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一个瓶子最多能装0.5千克的水为什么酒精的体积等于水的体积 为什么体积相等
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因为瓶子是固定容器,容积不变,为0.5升.所以无论装什么,最多都只能装0.5升,体积相等.
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因为水和酒精的密度差不多
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初中物理竞赛辅导跟踪练习(1-12)
应用物理知识竞赛试题应用物理知识竞赛试题一(力学部分) ................................................................................ 1 物理知识竞赛试题二(力学部分) ........................................................................................ 5 应用物理知识竞赛试题三(电学部分) ................................................................................ 9 物理知识竞赛试题四(电学部分) ...................................................................................... 14 物理应用知识竞赛试题五(光热部分) .............................................................................. 19 物理应用知识竞赛试题六(光热部分) .............................................................................. 24 物理应用知识竞赛试题七 ................................................................................................ 27 物理应用知识竞赛试题八 ................................................................................................ 32 物理应用知识竞赛试题九 ................................................................................................ 34 物理应用知识竞赛试题十 ................................................................................................ 38 物理应用知识竞赛试题十一 ............................................................................................ 42 物理应用知识竞赛试题十二 ............................................................................................ 45应用物理知识竞赛试题一(力学部分)一、单一选择题（每小题 3 分，共 30 分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 1．下列各实例中属于静摩擦的是 A．用橡皮擦纸时，橡皮和纸间的摩擦 B．小汽车急刹车时，车轮和地面间的摩擦 C．皮带正常传动时，皮带和皮带轮间的摩擦 D．用转笔刀削铅笔，铅笔与刀孔间的摩擦 2．在江河湖海游泳的人上岸时，在由深水走向浅水的过程中，如果水底布满石头，以下体验 和分析合理的是： A．脚不痛。因人越来越轻 C．脚不痛。因水底对人的支持力越来越小 B．脚越来越痛。因人越来越重 D．脚越来越痛。因水底对人的支持力越来越大 3．秤杆上相邻刻度间所对应的质量差是相等的。因此秤杆上的刻度应 A．是均匀的 B．从提纽开始向后逐渐变密 C．从提纽开始向后逐渐变疏 D．与秤杆的粗细是否均匀有关，以上三种情况均有可能 4．图 1 是实际离心式水泵的示意图，箭头表示正常 工作时叶轮转动的方向，示意图中正确的是 5．拖拉机深耕时总比在道路上行驶时速度慢，这是 为了： A．提高传动机械的效率 B．节省燃料 C．增大拖拉机的牵引力 D．提高柴油机的功率 6．如图 3，烧杯中的冰块漂浮在水中，冰块上部高 出杯口，杯中水面恰好与杯口相平。待这些冰块全部熔化后， A．将有水从烧杯中溢出 B．不会有水从烧杯中溢出，杯中水面也不会下降 C．烧杯中水面会下降 D．熔化过程中水面下降，完全熔化后有水溢出 7．如图所示，放在水平桌面上的容器 A 为圆柱形，容器 B 为圆锥形，两容器本身的质量和底 面积都相同，装入深度相同的水后，再分别放入相同质量的木块，如图所示，下列说法中 正确的是： A．放入木块前，两容器对桌面的压力相等 B．放入木块前，由于 A 容器中的水多于 B 容器，第 1 页 共 48 页故 A 容器底部受水的压力大于 B 容器 C．放入木块后，两容器底部所受水的压力相等 D．放入木块后，B′容器底受水的压力大于 A′容器底 所受水的压力 8． 如图所示， 吊篮的重力为 400 牛， 动滑轮重力为 50 牛， 定滑轮重力为 40 牛，人的重力为 600 牛，人在吊篮里 拉着绳子不动时需用力： A．218 牛 B．220 牛 C．210 牛 D．236 牛 9．测定血液的密度不用比重计（图为这样做需要的血液量太大），而采用巧妙的办法：先在 几个玻璃管内分别装入浓度不同的、 呈淡蓝色的硫酸铜溶液， 然后分别在每个管中滴进一滴 血液。分析人员只要看到哪一个管中血滴悬在中间，就能判断血液的密度。其根据是 A．帕斯卡定律 B．液体内同一深度各方向压强相等 C．物体的浮沉条件 D．血滴上部受硫酸铜溶液的压强等于下部受硫酸铜溶液的压强 10．某同学用托盘天平测一物体的质量，测量完毕后才发现错误地将物体放在了右盘，而将 砝码放在了左盘。因无法重测，只能根据测量数据来定值。他记得当时用了 50g、20g 和 10g 三个砝码，游码位置如图所示，则该物体的质量为 A．81.4g B．78.6g C．78.2g D．81.8g 二、填空（1-3 题每空 1 分，其余每空 2 分，共 20 分） 1．一辆汽车在水平的河岸上行驶，它在水中的倒影相对于汽车的速度是______。 2．下列设备中都使用了简单机械，请填入所用简单机械的名称（全名）。起重机钢索下面吊 钩上的铁轮是______，旗杆顶端的轮是______，自行车的飞轮与后轮是______。 3．如下图所示的三个容器中分别装有酒精、清水与盐水，它们对容器底部的压力相等，则所 装三种液体中，质量最大的是________，质量最 小的是_______。 4．某工厂生产酒精，要求含水量（按质量计算）不超过 10％， 他们用抽测密度的方法对产品进行检查， 则合格酒精的密度 3 3 应在______Kg/m 至______ Kg/m 范围内。（不考虑酒精与 水混合后的体积变化） 3 3 5．已知砖的密度为 1.5×10 Kg/m ，用长 25 厘米、宽 12 厘米、厚 6 厘米的砖块砌房子的墙， 若房子内外墙的总面积为 720 平方米， 墙的厚度为 25 厘米， 则修建此房约需砖_______块， 如果汽车一次能装载 4 吨，则最少要拉______次才能将这些砖拉来。 6．一列匀速行驶的火车，在距峭壁前 532.5 米处鸣笛，经过 3 秒钟司机听到回音，已知声音 速度为 340 米/秒，则火车的行驶速度为_______米/秒。 7．儿童练习游泳时穿的一种“救生衣”实质是将泡沫塑料包缝在背心上。使用时，穿上这种 “救生衣”，泡沫塑料位于人的胸部。为确保人的安全，必须使人的头部露出水面，儿童 3 3 的体重约为 300 牛，人的密度约为 l.06×10 Kg/m ，人的头部体积约占人体总体积的十分 3 之一，泡沫塑料的密度约为 10 Kg/m ，则此儿童使用的“救生衣”的最小体积为______。 8．端午节举行龙舟大赛。开始阶段甲队落后于乙队。甲队急起直追。从甲队船头追上乙队船 尾到甲队船尾超过乙队船头，共历时 80 秒。已知两队船长均为 10 米，乙队划船速度保持 为 7 米／秒不变，甲从超越乙队的过程中船速也不变，那么甲队超越乙队时船的速度为 ______米／秒。 三、（7 分）螺旋千斤顶是一种常用的起重装置（如图所示），用手柄转动螺杆 时，螺杆顶端的重物就随螺杆一起上升。若螺杆的直径为 D，螺距为 h，手柄 末端到转轴的距离为 l，要举起质量为 M 的重物时，至少要给手柄顶端多大的第 2 页 共 48 页力？指出本题中为了省力应用了哪几种简单机械。四、（12 分）佳佳家的压力锅盖上标有“××铝制品厂 24 公分压力锅”的字样。他测得限压 阀的质量是 100 克，排气孔的直径为 3 毫米，这个压力锅正常工作时内部水蒸气的最大 压强相当于大气压的多少倍？锅盖至少要能承受多大压力才能保证安全？（大气压强为 5 1.01×10 帕）五、（8 分）有一种气压保温瓶其结构如图所示。用手压下按压器，气室上方小孔被堵住，在 2 瓶内气体压强作用下，水经出水管流出。按压器面积为 8 厘米 ，瓶内水面低于出水管 10 厘米。要将水压出管口，瓶内水面上方的压强至少要多大？在按压器上至少要加多大 的压力？（弹簧的平均弹力为 1 牛，p0=1.01×105 帕，g=10 牛／千克，按压器所受重力 忽略不计）六、（8 分）小明在一根均匀木杆的一端缠绕少许铅丝，使得木杆放在液体中可以竖直漂浮， 从而制成一支密度计。将它放在水中，液面到木杆下端的距离为 16.5 cm，再把它放到盐 水中，液面到木杆下端的距离为 14.5 cm。如果所用铅丝的体积很小，可以忽略，小明 测得的盐水密度是多少？第 3 页 共 48 页七、（6 分）下图为建造房屋用的钢筋混凝土预制板，其 a 面为钢筋钢架，B 面为混凝土，根 据混凝土具有抗压能力，钢筋具有抗拉的能力，在用这种预制板建设楼板时，你认为如 何放置才合适，并说明理由。八、（9 分）小红准备在旅游时估算登山缆车的机械效率。她从地图上查到，缆车的起点和终 点的海拔高度分别为 230 米和 840 米，两地的水平距离为 1200 米。一只缆车运载 15 个 人上山的同时，有另一只同样的缆车与它共用同一个滑轮组，运载 8 个人下山。每个人 的体重大约是 60 千克。从铭牌看到，缆车的自重（质量）为 600 千克。小红还用直尺粗 测了钢缆的直径，约为 2.5 厘米。拖动钢缆的电动机铭牌上标明，它的额定功率为 45 千 瓦。管理人员说，在当时那种情况下，电动机的实际功率为额定功率的 60％。实际测得 缆车完成一次运输所用的时间为 7 分钟。请你帮助小红估算缆车的机械效率。物理应用知识竞赛试题一(力学部分)之答案一．1、C 2、D 3、A 4、B 5、C 6、B 7、D 8、C 9、C 10、B 3 3 二．1、0 2、动滑轮，定滑轮，轮轴 3、酒精，盐水 4、0.8×10 ,0.82×10 －2 7、4.67×10 8、7.25 三．参考解答：转动一周时，手柄末端通过的距离为s=2π l (1) 垂直给手柄的力为F时所做的功为W1=Fs=F?2π l (2) 转动一周时重物升高h，克服重物所受重力做的功为W2=Mgh 根据功的原理有W1=W2即F?2π l=Mgh (4) (3) 5、5×10 ,3446、15为了省力应用了斜面和轮轴两种简单机械。评分准：共7分。各式均给1分，机械答对一个给1分。 锅内最大压强是大气压强的2.4倍。 24 锅盖的有效面积为：S＇=π D 锅盖至少要能承受的压力等于锅内外的压力差：五．参考解答：管口与瓶内水面之间的压强差水面上的压强P=P0+P水=1.01×105+1.0×103=1.02×105（帕） 克服压强差所需的压力F水=P水S=1.0×103×8×10-4=0.8（牛） 考虑克服弹簧弹力后所需的压力F=F水+F弹=0.8+1.0=1.8（牛） 评分标准：全题8分。(1)式2分。(2)式2分。(3)式2分。(4)式2分。 六．设盐水密度为ρ ，水的密度为ρ 0。密度计浸入盐水和水中的高度分别为 h 和 h0，横截面积为 S。 密度计在盐水中受到的浮力 F＝ρ ghS DDD（1） 2 分 密度计在水中受到的浮力 F0＝ρ 0gh0S DDD（2） 1 分 由于 F＝F0 所以 ρ ghS＝ρ 0gh0S 2分 3 代入数值得 ρ ＝1.14ρ 0＝1.14× 10 Kg/m3 3分 第 4 页 共 48 页七．答：a面向下，b面向上使用。因楼板在自身重力和受压下，向下弯曲，即下面受到拉伸，上面受到 挤压。说对3分，解释3分，共6分 八．解：缆车的高度差：△h=840米-230米=610米。 上山的质量：m1=15×60千克+600千克=1500千克， 下山的质量：m2=8×60千克+600千克=1080千克， 运行的时间：t=7×60秒=420秒， 有用功：W有=（m1-m2）gh， 总功：W=P实t=η 1P额t 缆车的机械效率：物理知识竞赛试题二(力学部分)一、单一选择题（每小题 3 分，共 33 分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 1．摩托车做飞跃障碍物的表演时为了减少向前翻车的危险，下列说法中正确的是： A．应该前轮先着地 B. 应该后轮先着地 C. 应该前后轮同时着地 D. 哪个车轮先着地与翻车的危险没有关系 2. 下列有关激光应用的说法中，错误的是： A. 利用激光进行室内照明 B. 利用激光进行通信 B．利用激光加工坚硬的材料 D. 利用激光进行长距离测距 3. 从地面上看，通信用的地球同步卫星是静止不动的。它运行一周所用的时间是： A. 24 小时 B. 23 小时 56 分 C. 24 小时 4 分 D. 24 小时 56 分 4. 我们能够分辨钢琴和小提琴的声音，这是因为它们发出声音的： A. 音调不同 B. 音色不同 C. 响度不同 D. 频率不同 5. 一艘宇宙飞船关闭发动机后在大气层外绕地球飞行，飞船内可能出现的现象是： A. 物体的质量消失 B. 物体自由下落的速度变快 C. 蜡烛正常燃烧 D. 水滴呈球形漂浮在空气中 6．山间公路往往环绕山坡，盘山而上，这样可以使上山的汽车： A．提高功率 B．提高机械效率 C．减小所需的牵引力 D．减小所需的功 7．在抗洪救灾中，大堤上的许多人都身穿厚厚的“背心”，这种“背心”的主要作用是： A．能阻碍热传递，从而可以抵御风寒 B．跌倒或碰撞时减小其他物体对人体的作用力，起保护作用 C．不同的背心反射不同颜色的光，便于识别 D．以上说法都不对 8．车站上，坐在火车里的乘客从窗口发现有两列火车沿相反的方向运动，由此得出的下 列判断中错误的是： A．乘客坐的火车和看到的两列火车中一定有两列在沿相反方向运动 B．乘客坐的火车可能在运动第 5 页 共 48 页C．三列火车可能沿同一方向运动 D．三列火车中可能有一列是静止的 9．航天飞机关闭发动机后正在太空中飞行。如果科学家要在其中进行实验，下列哪些操 作不能正常进行： A．用温度计测温度 B．用弹簧秤测力 C．用天平测质量 D．用电子表测时间 10．有两个鸡蛋，一生一熟，让它们在光滑的水平桌面上以同样的速度同时开始转动： A．生鸡蛋很快停止转动，熟鸡蛋转了一会儿才停止 B．熟鸡蛋很快停止转动，生鸡蛋转了一会儿才停止 C．两个鸡蛋都很快停止转动 D．两个鸡蛋都转了一会儿，然后同时停止 11． 有一架飞机沿水平向左做匀速直线运动， 每隔1秒钟从 飞机上轻轻释放一小球， 当三只小球落下且均未落至地 面时，若不计空气阻力，则这三只小球在空中的排列情况应是下图中的哪一个： 二、填空（共 28 分，每空 2 分） 3 1．已知空气的密度为 1.29 千克/米 ，人体的平均密度与水的密度相当。质量为 60 千克的人 在空气中受到的浮力大约是__________牛。 2．地面上有一条大木杆，抬起A端需用力300牛，抬起B端需用力200牛。这条木杆的 _________端较粗，整个木杆的重量（所受的重力）为_________牛。 3．如图所示，四个相同的玻璃瓶里装水，水面高度不同。 用嘴贴着瓶口吹气，如果能分别吹出“dou（1）” “ruai （2）”“mi（3）”“fa（4）”四个音阶，则与这四 个音阶相对应的瓶子的序号是__________、________、 _________、________。 4． 小明同学放学回家，正碰上刮风下雨，他以 18 千米/时 的速度由西向东快跑，此时他发现了奇怪的现象，雨滴 成竖直下落状态，请你确定，这时刮的是______风，风速是_____米/秒。 5．后轮驱动的汽车在平直路面上向前加速行驶时，地面对后轮的摩擦力方向是_______，对 前轮的摩擦力方向是________。 6．音乐厅正举行音乐会，男中音在放声高歌，女高音轻声伴唱，又有多种乐器伴奏，这时男 中音的________比女高音的大，而女高音的________比男中音的高。音乐会的声音我们 听起来有丰富的立体感，这主要是由于人的听觉具有________效应。 三、简答下列各题（共 14 分） 1、2． 4 （ 分）节日里氢气球飘向高空，越来越小，逐渐看不见了。设想，气球最后可能会怎样。根 据你所学的物理知识作出预言，并说明理由。第 6 页 共 48 页3. 分） （6 要学好物理就要多动手实验。 请你列举出用大塑料可乐瓶制成的三种物理实验器具， 并简述制作过程及用它所演示的物理现象。四、（10 分）小英设计了一个实验，验证水的内部压强和水深的关系，所用的装置如图所示， 增加细管内的砂粒可以改变细管沉入水中的深度。 1. 指出所需要的测量工具，并用字母表示需要测量的物理量。 2. 逐条写出实验步骤。 3. 根据测量的量导出在不同深度处计算压强的公式。 4. 说明怎样通过实验结果判断水的内部压强是否与水深成正比。五、（10分）公路路边每隔1千米有一个里程碑，标明公路起点到此碑的距离，单位是千米。 设计一种方法，利用里程碑和手表测量自行车以中等速度匀速行驶时的速度，并给出计 算公式，计算结果以千米／小时为单位。为了减少测量中的误差，请你至少提出两点注 意事项。六、（6分）在趣味物理表演会上，小明展示了如图所示的蓄水和放水装置。如果原来水 箱是空的，注水时水箱中的水位高于哪点时排水口才有水流 出？如果原来水箱是满的，放水时水箱中的水位降到哪点时排 水口才停止出水？如果进水口不停地向箱中注水，但进水流量 较小，使得当出水口有水流出时，进水流量小于出水流量，这 种情况下排水口的水流有什么特点？第 7 页 共 48 页七、（10 分）测得一个 24 厘米高压锅的限压阀的质量为 0.1 千克，排气孔的内径为 3 毫米。 如果用它煮水消毒，根据下面水的沸点与压强关系的表格，这个高压锅内的最高温度大 约是多少？T/℃ p/Kpa90 70 95 84 100 101 105 121 110 143 112 154 114 163 116 175 118 187 120 199 122 211 124 226 126 239 128 258 130 270八．(10分)图10为一种设计中的牲畜饮水用自动装置。底盖A平时顶住水箱的出水口，一旦饮水 槽水位下降，浮子受到的浮力减小，水就从小箱流入饮水槽。设计中水箱水位最高为60 厘米，水箱出水口直径是6厘米，底盖A及竖杆B的总质量是420克，浮子D的质量是580克， 3 体积是2分米 ，横杆C的质量可以忽略。通过计算说明，这个自动装置在水箱蓄满水时不 能正常工作。物理应用知识竞赛试题二(力学部分)之答案 一．1、B 2、A 3、B 4、B 5、D 6、C 7、D 8、A 9、C 10、A 11、C 二．1、0.76 2、A，500 3、丙，乙，甲，丁 4、西，5 5、水平向前，水平向后 6、响度（或音量，声音） ，音调（或频率） ，双耳 三． 2、 有 两 种 可 能。一是因为高空中的气体逐渐稀薄，压强降低，气球上升过程中，球内压强大于球外压强，气球 不断膨胀，最后“爆炸”破裂。 另一是因高空的空气较稀薄，气球上升过程中所受浮力逐渐减小，当浮力等于重力时，气球上升的 速度最大．然后，浮力小于重力，气球开始向上做减速运动．在气球的速度为零之后，又加速下落，浮 力逐渐变大，当气球通过浮力等于重力的位置后，浮力大于重力，气球开始作向下的减速运动．在气球 的速度减为零之后，又开始加速上升．如此反复，气球将在浮力等于重力这一特殊位置附近上、下往复 运动． 第 8 页 共 48 页3．①制作量杯 用实验室已有的量筒定量地向瓶中倒入水，并刻上刻度 ②作液体侧压强实验器 在瓶的测壁不同的高度处扎等大的小孔，倒入水后，从水流的情况可以直 观地反映液体内部的压强随深度的增大而增大． ③演示喷雾器 用细塑料管插入加盖的盛水可乐瓶，用手使劲捏可乐瓶，水会成雾状从细塑料管中 喷出． 四．1．需要用的测量工具是直尺；需测量细管的直径 D 和细管沉入水中的深度 H1，H2． 2．实验步骤：①测出细管的直径 D；②在细管中加入少量砂粒，将细管放入盛有水的容器中，平衡后 用直尺测出细管沉入水中的深度 H1；③增加细管中的砂粒，再将细管放入盛有水的容器中，平衡后用直尺测 出细管沉入水中的深度 H2． 3．导出计算压强的公式。平衡时，细管（含砂粒）所受重力 G 管与所受浮力 F 浮相等，即 G 管＝F 浮， 又 G 管＝p1S＝D p1? ( ) 2 2所以F 浮＝ V1 ?水g??(D 2 ) H1 ? g 2故得p1= H 1 ? 水 g4．同样可证p2= H 2 ? 水 gp2 H 2 ? p1 H 1说明水的内部压强与水深是成正比的．五．答：在自行车行驶过程中，选定一段比较平整的公路，先记下经过某一里程碑的时刻t1和里程碑的 标数L1， 匀速行驶几千米之后， 记下经过另一里程碑的时刻t2和里程碑的标数L2 1和t2均以秒计） （t ， 则自行车行驶的速度为：v=)/(t2-t1) 为了减少误差，要做到：(1)车行速度稳定后才能记录t1和L1。 (2)使用有秒针的指针式手表或可以读秒的数字式手表。 (3)行驶距离应为几千米，不能太短或太长。 六．参考解答：注水时水位高于D点才有水流出，水位降到C点才停止出水。排水口会间歇式地放水。 分标准：本题共5分。第一问2分，第二问2分，第三问1分。 七、参考解答： (1) (2) (3) 把(1)、(2)代入(3)式 (4) 代入数值 p = 2.4×105 帕 (5) 从表中查出，锅内温度约为 126 ℃。 评分标准：本题 6 分，(1)、(2)、(3)、(4)、(5)式各 1 分，答出锅内温度再给 1 分，（温度为 126 ℃～ 127 ℃的都给分）。 八．参考解答：如图 13 所示，作用于底盖、竖杆和浮子的力有：向上的浮力： F浮=ρ Vg=103×2×10－3×9.8=19.6（牛） 向下的总重力： G总=(0.42+0.58)×9.8=9.8（牛） 水箱的水向下的压力：F压=ρ ghS=103×9.8×0.6×3.14×0.032=16.6（牛） ∵向下的力的总和F向下=G总+F压=26.4牛＞F浮 作。 ∴底盖A将下移，装置无法正常工 评应用物理知识竞赛试题三(电学部分)一、单选题（共 33 分，每小题 3 分） 题号 1 2 3 4 5 答案67891011第 9 页 共 48 页1．有二只灯泡，分别标有“220V15W”和“220V100W”的字样。如将它们串联接在电压为 380 伏的动力电源上，则 A．15W 的灯泡烧坏，100W 的灯泡完好 B．100W 的灯泡烧坏，15W 的灯泡完好 C．二只灯泡均被烧坏 D．二只灯泡均完好 2．在电学实验中遇到断路时，常常用伏特表来检测。某同学连接如图所示的电路，电键闭合 后，电灯不亮，安培表无指示。这时用伏特表测得 a、b 两点间和 b、c 两点间的电压均为 零，而 a、d 间和 b、d 间的电压均不为零，这说明 A．电源接线柱接触不良 B．电键的触片或接线柱接触不良 C．安培表接线柱接触不良 D．灯泡灯丝断了或灯座接触不良 3．李军在检修一只 1000 瓦的电炉时，发现电炉丝断了一小截，他 用 一段较细一些但由同种材料制成的电炉丝将残缺部分补接至原 长，这样再接入原电路中使用时，其实际发热功率将 A．大于 1000 瓦 B．等于 1000 瓦 C．小于 1000 瓦 D．无法判断 4．小明做实验时把甲乙两只灯泡串联后通过开关接在电源上。闭合开关后，甲灯发光，乙灯 不发光，乙灯不发光的原因是 A．它的电阻大小 C．流过乙灯的电流比甲灯小 B．它的电阻太大 D．乙灯灯丝断了 5．图 2 中四个灯泡的连接方式是 A．四灯串联 B．四灯并联 C．L2、L3、L4 并联，再与 L1 串联 D．L1、L2、L3 并联，再 与 L4 串联 6．标有“220V，40W”和“220V，60W”的两只灯泡 L1、L2、串联在电路中时，两灯泡均发光， 实际消耗的功率分别为 W1 和 W2，则： A．W1＞W2 B．W1＝W2 C．W1&W2 D．无法确定 7．某电度表盘上标有“3000R/kWh”，单独开动某一用电器时，电度表的转盘在 100 秒内转 5 转，由此可知，该用电器的功率为： A．40 瓦 B．60 瓦 C．20 瓦 D．100 瓦 8．如图所示，甲灯为“6V，6W”，乙灯为“6V，4W”， 用一个输出电压恒为 12 伏的电源对两灯供电， 要使这 两个灯能同时正常发光，则应选择电路： 9．某人设计了下图所示电路，电路中变阻器的总阻值与 电阻 R 的阻值相同，电源电压恒定，当他将滑片 P 从 a 端滑到 b 端的过程中，所看到的现象是 A．安培表的示数逐渐变大 B．安培表的示数逐渐变小 C．安培表的示数先增大，然后减小到原值 D．安培表的示数先减小，然后增大到原值 10．物理小组的同学们练习安装照明电路，接通电源之前，老师将火线上的保险丝取下，把 一个额定电压为 220 伏的灯泡作为检验灯泡连接在原来安装保险丝的位置，同时要求同学 将电路中所有开关都断开。用这种方法可以检查电路中是否有短路，在接通电源后，下列 说法中正确的是： A．若检验灯泡正常发光，表明电路连接无误。 B．若检验灯泡不亮，但将某一个用电器的开关闭合后检验灯泡正常发光，表明这个开关 的两端直接连到了火线和零线上。 C．检验灯泡不亮，但将某一个电灯的开关闭合后，这个电灯和检验灯泡都能发光，只是 亮度都不够，这表明电路中出现了短路现象。 D．不论将电路中电灯的开关断开还是闭合，检验灯泡均不发光，表明电路中有短路。 二、填空（共 27 分，每空 1 分）第 10 页 共 48 页1．标有“16Ω 25W”字样的扬声器，正常工作时，供电电压应为______，通过它的电流应为 ______。 2． 雷电是云层与大地之间或云层与云层之间的放电现象， 放电的两者所带的是______种电荷， 云层所带电荷是因______而获得的。 3．目前，人类正在研究如何和平地利用核能，释放核能有______和_______两种不同的核反 应方式。现在，已建成运转的核电站就是利用________产生的能量来发 电的。 4．物理小组制作了一个自动控制器，其中有一个调压电路如图 4 所示，滑 动变阻器 R 的最大阻值是 100 欧，负载电阻 R＇的阻值为 100 欧，A、B 间电压为 10 伏， 保持不变。 使用过程中发现这个电路的调压范围和原设 计不符，检查结果是图中 F 处导线折断，滑动头 P 由上向下移动时，如 果电路完好，CD 两端的电压范围应是______伏至______伏；如果 F 点导 线折断，CD 两端的电压范围是______伏至______伏。 5．图 2 为一个三孔插座，其中有一个插孔的导线是与室外大地相连 的，请把这个插孔产中代表大地的记号 E 用线连起来。如果这个 插孔的导线断了，使用这个插座还能使洗衣机转动，但是存在的 问题是________________________________________。 6．如图所示，三个电灯泡上均标有“6V，6W”的字 样，在此电路中的灯泡均正常工作，此电路电源的 输出电压应为_______伏，电流表的数为_______安。 7．两只灯泡 L1 和 L2 的额定电压相同，额定功率之比 P1∶P2=2∶1，并联后接在电路中总电流为 3 安培， 6 题图 则通过 L1 的电流为_______安；若将两只灯泡 L1 和 L2 串联后，仍接在原来的电路中，则通过 L1 的电流 为_______安。 8． 如图 5 所示电路， 由估算可知， 通过毫安表的电流约为______毫安， 通过安培表的电流约为______安培。 9．有一辆娱乐电瓶车，工作电压为 24 伏，工作电流为 10 安，效率 为 80％，车及人总重为 2000 牛，行驶时阻力为车总重的 0.1 倍。 该车匀速行驶 120 米需______秒。 10．如图4所示电路中Rl=R2=R3=R4=3欧，R=l欧，电源电压为 12伏， 则电路总电阻为________，电压表示数为__________，电流表示数 为__________。 11．“220V15W”的白炽灯，其灯丝长为5厘米，断了后再塔接上，其长度缩短了1厘米， 若不考虑搭接处灯丝粗细的变化及温度对电阻的影响， 则将它接在220伏的电路上使用时， 消耗的功率是原来的________倍。 12．为检验一只电压表是否准确，采用如图五所示的电路，已知定值电阻R1=5欧，电流表 是准确的，移动滑动变阻器的滑片P，电流表的示数分别是0.24安和0.5安时，电压表示 数分别为1.3伏和2.6伏，那么这只电压表_______。（填准确、比实际值偏大或偏小） 13．把标有“PZ220―25”和“PZ220―40”的两只灯泡串联起来接在 220V的电路中， 较亮的灯是______； 若将它们并联起来， 接在110V 的电路中，较亮的灯是______。 14．开关电灯时收音机里会出现“喀啦”声，这是因为＿＿＿＿＿＿＿ ＿＿＿＿＿＿＿ ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。第 11 页 共 48 页三、 分）用一节干电池、一个开关和一个小灯泡自制小台灯。接上电源时，开关虽未闭合， （4 灯泡却已发光；若闭合开关，灯泡反而灭了；几秒后再次断开开关，小灯泡又亮了，但亮 度减少了许多。请画出这个错误的电路图。四、（8 分）小明家有一只用来烧开水的电热水壶，铭牌上标着“220V，1000W”字样。请你 帮她设计一种方法，用来测量这只水壶烧水时的效率。写出所用器材、测量步骤，导出 计算公式。五、（8 分）将一个标有“220V400W”字样的“热得快”插入体积为 0.5 升、初温为 20℃的 水中，此时由于是用电高峰，实际电压为 210 伏，在标准大气压下经过 9 分 10 秒将水加 热至沸腾，求“热得快”烧水时的热效率（不计电阻值随温度的变化）。六、 （7 分）某家的电度表表盘如图所示。室内安装了 60 瓦的电灯 4 盏，90 瓦的电视机一台， 105 瓦的音响一台，另有一台电冰箱，铭牌上的功率值看不清。为了测出这台电冰箱的功 率，先停止使用其它电器，然后将电冰箱接在电压为 220 伏的电源上，开机工作 4 分钟， 电度表的转盘转过 13 圈， 请求出这台电冰箱的功率值。 如果这个家庭平均每天使用电灯、 音响、电视机各 2 小时，而冰箱有 1／4 的时间处于开机工作状态，则一个月（30 天）耗 电多少度？将月底的表盘数填入图中。七、（7 分）一般地说，用电器的工作电压并不等于额定电压。家庭里通常不备电压表，但借 助电能表可以测出用电器的实际工作电压。现在电路中只接入一个电热水壶，壶的铭牌 和电能表的铭牌如图 7 和图 8 所示。测得电能表的转盘转过 125 转的时间为 121 秒。求 此时加在电热壶上的实际电压。第 12 页 共 48 页八．（7分）电源电压为220伏，若使标有“220V 800W”的用电器能在110V至220V的电压 下工作（用电器的电阻值恒定），求：(1)要使用电器达到使用要求，电路中应连接一个 什么样的电器？怎样连接？(2)这个电器消耗的最大功率是多少？物理应用知识竞赛试题三(电学部分)之答案 一．1、A 2、D 3、C 4、A 5、D 6、A 7、B 8、D 9、B 10、B 二．1、20V，1.25A 2、异，摩擦 3、裂变，聚变，裂变 4、10,0，10,5 5、连线略。这个插孔具 有安全保障作用。如果它与大地的连线断了，一旦电器的外壳与电源火线之间的绝缘损坏，容易造成 触电事故。6、6,3 7、2,2/3 8、20，0.12 9、125 10、5 欧 9. 6 伏 1. 6 安 11、1.25 12、 准确 13、PZ220―25，PZ220―40 14、开关电灯时，电流发生迅速变化，产生电磁波，收音机接收 到了这一电磁波并将其转变成声音，这就是“喀啦”声。 三．参考解答：见图1。评分标准：全题4分，小灯能亮给2分，开关能使电池短路给2分。 四．解：1．器材：温度计（量程为0℃～100℃），量杯，计时器（钟表）， 交流电压表（量程为250V）。 2．步骤：(1)用量杯向壶中注水，量杯容器乘注水次数得水的体积V； (2)用温度计测出水的初温t0；(3)接通电源并开始计时； (4)测得浇水时电源的实际电压u＇； (5)水刚沸腾时，计时结束，测得加热的时间t，然后测得水沸腾的温度t。 3．计算公式：（式中c为水的比热，ρ 为水的密度，U为电热壶的额定电压）。 五． 水吸收的热量 Q2=cm△t=1.0×500×4.2×10 ×(100-20)焦= =168000（焦） (3)3评分标准：全题8分。(1)式、(2)式各2分。(3)式3分。(4)式1分。 六、参考解答：电冰箱消耗电能 W=13转÷（1950转／千瓦时）=13÷［×3600)］=24000(焦)(1)其它用电器总功率P其=n灯P灯+P视+P响=4×60+90+105=435（瓦） =0.435（千瓦） (3) 一月消耗的电能 W总=P其t其+P冰t冰评分标准：全题7分。(1)式、(2)式各2分。(3)式、(4)式各1分。读数1分。 七．参考解答：电热水器的电阻R=32.2欧121秒所做的电功W=1.5×105焦实际功率 第 13 页 共 48 页P＇=1240瓦U＇=200伏(7)评分标准全题7分。(1)～(7)式每式1分。八．解：因 P＝U2/R ∴应串一个阻值为60.5欧，允许通过最大电流为3.64安的滑动变阻器物理知识竞赛试题四(电学部分)一、单选题 (每小题3分，共15分） 题号 1 2 3 4 5 1．图示为小刚所连的两盏白炽灯和两 答案 个插座的电路图，通电后发现不能正 常工作。下面几个措施中可能引起危险的是： A．拆掉灯丙，两条导线连在一起B．拆掉插座甲，两条导线连一起 C．拆掉开关S3，两条导线连在一起D．拆掉开关S2，两条导线连在一起 2． 小红家的电表允许通过的最大电流是10安，她家有4个标有“220V、60W” 的灯泡，1个标有“220V、1000W”的热水器，1台制冷时耗电为140瓦的 电冰箱和1台耗电为80瓦的电视机，则： A. 所有用电器可以同时使用 B. 除热水器外其他用电器可以同时使用 C. 关闭电视机后其他用电器可以同时使用 D. 电冰箱制冷时，其他用电器不能同时使用 3．家用电熨斗为适应不同衣料的熨烫，设计了调整温度的多挡开关。使用时转动旋钮即可使 熨斗加热到所需的温度。图1是电路图。旋转多挡开关可以改变1、2、3、4之间的连接情况。 现将开关置于温度最高挡，这时， 1、2、3、4之间的连接是图2中的哪一幅？ 4． 小强在北京将一根质量分布均匀的条形磁铁用 一条线悬挂起来， 使它平衡并呈水平状态， 悬 线系住磁体的位置应在： A． 磁体的重心处 B、磁体的某一磁极处 C．磁体重心的北侧 D．磁体重心的南侧 5．一台“220V，60W”的电扇，一只“220V，60W”的白炽灯，一只“220V，60W”的电热 器，将它们同时接在220V的电压下，在相同的时间内，它们产生的热量 A．电扇最多 B．白炽灯最多 C．电热器最多 D．都一样多 二．填空（共 16 分，每空 2 分） 1．一只“220V，100W”的白炽灯在室温时的电阻约为40Ω ，开灯瞬间的电功率为 ______，正常工作时的电阻是______。 2、修理家用电器时需要一只4.75kΩ 的电阻，但手头只有10kΩ 、8kΩ 、500Ω 和300Ω 的电阻 若干，要用最少个数的电阻得到最接近所需要的电阻值，连接方法是_________ ______________，得到的电阻阻值为______。第 14 页 共 48 页3、有一个功率为100KW的电力用户，所需电压为400V。如果不用变压器而直接供电，输电线路 电阻损耗的功率为62.5KW。要使损失减为100W，输电电压应提高到_________V。 4、 我们周围有很多利用电能发光的灯。有的利用灯丝的高温而发光，如________灯；有时灯 有灯丝，但是不靠灯丝发光，如_______灯；有的灯根本没有灯丝，通电后也能发光，如 ________灯。 三、（9 分）由电源引到某工地的一只“220V、100W”的灯泡亮度较暗，测得该灯泡的实际功 率只有 81 瓦，而电源的电压确为 220 伏。输电导线上消耗的功率约有多大？你在计算中 用到了什么近似？四、（15分）可充电电池的额定电压约为1.3伏特。当电流从正极流入、从负极流出时即可充 电。充电电流在20毫安―40毫安范围内比较适合。现有一个额定输出电压为36伏特，额定 输出电流为0.5安培的电源，还有电阻值为100欧姆、510欧姆、1000欧姆、2200欧姆和6800 欧姆的几个电阻器供选用。请选择适当的电阻，构成简单的充电电路，可以分别给一节或 两节电池充电，不必更换所用电阻器。 1．画出电路图（画出两节充电电池）2．如果通往充电电池的两条导线短路，电阻器消耗的电功率是多少？五、 分）水在热电厂的锅炉中变为水蒸汽，通过涡轮机带动 （9 发电机发电，用过的水蒸汽在液化器中凝结成水，再到锅 炉，循环使用。液化器中的冷却水则流到冷却塔中降温， 如图。水的比热为 4.2× 3J/（Kg?℃） 10 ，求： 1．夏天，来自冷却塔的水温为 16℃，而回到冷却塔的 水温为 30℃。若冷却塔和液化器间水的流量为 15m3/s， 试求水蒸汽的能量转化为电能的效率。 2．如果发电机的发电功率是 56 万千瓦，发电机把机械能 转化为电能的效率为 80%， 不计水蒸汽通过涡轮机过程 中由于热传递造成的能量损失及涡轮机的摩擦， 试求水 蒸汽的能量转化为电能的效率。第 15 页 共 48 页六．(9 分)山区某工地施工时，照明电路需用导线从离工地 250 米处的电源引来，工地上要用 一只 “220V 100W” 和一只 “220V 200W” 的灯泡来照明， 所用导线的电阻为每米 0.018 欧，如果电源两端的电压为 220 伏，且保持不变，试求照明时导线上所消耗的功率和每 只灯泡实际所消耗的功率。 （计算时不考虑灯丝电阻的变化，数值只取整数，小数可四舍 五入）七、（12 分）上题水箱中的水在冬天往往温度不够高，同学们在水箱中加装了一个“220 V， 2000 W”的电热管，并利用一个“6 V， 1W”的小灯泡和一段 10Ω /m 的电阻丝，为电热 管安装了一个指示灯。 （1）画出电热管及指示灯的电原理图。 （2）在同学们的方 案中，小灯泡两端的电压是按 5V 设计的。对于指示灯来说，这样设计有什么好处？（3） 按上述设计，电阻丝需截用多长的一段？（4）安装指示灯后，电热管的实际功率是额定 功率的百分之几？ 计算中可以认为电热管。小灯泡及电阻丝的电阻不随温度发生明显变 化八、（8分）在一次实验中需要测量小灯泡两端的电压和流过它的电流。聪明而粗心的小刚连 接了如图所示的电路。 同组的小林发现有错， 主张拆了以后重新连接， 可是时间来不及了， 小刚眼珠一转，在图示电路中只增加了一根导线，电路就正常工作了。问：（1）如果闭 合图示电路中的开关， 电压表的读数约为多少？电流表的读数约为 多少？小灯泡发光情 况如何？ （2）在图中画出小刚连接的那条导线。第 16 页 共 48 页九、（13分）淋浴用水的流量约为10升/分，合适的水温约为50℃，用水时间约为4分钟。 电热淋浴器有两种设计，一种是淋浴时电流直接对于流动的水加热，另一种则备有水箱， 待箱中的水加热至合适的温度后再淋浴。加热前的水温以20℃计。 ①请根据上面提供的数据论证，第一种设计不适合大多数家庭的供电电路。 ②如果水箱中的水恰好够一个人淋浴用，供电电路允许的电流最大为10安，电加热的效 率为80％，这种条件下把水箱中的水加热最少需多长时间？物理应用知识竞赛试题四(电学部分)之答案 一．1、A 2、A 3、A 4、C 5、C 二．1、1210W ，484Ω 2、10kΩ 、8kΩ 并联，4.4kΩ 3、10000 4、白炽 ，日光，霓虹 三、参考解答：正常工作时的电流代入数值后解出安 (1) I = 0.41 安 (3)与此(2) 类似可以求得U == 198 伏 (4) 输电线上的电流 输电线上的功损失输电线上的电压降 安= 22 伏 (5) (6)瓦 (7) 以上过程中(2)式的得出认为电灯灯丝的电阻不随温度改变，这是一种近似。 评分标准：本题 8 分，(1)－(7)式各 1 分，指出近似给 1 分。 四、解：1．因为直流电源的输出额定电压为36V，远大于两节被充电池的电压，所以需串联一个阻值适 宜的电阻才能充电。其电路图如下： 两节电池串联时的电压是2.6V，不论充电电池是一节还是两节，其 压都远小于电源电压，可以忽略，因此充电流I为： 把U=36V和R=200欧姆、510欧姆??分别代入上式，得：I=360×10-3A、70×10-3A、36×10-3A、 16×10-3A?? 符合充电电流20mA～40mA范围内的电阻是1000欧姆，所以应选用1000欧姆的电阻与其串联。 2．如果通往充电电池的两条导线短路，则电阻器消耗的电功率为： 答：充电电池短路时，电阻器消耗的电功率是1.3瓦特。 五、1．水蒸汽冷却时所放的热量为冷却水所吸收，所以冷却所丢失的功率（即散热功率）为 P 散＝Q 吸/t＝ c 电m ?t t8＝4.2×103 焦/（千克?℃）×15×103 千克/秒（30－16）℃＝8.82×10 瓦 2．水蒸汽的能量转化为电能的效率 6 6 η ＝P 用/P 总＝P 电/（P 机+P 散）×100% P 机＝560×10 W/0.8＝700×10 W第 17 页 共 48 页所以??560? 106 W ? 100% ? 35.4% 700? 106 W ? 882? 106 W六、电路如图所示． R 线为导线的电阻， L1 为“220 V 100 W”灯泡，L2 为“220V 200 W”灯泡． R线 L1 R 线＝（0.018 欧/米）×2×250 米＝9 欧 L1 和 L2 的电阻分别为 L2L1 和 L2 的总电阻U2 U2 ? 484欧， R2 ? ? 242 欧 P1 P2 1 1 ? RL=1 欧/（ ）＝161 欧 484 242 R1 ?所以，导线上消耗的功率为 P 线＝I 总 2?R 线≈15 瓦 两灯泡实际消耗的总功率为 PL＝I 总 2?RL≈270 瓦 L1 消耗的功率 P1＝PL 390 瓦L2 消耗的功率 P2＝2P1＝180 瓦七、七． （1）电路图 2分 （2）指示灯两端的电压按 5V 设计有利于延长灯的寿命 1分 （3）由 P＝U2/R 得电热管的电阻 R＝U2/P＝（）Ω ＝24.2Ω 电热管两端的实际电压 U1＝220V－5V＝215V 通过电热管的实际电流是 I1＝U1/R＝215V/24.2Ω ＝8.884A 小灯泡的电阻 R 灯＝U 灯 2/P 灯＝(6V)2/(1W)=36Ω 实际通过小灯泡的电流应为 I 灯＝(5V)/(36Ω )=0.139A 通过电阻丝的电流为 I 丝＝8.884A－0.139A＝8.745A 电阻丝的电阻 R 丝=(5V)/(8.745A)=0.572Ω 电阻丝的长度 L=0.572Ω /(10Ω /m)=0.057m 实际功率与额定功率之比 P1/P=(U1/U)2=96% 每式 1 分 八、参考解答：(1)电压表的读数约为6伏，电流表的读数约为0，小灯泡不发光。(2)答案如图。 评分标准：本题共8分。电压表和电流表的读数各2分，小灯泡的 发光情况1分。所连导线3分，但导线没有连在接线柱上，而连在 其他导线中间的，只给1分。 九、参考解答：流量：f=10升／分=1.67×10-4米3／秒 温差△T=30℃ 用水时间t=4分=240秒 水的比热容 3焦／ c=4.2×10 （千克／℃） 水的密度ρ =1.0×103千克／米3 ①一定时间△t内电流的焦耳热： 这段时间内水温上升△T所需的热量： T (2) 假设 Q1=IU△t (1) Q2=(f△t)c△ 焦耳热全部用来使水升温，则有 (3)Q1=Q2解出 代入数值，得I=96安 (5) 如果考虑到热量散失，实际电流会比这个数值更大，目前家庭电路所能承载的最大电流很少有超 过10安培的，所以这种设计不适合家庭淋浴。 ②水箱的水量 m=ρ t=40千克 (6) 使水箱中的水温升至50℃所需的热量： Q2=mc△T (7) 电流在时间△t内提供的焦耳热： η Q1=Q2 (9) 代入数值， 得 解出 △t=2.86×103秒=48 (11) Q1=IU△T (8)第 18 页 共 48 页物理应用知识竞赛试题五(光热部分)一．单一选择题：(每题 3 分，共 36 分) 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 1．关于电冰箱，以下说法中正确的是： A．电冰箱内温度比较低，这是液体蒸发吸热造成的 B．电冰箱散热器摸起来烫手，这主要是电流的热效应造成的 C．夏天，打开冰箱门看到的“白烟”是冰箱内蔬菜、水果等蒸发产生的水蒸气 D．家用电冰箱的耗电功率通常超过1000瓦。 2．两支内径不同、下面玻璃泡内水银量相等的合格的温度计，同时插入一杯热水中，过 一会儿则会看到： A．两支温度计水银柱上升的高度相同，示数相同 B．内径细的温度计水银柱升得较高，示数较大 C．内径粗的温度计水银柱升得较高，示数较大 D．内径粗的温度计水银柱升得较低，两支温度计示数相同 3．如图所示，水平桌面上斜放着一个平面镜，桌面上有一个小球向 镜面滚去。要使平面镜中小球的像沿竖直方向下落，则镜面与桌面间的夹角α 应为： A．30° B．45° C．60° D．90° 4．炎热的夏天，当你走在晒得发烫的柏油路上时，刚巧来了一辆洒水车，洒湿了路面。这时 你会感到更加闷热，产生这种感觉的主要原因是： A．洒水车中的水经过曝晒，内能增加，温度很高 B．洒水后空气的湿度增加，身上的汗较难蒸发 C．地面上的水反射了阳光，使身体得到更多的热量 D．水蒸发时把地面的热带到了人的身上 5．小明拿着一个直径比较大的放大镜伸直手臂观看远处的物体，可以看到物体的像，下面说 法中正确的是： A．射入眼中的光一定是由像发出的 B．像一定是虚像 C．像一定是倒立的 D．像一定是放大的 6. 将筷子竖直插入装水的玻璃杯内，从俯视图中的 P 点沿水平 方向看到的应该是下面哪个图中的情形？ 7．秋高气爽的夜里，当我仰望天空时会觉得星光闪烁不定，这 主要是因为： A、星星在运动 B、地球在绕太阳公转 C、地球在自转 D、大气密度分布不稳定，星光经过大气层后，折射光的方向随大气密度的变化而变化 8．生物显微镜的镜筒下面有一个小镜子，用来增加进入镜筒的光强。如果小镜子的镜面可以 选择，在生物课上使用时，效果最好的是： A、凹型镜面 B、凸型镜面 C、平面镜面 D、乳白平面 9． 如图 1，纸筒 A 的一端蒙了一层半透明纸，纸筒 B 的一端嵌了一个凸透镜，两纸筒套在一 起组成了一个模型照相机。为了在 A 端得到清晰的像， 要调整 A、B 间的距离，这时 A．眼睛应对着 B 端向筒内观察，看看像是否清楚 B．如果看近处的景物时像很清楚，再看远处的景物第 19 页 共 48 页时就应该把 B 向外拉，增加 A、B 间的距离 C．应把 A 端朝着明亮的室外，B 筒朝着较暗的室内， 否则看不清楚 D．应把 B 端朝着明亮的室外，A 筒朝着较暗的室内， 否则看不清楚 10．我国北方冬天，河流会结上厚厚的一层冰，冰的温度有时低达－40℃，假如在－40℃的 冰下有流动的河水，那么水与冰交界处的温度是： A．4℃ B．0℃ C．－40℃ D．略高于－40℃ 11．冻豆腐里面有小孔的成因是： A．豆腐自身冻缩而成 B．豆腐自身膨胀而成 C．外界的冰雪扎进豆腐里而成 D．豆腐里面的水受冻先结冰，再熔化成水后而成 12．用一重锤从相同的高度落下敲击质量和温度分别相同的钢块和铅块，重锤打在钢块上时， 重锤会跳起，打在铅块上时，重锤没有弹起，这时： A．钢块的温度比铅块高 B．铅块的温度比钢块高 C．钢块与铅块的温度一样高 D．无法判断谁的温度高 二、填空（每空3分，共24分） 1．小明的爷爷和爸爸都是老花眼，爷爷的老花眼更重一些，小明的妈妈则是近视眼。他 们的三付眼镜都放在报纸上，如图。现在爸爸要看书，让小明把眼镜递给他，小明应 该拿图________中的那一付。 2．有一种能反映空气中水蒸气含量的装置叫做干 湿泡湿度计。它是由两个相同的温度计并列制 成的，其中一个温度计被湿布包起来了。两个 温度计的读数不一样，湿泡温度计的读数较 ________，这是由于湿布中的水在__________时要吸热。在一定的温度下，两个温度计读 数的差别越小，表示空气的湿度越__________。 4．有一个写着F字样的胶片放在教学用投影仪上。此时屏幕上刚好形成一个清晰的像。请 在屏幕上画出F的像。如果要得到更大的清晰的像，应使投影仪 _________ “远离” “靠近” 屏幕， （填 或 ） 并把透镜向__________ （填“上”或“下”）移动。 5．夏天，在天平左盘中放一敞口玻璃杯，杯中有一冰块，右盘中放 有一定质量的砝码，这时天平是平衡的，过了几分钟后，天平失 去了平衡，天平向______倾斜了，原因是_______________。 三、（6分）油炸食品时，油锅中滴入水滴会发生爆裂声，并把热油 第 4 题图 溅起；沸水中滴入油滴却没有类似的现象，解释产生这两种不 同现象的原因。四、（8分）我国北方为了室内采暖，用管道将热水从锅炉输往室内。在管道上方天花板上常 可看到被“熏”黑的痕迹。 1．根据你学过的物理知识，解释形成这种黑迹的原因。 2．提出一种观察或实验的方法，用以判断上述解释的正确性。第 20 页 共 48 页五、（8分）有一堆从河中捞出的温砂子，测得其比热容为1.2×10 焦/（千克．℃） 3 已知干砂子的比热容为0.9×10 焦/（千克．℃），则按质量说，这堆砂子含水的百 分比是多少？3六、（9 分）小红在两个同样的烧瓶中灌满水，加热到相同的温度后分别用厚度相同的 1、2 两种保温材料包好，定时测量烧瓶中水的温度。实验过程中室温保持不变。他想用这种 方法比较两种材料的保温性能。表中给出了在时刻 t（单位是分）测得的两个烧瓶中的 水温 T1、T2 的几组数据。根据这些数据在下面的方格纸中作出表示水温与时间关系的图 象并回答以下问题：1. 哪种材料的保温性能较好？2. 当时的室温大约是多少？ 3. 在这些水温数据中，哪一个最可能是由于测量或记录的疏忽而产生的错误？t/分 T1/℃ T2/℃0 80 80 5 72 65 10 64 56 15 59 48 20 55 43 25 51 38 35 50 32 45 41 28 55 37 26 65 34 24 80 30 22 95 26 22 110 24 21 125 22 21 140 21 20 155 20 20七、（15分）下表列出的是北京煤气用具厂生产的JS系列家用燃气热水器的参数，其中各物 理量的单位用的是国际通用的符号，说明如下：Pa一帕斯卡mmH2O―毫米水柱 J 3 3 ―焦耳h―小时 M ―立方米l―升，即分米 kgf―千克力，即质量为1千克的物体 所受的重力 min―分（时间单位） 6 2 单位前面的字母M表示系数10 ，字母H表示系数10 3 1．分别计算燃烧1米 液化石油气、人工煤气和天然气所产生的热量（单位：焦耳）。 2．王秋生同学说，热水产率一栏中，5、3、2后面的符号印得不清楚，好像是数字“l”， 但在“／min”的前面又丢掉了什么，请你通过计算判断这个栏目中三个参数的正确 数值和单位。第 21 页 共 48 页3．“热效率”一栏给的是参考值；“热水产率”一栏给的是厂家对样品的实测值。分别计 算温升25℃和55℃时的热效率，并解释这两种情况下热效率不同的原因。物理应用知识竞赛试题五(光热部分)之答案 一．1、A 2、D 3、B 4、D 5、C 6、D 7、D 8、A 9、D 10、B 11、D 12、B 二．1、乙 2、低，蒸发，高 3、F的像如图。远离，下。4、左，空气中的水蒸气遇冷降温液化成水使 左盘质量增加 三、 答： 因为热油的温度高于水的沸点100℃， 当水滴在油中， 水的密度比油的密度大， 沉 入油中并迅速沸腾，所以会把热油溅起来，并发生爆裂声。而油滴入沸水中时，油 的密度比水小，因而漂浮在水面上，不会发生激烈的汽化现象，所以没有类似的现象。 四、答：1．热水管道附近空气温度较高，密度较小，上升，对流加快，空气中的微尘附着在天花板上， 形成黑迹。 2．居住单元通往楼道的门比较严实，但门和墙之间仍有小缝，外面的风经常吹进来，这种门 缝附近的墙壁上，也有类似黑迹。这种现象支持了上述的解释。 五、参考解答：解答中各字母所代表的意义如下： m1―干砂子的质量，m2―水的质量，m―砂子和水的混合物的质量； c1―干砂子的比热容，c2―水的比热容，c―砂子和水的混合物的比热容；Q1―干砂子吸收的热量， 第 22 页 共 48 页Q2―水吸收的热量，Q―砂子和水的混合物吸收的热量； △t―温度差。 砂子和水的混合物、砂子、水各自吸收的热量可以表示为： Q=c(m1+m2)△t (1) Q1=c1m1△t (2) Q2=c2m2△t (3) 由这三个式子可以解出代入数值后，得 评分标准：共8分。(1)式2分，(2)、(3)两式共3分（写对一个给1分），(4)式2分，(5)式1分。 六、参考解答：图象如图。第一种材料的保温性能较好。当时的室温约为 20 ℃。所给数据中 t =35 分时的 T1 = 50 ℃最可能是测量或记录时的错误。评分标准：本题 9 分。正确作出 图象给 4 分，其中描点 2 分，作 出曲线 2 分， 要求点的位置正确， 曲线光滑。前两个问答题每题 2 分，第 3 题 1 分。七、解：1．查表可知：燃气热 水器额定热负荷为 37×106J／ h。石油气、人工煤气、天然气 的额定燃气耗量分别是 0.368× 102m3／h、1.964×102m3/h 和 1.04×102m3／h。 因此，石油液化气： 天然气： 人工煤气：2．以温升40℃为例，根据表中其他参数计算热产生率。设每分钟热水产生率为m，则水在1分钟内吸 收的热量可表示为Q收=cm△t=4.2×103m△t(J)。 又根据表中所给参数，按热水率80%计算时，燃气在1分钟内放出的能被水吸收的热量：∵Q吸=Q放即4.2×10m△t=Q放由此判断：3和“／min”之间的符号如果是代表质量，它的意义应该是千克（符号kg），考虑到1千克 水的体积是1升，所以，这个符号一定是字母L的小写“l”，而不是数字“1”。因此正确的数字和单位 是3升／分（3L／min）。分析温升25℃和55℃两种情况可以印证这个结论。 3．由关系式Q放=cm△t 钟吸收的热量和燃气放 和热水产生率表可知升温25℃时水每分 出的热量：第 23 页 共 48 页物理应用知识竞赛试题六(光热部分)一、单一选择题（每小题 3 分，共 39 分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 1．在没有任何其他光照的情况下，舞台追光灯发出的绿光照在穿白上衣、红裙子的演员身上， 观众看到她 A．全身呈绿色 B．上衣呈绿色，裙子不变色 C．上衣呈绿色，裙子呈紫色 D．上衣呈绿色，裙子呈黑色 2． 已知液态氧气、 氮气和二氧化碳， 在一个标准大气压下的沸点是-183℃、 -196℃和-78.5℃。 如果在一个标准大气压下用降温的办法，用空气来提取这些气味，那么温度下降时首先液 化被分离出来的是： A．氧气 B．氮气 C．二氧化碳 D．整个空气同时液化无法分离 3．小明在听讲座时，想把银幕上用投影仪投影的彩色幻灯片图像用照相机拍摄下来。由于会 场比较暗，他使用了闪光灯。这样拍出来的照片 A．反而看不清投影到银幕上的图像，倒是把银幕上的一些污渍拍出来了 B．色彩鲜艳，比不用闪光灯清楚多了 C．色彩被“闪”掉了，拍到的仅有黑色的字和线条 D．与不用闪光灯时效果一样，因为拍摄的是银幕上的像，而不是实际的景物 4．对锅加热，锅内的水持续沸腾时，水面上的“白气”并不明显。如果突然停止加热，水面 上很快出现许多“白气”。这是因为 A．沸腾时水不蒸发 B．沸腾时水面上的蒸气温度高于 100℃ C．停火后水开始大量蒸发 D．停火后水面上方的温度明显低于水蒸气的温度，大量水 蒸气液化为细小的水珠，形成“白气”。 5．往保温瓶里灌开水的过程中，听声音就能判断壶里水位的高低，因为 A．随着水位升高，音调逐渐升高 B．随着水位升高，音调逐渐降低 C．灌水过程中音调保持不变，音响越来越大 D．灌水过程中音调保持不变，音响越来越小。 6．在舞台上喷洒干冰（固态二氧化碳）可以产生白雾，形成所需的效果。这种雾气是： A． 二氧化碳气体迅速液化而形成的小液滴 B．干冰迅速熔化后再蒸发形成的气体 C．干冰迅速升华变成的气体 D．干冰升华使空气中的水蒸气液化形成的小水珠及小水珠凝固形成的小冰晶 7．测绘人员绘制地图时常常需要从飞机上拍摄地面的照片。若使用的相机镜头焦距为 50 毫 米，则底片与镜头距离应该在 A．100 毫米以外 C．恰为 50 毫米 B．50 毫米以内 D．略大于 50 毫米 8．将一杯热水倒入容器内的冷水中，冷水温度升高10℃，又向容器内倒入同样一杯热水， 冷水温度又升高6℃，若再向容器内倒入同样一杯热水，则冷水温度将再升高（不计热损 失） A．10℃ B．6℃ C．6℃以上 D．6℃以下 9．寒冷的冬天，北方的玻璃窗上常结有冰花，这些冰花是 A．结在窗外 B．结在窗内 C．窗内外都有 D．无法判断 10．关于自然界中云、雾、露、霜、雨的形成原因，下面解释中不正确的是 A．云是水蒸气在高空中遇冷液化成的小水珠及凝华成的小冰晶形成的 B．雾是空气中的水蒸气液化成的小水珠悬浮在地面附近的空气中形成的 C．露是空气中的水蒸气液化成的小水珠附在草木叶片上形成的第 24 页 共 48 页D．霜是空气中的水蒸气遇低温液化后再凝固成小冰晶附在房顶及地面形成的 E．雨是云层中水珠聚集成滴、小冰晶熔化成水滴，这些水滴从天上落下形成的 11．在北方的冬天，汽车驾驶员常用水和酒精的混合物作为汽车冷却系统中的冷却液，这是 因为这种混合液具有 A．较低的沸点 B．较低的熔点 C．较大的比热 D．较小的密度 12．在烹炸食物时常会见到滚开的油锅中，溅入一滴水后，会有剧烈的响声，并溅起油来。 其主要原因是 A．溅入的水滴温度太低 B．水是热的不良导体 C．水的比热比油的比热大 D．水的沸点比油的沸点低 13．用飞机向云层喷洒干冰（固体的 CO2）是一种人工降雨的方法。以下列出几个物态变化过 程：a）干冰迅速吸热升华；b）干冰吸热熔解；c）云层中水蒸气遇冷液化成雨滴；d）云 层中水蒸气遇冷凝华成小冰晶；e）水蒸气以干冰为核心凝结成雨滴；f）小冰晶下落遇暖 气流熔解成雨滴。在这种人工降雨过程中，发生的物态变化过程为： A．a、c B．a、d、f C．b、c D．e 二、填空（共 28 分，每空 2 分） 1．用太阳能热水器给 40 千克的水加热，水温由 18℃升高到 36℃，水吸收的热量是________ 7 焦耳。若用燃烧值为 3.0×10 焦耳/千克的煤给水加热，其效率为 20％，则需要燃烧约 ________千克煤。 2．照相机摄远景时，底片与镜头相距10厘米，照相机镜头的焦距大小为_________，摄近景 时，底片与镜头的距离__________。 3．站在平静的池水旁，能清楚地看到自己在水中的像，这是因为平静的水面__________， 若向水中投一石块，看到的像破碎了，其原因是_______＿＿＿_____。 4．冬天，晾在室外的湿衣服会结冰，但冰冻的衣服最后也会干，这是因______________。 5．煮茶鸡蛋时，蛋壳很快染上茶色，这一现象说明____________________________。 6．质量、初温均相同的甲、乙两物体，将甲投入一杯热水中，达到热平衡后水温降低5℃， 将甲取出，接着把乙投入这杯水中，达到热平衡后水温又降低5℃，则甲的比热_______ 乙的比热。 7．现有如下光学器件：a）平面镜；b）凸镜；c）凹镜；d）凸透镜；e）凹透镜。在下列光 学仪器或用具中用到了哪种器件？请把相应的字母填入空格。自制潜望镜用______，太阳 灶用______，老花镜用______，汽车观后镜用______，近视眼镜用______，耳科医生的额 镜用______。 8．放映电影、幻灯的银幕常用粗糙的白布做成，其优点在于。一是利用______使剧场中各处 的观众均能看到画面；二是白布能反射______颜色的光，使观众能看到色彩正常的画面。 9．图 6 是月球的影区分布，当人随地球运动到______区时会看到日全食，运动到______区时 会看到日偏食，运动到______区时会看到日环食。 10．农村广泛使用塑料地膜种菜。来自太阳的热量主要通过 ______的方式传递进去，以提高土壤温度，同时，由于薄膜 隔开地膜上下的空气，所以防止了热量以______方式的散失。 11．常用体温计的刻度部分为三棱体，横截面如图，其正面呈 圆孤形，这样就可看清体温计内极细的水银柱，以便于读数， 这是因为圆孤形玻璃的作用相当于______，使我们能看到水 银柱放大后的______像。 三、（4 分）举出四个利用光的直线传播规律解决实际问题的例子（相似的 用法只算一个）。第 25 页 共 48 页四、（5 分）老花镜的“度数”等于它的焦距的倒数乘 100。请设计一个测老花镜度数的最简 单的方法。要求写出所用器材、操作步骤和计算公式。五、（15）小明有一只温度计，虽然它的玻璃管的内径和刻度都是均匀的，标度却不准确。 它在冰水中的读数是-0.7℃，在沸水中的读数是 102.3℃。 （1）当它指示的气温是-6℃时，实际的温度是多少？ （2）它在什么温度附近误差很小，可以当作刻度正确的温度计使用？六、某中学举办一次别开生面的“物理体育比赛” ，运动员在竞赛之后要说明自己运用了哪些 物理知识．比赛中有如下项目：从 A 点起跑，到 XY 线上抱起一个实心球，然后跑向 B 点， 要求跑过的距离最短(图 4)．某同学在开始前先从终点 B 径直走向 XY 线，越过 XY 线到达 某点 C 后又转头一直走向 A，当再次经过 XY 线时在地面做了个标记 D．比赛时他从 A 跑 到 D， 抱起球后跑到 B。 别人问他这样做的道理， 他只是笑着说受到了光学知识的启发． 请 你说明 C 点的准确位置，指出使他受到启发的光学规律，并证明他跑的路程最短。七、（7 分）经验表明，自制家用太阳能热水器的效率在夏天可达 50％；从太阳能手册中查 3 2 到，在地球表面，晴天时垂直于阳光的表面接收到的热辐射为 1.26×10 焦／米 ?秒。 2 如果晒水箱内的水大约有 40 千克，晒水箱接收阳光垂直照射的面积始终是 1.5 米 ，请 计算，要使水温上升 30℃需要多长时间。第 26 页 共 48 页物理应用知识竞赛试题六(光热部分)之答案 一．1、D 2、C 3、A 4、D 5、A 6、D 7、D 8、D 9、B 10、D 11、B 12、D 13、B 6 二．1、3.024×10 ，0.504 2、略小于10cm；大于10cm 3、相当于平面镜；不平水面相当于取向不同 的平面镜 4、冰升华 5、温度越高分子运动越快 6、小于 7、a c d b e c 8、漫反射，各种（或所有） 9、B A C 10、辐射，对流 11、凸透镜，虚 三．参考解答：1．针孔照相机；2．射击瞄准；3．木工判断木板是否刨平；4．激光测距；5．站队看齐 或植树、立电线杆成一直线。评分标准：全题4分，答对一个给1分，5中各相似情况，答出几个只算 答对一个。 四．参考解答器材：刻度尺。步骤：(1)晴天把镜片放在阳光下，使光线与镜片垂直。 (2)调整镜片与地面的距离，使地面上的光点（或光盘）最小，最清晰。 (3)以米为单位用刻度尺测量镜面到地面上光点的距离，用f表示。 评分标准 全题5分。器材给1分，步骤给3分，公式给1分。 五． (1)设温度计的读数为t＇ 实际温度为t。 解： 时， 由于t由0°→100℃时， 温度计的读数由-0.7℃→102.3℃。 故有t＇=（t×1.03）-0.7℃，或 t=0.97t＇+0.68℃，当t＇=-6℃时，有t=-5.1℃。 (2)当温度计的读数恰等于实际温度时有 t=t＇，则t-0.97t=0.68℃， ∴t=22.7℃。 六．参考答案：如图 2,C 点是 B 点以 XY 线为轴的轴对称点．使这位同学受到启发是光的反射定律(或平面镜 成像规律) ∵ BC⊥XY BE=CE，直角三角形 BDE 和 CDE 全等．∴DB=DC 学生跑过的路程为 AD+DB． AC 相等另设学生从 A 点跑到 XY 线上 D 点以外的任一点 D’后再跑到 B． 与 同 理可证 D'B=D'C 这时学生跑过的路程 AD'+D'B 与 AD'+D'C 相 等 而在三角形 AD'C 中，AD'+D'C〉AC 所以，AD+DB 为最短路程 七．参考解答 代表物理量的符号：η ─热水器效率，m─水的质 量，R─单位面积，单位时间，地面接收的热量，S─晒水箱面 积，△T─水的温升，C─水的比热，△t─所用时间。 在△t时间内水所接收的辐射热 使水温上升△T所需热量 由 Q=Q＇ (3) 把数值代入，得 △t=5333秒 (5) 全题7分，(1)、(2)两式各给2分。(3)、(4)、(5)式各给1分。△t=1小时29分评分标准物理应用知识竞赛试题七一、(8 分)l 千克 20℃的水吸收 4．2×10 焦的热量后，它的可能温度是多少?在下列 4 个答案 中选出正确答案的序号并说明选择该答案的理由。 A．80℃ B．100℃ C．120℃ D．130℃5二、 分］小浩制作了一个弹簧秤，如图所示，弹簧一共 20 匝。经检验，该弹簧 ［8 秤在测量范围内(0-5N)示数是准确的．该弹簧不但“伸长的长度跟所受的拉力 成正比” ，而且弹簧受拉力伸长时，各匝伸长的长度都相等。第 27 页 共 48 页有一次不慎把弹簧靠近 O 端的一小部分挤压变形，小浩把变形的 3 匝剪去， 并把弹簧上端重新固定在 O 点，然后把指针 C 适当向下移，使它在弹簧秤竖直 放置时指针 C 仍指在“O”刻线处。 1．写出这个新改制的弹簧秤受到的拉力 F 与它的示数 F 测的关系式并说明理由． 2．用这个新改制的弹簧秤称量一个重物，它的示数为 4．0N，该物实重是多少?三、 ［10 分］1．甲、乙、丙三人要合扛一重物．物重 600 牛，三人肩头所能承受的最大压力 均为 200 牛。现有两根一样长的硬棒及必要的绳子(硬棒及绳的自重不计)，请你设计出一 种方法，使三人肩头承受的压力都不超过最大压力．面出示意图表示你设计的扛重物的方 法． 2．小明推一辆满载重物的独轮车，手握在车把 A 处(图中未画人)，遇到一个较高的台阶，他 自己推不上去，小华赶快跑来帮忙．小华选择了一种最省力且效果最好的施力方法，请画 出小华所施力 F 的示意图．四、 ［20 分］教学中常用的投影仪的结构如图 1 所示，在水平放置的凸透镜的正上方有一与水 平成 45°角的平面镜，右边竖直放一屏幕．物体的光线经凸透镜和平面镜后，可在屏上 成一清晰的像。 2 是这一装置的示意图， 图 A″B″是物 AB 的像． 图中 BOl=30cm, OlO2=20cm， O2O3=90cm． 1．对凸透镜而言，物距和像距各是多少? 2．在图 2 中画出物 AB 的成像光路图． 3．若将凸透镜向上移动一点，像将向何方移动? 4．说明螺纹透镜的作用．五、 ［16 分］图(甲)所示为一个电 磁继电器的示意图，a、b 是 它的两个端点；B 是衔铁，D 是安在一块金属板上的触点，B 和 D 都安在一个弹性片 C 上， C 的左端固定。c 和 c＇ 和 d＇分别是安在绝缘板上的金属触点，当线圈 A 不通电时，D 、d 上的触点与 c 及 c＇接触，把 c 和 c＇连接起来，因此 c、c＇称为常闭触点；而 d 及 d＇ 此时是断开的，称为常开触点．当线圈 A 通电时，衔铁 B 被吸下，c 和 c＇断开而 d 和 d＇第 28 页 共 48 页被连接起来。 现在利用这个电磁继电器控制带动水泵的电动机工作，使水泵往水箱中抽水。在水箱 中竖直立一根绝缘棒，在棒上分别安有 P，Q、R 三个电极，如图(乙)所示。现在希望控制 水箱内的水位总在 Q、R 之间，即水位降到 Q 处，电动机启动，开始抽水，水位达到 R 处， 电动机自动关机，停止抽水。(水是导电的) 图(丙)和图(丁)分别是控制电路和电动机的供电电路，图中 R0 是与电磁继电器线圈并 联的一个电阻，它的阻值很小，当 R0 接入电路后，电磁继电器的线圈相当于被短路。丙、 丁两图中标有 1～6 的 6 个接线柱是与电磁继电器的线圈或触点相连的。 1．写出这 6 个接线柱分别与电磁继电器的何处连接。 2．开始水箱内没有水，说明闭合开关 s 后，水箱内的水位为什么能保持在 Q、R 之间。六、 ［18 分］课外活动小组的同学设计制作了一个电热孵卵器，他们用两根额定电压和额定功 率都相同的电热丝作热源．再连入一个电阻 R0，使这台孵卵器即使断了一根电热丝，单 丝工作产生热量的效果仍然与双丝工作时产生的热量效果完全相同。若电源两端的电压 为 U，两丝的额定电压均为 UL、额定功率均为 PL。 1．画出孵卵器的电路图。 2．Ro 的阻值是多大? 3．R0 在单丝工作与双丝工作状态下消耗功率之比是多少?七、[20 分］小刚家的一个水龙头拧不紧，水一滴一滴断续地滴落到地上。小 刚发现，在耳朵听到前一滴水滴在地上的声音的同时，看到下一滴水刚好 开始下落(如图)。他为了测算水滴下落的平均速度和一天来浪费的水量， 找来了秒表和卷尺。首先量出水龙头口离地面的高度 h，再用秒表计时， 计时的方法是：当听到某一水滴滴在地上的声音的同时，开启秒表开始计第 29 页 共 48 页时，并数“1” ，以后每听到一声水滴声，依次数“2、3、??” ，一直数 到“n”时，按下秒表停止计时，读出秒表的示数为 t。 1．写出用上述测量量表示水滴在空中运动的平均速度 v 的表达式。2．小刚测得 h=l 米，当数到 n=20 时秒表的示数 t=8．7 秒，则水滴 下落的平均速度 v 是多少?3．若每滴水质量是 o．25 克，则一昼夜要浪费多少水?4．小刚为了进一步找出水滴下落的平均速度 v 和下落高度 h 的关系，又做了以下实 验：找来一块挡板，让水滴落到挡板上。改变挡板和水龙头口之间的距离 h，并仔细调节 水龙头滴水的快慢，使得耳朵听到前一滴水滴在挡板上的声音的同时，下一滴水刚好开 始下落.计时方法仍和上面一样．他从实验中又获得了如下表所示的 6 组数据(连同上面 的一组共有 7 组数据)．请你帮助小刚继续完成以下的工作：&1)把这些数据分别标示在 (甲)(乙)两个坐标系中，并作出相应的图象．其中(甲)的纵坐标是水滴在空中运动的平 均速度 v.(乙)的纵坐标是水滴在空中运动的平均速度的平方，即 v2，它们的横坐标都是 高度 h。(2)根据图象写出 V 与 h 的函数关系． 次数 1 2 3 4 5 6 高度／h(米) 平 均 速 度 v(米／秒) 0．2 0．97 0．3 1．l9 0．4 1．38 0．5 1．54 0．6 1．68 0．8 1．955．考虑到声音传播的速度远小于光的传播速度这一因素，上面测出的水滴的平均速度 会有二定的误差，测量值与真实值相比，是偏大还是偏小?为什么?第 30 页 共 48 页附加(另选)1、 （13 分）有一个形状不规则的石蜡块，现要测出它的密度，但身边没有天平， 也没有量筒，只有两个可以放进石蜡块的杯子和一根自行车胎气门芯用的细长橡皮管， 还有一桶水和一根大头针。请你设计一个实验来测出这块石蜡的密度。 （要求写出实验 的原理和主要步骤，并导出计算石蜡的密度的公式。 ）2、 （10 分）学校淋浴用的简易太阳晒水箱内装水 60 kg，水箱玻璃盖的面积为 0.84 m 。从手 4 2 册中查得，地球上与太阳光线垂直的表面接收的太阳辐射能为 7.56×10 J/(min?m )；这 类水箱吸收太阳能的效率约为 50％；散热损失约为 20％。假设使用中能够及时调整水箱 朝向，使阳光总能垂直射入玻璃盖，计算 4 小时后箱中的水升高的温度。水的比热容为 3 4.2 × 10 J/（kg?℃） 。物理应用知识竞赛试题七之答案 一． A、B、C 说明：经计算，若不考虑物态变化，水温可升高 100℃，即达到 120℃，但题中未给出大气 压的值，在不同气压下水的沸点不同，因此当沸点在 120℃以上时可选 C；当沸点为 80℃或 100℃，水 温分别达到 80℃或 100℃，剩余的热量不足以使 1Kg 水全部汽化，故可选 A 或 B。 二．1．对于一定的拉力 F，弹簧改制前后每匝的伸长量是相同的，但改制后的弹簧只有 17 匝，故总的伸长 量只有原来的 17/20 倍，而弹簧刻度的示数未变，因而示数 F 测与实 际 拉 力 F 的关系为： F 测=(17/20)F，或 F=(20/17)F 测≈1.18F 测 三．1．如图 2．沿垂直过支点(台阶棱)的轮直径向上施力最小。图略 四．1．物距、像距各为 30cm 110cm 2． 3．像向左方移动(物距变大，像距变小) 4．螺纹透镜对光起会聚作用，能扩大聚光面积使成像更清晰。 五．1．1～6 接线柱分别与电磁继电器的 c、c′、a、b、d、d′连接 2．闭合开关 S，电磁继电器线圈通电，产生磁性吸引衔铁使 d、 d′接通，电动机带动水泵抽水，水位上升，升至 R 时，P、R 接 通 使电阻 R0 接入电路，线圈短路，衔铁弹回电动机停止抽水，同时 使 c、c′接通线圈仍处于短跑。当水位下降 R 以下(Q 以上)，此时 因 R0 通过 c、c′、P、Q 接入使线圈继续被短路，当水位降到 Q 以 下，此时 P、Q 断开，线圈通电，电动机工作，水位回升，故水 箱 内水位能保持在 Q、R 之间。 六．1．电路图(两丝并联再与电阻 R0 串联)略 2．由效果相同可得 ［U/(R0+R/2］2(R/2)=[U/(R+R0)]2R 解得 R0= 3．P0 单/P0 双=(I 单/I 双)2=(R0+R/2)/(R0+R)=1/2 七．1．v=(n-1)h/t 2、平均速度 v=(20-1)/(8.7s) ×1m≈2.18m/s 3．一昼夜浪费水量 W=(24×) ×(20-1) ×0.25g≈4Kg 4．(1)如图 (2)可得出 v2 与 h 成正比 (或 v 与 h 的平方根成正比 ) 5．偏小，因为若不放置档板， 在看到“下一滴水刚好开始下 落” 的同时， 前一滴水实际下落 的高度比 h 要大些， 即用听声的 办法测得的高度偏小，故偏小。 附加解：1，原理：当石蜡块漂 浮在水面时， F 浮=G (1 分) 由 第 31 页 共 48 页2可得：ρ 蜡=V排 V蜡ρ水.(2 分)设从同一水位高度，从同一根胶皮滴管滴出的每滴水滴的体积 V0 相同，则有 V 排=n1V0 , V 蜡=n2V0. (1 分)V排 V蜡?n1V0 n1 ? n2V0 n2(1 分)ρ蜡=n1 n2ρ水.2．实验步骤： （1）将杯子甲装满水，轻轻放入待测蜡块，排除部分水之后，小心取出蜡块。用另一个杯子乙 装满水，利用橡皮滴管的虹吸现象，把乙杯中的水逐滴滴入甲杯，直至甲杯水位恢复原来装满的状态。此 过程中必须记下滴入甲杯的全部水滴数 n1. （3 分） （2）在将蜡块用大头针顶住，使之完全浸入甲杯水中，待完全排出后，小心取出蜡块，再重复上一步骤的方 法，将水逐滴滴满甲杯，记下这次总水滴数 n2。 (3 分) 3．公式： ρ蜡=n1 n24ρ水.（1 分）22、设 r＝7.56× 10 J/(min.m2) k1=50% k2=1－20% m=60Kg S=0.84m 3 c=4.2× 10 J/（kg?℃） t＝4h＝240min 水的温升为△T 太阳射入的能量 E＝rSt 2分 水箱中的水吸收的热量 Q＝cm△T 2分 由于 Q＝k1 k2E 所以 cm△T＝k1k2rSt 3分 代入数得 △T＝24℃ 3分物理应用知识竞赛试题八一、 （10 分）有一支缝衣用的钢针、与磁铁接触后磁化．试说出三种简单实用的方法，判断它 的 南北极。二、(12 分)洗浴用的电热水器的电功率是 1．2kw，热水器内筒的直径是 30 cm，高是 50cm。 如果加热过程中的热量散失率为 lO％，则把水从 20℃加热到 70℃需要多长时间?三、(14 分)摄影胶片的感光能力一定时，要获得正确曝光的底片，镜头的透光面积和曝光时间 的组合就应该是一定的。镜头的透光面积由叫做“光圈”的机构控制，通常用 22、16、11、 8、5.6、4、2.8 等数字代表，22 就表示此时镜头透光的直径是它的焦距 f 的 22 ，依此类推。 曝光时间的长短由叫做“快门”的机构控制，通常用 500、250、125、60、30、15 等数字 代表，500 就表示此时曝光的时间是 500 1/500s，依此类推。现在通过试摄已经知道，光圈、第 32 页 共 48 页11速度的最佳曝光组合是 11、15，如果为了其他需要而必须选用 5．6 的光圈，试计算应该 选用的快门速度。四（14 分）巳知空气的密度为 1．29kg/O，估算人体在空气中受到的浮力。五（14 分）某机床上使用的一台直流电动机，标有“36V，24W”的字样。用多用电表测得电 机的电阻为 2Ω 。试计算这台电动机在满负荷工作时的效率。六、(14 分)小刚今年 15 岁，因重感冒输液,针头插在左手背的静脉上。其间他必须下床，这 时他发现只有右手把药瓶高高举起时，血液才不会回流到输液管内。试根据这个现象估 算，他手上静脉的血压比大气压强大多少。这个差值相当于多少毫米高的水银柱产生的 3 3 压强(水银的密度是 13.6×10 kg／m )?七、 （14 分）下表摘自一个冰箱的说明书。依据表中的数据计算冰箱在给定的工作状态下压缩 机平均每天的工作时间。并回答：要带着外包装把冰箱搬到室内，屋门宽度不能小于多少?气候类型 总有效容积(L) 冷冻食品储藏室有效容积(L) 输入功率(w) 除霜功率(w) 冷冻能力(kg／24h) 耗电量(kW?h／24h) 防触电保护类型 电源(AC) 制冷剂 冷冻室星级 外型尺寸 (mm) 外包装尺寸(mm) 重量(kg) ST 305 7O 17O 140 lO 1．6 1 220V／50HZ R134a，140g 599 × 702 ×
× 799 × 1768 75第 33 页 共 48 页八、 分）下图中的甲、乙两个房间里的两壶水都巳烧 （8 开，试判断哪个房间的气温比较高。说明理由。物理应用知识竞赛试题八答案 一．1、用线拴钢针中间悬挂静止后指南端为 S 极 2、将钢针悬挂，用已知磁极的磁体 N 极(或 S 极)靠近， 相斥为同名，相吸为异名 3、将钢针放在小软木上置于水面静止后指南端为 S 极。 二．热水器内装满水的质量 m=(D/2)2π hρ 水≈35Kg 把水从 20℃加热到 70℃吸热 Q 吸=cm(t―t0)=7.35×106J 电热器需放热 Q 放=Q 吸/(1―10%)≈8.2×106J 加热时间 t=Q 放/P=6833s≈1.9h 三．设镜头焦距为 f，应取光圈为ф ，由进光量相等可得 ( f/11×1/2)2π ×(1/15)=(f/5.6×1/2)2π ×(1/ф ) 代入数值解得 ф =57.9 故应取 60 的光圈 四．设人的质量为 60Kg，因为人体密度接近水的密度，即可取 1.0×103Kg/m3 故人体体积为 V=m/ρ =0.06m3 人体在空气中受到的浮力 F=ρ 空 gV=0.774N 即接近 1N 五．电机工作时电流 I=P/U≈0.67A 电机工作时电流通过线圈发热功率为 P1=I2R=0.8978W 工作效率 η =(P－P1)/P≈96% 六．右手举起时针头到液面的高度大约 1m 即 p=ρ gh=10000pa 相当于水银高度 h 水银=p/(ρ 水 g)=0.074m=74mm 七．工作时间 t=W/P≈9.4h 由冰箱外形尺寸可知，屋门宽度不能小于 599mm.。 八．乙房间气温较高。 因为从壶中喷出的水蒸气降温才会液化成小水珠成“白气” ，房间气温超高，液化越 少。物理应用知识竞赛试题九一、照明电路用电高峰时，电灯就会暗下来，这是由于电灯两端电压降低的缘故。某同学想 测算电灯两端的实际电压，但手头没有交流电压表，只有一块手表、一把带有铭牌的电 烙铁、配电盘上还有一块正在运行的带有铭牌的电度表。他利用这些器材就测算出了照 明电路中用电器两端的实际电压，请你说明他的测算方法。二、 某同学在木板上安装如图所示的三只灯泡， 巳知灯泡Ｌ１和Ｌ３的电阻分别为Ｒ１＝１０欧， Ｒ３＝２５欧。连好电路后要测电源电压时，发现连电压表的导线长度不够，于是他用电 压表接在Ａ、Ｃ两点时发现读数为 15 伏，接在Ｂ、Ｄ两点读数为 20 伏。则此时电源电 压为多少伏？（有不能除的地方保留一位小数）第 34 页 共 48 页三、网球拍的拍面有若干条经线和纬线，它们组成了一个正方形的小格。如果光源安装在天 花板，球拍在光源正下方，要使经线和纬线在地面的影呈如下所列的形状，应该用什么样 的光源，怎样放置球拍？（１）影为正方形格子，边长放大到约为原来的 2 倍。 （２）影为矩形（不是正方形） 。 （３）影为若干条平行的直线。 （４）无论怎样放置球拍都看不清经线和纬线的影。四、1920 年观测到，金牛座‘附近的蟹状星云(如图)对地球的视角正以每年 0．21 角秒的速 率膨胀，当时的视角为 180 角秒。似乎巧合的是，我国在宋代至和元年(公元 1054 年)，就 在同一位置，观测到一颗“客星”(即原来看不见而突然出现的 亮星，天文学上叫做新星 或超新星)。以上数据是否支持这样的结论，即现在的蟹状星云就是在公元 1054 年我国观 测到的那颗“客星”爆发后形成的?五、一种家用灭蚊器中的电热元件是用钛酸钡材料 制成的，它具有控温功能。图中给出了这种电热元 件的电阻随温度变化的曲线。请你根据这条曲线分 析， 灭蚊器稳定工作时发热元件处于哪个温度区间， 环境温度在哪个区间时这种灭蚊器可以正常使用。六、1996 年清华大学和香港大学的学生合作研制了一辆太阳能汽车。车上电池的太阳能接收 板的在面积是 8m2，它正对太阳时电池能产生 120V 的电压，并对车上的电动机提供 10A 的 电流。电动机的直流电阻是 4Ω ，而太阳光照射到地区时单位面积上的国辐射功率为 10× 103W/m2。求： 1．该车的太阳能电池的效率是多少？电动机把电能转化为机械能的效率是多少？ ２６ 2．若太阳辐射的总功率为３.９×１０ Ｗ，且太阳光在穿过太空及地球大气层到达地面的 ２ 途中有２８% 的能量损耗，还知道半径为Ｒ的地球表面积为Ｓ＝４π Ｒ 。请根据这些资 料计算太阳到地球的距离。七、有一种五角棱镜实际上是一个玻璃棱柱，几个平面都经过精密磨光，是一种常用的光学 器件，图 a 是它的横截面图。图中∠Ａ＝∠Ｂ＝∠Ｃ＝∠Ｄ＝１１２．５?，∠Ｅ＝９０?， ＡＢ和ＣＤ两个平面外侧镀银。 １．如图 a 所示,一束平行光线ＰＱ垂直射入ＡＥ平面，画出它射入棱镜后直至射出的路 径，标出在每一个镀银界面上的入射角。第 35 页 共 48 页２．如图 b 所示，一束平行光以４５的入射角射向平面镜Ｍ。如果用一个箭头形小纸片 “ ”挡光，请在磨砂玻璃Ｒ上以箭头标出纸片的影。设光源、小纸片的方向和磨砂玻 璃的位置都不变（图 C） ，用上述五角棱镜代替平面镜，如果也要在磨砂玻璃上得到小纸片 的影， 应该怎样放置这个棱镜？在图 C 中作出五角棱镜位置的示意图并以箭头标出磨砂玻璃 上的影。 3．图ｄ是一种单镜头反光相机的示意图, 镜头Ｌ的焦距 f 满足关系式 f&AB＋BC＋ CD&2f。取景时来镜头的光经过两个小平面 镜 M.N 的反射后在磨砂玻璃 R 上成像（曝光 时小镜 M 向上弹起,处于水平位置,来自镜头 的光在胶片上成像） 。试作简图分析，这种取 景器的最大缺点是什么，提出解决办发。物理应用知识竞赛试题九答案 一、 只把电烙铁接在电路里， 解： 断开其它所有用电器。 1．记下电度表盘转一周所用的时间 t。 电度表盘转一周，用电器所做的功为 W=（1 分） （1 分） （2 分）U t R*22．记下额定电压下电度表盘转一周所用的时间 t 。 得出：2 U额R2 U额t*=U2 t R（2 分）所以，U=U额 R2t*。（2 分）或： 2.从铭牌可知， 电烙铁的额定功率为 P 额,额定电压为 U 额,电度表为 n 转/千瓦时， 可知电烙铁的电阻 （2 分）R=P额电度表盘每转一周，用电器所做的功为W=3.6 ? 106 焦 nU=（2 分）可得：W=U 2 tP额2 U额?3.6 ? 106 焦 n3.6 ? 106 焦 U额 ntP。（2 分）二、解：U1＋U2＝15V U2＋U3＝20V U1/U2＝2/5 解得：U1=4.3V U2＝10.7V U3＝9.3V 即 U＝U1＋U2＋U3＝24.3V 三、参考解答 1．用一个普通灯泡。使球拍平行于地面，与灯和地面等距。 2．用一个普通灯泡，使经线溅纬线)与地面平行，纬线溅经线)不与地面平行。 3．用一条直管形日光灯，使经线(或纬线)与灯管平行。 4．用两条直管形日光灯。互相不平行地放置。 评分建议：全题 14 分。第 1、2、3、4 题分别为 2、3、4、5 分。 四、参考解答：180'' =857a 这表示，蟹状星云是 857 年前从一个点膨胀而成的。1920 年一 857 年=1063 年，这与我 0.21'' / a第 36 页 共 48 页国宋代观测到的超新星的年代十分接近。从图中可以看出，蟹状星云的边界并不清晰，题中所说它的视角及 视角的膨胀速率，误差都是很大的，因此可以认为这些数据支持题述的结论。 评分建议：全题 16 分。如果计算正确而由于
而得出否定的结论。最多只能给 4 分。如果肯 定地说蟹状星云就是宋代的超新星爆发后形成的，而没有“支持??结论”或类似的说法，不能给满分。没 有对于误差的分析，也不能给满分。 五、参考解答 当钛酸钡元件的温度 T 处于 T0&T&T1， 随着温度的上升， 电阻减小， 电流增大， 温度上升得更快； T1&T&T2 当 时，随着温度的上升，电阻增大，电流减小，温度上升速率变慢，到一定程度时温度不再上升，达到平衡； 在 T&T2 的区间，情况与 T0&T&T1 时相同。因此，灭蚊器稳定工作时发热元件处于当 T1&T&T2 区间。环境温度在 T0&T&T1 和 T1&T&T2 两个区间时元件都可以正常工作，但在 T&T2 的区间时，发热元件将会因过热而损坏。 评分建议：全题 20 分。能正确分析各区间的温度变化趋势，给 15 分；得＆ 结论后给满分。 六、参考解答 1．太阳能集光板接收的功率 3 3 P1=1．O×l0 ×8W=8×10 W???????????(1) 电池的输出功率 3 P2＝120×10W=1.2x10 W???????????(2) 电动机线圈的发热功率 2 3 P3=10 ×4W＝O．4×10 W???????????(3) 电池的效率 η 1＝15% 电动机的效率 η 2＝67% 2 2．设太阳到地球的距离为 R，以太阳为球心，以 R 为半径的球面积就是 S=4π R 太阳的辐射总功率和太阳能电池的集光板的面积分别记为 P0 和 S’，则 26 2 P0=3．9×lO W，S'=8m 因为由此解出 代人数值后计算，得到太阳到地球的距离 R=1．5×10 m 七、1．见图 e 2．见图 f、图 g 3．图 d 所示相机的最大缺点是，取景器中看到的景物是倒立的，分析如下。相机镜头相当于一个凸透镜， 它使远处物体在胶片上所成的像是倒立的。经过平面镜 M,N 的反射，这个像成在了取景器的磨砂玻璃上，仍 是倒立了，这点可以利用图 h 说明。我们分别用单箭头和双箭头代表光束的两侧，可以看到，水平射来的光 束的上侧在两镜反射后仍是上侧，所以平面镜 M、N 的反射并不能改变像的倒正。 如果用一个五角棱镜代替平面镜 N，可以解决这个问题(图 i)。从图中可以看到，入射光束的上侧在射出 时成了光束的下侧，所以倒立的像能被颠倒过来。 评分建议：全题 20 分。第 l 题 5 分，第 2 题 5 分，第 3 题 10 分。说不出五角棱镜和平面镜反射时的区别 的，第 3 题不能给分。11第 37 页 共 48 页物理应用知识竞赛试题十一、以下各题所列答案中只有一个是正确的 (共 12 分，每小题 3 分)。 1．许多照相机镜头到胶片的距离是可调的。某次拍摄前摄影师已经把相机“调焦”，使被摄者 在胶片上形成了清晰的像。如果在拍摄前被摄者移动了位置，他和摄影者的距离变大，为 使他在胶片上仍然形成清晰的像，镜头与底片的距离应该【 】 A．变小 B．变大 C．先变小后变大 D．先变大后变小 2．拖拉机深耕时的行驶速度一般比在公路上慢，这主要是为了【 】 A．提高机械传动效率 B．增大牵引力 C．节省燃料 D．提高发动机的功率 3．安全用电的常识之一就是不要靠近高压电。但是，两爪站在高压线上的鸟却不会发生触电 事故，这是因为 【 】 A．鸟爪上的角质层不导电 B.鸟爪很干燥 C．电线上有绝缘层 D．鸟的两爪间的电压很低 4．我国最近发射的神州四号飞船返回舱的表面有一层叫做“烧蚀层”的物质，它可以在返回大 气层时保护返回舱不因高温而烧毁。烧蚀层能起这种作用，除了它的隔热性能外，还由于 【 】 A．它的硬度大，高温下不会损