物理應(yīng)用知識(shí)競(jìng)賽試題七

1、物理應(yīng)用知識(shí)競(jìng)賽試題七一、(8分)l千克20的水吸收42×105焦的熱量后，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。A80 B100 C120 D130二、8分小浩制作了一個(gè)彈簧秤，如圖所示，彈簧一共20匝。經(jīng)檢驗(yàn)，該彈簧秤在測(cè)量范圍內(nèi)(0-5N)示數(shù)是準(zhǔn)確的該彈簧不但“伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度跟所受的拉力成正比”，而且彈簧受拉力伸長(zhǎng)時(shí)，各匝伸長(zhǎng)的長(zhǎng)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O點(diǎn)，然后把指針C適當(dāng)向下移，使它在彈簧秤豎直放置時(shí)指針C仍指在“O”刻線處。1寫出這個(gè)新改制的彈簧秤受到的拉力F與

2、它的示數(shù)F測(cè)的關(guān)系式并說明理由2用這個(gè)新改制的彈簧秤稱量一個(gè)重物，它的示數(shù)為40N，該物實(shí)重是多少?三、10分1甲、乙、丙三人要合扛一重物物重600牛，三人肩頭所能承受的最大壓力均為200?！，F(xiàn)有兩根一樣長(zhǎng)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面出示意圖表示你設(shè)計(jì)的扛重物的方法2小明推一輛滿載重物的獨(dú)輪車，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1所示，在水平放置的凸透鏡的正上方有一與水平

3、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，可在屏上成一清晰的像。圖2是這一裝置的示意圖，AB是物AB的像圖中BOl=30cm, OlO2=20cm，O2O3=90cm1對(duì)凸透鏡而言，物距和像距各是多少?2在圖2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(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

4、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)電磁繼電器控制帶動(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(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(丙)和圖(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16的6個(gè)接線柱是與電磁繼電器的線圈或觸點(diǎn)相連的。

5、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，說明閉合開關(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UL、額定功率均為PL。1畫出孵卵器的電路圖。2Ro的阻值是多大?3R0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

6、音的同時(shí)，看到下一滴水剛好開始下落(如圖)。他為了測(cè)算水滴下落的平均速度和一天來浪費(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)“1”，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=l米，當(dāng)數(shù)到n=20時(shí)秒表的示數(shù)t=87秒，則水滴下落的平均速度v是多少?3若每滴水質(zhì)量是o25克，則一晝夜要浪費(fèi)多少水?4小剛為了進(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

7、實(shí)驗(yàn)：找來一塊擋板，讓水滴落到擋板上。改變擋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)你幫助小剛繼續(xù)完成以下的工作：<1)把這些數(shù)據(jù)分別標(biāo)示在(甲)(乙)兩個(gè)坐標(biāo)系中，并作出相應(yīng)的圖象其中(甲)的縱坐標(biāo)是水滴在空中運(yùn)動(dòng)的平均速度v.(乙)的縱坐標(biāo)是水滴在空中運(yùn)動(dòng)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)系次數(shù)123456高度h(米)02030405 0608平均速度v(米秒)0971

8、l91381541681955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)有二定的誤差，測(cè)量值與真實(shí)值相比，是偏大還是偏小?為什么?附加(另選)1、（13分）有一個(gè)形狀不規(guī)則的石蠟塊，現(xiàn)要測(cè)出它的密度，但身邊沒有天平，也沒有量筒，只有兩個(gè)可以放進(jìn)石蠟塊的杯子和一根自行車胎氣門芯用的細(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)來測(cè)出這塊石蠟的密度。（要求寫出實(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。）2、（10分）學(xué)校淋浴用的簡(jiǎn)易太陽曬水箱內(nèi)裝水60 kg，水箱玻璃蓋的面積為0.84 m2。從手冊(cè)中查得，地球上與太陽光線垂直的表面接收的太陽輻射能為7

9、.56×104J/(minm2)；這類水箱吸收太陽能的效率約為50；散熱損失約為20。假設(shè)使用中能夠及時(shí)調(diào)整水箱朝向，使陽光總能垂直射入玻璃蓋，計(jì)算4小時(shí)后箱中的水升高的溫度。水的比熱容為4.2 × 103 J/（kg·）。物理應(yīng)用知識(shí)競(jìng)賽試題七之答案一 A、B、C 說明：經(jīng)計(jì)算，若不考慮物態(tài)變化，水溫可升高100，即達(dá)到120，但題中未給出大氣壓的值，在不同氣壓下水的沸點(diǎn)不同，因此當(dāng)沸點(diǎn)在120以上時(shí)可選C；當(dāng)沸點(diǎn)為80或100，水溫分別達(dá)到80或100，剩余的熱量不足以使1Kg水全部汽化，故可選 A或B。二1對(duì)于一定的拉力F，彈簧改制前后每匝的伸長(zhǎng)量是相同的，

10、但改制后的彈簧只有17匝，故總的伸長(zhǎng)量只有原來的17/20倍，而彈簧刻度的示數(shù)未變，因而示數(shù)F測(cè)與實(shí)際拉力F的關(guān)系為：F測(cè)=(17/20)F，或F=(20/17)F測(cè)1.18F測(cè)三1如圖2沿垂直過支點(diǎn)(臺(tái)階棱)的輪直徑向上施力最小。圖略四1物距、像距各為30cm 110cm23像向左方移動(dòng)(物距變大，像距變小)4螺紋透鏡對(duì)光起會(huì)聚作用，能擴(kuò)大聚光面積使成像更清晰。五116接線柱分別與電磁繼電器的c、c、a、b、d、d連接2閉合開關(guān)S，電磁繼電器線圈通電，產(chǎn)生磁性吸引銜鐵使d、d接通，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)水泵抽水，水位上升，升至R時(shí)，P、R接通使電阻R0接入電路，線圈短路，銜鐵彈回電動(dòng)機(jī)停止抽水，同時(shí)使c

11、、c接通線圈仍處于短跑。當(dāng)水位下降R以下(Q以上)，此時(shí)因R0通過c、c、P、Q接入使線圈繼續(xù)被短路，當(dāng)水位降到Q以下，此時(shí)P、Q斷開，線圈通電，電動(dòng)機(jī)工作，水位回升，故水箱內(nèi)水位能保持在Q、R之間。六1電路圖(兩絲并聯(lián)再與電阻R0串聯(lián))略2由效果相同可得 U/(R0+R/22(R/2)=U/(R+R0)2R 解得 R0= 3P0單/P0雙=(I單/I雙)2=(R0+R/2)/(R0+R)=1/2七1v=(n-1)h/t 2、平均速度v=(20-1)/(8.7s) ×1m2.18m/s3一晝夜浪費(fèi)水量 W=(24×3600/8.7) ×(20-1) ×0

12、.25g47172g=47.172Kg4(1)如圖 (2)可得出v2與h成正比 (或v與h 的平方根成正比 )5偏小，因?yàn)槿舨环胖脵n板，在看到“下一滴水剛好開始下落”的同時(shí)，前一滴水實(shí)際下落的高度比h要大些，即用聽聲的辦法測(cè)得的高度偏小，故偏小。附加解：1，原理：當(dāng)石蠟塊漂浮在水面時(shí)，由F浮=G (1分) 可得：蠟=水 . (2分)設(shè)從同一水位高度，從同一根膠皮滴管滴出的每滴水滴的體積V0相同，則有 V排=n1V0 , V蠟=n2V0. (1分) (1分) 蠟=水 .2實(shí)驗(yàn)步驟：（1）將杯子甲裝滿水，輕輕放入待測(cè)蠟塊，排除部分水之后，小心取出蠟塊。用另一個(gè)杯子乙裝滿水，利用橡皮滴管的虹吸現(xiàn)象，把乙杯中的水逐滴滴入甲杯，直至甲杯水位恢復(fù)原來裝滿的狀態(tài)。此過程中必須記下滴入甲杯的全部水滴數(shù)n1. （3分）（2）在將蠟塊用大頭針頂住，使之完全浸入甲杯水中，待完全排出后，小心取出蠟塊，再重復(fù)上一步驟的方法，將水逐滴滴滿甲杯，