2025年下學(xué)期初中數(shù)學(xué)基本國際物理競賽素養(yǎng)試卷一、選擇題（共10題，每題5分，共50分）1.力學(xué)基礎(chǔ)一物體在光滑水平面上受水平拉力F作用，從靜止開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t后速度為v。若將拉力增大為2F，其他條件不變，則經(jīng)過時(shí)間t后的速度為（）A.v/2B.vC.2vD.4v解析：根據(jù)牛頓第二定律F=ma，加速度a與拉力F成正比。當(dāng)F增大為2F時(shí)，加速度a變?yōu)樵瓉淼?倍。由v=at可知，在相同時(shí)間t內(nèi)，速度v'=2a·t=2v，故選C。2.光學(xué)現(xiàn)象下列現(xiàn)象中，由光的折射形成的是（）A.水中筷子“折斷”B.湖面倒影C.手影游戲D.鏡中成像解析：光的折射發(fā)生在不同介質(zhì)交界處，如空氣與水。筷子在水中“折斷”是因光從水中斜射入空氣時(shí)傳播方向改變，屬于折射現(xiàn)象；倒影、鏡中成像為反射，手影為光的直線傳播，故選A。3.電學(xué)計(jì)算如圖所示電路，電源電壓U=12V，電阻R?=4Ω，R?=6Ω，閉合開關(guān)S后，通過R?的電流為（）A.1.2AB.2AC.3AD.5A解析：電路為R?與R?并聯(lián)，各支路電壓等于電源電壓U=12V。通過R?的電流I?=U/R?=12V/4Ω=3A，故選C。4.能量轉(zhuǎn)化跳傘運(yùn)動(dòng)員從高空勻速下落過程中，其能量變化為（）A.重力勢能減小，動(dòng)能增大B.重力勢能減小，機(jī)械能守恒C.動(dòng)能不變，機(jī)械能減小D.動(dòng)能增大，機(jī)械能增大解析：勻速下落時(shí)，速度不變則動(dòng)能不變；高度降低則重力勢能減小。因克服空氣阻力做功，機(jī)械能（動(dòng)能+勢能）減小，故選C。5.數(shù)學(xué)與物理結(jié)合某物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，其路程s（m）與時(shí)間t（s）的關(guān)系為s=5t+3（t≥0），則該物體的速度為（）A.3m/sB.5m/sC.8m/sD.無法確定解析：勻速直線運(yùn)動(dòng)中s=vt+s?，對比s=5t+3，斜率v=5m/s（s?=3m為初始路程），故選B。6.熱學(xué)性質(zhì)質(zhì)量相同的甲、乙兩種物質(zhì)，比熱容c?＞c?，吸收相同熱量后，溫度變化Δt?與Δt?的關(guān)系為（）A.Δt?＞Δt?B.Δt?=Δt?C.Δt?＜Δt?D.無法比較解析：由Q=cmΔt得Δt=Q/(cm)，當(dāng)Q、m相同時(shí)，Δt與c成反比。因c?＞c?，故Δt?＜Δt?，故選C。7.壓強(qiáng)計(jì)算一個(gè)底面積為0.01m2的正方體物塊，質(zhì)量為2kg，放在水平地面上，其對地面的壓強(qiáng)為（）（g=10N/kg）A.20PaB.200PaC.2000PaD.20000Pa解析：壓力F=G=mg=2kg×10N/kg=20N，壓強(qiáng)p=F/S=20N/0.01m2=2000Pa，故選C。8.運(yùn)動(dòng)學(xué)圖像某物體運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖所示，0~3s內(nèi)物體的位移為（）A.6mB.9mC.12mD.15m解析：v-t圖像與時(shí)間軸圍成的面積表示位移。0~3s內(nèi)圖像為三角形，面積S=1/2×3s×6m/s=9m，故選B。9.杠桿平衡一根輕質(zhì)杠桿，支點(diǎn)在O點(diǎn)，左端掛重力G?=20N的物體，力臂L?=0.3m；右端掛G?=30N的物體，要使杠桿平衡，右端力臂L?應(yīng)為（）A.0.1mB.0.2mC.0.3mD.0.4m解析：杠桿平衡條件G?L?=G?L?，代入數(shù)據(jù)得20N×0.3m=30N×L?，解得L?=0.2m，故選B。10.物理量估測下列數(shù)據(jù)最接近實(shí)際的是（）A.初中物理課本長度約26dmB.中學(xué)生體重約50NC.人正常步行速度約1.1m/sD.家用電冰箱功率約1000W解析：課本長度約26cm（2.6dm），A錯(cuò)誤；中學(xué)生體重約500N（質(zhì)量50kg），B錯(cuò)誤；步行速度約1.1m/s，C正確；冰箱功率約200W，D錯(cuò)誤，故選C。二、填空題（共5題，每空3分，共30分）11.聲現(xiàn)象聲音的傳播需要介質(zhì)，真空中聲速為______m/s；超聲波的頻率高于______Hz，可用于醫(yī)療碎石。答案：0；2000012.力學(xué)計(jì)算用20N的水平推力推重50N的木箱，使其在10s內(nèi)勻速前進(jìn)5m，推力做功為______J，功率為______W。解析：W=Fs=20N×5m=100J；P=W/t=100J/10s=10W。答案：100；1013.電路分析如圖所示滑動(dòng)變阻器，滑片P向右移動(dòng)時(shí)，接入電路的電阻變______；若電源電壓不變，與定值電阻串聯(lián)后，電路中電流會(huì)變______。答案：大；小14.數(shù)學(xué)函數(shù)與運(yùn)動(dòng)一物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，其速度v（m/s）與時(shí)間t（s）的關(guān)系為v=2t+1，則t=3s時(shí)的加速度為______m/s2，0~3s內(nèi)的平均速度為______m/s。解析：加速度a為速度對時(shí)間的導(dǎo)數(shù)，v=2t+1中斜率為2，故a=2m/s2；t=0時(shí)v?=1m/s，t=3s時(shí)v=7m/s，平均速度=(v?+v)/2=(1+7)/2=4m/s。答案：2；415.熱學(xué)計(jì)算質(zhì)量為1kg的水，溫度從20℃升高到70℃，需吸收熱量______J。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]解析：Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(70℃-20℃)=2.1×10?J。答案：2.1×10?三、計(jì)算題（共2題，每題15分，共30分）16.力學(xué)綜合如圖所示，用滑輪組將重600N的物體勻速提升2m，拉力F=250N，不計(jì)繩重及摩擦。求：（1）繩子自由端移動(dòng)的距離；（2）滑輪組的機(jī)械效率；（3）動(dòng)滑輪的重力。解答：（1）由圖可知，承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n=3，繩子自由端移動(dòng)距離s=nh=3×2m=6m；（2）有用功W有=Gh=600N×2m=1200J，總功W總=Fs=250N×6m=1500J，機(jī)械效率η=W有/W總×100%=1200J/1500J×100%=80%；（3）不計(jì)繩重及摩擦，F(xiàn)=(G+G動(dòng))/n，故G動(dòng)=nF-G=3×250N-600N=150N。17.電學(xué)與數(shù)學(xué)綜合電源電壓U=18V保持不變，電阻R?=10Ω，滑動(dòng)變阻器R?的最大阻值為50Ω。閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑片P至某位置時(shí)，電流表示數(shù)為0.5A。求：（1）此時(shí)R?兩端的電壓；（2）滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值；（3）若滑片P從最左端移至最右端，電流表示數(shù)的變化范圍。解答：（1）電路為R?與R?串聯(lián)，電流I=0.5A，R?兩端電壓U?=IR?=0.5A×10Ω=5V；（2）R?兩端電壓U?=U-U?=18V-5V=13V，R?接入阻值R?=U?/I=13V/0.5A=26Ω；（3）滑片在最左端時(shí)，R?=0Ω，電流I_max=U/R?=18V/10Ω=1.8A；滑片在最右端時(shí)，R?=50Ω，總電阻R總=R?+R?=60Ω，電流I_min=U/R總=18V/60Ω=0.3A。電流表示數(shù)變化范圍為0.3A~1.8A。四、實(shí)驗(yàn)探究題（共2題，每題15分，共30分）18.光學(xué)實(shí)驗(yàn)在“探究平面鏡成像特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)中：（1）選用薄玻璃板代替平面鏡的目的是______；（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，將蠟燭A放在玻璃板前，移動(dòng)玻璃板后的蠟燭B，直到看上去與A的像完全重合，此操作是為了比較像與物的______關(guān)系；（3）若將光屏放在像的位置，光屏上______（選填“能”或“不能”）承接到像，說明平面鏡成______像。答案：（1）便于確定像的位置；（2）大小；（3）不能；虛19.數(shù)學(xué)建模與物理驗(yàn)證某小組探究“物體所受浮力與排開液體體積的關(guān)系”，數(shù)據(jù)如下表：排開液體體積V/cm31020304050浮力F/N0.10.20.30.40.5（1）根據(jù)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)并繪制F-V圖像；（2）分析圖像可知，F(xiàn)與V成______關(guān)系，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為F=______V（比例系數(shù)保留兩位小數(shù)）；（3）若液體密度為ρ，則F與V的關(guān)系為F=ρgV，結(jié)合圖像計(jì)算ρ=______kg/m3（g=10N/kg）。答案：（1）圖像為過原點(diǎn)的直線（圖略）；（2）正比；0.01N/cm3；（3）由F=ρgV得ρ=F/(gV)=0.1N/(10N/kg×10×10??m3)=1.0×103kg/m3。五、綜合應(yīng)用題（共2題，每題20分，共40分）20.生活中的物理某品牌電熱水壺參數(shù)如下表，求：|額定電壓|額定功率|容量||----------|----------|------||220V|1100W|1L|（1）電熱水壺正常工作時(shí)的電阻；（2）將1L初溫20℃的水加熱至沸騰（1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓），水吸收的熱量；（3）若加熱效率為80%，需要加熱的時(shí)間。[c水=4.2×103J/(kg·℃)，ρ水=1.0×103kg/m3]解答：（1）電阻R=U2/P=(220V)2/1100W=44Ω；（2）水的質(zhì)量m=ρV=1.0×103kg/m3×1×10?3m3=1kg，吸收熱量Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×80℃=3.36×10?J；（3）消耗電能W=Q吸/η=3.36×10?J/80%=4.2×10?J，時(shí)間t=W/P=4.2×10?J/1100W≈381.8s。21.跨學(xué)科實(shí)踐某同學(xué)用數(shù)學(xué)方法推導(dǎo)“斜面機(jī)械效率”公式。已知斜面長為L，高為h，物體重為G，沿斜面勻速拉動(dòng)的拉力為F，斜面粗糙。（1）證明：η=Gh/(FL)×100%；（2）若斜面傾角為θ，推導(dǎo)η=sinθ/(μcosθ+sinθ)（μ為摩擦系數(shù)）；（3）當(dāng)θ=30°，μ=0.1時(shí)，計(jì)算斜面機(jī)械效率。解答：（1）有用功W有=Gh，總功W總=FL，故η=W有/W總×100%=Gh/(FL)×100%；（2）斜面摩擦力f=μN(yùn)=μGcosθ，額外功W額=fL=μGcosθ·L，總功W總=W有+W額=Gh+μGcosθ·L，因h=Lsinθ，故η=Gh/(Gh+μGcosθ·L)=sinθ/(sinθ+μcosθ)；（3）代入θ=30°，μ=0.1，sin30°=0.5，cos30°≈0.866，η=0.5/(0.5+0.1×0.866)≈0.5/0.5866≈85.2%。六、開放創(chuàng)新題（共1題，20分）22.物理與科技結(jié)合2025年最新科技進(jìn)展，舉例說明物理學(xué)在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用（至少2個(gè)案例），并從能量轉(zhuǎn)化角度分析其原理，同時(shí)用數(shù)學(xué)公式表達(dá)關(guān)鍵物理量關(guān)系。解答：案例1：鈣鈦礦太陽能電池原理：利用光生伏特效應(yīng)，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。當(dāng)陽光照射鈣鈦礦材料時(shí)，光子激發(fā)電子-空穴對，在電場作用下分離并形成電流。數(shù)學(xué)關(guān)系：電池效率η=P_out/P_in×100%，其中輸出功率P_out=U·I（U為電壓，I為電流），輸入功率P_in=入射光功率。2025年鈣鈦礦電池實(shí)驗(yàn)室效率已達(dá)31%，接近理論極限。案例2：固態(tài)鋰離子電池原理：通過鋰離子在正負(fù)極間的遷移實(shí)現(xiàn)充放電，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。充電時(shí)Li?從正極嵌入負(fù)極，放電時(shí)反向移動(dòng)并釋放電能。數(shù)學(xué)關(guān)系：電池容量C=It（I為放電電流，t為放電時(shí)間），能量密度E=U·C/m（m為電池質(zhì)量）。固態(tài)電池因電解質(zhì)無液態(tài)成分，能量密度突破400Wh/kg，循環(huán)壽命提升至