第十一屆全國初中應(yīng)用物理知識競賽復(fù)賽試題

  一、[8分]1kg20℃的水吸收4.2×10⁵J的熱量后，它的可能溫度是多少?在下列4個答案中選出正確答案的序號并說明選擇該答案的理由。

A．80℃    B．100℃    C．120℃ D．130℃

  二、[8分]小浩制作了一個彈簧測力計(jì)，如圖l所示，彈簧一共20匝。經(jīng)檢驗(yàn)，該彈簧測力計(jì)在測量范圍內(nèi)(0～5N)示數(shù)是準(zhǔn)確的。該彈簧不但“伸長的長度跟所受的拉力成正比”，而且彈簧受拉力伸長時，各匝伸長的長度都相等。

  有一次不慎把彈簧靠近O端的一小部分?jǐn)D壓變形，小浩把變形的3匝剪去，并把彈簧上端重新固定在D點(diǎn)，然后把指針C適當(dāng)向下移，使它在彈簧測力計(jì)豎直放置時指針C仍指在“0”刻線處。

  1．寫出這個新改制的彈簧測力計(jì)受到的拉力F與它的示數(shù)F測的關(guān)系式并說明理由。

2．用這個新改制的彈簧測力計(jì)稱量一個重物，它的示數(shù)為4.0N，該物實(shí)重是多少? 

  三、[10分]1．如圖2所示，甲、乙、丙三人要合扛一重物。物重600N，三人肩頭所能承受的最大壓力均為200N�，F(xiàn)有兩根一樣長的硬棒及必要的繩子(硬棒及繩的自重不計(jì))，請你設(shè)計(jì)出一種方法，使三人肩頭承受的壓力都不超過最大壓力。畫出示意圖表示你設(shè)計(jì)的扛重物方法。

2．小明推一輛滿載重物的獨(dú)輪車，如圖3所示，手握在車把A處(圖中未畫人)，遇到一個較高的臺階，他自己推不上去，小華趕快跑來幫忙。小華選擇了一種最省力且效果最好的施力方法，請畫出小華所施力F的示意圖。

四、[20分]教學(xué)中常用的投影儀的結(jié)構(gòu)如圖4所示，在水平放置的凸透鏡的正上方放一與水平成45°角的平面鏡，右邊豎直放一屏幕。物體的光線經(jīng)凸透鏡和平面鏡后，可在屏幕上成一清晰的像。圖5是這一裝置的示意圖，A"B"是物AB的像。圖中BO₁=30cm，O₁O₂=20cm，O₂O₃=90cm。

    l．對凸透鏡而言，物距和像距各是多少?

    2．在圖5中畫出物AB的成像光路圖。

3．若將凸透鏡向上移動一點(diǎn)，像將向何方移動?

4．說明螺紋透鏡的作用。

    五、[16分]圖6(甲)所示為一個電磁繼電器的示意圖，a、b是它的兩個端點(diǎn)；B是銜鐵，D是安在一塊金屬板上的觸點(diǎn)，B和D都安在一個彈性片C上，C的左端固定。c和c’、d和d’分別是安在絕緣板上的金屬觸點(diǎn)，當(dāng)線圈A不通電時，D上的觸點(diǎn)與c及c’接觸，把c和c’連接起來，因此c、c’稱為常閉觸點(diǎn)；而d及d’此時是斷開的，稱為常開觸點(diǎn)。當(dāng)線圈A通電時，銜鐵B被吸下，c和c’斷開而d和d’被連接起來。

    現(xiàn)在利用這個電磁斷電器控制帶動水泵的電動機(jī)工作，使水泵往水箱中抽水。在水箱中豎直立一根絕緣棒，在棒上分別安有P、Q、R三個電極，如圖6(乙)所示�，F(xiàn)在希望控制水箱內(nèi)的水位總在Q、R之間，即水位降到Q處，電動機(jī)啟動，開始抽水，水位達(dá)到R處，電動機(jī)自動關(guān)機(jī)，停止抽水。(水是導(dǎo)電的)

    圖6(丙)圖6(丁)分別是控制電路和電動機(jī)的供電電路，圖中R₀是與電磁繼電器線圈并聯(lián)的一個電阻，它的阻值很小，當(dāng)R₀接入電路后，電磁繼電器的線圈相當(dāng)于被短路。丙、丁兩圖中標(biāo)有l(wèi)～6的6個接線柱是與電磁繼電器的線圈或觸點(diǎn)相連的。

    1．寫出這6個接線柱分別與電磁繼電器的何處連接。

   2．開始水箱內(nèi)沒有水，說明閉開關(guān)S后，水箱內(nèi)的水位為什么能保持在Q、R之間。

六、[18分]課外活動小組的同學(xué)設(shè)計(jì)制作了一個電熱水孵卵器，他們用兩根額定電壓和額定功率都相同的電熱絲作熱源，再連入一個電阻R₀，使這臺孵卵器即使斷了一根電熱絲，單絲工作產(chǎn)生熱量的效果仍然與雙絲工作時產(chǎn)生的熱量效果完全相同。若電源兩端的電壓為U，兩絲的額定電壓均為U_L、額定功率均為P_L。

1．畫出孵卵器的電路圖。2．R₀的阻值是多大? 3．R₀在單絲工作與雙絲工作狀態(tài)下消耗功率之比是多少?

    七、[20分]小剛家的一個水龍頭擰不緊，水一滴一滴斷續(xù)地滴落到地上。小剛發(fā)現(xiàn)，在耳朵聽到前一滴水滴在地上的聲音的同時，看到下一滴水剛好開始下落(如圖7所示)。他為了測算水滴下落的平均速度和一天浪費(fèi)的水量，找來了秒表和卷尺。首先量出水龍頭口離地面的高度h，再用秒表計(jì)時。計(jì)時的方法是：當(dāng)聽到某一水滴滴在地上的聲音的同時，開啟秒表開始計(jì)時，并數(shù)“l(fā)”，以后每聽到一聲水滴聲，依次數(shù)“2、3……”一直數(shù)到“n”時，按下秒表停止計(jì)時，讀出秒表的示數(shù)為t。

    1．寫出用上述測量量表示水滴在空中運(yùn)動的平均速度v的表達(dá)式。

    2．小剛測得h=lm，當(dāng)數(shù)到n=20時秒表的示數(shù)t=8.7s，則水滴下落的平均速度v是多少?

    3．若每滴水質(zhì)量是0.25g，則一晝夜要浪費(fèi)多少水?

    4．小剛為進(jìn)一步找出水滴下落的平均速度v和下落高度h的關(guān)系，又做了以下實(shí)驗(yàn)：找來一塊擋板，讓水滴落到擋板上。改變檔板和水龍頭口之間的距離h，并仔細(xì)調(diào)節(jié)水龍頭滴水的快慢，使得耳朵聽到的前一滴水滴在擋板上的聲音的同時，下一滴水剛好開始下落。計(jì)時方法仍和上面一樣。他從實(shí)驗(yàn)中又獲得了如下表所示的6組數(shù)據(jù)(連同上面的一組共有7組數(shù)據(jù))。請你幫小剛繼續(xù)完成以下的工作：(1)把這些數(shù)據(jù)分別標(biāo)示在圖8(甲)(乙)兩個坐標(biāo)系中，并作出相應(yīng)的圖象。其中圖8(甲)的縱坐標(biāo)是水滴在空中的平均速度v，圖8(乙)的縱坐標(biāo)是水滴在空中的平均速度的平方，即v²。，它們的橫坐標(biāo)都是高度h。(2)根據(jù)圖象寫出v與h的函數(shù)關(guān)系。

    5．考慮到聲音傳播的速度遠(yuǎn)小于光的傳播速度這一因素，上面測出的水滴的平均速度會有一定的誤差，測量值與真實(shí)值相比，是偏大還是偏小?為什么?

奧運(yùn)會火炬“祥云”的設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)了科學(xué)與藝術(shù)的融合．請根據(jù)所示圖回答：
（1）紅色是火炬的主色調(diào)，從光學(xué)角度看，火炬的主要部分之所以呈現(xiàn)紅色，是因?yàn)開_______．
（2）火炬“重985克”，用規(guī)范的物理語言表述應(yīng)該是________．火炬長72cm，合________m
（3）火炬手手持火炬靜止時，應(yīng)對火炬施加的豎直向上的力約為多大？（要求寫出計(jì)算過程）
（4）火炬使用的燃料是丙烷．常溫下丙烷為氣態(tài)，可采用________的方法使其在常溫下液化，這一過程要________（選填“吸收”或“放出”）熱量．丙烷燃燒時，________能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
（5）火炬外殼使用到金屬材料鋁，這主要是因?yàn)椋╛_______）
A．鋁的導(dǎo)熱性差　 B．鋁的磁性強(qiáng)　　C．鋁的導(dǎo)電性好　　D．鋁的密度小
（6）“人文奧運(yùn)”、“綠色奧運(yùn)”是北京奧運(yùn)會提出的重要理念，“祥云”火炬的設(shè)計(jì)在很多方面體現(xiàn)出這些理念，凸現(xiàn)了“對人的關(guān)懷”和“對環(huán)保的重視”．請根據(jù)圖提供的信息，從物理學(xué)的角度簡要說明“祥云”火炬的設(shè)計(jì)是如何體現(xiàn)這些理念的．（只要求回答其中一點(diǎn)）．