1995年全国物理竞赛复赛2

一九九六年全国初中物理知识竞赛复赛试卷及解答 一、用两条较长的导线将一盏 220V、1OOW 的电灯接在电源上已经测得电源电压 为 210 伏，灯泡两端的电压为 190 伏，导线上消耗的电功率大约是多少?（296.1） 二、图 1 是一种电磁限流器的示意图当电路中电流过大时，电磁铁 A 吸引衔铁 B、接点 C、D 被弹簧拉起，电路切断。图 2 是某同学设计的电磁限流器两图相比， 说明图 1 的最大优点，图 2 的缺点 （296.2 图） 三、公共厕所 自动水箱的排水孔塞直径为 a,通过长为 L 的细链与直径为 d 的圆柱形浮桶相连已 知 d=3a(图 3)，问设计时浮桶高至少为多少才能实现自 动冲水? （296.3 图） 四、某中学举办一次别开生面的“物理体育比赛” ，运动员在竞赛之后要说明自己 运用了哪些物理知识比赛中有如下项目：从 A 点起跑，到 XY 线上抱起一个实心 球，然后跑向月点，要求跑过的距离最短(图 4)某同学在开始前先从终点 B 径直 走向 XY 线，越过 XY 线到达某点 C 后又转头一直走向 A，当再次经过 XY 线时在地面 做了个标记 D比赛时他从 A 跑到 D，抱起球后跑到 B。别人问他这样做的道理，他 只是笑着说受到了光学知识的启发请你说明 C 点的准确位置，指出使他受到启发 的光学规律，并证明他跑的路程最短。 （296.4 图） 五、在一次物理知识竞赛中有这样一道题：“如图 5 所示，杆秤秤砣的质量力 1 千 克，秤杆和秤构的总质量为 05 千克，定盘星到提纽的距离为 2 厘米，秤钩到提 纽的距离为 10 厘米若有人换了一个质量为 08 千克的秤砣，售出 25 千克的 鱼，鱼的实际质量是多少”? 小明的答案是 196 千克，而小红的答案是 204 千克老师看了以后说，两个答 案都可能是正确的请你通过计算说明，什么情况下货物的实际质量是 196 千克， 什么情况下是 204 千克。 （296.5 图） 参考答案 一、(10 分) 电灯的电阻：R=U 2P=484 欧 电灯实际电流：I 实 =U 实 R=0.39 安 导线上消耗的电功率:P 线 =I 实 2R=7.8 瓦 二、(10 分) 原题图 1 电路被切断后，C、D 两个接点不会自动 复位，电路不会自动接通； 而原题图 2 在切断电 路后电磁铁失去磁性，自动释放衔铁，电路又接通了，但这时故障并未排除，电流 仍会过大 三、(25 分) 设浮桶的高至少为 h，浮桶体积：V=h(d/2) 2 当浮桶刚全部淹没时所受浮力：F 1=gV 排 =g h(d/2) 2 此时孔塞上表面深度为：(h+l) 孔塞受到水的压强：P=g(h+l) 孔塞所受压力 F2=PS=g(h+l) (a/2) 2 要实现自动冲水，至少要 F1=F2 即 g h(d/2) 2=g(h+l) (a/2) 2 解之得：h=l/8 四、参考答案：(25 分) 如图 2,C 点是 B 点以 XY 线为轴的轴对称点使这位同学受到启发是光的反射定律 (或平面镜成像规律) BCXY BE=CE，直角三角形 BDE 和 CDE 全等DB=DC 学生跑过的路程为 AD+DB与 AC 相等另设学生从 A 点跑到 XY 线上 D 点以外的任一 点 D后再跑到 B同理可证 DB=DC 这时学生跑过的路程 AD+DB 与 AD+DC 相等 而在三角形 ADC 中，AD+DCAC 所以，AD+DB 为最短路程 五、(30 分) 第一种情况如图 3，设定盘星位置在 D 点，秤杆和 秤钩的重心在 C 点根据杠杆平衡条件：GCO=F 2OD 得 CO=F2OD/G=4 厘米 当用 1 千克秤砣称 25 千克鱼时，设秤砣所在位置 为 B，如图 4则有 F1AO+GCO=F2OB OB=27 厘米 若换用 0.8 千克秤砣称鱼，设鱼质量为 M1，秤砣 重 F2，秤砣仍在 B 点则有 F1A0+GCO=F2OB F1=196 千克 第二种情况如图 5，定盘星在 D 点，秤杆和秤钩的 重心在 C点 同理可求得 0C=4 厘米 当用 1 千克秤砣称 25 千克鱼时，秤砣在 B点， 如图 6则有