2005年初中物理競(jìng)賽復(fù)賽練習(xí)試題

1、2005年初中物理競(jìng)賽復(fù)賽練習(xí)試題小明設(shè)計(jì)了一個(gè)公廁中的自動(dòng)沖刷廁所的水箱。這種水箱能把自來(lái)水管持續(xù)供給的較小流量的水儲(chǔ)備到一定量后，自動(dòng)開(kāi)啟放水閥，這樣就可用較大水量沖刷便池中的污物。圖6為這種水箱的結(jié)構(gòu)示意圖，已知水箱底為邊長(zhǎng)l40cm的正方形，A是一直徑d18cm的圓形放水閥門(mén)，其質(zhì)量和厚度均可忽略不計(jì)，且恰好能將排水管口蓋嚴(yán)。閥門(mén)的左端用活頁(yè)固定在箱底的排水管口的邊緣，右端通過(guò)一很小的掛鉤及連桿與浮于B相連，連桿的長(zhǎng)度h010cm。浮子B是一外部直徑d28cm、高H30cm、質(zhì)量m0.4kg的空心圓柱體。設(shè)水箱每次放水都能將水箱中的水全部放凈，試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明：（1）水箱體至少多高，水才

2、不會(huì)從水箱上部溢出？（2）如果自來(lái)水管的流量為0.2m3/h，該水箱某次放水結(jié)束到下次開(kāi)始放水的時(shí)間間隔為幾分鐘？學(xué)校要開(kāi)運(yùn)動(dòng)會(huì)，幾個(gè)同學(xué)討論怎樣才能將鉛球擲得更遠(yuǎn)。陳平說(shuō)：“擲出點(diǎn)越高，擲得越遠(yuǎn)”。王力說(shuō)：“擲出速度越大，擲得越遠(yuǎn)”。李明說(shuō)：“我們還是通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究吧”。大家經(jīng)過(guò)討論，提出了以下猜想。猜想1：鉛球擲得遠(yuǎn)近，可能與擲出鉛球點(diǎn)的高度有關(guān)。猜想2：鉛球擲得遠(yuǎn)近；可能與擲出鉛球時(shí)的速度有關(guān)。猜想3：鉛球擲得遠(yuǎn)近，可能與擲出鉛球的角度（投擲方向與水平方向的夾角）有關(guān)。為了檢驗(yàn)上述猜想是否正確，他們制作了一個(gè)小球彈射器，如圖7所示。它能使小球以不同的速度大小和方向射出，彈射方向?qū)λ椒较?/p>

3、的仰角，可由固定在鐵架臺(tái)上的量角器讀出。他們通過(guò)7次實(shí)驗(yàn)得到下表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（“射出距離”指水平距離）。實(shí)驗(yàn)序號(hào)射出點(diǎn)高度h/m射出速度v/（ms1）射出仰角射出距離l/m10.55302.920.510309.630.5104510.741.0104511.151.5104511.560.51060970.5153020.7請(qǐng)你根據(jù)上述所收集的信息和相關(guān)證據(jù)回答下列問(wèn)題。（1）為驗(yàn)證猜想1，應(yīng)選用序號(hào)為、的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，因?yàn)椋?）為驗(yàn)證猜想2，應(yīng)選用序號(hào)為、的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，因?yàn)椋?）為驗(yàn)證猜想3，應(yīng)選用序號(hào)為、的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，因?yàn)椋?）通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為怎樣才能將鉛球擲得更遠(yuǎn)？圖8為一種摩托車(chē)轉(zhuǎn)向燈的

4、電路原理圖。其中“RJ開(kāi)關(guān)”為由繼電器控制的開(kāi)關(guān)，可以使電路間歇地通斷，D為指示燈。當(dāng)S撥至1位置時(shí)，RD1、pD2前后兩個(gè)右轉(zhuǎn)向燈發(fā)光，向外界發(fā)出右轉(zhuǎn)信號(hào)，同時(shí)D燈閃亮，向駕駛員顯示轉(zhuǎn)向燈工作正常。左轉(zhuǎn)時(shí)道理與右轉(zhuǎn)一樣。若四只轉(zhuǎn)向燈都用“6V、10W”的燈泡，D用“6V、1.5W”的燈泡，電源兩端電壓為6V。試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明，為什么把S撥至l、2中的任何位置時(shí)D燈都會(huì)發(fā)光，而左、右轉(zhuǎn)向燈不同時(shí)發(fā)光。下表列出的是某廠生產(chǎn)的家用燃?xì)鉄崴鞯膮?shù)。表中“額定熱負(fù)荷”指的是滿負(fù)荷使用時(shí)，lh內(nèi)燃料燃燒產(chǎn)生的熱量。（1）分別計(jì)算燃燒1m3液化石油氣、人工煤氣和天然氣所產(chǎn)生的熱量。（2）根據(jù)表中數(shù)值和你已

5、有的知識(shí)，討論“額定燃?xì)鈮毫Α币恍兄?，“mmH2O”的含義。（3）王保成同學(xué)說(shuō)，“熱水產(chǎn)率”一欄中，5、3、2后面的字符好像是數(shù)字“1”，但是在“/min”的前面又好像丟掉了什么。請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算判斷這個(gè)欄目中三個(gè)參數(shù)的正確數(shù)值和單位。（4）“熱效率”一欄給的是參考值，“熱水產(chǎn)率”一欄給的是廠家對(duì)樣品的實(shí)測(cè)值。分別計(jì)算溫升25和55時(shí)的熱效率，并解釋這兩個(gè)情況下熱效率不同的原因。1、參考解答和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（8分）（1）設(shè)水箱中水面高度為h時(shí)，連桿對(duì)閥門(mén)A的拉力為T(mén)，此時(shí)閥門(mén)剛好可被拉開(kāi)。對(duì)浮子B根據(jù)平衡條件有：mgTF浮 （1分）其中 （1分）對(duì)放水閥門(mén)A根據(jù)杠桿的平衡條件有： （2分）聯(lián)立可解得：

6、（1分）所以水箱體的高度至少為0.36m。（2）一箱水的體積為：V箱=l2h（0.4m）20.36m0.058m3 （1分）自來(lái)水管的流量Q0.2m3/h 蓄滿一箱水所用時(shí)間 （2分）所以，水箱放水的時(shí)間間隔約17.4min。2、參考解答和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) （12分）（1）3、4、5，要研究與射出點(diǎn)高度的關(guān)系，應(yīng)該保持射出速度、射出仰角相同。（2）1、2、7，要研究與射出速度的關(guān)系，應(yīng)該保持射出點(diǎn)的高度、射出仰角相同。（3）2、3、6，要研究與射出仰角的關(guān)系，應(yīng)該保持射出點(diǎn)的高度、射出速度相同。（4）應(yīng)該盡量提高擲出點(diǎn)的高度、盡量提高擲出點(diǎn)的速度、選擇適當(dāng)?shù)臄S出仰角。全題12分。（1）、（2）、（3）

7、每小題前三空共2分，但有一個(gè)錯(cuò)誤就不給分；第四空1分。第（4）小題3分。3、參考解答和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) （12分）因?yàn)闊鬌的規(guī)格是“6V、1.5W”，所以燈D的電阻為RD=U2/PD=24W （1分）轉(zhuǎn)向燈的規(guī)格都是6V、10W”，所以轉(zhuǎn)向燈的電阻均為RU2/P=3.6W左（或右）兩只轉(zhuǎn)向燈和燈D總電阻： R總=RDR/225.8W （1分）當(dāng)摩托車(chē)向右（或左）轉(zhuǎn)時(shí)，開(kāi)關(guān)S接至位置1（或位置2），此時(shí)右轉(zhuǎn)（或左）向燈RD1、RD2兩端的電壓為6V，正常發(fā)光。 （2分）而通過(guò)燈D的電流： ID=U/R總=0.23A （1分）所以燈D上獲得的功率：PD=I2RD=1.3W （1分）由于PD與燈D的額定功率

8、（1.5W）差不多，所以此時(shí)燈D也能發(fā)光。 （2分）與此同時(shí)，通過(guò)左（或右）轉(zhuǎn)向燈中每只燈泡上的電流：IID/2=0.12A （1分）所以每個(gè)左（或右）轉(zhuǎn)向燈的實(shí)際功率為： P實(shí)=I2R0.052W （1分）由于左（或右）轉(zhuǎn)向燈的P實(shí)遠(yuǎn)小于其額定功率10W，所以左（或右）轉(zhuǎn)向燈不能發(fā)光。（2分）4、參考解答和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) （16分）（1）液化石油氣 （1分） 人工煤氣 （1分） 天然氣 （1分）（2）這一行既然是表示壓力（指壓強(qiáng)），而且在每格里，上面一行的量的單位都是壓強(qiáng)單位Pa，所以mmH2O很可能是壓強(qiáng)的另一種單位。H2O是水的分子式，mm是毫米的單位，聯(lián)想到有時(shí)用1mm高的汞柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)作為

9、壓強(qiáng)單位，mmH2O會(huì)不會(huì)是1mm高的水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)？可以試一試。1mm水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)是 p=rgh=110310110-3Pa10Pa （1分）而“額定燃?xì)鈮毫Α耙恍兄幸詍mH2O為單位的量的數(shù)值與以Pa為單位的量的數(shù)值的確相差10倍。所以，mmH2O是個(gè)壓強(qiáng)單位，大小等于1mm高的水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)，即1mmH2O=10Pa。 （1分）（3）以溫升40為例，根據(jù)表中其他參數(shù)計(jì)算熱水產(chǎn)率。我們希望能夠以此判斷“l(fā)”的含義。設(shè)每分鐘產(chǎn)熱水的質(zhì)量為m，水在1min內(nèi)吸收的熱量可以表示為 Qicm(t2t1) （1分）另一方面，根據(jù)表中所給的參量，熱效率按80計(jì)算時(shí)，水在1min內(nèi)吸收的熱量為 （1分

10、）由、兩式解出 （2分）由此判斷，“3”和“/min”之間的符號(hào)如果代表質(zhì)量，它的意義應(yīng)該是“kg”?？紤]到1kg的水的體積是1L，所以這個(gè)符號(hào)一定是字母“l(fā)”（小寫(xiě)的L），而不是數(shù)字“1”。因此，正確的數(shù)值和單位是3L/min。分析溫升25和55兩種情況可以印證這個(gè)結(jié)論。 （2分）（4）由關(guān)系式 Qicm(t2t1)可知，溫升25時(shí)每分鐘吸收的熱量是Qi4.2103525J5.25105J （1分）燃?xì)饷糠昼姰a(chǎn)生的熱量是 熱效率 （2分）同理可得，溫升55時(shí) 熱效率75 （1分）溫升較高時(shí)熱量散失多，所以熱效率較低。 （1分）復(fù)賽練習(xí)試題（三）如圖1所示，是一種自行車(chē)的打氣筒的截面示意圖，其

11、中有一處地方結(jié)構(gòu)沒(méi)有畫(huà)全，請(qǐng)根據(jù)打氣的原理和過(guò)程，在圖上補(bǔ)全結(jié)構(gòu)，并用文字簡(jiǎn)要說(shuō)明這種打氣筒跟普通氣筒不同的打氣原理。小華用一根長(zhǎng)6米、半徑7.5厘米的均勻粗木棒為爸爸設(shè)計(jì)了一架能搬運(yùn)柴草的簡(jiǎn)易起重機(jī)（如圖2所示）。他把支架安在木棒的長(zhǎng)處，每捆柴草重1000牛，為了使木棒平衡以達(dá)到省力的目的，他又在另一端吊一塊配重的石頭,請(qǐng)你算出這塊配重的石頭應(yīng)有多重？（木棒密度0.8103千克/米3，g取10牛頓/千克。）太陽(yáng)和月亮位于如圖3所示的位置，請(qǐng)你根據(jù)光的直線傳播規(guī)律，在圖中畫(huà)出當(dāng)?shù)厍蛏系娜朔謩e位于什么空間區(qū)域時(shí)，可以看到日全食、日偏食和日環(huán)食。照明電路用電高峰時(shí)，電燈就會(huì)暗下來(lái)，這是由于電燈兩端

12、電壓降低的緣故。某同學(xué)想測(cè)算電燈兩端的實(shí)際電壓，但手頭沒(méi)有交流電壓表，只有一塊手表、一把帶有銘牌的電烙鐵、配電盤(pán)上還有一塊正在運(yùn)行的帶有銘牌的電度表。他利用這些器材就測(cè)算出了照明電路中用電器兩端的實(shí)際電壓，請(qǐng)你說(shuō)明他的測(cè)算方法。小華在假期探望外祖母，他乘坐火車(chē)時(shí)發(fā)現(xiàn)，每經(jīng)過(guò)鐵軌接頭處，車(chē)身都要振動(dòng)一次，他還發(fā)現(xiàn)，火車(chē)進(jìn)山洞前的一瞬間要鳴笛一次。小華恰好坐在車(chē)尾，從聽(tīng)到笛聲到車(chē)尾出洞，小華共數(shù)出84次車(chē)身振動(dòng)，所用的時(shí)間是1分45秒。若車(chē)身總長(zhǎng)175米，每節(jié)鐵軌長(zhǎng)12.5米，山洞的長(zhǎng)度是多少？當(dāng)時(shí)火車(chē)的速度是多少？（設(shè)火車(chē)一直勻速直線行駛，聲音在空氣中的傳播速度是340米/秒。）有一支桿秤，量程

13、是2千克，現(xiàn)給你質(zhì)量為2千克的標(biāo)準(zhǔn)砝碼，一根足夠長(zhǎng)的刻度尺，（1）請(qǐng)你說(shuō)明，如何檢驗(yàn)此桿秤是否準(zhǔn)確？（2）如果不準(zhǔn)確，應(yīng)重新刻度，寫(xiě)出簡(jiǎn)單的刻度方法（要求準(zhǔn)確到50克）。有兩種燈泡，分別標(biāo)有（110伏 60瓦）和（110伏25瓦），把它們接入家庭照明電路中。（1）能不能各取一只串聯(lián)使用？請(qǐng)說(shuō)明原因。（2）若把兩種燈泡在同一電路中混合使用，并使它們都能正常發(fā)光，最少應(yīng)各使用多少只，如何連接？（3）這時(shí)總電功率是多少？在四個(gè)外型完全一樣的電阻中，有三個(gè)電阻的阻值完全相同，為了挑出那只阻值不同的電阻，并確定它的阻值是偏大還是偏小，小華設(shè)計(jì)了如圖4所示的電路。閉合開(kāi)關(guān)后，他發(fā)現(xiàn)電流由Q流向P，電流計(jì)的

14、指針向右偏轉(zhuǎn)。請(qǐng)你幫助他完成實(shí)驗(yàn)，并回答他是如何得到結(jié)果的？（要求寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程，過(guò)程要盡量簡(jiǎn)便。）有一個(gè)形狀不規(guī)則的石蠟塊，現(xiàn)要測(cè)出它的密度，但身邊沒(méi)有天平，也沒(méi)有量筒，只有兩個(gè)可以放進(jìn)石蠟塊的杯子和一根自行車(chē)胎氣門(mén)芯用的細(xì)長(zhǎng)橡皮管，還有一桶水和一根大頭針。請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)出這塊石蠟的密度。（要求寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)的原理和主要步驟，并導(dǎo)出計(jì)算石蠟的密度的公式。）某工廠設(shè)計(jì)了一個(gè)蓄水池（如圖5所示），水源A罐的夜面高度h1保持不變。罐底有一個(gè)小出水口，面積為S1?？紫峦ㄟ^(guò)一個(gè)截面積為S2活塞與杠桿BC相連。杠桿可繞B端上下轉(zhuǎn)動(dòng)，另一端有一個(gè)中空的圓柱形浮子，橫截面積為S3，BO是杠桿總長(zhǎng)的。原設(shè)計(jì)

15、打算當(dāng)杠桿水平時(shí)，浮子浸入水深為h2，活塞恰好能賭住出水口，但在使用時(shí)發(fā)現(xiàn)，活塞離出水口尚有極小一段距離時(shí)，浮子便不再上浮，此時(shí)浮子沒(méi)入水深為h3。為了使活塞自動(dòng)堵住出水口，只得將浮子的重量減去G。試求浮子應(yīng)減去重量G的大小。（活塞及連桿的重量不計(jì)，杠桿所受浮力不記。） 參考答案 一、如圖1所示，在小筒右側(cè)進(jìn)氣管處應(yīng)裝有活門(mén)，空氣只能進(jìn)入小筒，不能從小筒回到右側(cè)大筒。這種氣筒的特點(diǎn)是：打氣時(shí)能在小筒中儲(chǔ)存壓縮氣體，比較均勻地向車(chē)胎里打氣。（正確畫(huà)出圖得4分，正確答案再得4分） 二、解：受力分析如圖2所示。 （1分）木棒重 G木=m木g=p木V木g=p木prr木2l木g. （2分）代入數(shù)值，得：

16、G木=847.8牛。 （1分）根據(jù)杠桿平衡條件，有：G柴=l+G木l=G石l. （2分）代入數(shù)值，得：G石=3848牛。 （1分） 三、如圖3所示。（答出日全食區(qū)域1得3分，答出日偏食區(qū)域2再得3分，答出日環(huán)食3再得3分） 四、解：只把電烙鐵接在電路里，斷開(kāi)其它所有用電器。 1記下電度表盤(pán)轉(zhuǎn)一周所用的時(shí)間t。 （1分）電度表盤(pán)轉(zhuǎn)一周，用電器所做的功為 W= （1分） 2記下額定電壓下電度表盤(pán)轉(zhuǎn)一周所用的時(shí)間t*。 （2分）得出：= （2分） 所以，U=。 （2分）或：2.從銘牌可知，電烙鐵的額定功率為P額,額定電壓為U額,電度表為n轉(zhuǎn)/千瓦時(shí)，可知電烙鐵的電阻 R= （2分）電度表盤(pán)每轉(zhuǎn)一周，

17、用電器所做的功為 W= （2分）可得：W=U=。 （2分）五、解：1分45秒=105秒。 車(chē)速 =. （2分）設(shè)車(chē)身長(zhǎng)為l，山洞長(zhǎng)為L(zhǎng)，小華聽(tīng)到笛聲時(shí)，車(chē)進(jìn)洞距離為l,笛聲傳播距離為l-l （2分）所用時(shí)間為或 （2分）于是有 或 （2分）代入數(shù)據(jù)，得：l=. （1分）小華從聽(tīng)到笛聲到火車(chē)車(chē)尾出洞，行駛的距離為l+L-l=V105秒。 （2分）代入數(shù)據(jù)，得：L=880米。 （1分） 六、答：(1) 把秤砣放在定盤(pán)星上，看桿秤是否平衡。 （1分） 再將2千克的標(biāo)準(zhǔn)砝碼放在秤盤(pán)里，看桿秤平衡時(shí)，秤砣是否放在2千克的位置上。 （1分） 最后看秤桿上的刻度是否均勻。 （1分）若平衡，在2千克的位置上，

18、均勻，則此桿秤是準(zhǔn)確的。 （1分） （2）不掛重物時(shí)，把秤砣放在秤桿上，平衡時(shí)記下位置。 （1分） 再把2千克的標(biāo)準(zhǔn)砝碼放在秤盤(pán)里，移動(dòng)秤砣，記下平衡位置。（1分） 在兩刻度（即兩平衡位置）間均勻分成40等份。 （1分） 七、解：（1）不能各取一只串聯(lián)使用。 （1分）60瓦燈的電阻 R1=201.7歐 （1分）25瓦燈的電阻 R2=484歐 （1分）串聯(lián)后，25瓦燈的電壓為U2，根據(jù)串聯(lián)分壓， U2= （2分）代入數(shù)據(jù)，解得：U2=155伏，超過(guò)了燈的額定電壓。 （2分） （2）設(shè)使用60瓦的燈m只，使用25瓦的燈n只，分別并聯(lián)后再串聯(lián)使用，各分壓110伏時(shí)，才能正常發(fā)光，此時(shí)有： 。 （1分

19、）故使用5只60瓦的燈并聯(lián)后，再與12只并聯(lián)的25瓦的燈串聯(lián)即可。（1分） （3）此時(shí)總功率為W=W1+W2=560瓦+1225瓦=600瓦。 （2分） 八、答：將電阻a 、c的位置交換， （1分）（1） 如果電流計(jì)的指針仍向右偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明a、c兩只電阻的阻值相同，再將a 、d兩只電阻的位置交換。 （1分） 如果電流計(jì)的指針仍向右偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明a、d兩只電阻的阻值也相同，則b是那只阻值不同的電阻，且其值偏小。 （2分） 如果電流計(jì)的指針改為向左偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明d是那只阻值不同的電阻，且其值偏大。 （2分）（2）如果電流計(jì)的指針改為向左偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明a、c兩只電阻中有一只電阻的阻值與其他電阻不同，再將a、d兩只電阻的位置交換