1992年上海大同杯初中物理竞赛复赛解析

上海市第六届初中物理竞赛（1992年）复赛试题解析说明：本卷共七大题，答题时间为90分钟，满分为100分。一. 选择题I(以下每小题只有一个选项符合题意，请把符合题意的选项前的编号填写在题后括号内。每小题2分，共16分)1. 关于温度和热量，下列说法中正确的是(A) 物体温度升高一定吸收热量； (B)物体吸收热量温度一定升高；(B) 物体温度降低一定放出热量； (D)物体放出热量温度不一定降低。解：A、物体温度升高，也可能是因为对物体做功，则不一定是吸收热量的结果，故说法错误，不符合题意B、物体吸收热量，内能增加，但温度不一定升高，比如：晶体在熔化过程，吸热，内能增加但温度不变，故该项说法错误，不符合题意C、物体对外做功时，物体温度也会降低，所以物体温度降低不一定是放出热量的结果，则该项说法错误，不符合题意D、物体放热时，比如：晶体在凝固过程中放热但温度不变，故温度不一定降低，说法正确，符合题意故选D点评：要正确理解温度、热量与内能的关系解决问题的诀窍是：物体吸热或温度升高，内能一定增大；但物体的内能增大，不一定是由物体吸热或温度升高引起的2. 在摩擦起电时，相互摩擦的两种物体相比较(A) 原子核束缚电子本领弱的带正电； (B)原于核束缚电子本领弱的不带电；(B) 原子核束缚电子本领强的带正电； (D)原子核束缚电子本领强的不带电。摩擦起电的过程实际上是电子转移的过程，在摩擦起电的过程中，原子核束缚核外电子能力强的得电子，带负电，能力弱的失电子带正电故选A图13. 如图1所示，为了使杠杆OA保持水平，可分别在A点沿不同方向施加作用力F1或F2或F3。这三个力的大小关系是(A) F1F2F2；(C)F2F1F3； (D)F1=F2=F3。4. 液体的温度越高，蒸发越快，其主要原因是：(A) 分子作无规则运动的动能增大； (B)分子间相互吸引力减小；(C)分子间相互排斥力增大； (D)分子间相互之间距离增大。解：液体温度越高，液体分子运动越剧烈，分子作无规则运动的动能越大，液体分子越容易脱离液体而扩散到空中，蒸发越快故选A5. 用飞机在云层上施放固态二氧化碳，可以促成人工降雨。这主要是由于(A) 增加了局部区域的空气密度，迫使云层下降变雨；(B) 减小了局部区域的空气比热，使这些空气中的水气放出热量，液化成水，下降为雨；(C) 固态二氧化碳粉末成为空气中水气的凝结中心，并使水汽液化成水，下降为雨；(D) 固态二氧化碳升华时吸收热量，空气温度降低，使空气中的水汽液化成水，下降为雨。解：飞机向云层上施放固态二氧化碳，固态二氧化碳在空气中迅速升华变为气态的二氧化碳，在此过程中要吸收大量的热量，使周围空气温度降低，空气中的水蒸气遇冷液化成为水，下降为雨故选D6. 易拉罐是用很薄的铝片制成的。在空罐中注入少量的水，用酒精灯加热至沸腾。待大量水蒸气逸出后，先移去酒精灯，再用厚胶纸把罐口密封。待自然冷却后，会发生的现象是(A) 罐壁外出现小水滴； (B)罐变瘪了；(C)罐爆裂了； (D)罐变瘪了，且罐壁外出现小水滴。A、罐内壁水蒸气在温度降低后会液化成水滴，但外壁上不会有水，故A错误；B、易拉罐内的气体在加热后会膨胀溢出，封住瓶口后，温度降低后，瓶内的气压减小，瓶子会变瘪，故B正确；C、易拉罐内的气体在加热后会膨胀溢出，封住瓶口后，温度降低后，瓶内的气压减小，瓶子会变瘪，不会胀破，故C错误；D、易拉罐内的气体在加热后会膨胀溢出，封住瓶口后，温度降低后，瓶内的气压减小，瓶子会变瘪，罐内水蒸气在温度降低后会液化成水滴，外壁不会有水滴，故D错误；故选B7. 在一根左端封闭、右端开口的U形细玻璃管内注入水银并充满左端，两端水银面的高度差为20厘米，如图2所示。若用拇指将开口端堵住，并将U形管的开口向下。松开拇指后，管内两侧水银面的位置应是图3中的图2图3解：U形管封闭端充满水银，没有空气；U形管倒置后，开口端水银柱高为20cm，小于大气压所支持的76cm高水银柱，水银柱在大气压力作用下，保持静止不动，整个U形管中水银分布不变，随意将U形管倒过来后，管内两侧水银面的位置应是图中的D故选D8. 森林保护法中规定，禁止在森林里丢弃空罐头和空瓶子，这主要是为了防止(A) 污染环境；(B)行人受伤；(C)引起山火；(D)动物死亡。解：空瓶子中如果灌入雨水形成一个凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，会聚成点，温度比较高，容易引燃干树叶等，引起火灾故选C二. 填空题(每题2分，共12分)。1. 吊扇挂在天花板的吊钩上。吊扇工作时吊钩所受到的向下拉力为F1，吊扇不工作时吊钩所受到向下拉力为F2，则F1_F2(填“”或“=”或“”)。（1）当吊扇工作时，扇叶对空气有一个向下力的作用，由于力的作用是相互的，所以空气对扇叶有一个向上的托力T，此时电扇工作时受到三个力的作用，即重力G，吊钩对吊扇的拉力F1，和空气向上的托力T，此时的吊扇在竖直方向上处于静止状态，所以，F1+T=G，即：F1G吊扇工作时吊钩所受到的向下拉力为F1与吊钩对吊扇的拉力F1，是一对作用力与反作用力，两者大小相等，即：F1=F1所以F1G（2）当吊扇不工作时，此时的吊扇在竖直方向上受到两个力的作用：重力G和吊钩的拉力F2由于吊扇处于平衡状态，所以G=F2吊扇工作时吊钩所受到的向下拉力为F1与吊钩对吊扇的拉力F1，是一对作用力与反作用力，两者大小相等即：F2=F2所以F2=G由此可知，F1F2故答案为：2. 某地质勘探队员将装备货物放在木筏上渡河。若不载货物时，人和木筏共重为G，木筏露出水面的体积为木筏总体积的13，则木筏的载货重至多是_。3. 一辆汽车在长为150千米的一段公路上行驶，整段路程的平均速度为50干米小时。已知在前70千米路程中，汽车用了1小时，则剩下的路程中汽车要以_千米小时的平均速度行驶。图44. 现有三种液体，它们的密度分别为1、2、3，且1:2:3=2:3:1。若依次取出质量相等的这三种液体，并把它们分别装入底面积为Sa、Sb、Sc的a、b、c三个圆柱形容器中，且Sa:Sb:Sc=3:4:2，则容器底部所受液体压强最大的是_(填“a”或“b”或“c”)。解：已知三种液体的质量相等，所以重力相等；又因为容器粗细均匀，所以液体对容器底的压力等于液体的重力；由于液体重力相同，故三种液体对容器底的压力F相同由公式P=F /S 知，在压力F一定时，压强与受力面积成反比，所以c容器中的液体对底部的压强最大故答案为：c5. 如图4所示，a为盛有一些水的玻璃容器，b为与容器a相连通的管子，c为一个内部装有一些沙子的玩具气球。当b管内通有大气压强为p0的气体时，气球内部的压强为3 p0/2，并刚好浸没于水中。若b管内通有大气压强为3 p0/2的气体时，玩具气球将_(填“上浮”或“悬浮”或“下沉”)。6. 在图示电路中，三个电阻的阻值相等，安培表A1、A2、A3的读数分别为I1、I2、I3。则I1:I2:I3=_。三. 选择题II(以下每小题只有一个选项符合题意，请把符合题意的选项前的编号填写在题后括号内。每小题3分，共12分)1. 一只刻度均匀但刻度线位置不准的温度计，把它放在1标准大气压的沸水中，读数是90；把它放在冰水混合物中，读数是6。用这只温度计去测量某物体的温度，当它的示数为27时，该物体的真实温度是(A) 21； (B)25； (C)26； (D)29。图62. L1、L2、L3、L4是四个标有“110V 40W”字样的完全相同的灯泡，把它们按图6所示的电路图连接到电压为220伏特的电路中去，通电后四个灯泡均能正常发光。现L1灯因接触不良而熄灭时(A) L2灯和4灯变亮，L3灯变暗； (B)L3灯变亮，L2灯和L4灯变暗；(C)L2、L3、L4灯均不亮； (D)L2、L3、L4灯变亮。图73. 有一根细木棒，在A处挂一吹足空气的气球，在其O处用一根细绳将细木棒悬挂起来，这时，细木棒恰能保持水平，如图7所示。现用一钢针在气球水平直径的两端各刺一个小洞，使球中的空气逐步缓慢泄出，气球体积同时逐渐减小。对这一过程中细木棒位置变化的判断及其原因分析最正确、全面的是(A) 细木棒继续保持水平，因为气球所受浮力的减小值等于泄出空气所受的重力值；(B) 细木棒顺时针方向偏转，因为气球所受浮力的减小值小于泄出空气所受的重力值；(C) 细木棒逆时针方向偏转，因为气球所受浮力的减小值大于泄出空气所受的重力值；(D) 细木棒逆时针方向偏转，因为气球所受浮力的减小值小于泄出空气所受的重力值。图84. 图8所示是一把杆秤的示意图。图中O为支点，A为零刻度线位置，B为重物所挂位置。C为秤陀，秤杆上相邻两侧刻度线之间的距离为x。若把这把杆秤的秤砣换一个较重的秤砣，则为了仍能使用这把杆秤的正确秤量，在保持O点、B点位置不变的条件下，必须适当改变零刻度线A的位置和调整相邻两刻度线之间的距离x。下列调整方法可能正确的是(A) 将A点移近O点，并增大x；(B) 将A点移近B点，并增大x；(C) 将A点移近O点，并减小x；(D) 将A点移近B点，并减小x。解：（1）设杆秤自重为G0，重心到支点的距离为L0，秤砣重为G，没有称量的重物时，秤砣所的位置A为零刻度线位置，根据杠杆平衡条件得：G0L0=G0A-当使用较重的秤砣时，即GG-秤砣所的零刻度线位置为A，则由杠杆平衡条件得：G0L0=G0A-由可得：OAOA即零刻度线位置到支点的距离变小了，所以将A点移近O点（2）使用小秤砣时，秤杆上相邻两侧刻度线之间的距离为x，则可假设称量的重物为G，秤砣的位置为x，由杠杆平衡条件得：GOB=G0L0+Gx-使用较重的秤砣时，秤杆上相邻两侧刻度线之间的距离为x，则称量的重物为G，秤砣的位置为x，由杠杆平衡条件得：GOB=G0L0+Gx-由可得：Gx=Gx，GGxx秤杆上相邻两侧刻度线之间的距离为x要减小故选C四. 选择题III(以下每小题有一个或几个选项符合题意，请把符合题意的选项前的编号填写在题后的括号内。选对得3分，漏选得1分，选错得0分，共18分)1. 1牛顿的水对浸入其中的物体所产生的浮力(A) 可以小于0.5牛； (B)不可能大于0.5牛；(B) 可以大于1牛； (D)不可能大于1牛。解：（1）物体浸在液体中，由于物体上、下表面所处的深度不同，下表面所处的深度大于上表面的深度，下表面受到的压强大于上表面受到的压强，因此液体对物体产生的一个向上的压力与向下的压力不相等，实际上，这两个压力的合力就是液体对物体施加的向上托的作用，这个力习惯上称为浮力（2）如果有一个物体它浸入水中，包裹着它的水的厚度可以无限薄，那么1牛顿的水其实可以包裹无限大的物体，即排开水的重力可以无限大，根据F浮=gV排可知，对浸入其中的物体所产生的浮力可以无限大故选AC图92. 如图9所示，在水平力F的作用下，物体A紧贴在竖直的墙上并保持静止。若改变F的大小，则下列判断有可能正确的是(A) 若F适当增大，则物体与墙之间的摩擦力增大；(B) 若F适当减小，则物体与墙之间的摩擦力减小；(C) 若F适当增大，则物体与墙之间的摩擦力不变；(D) 若F适当减小，则物体与墙之间的摩擦力不变。解：由于此时物体保持静止，物体的重力和摩擦力始终是一对平衡力，故若F适当增大，则物体与墙之间的摩擦力不变，故A错误、C正确；由于此时物体保持静止，物体的重力和摩擦力始终是一对平衡力，故若F适当减小，则物体与墙之间的摩擦力不变，故B错误、D正确；故选CD3. 某学生用实验来研究导体的电阻跟导体的长度、横截面积和材料的关系。具体方法是把两根不同的合金丝A和B分别接到电压相同的电路中，并观察通过它们的电流强度IA和IB的大小。下列四个现象，能直接说明导体的电阻跟导体的长度有关的是(A) 当A和B分别为粗细相同的镍铬合金丝和锰铜丝，且A比B长时，IAIB；(C) 当A和B分别为粗细相同的镍铬合金丝，且A比B长时，IAIB；图10(D) 当A和B分别为粗细和长度都相同的镍铬合金丝和锰铜丝时，IAIB。解：A、当A和B分别为粗细相同的镍铬合金丝和锰铜丝，且A比B长，即此时所选择的材料不同，长度不同，故无法比较其电阻大小与导体长度的关系，故不符合题意；B、当A和B分别为长度相同的镍铬合金丝，且A比B粗时，IAIB；即说明此时导体的电阻与导体的横截面积有关，故不符合题意；C、当A和B分别为粗细相同的镍铬合金丝，且A比B长时，IAIB；即说明在材料和横截面积一定时，导体越长，其阻值越大，故通过其中的电流就越小，故正确；D、当A和B分别为粗细和长度都相同的镍铬合金丝和锰铜丝时，IAIB；即说明导体的电阻与导体的材料有关，故不符合题意故选C4. 某学生用两个相同的热源分别对质量为m1，比热容为c1的甲物质和质量为m2、比热容为c2的乙物质加热，并根据实验测得的数据分别画出甲、乙两物质的温度随加热时间变化的图线，如图10所示。根据图线情况，作出如下推断，其中正确的是(A) 若m1=m2，则c1c2； (B)若m1c2；(C)若c1=c2，则m1c2，则m1f2；(B) L1是凸透镜，L2是凹透镜，且f1f2；(C) L1是凹透镜，L2是凸透镜，且f1f2；(D) L1是凹透镜，L2是凸透镜，且f1f2。答案D6. 在水平方向作匀速直线高速飞行的轰炸机上投下一颗炸弹（空气阻力不计），飞机驾驶员和站在地面上的观察者对炸弹运动轨迹的描述如图12所示。其中有可能正确的是图12五. 计算题(第1题6分.第2题6分，第3题12分，共24分)图131. 夏天，当阳光透过树荫的缝隙时，常会见到地面上有一个个圆形光斑，如图13所示。已知地球到太阳的距离为L，并测得光斑直径为d，树高为h，请完成下列要求：(1)根据题意从光的传播特性抽象出物理模型(用图表示)。(2)估算出太阳圆面的直径D(用L、d、h的代数式表示)。2. 80克水温度降低1所放出的热量刚好能使1克0的冰熔化为水。现把10克0的冰与390克4的水混合，当它们达到热平衡时的温度是多少?解：1克0的冰熔解为水需要的热量为Q溶解=Q放0=cm0t0=4.2103J/（kg）0.08kg1=336J，则10克0的冰熔解为水需要的热量为Q=m1Q溶解=10336J=3360J，熔解10g的冰时使390克4的水降低后温度为由此可知：390克4的水使10克0的冰熔解成0的水时，390克的水降低后的温度为1.94；则它们在一起混合时根据热平衡方程得：图14准备知识：因为0，所以a+b，式中等号只有在a=b时成立。据此，若a+b为定值，则当a=b时，ab有最大值a2(或b2)。如以a+b=6为例，若取a1=1，b1=5，a2=2，b2=4，a3=3，b3=3，则a1+b1=a2+b2=a3+b3=6，且a1b1a2b2a3b3。即当a3=b3时，a3b3=9为最大。根据上述结论，完成下面的试题：3. 用电阻为12欧的均匀电阻丝制成一个直径为D的圆环，并把它接到如图14所示的电路中。图中导线a的P端能沿圆环移动，并保持接触良好。已知R1为15欧，电源电压为9伏。问：(1)当P移至何处时，电路中的电流最大?求出这个最大电流Im；(2)当P移至何处时，电路中的总电阻最大?试证明。求出这时的电源输出功率。解：（1）由电路图可知，这个电路滑片P转到A点时对圆环电阻发生短路；电路中只有R1连入，电流为最大，图15六. 说理题I(9分)某学生用实验来研究导体中的电流强度跟导体两端电压的关系，实验电路图如图15所示。该学生先后把导体C1D1、C2D2、C3D3分别连接到电路中A、B两端，并通过移动滑动变阻器的滑片P改变A、B两端的电压U和电路中的电流I。通过实验，该学生记录了如下实验数据：把导体C1D1连接到A、B两端伏特表示数U(V)2468安培表示数I(A)0.40.81.21.6把导体C2D2连接到A、B两端伏特表示数U(V)2468安培表示数I(A)0.20.40.60.8把导体C3D3连接到A、B