2004年第14屆全國初中應用物理知識競賽復賽試卷

1、6小題，滿分 100分）20h內從甲地調運 65t80t 的貨船，船身（包括船員）質量紙80km，船行駛的平均速度為（鋼材的密度為ab懸掛于磁鐵 6小題，滿分 100分）20h內從甲地調運 65t80t 的貨船，船身（包括船員）質量紙80km，船行駛的平均速度為（鋼材的密度為ab懸掛于磁鐵 N、S極之間，銅棒的當銅棒向右運動時，能轉化為電能根據這一原理發(fā)明的機械設備是地球表面單位時間單位面積所獲得的能量是多少把陽光反射到墻上的同一個地方，而將其視為 “理想儀表 ”即認為電流表的內阻為零，因而我們可以把電流表看可以把電壓表看成一個能顯示自身兩17t，已知10km/h（不計水流速度）7.9103k

2、g/m3）電流計的指針 （選填實他們發(fā)現， 兩電壓表一、解答題（共1（14 分）1998年某地區(qū)遭受特大洪澇災害為了抗洪搶險，急需在鋼材到乙現僅剩下一艘滿載時排水量為甲、乙兩地的水路距離為（1）請你設計一個完成此項任務的可行性方案（2）通過分析、計算，找出最佳方案2（18分）在如圖所示的實驗裝置中，用棉線將銅棒兩端通過導線連接到靈敏電流計上“偏轉”或“不偏轉 ”）該裝置可將3（18分）（2011?昆明模擬）有人在夏季用簡易曬水箱給水加熱用來淋浴，這不僅能節(jié)省能源，而且很方便李明和張華想利用這樣的裝置估測太陽光對地球表面輻射的強度的大小，也就是說，太陽光垂直照射地球表面時，驗裝置如圖所示， 曬水

3、箱內部是被涂黑的， 箱體外加了保溫層， 上面開口并蓋有透明玻璃板在估測之前要首先弄清，透過玻璃板的太陽光能理窨占太陽輻射到玻璃板上能量的百分之幾？李明和張華各拿一塊實驗用的玻璃板，塊反射光斑重疊處的強度，和太陽光直接射到地上的強度差不多（1）透過玻璃板的太陽光能量占太陽輻射到玻璃板上的能量的百分之幾？你在得出這個結論時做了什么假設？假設的根據是什么？（2）請你幫助他們設計實驗方案，并寫出具體的實驗步驟（3）請你對這個實驗性方案的可行性做出評價4（18分）（2012 秋?鐘祥市校級月考）用電流表和電壓表測電流和電壓時，通常并不考慮儀表本身電阻對待測電路的影響，的內電阻為無限大 實際上， 電流表和

4、電壓表都有一定的電阻值，成一個能顯示通過自身電流大小的其阻值很小的電阻；第1頁（共 11頁）端電壓大小，的其阻值很大的電阻 所以，把電流表或電壓表接入待測電路時，就相當于在待測電路中串聯一個電阻，或并聯一個電阻 這樣，電流表兩端就要有一定的電壓， 電壓表中就要通過一定的電流， 因此實際上很難同時精確地測出待測電阻兩端的電壓和通過待測電阻的電流1，現有一個是量程為 0.6A，內電阻為 0.13歐的電流表，能否用它測量某電路兩商量的電壓？若不能，請說明理由，若能，請說明用它能測量的最大電壓值2，現要精確測量一個阻值約為 8歐的電阻 Rx，實驗室提供下列器材電流表 A1：量程 100mA，內電阻 r

5、1=4歐電流表 A2：量程 500，內電阻 r2=750 歐電壓表 V：量程 10V，內電阻 r3=10k 歐，變阻器 R0：阻值約為 10歐定值電阻 R1：阻值約 10k歐電池 E：兩端電壓約 1.5V，開關 S，導線若干（1）選出你測量時所需的適當器材，并畫出電路圖（2）需要測量哪些物理量？根據所測物理量，寫出被測電阻 Rx 的表達式5（16分）（2011?黃梅縣校級模擬）圖甲是使用汽車打撈水下重物的示意圖汽車通過定滑輪牽引水下一個圓柱形重物， 在整個打撈過程中， 汽車以恒定的速度 v=0.2m/s向右運動圖乙是此過程中汽車拉動重物的功率 P隨時間 t變化的圖象，設 t=0 時汽車開始提升

6、重物，忽略水的阻力和滑輪的摩擦， g取10N/kg求：（1）圓柱形重物的質量（2）圓柱形重物的密度（3）打撈前，圓柱形重物上表面所受水的壓力6（16分）圖 4為一種電飯煲的工作原理圖下現是王寧同學對電飯煲工作原理的研究，請你也參與共同探討按下、扳起電飯煲的開關，有一種 “粘連”“吸引”的感覺，取出飯鍋，發(fā)現電飯煲的底部有一個凸起物， 它可以上下彈動， 能被磁鐵吸引 王寧同學通過用這個電飯煲做米飯和燒水來研究它的工作情況，請回答他在使用過程中發(fā)現的如下問題（1）圖中只有兩根外接導線，這樣的用電器有什么危害？應當怎樣加以完善？（2）將三腳插頭插入電源插座，不用按開關，指示燈就發(fā)亮，按下開關后，指示

7、燈亮度不變此時為什么開關對指示燈的亮度沒有影響？（3）電飯煲工作了 15min，會出現大量 “白氣”，這些 “白氣”是怎樣形成的？（4）電飯煲工作了 25min，聽到 “啪”的一聲，指示燈不亮了以此推測，感溫軟磁體的磁性可能受什么因素影響？怎樣影響？（5）聽到“啪”的一聲后又過了 10min，指示燈又發(fā)光，一會兒指示燈又熄來了，分析在相同條件下，不同種類金屬的熱脹冷縮程度是否一樣？（6）要想獲得恒溫的溫水，你可以怎樣做？第2頁（共 11頁）“跳閘”，這樣就會出現 “夾生飯“跳閘”，這樣就會出現 “夾生飯”請問這種情況電飯煲可能在什么地方出現了故障？為什么？第3頁（共 11頁）6小題，滿分 10

8、0分）浮=G船浮+F 外鋼浮 船+G6小題，滿分 100分）浮=G船浮+F 外鋼浮 船+G 鋼船浮外鋼浮船+G 鋼=（15.8t 鋼材均分放t= =80103kg10N/kg=8=1103kg/m310N/kg65+17）103kg10N/kg=8.2=8h 即可送到乙地；參考答案與試題解析一、解答題（共1（14 分）1998年某地區(qū)遭受特大洪澇災害為了抗洪搶險，急需在 20h內從甲地調運 65t鋼材到乙現僅剩下一艘滿載時排水量為 80t 的貨船，船身（包括船員）質量紙 17t，已知甲、乙兩地的水路距離為 80km，船行駛的平均速度為 10km/h（不計水流速度）（1）請你設計一個完成此項任務

9、的可行性方案（2）通過分析、計算，找出最佳方案 （鋼材的密度為 7.9103kg/m3）考點：物體的浮沉條件及其應用；阿基米德原理專題：計算題；應用題分析：由題意可知：鋼材的總質量和船身的質量之和大于輪船的排水量， 不能一次全部裝入輪船進行運輸；雖然分兩次運輸也可以，但不能達到節(jié)約時間的目的；故可以根據物體的浮沉條件設計方案， 即可以把部分鋼材均勻的放在船的兩側， 再根據阿基米德原理求出放入水中的質量解答：解：（1）設計方案：根據問題中所給條件，又在這種特定情況下，可以把部分鋼材放在船體外的水中，并設法將其 “貼”在船體上為防止船體發(fā)生傾斜，船體兩側所放置鋼材的質量應該相等（2）最佳方案：設放

10、置在船體兩側鋼材的質量為 m，因船與船體外鋼材組合的整體浮在水面上，故 F ，即 F =G代入數據后F 105N F G 105N 從以上各式求得 m=15.8103kg=15.8t 在這種極特殊的情況下 （正常情況下是不可取的） ，只能采用把至少置在船外兩側的水中且緊貼船體，經點評：本題考查了速度公式、阿基米德原理、以及物體的浮沉條件等知識，綜合性強，難度大2（18分）在如圖所示的實驗裝置中，用棉線將銅棒 ab懸掛于磁鐵 N、S極之間，銅棒的兩端通過導線連接到靈敏電流計上當銅棒向右運動時，電流計的指針 偏轉 （選填 “偏轉”或“不偏轉 ”）該裝置可將 機械 能轉化為電能根據這一原理發(fā)明的機械

11、設備是 發(fā)電機 第4頁（共 11頁）考點：電磁感應專題：實驗題分析：（1）圖中所示是電磁感應實驗的裝置，圖中電流計是否發(fā)生偏轉反映了是否有感應電流產生（2）在電磁感應現象中，機械能轉化為電能（3）發(fā)電機的根據電磁感應原理制成的解答：解：（1）產生感應電流的條件：閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動，電路中產生感應電流銅棒向左運動時，符合產生感應電流的條件，電路中有感應電流產生，靈敏電流計的指針發(fā)生偏轉（2）銅棒運動時，具有機械能，產出感應電流時，電路中具有電能，產生感應電流的過程是機械能轉化為電能的過程（3）根據電磁感應制成了發(fā)電機故答案為：偏轉；機械；發(fā)電機點評：電磁感應實驗是電磁學

12、中非常重要的實驗，其意義在于根據這一原理制成了發(fā)電機本題中主要考查了感應電流產生的條件、能的轉化和發(fā)電機的工作原理3（18分）（2011?昆明模擬）有人在夏季用簡易曬水箱給水加熱用來淋浴，這不僅能節(jié)省能源，而且很方便李明和張華想利用這樣的裝置估測太陽光對地球表面輻射的強度的大小，也就是說，太陽光垂直照射地球表面時， 地球表面單位時間單位面積所獲得的能量是多少 實驗裝置如圖所示， 曬水箱內部是被涂黑的， 箱體外加了保溫層， 上面開口并蓋有透明玻璃板在估測之前要首先弄清，透過玻璃板的太陽光能理窨占太陽輻射到玻璃板上能量的百分之幾？李明和張華各拿一塊實驗用的玻璃板， 把陽光反射到墻上的同一個地方，

13、他們發(fā)現， 兩塊反射光斑重疊處的強度，和太陽光直接射到地上的強度差不多（1）透過玻璃板的太陽光能量占太陽輻射到玻璃板上的能量的百分之幾？你在得出這個結論時做了什么假設？假設的根據是什么？（2）請你幫助他們設計實驗方案，并寫出具體的實驗步驟（3）請你對這個實驗性方案的可行性做出評價考點：物理學方法；太陽能的轉化專題：探究題；設計與制作題分析：此題是一個開放性試題，答案不是唯一的第5頁（共 11頁）末（1）根據他們的結論：兩塊反射光斑重疊處的強度，和太陽光直接射到地上的強度末差不多可以推測透過玻璃板的太陽光能量占太陽輻射到玻璃板上的能量的 50%（2）在設計實驗方案時，要注意假設沒有熱量散失，曬水

14、箱吸收的熱量全部被水吸收，太陽光總是垂直入射等等（3）由于很多假設因素，造成了測量結果與真實值之間會有相當大的偏差是不可避免的故下面我的答案僅作為同學們參考解答：解：（1）假設玻璃板對光的吸收可以忽略其根據是薄玻璃板十分透明通過李明和張華的實驗結果可以推測， 每塊玻璃板反射的太陽光只有入射光能量的一半，這就是說，入射到玻璃板的太陽光有一半被玻璃板反射了所以，透過玻璃板的太陽光能量占太陽輻射到玻璃板上的能量的 50%（2）實驗方案：若實驗過程中總能使太陽光垂直入射，且曬水箱內部涂黑，可以認為射入曬水箱的太陽光不再被反射出去，曬水箱吸熱效率為 50%另外，曬水箱周圍有保溫層，可以認為沒有熱量散失，

15、若曬水箱吸收的熱量完全用來使水的溫度升高，測出保溫箱中一定質量的水在一定時間里，其內能增加了多少，并測量出太陽光垂直照射物體表面的面積，就可以計算出太陽光垂直照射地球表面時， 地球表面單位時間單位面積所獲得的太陽光照射的能量是多少實驗步驟如下： 向曬水箱中倒入質量為 m的清水，并用溫度計測量出此時水的溫度 t0 用刻度尺測量曬水箱蓋的面積 S將曬水箱開口朝向垂直陽光的方向， 蓋好玻璃板開始計時 經過時間 T 后，再測量水的溫度 t 太陽光對地球表面的輻射強度是（3）在實驗過程中很多東西是假設的，如： “假設玻璃板對光的吸收可以忽略 ”、“若實驗過程中總能讓太陽光垂直入射 ”、“沒有熱量散失 ”

16、等等這種假設必然會對最后結果帶來一定的影響，此外，還有一些因素沒有給予考慮，如實驗過程中天氣的變化所引起的環(huán)境溫度的變化等， 因此測量結果與真實值之間會有相當大的偏差是不可避免的點評：像這種題目對學生的要求有一定的高度和難度，要求學生有提出問題、 分析問題和解決問題的能力，并學會對實驗方案的可行性做出客觀、公正的評價4（18分）（2012 秋?鐘祥市校級月考）用電流表和電壓表測電流和電壓時，通常并不考慮儀表本身電阻對待測電路的影響， 而將其視為 “理想儀表 ”即認為電流表的內阻為零， 電壓表的內電阻為無限大 實際上， 電流表和電壓表都有一定的電阻值， 因而我們可以把電流表看成一個能顯示通過自身

17、電流大小的其阻值很小的電阻； 可以把電壓表看成一個能顯示自身兩端電壓大小，的其阻值很大的電阻 所以，把電流表或電壓表接入待測電路時，就相當于在待測電路中串聯一個電阻，或并聯一個電阻 這樣，電流表兩端就要有一定的電壓， 電壓表中就要通過一定的電流， 因此實際上很難同時精確地測出待測電阻兩端的電壓和通過待測電阻的電流1，現有一個是量程為 0.6A，內電阻為 0.13歐的電流表，能否用它測量某電路兩商量的電壓？若不能，請說明理由，若能，請說明用它能測量的最大電壓值2，現要精確測量一個阻值約為 8歐的電阻 Rx，實驗室提供下列器材第6頁（共 11頁）Rx 的表達式0.13=0.078V，與被測電阻并聯

18、， A1與被測電阻串聯，然后與滑動變阻器的滑片=電流表 A1：量程Rx 的表達式0.13=0.078V，與被測電阻并聯， A1與被測電阻串聯，然后與滑動變阻器的滑片=電流表 A2：量程 500，內電阻 r2=750 歐電壓表 V：量程 10V，內電阻 r3=10k 歐，變阻器 R0：阻值約為 10歐定值電阻 R1：阻值約 10k歐電池 E：兩端電壓約 1.5V，開關 S，導線若干（1）選出你測量時所需的適當器材，并畫出電路圖（2）需要測量哪些物理量？根據所測物理量，寫出被測電阻考點：伏安法測電阻的探究實驗；并聯電路的電流規(guī)律；并聯電路的電壓規(guī)律；歐姆定律的應用專題：應用題；設計與制作題分析：（

19、1）用該電流表測電壓時，相等于與被測電阻并聯，根據并聯電路的電壓規(guī)律可知他們兩端的電壓相等，根據歐姆定律求出其兩端的最大電壓， 即為所能測量的最大電壓；（2）因電流表所能測量的電流很小，所以需要保護電路的滑動變阻器；為了精確測量電阻的阻值，根據伏安法測電阻可知，應一電流表并聯在被測電阻兩端測出電壓，另一電流表串聯在電路中測出干路電流， 利用并聯電路的電流特點求出通過被測電阻的電流，最后根據歐姆定律求出其大小，根據以上分析進行解答解答：解：1、用該電流表測電壓時，等效電路圖如圖所示：電流表兩端的最大電壓 UA=IR=0.6A電流表與被測電阻并聯，能用該電流表測量電壓，最大測量值為 0.078V；

20、2、（1）電流表 A2相連接，最后滑動變阻器和開關、電源相連組成如圖電路圖：（2）Rx與 A2并聯，Ux=U2=I2r2，通過 Rx的電流為 Ix=I1I2，則 Rx=第7頁（共 11頁）A2、變阻器 R0、待測電阻 Rx、開關、電源；電路圖如上Rx=會根據要求做出符合題意的電路圖是800W，根據 P=FV 變形可求出拉力F 1，可求出浮力，然后根據阿基米德定律，可求出物體的體積AB A2、變阻器 R0、待測電阻 Rx、開關、電源；電路圖如上Rx=會根據要求做出符合題意的電路圖是800W，根據 P=FV 變形可求出拉力F 1，可求出浮力，然后根據阿基米德定律，可求出物體的體積AB 段的功率為

21、P1=700WAB 段對物體的拉力為 1F，速度為 0.2m/s，根據 P= =FV=3500N 2、（1）電流表 A1、電流表圖所示；（2）A1、A2的示數 I1、I2，電流表 A2的內阻 r2； 被測電阻的表達式點評：本題考查了并聯電路的特點和歐姆定律的應用，本題的關鍵點也是難點5（16分）（2011?黃梅縣校級模擬）圖甲是使用汽車打撈水下重物的示意圖汽車通過定滑輪牽引水下一個圓柱形重物， 在整個打撈過程中， 汽車以恒定的速度 v=0.2m/s向右運動圖乙是此過程中汽車拉動重物的功率 P隨時間 t變化的圖象，設 t=0 時汽車開始提升重物，忽略水的阻力和滑輪的摩擦， g取10N/kg求：（

22、1）圓柱形重物的質量（2）圓柱形重物的密度（3）打撈前，圓柱形重物上表面所受水的壓力考點：密度及其特性；物體的浮沉條件及其應用專題：應用題分析：（1）由圖象可知，物體出水后的汽車功率是因為是勻速提升，所以 G=F再根據 G=mg 變形求出質量（2）根據 = ，要算密度需要知道質量和體積質量已求出，算出體積即可根據（ 1）中方法可求出物體出水前物體受到的拉力出 F1，再由物體的重力，根據 F浮=G（3）先根據打撈開始到物體出水所用的時間和速度求出打撈前物體上表面的深度，由 P=gh求出壓強再由重物出水所用的時間和速度求出圓柱體的高度，由 V=Sh 變形求出圓柱體的底面積，再由 F=PS 求出壓力

23、解答：解：（1）由圖可知：汽車在可求出汽車在F =第8頁（共 11頁）CD 段對物體的拉力為浮不變，浮+F浮變小直到為與重力 G 相等，對應圖 CD 段CD 段對物體的拉力為浮不變，浮+F浮變小直到為與重力 G 相等，對應圖 CD 段G=F3m=浮=G浮=水 排=水 物，物=，S= =壓=PS=水F2=1=400kg3500N=500N，gV gV=5102m3，=2.5102m2，gh1S=1103kg/m310N/kg=2=4000N整個物體打撈過程分為三個階段第一階段，將重物從水底拉上表面剛好接觸水面這一過程， G 不變， F F1不變且有 G=F第二階段，將重物拉出水面過程，這一過程，

24、 F 0，拉力 F越來越大，對應圖 BC 段第三階段， 重物剛好全部拉出水面， 以后繼續(xù)向上拉的過程， 這一過程 G 不變，拉力F 3因為 G=F 3=4000N，所以（2）F F1=F 3F1=4000NFV物=（3）由圖 BC 段可知，打撈的重物從上表面接觸到水面到剛好整個物體露出水面，所需時間 t=60s50s=10s，上升的速度為 0.2m/s，所以物體升高 h=10s0.2m/s=2m，所以物體上下表面積原來物體上表面距離水面的高度 h1=vt=0.2m/s50s=10m F 10m2.510 m2=2.5103N故答案為：（1）400kg；（2）8103kg/m3；（3）2.510

25、3N點評：本題綜合性比較強， 考查內容比較多， 包括功率公式、 阿基米德原理、 壓強計算等 此題的關鍵是要看懂圖象，從中找出對解題有用的信息6（16分）圖 4為一種電飯煲的工作原理圖下現是王寧同學對電飯煲工作原理的研究，請你也參與共同探討按下、扳起電飯煲的開關，有一種 “粘連”“吸引”的感覺，取出飯鍋，發(fā)現電飯煲的底部有一個凸起物， 它可以上下彈動， 能被磁鐵吸引 王寧同學通過用這個電飯煲做米飯和燒水來研究它的工作情況，請回答他在使用過程中發(fā)現的如下問題（1）圖中只有兩根外接導線，這樣的用電器有什么危害？應當怎樣加以完善？（2）將三腳插頭插入電源插座，不用按開關，指示燈就發(fā)亮，按下開關后，指示

26、燈亮度不變此時為什么開關對指示燈的亮度沒有影響？（3）電飯煲工作了 15min，會出現大量 “白氣”，這些 “白氣”是怎樣形成的？（4）電飯煲工作了 25min，聽到 “啪”的一聲，指示燈不亮了以此推測，感溫軟磁體的磁性可能受什么因素影響？怎樣影響？（5）聽到“啪”的一聲后又過了 10min，指示燈又發(fā)光，一會兒指示燈又熄來了，分析在相同條件下，不同種類金屬的熱脹冷縮程度是否一樣？第9頁（共 11頁）常常在飯未完全熟透時就R和指示燈并聯后與電源連通，所R與指示燈仍然并聯在電源上，15min，水沸騰后，產生大量的熱水蒸氣，水蒸氣從鍋內冒出遇常常在飯未完全熟透時就R和指示燈并聯后與電源連通，所R與指示燈仍然并聯在電源上，15min，水沸騰后，產生大量的熱水蒸氣，水蒸氣從鍋內冒出遇當升溫相同時， 它們的膨脹程度不同， 一側膨脹大，因為正常的感溫軟磁體是在 103左右使主電路中的觸點分離而斷電 （此在溫度未達 103時就失去磁性， 使主電路“夾生飯”了“跳閘”，這樣就會出現 “夾生飯”（7）電飯煲使用較長一段時間后，請問這種情況電飯煲可能在什么地方出現了故障？為什么？考點