2005年初中物理競賽復(fù)賽練習試題

1、2005年初中物理競賽復(fù)賽練習試題小明設(shè)計了一個公廁中的自動沖刷廁所的水箱。這種水箱能把自來水管持續(xù)供給的較小流量的水儲備到一定量后，自動開啟放水閥，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l40cm的正方形，A是一直徑d18cm的圓形放水閥門，其質(zhì)量和厚度均可忽略不計，且恰好能將排水管口蓋嚴。閥門的左端用活頁固定在箱底的排水管口的邊緣，右端通過一很小的掛鉤及連桿與浮于B相連，連桿的長度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，試通過計算說明：（1）水箱體至少多高，水才

2、不會從水箱上部溢出？（2）如果自來水管的流量為0.2m3/h，該水箱某次放水結(jié)束到下次開始放水的時間間隔為幾分鐘？學(xué)校要開運動會，幾個同學(xué)討論怎樣才能將鉛球擲得更遠。陳平說：“擲出點越高，擲得越遠”。王力說：“擲出速度越大，擲得越遠”。李明說：“我們還是通過實驗來探究吧”。大家經(jīng)過討論，提出了以下猜想。猜想1：鉛球擲得遠近，可能與擲出鉛球點的高度有關(guān)。猜想2：鉛球擲得遠近；可能與擲出鉛球時的速度有關(guān)。猜想3：鉛球擲得遠近，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)。為了檢驗上述猜想是否正確，他們制作了一個小球彈射器，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，可由固定在鐵架臺上的量角器讀出。他們通過7次實驗得到下表中的實驗數(shù)據(jù)（“射出距離”指水平距離）。實驗序號射出點高度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請你根據(jù)上述所收集的信息和相關(guān)證據(jù)回答下列問題。（1）為驗證猜想1，應(yīng)選用序號為、的實驗數(shù)據(jù)，因為（2）為驗證猜想2，應(yīng)選用序號為、的實驗數(shù)據(jù)，因為（3）為驗證猜想3，應(yīng)選用序號為、的實驗數(shù)據(jù)，因為（4）通過上述實驗，你認為怎樣才能將鉛球擲得更遠？圖8為一種摩托車轉(zhuǎn)向燈的

4、電路原理圖。其中“RJ開關(guān)”為由繼電器控制的開關(guān)，可以使電路間歇地通斷，D為指示燈。當S撥至1位置時，RD1、pD2前后兩個右轉(zhuǎn)向燈發(fā)光，向外界發(fā)出右轉(zhuǎn)信號，同時D燈閃亮，向駕駛員顯示轉(zhuǎn)向燈工作正常。左轉(zhuǎn)時道理與右轉(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。試通過計算說明，為什么把S撥至l、2中的任何位置時D燈都會發(fā)光，而左、右轉(zhuǎn)向燈不同時發(fā)光。下表列出的是某廠生產(chǎn)的家用燃氣熱水器的參數(shù)。表中“額定熱負荷”指的是滿負荷使用時，lh內(nèi)燃料燃燒產(chǎn)生的熱量。（1）分別計算燃燒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，討論“額定燃氣壓力”一行中，“mmH2O”的含義。（3）王保成同學(xué)說，“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。請你通過計算判斷這個欄目中三個參數(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”一欄給的是廠家對樣品的實測值。分別計算溫升25和55時的熱效率，并解釋這兩個情況下熱效率不同的原因。1、參考解答和評分標準（8分）（1）設(shè)水箱中水面高度為h時，連桿對閥門A的拉力為T，此時閥門剛好可被拉開。對浮子B根據(jù)平衡條件有：mgTF浮 （1分）其中 （1分）對放水閥門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）自來水管的流量Q0.2m3/h 蓄滿一箱水所用時間 （2分）所以，水箱放水的時間間隔約17.4min。2、參考解答和評分標準 （12分）（1）3、4、5，要研究與射出點高度的關(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)該保持射出點的高度、射出速度相同。（4）應(yīng)該盡量提高擲出點的高度、盡量提高擲出點的速度、選擇適當?shù)臄S出仰角。全題12分。（1）、（2）、（3）

7、每小題前三空共2分，但有一個錯誤就不給分；第四空1分。第（4）小題3分。3、參考解答和評分標準 （12分）因為燈D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）當摩托車向右（或左）轉(zhuǎn)時，開關(guān)S接至位置1（或位置2），此時右轉(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，所以此時燈D也能發(fā)光。 （2分）與此同時，通過左（或右）轉(zhuǎn)向燈中每只燈泡上的電流：IID/2=0.12A （1分）所以每個左（或右）轉(zhuǎn)向燈的實際功率為： P實=I2R0.052W （1分）由于左（或右）轉(zhuǎn)向燈的P實遠小于其額定功率10W，所以左（或右）轉(zhuǎn)向燈不能發(fā)光。（2分）4、參考解答和評分標準 （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），而且在每格里，上面一行的量的單位都是壓強單位Pa，所以mmH2O很可能是壓強的另一種單位。H2O是水的分子式，mm是毫米的單位，聯(lián)想到有時用1mm高的汞柱產(chǎn)生的壓強作為

9、壓強單位，mmH2O會不會是1mm高的水柱產(chǎn)生的壓強？可以試一試。1mm水柱產(chǎn)生的壓強是 p=rgh=110310110-3Pa10Pa （1分）而“額定燃氣壓力“一行中以mmH2O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是個壓強單位，大小等于1mm高的水柱產(chǎn)生的壓強，即1mmH2O=10Pa。 （1分）（3）以溫升40為例，根據(jù)表中其他參數(shù)計算熱水產(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計算時，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”之間的符號如果代表質(zhì)量，它的意義應(yīng)該是“kg”。考慮到1kg的水的體積是1L，所以這個符號一定是字母“l(fā)”（小寫的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結(jié)論。 （2分）（4）由關(guān)系式 Qicm(t2t1)可知，溫升25時每分鐘吸收的熱量是Qi4.2103525J5.25105J （1分）燃氣每分鐘產(chǎn)生的熱量是 熱效率 （2分）同理可得，溫升55時 熱效率75 （1分）溫升較高時熱量散失多，所以熱效率較低。 （1分）復(fù)賽練習試題（三）如圖1所示，是一種自行車的打氣筒的截面示意圖，其

11、中有一處地方結(jié)構(gòu)沒有畫全，請根據(jù)打氣的原理和過程，在圖上補全結(jié)構(gòu)，并用文字簡要說明這種打氣筒跟普通氣筒不同的打氣原理。小華用一根長6米、半徑7.5厘米的均勻粗木棒為爸爸設(shè)計了一架能搬運柴草的簡易起重機（如圖2所示）。他把支架安在木棒的長處，每捆柴草重1000牛，為了使木棒平衡以達到省力的目的，他又在另一端吊一塊配重的石頭,請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。）太陽和月亮位于如圖3所示的位置，請你根據(jù)光的直線傳播規(guī)律，在圖中畫出當?shù)厍蛏系娜朔謩e位于什么空間區(qū)域時，可以看到日全食、日偏食和日環(huán)食。照明電路用電高峰時，電燈就會暗下來，這是由于電燈兩端

12、電壓降低的緣故。某同學(xué)想測算電燈兩端的實際電壓，但手頭沒有交流電壓表，只有一塊手表、一把帶有銘牌的電烙鐵、配電盤上還有一塊正在運行的帶有銘牌的電度表。他利用這些器材就測算出了照明電路中用電器兩端的實際電壓，請你說明他的測算方法。小華在假期探望外祖母，他乘坐火車時發(fā)現(xiàn)，每經(jīng)過鐵軌接頭處，車身都要振動一次，他還發(fā)現(xiàn)，火車進山洞前的一瞬間要鳴笛一次。小華恰好坐在車尾，從聽到笛聲到車尾出洞，小華共數(shù)出84次車身振動，所用的時間是1分45秒。若車身總長175米，每節(jié)鐵軌長12.5米，山洞的長度是多少？當時火車的速度是多少？（設(shè)火車一直勻速直線行駛，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2千克的標準砝碼，一根足夠長的刻度尺，（1）請你說明，如何檢驗此桿秤是否準確？（2）如果不準確，應(yīng)重新刻度，寫出簡單的刻度方法（要求準確到50克）。有兩種燈泡，分別標有（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？請說明原因。（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）這時總電功率是多少？在四個外型完全一樣的電阻中，有三個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)計了如圖4所示的電路。閉合開關(guān)后，他發(fā)現(xiàn)電流由Q流向P，電流計的

14、指針向右偏轉(zhuǎn)。請你幫助他完成實驗，并回答他是如何得到結(jié)果的？（要求寫出實驗操作過程，過程要盡量簡便。）有一個形狀不規(guī)則的石蠟塊，現(xiàn)要測出它的密度，但身邊沒有天平，也沒有量筒，只有兩個可以放進石蠟塊的杯子和一根自行車胎氣門芯用的細長橡皮管，還有一桶水和一根大頭針。請你設(shè)計一個實驗來測出這塊石蠟的密度。（要求寫出實驗的原理和主要步驟，并導(dǎo)出計算石蠟的密度的公式。）某工廠設(shè)計了一個蓄水池（如圖5所示），水源A罐的夜面高度h1保持不變。罐底有一個小出水口，面積為S1?？紫峦ㄟ^一個截面積為S2活塞與杠桿BC相連。杠桿可繞B端上下轉(zhuǎn)動，另一端有一個中空的圓柱形浮子，橫截面積為S3，BO是杠桿總長的。原設(shè)計

15、打算當杠桿水平時，浮子浸入水深為h2，活塞恰好能賭住出水口，但在使用時發(fā)現(xiàn)，活塞離出水口尚有極小一段距離時，浮子便不再上浮，此時浮子沒入水深為h3。為了使活塞自動堵住出水口，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，杠桿所受浮力不記。） 參考答案 一、如圖1所示，在小筒右側(cè)進氣管處應(yīng)裝有活門，空氣只能進入小筒，不能從小筒回到右側(cè)大筒。這種氣筒的特點是：打氣時能在小筒中儲存壓縮氣體，比較均勻地向車胎里打氣。（正確畫出圖得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，斷開其它所有用電器。 1記下電度表盤轉(zhuǎn)一周所用的時間t。 （1分）電度表盤轉(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轉(zhuǎn)一周所用的時間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，可知電烙鐵的電阻 R= （2分）電度表盤每轉(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。 車速 =. （2分）設(shè)車身長為l，山洞長為L，小華聽到笛聲時，車進洞距離為l,笛聲傳播距離為l-l （2分）所用時間為或 （2分）于是有 或 （2分）代入數(shù)據(jù)，得：l=. （1分）小華從聽到笛聲到火車車尾出洞，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) 把秤砣放在定盤星上，看桿秤是否平衡。 （1分） 再將2千克的標準砝碼放在秤盤里，看桿秤平衡時，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，則此桿秤是準確的。 （1分） （2）不掛重物時，把秤砣放在秤桿上，平衡時記下位置。 （1分） 再把2千克的標準砝碼放在秤盤里，移動秤砣，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，才能正常發(fā)光，此時有： 。 （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） 如果電流計的指針仍向右偏轉(zhuǎn)，說明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） 如果電流計的指針仍向右偏轉(zhuǎn)，說明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） 如果電流計的指針改為向左偏轉(zhuǎn)，說明d是那只阻值不同的電阻，且其值偏大。 （2分）（2）如果電流計的指針改為向左偏轉(zhuǎn)，說明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