初中物理竞赛辅导试题二.doc

初中物理竞赛辅导试题(二)1.如图（甲）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。若运送边长为0.1m，质量为0.6kg的均匀正方体产品时，示波器显示的电压随时间变化的图象如图（乙）所示。请回答下列问题：（1）此产品的密度为多大？ 0.6103 kg/m3（2）产品对传送带的压强为多大？（g取10N/kg） 600Pa（3）已知计数器电路的电源电压恒为6V，保护电阻R2的阻值为40，求光敏电阻在两种状态下的阻值分别为多大？光敏电阻1h消耗的电能为多少？20 80 720JR1R2abS（甲）t/sU/V0240.20.40.60.81.01.2（乙）2、如图为一水箱自动进水装置。其中杆AB能绕O点在竖直平面转动，OA=2OB，C处为进水管阀门，进水管口截面积为2cm2，BC为一直杆，A点以一细绳与浮体D相连，浮体D是一个密度为0.4103kg/m3的圆柱体，截面积为10cm2，高为0.5m。细绳长为1m。若细绳、杆、阀的重不计，当AB杆水平时正好能堵住进水管，且O点距箱底1米。问；（1）若水箱高度h为3m，为防止水从水箱中溢出，进水管中水的压强不能超过多少；（2）若进水管中水的压强为4.4104Pa，则水箱中水的深度为多少时，进水管停止进水。（取g=10N/kg）3、AB和CD是完全相同的两条带有绝缘皮的导线，它们并行地埋设在相距2 km的甲、乙两地之间。由于两导线之间某处的绝缘外皮受到损伤，而发生了漏电现象(即相当于两根导线之间在漏电处连接了一个电阻)。为了确定漏电处的位置，维修人员做了以下测量： (1)在甲地将两端电压恒为90 V的电源的两极分别接在A、C两端，此时在乙地用内电阻很大的电压表测得B、D两端电压为72V。 (2)在乙地将两端电压恒为100V的电源的两极分别接在B、D两端，此时在甲地用同一型号的电压表测得A、C两端的电压为50V。 如果AB和CD导线每千米电阻值为2，请你根据以上测量结果计算漏电处距甲地多远?绝缘皮破损处的漏电电阻是多大?4(1)既然提高输电电压能减少电能传输损耗，那么，输电电压能不能无限制提高呢？(2)在郊外，你会看到高高的输电线钢塔上面悬挂着许多用陶瓷制成的绝缘装置，叫做绝缘子或绝缘套管（如图中箭头所示），目的是使高压电缆与钢塔之间有良好的绝缘。讨论：为什么绝缘子或绝缘套管要制成一节一节的？【参考答案】(1)输电电压过高，会使输电线之间的空气被击穿，形成短路。此外，输电电压越高，在电闸合闸或断开时，越容易产生弧光发电，引发火灾等，因此输电电压不能无限制提高。(2)空气中的灰尘会积在绝缘子的表面，这些污垢会导电，形成漏电。绝缘子做成一节一节的目的，是增大漏电沿表面“爬过”的距离，增大绝缘子的电阻，减小漏电的危险。5.以下是关于电饭锅的原理的说明。 电饭锅能自动控制电流加热的程序。把饭煮得甘香柔软而不焦枯靠的是如图所示的自动控制开关，当按下开关按键，如图19(a)所示。开关横杆把磁铁向上顶，使磁铁吸住感温软铁。这时。发热电阻丝接通电源，开始加热。当锅内的饭沸腾后。锅内的水就会因 而渐渐减少。当锅内的水蒸干锅内的温度就会超过 ，当温度达到103时，感温软铁就不受磁铁的吸引，开关的杠杆在弹簧的弹力及自身重力的作用而下降，使接触点分开，发热电阻丝与电源断开，如图(b)所示。与此同时，接通另一保温电路(图中略去未画)，保持饭的温度在70左右。 (a)“当温度达到103时感温软铁就不受磁铁的吸引”这一现象说明了什么物理道理? (b)能用这种电饭锅来煮开水并自动保温在70左右吗?写下你的判断，并简要说明理由。蒸发 100(a)原因是：当温度升高到103，软铁内分子热运动加剧，软铁无法被磁化，永久磁铁对其不再有吸力。(b)不能，因为，当水烧开时，温度为100，只有当水烧干后，温度才会进一步升高到103。6.如图18所示是生产中常用的两种闸刀开关，图中A是导电的闸刀，B是簧片(可以与闸刀保持紧密接触或分离)，C是电磁铁的线圈，能对图18(a)中的杠杆D(右边下降时左边会升起)、图(6)中的衔铁E产生吸力。0是固定转动轴，即支点。K是弹簧。图中箭头为电流方向。试说明这两种开关分别在什么情况下能自动断开电源。图(a)：这是一个过电流保护开关，当电流过大时，电磁铁将衔铁D吸下，电键断开。图(b):是一个欠电流保护开关。当电流过小时，电磁铁吸不住衔铁E，电键断开。7水与日常生活有密切联系，在有关水问题中蕴含着丰富的物理知识。请按要求回答下列问题。(1)家用水龙头在水流较小且稳定流动时的形状应该是图lO中的 ( )(2)如图11(a)所示，在一个上面开口的圆柱形容器内存入一定量的水，水面距底都的高度为H。现在容器的底部开一个小孔，水从小孔中流出来则正确反映水面的高度H随时间变化的图线是图ll(b)中的 ( ) (3)如图12(a)所示，是两张用照相机拍摄到的水龙头滴水时的照片。甲、乙两张照片中水龙头滴水的快慢各不相同。若甲照片中的水龙头以每秒十滴水的快慢滴水请在方格纸图12(b)上利用作图法算出乙照片中的水龙头每分钟滴多少滴水? (4)如图13(a)所示在一个玻璃制的家庭摆设中放有一定量的水，有一条塑料小鱼A浮在水面上。该玻璃罐的底部安装了一个气泡发生器，打开电源时气泡从玻璃罐的底部冲出，罐内充满了气泡。试简要描述在打开气泡发生器后，塑料小鱼A的运动情况，在图15(b)中标出塑料小鱼的大致位置，并简要说明发生这种现象的原因。(5)如图14所示，是一个贮水箱AOB是以D为转轴的杠杆,AO呈水平状态，A、O两点间距离l1=40cmB、O两点的水平距离l2=20cm，B、0两点的竖直距离l3=15cm；BC和AQ是能承受40N拉力的链条AQ链条的Q端连接一个不计重力，横截面积为20厘米2的塞子。当水箱中贮水的高度为40cm时，在C端施加竖直向下20N的拉力可以将塞子拉开。那么为使塞子能被拉开而链条不被拉断，贮水箱内的最大贮水高度为多少?(g取lONkg) (6)现有两个完全相同的圆柱形容器容器的底部分别用进水管与甲、乙两个水龙头连接进水管的粗细与水龙头的口径相同如图15所示。甲、乙两个水龙头距离容器底部的距离均为L甲水龙头横截面积为SA,乙水龙头的横截面积为SB，且sASB。假设两个水笼头每秒放出的水量相同均为Q；试通过简要的分析和推导说明，在同时打开水龙头向容器注水哪一个容器会先放满。7(1)A(2)B(3)以水滴下落高度为纵坐标以下落时间的平方为横坐标，作ht2图线(或以水滴下落高度为纵坐标。以下落时间的为横坐标作ht图线)；在图上标出h=35厘米对应的时间t2(或t)可求得时间 t=O265秒乙图中水龙头每分钟滴水数 N=60O265226(4)打开气泡发生器后小鱼A因为受到的浮力减小而向下运动在玻璃罐中部附近悬浮游动。 (5)解：设AOB杠杆重力产生的力矩为M(链条的重力不计)则M+ghSl1=Fl2,M=Fl2-ghSl1=80牛米 当用最大的拉力F作用在链条BC上沿垂直OB的方向拉时贮水箱中的水位最高为H(图21) (6)解(图22)：刚打开水龙头时，因为流量相等，所以甲龙头的流速VA小于乙龙头的流速VB，乙容器先开始注水； 设经过时间t后。容器甲、乙中的水位分别为hA、hB则hAS+SAL=Qt hBS+SBL=Qt 有以上两式得：hA0说明当人听到从头顶传来的轰鸣声时，飞机已掠过头顶，飞向前方。当vv0时，tgl，即450，说明当人听到从头顶传来的轰鸣声时，发现飞行与竖直方向夹角大于450时，说明飞机的飞行速度大于声速。(2)11小强为课题研究小组提供了一把家中收藏的旧杆秤。杆秤的刻度模糊不清。秤砣遗失，只有5kg和6kg的刻度清晰可辨。小组成员对杆秤的外形进行了测量，测量结量如图12所示。请根据以上情况，判断该杆秤的重心(不包括秤砣)应该在提扭的哪一侧并求出秤砣的质量。(1.5kg)12.在用电压表、电流表测电阻的试验中，假定电压表和电流表是准确的，但由于实验电路的不完善，也会给实验结果带来误差。例如，用图12所示电路测一阻值为1.80千欧的标准电阻R值时，实际测得的阻值为1.00千欧；而用图13所示电路测量时，实际测得的阻值为2.00千欧。图12图13图14通过分析上述两个不完善的实验电路可以找到产生误差的原因。而针对误差产生的原因，设计实验电路并通过合理的实验步骤，可以大大减小实验误差。例如，用图14所示电路(图中G为灵敏电流表，当通过它的小电流有很小的变化时，它就能指示出来)，按一定的实验步骤测电阻R值时，可使测量结果非常接近1.80千欧。根据上述内容，完成下列要求：1.分别说明图12和图13所示实验电路给实验结果带来误差的原因。 2.说明图13中虚线框内电路的作用。 3.比较图14和图12所示实验电路，说明减小误差的基本方法。 4.写出按图14测定R阻值的实验步骤。13.电热炉内有两个阻值分别为R1=60和R2=120的发热电阻，用一个旋转开关可以实现电热炉多档位工作的要求。将电热炉接入家庭电路中。 (1)当电热炉只有发热电阻R1工作时，通过它的电流是多大? (2)若要求电热炉发热功率最大，R1、R22应怎样连接?求出这个最大功率值。(3)图中是这个电热炉的工作原理图，其中的旋转开关内有一块绝缘圆盘，在圆盘的边缘依次有0，1，2，9共10个金属触点；可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，转动开关旋钮可以将相邻的触点连接。如旋钮上的箭头指向图中位置C时，金属滑片将3、4触点接通，同时也将8、9触点接通。试分析旋转开关的箭头指向何位置时，电热炉的功率最大?14星期天，小明和妈妈一起去买电热水器，在眼花缭乱的商品中，售货员极力推荐的 一种电热水器引起了小明的注意。这种电热水器叫即热式电热水器，又叫快热式电 热水器。售货员熟练地说出了以下5条优点：不需预热；节能省电；不易结 水垢；体积小巧；水温恒定。果真如此吗? 小明和妈妈把这种新型的热水器和传统热水器进行了对比，他们发现传统的热水器有一个较大的水箱，当水箱内的水达到合适的温度才可以使用。而这种电热水器没有水箱。第4条优点是显然的。其他4条优点可信吗? (1)请你从上面其余4条优点中，任选1条说明是否可信以及理由。(2)小明家的电能表表盘如图35所示，若小明家购买最大额定功率为8kW的即热式电热水器，通过计算回答小明家是否需要更换电能表?(3)妈妈打算选择最大额定功率为3kW的即热式电热水器用作淋浴。已知般淋浴所需热水的流量为46Lmin，水的比热容为42l03J(kg)，若冬天淋浴需要将水温升高30，通过计算说明妈妈选择的这个热水器是否合适?15某科学兴趣小组的同学在实验室发现一个有趣的元件（如图甲所示）：透明玻璃壳内有一个标有“0.6V 3W”字样的小灯泡L（阻值不变）和一个由一种特殊金属丝制成的导体R0，A，B，C是其外露的三个接线柱。为进一步了解导体R0的某些特征，他们使用了如图乙所示电源电压恒为6伏的实验装置：把导线M，N分别与A，C接线柱相连，闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P，测得了一组电流表和电压表的读数，并绘制成图丙所示曲线。（1）小灯泡L的电阻值为 欧，当它正常工作时，通过的电流是 安。（2）小明同学在原来连线的基础上，再用导线连接A，B两个接线柱，闭合开关S，把滑片P移到a端，此时电流表的示数是多少安培？（3）若把导线M，N分别接到A，B接线柱上，闭合开关S，把滑片P移到a端，则小灯泡消耗的电功率为多少？（温馨提示：本小题可用作图法辅助求解）(1.08W) 16在今年5月份助残活动中，某校初三同学为伤残军人买了一辆电动轮椅。同学们对这辆车的工作原理产生了兴趣。他们对照说明书的电路原理图（如图所示）了解到，操纵杆可操纵双刀双掷开关K以及滑动变阻器R1的滑片P。前推操纵杆时轮椅前进，再向前推时快速前进；后拉操纵杆时轮椅慢慢后退。又知蓄电池的电压U=24V（保持不变）、定值电阻R2=10，电动机的额定功率P0=72W、额定电压U0=24V。从原理图可知，当开关K接到哪两个接线柱时，轮椅前进？当轮椅后退时，电流表示数为I=1A，此时电动机的实际功率为多少？当电动机以额定功率工作时，轮椅匀速前进的速度为1.5m/s，电动机线圈电阻损耗的功率为18W，求此时轮椅受到的阻力大小。蓄电池R2MAR11234KP17、螺旋千斤顶是一种常用的起重装置（如图所示），用手柄转动螺杆时，螺杆顶端的重物就随螺杆一起上升。若螺杆的直径为D，螺距为h，手柄末端到转轴的距离为l，整个装置的机械效率是,要举起质量为M的重物时，至少要给手柄顶端多大的力？指出本题中为了省力应用了哪几种简单机械。18在机械制造中有一个给大飞轮定重心的工序，该工序的目的是使飞轮的重心发生微小的位移，以使它准确位于轴心上。如图19所示，一个质量为M=80kg、半径为R=0.6m的金属大飞轮可在竖直平面内绕轴心（图中两虚线的交点）自由转动。用力推动一下大飞轮，飞轮转动若干周后停止。多次试验，发现飞轮边缘上的标记F总是停在图示位置。（1）根据以上情况，可以初步确定飞轮重心P可能在图中 。A轴心正下方的某一位置 B轴心左侧的某一位置C轴心右侧的某一位置（2）工人在飞轮边缘上的某点E处，焊接上质量为m=0.4 kg的金属后，再用力推动飞轮，当观察到 的现象时，说明飞轮的重心已调整到轴心上了。（3）请在图19中标出E的位置。（4）试求调整前飞轮的重心P到轴心的距离l。（提示：利用杠杆平衡条件）19.某学生为了测量一物体的质