力學(xué)綜合計算題分類例析

綜觀歷年各省市中考題，不難發(fā)現(xiàn)，力學(xué)計算大多以綜合題的形式出現(xiàn)，單獨用一個知識點只對某一個物理量（如密度、壓強等）進(jìn)行求解的力學(xué)計算題已很少見了，絕大部分力學(xué)的計算題都有一定的綜合性。綜合題的優(yōu)點是：一方面能考查學(xué)生分析、理解和推理的思維能力，另一方面考查學(xué)生綜合運用知識的能力和知識遷移能力。這完全符合新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求和目標(biāo)，所以這種題型在今后的中考中仍將占有很重要的位置。本專題從以下幾個方面對這類計算題進(jìn)行分析探究。以指導(dǎo)同學(xué)們解題時抓住要點，一舉突破。

一.思路和方法

1.讀懂題意或圖示，明確已知量和所求量。

有些新題型會出現(xiàn)一些新名詞或概念，有的已知條件比較隱蔽，應(yīng)該努力挖掘出對解題有用的信息。

2.分析研究對象所處的狀態(tài)或物理過程，找出已知量和未知量之間的聯(lián)系。

為了幫助分析，通常對研究對象進(jìn)行受力分析并畫出受力圖，確定哪些力構(gòu)成平衡力，根據(jù)平衡條件建立平衡方程式，這是很關(guān)鍵的一步。

3.明確題目所描述的對象和過程涉及到哪些知識點，選擇適當(dāng)?shù)墓�式或�?guī)律進(jìn)行計算。

①求壓強時可用，兩個公式進(jìn)行求解。但后一個公式一般用來求解液體壓強，只有豎直放置的柱體對支承面產(chǎn)生壓強，才能用來解。

②計算浮力的方法有很多：（1）阿基米德原理；（2）彈簧測力計測浮力（G與F分別為物體在空氣中稱和在液體中稱時彈簧測力計的示數(shù)）；（3）平衡法：物體處于漂浮或懸��；（4）壓力差法：。根據(jù)已知條件和研究對象所處的狀態(tài)選擇適當(dāng)?shù)墓�式求浮力�?/p>

③求滑輪組的機械效率也有兩個公式：和。當(dāng)滑輪組豎直提升物體時就用前者，當(dāng)滑輪組水平拉物體時就用后者。

4.驗證計算結(jié)果

對答案進(jìn)行檢驗，看過程有無錯誤，看結(jié)果是否符合實際。

二.熱點問題歸類

熱點一：密度、壓強和浮力的綜合。

例1.某電梯公寓樓約40m，完成此建筑物需要澆鑄鋼筋混凝土，還需要使用其他建筑材料，混凝土密度為，取。求：（1）已知自來水的密度為，若要從地面向樓頂提供自來水，加壓設(shè)備至少需要給施加多大的壓強？（不考慮大氣壓強）

（2）測量表明，該樓的地基所承受的壓強不得超過，若地基與地面的接觸面積為，則此大樓另外添加的裝飾材料、各種設(shè)備等物資及進(jìn)入大樓的人員的總質(zhì)量不得超過多少？

解析：這是一道密度和壓強的綜合題，根據(jù)公式。（1）小題立即解決。（2）小題中要求質(zhì)量，則可以先求出最大重力，然后求出最大質(zhì)量，最后減去已有的質(zhì)量即可，具體解法如下：

（1）

（2）設(shè)混凝土、其他建筑材料和其余部分的質(zhì)量分別為m1、m2和m3，總重量為G

當(dāng)m3最大時，G最大，大樓對地基的壓力F最大，地基所承受的壓強達(dá)到最大值。

所以

所以

例2.去年南京市對大明湖進(jìn)行了首次換水清淤，換水后大明湖水清澈見底，魚兒歡暢。愛湖小分隊的同學(xué)準(zhǔn)備利用自己掌握的科學(xué)知識對湖水水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測。他們通過調(diào)查，了解到大明湖周邊主要污染源很容易導(dǎo)致湖水密度變大，而密度達(dá)到的水域就不適宜湖里魚類生存，他們就想到做一個簡易的密度計來監(jiān)控湖水密度。為此找來一根長為1.2m粗細(xì)均勻的木條，在底端嵌入適量重物，使其能直立漂浮水中，做好相應(yīng)的標(biāo)記后就可以監(jiān)測湖水的密度了，測量得該簡易密度計的總質(zhì)量為0.5kg。（g取10N/kg）

（1）先將該木條放入足夠深的清水中，測得木條露出水面0.2m，在水面處畫上白線，請計算此時木條底端受到的水的壓強及木條受到的浮力。

（2）請通過計算說明應(yīng)在木條的什么位置畫上表示污水密度達(dá)到時的紅線，以監(jiān)測湖水密度是否超標(biāo)。

解析：此題是一道運用知識解決實際問題的好題，綜合的知識有壓強、浮力和二力平衡等。（1）木條底端受到水的壓強可直接用來求；又因木條處于漂浮狀態(tài)，故可用二力平衡法求浮力。

由于木條處于漂浮狀態(tài)，所以：

（2）此題實際上是求木條浸入污水的深度h，要求深度必先求，因為，可通過浮力算出。又因木條的橫截面積S未知，深度h似乎無法求出，但我們要善于利用（1）小題的條件，找到兩者的相同之處，即在清水中和污水中都處于漂浮狀態(tài)，兩者受到的浮力相等，所以

，即，所以：

熱點二：速度、功率和效率的綜合

例3.如圖1所示，物體重20N，在拉力F的作用下，以0.5m/s的速度沿水平方向勻速運動，物體與地面的摩擦力是物重的0.2倍，求：

（1）不記滑輪、繩重和滑輪組的摩擦，拉力的大小及拉力的功率。

（2）若拉力為2.5N，該滑輪組的機械效率。

圖1

解析：在不計摩擦的情況下，可直接用滑輪組省力公式求拉力，不過不是，而應(yīng)該是（是物體A與地面的摩擦）。因為對物體的拉力不是等于物體的重量，而是等于地面對物體的摩擦力。相應(yīng)地，求這種水平裝置的滑輪組的機械效率的計算公式也應(yīng)該是，而不是。拉力的功率可進(jìn)行如下推導(dǎo)：

（1）拉力的大�。�

拉力的功率：

（2）

熱點三：壓強或浮力與杠桿類相結(jié)合的綜合題

例4.圖2是小明設(shè)計的一個用水槽來儲存二次用水的沖廁裝置。帶有浮球的橫桿AB（B為浮球的中心）能繞O點轉(zhuǎn)動，倒“T”形閥門C底部為厚度不計的橡膠片，上部為不計粗細(xì)的直桿，進(jìn)水口的橫截面積為4cm2，浮球的體積為100cm3，OB是OA長度的6倍，AB桿左端壓在閥門C上，閥門C堵住進(jìn)水口時，AB桿水平，浮球頂部和溢水口相平，不考慮閥門C、橫桿AB及浮球受到的重力。（）求：

（1）浮球浸沒時，浮球受到的浮力多大？A端受力多大？

（2）為了防止水從溢水口溢出，水槽中的水面與溢水口的高度差不能超過多少？

圖2

解析：本題又是一道力學(xué)綜合題，描述的物理情境較為復(fù)雜，所以分析審題是關(guān)鍵，尤其是要把這個裝置的結(jié)構(gòu)示意圖看懂，搞清楚它的工作過程和原理，解題過程如下：

（1）當(dāng)球全部浸沒水中時：

橫桿B端受力等于浮球所受浮力，即：

運用杠桿平衡條件：

，因為

所以A端受力為：

（2）水恰能從溢水口流出時水槽中的水面距溢水口的高度差是允許的最大值。此時，浮球全部浸沒，閥門C受到水槽中的水向上的壓力和水箱中水向下的壓力及浮球浸沒時杠桿A端對閥門C向下的壓力相互平衡，即：

                                         ①

設(shè)水槽中的水面距閥門C底部橡膠片的高度為H，溢水口到閥門C底部橡膠片的高度為h，則：

                                             ②

                                              ③

把②③式代入①中，有

整理得：

第十六屆全國初中應(yīng)用物理知識競賽初賽試卷

一、選擇題  以下各小題給出的四個選項只有一個是正確的，把正確

選項前面的字母填在題后的括號內(nèi)(每小題3分，共15分)。

    1．小亮同學(xué)從超市買來一個玻璃瓶裝的鐵皮蓋罐頭，想把瓶蓋打開，可是怎么也擰不動。小亮的哥哥用螺絲刀沿瓶蓋的邊輕輕撬了幾下，一擰就打開了。這主要是因為用螺絲刀撬瓶蓋可以  【    】 

A．增大瓶蓋直徑，減小瓶蓋側(cè)壁對瓶的壓力

B．減小瓶蓋與瓶口的接觸面積

C．減小瓶內(nèi)外氣體的壓力差

D．由于撬了蓋的一邊，而增大了蓋的另一邊的壓力

    2．高壓輸電線路的鐵塔頂端有一條(或兩條)比下面輸電線細(xì)的金屬線(如圖1～圖2)，它的作用是    【    】

  A．加強鐵塔的穩(wěn)定性

  B．傳輸零線的電流

  C．防雷電，起到避雷針的作用

  D．作為備用線，供輸電線斷開時應(yīng)急使用

3．用普通照相機拍照時，要按被照物體距相機鏡頭的遠(yuǎn)近進(jìn)行“調(diào)焦”，使用起來不太便捷。有一種“傻瓜”相機，只要把想拍攝的景物全部納入取景器內(nèi)，不論遠(yuǎn)處還是近處的物體，在照片上都比較清晰，從而使拍照的過程變得十分快捷。這種“傻瓜”相機不用“調(diào)焦”的奧秘是  【    】

    A．采用了長焦距的鏡頭，使遠(yuǎn)近不同的物體成像的位置相差不大

    B．采用了短焦距的鏡頭，使遠(yuǎn)近不同的物體成像的位置相差不大

    C．采用了長焦距的鏡頭，使遠(yuǎn)近不同的物體成像的位置相同

    D．采用了短焦距的鏡頭，使遠(yuǎn)近不同的物體成像的位置相同

    4．磁帶錄音機既可以錄音，也可用以放音，其主要部件為運行的磁帶和繞有線圈的磁頭。錄音時，磁帶上的磁粉被由聲音信號轉(zhuǎn)化而來的電流產(chǎn)生的磁場所磁化，這樣便將聲音信號轉(zhuǎn)化為磁信號記錄在磁帶上；放音時，再把磁帶上的磁信號通過磁頭轉(zhuǎn)化為電信號使揚聲器發(fā)聲。對于錄音機錄音、放音過程的基本原理，下列各種說法中正確的是  【    】

    A．錄音的基本原理是電磁感應(yīng)，放音的基本原理是電流的磁效應(yīng)

    B．錄音的基本原理是電流的磁效應(yīng)，放音的基本原理是電磁感應(yīng)

    C．錄音和放音的基本原理都是電流的磁效應(yīng)

    D．錄音和放音的基本原理都是電磁感應(yīng)

    5．王勇同學(xué)在賓館飯店看到一種自動門，當(dāng)有人靠近時，門會實現(xiàn)自動開閉。王勇同學(xué)對此產(chǎn)生了濃厚的興趣，他很想知道自動門是如何實現(xiàn)自動控制的。為此他反復(fù)做了幾次試驗：當(dāng)他輕輕地靠近自動門時，門自動打開；當(dāng)把一個足球滾向自動門時，門自動打開；當(dāng)把一面底部裝有滾珠的無色透明大玻璃板，直立著滑向自動門時，門不打開。王勇同學(xué)根據(jù)探究試驗的結(jié)果，對自動門的自控原理提出了以下幾種猜想，你認(rèn)為其中最合理的猜想是  【    】

    A．自動門“聽”到來者的聲音時，通過聲控裝置實現(xiàn)自動開閉

    B啟動門探測到靠近的物體發(fā)射出的紅外線，通過光控裝置實現(xiàn)自動開閉

    C自動門本身能發(fā)射出一種紅外線信號，當(dāng)此種信號被靠近的物體反射時，就會實現(xiàn)自動開閉

    D．靠近門的物體通過空氣能產(chǎn)生一種壓力傳給自動門，實現(xiàn)自動開閉

二、填空題(共15分)

    1．(3分)如圖3所不，小婷乘汽車到姥姥家去度假，汽車在平直公路上行駛。小婷的感覺是：遠(yuǎn)處的村莊相對于電線桿在向_________運動；近處的小樹相對于電線桿在向_______運動；電線桿周圍的景物看起來好像在繞電線桿做_____時針

轉(zhuǎn)動。

    2．(3分)列車上出售的食品常常放在如圖4所示的小推車上，若貨物均勻擺在車內(nèi)，當(dāng)前輪遇到障礙物A時，售貨員向下按扶把，這時手推車可以視為杠桿，支點是_____(寫出支點位置的字母)；當(dāng)后輪遇到障礙物A時，售貨員向上提扶把，這時支點是______。后一種情況下，手推車可以視為______力杠桿。

    3．(3分)在海拔3000 m以上的高原地區(qū)，汽車發(fā)動機的冷卻水容易沸騰，這是因為高原地區(qū)_______的緣故。常年生活在平原地區(qū)的人到達(dá)該地區(qū)后，由于空氣稀薄會產(chǎn)生缺氧反應(yīng)，為了得到足夠的氧氣，人會不自覺地進(jìn)行深呼吸，這時肺的容積與在平原上相比要擴(kuò)張得更_______(選填“大”或“小”)一些。

    4．(3分)汽車上的機械式里程表是用安裝在輪上的一組計數(shù)齒輪來實現(xiàn)計數(shù)的，而這些計數(shù)齒輪又通過特定的傳動裝置被車輪的轉(zhuǎn)動所驅(qū)動。同時車輪的轉(zhuǎn)動還通過特定的傳動裝置，傳遞給由電磁感應(yīng)原理制成的傳感器，傳感器再將反映車輪轉(zhuǎn)動情況的電信號顯示在速度表上，從而指示此時的車速。當(dāng)輪胎用久了有明顯的磨損后，就會使所計里程和指示的時速產(chǎn)生誤差。若里程表記錄里程為12000 km，則汽車實際行駛的里程將 _______(填“大于”、“小于”或“等于”)示數(shù)；若此車從北京駛往上海，以速度表上指示的時速為依據(jù)，對整個行程所估算的行駛時間將________(選填“大于”、小于”或“等于”)實際行駛時間。

    5．(3分)2005年春節(jié)晚會上，一群聾啞青年用精美絕倫的舞蹈“千手觀音”給人以美的享受，善的啟迪。

    (1)如圖5所示，觀眾看不見領(lǐng)舞者邰麗華身后站著的其他舞蹈者，這是因為光是______________傳播的。

    (2)在觀看演出的過程中，我們雖然沒有看到樂隊卻也能分辨出是何種樂器在發(fā)聲，這主要是因為不同樂器所發(fā)聲音的_________是不同的。

    (3)電視觀眾看到蓮花座上的千手觀音身披絢麗霞光，這些光是由________、_______、______三原色依不同的比例混合而成的。

  三、簡答下列各題(共22分)

  1．(4分)火箭點火發(fā)射時，若高溫火焰向下噴射到發(fā)射臺上，發(fā)射臺就會被燒

毀。為了保護(hù)發(fā)射臺，在它的底部建造了個大水池，從而巧妙地解決了這個技術(shù)問題。

    (1)火箭發(fā)射時，底部噴出的龐大的白色氣團(tuán)(圖6)是由什么組成的?它是怎樣形成的?

(2)分析“大水池”對發(fā)射臺起到保護(hù)作用的道理。

  2．(4分)在高壓輸電線路中�？煽吹� 如圖7所示的一些絕緣子。請說明為什么懸掛高壓輸電線的絕緣子的表面要涂光亮的瓷釉，而且做成一節(jié)一節(jié)的?

3．(4分)小志家買了一種點綴節(jié)日用的小彩燈，他發(fā)現(xiàn)當(dāng)其中一個小彩燈的燈絲燒斷了以后，其余的小彩燈還能繼續(xù)發(fā)光。于是小志對小彩燈之間的連接關(guān)系產(chǎn)生了興趣，為此他請教了科技人員，得到以下信息。

  他用的小彩燈規(guī)格是“2．5 V，0．25 A”，通過串聯(lián)一定數(shù)量的小彩燈，使單個小彩燈兩端所加的電壓比它的額定電壓稍低，每個小彩燈都能基本正常發(fā)光。

    小彩燈的構(gòu)造如圖8所示，在燈絲導(dǎo)電支架上除了有燈絲和起固定作用的小玻璃珠以外，還繞有約4圈細(xì)金屬絲。燈絲電阻冷時約為2．5 Ω，熱時約為15 Ω。

    細(xì)金屬絲的電阻為1 Ω，正常(低壓)情況下，由于支架表面有一層氧化銅的緣故，它與燈絲支架是不導(dǎo)通的，沒有電流流過。若加上較高的電壓(如220 V)時氧化層可被擊穿，細(xì)金屬絲與燈絲支架導(dǎo)通。

    根據(jù)以上介紹的資料，請你說明為什么一個小彩燈的燈絲燒毀后，其他的小彩燈還能繼續(xù)發(fā)光。

    4．(4分)向陽中學(xué)廣播室想借助于雙刀雙擲開關(guān)控制南北兩教學(xué)樓的喇

叭：開關(guān)擲向A端時南面的三只喇叭接通，擲向B端時南北六只喇叭全部接通。

請你用筆畫線代替導(dǎo)線按上述要求完成圖9中的電路圖。

  5．(6分)長期以來，實心粘土磚一直是我國主要的建筑材料。由于粘土磚在生產(chǎn)過程中存在著諸多弊端，國家有關(guān)部門提出了減少粘土磚使用率、倡導(dǎo)新型

材料的要求。如圖10所示的空心水泥磚就是新型建筑材料的一種。請你從節(jié)能與環(huán)保等方面分析，使用空心水泥磚比使用實心粘土磚有哪些好處。(至少寫出三條)

 四、(6分)李明同學(xué)家要買一個燒水用的水壺，超市里有兩種容積相同但品種

不同的鋁質(zhì)水壺可供選購，一種是放在液化氣灶上用的，另一種是壺內(nèi)裝有電熱器的，如圖ll所示。李明想比較哪一種水壺?zé)�水更省錢。他首先進(jìn)行了調(diào)查，得到如下資料：當(dāng)?shù)鼐用裼秒姷膬r格是0.5元／度；瓶裝液化氣的價格是60元／瓶(每瓶中液化氣的質(zhì)量約為15 kg，液化氣的熱值為4.2×10⁷J／kg),用液化氣燒水的熱效率約為30％，用電熱水壺?zé)�水的熱效率約為90％。根據(jù)以上信息，請你通過計算分析一下用哪種水壺?zé)�水更省錢。

    五、(8分)為了保護(hù)環(huán)境，治理水土流失，學(xué)校的環(huán)保小組設(shè)計并進(jìn)行了河水含沙量的研究。

    第一階段是理論分析：分別以ρ_水、ρ_沙、ρ_泥水表示水、泥沙、泥沙水的密度，以x表示每立方米泥沙水中所含泥沙的質(zhì)量(稱做含沙量)，導(dǎo)出了ρ_泥水與ρ_水、ρ_沙、x的關(guān)系式；然后作出了泥沙水的密度ρ_泥水隨含沙量x變化的圖象。

    第二階段是實驗驗證：在一個量筒里放入一定量干燥的黃土，再倒入一定量的清水，計算出含沙量x，并測出泥沙水的密度ρ_泥水；接著再多次加入清水配制成不同密度的泥沙水，進(jìn)行同樣的計算和測量，由此得出ρ_泥水與x的多組數(shù)據(jù)；然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)作出了表示泥沙水的密度與含沙量關(guān)系的ρ_泥水－x圖象。他們驚喜地發(fā)現(xiàn)，實驗結(jié)果與理論分析是一致的。

    第三階段是實際測量：在一次山洪沖刷地面時，他們采集了40 L的水樣，稱出其總質(zhì)量為40.56kg。此前已經(jīng)測出干燥的泥沙的密度ρ_沙：2.4×10³kg／m³，于是求出了洪水中的平均含沙量。

    (1)請你參與環(huán)保小組第一階段的工作，導(dǎo)出ρ_泥水與ρ_水、ρ_沙、x的關(guān)系式。然后根據(jù)關(guān)系式作出泥沙水的密度ρ泥水隨含沙量x變化圖象的草圖。

(2)請你參與環(huán)保小組第三階段的計算工作，求出洪水中的平均含沙量。

    六、(10分)現(xiàn)在很流行的數(shù)碼相機的主要優(yōu)點是可以直接生成數(shù)碼照片，從而可以方便地進(jìn)行編輯與加工，保存的時間也更長。而且數(shù)碼照片還可以直接在

電腦上顯示出來，或者通過電子郵件傳送出去。

    下面是一款數(shù)碼相機的電池的一些資料。根據(jù)右面提供的信息以及下面對數(shù)碼相機工作過程的介紹，回答相關(guān)問題：

    (1)數(shù)碼相機的電源打開后，就處于待機狀態(tài)，這時要消耗一定的電能；拍攝時，拍攝與處理數(shù)據(jù)所消耗的電能就更大。假設(shè)用一個充滿電的電池作電源進(jìn)行拍照，每5min拍一張照片，相機使用過程中的平

均工作電流為0.2A。請估算一節(jié)充滿電的電池最多可以拍攝多少張照片。

    (2)對一個電能已全部耗盡的這種電池進(jìn)行完全充電，充電的效率多大?

七、(12分)空調(diào)的“匹數(shù)”，是對空調(diào)輸入功率的粗略標(biāo)識。因相同匹數(shù)不同品牌空調(diào)的制冷效能有較大的差異，為便于比較，空調(diào)的效能常以“制冷量”來表示。在選擇空調(diào)時，除了制冷量和制熱量(對冷熱空調(diào)而言)外，還要考慮“能效比”。

空調(diào)的能效比=，它表示空調(diào)器是否高效節(jié)電。目前市場上空調(diào)器的能效比相差很大，一般在2～3之間，最高的可達(dá)到3．5左右，應(yīng)盡量挑選能效比高的空調(diào)。房間所需的制冷量和制熱量可按下面的公式計算：制冷量Q_冷＝S（房間面積）×140w－180 w；制熱量Q_熱=S(房間面積)×180 W－240 W(此公式適用于層高2．5 m的房間，如果層高偏大，則應(yīng)適當(dāng)加大功率)。

    下表是小明家準(zhǔn)備購買的某一型號空調(diào)的使用說明書的一部分。

    請結(jié)合上面所介紹的知識和空調(diào)使用說明書，通過計算回答下面的問題：

    1．這臺空調(diào)的能效比是多少。

    2小明家新購買樓房客廳的面積約為30 m2，層高為2．7 m，他想在客廳內(nèi)安裝上表所示的空調(diào)。請你通過計算說明這種選擇是否合理。

    3．若小明家用此空調(diào)器制冷，空調(diào)器的壓縮機每天實際工作6 h，一個月僅空調(diào)一項所支付的電費約為多少?(當(dāng)?shù)氐碾妰r為0.5元／度)

    八、(12分)小軍家客廳墻壁上有一個控制燈的開關(guān)和一個兩孔插座裝在一起的“一開兩孔”的電工元件。圖12是元件的面板、圖13是元件殼體內(nèi)部的原接線圖。由于開關(guān)損壞，需要更換整個元件。小軍爸爸決定自己動手完成，小軍給爸爸當(dāng)助手。

    小軍爸爸?jǐn)嚅_家中進(jìn)戶線的總開關(guān)，在拆舊換新的過程中發(fā)現(xiàn)：拆下前沒有留意元件中的A、B、D三根導(dǎo)線(B、C間已有一短導(dǎo)線在內(nèi)部相連)與外面的①②③三根導(dǎo)線的連接關(guān)系(如圖14)，因為室內(nèi)導(dǎo)線都在水泥墻內(nèi)，無法觀察①②③各導(dǎo)線與墻內(nèi)導(dǎo)線的連接情況。

  于是他閉合家中進(jìn)戶線的總開關(guān)，用試電筆檢測各根導(dǎo)線，發(fā)現(xiàn)：第①根導(dǎo)線可以使試電筆發(fā)光；第②、⑨根導(dǎo)線不能使試電筆發(fā)光。

  根據(jù)小軍爸爸的檢測，能不能判斷各根導(dǎo)線的連接情況?

小軍經(jīng)過仔細(xì)思考后認(rèn)為，不能判斷每根導(dǎo)線的連接情況，如果在情況不明時盲目連接還可能出現(xiàn)更嚴(yán)重的問題。

    (1)你認(rèn)為小軍的觀點對不對?為什么?

    (2)你能不能利用常用的家用電器，如臺燈等(均帶有插頭)，鑒別出①②③根導(dǎo)線應(yīng)怎樣分別與A、B、D接線柱相連接?說出你的方法并簡述理由。

    (3)根據(jù)你的判斷，將圖14中①②⑧根導(dǎo)線與下面的A、B、D接線柱和上面的火線、零線及燈泡連接起來。

第十六屆全國初中應(yīng)用物理知識競賽初賽試卷

一、選擇題  以下各小題給出的四個選項只有一個是正確的，把正確

選項前面的字母填在題后的括號內(nèi)(每小題3分，共15分)。

    1．小亮同學(xué)從超市買來一個玻璃瓶裝的鐵皮蓋罐頭，想把瓶蓋打開，可是怎么也擰不動。小亮的哥哥用螺絲刀沿瓶蓋的邊輕輕撬了幾下，一擰就打開了。這主要是因為用螺絲刀撬瓶蓋可以  【    】 

A．增大瓶蓋直徑，減小瓶蓋側(cè)壁對瓶的壓力

B．減小瓶蓋與瓶口的接觸面積

C．減小瓶內(nèi)外氣體的壓力差

D．由于撬了蓋的一邊，而增大了蓋的另一邊的壓力

    2．高壓輸電線路的鐵塔頂端有一條(或兩條)比下面輸電線細(xì)的金屬線(如圖1～圖2)，它的作用是    【    】

  A．加強鐵塔的穩(wěn)定性

  B．傳輸零線的電流

  C．防雷電，起到避雷針的作用

  D．作為備用線，供輸電線斷開時應(yīng)急使用

3．用普通照相機拍照時，要按被照物體距相機鏡頭的遠(yuǎn)近進(jìn)行“調(diào)焦”，使用起來不太便捷。有一種“傻瓜”相機，只要把想拍攝的景物全部納入取景器內(nèi)，不論遠(yuǎn)處還是近處的物體，在照片上都比較清晰，從而使拍照的過程變得十分快捷。這種“傻瓜”相機不用“調(diào)焦”的奧秘是  【    】

    A．采用了長焦距的鏡頭，使遠(yuǎn)近不同的物體成像的位置相差不大

    B．采用了短焦距的鏡頭，使遠(yuǎn)近不同的物體成像的位置相差不大

    C．采用了長焦距的鏡頭，使遠(yuǎn)近不同的物體成像的位置相同

    D．采用了短焦距的鏡頭，使遠(yuǎn)近不同的物體成像的位置相同

    4．磁帶錄音機既可以錄音，也可用以放音，其主要部件為運行的磁帶和繞有線圈的磁頭。錄音時，磁帶上的磁粉被由聲音信號轉(zhuǎn)化而來的電流產(chǎn)生的磁場所磁化，這樣便將聲音信號轉(zhuǎn)化為磁信號記錄在磁帶上；放音時，再把磁帶上的磁信號通過磁頭轉(zhuǎn)化為電信號使揚聲器發(fā)聲。對于錄音機錄音、放音過程的基本原理，下列各種說法中正確的是  【    】

    A．錄音的基本原理是電磁感應(yīng)，放音的基本原理是電流的磁效應(yīng)

    B．錄音的基本原理是電流的磁效應(yīng)，放音的基本原理是電磁感應(yīng)

    C．錄音和放音的基本原理都是電流的磁效應(yīng)

    D．錄音和放音的基本原理都是電磁感應(yīng)

    5．王勇同學(xué)在賓館飯店看到一種自動門，當(dāng)有人靠近時，門會實現(xiàn)自動開閉。王勇同學(xué)對此產(chǎn)生了濃厚的興趣，他很想知道自動門是如何實現(xiàn)自動控制的。為此他反復(fù)做了幾次試驗：當(dāng)他輕輕地靠近自動門時，門自動打開；當(dāng)把一個足球滾向自動門時，門自動打開；當(dāng)把一面底部裝有滾珠的無色透明大玻璃板，直立著滑向自動門時，門不打開。王勇同學(xué)根據(jù)探究試驗的結(jié)果，對自動門的自控原理提出了以下幾種猜想，你認(rèn)為其中最合理的猜想是  【    】

    A．自動門“聽”到來者的聲音時，通過聲控裝置實現(xiàn)自動開閉

    B啟動門探測到靠近的物體發(fā)射出的紅外線，通過光控裝置實現(xiàn)自動開閉

    C自動門本身能發(fā)射出一種紅外線信號，當(dāng)此種信號被靠近的物體反射時，就會實現(xiàn)自動開閉

    D．靠近門的物體通過空氣能產(chǎn)生一種壓力傳給自動門，實現(xiàn)自動開閉

二、填空題(共15分)

    1．(3分)如圖3所不，小婷乘汽車到姥姥家去度假，汽車在平直公路上行駛。小婷的感覺是：遠(yuǎn)處的村莊相對于電線桿在向_________運動；近處的小樹相對于電線桿在向_______運動；電線桿周圍的景物看起來好像在繞電線桿做_____時針

轉(zhuǎn)動。

    2．(3分)列車上出售的食品常常放在如圖4所示的小推車上，若貨物均勻擺在車內(nèi)，當(dāng)前輪遇到障礙物A時，售貨員向下按扶把，這時手推車可以視為杠桿，支點是_____(寫出支點位置的字母)；當(dāng)后輪遇到障礙物A時，售貨員向上提扶把，這時支點是______。后一種情況下，手推車可以視為______力杠桿。

    3．(3分)在海拔3000 m以上的高原地區(qū)，汽車發(fā)動機的冷卻水容易沸騰，這是因為高原地區(qū)_______的緣故。常年生活在平原地區(qū)的人到達(dá)該地區(qū)后，由于空氣稀薄會產(chǎn)生缺氧反應(yīng)，為了得到足夠的氧氣，人會不自覺地進(jìn)行深呼吸，這時肺的容積與在平原上相比要擴(kuò)張得更_______(選填“大”或“小”)一些。

    4．(3分)汽車上的機械式里程表是用安裝在輪上的一組計數(shù)齒輪來實現(xiàn)計數(shù)的，而這些計數(shù)齒輪又通過特定的傳動裝置被車輪的轉(zhuǎn)動所驅(qū)動。同時車輪的轉(zhuǎn)動還通過特定的傳動裝置，傳遞給由電磁感應(yīng)原理制成的傳感器，傳感器再將反映車輪轉(zhuǎn)動情況的電信號顯示在速度表上，從而指示此時的車速。當(dāng)輪胎用久了有明顯的磨損后，就會使所計里程和指示的時速產(chǎn)生誤差。若里程表記錄里程為12000 km，則汽車實際行駛的里程將 _______(填“大于”、“小于”或“等于”)示數(shù)；若此車從北京駛往上海，以速度表上指示的時速為依據(jù)，對整個行程所估算的行駛時間將________(選填“大于”、小于”或“等于”)實際行駛時間。

    5．(3分)2005年春節(jié)晚會上，一群聾啞青年用精美絕倫的舞蹈“千手觀音”給人以美的享受，善的啟迪。

    (1)如圖5所示，觀眾看不見領(lǐng)舞者邰麗華身后站著的其他舞蹈者，這是因為光是______________傳播的。

    (2)在觀看演出的過程中，我們雖然沒有看到樂隊卻也能分辨出是何種樂器在發(fā)聲，這主要是因為不同樂器所發(fā)聲音的_________是不同的。

    (3)電視觀眾看到蓮花座上的千手觀音身披絢麗霞光，這些光是由________、_______、______三原色依不同的比例混合而成的。

  三、簡答下列各題(共22分)

  1．(4分)火箭點火發(fā)射時，若高溫火焰向下噴射到發(fā)射臺上，發(fā)射臺就會被燒

毀。為了保護(hù)發(fā)射臺，在它的底部建造了個大水池，從而巧妙地解決了這個技術(shù)問題。

    (1)火箭發(fā)射時，底部噴出的龐大的白色氣團(tuán)(圖6)是由什么組成的?它是怎樣形成的?

(2)分析“大水池”對發(fā)射臺起到保護(hù)作用的道理。

  2．(4分)在高壓輸電線路中�？煽吹� 如圖7所示的一些絕緣子。請說明為什么懸掛高壓輸電線的絕緣子的表面要涂光亮的瓷釉，而且做成一節(jié)一節(jié)的?

3．(4分)小志家買了一種點綴節(jié)日用的小彩燈，他發(fā)現(xiàn)當(dāng)其中一個小彩燈的燈絲燒斷了以后，其余的小彩燈還能繼續(xù)發(fā)光。于是小志對小彩燈之間的連接關(guān)系產(chǎn)生了興趣，為此他請教了科技人員，得到以下信息。

  他用的小彩燈規(guī)格是“2．5 V，0．25 A”，通過串聯(lián)一定數(shù)量的小彩燈，使單個小彩燈兩端所加的電壓比它的額定電壓稍低，每個小彩燈都能基本正常發(fā)光。

    小彩燈的構(gòu)造如圖8所示，在燈絲導(dǎo)電支架上除了有燈絲和起固定作用的小玻璃珠以外，還繞有約4圈細(xì)金屬絲。燈絲電阻冷時約為2．5 Ω，熱時約為15 Ω。

    細(xì)金屬絲的電阻為1 Ω，正常(低壓)情況下，由于支架表面有一層氧化銅的緣故，它與燈絲支架是不導(dǎo)通的，沒有電流流過。若加上較高的電壓(如220 V)時氧化層可被擊穿，細(xì)金屬絲與燈絲支架導(dǎo)通。

    根據(jù)以上介紹的資料，請你說明為什么一個小彩燈的燈絲燒毀后，其他的小彩燈還能繼續(xù)發(fā)光。

    4．(4分)向陽中學(xué)廣播室想借助于雙刀雙擲開關(guān)控制南北兩教學(xué)樓的喇

叭：開關(guān)擲向A端時南面的三只喇叭接通，擲向B端時南北六只喇叭全部接通。

請你用筆畫線代替導(dǎo)線按上述要求完成圖9中的電路圖。

  5．(6分)長期以來，實心粘土磚一直是我國主要的建筑材料。由于粘土磚在生產(chǎn)過程中存在著諸多弊端，國家有關(guān)部門提出了減少粘土磚使用率、倡導(dǎo)新型

材料的要求。如圖10所示的空心水泥磚就是新型建筑材料的一種。請你從節(jié)能與環(huán)保等方面分析，使用空心水泥磚比使用實心粘土磚有哪些好處。(至少寫出三條)

 四、(6分)李明同學(xué)家要買一個燒水用的水壺，超市里有兩種容積相同但品種

不同的鋁質(zhì)水壺可供選購，一種是放在液化氣灶上用的，另一種是壺內(nèi)裝有電熱器的，如圖ll所示。李明想比較哪一種水壺?zé)�水更省錢。他首先進(jìn)行了調(diào)查，得到如下資料：當(dāng)?shù)鼐用裼秒姷膬r格是0.5元／度；瓶裝液化氣的價格是60元／瓶(每瓶中液化氣的質(zhì)量約為15 kg，液化氣的熱值為4.2×10⁷J／kg),用液化氣燒水的熱效率約為30％，用電熱水壺?zé)�水的熱效率約為90％。根據(jù)以上信息，請你通過計算分析一下用哪種水壺?zé)�水更省錢。

    五、(8分)為了保護(hù)環(huán)境，治理水土流失，學(xué)校的環(huán)保小組設(shè)計并進(jìn)行了河水含沙量的研究。

    第一階段是理論分析：分別以ρ_水、ρ_沙、ρ_泥水表示水、泥沙、泥沙水的密度，以x表示每立方米泥沙水中所含泥沙的質(zhì)量(稱做含沙量)，導(dǎo)出了ρ_泥水與ρ_水、ρ_沙、x的關(guān)系式；然后作出了泥沙水的密度ρ_泥水隨含沙量x變化的圖象。

    第二階段是實驗驗證：在一個量筒里放入一定量干燥的黃土，再倒入一定量的清水，計算出含沙量x，并測出泥沙水的密度ρ_泥水；接著再多次加入清水配制成不同密度的泥沙水，進(jìn)行同樣的計算和測量，由此得出ρ_泥水與x的多組數(shù)據(jù)；然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)作出了表示泥沙水的密度與含沙量關(guān)系的ρ_泥水－x圖象。他們驚喜地發(fā)現(xiàn)，實驗結(jié)果與理論分析是一致的。

    第三階段是實際測量：在一次山洪沖刷地面時，他們采集了40 L的水樣，稱出其總質(zhì)量為40.56kg。此前已經(jīng)測出干燥的泥沙的密度ρ_沙：2.4×10³kg／m³，于是求出了洪水中的平均含沙量。

    (1)請你參與環(huán)保小組第一階段的工作，導(dǎo)出ρ_泥水與ρ_水、ρ_沙、x的關(guān)系式。然后根據(jù)關(guān)系式作出泥沙水的密度ρ泥水隨含沙量x變化圖象的草圖。

(2)請你參與環(huán)保小組第三階段的計算工作，求出洪水中的平均含沙量。

    六、(10分)現(xiàn)在很流行的數(shù)碼相機的主要優(yōu)點是可以直接生成數(shù)碼照片，從而可以方便地進(jìn)行編輯與加工，保存的時間也更長。而且數(shù)碼照片還可以直接在

電腦上顯示出來，或者通過電子郵件傳送出去。

    下面是一款數(shù)碼相機的電池的一些資料。根據(jù)右面提供的信息以及下面對數(shù)碼相機工作過程的介紹，回答相關(guān)問題：

    (1)數(shù)碼相機的電源打開后，就處于待機狀態(tài)，這時要消耗一定的電能；拍攝時，拍攝與處理數(shù)據(jù)所消耗的電能就更大。假設(shè)用一個充滿電的電池作電源進(jìn)行拍照，每5min拍一張照片，相機使用過程中的平

均工作電流為0.2A。請估算一節(jié)充滿電的電池最多可以拍攝多少張照片。

    (2)對一個電能已全部耗盡的這種電池進(jìn)行完全充電，充電的效率多大?

七、(12分)空調(diào)的“匹數(shù)”，是對空調(diào)輸入功率的粗略標(biāo)識。因相同匹數(shù)不同品牌空調(diào)的制冷效能有較大的差異，為便于比較，空調(diào)的效能常以“制冷量”來表示。在選擇空調(diào)時，除了制冷量和制熱量(對冷熱空調(diào)而言)外，還要考慮“能效比”。

空調(diào)的能效比=，它表示空調(diào)器是否高效節(jié)電。目前市場上空調(diào)器的能效比相差很大，一般在2～3之間，最高的可達(dá)到3．5左右，應(yīng)盡量挑選能效比高的空調(diào)。房間所需的制冷量和制熱量可按下面的公式計算：制冷量Q_冷＝S（房間面積）×140w－180 w；制熱量Q_熱=S(房間面積)×180 W－240 W(此公式適用于層高2．5 m的房間，如果層高偏大，則應(yīng)適當(dāng)加大功率)。

    下表是小明家準(zhǔn)備購買的某一型號空調(diào)的使用說明書的一部分。

    請結(jié)合上面所介紹的知識和空調(diào)使用說明書，通過計算回答下面的問題：

    1．這臺空調(diào)的能效比是多少。

    2小明家新購買樓房客廳的面積約為30 m2，層高為2．7 m，他想在客廳內(nèi)安裝上表所示的空調(diào)。請你通過計算說明這種選擇是否合理。

    3．若小明家用此空調(diào)器制冷，空調(diào)器的壓縮機每天實際工作6 h，一個月僅空調(diào)一項所支付的電費約為多少?(當(dāng)?shù)氐碾妰r為0.5元／度)

    八、(12分)小軍家客廳墻壁上有一個控制燈的開關(guān)和一個兩孔插座裝在一起的“一開兩孔”的電工元件。圖12是元件的面板、圖13是元件殼體內(nèi)部的原接線圖。由于開關(guān)損壞，需要更換整個元件。小軍爸爸決定自己動手完成，小軍給爸爸當(dāng)助手。

    小軍爸爸?jǐn)嚅_家中進(jìn)戶線的總開關(guān)，在拆舊換新的過程中發(fā)現(xiàn)：拆下前沒有留意元件中的A、B、D三根導(dǎo)線(B、C間已有一短導(dǎo)線在內(nèi)部相連)與外面的①②③三根導(dǎo)線的連接關(guān)系(如圖14)，因為室內(nèi)導(dǎo)線都在水泥墻內(nèi)，無法觀察①②③各導(dǎo)線與墻內(nèi)導(dǎo)線的連接情況。

  于是他閉合家中進(jìn)戶線的總開關(guān)，用試電筆檢測各根導(dǎo)線，發(fā)現(xiàn)：第①根導(dǎo)線可以使試電筆發(fā)光；第②、⑨根導(dǎo)線不能使試電筆發(fā)光。

  根據(jù)小軍爸爸的檢測，能不能判斷各根導(dǎo)線的連接情況?

小軍經(jīng)過仔細(xì)思考后認(rèn)為，不能判斷每根導(dǎo)線的連接情況，如果在情況不明時盲目連接還可能出現(xiàn)更嚴(yán)重的問題。

    (1)你認(rèn)為小軍的觀點對不對?為什么?

    (2)你能不能利用常用的家用電器，如臺燈等(均帶有插頭)，鑒別出①②③根導(dǎo)線應(yīng)怎樣分別與A、B、D接線柱相連接?說出你的方法并簡述理由。

    (3)根據(jù)你的判斷，將圖14中①②⑧根導(dǎo)線與下面的A、B、D接線柱和上面的火線、零線及燈泡連接起來。