物理競賽試題講解課件

1.警用弓弩因其發(fā)射時(shí)無光、聲音小等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于反恐，如圖7甲所示。圖7乙和丙為兩種配有不同瞄準(zhǔn)裝置的弩，它們可用來發(fā)射箭和鋼珠，并配有手柄、肩托等輔助設(shè)備弩弦的拴繞使用了滑輪可有效地減小體積。請(qǐng)觀察它的結(jié)構(gòu)，并分析它的使用過程，其中用到了哪些物理知識(shí)?2.許多轎車后窗玻璃的內(nèi)壁上都平行地貼有若干條很窄的金屬膜，如圖8所示。駕駛員可以通過開關(guān)對(duì)其進(jìn)行控制，當(dāng)通電時(shí)這些金屬膜會(huì)發(fā)熱。請(qǐng)回答這些金屬膜的主要作用是什么?3.圖9中的甲、乙兩圖是同一把平放在一張白紙上的透明刻度尺正放和反放的照片，圖9丙是其沿刻度線方向的橫截面圖?？潭瘸叩目潭染€是用油漆噴上去的。由圖9乙可以看到，每個(gè)數(shù)字和刻度線的右側(cè)都有一個(gè)陰影。(1)利用圖9丙說明，該刻度尺的刻度線噴在圖9丙中所標(biāo)的A、B、C、D的哪個(gè)部位?為什么?(2)一般都將刻度尺帶刻度的一側(cè)做得較薄，這樣做的好處是什么?5.為了節(jié)省電能，居民樓的樓道燈通常由兩個(gè)開關(guān)共同控制。一個(gè)是利用光敏器件制成的“光控開關(guān)”，它的作用是光線暗時(shí)自動(dòng)閉合，光線亮?xí)r自動(dòng)斷開；一個(gè)是利用聲敏器件制成的“聲控開關(guān)”，它的作用是有聲音時(shí)自動(dòng)閉合電路，兩分鐘后，若再無聲音則自動(dòng)斷開。(1)請(qǐng)將圖11甲中的器材連成符合上述樓道燈要求的電路。

(2)小明受樓道燈電路的啟發(fā)，在爺爺?shù)呐P室里也安裝了這樣一個(gè)“聰明”的電路。晚上只要拍拍手，燈就亮了，過一會(huì)自動(dòng)熄滅，給爺爺帶來了方便。不過遇到晚上有雷雨，就麻煩了，雷聲使燈不斷被點(diǎn)亮，影響爺爺休息。還有爺爺睡覺前需要這盞燈一直被點(diǎn)亮?，F(xiàn)在再給你兩個(gè)開關(guān)Sl、S2，在圖11乙中完成對(duì)這個(gè)“聰明”電路的改裝。并分別說明在燈自動(dòng)工作、晚上打雷需取消自動(dòng)功能和需要燈一直被點(diǎn)亮?xí)r開關(guān)Sl、S2的斷開與閉合情況。6.某物理興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了圖12甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，在橡皮塞中緊密地插入一根細(xì)玻璃管，將此橡皮塞蓋緊在裝滿水的玻璃瓶瓶口，玻璃瓶沿水平方向的截面為圖12乙所示的橢圓。當(dāng)用力沿圖12所示方向擠壓裝滿水的玻璃瓶時(shí)，會(huì)看到細(xì)玻璃管內(nèi)的水面明顯上升。在這里，同學(xué)們利用細(xì)玻璃管內(nèi)水面的變化將玻璃瓶的微小形變"放大"了。請(qǐng)你再列舉兩個(gè)用到這種"放大"方法來觀察物理現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)或用到這種方法來工作的儀器，并簡要說明"放大"的方法。三、(11分)"米線"是一種特色小吃。端上餐桌的有:一碗熱湯，上面浮著一層油:一碟切成薄片的鮮肉:一碗已煮熟的米線。食客先把肉片放進(jìn)湯內(nèi)，稍候再加入米線?，F(xiàn)有以下資料:湯的初溫97°C，比熱容4.2x103J/(kg.°C);肉片的質(zhì)量為0.2kg，初溫22°C，比熱容3.5xl03J/(kg.°C)?；诮】稻壒?，肉片必須至少在大于80°C的湯中保持2min，在這2min時(shí)間里，由于向外界散熱整體溫度將下降約2°C。問:1.碗中油層的作用是什么?2.為實(shí)現(xiàn)上述的溫度要求，碗中湯的質(zhì)量多少應(yīng)滿足什么條件?

五、(12分〉小明的父親為了解決全家人夏季淋浴問題，想自己動(dòng)手:作一個(gè)太陽淋浴器，他買來了一個(gè)圓柱形金屬桶，一個(gè)壓力傳感開關(guān)，兩個(gè)圓柱體以及細(xì)線若干。初步設(shè)計(jì)如圖13所示，其中A、B兩個(gè)圓柱體通過細(xì)繩與壓力傳感開關(guān)相連。己知:圓柱形金屬桶的底面積Sl=0.5m2，高h(yuǎn)1=50cm;壓力傳感開關(guān)的作用是當(dāng)它受到豎直向下的拉力達(dá)到10N時(shí)閉合，通過控制水泵從進(jìn)水口向桶內(nèi)注水，當(dāng)拉力等于4N時(shí)斷開，水泵停止向桶內(nèi)注水:兩個(gè)圓柱體的底面積S2=40cm2，高h(yuǎn)2=12cm，每個(gè)圓柱體重G=6N。要求當(dāng)水桶內(nèi)儲(chǔ)水量達(dá)200L時(shí)停止注水，當(dāng)儲(chǔ)水量剩余40L時(shí)開始注水。請(qǐng)你幫助小明的父親在其初步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，求出滿足上述要求的兩段細(xì)線的長度。(壓力傳感開關(guān)與金屬桶間的距離、細(xì)繩質(zhì)量與體積、計(jì)算儲(chǔ)水量時(shí)圓柱體排水體積忽略不計(jì))六、(15分)隨著新能源、低碳等理念的普及，小明設(shè)想出了一種完全以太陽能電池為能源的汽車，以下是他查到的一些數(shù)據(jù):太陽輻射的總功率P總=3.9x1026W，太陽到地球的距離口1.5x1011m，陽光穿過太空和地球周圍的大氣層到達(dá)地面的過程中的能量損耗約為51%;太陽光垂直照射時(shí)，太陽能電池的能量轉(zhuǎn)化效率最高約為15%;假設(shè)一輛太陽能電池車的質(zhì)量約為750kg，期望達(dá)到的最高時(shí)速為72km/h，車輛行駛過程中的平均阻力約為車重的0.02倍，車身最多能敷設(shè)的太陽能電池板的面積約為8m2，驅(qū)動(dòng)電機(jī)能夠?qū)⑤斎牍β实?0%轉(zhuǎn)化為用于牽引汽車前進(jìn)的機(jī)械功率。(已知半徑為r的球的表面積為S=4πr2)1.根據(jù)以上數(shù)據(jù)，通過計(jì)算對(duì)小明的設(shè)想進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)。2.你對(duì)他的設(shè)想有什么改進(jìn)建議?如下圖所示是一種電梯的結(jié)構(gòu)示意圖，電梯廂在電梯井中沿豎直通道上下運(yùn)行。鋼鏈的兩端分別固定在電梯井頂部的A點(diǎn)和B點(diǎn)，同時(shí)鋼鏈繞過重15000N電梯廂下的滑輪而托起整個(gè)廂體E，又跨過電梯井頂部由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)并帶動(dòng)有齒輪的輪軸C，在C和B之間吊起與動(dòng)滑輪相連的配重D。電梯載重量為10人（1人的質(zhì)量按60Kg計(jì)算，g取10N/Kg，忽略摩擦及鋼鏈的質(zhì)量）。請(qǐng)回答：①配重的功能是什么？在已知電梯廂重和載重量的情況下，配重的質(zhì)量最好是多大？②當(dāng)電梯滿載勻速上升時(shí)，A、B兩點(diǎn)受到的拉力各是多少？如右圖所示是某家用燃?xì)鉄崴鹘Y(jié)構(gòu)原理圖，微動(dòng)開關(guān)K與活塞相連，活塞與水管相通，淋浴時(shí)，打開淋浴閥，噴頭有水噴出，根據(jù)

的規(guī)律，活塞應(yīng)向

（填左或右）移動(dòng)，由電磁鐵的磁力把燃?xì)忾y打開，同時(shí)電子點(diǎn)火，燃?xì)膺M(jìn)入灶頭燃燒，有熱水流出；流完后，關(guān)閉淋浴閥，熱水器熄火，若熱水器各