物體間力的作用是相互的。實(shí)驗(yàn)表明，兩個(gè)物體間的相互作用力總是大小相等，方向相反。如圖所示，一個(gè)物體靜止地放在水平桌面上。

  (1)畫(huà)出物體所受各力的示意圖。

(2)試推證：物體對(duì)桌面的壓力與物體受到的重力大小相等。

第十一屆全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽復(fù)賽試題

  一、[8分]1kg20℃的水吸收4.2×10⁵J的熱量后，它的可能溫度是多少?在下列4個(gè)答案中選出正確答案的序號(hào)并說(shuō)明選擇該答案的理由。

A．80℃    B．100℃    C．120℃ D．130℃

  二、[8分]小浩制作了一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，如圖l所示，彈簧一共20匝。經(jīng)檢驗(yàn)，該彈簧測(cè)力計(jì)在測(cè)量范圍內(nèi)(0～5N)示數(shù)是準(zhǔn)確的。該彈簧不但“伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度跟所受的拉力成正比”，而且彈簧受拉力伸長(zhǎng)時(shí)，各匝伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度都相等。

  有一次不慎把彈簧靠近O端的一小部分?jǐn)D壓變形，小浩把變形的3匝剪去，并把彈簧上端重新固定在D點(diǎn)，然后把指針C適當(dāng)向下移，使它在彈簧測(cè)力計(jì)豎直放置時(shí)指針C仍指在“0”刻線處。

  1．寫(xiě)出這個(gè)新改制的彈簧測(cè)力計(jì)受到的拉力F與它的示數(shù)F測(cè)的關(guān)系式并說(shuō)明理由。

2．用這個(gè)新改制的彈簧測(cè)力計(jì)稱(chēng)量一個(gè)重物，它的示數(shù)為4.0N，該物實(shí)重是多少? 

  三、[10分]1．如圖2所示，甲、乙、丙三人要合扛一重物。物重600N，三人肩頭所能承受的最大壓力均為200N�，F(xiàn)有兩根一樣長(zhǎng)的硬棒及必要的繩子(硬棒及繩的自重不計(jì))，請(qǐng)你設(shè)計(jì)出一種方法，使三人肩頭承受的壓力都不超過(guò)最大壓力。畫(huà)出示意圖表示你設(shè)計(jì)的扛重物方法。

2．小明推一輛滿載重物的獨(dú)輪車(chē)，如圖3所示，手握在車(chē)把A處(圖中未畫(huà)人)，遇到一個(gè)較高的臺(tái)階，他自己推不上去，小華趕快跑來(lái)幫忙。小華選擇了一種最省力且效果最好的施力方法，請(qǐng)畫(huà)出小華所施力F的示意圖。

四、[20分]教學(xué)中常用的投影儀的結(jié)構(gòu)如圖4所示，在水平放置的凸透鏡的正上方放一與水平成45°角的平面鏡，右邊豎直放一屏幕。物體的光線經(jīng)凸透鏡和平面鏡后，可在屏幕上成一清晰的像。圖5是這一裝置的示意圖，A"B"是物AB的像。圖中BO₁=30cm，O₁O₂=20cm，O₂O₃=90cm。

    l．對(duì)凸透鏡而言，物距和像距各是多少?

    2．在圖5中畫(huà)出物AB的成像光路圖。

3．若將凸透鏡向上移動(dòng)一點(diǎn)，像將向何方移動(dòng)?

4．說(shuō)明螺紋透鏡的作用。

    五、[16分]圖6(甲)所示為一個(gè)電磁繼電器的示意圖，a、b是它的兩個(gè)端點(diǎn)；B是銜鐵，D是安在一塊金屬板上的觸點(diǎn)，B和D都安在一個(gè)彈性片C上，C的左端固定。c和c’、d和d’分別是安在絕緣板上的金屬觸點(diǎn)，當(dāng)線圈A不通電時(shí)，D上的觸點(diǎn)與c及c’接觸，把c和c’連接起來(lái)，因此c、c’稱(chēng)為常閉觸點(diǎn)；而d及d’此時(shí)是斷開(kāi)的，稱(chēng)為常開(kāi)觸點(diǎn)。當(dāng)線圈A通電時(shí)，銜鐵B被吸下，c和c’斷開(kāi)而d和d’被連接起來(lái)。

    現(xiàn)在利用這個(gè)電磁斷電器控制帶動(dòng)水泵的電動(dòng)機(jī)工作，使水泵往水箱中抽水。在水箱中豎直立一根絕緣棒，在棒上分別安有P、Q、R三個(gè)電極，如圖6(乙)所示�，F(xiàn)在希望控制水箱內(nèi)的水位總在Q、R之間，即水位降到Q處，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，開(kāi)始抽水，水位達(dá)到R處，電動(dòng)機(jī)自動(dòng)關(guān)機(jī)，停止抽水。(水是導(dǎo)電的)

    圖6(丙)圖6(丁)分別是控制電路和電動(dòng)機(jī)的供電電路，圖中R₀是與電磁繼電器線圈并聯(lián)的一個(gè)電阻，它的阻值很小，當(dāng)R₀接入電路后，電磁繼電器的線圈相當(dāng)于被短路。丙、丁兩圖中標(biāo)有l(wèi)～6的6個(gè)接線柱是與電磁繼電器的線圈或觸點(diǎn)相連的。

    1．寫(xiě)出這6個(gè)接線柱分別與電磁繼電器的何處連接。

   2．開(kāi)始水箱內(nèi)沒(méi)有水，說(shuō)明閉開(kāi)關(guān)S后，水箱內(nèi)的水位為什么能保持在Q、R之間。

六、[18分]課外活動(dòng)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)制作了一個(gè)電熱水孵卵器，他們用兩根額定電壓和額定功率都相同的電熱絲作熱源，再連入一個(gè)電阻R₀，使這臺(tái)孵卵器即使斷了一根電熱絲，單絲工作產(chǎn)生熱量的效果仍然與雙絲工作時(shí)產(chǎn)生的熱量效果完全相同。若電源兩端的電壓為U，兩絲的額定電壓均為U_L、額定功率均為P_L。

1．畫(huà)出孵卵器的電路圖。2．R₀的阻值是多大? 3．R₀在單絲工作與雙絲工作狀態(tài)下消耗功率之比是多少?

    七、[20分]小剛家的一個(gè)水龍頭擰不緊，水一滴一滴斷續(xù)地滴落到地上。小剛發(fā)現(xiàn)，在耳朵聽(tīng)到前一滴水滴在地上的聲音的同時(shí)，看到下一滴水剛好開(kāi)始下落(如圖7所示)。他為了測(cè)算水滴下落的平均速度和一天浪費(fèi)的水量，找來(lái)了秒表和卷尺。首先量出水龍頭口離地面的高度h，再用秒表計(jì)時(shí)。計(jì)時(shí)的方法是：當(dāng)聽(tīng)到某一水滴滴在地上的聲音的同時(shí)，開(kāi)啟秒表開(kāi)始計(jì)時(shí)，并數(shù)“l(fā)”，以后每聽(tīng)到一聲水滴聲，依次數(shù)“2、3……”一直數(shù)到“n”時(shí)，按下秒表停止計(jì)時(shí)，讀出秒表的示數(shù)為t。

    1．寫(xiě)出用上述測(cè)量量表示水滴在空中運(yùn)動(dòng)的平均速度v的表達(dá)式。

    2．小剛測(cè)得h=lm，當(dāng)數(shù)到n=20時(shí)秒表的示數(shù)t=8.7s，則水滴下落的平均速度v是多少?

    3．若每滴水質(zhì)量是0.25g，則一晝夜要浪費(fèi)多少水?

    4．小剛為進(jìn)一步找出水滴下落的平均速度v和下落高度h的關(guān)系，又做了以下實(shí)驗(yàn)：找來(lái)一塊擋板，讓水滴落到擋板上。改變檔板和水龍頭口之間的距離h，并仔細(xì)調(diào)節(jié)水龍頭滴水的快慢，使得耳朵聽(tīng)到的前一滴水滴在擋板上的聲音的同時(shí)，下一滴水剛好開(kāi)始下落。計(jì)時(shí)方法仍和上面一樣。他從實(shí)驗(yàn)中又獲得了如下表所示的6組數(shù)據(jù)(連同上面的一組共有7組數(shù)據(jù))。請(qǐng)你幫小剛繼續(xù)完成以下的工作：(1)把這些數(shù)據(jù)分別標(biāo)示在圖8(甲)(乙)兩個(gè)坐標(biāo)系中，并作出相應(yīng)的圖象。其中圖8(甲)的縱坐標(biāo)是水滴在空中的平均速度v，圖8(乙)的縱坐標(biāo)是水滴在空中的平均速度的平方，即v²。，它們的橫坐標(biāo)都是高度h。(2)根據(jù)圖象寫(xiě)出v與h的函數(shù)關(guān)系。

    5．考慮到聲音傳播的速度遠(yuǎn)小于光的傳播速度這一因素，上面測(cè)出的水滴的平均速度會(huì)有一定的誤差，測(cè)量值與真實(shí)值相比，是偏大還是偏小?為什么?

第十四屆全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽復(fù)賽試題

一、(14分)1998年某地區(qū)遭受特大洪澇災(zāi)害。為了抗洪搶險(xiǎn)，急需在20h內(nèi)從甲地調(diào)運(yùn)65t鋼材到乙地。現(xiàn)僅剩下一艘滿載時(shí)排水量為80t的貨船，船身(包括船員)質(zhì)量約17t，已知甲、乙兩地的水路距離為80km，船行駛的平均速度為lOkm/h(不計(jì)水流速度)。

    (1)請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)完成此項(xiàng)任務(wù)的可行性方案；

    (2)通過(guò)分析、計(jì)算，找出最佳方案。(鋼材的密度為7.9×10³kg/m³)

二、(18分)圖l為一種電磁爐的原理示意圖。它是利用高頻電流在電磁爐內(nèi)部線圈中產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁化鐵磁材料制成的烹飪鍋，在鍋體形成無(wú)數(shù)小的渦流(感應(yīng)電流)而產(chǎn)生焦耳熱。同時(shí)，被磁化的鐵磁材料分子因摩擦、碰撞而發(fā)熱。從而使鍋體自身發(fā)熱達(dá)到加熱食物的目的。

  (1)使用電磁爐加熱食物時(shí)，不產(chǎn)生明火，無(wú)煙塵，無(wú)廢氣，清潔、安全、高效、節(jié)能。請(qǐng)寫(xiě)出電磁爐在使用中可能涉及的物理知識(shí)(只寫(xiě)名稱(chēng)不寫(xiě)內(nèi)容，不少于10個(gè)可得滿分)。

(2)在使用電磁爐時(shí)，爐和鍋之間的熱是由_______傳

遞給_______的。電磁爐加熱食物的過(guò)程中消耗______

____能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_________能；若用該電磁爐1次蒸熟

5個(gè)饅頭需用時(shí)間25min，那么，1次只蒸熟1個(gè)同樣

大小的饅頭大約需要________min。

(3)某款電磁爐性能參數(shù)如下表所示：

    根據(jù)上表數(shù)據(jù)，若電磁爐在功率調(diào)節(jié)和溫度調(diào)節(jié)的范圍內(nèi)，加熱溫度隨功率調(diào)節(jié)的變化圖象是一直線，電磁爐工作電壓正常，在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，燒開(kāi)一鍋質(zhì)量為3kg、溫度為22℃的水最多需要多少時(shí)間(不計(jì)鍋吸熱及熱散失)?

三、(18分)有人在夏季用簡(jiǎn)易曬水箱給水加熱用來(lái)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(cè)太陽(yáng)光對(duì)地球表面輻射的強(qiáng)度的大小。也就是說(shuō)，太陽(yáng)光垂直照射地球表面時(shí)，地球表面單位時(shí)間單位面積所獲得的能量是多少。實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示，曬水箱內(nèi)部是被涂黑的，箱體外加了保溫層，上面開(kāi)口并蓋有透明玻璃板。

    在估測(cè)之前要首先弄清，透過(guò)玻璃板的太陽(yáng)光能量究竟占太陽(yáng)輻射到玻璃板上的能量的百分之幾?李明和張華各拿一塊實(shí)驗(yàn)用的玻璃板，把陽(yáng)光反射到墻上的同一個(gè)地方，他們發(fā)現(xiàn)，兩塊反射光斑重疊處的強(qiáng)度，和太陽(yáng)光直接射到地上的強(qiáng)度差不多。

    (1)透過(guò)玻璃板的太陽(yáng)光能量占太陽(yáng)輻射到玻璃板上的能量的百分之幾?你在得出這個(gè)結(jié)論時(shí)做了什么假設(shè)?假設(shè)的根據(jù)是什么?

    (2)請(qǐng)你幫助他們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并寫(xiě)出具體的實(shí)驗(yàn)步驟。

    (3)請(qǐng)你對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)方案的可行性做出評(píng)價(jià)。

四、(18分)用電流表和電壓表測(cè)電流和電壓時(shí)，通常并不考慮儀表本身電阻對(duì)待測(cè)電路的影響，而將其視為“理想儀表”，即認(rèn)為電流表的內(nèi)電阻為零，電壓表的內(nèi)電阻為無(wú)限大。實(shí)際上，電流表和電壓表都有一定電阻值，因而我們可以把電流表看成一個(gè)能顯示通過(guò)自身電流大小的其阻值很小的電阻；可以把電壓表看成一個(gè)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(cè)電路時(shí)，就相當(dāng)于在待測(cè)電路中串聯(lián)一個(gè)電阻，或并聯(lián)一個(gè)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(guò)一定的電流，因此實(shí)際上很難同時(shí)精確地測(cè)出待測(cè)電阻兩端的電壓和通過(guò)待測(cè)電阻的電流。

    1．現(xiàn)有一個(gè)量程為0．6A，內(nèi)電阻為0．13Ω的電流表，能否用它測(cè)量某電路兩端的電壓?若不能，請(qǐng)說(shuō)明理由。若能，請(qǐng)說(shuō)明用它能測(cè)量的最大電壓值。

    2．現(xiàn)要精確測(cè)量一個(gè)阻值約為8Ω的電阻Rx，實(shí)驗(yàn)室提供下列器材。

    ·電流表A₁：量程100mA，內(nèi)電阻r₁=4Ω

    ·電流表A₂：量程500mA，內(nèi)電阻r₂=750Ω

    ·電壓表V：量程10V，內(nèi)電阻r₃=10kΩ

    ·變阻器R₀：阻值約10Ω·定值電阻R1：阻值為10kΩ

    ·電池E：兩端電壓約l.5V

    ·開(kāi)關(guān)s、導(dǎo)線若干個(gè)

(1)選出你測(cè)量時(shí)所需的適當(dāng)器材，并在虛線方框中畫(huà)出電路圖。

(2)需要測(cè)量哪些物理量?根據(jù)所測(cè)物理量，寫(xiě)出被測(cè)電阻Rx的表達(dá)式。

五、(16分)圖3甲是使用汽車(chē)打撈水下重物的示意圖。汽車(chē)通過(guò)定滑輪牽引水下一個(gè)圓柱形重物，在整個(gè)打撈過(guò)程中，汽車(chē)以恒定的速度v=0．2m/s向右運(yùn)動(dòng)。圖3乙是此過(guò)程中汽車(chē)?yán)瓌?dòng)重物的功率P隨時(shí)間t變化的圖象。設(shè)t=0時(shí)汽車(chē)開(kāi)始提升重物，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(zhì)量；(2)圓柱形重物的密度；(3)打撈前，圓柱形重物上表面所受的水的壓力。

六、(16分)圖4為一種電飯煲的工作原理圖。下面是王寧同學(xué)對(duì)電飯煲工作原理的研究，請(qǐng)你也參與共同探討。

  按下、扳起電飯煲的開(kāi)關(guān)，有一種“粘連”“吸引”的感覺(jué)，取出飯鍋，發(fā)現(xiàn)電飯煲的底部有一個(gè)凸起物．它可以上下彈動(dòng)，能被磁鐵吸引。王寧同學(xué)通過(guò)用

這個(gè)電飯煲做米飯和燒水來(lái)研究它的工作情況，請(qǐng)回答他在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的如下問(wèn)題。

    (1)圖4中只有兩根外接導(dǎo)線，這樣的用電器有什么危害?應(yīng)當(dāng)怎樣加以完善?

    (2)將三腳插頭插入電源插座，不用按開(kāi)關(guān)，指示燈就發(fā)亮，按下開(kāi)關(guān)后，指示燈亮度不變。此時(shí)為什么開(kāi)關(guān)對(duì)指示燈的亮度沒(méi)有影響?

    (3)電飯煲工作了15min，會(huì)出現(xiàn)大量“白氣”，這些“白氣”是怎樣形成的?

    (4)電飯煲工作了25min，聽(tīng)到“啪”的一聲，指示燈不亮了。以此推測(cè)，感溫軟磁體的磁性可能受什么因素影響?怎樣影響?

    (5)聽(tīng)到“啪”的一聲后又過(guò)了l0min，指示燈又發(fā)光，一會(huì)兒指示燈又熄滅了。分析在相同條件下，不同種類(lèi)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?

    (7)電飯煲使用較長(zhǎng)一段時(shí)間后，常常在飯未完全熟透時(shí)就“跳閘”，這樣就會(huì)出現(xiàn)“夾生飯”，請(qǐng)問(wèn)這種情況電飯煲可能在什么地方出現(xiàn)了故障?為什么?

第十四屆全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽復(fù)賽試題

一、(14分)1998年某地區(qū)遭受特大洪澇災(zāi)害。為了抗洪搶險(xiǎn)，急需在20h內(nèi)從甲地調(diào)運(yùn)65t鋼材到乙地�，F(xiàn)僅剩下一艘滿載時(shí)排水量為80t的貨船，船身(包括船員)質(zhì)量約17t，已知甲、乙兩地的水路距離為80km，船行駛的平均速度為lOkm/h(不計(jì)水流速度)。

    (1)請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)完成此項(xiàng)任務(wù)的可行性方案；

    (2)通過(guò)分析、計(jì)算，找出最佳方案。(鋼材的密度為7.9×10³kg/m³)

二、(18分)圖l為一種電磁爐的原理示意圖。它是利用高頻電流在電磁爐內(nèi)部線圈中產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁化鐵磁材料制成的烹飪鍋，在鍋體形成無(wú)數(shù)小的渦流(感應(yīng)電流)而產(chǎn)生焦耳熱。同時(shí)，被磁化的鐵磁材料分子因摩擦、碰撞而發(fā)熱。從而使鍋體自身發(fā)熱達(dá)到加熱食物的目的。

  (1)使用電磁爐加熱食物時(shí)，不產(chǎn)生明火，無(wú)煙塵，無(wú)廢氣，清潔、安全、高效、節(jié)能。請(qǐng)寫(xiě)出電磁爐在使用中可能涉及的物理知識(shí)(只寫(xiě)名稱(chēng)不寫(xiě)內(nèi)容，不少于10個(gè)可得滿分)。

(2)在使用電磁爐時(shí)，爐和鍋之間的熱是由_______傳

遞給_______的。電磁爐加熱食物的過(guò)程中消耗______

____能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_________能；若用該電磁爐1次蒸熟

5個(gè)饅頭需用時(shí)間25min，那么，1次只蒸熟1個(gè)同樣

大小的饅頭大約需要________min。

(3)某款電磁爐性能參數(shù)如下表所示：

    根據(jù)上表數(shù)據(jù)，若電磁爐在功率調(diào)節(jié)和溫度調(diào)節(jié)的范圍內(nèi)，加熱溫度隨功率調(diào)節(jié)的變化圖象是一直線，電磁爐工作電壓正常，在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，燒開(kāi)一鍋質(zhì)量為3kg、溫度為22℃的水最多需要多少時(shí)間(不計(jì)鍋吸熱及熱散失)?

三、(18分)有人在夏季用簡(jiǎn)易曬水箱給水加熱用來(lái)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(cè)太陽(yáng)光對(duì)地球表面輻射的強(qiáng)度的大小。也就是說(shuō)，太陽(yáng)光垂直照射地球表面時(shí)，地球表面單位時(shí)間單位面積所獲得的能量是多少。實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示，曬水箱內(nèi)部是被涂黑的，箱體外加了保溫層，上面開(kāi)口并蓋有透明玻璃板。

    在估測(cè)之前要首先弄清，透過(guò)玻璃板的太陽(yáng)光能量究竟占太陽(yáng)輻射到玻璃板上的能量的百分之幾?李明和張華各拿一塊實(shí)驗(yàn)用的玻璃板，把陽(yáng)光反射到墻上的同一個(gè)地方，他們發(fā)現(xiàn)，兩塊反射光斑重疊處的強(qiáng)度，和太陽(yáng)光直接射到地上的強(qiáng)度差不多。

    (1)透過(guò)玻璃板的太陽(yáng)光能量占太陽(yáng)輻射到玻璃板上的能量的百分之幾?你在得出這個(gè)結(jié)論時(shí)做了什么假設(shè)?假設(shè)的根據(jù)是什么?

    (2)請(qǐng)你幫助他們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并寫(xiě)出具體的實(shí)驗(yàn)步驟。

    (3)請(qǐng)你對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)方案的可行性做出評(píng)價(jià)。

四、(18分)用電流表和電壓表測(cè)電流和電壓時(shí)，通常并不考慮儀表本身電阻對(duì)待測(cè)電路的影響，而將其視為“理想儀表”，即認(rèn)為電流表的內(nèi)電阻為零，電壓表的內(nèi)電阻為無(wú)限大。實(shí)際上，電流表和電壓表都有一定電阻值，因而我們可以把電流表看成一個(gè)能顯示通過(guò)自身電流大小的其阻值很小的電阻；可以把電壓表看成一個(gè)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(cè)電路時(shí)，就相當(dāng)于在待測(cè)電路中串聯(lián)一個(gè)電阻，或并聯(lián)一個(gè)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(guò)一定的電流，因此實(shí)際上很難同時(shí)精確地測(cè)出待測(cè)電阻兩端的電壓和通過(guò)待測(cè)電阻的電流。

    1．現(xiàn)有一個(gè)量程為0．6A，內(nèi)電阻為0．13Ω的電流表，能否用它測(cè)量某電路兩端的電壓?若不能，請(qǐng)說(shuō)明理由。若能，請(qǐng)說(shuō)明用它能測(cè)量的最大電壓值。

    2．現(xiàn)要精確測(cè)量一個(gè)阻值約為8Ω的電阻Rx，實(shí)驗(yàn)室提供下列器材。

    ·電流表A₁：量程100mA，內(nèi)電阻r₁=4Ω

    ·電流表A₂：量程500mA，內(nèi)電阻r₂=750Ω

    ·電壓表V：量程10V，內(nèi)電阻r₃=10kΩ

    ·變阻器R₀：阻值約10Ω·定值電阻R1：阻值為10kΩ

    ·電池E：兩端電壓約l.5V

    ·開(kāi)關(guān)s、導(dǎo)線若干個(gè)

(1)選出你測(cè)量時(shí)所需的適當(dāng)器材，并在虛線方框中畫(huà)出電路圖。

(2)需要測(cè)量哪些物理量?根據(jù)所測(cè)物理量，寫(xiě)出被測(cè)電阻Rx的表達(dá)式。

五、(16分)圖3甲是使用汽車(chē)打撈水下重物的示意圖。汽車(chē)通過(guò)定滑輪牽引水下一個(gè)圓柱形重物，在整個(gè)打撈過(guò)程中，汽車(chē)以恒定的速度v=0．2m/s向右運(yùn)動(dòng)。圖3乙是此過(guò)程中汽車(chē)?yán)瓌?dòng)重物的功率P隨時(shí)間t變化的圖象。設(shè)t=0時(shí)汽車(chē)開(kāi)始提升重物，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(zhì)量；(2)圓柱形重物的密度；(3)打撈前，圓柱形重物上表面所受的水的壓力。

六、(16分)圖4為一種電飯煲的工作原理圖。下面是王寧同學(xué)對(duì)電飯煲工作原理的研究，請(qǐng)你也參與共同探討。

  按下、扳起電飯煲的開(kāi)關(guān)，有一種“粘連”“吸引”的感覺(jué)，取出飯鍋，發(fā)現(xiàn)電飯煲的底部有一個(gè)凸起物．它可以上下彈動(dòng)，能被磁鐵吸引。王寧同學(xué)通過(guò)用

這個(gè)電飯煲做米飯和燒水來(lái)研究它的工作情況，請(qǐng)回答他在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的如下問(wèn)題。

    (1)圖4中只有兩根外接導(dǎo)線，這樣的用電器有什么危害?應(yīng)當(dāng)怎樣加以完善?

    (2)將三腳插頭插入電源插座，不用按開(kāi)關(guān)，指示燈就發(fā)亮，按下開(kāi)關(guān)后，指示燈亮度不變。此時(shí)為什么開(kāi)關(guān)對(duì)指示燈的亮度沒(méi)有影響?

    (3)電飯煲工作了15min，會(huì)出現(xiàn)大量“白氣”，這些“白氣”是怎樣形成的?

    (4)電飯煲工作了25min，聽(tīng)到“啪”的一聲，指示燈不亮了。以此推測(cè)，感溫軟磁體的磁性可能受什么因素影響?怎樣影響?

    (5)聽(tīng)到“啪”的一聲后又過(guò)了l0min，指示燈又發(fā)光，一會(huì)兒指示燈又熄滅了。分析在相同條件下，不同種類(lèi)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?

    (7)電飯煲使用較長(zhǎng)一段時(shí)間后，常常在飯未完全熟透時(shí)就“跳閘”，這樣就會(huì)出現(xiàn)“夾生飯”，請(qǐng)問(wèn)這種情況電飯煲可能在什么地方出現(xiàn)了故障?為什么?

第十六屆全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽初賽試卷

一、選擇題  以下各小題給出的四個(gè)選項(xiàng)只有一個(gè)是正確的，把正確

選項(xiàng)前面的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)(每小題3分，共15分)。

    1．小亮同學(xué)從超市買(mǎi)來(lái)一個(gè)玻璃瓶裝的鐵皮蓋罐頭，想把瓶蓋打開(kāi)，可是怎么也擰不動(dòng)。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(kāi)了。這主要是因?yàn)橛寐萁z刀撬瓶蓋可以  【    】 

A．增大瓶蓋直徑，減小瓶蓋側(cè)壁對(duì)瓶的壓力

B．減小瓶蓋與瓶口的接觸面積

C．減小瓶?jī)?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(qiáng)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(kāi)時(shí)應(yīng)急使用

3．用普通照相機(jī)拍照時(shí)，要按被照物體距相機(jī)鏡頭的遠(yuǎn)近進(jìn)行“調(diào)焦”，使用起來(lái)不太便捷。有一種“傻瓜”相機(jī)，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(guò)程變得十分快捷。這種“傻瓜”相機(jī)不用“調(diào)焦”的奧秘是  【    】

    A．采用了長(zhǎng)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(zhǎng)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(jī)既可以錄音，也可用以放音，其主要部件為運(yùn)行的磁帶和繞有線圈的磁頭。錄音時(shí)，磁帶上的磁粉被由聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化而來(lái)的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)所磁化，這樣便將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為磁信號(hào)記錄在磁帶上；放音時(shí)，再把磁帶上的磁信號(hào)通過(guò)磁頭轉(zhuǎn)化為電信號(hào)使揚(yáng)聲器發(fā)聲。對(duì)于錄音機(jī)錄音、放音過(guò)程的基本原理，下列各種說(shuō)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(dòng)門(mén)，當(dāng)有人靠近時(shí)，門(mén)會(huì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)閉。王勇同學(xué)對(duì)此產(chǎn)生了濃厚的興趣，他很想知道自動(dòng)門(mén)是如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的。為此他反復(fù)做了幾次試驗(yàn)：當(dāng)他輕輕地靠近自動(dòng)門(mén)時(shí)，門(mén)自動(dòng)打開(kāi)；當(dāng)把一個(gè)足球滾向自動(dòng)門(mén)時(shí)，門(mén)自動(dòng)打開(kāi)；當(dāng)把一面底部裝有滾珠的無(wú)色透明大玻璃板，直立著滑向自動(dòng)門(mén)時(shí)，門(mén)不打開(kāi)。王勇同學(xué)根據(jù)探究試驗(yàn)的結(jié)果，對(duì)自動(dòng)門(mén)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(dòng)門(mén)“聽(tīng)”到來(lái)者的聲音時(shí)，通過(guò)聲控裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)閉

    B啟動(dòng)門(mén)探測(cè)到靠近的物體發(fā)射出的紅外線，通過(guò)光控裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)閉

    C自動(dòng)門(mén)本身能發(fā)射出一種紅外線信號(hào)，當(dāng)此種信號(hào)被靠近的物體反射時(shí)，就會(huì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)閉

    D．靠近門(mén)的物體通過(guò)空氣能產(chǎn)生一種壓力傳給自動(dòng)門(mén)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)閉

二、填空題(共15分)

    1．(3分)如圖3所不，小婷乘汽車(chē)到姥姥家去度假，汽車(chē)在平直公路上行駛。小婷的感覺(jué)是：遠(yuǎn)處的村莊相對(duì)于電線桿在向_________運(yùn)動(dòng)；近處的小樹(shù)相對(duì)于電線桿在向_______運(yùn)動(dòng)；電線桿周?chē)�的景物看起�?lái)好像在繞電線桿做_____時(shí)針

轉(zhuǎn)動(dòng)。

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

    3．(3分)在海拔3000 m以上的高原地區(qū)，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水容易沸騰，這是因?yàn)楦咴�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(huì)產(chǎn)生缺氧反應(yīng)，為了得到足夠的氧氣，人會(huì)不自覺(jué)地進(jìn)行深呼吸，這時(shí)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(chē)上的機(jī)械式里程表是用安裝在輪上的一組計(jì)數(shù)齒輪來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)的，而這些計(jì)數(shù)齒輪又通過(guò)特定的傳動(dòng)裝置被車(chē)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)所驅(qū)動(dòng)。同時(shí)車(chē)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)還通過(guò)特定的傳動(dòng)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(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)情況的電信號(hào)顯示在速度表上，從而指示此時(shí)的車(chē)速。當(dāng)輪胎用久了有明顯的磨損后，就會(huì)使所計(jì)里程和指示的時(shí)速產(chǎn)生誤差。若里程表記錄里程為12000 km，則汽車(chē)實(shí)際行駛的里程將 _______(填“大于”、“小于”或“等于”)示數(shù)；若此車(chē)從北京駛往上海，以速度表上指示的時(shí)速為依據(jù)，對(duì)整個(gè)行程所估算的行駛時(shí)間將________(選填“大于”、小于”或“等于”)實(shí)際行駛時(shí)間。

    5．(3分)2005年春節(jié)晚會(huì)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(jiàn)領(lǐng)舞者邰麗華身后站著的其他舞蹈者，這是因?yàn)楣馐莀_____________傳播的。

    (2)在觀看演出的過(guò)程中，我們雖然沒(méi)有看到樂(lè)隊(duì)卻也能分辨出是何種樂(lè)器在發(fā)聲，這主要是因?yàn)椴煌瑯?lè)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(jiǎn)答下列各題(共22分)

  1．(4分)火箭點(diǎn)火發(fā)射時(shí)，若高溫火焰向下噴射到發(fā)射臺(tái)上，發(fā)射臺(tái)就會(huì)被燒

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

    (1)火箭發(fā)射時(shí)，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(duì)發(fā)射臺(tái)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(qǐng)說(shuō)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(mǎi)了一種點(diǎn)綴節(jié)日用的小彩燈，他發(fā)現(xiàn)當(dāng)其中一個(gè)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(duì)小彩燈之間的連接關(guān)系產(chǎn)生了興趣，為此他請(qǐng)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(guò)串聯(lián)一定數(shù)量的小彩燈，使單個(gè)小彩燈兩端所加的電壓比它的額定電壓稍低，每個(gè)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(shí)約為2．5 Ω，熱時(shí)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(méi)有電流流過(guò)。若加上較高的電壓(如220 V)時(shí)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(qǐng)你說(shuō)明為什么一個(gè)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(yáng)中學(xué)廣播室想借助于雙刀雙擲開(kāi)關(guān)控制南北兩教學(xué)樓的喇

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

請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線按上述要求完成圖9中的電路圖。

  5．(6分)長(zhǎng)期以來(lái)，實(shí)心粘土磚一直是我國(guó)主要的建筑材料。由于粘土磚在生產(chǎn)過(guò)程中存在著諸多弊端，國(guó)家有關(guān)部門(mén)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(qǐng)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(shí)心粘土磚有哪些好處。(至少寫(xiě)出三條)

 四、(6分)李明同學(xué)家要買(mǎi)一個(gè)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(gòu)，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(qián)。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(jià)格是0.5元／度；瓶裝液化氣的價(jià)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(qǐng)你通過(guò)計(jì)算分析一下用哪種水壺?zé)�水更省錢(qián)。

    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(jì)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(chēng)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(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：在一個(gè)量筒里放入一定量干燥的黃土，再倒入一定量的清水，計(jì)算出含沙量x，并測(cè)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(jì)算和測(cè)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(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析是一致的。

    第三階段是實(shí)際測(cè)量：在一次山洪沖刷地面時(shí)，他們采集了40 L的水樣，稱(chēng)出其總質(zhì)量為40.56kg。此前已經(jīng)測(cè)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(qǐng)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(qǐng)你參與環(huán)保小組第三階段的計(jì)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(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)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(shí)間也更長(zhǎng)。而且數(shù)碼照片還可以直接在

電腦上顯示出來(lái)，或者通過(guò)電子郵件傳送出去。

    下面是一款數(shù)碼相機(jī)的電池的一些資料。根據(jù)右面提供的信息以及下面對(duì)數(shù)碼相機(jī)工作過(guò)程的介紹，回答相關(guān)問(wèn)題：

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

均工作電流為0.2A。請(qǐng)估算一節(jié)充滿電的電池最多可以拍攝多少?gòu)堈掌��?/p>

    (2)對(duì)一個(gè)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(duì)空調(diào)輸入功率的粗略標(biāo)識(shí)。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(lái)表示。在選擇空調(diào)時(shí)，除了制冷量和制熱量(對(duì)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(chǎng)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(jì)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(gòu)買(mǎi)的某一型號(hào)空調(diào)的使用說(shuō)明書(shū)的一部分。

    請(qǐng)結(jié)合上面所介紹的知識(shí)和空調(diào)使用說(shuō)明書(shū)，通過(guò)計(jì)算回答下面的問(wèn)題：

    1．這臺(tái)空調(diào)的能效比是多少。

    2小明家新購(gòu)買(mǎi)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(qǐng)你通過(guò)計(jì)算說(shuō)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(jī)每天實(shí)際工作6 h，一個(gè)月僅空調(diào)一項(xiàng)所支付的電費(fèi)約為多少?(當(dāng)?shù)氐碾妰r(jià)為0.5元／度)

    八、(12分)小軍家客廳墻壁上有一個(gè)控制燈的開(kāi)關(guān)和一個(gè)兩孔插座裝在一起的“一開(kāi)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(kāi)關(guān)損壞，需要更換整個(gè)元件。小軍爸爸決定自己動(dòng)手完成，小軍給爸爸當(dāng)助手。

    小軍爸爸?jǐn)嚅_(kāi)家中進(jìn)戶(hù)線的總開(kāi)關(guān)，在拆舊換新的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)：拆下前沒(méi)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?yàn)槭覂?nèi)導(dǎo)線都在水泥墻內(nèi)，無(wú)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(hù)線的總開(kāi)關(guān)，用試電筆檢測(cè)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(cè)，能不能判斷各根導(dǎo)線的連接情況?

小軍經(jīng)過(guò)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(shí)盲目連接還可能出現(xiàn)更嚴(yán)重的問(wèn)題。

    (1)你認(rèn)為小軍的觀點(diǎn)對(duì)不對(duì)?為什么?

    (2)你能不能利用常用的家用電器，如臺(tái)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(shuō)出你的方法并簡(jiǎn)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(lái)。