物理综合题一

声学竞赛题假定有前后两次声音传到人的耳朵里,如果这两次声音到达人的耳朵的先后时间间隔大于(或等于),人耳就能够把这两次声音分辨开,也就是说,如果两次声音传到人耳的时间间隔不足,人耳就只能听到一次声音.某农村中学8年级课外活动小组为了体验声音在不同介质中的传播速度不同的物理现象,他们请一位同学在输送水的管道(充满水)上敲击一下,使铁管发出清脆的声音,其余同学沿铁管分别在不同位置用耳朵贴近铁管听声.实验结束后,A同学说自己只听到一次响声;B同学说自己听到两次响声;C同学说自己听到三次响声.已知声音在空气中的传播速度是,在水中的传播速度是,在钢铁中的传播速度是.请你通过计算说明:在铁管上某处敲响一次,A、B、C三位同学的位置到达敲击点的距离各在什么范围内?(写出计算过程和对结论分析过程)答案详解解:声音到达人耳的先后顺序(传声物质)依次是:钢、水、空气.设声音传播的距离为s.要分辨(相邻的)空气和水传来的声音,应有:,计算得出:;要分辨(相邻的)水和钢传来的声音,应有:,计算得出:;要分辨(相邻的)空气和钢传来的声音,应有:,计算得出:.结论:C同学与敲击点处的距离:时,三种物质传播的声音到达听音者的时间间隔均等于或大于,能听到三次敲击声.B同学与敲击点处的距离:时,水和空气传播的时间间隔等于或大于(可以分辨);空气和铁传播的时间间隔等于或大于(可以分辨);水和铁传播的声音到达听音者的时间间隔小于(不能区分);A同学与敲击点处的距离:时,任意两种物质传播的声音到达听音者的时间间隔均小于,只能听到一次敲击声.答:A同学与敲击点处的距离:;B同学与敲击点处的距离:;C同学与敲击点处的距离:.解析:声音可以在空气、水、钢铁中进行传播,且在钢铁中传播的速度最快,在水中次之,在空气中传播的最慢.因为声音在空气、水和钢铁中的传播速度不同,所以在同一地点声音通过空气、水和钢铁传播的时间是不同的,即声音到达人耳的先后顺序是不同的.那么我们可以根据题意(两次声音到达人耳的先后时间间隔大于或等于,人耳就能够把这两次声音分辨开)和公式建立三个方程,分别算出要分辨空气和水传来的声音、水和钢铁传来的声音、空气和钢铁传来的声音各自需要的距离是多少.光学竞赛题如图主光轴上的S点发出的光经凸透镜折射后交主光轴于S'点,现有一条平行入射光轴的光线从R射向凸透镜,则折射光在凸透镜的另一侧( )A. 和主光轴有交点,仍在S'点B. 和主光轴有交点,在S'的左侧C. 和主光轴有交点,在S'的右侧D. 和主光轴没有交点答案详解B解:过光心作平行于光线S和R的入射光线,与S的折射光线相交于一点F',过焦点F'垂直主轴画一个平面(虚线),将主轴转一个角度与入射光线平行这样,就是光线R经凸透镜折射后要经过的点也叫付焦点),因此这条光线在凸透镜的另一侧和主光轴有交点,在S'点的左侧.如图所示:所以B选项是正确的.解析:根据“过光线的光线不发生变化”,过透镜光心O作平行于S和R的光线c,与S的折射光线相交,交点即为平行线入射后经过透镜会聚的点,可以知道该点一定在透镜的主平面上,主平面与透镜主轴的焦点即为像付焦点;光学一如图所示，遮光板A与光屏B平行放置且相距为d。

在A的中央挖一直径为d1的圆孔，并在孔内嵌入与孔等大的薄透镜L。

现有一束平行光束垂直照射遮光板，在光屏上形成了一个直径为d2的圆形光斑，则该透镜的焦距大小可能为（）A．B．C．D．答案详解ACD解析:分析试题：设薄透镜的焦距为f，当薄透镜为凹透镜时，根据相似三角形的知识可知，关系式成立，即透镜焦距的大小为f=，C是正确的；当薄透镜为凸透镜时，且透镜的焦点在光屏B的左侧时，根据相似三角形的知识可知，关系式成立，即透镜焦距的大小为f=，A是正确的；当薄透镜为凸透镜时，且透镜的焦点在光屏B的右侧时，根据相似三角形的知识可知，关系式成立，即透镜焦距的大小为f=，D是正确的；故该题选ACD。

考点：透镜对光线的作用为本题考点。

光学二如图所示,把一反射面向上的凹镜置于容器内,有一束平行光线以凹镜反射后会聚在A点,如果向容器内加一些水,将凹镜恰好浸没在水中,则该光束的会聚点A的位置将( )A. 向下移动一些B. 保持不变C. 向上移动一些D. 与水的浓度有关,无法判断答案A解:(1)容器内加水后,因为两条光线是垂直与水面入射的,因此传播方向不改变;(2)经凹镜反射后,在水中时仍然按原方向传播,但出水面以后,因为光的折射,折射光线将向远离法线方向偏折,折射角大于入射角,如图所示,因此光线的会聚点在A点以下.所以A选项是正确的.解析由光的折射规律可以知道,折射光线、入射光线、法线在同一平面内,折射光线和入射光线分居法线的两侧,当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角;光从水斜射入空气中时,折射角大于入射角.画出光路图进行分析就可得出正确结论.光学三当光从空气斜射到一块玻璃表面时，如图中可以较全面反映光传播路径的是（）A. B. C. D.答案C解析考点：光的反射与折射为本题考点。

分析：光从空气斜射入玻璃时，折射角小于入射角，故折射光线会向法线靠拢，故D是不对的；A中只有折射没有反射，B中只有反射没有折射，故C是比较全面的，故选C。

光学四如图所示，暗室内有一盛水的水槽，水槽上方一激光束入射到平面镜（图中未画出）上的点，光束经平面镜反射后照射到水槽中的点。

请画出平面镜并作出光从点传播到点的光路图。

答案详解解析:分析：本题考查光的反射和光的折射。

解答：根据光的可逆性可知，人们沿着点反射光的光线看去，看到的是点的虚像，在点的正上方，故在点的正上方找一点，连接，与界面的交点为，即为反射光线射到水面的入射点，作的角平分线即为法线，然后作法线的垂线即为平面镜的位置，连接即为光从点传播到点的光路图。

扩展光的折射定律：（1）折射光线、入射光线和法线在同一平面内；（2）折射光线与入射光线分居法线两侧；（3）当光从空气斜射入其他介质中时，折射角小于入射角；当光从其他介质中斜射入空气时，折射角大于入射角；（4）折射角随着入射角的增大而增大；（5）当光线垂直射向介质表面时，传播方向不改变，这时入射角与折射角均为。

物态变化如图所示,容器底部放水,水面浮有一层沸点比水高的油,如果对容器底部加热,则下面说法中正确的是( )A. 水先沸腾,油然后沸腾.但水和油同时蒸发B. 开始油蒸发,水不蒸发,然后同时沸腾C. 油蒸发,水不蒸发,然后水先沸腾,最后同时沸腾D. 油蒸发,水不蒸发,直到水全部汽化以后,油才能沸腾答案详解D解:因为液体在任何温度下都能蒸发,故在开始加热时,上层的油会发生蒸发现象,同时因为油膜的覆盖,使得油下面的水无法蒸发,但随着加热,当将水加热到后,再加热水就沸腾了,即发生汽化,因为水沸腾后温度不再升高,且水的沸点小于油的沸点,故此时油不会沸腾,直到水全部汽化完后,油的温度才能升高,即当温度升到油的沸点时,再加热,油才可以沸腾.所以D选项是正确的.解析:沸腾的条件是达到沸点,且继续吸热;同时沸腾的特点是:吸热但温度不升高;据上面的两个知识点分析即可解决.力学竞赛题如图所示,两根细绳的一端与质量为2千克的小球A相连,它们的另一端分别固定在竖直墙面上B、C两点,若对小球施加一个方向与水平成的拉力F,使得细绳都能伸直,此时,AC恰好水平,与AB的夹角也为.关于拉力F大小的说法正确的是( )A. 最大值为牛B. 最大值为牛C. 最小值为牛D. 最小值为牛答案BD解:对A球受力分析,受到拉力F、重力mg、两根细绳的拉力和,如图所示,根据平衡条件,有:x方向:y方向:计算得出:,,当时,F最大,为:,当时,F最小,为:.所以BD选项是正确的.解析对A球受力分析,受到拉力F、重力mg、两根细绳的拉力和,根据共点力平衡条件列方程,然后根据两根细线的拉力都要大于或等于零分析判断.力学综合体第一题如图所示,密度、粗细均匀的木棒,一端悬挂重为G的小物块(体积忽略不计),棒的浮出水面,则棒所受重力的大小为( )A. nGB.C.D.答案详解C解:均匀的木棒处于漂浮状态,根据漂浮条件得:棒的浮出水面,木棒受力分析如图:设木棒的长度为L,则,,,设木棒与水面的夹角为则根据杠杆平衡条件得:,,整理得:解(1)(2)得:.所以C选项是正确的.解析:因为棒的浮出水面,所以根据漂浮的条件列出等式,然后利用阿基米德原理求出浮力代入等式即可求解.第二题把一乒乓球压入盛有水的烧杯底部（如图所示），松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上。

乒乓球在上升的过程中，它的机械能不断增加。

下列关于乒乓球机械能来源的说法中正确的是（）。

A: 是由水的内能转化来的B: 是由水的重力势能转化来的C: 是由乒乓球的内能转化来的D: 是由乒乓球的化学能转化来的答案详解B正确率: 61%, 易错项: A解析:本题考查动能与势能的转化。

松手后，乒乓球上升至水面最后漂浮在水面上。

乒乓球在上升的过程中，水的重心不断降低，重力势能不断减小，重力势能转化为乒乓球的机械能，乒乓球的机械能不断增加，故B正确。

故本题答案为B。

第三题如图所示,有两个正方体实心物体A、B叠放在水平桌面上,物体A重,B重.若物体B对A的压强与此时物体A对桌面的压强相等,则物体B的密度与物体A的密度之比为( )A.B.C.D.答案详解D解:物体B对A的压强,物体A对桌面的压强,因为,所以,得,因为,整理可得又因为,所以,整理得.所以D选项是正确的.解析:物体B对A的压力等于B的重力,物体A对桌面的压力等于AB的重力之和,两个物体都是正方体,B和A的接触面积是B的面积,也就是B边长的平方,A和桌面的接触面积是A的表面积,也就是A边长的平放,根据公式列出关系式,求出两个边长的关系,再利用密度与质量的关系,求出密度之比. 第四题如图所示,整个装置处于静止状态,重力和摩擦不计.弹簧测力计A、B、C的示数分别为、、,以下有关弹簧测力计的示数的关系,正确的是( )A 弹簧秤对墙壁的拉力大于A弹簧秤的示数BCD B弹簧秤对墙壁的拉力小于B弹簧秤的示数答案详解C解：(1)弹簧秤对墙壁的拉力可以通过弹簧秤显示出来,弹簧秤A、B对墙壁的拉力等于A、B弹簧秤的示数,故AD错;(2)因为滑轮组是由一根绳子缠绕而成,弹簧秤B的示数等于弹簧秤A的示数的2倍,即;弹簧秤C的示数等于弹簧秤A的示数的3倍,即;所以,.所以C选项是正确的.解析:(1)弹簧秤对墙壁的拉力可以通过弹簧秤显示出来,弹簧秤对墙壁的拉力等于弹簧秤的示数;(2)因为滑轮组是由一根绳子缠绕而成,弹簧秤B的示数等于弹簧秤A的示数的2倍;弹簧秤C的示数等于弹簧秤A的示数的3倍,据此得出三个弹簧秤的示数大小关系.第五题小胖同学在暑假期间参加了农村电网改造的社会实践活动,其中电工所挖的埋水泥电线杆的坑引起了小胖的兴趣.坑的形状如图5所示,从地面上看,坑基本上是一个长方形,其宽度仅比电线杆的粗端直径稍大一点,坑中沿长方形的长边方向有一从地面直达坑底的斜坡.请你回答:(1)为什么要挖成图 5 所示的深坑,而不挖成图 6 甲所示的仅比电线杆略粗一点的圆筒状深坑,或者如图 6 乙、丙所示的那种大口径的方形或圆形的深坑?这样做有什么好处?( 2 ) 通过计算对比分析:如果将这种水泥电线杆分别埋入图 5、图 6 甲所示的坑中.则把水泥电线杆放到坑口适当位置后,在竖起水泥电线杆的过程中,抬起水泥电线杆的细端至少分别需要多大的力?已知这种坑深,宽,地面处坑口长,坑底长.水泥电线杆的质量为,长,粗端直径,其重心距粗端(取(3)在上述两种情况下,竖起水泥电线杆的过程中,人们对水泥电线杆至少分别要做多少功?答案详解解：(1)挖成图5所示的深坑好处如下:(a)少挖土方:挖成图5所示的深坑要比挖成图6乙、丙所示的深坑少挖土方,这样可以少做功,避免人力浪费,提高劳动效率.(b)便于施工:施工人员更易于从图5所示的坑里向外取土.(c)省力省功:用图5所示的深坑埋水泥电线杆,与用图6甲所示的深坑埋水泥电线杆相比,不必将电线杆沿竖直方向直立在地面上,重心上升高度小,施工时即省力又省功.(d)施工安全:用图5所示的深坑埋水泥电线杆,施工人员只需从有斜坡的方向扶住水泥电线杆就行了,水泥电线杆不会向其它方向倾倒,施工比较安全.(2)a.若将这种电线杆埋入图5所示的坑中,电线杆就位后的情况如图1所示.设竖起电线杆的过程中,在细端所用拉力为.在图1中,电线杆粗端伸入坑口的距离为,进而:,,电线杆重:,根据杠杆平衡条件,有:计算得出:,,b.若将这种电线杆埋入图6甲所示的坑中.电线杆就位后的情况如图2所示. 设竖起电线杆的过程中,在细端所用拉力为.在图答2中:,,根据杠杆平衡条件,计算得出:;(3)在图1中,电线杆重心升高:,人们对电线杆做功:,在图2中,电线杆重心升高:,人们对电线杆做功:.答:(1)挖成图5所示的深坑可以少挖土方、便于施工、安装省力、安全;( 2 )抬起水泥电线杆的细端至少分别需要、的力;(3)在上述两种情况下,竖起水泥电线杆的过程中,人们对水泥电线杆至少分别要做、的功.解析:(1)挖成图5所示的深坑可以少挖土方、便于施工、安装省力、安全,从这几方面分析.(2)若将这种电线杆埋入图5所示的坑中,如图1所示,设竖起电线杆的过程中,在细端所用拉力为,为支点,确定和的大小,求出电线杆重,利用根据杠杆平衡条件求的大小;若将这种电线杆埋入图6甲所示的坑中,如图2所示,设竖起电线杆的过程中,在细端所用拉力为,以为支点求出和的大小,利用根据杠杆平衡条件求大小;(3)在图1中,求出电线杆重心升高高度,求人们对电线杆做功;同理求出在图2中人们对电线杆做功.第六题如图所示,一个未装满水的瓶子,正立放置在水平面上时瓶对桌面的压强为,瓶底受到水的压力为.倒立放置时瓶对桌面的压强为,瓶盖受到水的压力为.则( )ABCD答案详解BD解:(1)因为瓶对桌面的压力等于瓶和水的总重力,所以无论正放还是倒放,它们的总重力不变,即对桌面的压力不变,倒置后,瓶与桌面的接触面积小,故据可以知道,倒置后瓶对桌面的压强大,即;(2)正放时,瓶子中的水柱是粗细相同的,瓶子底部受到的压力等于瓶中水的重力;倒放时,瓶子中的水柱上面粗,下面细,一部分水压的是瓶子的侧壁,瓶盖受到的压力小于瓶中水的重力;因此.所以BD选项是正确的.解析:(1)水平桌面上物体的压力和自身的重力相等.倒置后,由液体压强公式得出压强的变化情况;(2)水对瓶盖和瓶底的压力,可以根据水产生的压力和水重力的关系进行分析,注意上下粗细一样的容器中,水对容器底的压力等于水的重力;上面粗、下面细的容器中水对容器底的压力小于水的重力;上面细、下面粗的容器中水的压力大于水的重力.第七题某同学在测量某液体密度时，将两端开口、底部带有阀门的三通形玻璃管倒置在两个容器中，左侧容器盛有密度己知的液体，右侧容器盛有待测液体。