2010上海市初中物理競賽（大同中學(xué)杯）復(fù)賽試題

MMANB第17題圖第17題圖五．判斷與說理題（本題共41分）18．在科學(xué)研究中，常利用物體某些性質(zhì)的互補(bǔ)性，制成各種器件。請對以下問題作出解答。(1)（6分）研究表明，導(dǎo)體的電阻隨溫度t變化的規(guī)律為R＝R0（1＋t），其中稱為電阻溫度系數(shù)。在一定的溫度范圍內(nèi)是與溫度無關(guān)的常量。金屬的電阻一般隨溫度的升高而增大，具有正溫度系數(shù)；而某些非金屬如碳等則相反，具有負(fù)溫度系數(shù)。利用具有正負(fù)電阻溫度系數(shù)的兩種材料，可以制成阻值在一定溫度范圍內(nèi)不隨溫度變化的電阻?，F(xiàn)將橫截面積相同的銅棒和碳棒串接成1.0m長的導(dǎo)體，要求其阻值在0C附近不隨溫度變化，求所需碳棒的長度。已知：在0C附近，銅的電阻溫度系數(shù)為3.910–3C–1，該銅棒每米長的電阻為1.7×10–5Ω；碳的電阻溫度系數(shù)為-5.010–4C-1，該碳棒每米長的電阻為3.5×10–2Ω，銅棒與碳棒的尺寸隨溫度的變化可忽略。第18題圖（a）ⅠⅡH2H1(2)（6分）如圖(a)所示，在相同的直筒中，分別用不計(jì)厚度、質(zhì)量和摩擦的活塞封閉體積為V1的不同氣體I、II，此時氣體溫度均為T1，活塞距直圓筒底高為H1。加熱直筒內(nèi)氣體，氣體溫度為T2時，兩活塞均上升到H2。兩直筒中活塞距筒底的高度H隨溫度T變化的情況如圖(b)所示?，F(xiàn)用兩只活塞在同一直筒中封閉溫度為T1的一定量的上述兩種氣體，封閉在直筒中的兩種氣體被活塞隔開，總體積仍為V1。試根據(jù)第18題圖（a）ⅠⅡH2H1第18題圖(第18題圖(b)H氣體Ⅰ圖線TT1T2H2H1氣體Ⅱ圖線第19（1）題圖太陽地球木星及衛(wèi)星地球地球軌道木星軌道19．（15分）光速的測定在光學(xué)的發(fā)展史上具有非常特殊而重要的意義。它不僅推動了光學(xué)實(shí)驗(yàn)的發(fā)展，也打破了光速無限的傳統(tǒng)觀念，引發(fā)了一場物理革命，愛因斯坦提出了相對論。

(1)（4分）最初的光速值是根據(jù)丹麥科學(xué)家羅默的理論測出的。羅默對木星系進(jìn)行了長期系統(tǒng)的觀察和研究。他發(fā)現(xiàn)，離木星最近的衛(wèi)星——木衛(wèi)一繞木星運(yùn)行，隔一段時間就會被木星遮食一次，這個時間間隔在一年之內(nèi)的各個時間里并不是完全相同的。羅默在解釋這個現(xiàn)象時說，這是因?yàn)楣獯┰降厍蜍壍佬枰獣r間，最長時間可達(dá)第19（1）題圖太陽地球木星及衛(wèi)星地球地球軌道木星軌道P第19（2）題圖(2)（5分）如圖所示是邁克爾遜用轉(zhuǎn)動八面鏡法測光速的實(shí)驗(yàn)示意圖，圖中P可旋轉(zhuǎn)的八面鏡，S為發(fā)光點(diǎn)，T是望遠(yuǎn)鏡，平面鏡O與凹面鏡B構(gòu)成了反射系統(tǒng)。八面鏡距反射系統(tǒng)的距離為AB＝L（L可長達(dá)幾十千米），且遠(yuǎn)大于OB以及S和T到八面鏡的距離?，F(xiàn)使八面鏡轉(zhuǎn)動起來，并緩慢增大其轉(zhuǎn)速，當(dāng)每秒轉(zhuǎn)動次數(shù)達(dá)到n0時，恰能在望遠(yuǎn)鏡中第一次看見發(fā)光點(diǎn)S，由此邁克爾遜測出光速c。請寫出測量光速的表達(dá)式。P第19（2）題圖L0光源第19（3）題圖（a）→v(3)（6分）一車廂以速度v在水平地面上行駛，車廂底部有一光源，發(fā)出一光信號，射到車頂。已知在車廂里的觀察者測量到這一過程所用的時間為t0，如圖（a）所示。另外一個觀察者站在地面，他測量到的這一過程所用的時間為t，如圖（b）所示。研究表明不論觀察者是站在車廂里還是在地面上，車廂的高度L0都是不變的，光在車廂里和地面上傳播的速度都是c，試判斷L0光源第19（3）題圖（a）→v→→vLL0光源L0光源第19（3）題圖（b）第20題圖vBOAv20、（14分）兩艘船A與B，在t=0時從港口O處同時以相同的速度v=10m/s分別向東、向南勻速前進(jìn)，如圖所示。當(dāng)A船距O點(diǎn)L1＝50m處第一次鳴笛，發(fā)出短促的汽笛聲第20題圖vBOAv(1)（6分）求B船上的水