第十一屆全國初中應(yīng)用物理知識(shí)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(gè)答案中選出正確答案的序號(hào)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(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，如圖l所示，彈簧一共20匝。經(jīng)檢驗(yàn)，該彈簧測(cè)力計(jì)在測(cè)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(shí)，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(cè)力計(jì)豎直放置時(shí)指針C仍指在“0”刻線處。

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

2．用這個(gè)新改制的彈簧測(cè)力計(jì)稱量一個(gè)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(qǐng)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(gè)較高的臺(tái)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(qǐng)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(duì)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(dòng)一點(diǎn)，像將向何方移動(dòng)?

4．說明螺紋透鏡的作用。

    五、[16分]圖6(甲)所示為一個(gè)電磁繼電器的示意圖，a、b是它的兩個(gè)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(gè)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(shí)，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(shí)是斷開的，稱為常開觸點(diǎn)。當(dāng)線圈A通電時(shí)，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(gè)電磁斷電器控制帶動(dòng)水泵的電動(dòng)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(gè)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(dòng)機(jī)啟動(dòng)，開始抽水，水位達(dá)到R處，電動(dòng)機(jī)自動(dòng)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(dòng)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(gè)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(gè)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(gè)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(dòng)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)制作了一個(gè)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(gè)電阻R₀，使這臺(tái)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(shí)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(gè)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(shí)，看到下一滴水剛好開始下落(如圖7所示)。他為了測(cè)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(shí)。計(jì)時(shí)的方法是：當(dāng)聽到某一水滴滴在地上的聲音的同時(shí)，開啟秒表開始計(jì)時(shí)，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(shí)，按下秒表停止計(jì)時(shí)，讀出秒表的示數(shù)為t。

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

    2．小剛測(cè)得h=lm，當(dāng)數(shù)到n=20時(shí)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(shí)，下一滴水剛好開始下落。計(jì)時(shí)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(qǐng)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(gè)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(cè)出的水滴的平均速度會(huì)有一定的誤差，測(cè)量值與真實(shí)值相比，是偏大還是偏小?為什么?

某小組同學(xué)用DIS實(shí)驗(yàn)裝置研究影響電阻大小的因素，他選取了三種材料：鎢絲、錳銅絲和鎳鉻絲．保持溫度不變，所測(cè)得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表一、表二和表三中的前四列，為了進(jìn)一步探究電阻大小與導(dǎo)體的橫截面、長度、材料之間的關(guān)系，他們對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行適量的運(yùn)算，將結(jié)果分別記錄在三個(gè)表格中的后四列中．
表一（鎢絲）

序號(hào)	長度L（m）	橫截面積S（10-6m2）	電阻值R（10-2Ω）	L/S（1/m）	S/L（m）	RS （Ω?m2）	RL （Ω?m）
1	0.5	0.5	5.30	1.0×106	1.0×10-6	2.65×10-8	2.65×10-2
2	0.5	1.0	2.65	0.5×106	2.0×10-6	2.65×10-8	1.33×10-2
3	1.5	0.5	15.9	3.0×106	0.33×10-6	7.95×10-8	23.85×10-2

表二（錳銅）

序號(hào)	長度L（m）	橫截面積S（10-6m2）	電阻值R（10-2Ω）	L/S（1/m）	S/L（m）	RS （Ω?m2）	RL （Ω?m）
4	0.5	0.5	44.0	1.0×106	1.0×10-6	22.0×10-8	22.0×10-2
5	0.5	1.0	22.0	0.5×106	2.0×10-6	22.0×10-8	11.0×10-2
6	1.5	0.5	132.0	3.0×106	0.33×10-6	66.0×10-8	198.0×10-2

表三（鎳鉻）

序號(hào)	長度L（m）	橫截面積S（10-6m2）	電阻值R（10-2Ω）	L/S（1/m）	S/L（m）	RS （Ω?m2）	RL （Ω?m）
7	0.5	0.5	100.0	1.0×106	1.0×10-6	50.0×10-8	50.0×10-2
8	0.5	1.0	50.0	0.5×106	2.0×10-6	50.0×10-8	25.0×10-2
9	1.5	0.5	300.0	3.0×106	0.33×10-6	150.0×10-8	450.0×10-2

（1）分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1與2（或4與5、7與8）的數(shù)據(jù)，可初步得出結(jié)論是：______．
（2）分析比較表中的實(shí)驗(yàn)序號(hào)______，以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)，可初步得出結(jié)論是：在長度、橫截面積相同時(shí)，不同材料的導(dǎo)體電阻不同．
（3）進(jìn)一步綜合分析比較表一、二、三中經(jīng)運(yùn)算后得到的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，歸納得出結(jié)論．
（a）分析比較表一、表二或表三中的第四列和第六列數(shù)據(jù)，可得______；（b） 分析比較表一、表二和表三中的第四列和第六列數(shù)據(jù)，可得______．

某小組同學(xué)連接如圖所示的電路開展電學(xué)實(shí)驗(yàn)，其中定值電阻R₁的阻值為10歐，滑動(dòng)變阻器R₂標(biāo)有“50Ω 2Α”字樣，電路連接正確．閉合電鍵后，他們首先將變阻器R₂的滑片P移動(dòng)到某一位置，讀出各個(gè)電表的示數(shù)；然后再將滑片P向變阻器R₂的某一端移動(dòng)，在滑片處于某兩個(gè)位置上時(shí)分別讀出各個(gè)電表的示數(shù)，三次實(shí)驗(yàn)時(shí)電壓表V₁、V₂的示數(shù)如表所示．

電表示數(shù) 實(shí)驗(yàn)序號(hào)	________（伏）	________ （伏）	電流表A （安）
1	4	2
2	3	3
3	2	4

①該小組同學(xué)在完成第一次實(shí)驗(yàn)后，將滑片P________移動(dòng)．（選填“向a端”、“向b端”或“沒有”）
②請(qǐng)?jiān)诒砀竦臋谀恐�，填上電壓表V₁、V₂的符號(hào)．
③若已知三次實(shí)驗(yàn)時(shí)電流表的示數(shù)分別為0.4安、0.3安和0.2安，請(qǐng)將以上示數(shù)正確地填入表格．
④若要利用上述表格中的數(shù)據(jù)驗(yàn)證導(dǎo)體中電流與導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系，則可以選用表格中的哪幾列數(shù)據(jù)，并說明選用的理由．________．