外一点．几位同学在讨论P点的场强时，有下列一些说法，其中哪些说法是正确的？A．若P点无限靠近球表面，因为球表面带电，根据库仑定律可推知，P点的场强趋于无穷大．B．因为在球内场强处处为0，若P点无限靠近球表面，则P点的场强趋于0C．若Q不变，P点的位置也不变，而令R变小，则P点的场强不变．D．若保持Q不变，而令R变大，同时始终保持P点极靠近球表面处，则P点的场强不变．3．图中L为一薄凸透镜，ab为一发光圆面，二者共轴，S为与L平行放置的屏，已知这时ab可在屏上成清晰的像．现将透镜切除一半，只保留主轴以上的一半透镜，这时ab在S上的像A．尺寸不变，亮度不变．B．尺寸不变，亮度降低．C．只剩半个圆，亮度不变．D．只剩半个圆，亮度降低．4．一轻质弹簧，一端固定在墙上，另一端连一小物块，小物块放在摩擦系数为μ的水平面上，弹簧处在自然状态，小物块位于O处．现用手将小物块向右移到a处，然后从静止释放小物块，发现小物块开始向左移动．A．小物块可能停在O点．B．小物块停止以后所受的摩擦力必不为0C．小物块无论停在O点的左边还是右边，停前所受的摩擦力的方向和停后所受摩擦力的方向两者既可能相同，也可能相反．D．小物块在通过O点后向右运动直到最远处的过程中，速度的大小总是减小；小物块在由右边最远处回到O点的过程中，速度的大小总是增大．5．如图所示，一内壁光滑的圆锥面，轴线OO’是竖直的，顶点O在下方，锥角为2α，若有两个相同的小珠（均视为质点）在圆锥的内壁上沿不同的圆轨道运动，则有：A．它们的动能相同．B．它们运动的周期相同．C．锥壁对它们的支撑力相同．D．它们的动能与势能之比相同，设o点为势能零点．二、填空题和作图题．把答案填在题中的横线上或把图画在题中指定的地方．只要给出结果，不需写出求得结果的过程．6．（6分）铀238（92 U ）是放射性元素，若衰变时依次放出α，β，β，α，α，α，α，α，β，β，α，β，β，α粒子，最终形成稳定的核Pb YX ，则其中 X ＝ ， Y ＝ ．7．（10分）在寒冷地区，为了防止汽车挡风玻璃窗结霜，可用通电电阻加热．图示为10根阻值皆为3Ω的电阻条，和一个内阻力0．5Ω的直流电源，现在要使整个电路中电阻条上消耗的功率最大，i ．应选用根电阻条．ii ．在图中画出电路连线．8．（10分）已知：光子有质量，但无静止质量，在重力场中也有重力势能．若从地面上某处将一束频率为ν的光射向其正上方相距为d 的空间站，d 远小于地球半径，令空间站接收到动光的频率为ν’，则差ν’－ν＝ ，已知地球表面附近的重力加速度为g ．9．（10分）图中所示两物块叠放在一起，下面物块位于光滑水平桌面上，其质量为m ，上面物块的质量为M ，两物块之间的静摩擦系数为μ．现从静止出发对下面物块施以随时间t 变化的水平推力F ＝γt ，γ为一常量，则从力开始作用到两物块刚发生相对运动所经过的时间等于 ，此时物块的速度等于 ．10．（16分）图中K 是密封在真空玻璃管内的金属电极，它受光照射后能释放出电子；W 是可以透光的窗口，光线通过它可照射到电极K 上；C 是密封在真空玻璃管内圆筒形的收集电极，它能收集K所发出的光电子．R 是接在电池组E （电压足够高）两端的滑动变阻器，电极K 通过导线与串联电池组的中心端O 连接；G 是用于测量光电流的电流计．已知当某一特定频率的单色光通过窗口照射电极K 时，能产生光电子．当滑动变阻器的滑动接头处在某一点P 时，可以测到光电流，当滑动头向右移动时，G 的示数增大，使滑动头继续缓慢向右不断移动时，电流计G 的示数变化情况是： ．当滑动变阻器的滑动接头从P 点缓慢向左不断移动时，电流计G 的示数变化情况是： ．若测得用频率为ν1的单色光照射电极K 时的遏止电压为V 1，频率为ν2的单色光照射电极时的遏止电压为V 2，已知电子的电荷量为e ，则普朗克常量h ＝ ，金属电极K 的逸出功W 0＝ ．三、计算题．计算题的解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不能得分．有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位．11．（18分）如图所示，一根跨越一固定的水平光滑细杆的柔软、不可伸长的轻绳，两端各系一个质量相等的小球A 和B ，球A 刚好接触地面，球B 被拉到与细杆同样高度的水平位置，当球B 到细杆的距离为L 时，绳刚好拉直．在绳被拉直时释放球B ，使球B 从静止开始向下摆动．求球A 刚要离开地面时球B 与其初始位置的高度差．12．（20分）一段横截面积S ＝1．0mm 2的铜导线接入直流电路中，当流经该导线的电流I ＝1．0A 时，该段铜导线中自由电子定向运动的平均速度u 为多大？已知，每个铜原子有一个“自由电子”，每个电子的电荷量e ＝ 1．6 ×10－19C ；铜的密度ρ＝8．9g ／cm 3，铜的摩尔质量μ＝64g ／mol ．阿伏枷德罗常量N 0＝6．02×1023mol －1．13．（20分）电荷量分别为q 和Q 的两个带异号电荷的小球A 和B （均可视为点电荷），质量分别为m 和M ．初始时刻，B 的速度为0，A 在B 的右方，且与B 相距L 0，A 具有向右的初速度v 0，并还受到一向右的作用力f 使其保持匀速运动，某一时刻，两球之间可以达到一最大距离．i ．求此最大距离．ii ．求从开始到两球间距离达到最大的过程中f 所做的功．14．（20分）由双原子分子构成的气体，当温度升高时，一部分双原子分子会分解成两个单原子分子，温度越高，被分解的双原子分子的比例越大，于是整个气体可视为由单原子分子构成的气体与由双原子分子构成的气体的混合气体．这种混合气体的每一种成分气体都可视作理想气体．在体积V ＝0．045m 3的坚固的容器中，盛有一定质量的碘蒸气，现于不同温度下测得容器中蒸气的压强如下：试求温度分别为1073K 和1473K 时该碘蒸气中单原子分子碘蒸气的质量与碘的总质量之比值．已知碘蒸气的总质量与一个摩尔的双原子碘分子的质量相同，普适气体常量R＝8．31J ·mol －1·K －115．（20分）图中L 是一根通电长直导线，导线中的电流为I ．一电阻为R 、每边长为2a的导线方框，其中两条边与L 平行，可绕过其中心并与长直导线平行的轴线OO ’转动，轴线与长直导线相距b ，b ＞a ，初始时刻，导线框与直导线共面．现使线框以恒定的角速度ω转动，求线框中的感应电流的大小．不计导线框的自感．已知电流I 的长直导线在距导线r 处的磁感应强度大小为k rI ，其中k 为常量．16．（20分）一质量为m ＝3000kg 的人造卫星在离地面的高度为H ＝180 km 的高空绕地球作圆周运动，那里的重力加速度g ＝9．3m ·s －2．由于受到空气阻力的作用，在一年时间内，人造卫星的高度要下降△H ＝0．50km ．已知物体在密度为ρ的流体中以速度v 运动时受到的阻力F 可表示为F ＝21ρACv 2，式中A 是物体的最大横截面积，C 是拖曳系数，与物体的形状有关．当卫星在高空中运行时，可以认为卫星的拖曳系数C ＝l ，取卫星的最大横截面积A ＝6．0m 2．已知地球的半径为R 0＝6400km ．试由以上数据估算卫星所在处的大气密度．。
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2021年上海市第29届大同杯物理竞赛初赛试卷及参考答案
初中物理竞赛(大同中学杯)
初赛试卷
(兼区县物理竞赛试卷)
2021年3月8日上午9：00一l 0：30
说明：
1、本试卷共分两部分，第一部分为单项选择题，每题3分，共30题，计90分：第
二部分为多项选择题，每题5分，全对得5分，部分选对得2分，选错或不选得0分，共
l2题，计60分。
全卷满分l50分。
2、考试时间为90分钟。
3、考生使用答题纸(卡)，把每题的正确选项填在答题纸(卡)相应位置。
允许使用计
算器，考试完毕后，请将试卷、答题纸(卡)一并交给监考人员。
4、水的比热容：
c水=4．2×103焦/(千克・℃)
第一部分：单项选择题
1．最早提出物体运动不需要力来维持的物理学家是( ) A.亚里士多德 B.焦耳 C.牛顿 D.伽利略 2．如图所示，以下现象中通过做功改变物体内能
的是( ) A.搓手取暖 B.水被加热 C.勺子烫手 D.曝晒钢瓶第2题图
3．如图所示，能正确表示小磁针指向的是（）
第3题图
1
4．有的工厂的烟囱里会冒出“白烟”，主要原因是( ) A.排出的气体中含
有C02气体遇冷凝结，形成“白烟” B.排出的热气体与空气中的水滴混合，形成“白烟”
C.排出的气体中含有大量的CO、CO2等混合气体，形成“白烟”
D.排出的气体中含有水蒸气遇冷凝结成小水滴，形成“白烟”
5．把一个带正电的物体A，靠近一个原来不带电的验电器的金属小球，然后用手去触摸金属小球(人体是通大地的导体)，再移开手，这时( ) A.金属小球和金属箔都不带电 B.金属小球带负电，金属箔不带电 C.金属小球带负电，金属箔带正电 D.金属小球带负电，金属箔也带负电
6．如图所示，在水平的两根平行筷子中间放上两只乒乓球，通过空心塑料管向两球间用力吹气，会发现两只乒乓球( ) A.相互靠近 B.相互远离
C.静止不动
D.向同一方向运动
第6题图
第7题图
7．如图所示的日食现象，又称为日蚀，是一种天文现象。
当月球运行至太阳与地球之间时，对地球上的部分地区来说，月球挡住了太阳的一部分或全部光线，看起来好像是太阳的一部分或全部消失了，这就是日食现象。
若在地球上同一地点的同一天时间里观察日食现象，不可能出现的是( ) A.日全食和日环食都能观测到 B.日偏食和日环食都能观测到 C.日偏食和日全食都能观测到 D.只观测到了日偏食
2
8．通过滑动变阻器可以调节灯泡亮度的电路图是( )
第8题图
9．A、B两物体叠放在水平桌面上，在如图所示的三种情况下：①甲图中两物体静置于桌面上：②乙图中水平恒力F作用在B物体上，使A、B一起以2m／s的速度做匀速直线运动；③丙图中水平恒力F作用在B物体上，使A、B一起以10m／s的速度做匀速直线运动。
比较上述三种情况下物体A在水平方向的受力情况，以下说法正确的是
( )
第9题图
A.三种情况下，A在水平方向都不受力
B.三种情况下，A在水平方向都受力且受力相同
C.①中A在水平方向不受力，②、③中A在水平方向都受力但受力不同
D.①中A在
水平方向不受力，②、③中A在水平方向都受力且受力相同 10．金属箔是由密度大于水
的材料制成的。
取一片金属箔做成容器，放在盛有水的烧杯中，发现它漂浮在水面上，然
后再将此金属箔揉成团放入水中，金属箔沉入水底。
比较前后两种情况，下列说法正确的
是( ) A.金属箔漂浮时受到的重力比它沉底时受到的重力小 B.金属箔漂浮
时受到的浮力比它沉底时受到的浮力大 C.金属箔沉底时受到的浮力等于它的重力
D.金属箔沉底时排开水的体积与它漂浮时排开水的体积相等
3
11．质量相等的甲、乙两个实心均匀正方体物块放在水平地面上，密度关系是ρ
甲>ρ
乙
，当在甲、乙两物块上，分别放重为G1、G2的物体或分别施加竖直向上的力Fl、
F2(Fl、
F2均小于物块重力)时，甲、乙两物块对水平地面的压强相等，则Gl与G2、Fl与F2
的大小关系是( )
A.Gl>G2，Fl>F2
B.Gl>G2，FlF2
12．甲、乙两液体的密度比为ρ甲：ρ乙=5：4，体积比为V甲：V乙=2：3，比热
容比为c甲：c乙=1：2，且它们的初温不等。
现将它们混和(不发生化学反应)，不计混和
过程中的热损失，达到热平衡后液体温度相对各自初温变化量的绝对值分别为△t甲和△t
乙
，则△t甲：△t乙为( )
A.16：15
B.15：16
C.12：5
D.5：l2
13．小明利用太阳光测量凸透镜的焦距，方法如图所示。
他注意到让凸透镜正对阳光，但没有仔细调节纸片与透镜的距离。
在纸片上的光斑并不是最小时，就测出了光斑到凸透
镜中心的距离L，凸透镜的实际焦距( ) A.一定小于L B.一定大于L
C.可能等于L
D.可能小于L、也可能大于L
第13题图
第16题图
14．一根两端开口的细玻璃管竖直插入水银槽内。
再注入高度为h1的某种液柱，结
果使管内水银面下降了h2。
如果水银密度为ρ0，则该液体密度为( )
A.ρ0(h1＋h2)
B.ρ0h2/hl
C.ρ0h1/h2
D.ρ0(h1－h2)
15．甲、乙两个相同的试管内注入质量相等、温度分别为20℃和80℃的水，然后将
甲试管底部插入温度恒为80℃的水中，将乙试管底部插入温度恒为20℃的水中，若两试
管插入水中的深度相同，且不考虑与外界空气之间的热传递，甲试管内的水经过时间tl
温度升高到80℃，乙试管内的水经过时间t2温度降低到20℃，则( ) A. tl
＜ t2 B. tl＞ t2 C. tl＝t2 D.无法判断
4
16．如图所示，浸入某液体中的物体恰好悬浮。
物体的上、下表面积分别为S1和S2，并且S1＜S2，此时物体下表面与上表面受到液体的压力差为△F。
现用手将物体缓慢下压
一段距离，松手后( ) A.物体保持悬浮，因为△F不变 B.物体保持悬浮，但△F变大 C.物体将上浮，因为△F变大 D.物体将下沉，因为△F变小
17．用一个测量仪器测量某物理量时得到的数据跟物理量的真实值之间满足一定的数
学关系。
表格中列出了五组数据，每组数据分别记录了测量仪器的示数Q和对应的待测物
理量的真实值P：
物理量真实值P 仪器示数Q 0.00 0.00 1.00 0.50 2.00 2.00 4.00 8.0 6.00 18.00 由上表可以推断，若用这个测量仪器去测量该物理量的P=5．00时，仪器的示数是
( )
A.10．0
B.12．5
C.13．0
D.16．5
18．如图所示，在两个底面积不同的圆柱形容器A和B(SA＞SB)内分别盛有甲、乙两
种液体，甲的液面低于乙的液面，此时两液体对各自容器底部的压强恰好相等。
若容器足
够高，并在两容器中同时倒入或同时抽出各自适量的液体，最终使得两液体对各自容器底
部的压力相等，下列说法中正确的是( ) A.倒入的液体体积V甲可能等于V乙 B.
倒入的液体高度h甲一定大于h乙 C.抽出的液体体积V甲可能小于V乙 D.抽出的液体高
度h甲一定等于h乙
19．长为100米的队伍沿直线匀速前行，通讯员以恒定速度从队尾追到队首，然后保
持速度大小不变再回到队尾时，队伍行进了240米。
则通讯员走过的路程为( )
A.300米
B.340米
C.360米
D.400米
20．在如图所示的电路中，电阻Rl标有‘‘6Ω1A”， R2标有‘‘3Ω1.2A”，电流表Al、A2的量程均为0～3A，电压表量程0～15V，在a、b间接入电压可调的电源。
闭合电键S后，为保证Rl、R2均不损坏，则允许的最大电源电压和此时通过电流表A1
5
感谢您的阅读，祝您生活愉快。