物理提高班讲座2009年初中物理竞赛题选讲 42页

物理提高班讲座2009年初中物理竞赛题选讲\n(2009年全国应用物理初赛)与火车相比，汽车车厢外表面更容易堆积灰尘。对于导致这种现象的原因分析，你认为下列说法中最可能的是()A．火车车厢的外表面比汽车车厢的外表面光滑，更不容易堆积灰尘B．火车行驶的速度比汽车的大，产生的风更大，更容易把灰尘吹掉C．火车行驶的速度比汽车的大，车厢外侧空气流动的速度比汽车的大，车厢外侧气压比汽车的小，车厢的内外压强差比汽车的大，更不容易堆积灰尘D．在车辆行驶过程中，车厢外表面由于和空气摩擦而带电，因为汽车的轮胎是绝缘的橡胶，和铁轮的火车相比更不容易把电荷导入地下，因而更容易吸附灰华。D\n（2009年上海市第23届初中物理竞赛）在图7所示的电路中，电表1、2、3分别是电流表或电压表。电阻R1和R2并联，则下列关于电表类型的判断中正确的是（）(A)电表1是电压表，电表2、3是电流表(B)电表2是电压表，电表1、3是电流表(C)三个电表都是电流表(D)三个电表都是电压表B\n（2009年上海市第23届初中物理竞赛）如图8所示，(a)、(b)两个电路的电源完全相同，且R1=R2=R3≠R4。则下列说法中正确的是（）(A)电流表A1没有示数，电流表A2有示数(B)电流表A1、A2都有示数，且示数相同(C)电流表A1、A2都有示数，且电流表A1的示数较大(D)电流表A1、A2都有示数，且电流表A2的示数较大D\n(2009年全国应用物理初赛)如下图甲所示，在一根横跨河流两岸的硬塑料管内穿有三根完全相同的导线。为了辨别哪两个线头为同一根导线的两端，工人师傅用图乙所示的“测通器”来进行测试。他首先将A和B连接起来，然后将“测通器”的m连接在D上，将n连接在F上，发现此时小灯泡发光……。工人师傅据此可以做出什么判断?下一步他将如何操作才能最终搞清每根导线的两端?\n三个要点：（1）确定C、E为同一导线的两端。（2）为了弄清另两根导线的两端，可以连接A和C，测通器的一端必须与E相连，若另一端接F，小灯泡发光，则BD为同一根导线，AF为同一根导线；若不发光，则AD为同一根导线，BF为同一根导线。（3）也可以让另一端接D，若小灯泡发光，则BF为同一根导线，AD为同一根导线，；若不发光，则AF为同一根导线，BD为同一根导线。\n（2009年上海市第23届初中物理竞赛）在图4所示的电路中，电源电压保持不变当闭合电键S后，将滑动变阻器的滑片向左滑动时()(A)灯L1、L3变亮，灯L2变暗(B)灯L1、L2变亮，灯L3变暗(C)灯L2、L3变亮，灯L1变暗(D)灯L1、L2、L3都变亮B\n（2009年上海市第23届初中物理竞赛）在图23(a)所示的电路中，电源电压保持不变，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合电健S，调节滑动变阻器，将滑动变阻器的滑动触头P从最左端滑到最右端，两电压表的示数随电路中电流变化的完整过程困线如图23(b)所示。则图线_____(填“甲”或“乙”)是电压表V2示数随电流变化的图线。滑动变阻器的最大阻值为欧，如果将定值电阻R1阻值换为20欧，同样将滑动变阻器的滑动触头P从最左端滑到最右端。请在图23(c)中画出两电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线。乙20\n(2009年全国应用物理初赛)小明学了家庭电路的知识后，在生活中更加注意观察家用电器。他发现自己家洗衣机用的是三脚插头，插头上标有一些符号和文字，如图所示。(1)请写出以下标识或字符的含义：①10A250V；②E；③L；④N。(2)小明仔细观察三只插脚，又有新的发现：标有“E”字的插脚比其他两脚稍长一些。他又查看了其他用电器的三脚插头，也是这种情况。请你从安全用电的角度写出这样制作的好处。\n（1）①此插头允许通过的最大安全电流为10A，能够承受的最大安全电压为250V；②地线③火线④零线（2）三个要点：①接地插脚比其他两脚稍长一些，这样当将插头插入插座的瞬间，用电器的金属外壳首先接地，然后用电器跟火线、零线连通；②而当拔下插头时，用电器先与火线、零线断开，最后金属外壳再与地线分开。③保证在插入和拔下插头的瞬间，即使用电器的外壳“漏电”，也不会使人触电。\n（2009年上海市第23届初中物理竞赛）一个电阻两端的电压为3伏通过的电流为1安，当其两端的电压增加了6伏时，其功率增加了()(A)3瓦(B)9瓦(C)12瓦(D)24瓦D\n（2009年上海市第23届初中物理竞赛）通常情况下，电阻的阻值会随温度的变化而改变，利用电阻的这种特性可以制成电阻温度计，从而用来测量较高的温度。在图21所示的电路中，电流表量程为O～25毫安，电源电压恒为3伏，R为滑动变阻器，电阻Rt作为温度计的测温探头。当t≥0℃时，Rt的阻值随温度t的变化关系为Rt=20+0.5t（单位为欧）。先把Rt放入0℃环境中，闭合电键中S，调节滑动变阻器R，使电流表指针恰好满偏，然后把测温探头Rt放到某待测温度环境中，发现电流表的示数为10毫安，该环境的温度为℃；当把测温探头R，放到480℃温度环境中，电路消耗的电功率为瓦。3600.025\n（2009年上海市第23届初中物理竞赛）如图22(a)所示是某生产流水线上的产品输送及计数装置示意图。其中S为一激光源，R1为光敏电阻(有光照射时，阻值较小；无光照射时，阻值较大)，R2为定值保护电阻，a、b间接一“示波器”(示波器的接入不影响电路)。光敏电阻两端的电压随时间变化的图象，可由示波器显示出来。水平传送带匀速前进，每当产品从传送带上通过S与R1之间时，射向光敏电阻的光线会被产品挡住，示波器显示的电压随时间变化的图象如图22(b)所示。已知计数器电路的电源电压恒为6伏，保护电阻R2的阻值为20欧，则光敏电阻在有光照和光被挡住两种状态下的电阻值之比为；光敏电阻在1小时内消耗的电能为焦。1：21560\n(2009年全国应用物理初赛)小琳家新安装了一台电热水器，电热水器的铭牌旁贴有右侧所示的一段警示语。请你应用学过的物理知识对这段警示语的必要性给予合理的解释。1.严禁湿手拔插电源插头。2.必须确认电热水器贮水再，才能通电加热。3．在气温低于00C的寒冷季节，欲长时间停用热水器，请先排空电热水器中的水。三个要点：（1）因为日常用水不是纯净水，含有杂质，会导电，湿手插拔电源插头容易触电（2）若水箱中无水，通电后热水器的温度会快速持续上升，直至损坏热水器（3）在气温低于0摄氏度的寒冷季节，长时间停用热水器，热水器中的水会因为结冰而体积变大，容易胀破热水器。\n（2009年全国应用物理复赛）小兰家的全自动家用豆浆机的部分技术数据如下：额定电压220V电机功率180W额定频率50Hz加热功率800W加干豆量75g加水量1200mL制作豆浆的程序大致如下：(水温为20℃)工作程序加热→打浆→煮浆→防溢延煮→断电报警工作时间与状态电热器开始加热，8min后，水温达到打浆设定温度。电机带动刀片高速打浆，打浆共4次，每次打15s，间隔15s。电热器继续加热，直至豆浆第一次沸腾，耗时2min。电热器间断加热，(每加热lmin，停20s)使豆浆反复煮沸，充分煮熟。共6min40s结束。机器发出声光报警，提示豆浆已做好小兰在用该豆浆机制作豆浆之前关闭了她家所有的用电器开关，然后在豆浆机开始制作豆浆的同时，开始记录她家电能表(如图3所示)的转盘转过的圈数，当豆浆机发出声光报警时为止，数得电能表的转盘转过了74圈。请回答：(1)煮好一锅这样的豆浆需要消耗多少电能?(2)根据第1问的计算结果，计算制作一锅这样豆浆的过程中她家电能表的转盘应转过多少圈?(3)第2问中计算的结果与小兰实际记录的圈数相符吗?如不相符，请说出你对产生这一偏差的猜想\n\n参考答案：（1）煮好一锅这样的豆浆需要消耗电能：W=W1+W2=P1t1+P2t2=800×（8×60＋2×60＋400×）J＋180×4×15J=730800J（2）电能表应当转过的圈数：n=圈=73圈（3）不相符。猜想：①某些电器在关闭开关后，仍处于待机状态，消耗电能；②家庭电路电压偏低，豆浆机实际功率偏小；③在制作豆浆过程中，豆浆机向环境散热；④电能表存在误差；⑤小兰记录存在误差；⑥导线发热消耗电能。\n(2009年全国应用物理初赛)有一种太阳能照明灯，太阳能电池板供1只“220V40W”的电子节能灯工作。若太阳能电池板接收太阳能的有效面积为0.3m2，地球上该处与太阳光垂直的表面接收的太阳辐射能约为7.2×104J／(min·m2)，太阳光照一天，恰好可供电子节能灯工作10h。假设太阳光一直垂直照射太阳能电池板，且不考虑天气影响，每天以8h计算。求：（1）太阳能照明灯利用太阳能的效率大约是多少?（2）若200W的白炽灯与这种40w的电子节能灯的发光效果相当。请你根据下表中数据计算说明：按目前价格使用这种太阳能照明灯与使用这种白炽灯相比在经济上是否有优势?(灯每天工作10h，一年按365天计算)额定电压/V额定功率/W平均寿命每只售价/元每度电费/元白炽灯2202001000小时2．00.5电子节能灯220408000小时20太阳能电池板20年1500\n\n(2009年全国应用物理初赛)修补被扎破的自行车内胎时，修车师傅通常用一把周身是刺的锉将内胎扎破处的外表面锉毛，再把要补上去的橡胶补丁贴在内胎上的一面也锉毛，然后再将锉毛的两个表面涂上胶水，待胶水晾一会儿之后，对准、压紧……。对于下列锉毛橡胶表面的主要目的的分析，你认为最可能的是（）A．使补胎处的橡胶更膨松，以增强补胎处橡胶的弹性B．增大内胎和橡胶补丁接触的表面积，以充分发挥胶水的粘合作用C．增大内胎与橡胶补丁之间的摩擦，防止错位D．防止因补胎处太厚而导致内胎对外胎的压强不均匀，避免外胎爆胎B\n（2009年上海市第23届初中物理竞赛）某人骑车向正东方向行驶，看到插在车上的小旗向正南方向飘动，假设风速保持不变，骑车人沿正南方向行驶时，小旗的飘动方向不可能的是()(A)正东方向(B)正北方向(C)东偏南方向(D)东偏北方向B\n（2009年上海市第23届初中物理竞赛）2008年9月“神舟”七号航天员成功完成了第一次太空行走，如图1所示。航天员走出飞船座舱到太空中工作时，生命保障系统巾航天服提供。则下列表述的航天服的作用中，不正确的是（）(A)防止宇宙射线的辐射(B)改变失重环境(C)保证稳定的气压和通风(D)高真空防热传递和恒定调温B\n（2009年上海市第23届初中物理竞赛）宇航员在失重的太空舱内可以完成的实验是（）(A)用弹簧测力计测拉力(B)用密度计测液体的密度(C)用天平测质量(D)用水银气压计测气体的压强A\n（2009年上海市第23届初中物理竞赛）小明在广场上游玩时，将一充有氢气的气球系于一辆玩具小汽车上，并将玩具小汽车放置在光滑的水平地面上，无风时细绳处于竖直方向，当一阵风沿水平方向吹向气球时，则下列说法中正确的是（）(A)小汽车可能被拉离地面(B)氢气球仍处于静止状态(C)小汽车一定沿地面滑动(D)小汽车仍处于静止状态C\n（2009年上海市第23届初中物理竞赛）著名数学家苏步青年轻时有一次访问德国，当地一名数学家在电车上给他出了一道题：甲、乙两人相对而行，相距50千米。甲每小时走3千米，乙每小时走2千米。甲带一条狗，狗每小时走4千米，同甲一起出发，碰到乙后又往甲方向走，碰到甲后它又往乙方向走，这样持续下去，直到甲乙两人相遇时，这条狗一共走了（）(A)50千米(B)40千米(C)30千米(D)20千米B（2009年上海市第23届初中物理竞赛）如图9所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向里的电流，则（）(A)磁铁对桌面压力增加且不受桌面的摩擦力作用(B)磁铁对桌面压力增加且受到桌面的摩擦力作用(C)磁铁对桌面压力减小且不受桌面的摩接力作用(D)磁铁对桌面压力减小且受到桌面的摩擦力作用A\n（2009年上海市第23届初中物理竞赛）一般情况下，河水越靠近河的中央，水速越大；越靠近河岸，水速越小，如图10所示。假设水速与离河岸的距离成正比，一艘船船头始终垂直河岸方向(船相对水的速度不变)，从河岸A点向对岸驶去并到达对岸下游处的B点。则在下列示意团中，能合理描述其行进路径的是（）C\n（2009年上海市第23届初中物理竞赛）甲、乙两同学想测量一卷筒纸的总长度。考虑到纸筒上绕的纸很长，不可能将纸全部放开拉直了再用尺测量。甲同学的方法是：首先从卷筒纸的标签上了解到，卷筒纸拉开后纸的厚度为d，然后测出卷筒纸内半径为r，外半径为R，则卷筒纸的总长度L为。乙同学的方法是：首先测出卷筒纸内半径为r，外半径为R，然后拉开部分卷筒纸测出它的长度为L。，此时卷筒纸的外半径由一开始的R减小到Ro，则卷筒纸的总长度L为。\n（2009年上海市第23届初中物理竞赛）如图18所示，B、C两点相距60米，C、A两点相距80米，AC与BC相互垂直。甲以2米/秒的速度由B点向C点运动，乙以4米/秒的速度同时由C点向A点运动。经过秒，甲、乙之间的距离最近；经过秒，甲、乙所处位置与C点构成的三角形和三角形ABC可能相似。612或90/11\n（2009年上海市第23届初中物理竞赛）如图20所示，粗细相同密度均匀的细棒做成“L”形，其中AC与CB垂直，AC长L，CB长L/2，整根细棒的重力是G，并放在固定的圆筒内，圆筒内侧面和底面均光滑，圆筒横截面的直径为L。平衡时细棒正好处于经过圆简直径的竖直平面内。此时细棒对圆筒底面的压力大小为；细棒B端对圆筒侧面的压力为。G4G/15\n(2009年全国应用物理初赛)在建造高楼大厦时，其地基大多采用箱式基础。所谓箱式基础，就是把整栋大楼占地范围的地皮掏空挖深，然后填上钢筋混凝土。箱式基础的优点在于：第一，增大了大楼与地面的接触面积，从而减小了大楼对地面的_________，可有效地防止地皮大幅度的下陷；第二，降低了整栋大楼的___________，增大了大楼的稳度，提高了大楼的抗震能力。压强重心\n(2009年全国应用物理初赛)如图甲所示，煤气管道包括户外和户内两部分，二者之间连接着一只煤气表。工人师傅给每户安装完户内管道后，都要检查一下管道是否漏气。有一种检测装置如图乙所示，在两端开口的透明的U型管中装有水，当U型管两端压强相等时，两侧水面相平。检测时，关闭开关后，用力向用户管道口Y内吹气，然后迅速将U型管的一端Y与用户管道口Y相连接，U型管内水面出现高度差(如图丙所示)。观察U型管中水面的变化可以判断户内管道是否漏气()A．若水面高度差逐渐增大，则表明不漏气B．若水面高度差逐渐减小，则表明不漏气C．若水面高度差保持不变，则表明漏气D．若水面高度差保持不变，则表明不漏气D\n（2009年上海市第23届初中物理竞赛）如图5所示，甲、乙两个正方体物块放置在水平地面上，甲的边长小于乙的边长。甲对地面的压强为P1，乙对地面的压强为P2。（）(A)如甲、乙密度相等，将甲放到乙上，乙对地面的压强有可能变为P1(B)如甲、乙密度相等，将乙放到甲上，甲对地面的压强有可能变为P2(C)如甲、乙质星相等，将甲放到乙上，乙对地面的压强有可能变为P1(D)如甲、乙质量相等，将乙放到甲上，甲对地面的压强有可能变为P2C\n（2009年上海市第23届初中物理竞赛）图6是一个足够长，粗细均匀的U形管，先从A端注入密度为ρA的液体，再从B端注入密度为ρB、长度为L的液柱，平衡时左右两管的液面高度差为。现再从A端注入密度为ρc液体，且ρc=ρB，要使左右两管的液面相平，则注入的液柱长度为()（A）2L/3（B）3L/4(C)4L/5(D)LA\n（2009年全国应用物理复赛）小明家的高压锅锅体直径为24cm，排气孔内径为4mm。小明不慎丢失了锅的限压阀，当他到商店购买时售货员告诉他，生产这个锅的厂家提供的限压阀有两种，孔径相同，质量分别为100g和60g。（1）请你根据说明书给出的数据，通过计算说明，小明应该买哪一种限压阀。(说明书标有：当大气压为105Pa时，该锅最高温度为120℃。已知：水的沸点与压强的关系如图1所示，取g=10N/kg)（2）请你说明如果买另一种限压阀，使用时会出现什么问题。\n参考答案：（1）由图1可知，当锅内温度为120℃时，锅内压强p=1.8×105Pa。此时限压阀受力：F0+G=F设安全阀的质量为m，则有：p0S+mg=pS可得：m=kg=0.1kg=100g所以，应该买质量为100g的限压阀。（2）如果买了另一种质量为60g的限压阀，使用时会出现锅内的最高气压值偏小，锅内温度不能达到120℃的后果。\n（2009年上海市第23届初中物理竞赛）水平桌面上的烧杯内装有一定量的水，轻轻放入一个小球后，从烧杯中溢出100克的水，则下列判断中正确的是()(A)小球所受浮力可能等于1牛(B)小球的质量可能小于100克(C)小球的体积一定等于100厘米3(D)水对烧杯底的压强一定增大A\n（2009年上海市第23届初中物理竞赛）取一片金属箔做成中空的桶，它可以漂浮在盛有水的烧杯中。如果将此金属箔揉成团，它会沉人水底。比较前后两种情况，则下列说法中正确的是()(A)金属箔漂浮时受到的重力比它沉底时受到的重力小(B)金属箔漂浮时受到的浮力比它沉底时受到的浮力大(C)金属箔沉底时受到的浮力等于它的重力(D)金属箔沉底时排开水的体积与它漂浮时排开水的体积相等B\n（2009年上海市第23届初中物理竞赛）某冰块中有一小石头，冰和石头的总质量是64克，将它们放在盛有水的圆柱形容器中恰好悬浮于水中。当冰全部熔化后，容器里的水面下降了0.6厘米，若容器的底面积为10厘米2，则石头的密度为（）(A)2.O×l03千克/米3(B)2.5×103千克/米3(C)3.O×l03千克/米3(D)3.5×l03千克/米3B\n（2009年全国应用物理复赛）小胖同学在暑假期间参加了农村电网改造的社会实践活动，其中电工所挖的埋水泥电线杆的坑引起了小胖的兴趣。坑的形状如图5所示，从地面上看，坑基本上是一个长方形，其宽度仅比电线杆的粗端直径稍大一点，坑中沿长方形的长边方向有一从地面直达坑底的斜坡。请你回答：(1)为什么要挖成图5所示的深坑，而不挖成图6甲所示的仅比电线杆略粗一点的圆筒状深坑，或者如图6乙、丙所示的那种大口径的方形或圆形的深坑?这样做有什么好处?(2)通过计算对比分析：如果将这种水泥电线杆分别埋入图5、图6甲所示的坑中。则把水泥电线杆放到坑口适当位置后，在竖起水泥电线杆的过程中，抬起水泥电线杆的细端至少分别需要多大的力?已知这种坑深2.0m，宽0.3m，地面处坑口长2.3m，坑底长0．3m。水泥电线杆的质量为600kg，长10.0m，粗端直径0.25m，其重心距粗端4.0m。(取g=10N/kg)(3)在上述两种情况下，竖起水泥电线杆的过程中，人们对水泥电线杆至少分别要做多少功?\n参考答案：（1）挖成图5所示的深坑好处如下：①少挖土方：挖成图5所示的深坑要比挖成图6乙、丙所示的深坑少挖土方，这样可以少做功，避免人力浪费，提高劳动效率。②便于施工：施工人员更易于从图5所示的坑里向外取土。③省力省功：用图5所示的深坑埋水泥电线杆，与用图6甲所示的深坑埋水泥电线杆相比，不必将电线杆沿竖直方向直立在地面上，重心上升高度小，施工时即省力又省功。④施工安全：用图5所示的深坑埋水泥电线杆，施工人员只需从有斜坡的方向扶住水泥电线杆就行了，水泥电线杆不会向其它方向倾倒，施工比较安全。\nA2F2B2O2G图答2A1F1B1O1G图答1（2）①若将这种电线杆埋入图5所示的坑中，电线杆就位后的情况如图答1所示。设竖起电线杆的过程中，在细端所用拉力为F1。在图答1中，电线杆粗端伸入坑口的距离为2.3m-0.3m=2.0m进而：O1A1=10.0m-2.0m=8.0mO1B1=4.0m-2.0m=2.0m电线杆重：G=mg=600×10N=6000N根据杠杆平衡条件，有：F1×O1A1=G×O1B1解得：F1=A2F2B2O2G图答2A1F1B1O1G图答1F1=1500N\n②若将这种电线杆埋入图6甲所示的坑中。电线杆就位后的情况如图答2所示。设竖起电线杆的过程中，在细端所用拉力为F2。在图答2中：O2A2=10.0mO2B2=4.0m根据杠杆平衡条件，有：F2×O2A2=G×O2B2解得：N（3）在图答1中，电线杆重心升高：h1=4.0m-2.0m=2.0m人们对电线杆做功：W1=Gh1=6000×2.0J=12000J在图答2中，电线杆重心升高：h2=4.0m人们对电线杆做功：W2=Gh2=6000×4.0J=24000J