2004年第14届全国初中应用物理知识竞赛复赛试卷

1、6小题，满分 100分）20h内从甲地调运 65t80t 的货船，船身（包括船员）质量纸80km，船行驶的平均速度为（钢材的密度为ab悬挂于磁铁 6小题，满分 100分）20h内从甲地调运 65t80t 的货船，船身（包括船员）质量纸80km，船行驶的平均速度为（钢材的密度为ab悬挂于磁铁 N、S极之间，铜棒的当铜棒向右运动时，能转化为电能根据这一原理发明的机械设备是地球表面单位时间单位面积所获得的能量是多少把阳光反射到墙上的同一个地方，而将其视为 “理想仪表 ”即认为电流表的内阻为零，因而我们可以把电流表看可以把电压表看成一个能显示自身两17t，已知10km/h（不计水流速度）7.9103k

2、g/m3）电流计的指针 （选填实他们发现， 两电压表一、解答题（共1（14 分）1998年某地区遭受特大洪涝灾害为了抗洪抢险，急需在钢材到乙现仅剩下一艘满载时排水量为甲、乙两地的水路距离为（1）请你设计一个完成此项任务的可行性方案（2）通过分析、计算，找出最佳方案2（18分）在如图所示的实验装置中，用棉线将铜棒两端通过导线连接到灵敏电流计上“偏转”或“不偏转 ”）该装置可将3（18分）（2011?昆明模拟）有人在夏季用简易晒水箱给水加热用来淋浴，这不仅能节省能源，而且很方便李明和张华想利用这样的装置估测太阳光对地球表面辐射的强度的大小，也就是说，太阳光垂直照射地球表面时，验装置如图所示， 晒水

3、箱内部是被涂黑的， 箱体外加了保温层， 上面开口并盖有透明玻璃板在估测之前要首先弄清，透过玻璃板的太阳光能理窨占太阳辐射到玻璃板上能量的百分之几？李明和张华各拿一块实验用的玻璃板，块反射光斑重叠处的强度，和太阳光直接射到地上的强度差不多（1）透过玻璃板的太阳光能量占太阳辐射到玻璃板上的能量的百分之几？你在得出这个结论时做了什么假设？假设的根据是什么？（2）请你帮助他们设计实验方案，并写出具体的实验步骤（3）请你对这个实验性方案的可行性做出评价4（18分）（2012 秋?钟祥市校级月考）用电流表和电压表测电流和电压时，通常并不考虑仪表本身电阻对待测电路的影响，的内电阻为无限大 实际上， 电流表和

4、电压表都有一定的电阻值，成一个能显示通过自身电流大小的其阻值很小的电阻；第1页（共 11页）端电压大小，的其阻值很大的电阻 所以，把电流表或电压表接入待测电路时，就相当于在待测电路中串联一个电阻，或并联一个电阻 这样，电流表两端就要有一定的电压， 电压表中就要通过一定的电流， 因此实际上很难同时精确地测出待测电阻两端的电压和通过待测电阻的电流1，现有一个是量程为 0.6A，内电阻为 0.13欧的电流表，能否用它测量某电路两商量的电压？若不能，请说明理由，若能，请说明用它能测量的最大电压值2，现要精确测量一个阻值约为 8欧的电阻 Rx，实验室提供下列器材电流表 A1：量程 100mA，内电阻 r

5、1=4欧电流表 A2：量程 500，内电阻 r2=750 欧电压表 V：量程 10V，内电阻 r3=10k 欧，变阻器 R0：阻值约为 10欧定值电阻 R1：阻值约 10k欧电池 E：两端电压约 1.5V，开关 S，导线若干（1）选出你测量时所需的适当器材，并画出电路图（2）需要测量哪些物理量？根据所测物理量，写出被测电阻 Rx 的表达式5（16分）（2011?黄梅县校级模拟）图甲是使用汽车打捞水下重物的示意图汽车通过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物， 在整个打捞过程中， 汽车以恒定的速度 v=0.2m/s向右运动图乙是此过程中汽车拉动重物的功率 P随时间 t变化的图象，设 t=0 时汽车开始提升

6、重物，忽略水的阻力和滑轮的摩擦， g取10N/kg求：（1）圆柱形重物的质量（2）圆柱形重物的密度（3）打捞前，圆柱形重物上表面所受水的压力6（16分）图 4为一种电饭煲的工作原理图下现是王宁同学对电饭煲工作原理的研究，请你也参与共同探讨按下、扳起电饭煲的开关，有一种 “粘连”“吸引”的感觉，取出饭锅，发现电饭煲的底部有一个凸起物， 它可以上下弹动， 能被磁铁吸引 王宁同学通过用这个电饭煲做米饭和烧水来研究它的工作情况，请回答他在使用过程中发现的如下问题（1）图中只有两根外接导线，这样的用电器有什么危害？应当怎样加以完善？（2）将三脚插头插入电源插座，不用按开关，指示灯就发亮，按下开关后，指示

7、灯亮度不变此时为什么开关对指示灯的亮度没有影响？（3）电饭煲工作了 15min，会出现大量 “白气”，这些 “白气”是怎样形成的？（4）电饭煲工作了 25min，听到 “啪”的一声，指示灯不亮了以此推测，感温软磁体的磁性可能受什么因素影响？怎样影响？（5）听到“啪”的一声后又过了 10min，指示灯又发光，一会儿指示灯又熄来了，分析在相同条件下，不同种类金属的热胀冷缩程度是否一样？（6）要想获得恒温的温水，你可以怎样做？第2页（共 11页）“跳闸”，这样就会出现 “夹生饭“跳闸”，这样就会出现 “夹生饭”请问这种情况电饭煲可能在什么地方出现了故障？为什么？第3页（共 11页）6小题，满分 10

8、0分）浮=G船浮+F 外钢浮 船+G6小题，满分 100分）浮=G船浮+F 外钢浮 船+G 钢船浮外钢浮船+G 钢=（15.8t 钢材均分放t= =80103kg10N/kg=8=1103kg/m310N/kg65+17）103kg10N/kg=8.2=8h 即可送到乙地；参考答案与试题解析一、解答题（共1（14 分）1998年某地区遭受特大洪涝灾害为了抗洪抢险，急需在 20h内从甲地调运 65t钢材到乙现仅剩下一艘满载时排水量为 80t 的货船，船身（包括船员）质量纸 17t，已知甲、乙两地的水路距离为 80km，船行驶的平均速度为 10km/h（不计水流速度）（1）请你设计一个完成此项任务

9、的可行性方案（2）通过分析、计算，找出最佳方案 （钢材的密度为 7.9103kg/m3）考点：物体的浮沉条件及其应用；阿基米德原理专题：计算题；应用题分析：由题意可知：钢材的总质量和船身的质量之和大于轮船的排水量， 不能一次全部装入轮船进行运输；虽然分两次运输也可以，但不能达到节约时间的目的；故可以根据物体的浮沉条件设计方案， 即可以把部分钢材均匀的放在船的两侧， 再根据阿基米德原理求出放入水中的质量解答：解：（1）设计方案：根据问题中所给条件，又在这种特定情况下，可以把部分钢材放在船体外的水中，并设法将其 “贴”在船体上为防止船体发生倾斜，船体两侧所放置钢材的质量应该相等（2）最佳方案：设放

10、置在船体两侧钢材的质量为 m，因船与船体外钢材组合的整体浮在水面上，故 F ，即 F =G代入数据后F 105N F G 105N 从以上各式求得 m=15.8103kg=15.8t 在这种极特殊的情况下 （正常情况下是不可取的） ，只能采用把至少置在船外两侧的水中且紧贴船体，经点评：本题考查了速度公式、阿基米德原理、以及物体的浮沉条件等知识，综合性强，难度大2（18分）在如图所示的实验装置中，用棉线将铜棒 ab悬挂于磁铁 N、S极之间，铜棒的两端通过导线连接到灵敏电流计上当铜棒向右运动时，电流计的指针 偏转 （选填 “偏转”或“不偏转 ”）该装置可将 机械 能转化为电能根据这一原理发明的机械

11、设备是 发电机 第4页（共 11页）考点：电磁感应专题：实验题分析：（1）图中所示是电磁感应实验的装置，图中电流计是否发生偏转反映了是否有感应电流产生（2）在电磁感应现象中，机械能转化为电能（3）发电机的根据电磁感应原理制成的解答：解：（1）产生感应电流的条件：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中产生感应电流铜棒向左运动时，符合产生感应电流的条件，电路中有感应电流产生，灵敏电流计的指针发生偏转（2）铜棒运动时，具有机械能，产出感应电流时，电路中具有电能，产生感应电流的过程是机械能转化为电能的过程（3）根据电磁感应制成了发电机故答案为：偏转；机械；发电机点评：电磁感应实验是电磁学

12、中非常重要的实验，其意义在于根据这一原理制成了发电机本题中主要考查了感应电流产生的条件、能的转化和发电机的工作原理3（18分）（2011?昆明模拟）有人在夏季用简易晒水箱给水加热用来淋浴，这不仅能节省能源，而且很方便李明和张华想利用这样的装置估测太阳光对地球表面辐射的强度的大小，也就是说，太阳光垂直照射地球表面时， 地球表面单位时间单位面积所获得的能量是多少 实验装置如图所示， 晒水箱内部是被涂黑的， 箱体外加了保温层， 上面开口并盖有透明玻璃板在估测之前要首先弄清，透过玻璃板的太阳光能理窨占太阳辐射到玻璃板上能量的百分之几？李明和张华各拿一块实验用的玻璃板， 把阳光反射到墙上的同一个地方，

13、他们发现， 两块反射光斑重叠处的强度，和太阳光直接射到地上的强度差不多（1）透过玻璃板的太阳光能量占太阳辐射到玻璃板上的能量的百分之几？你在得出这个结论时做了什么假设？假设的根据是什么？（2）请你帮助他们设计实验方案，并写出具体的实验步骤（3）请你对这个实验性方案的可行性做出评价考点：物理学方法；太阳能的转化专题：探究题；设计与制作题分析：此题是一个开放性试题，答案不是唯一的第5页（共 11页）末（1）根据他们的结论：两块反射光斑重叠处的强度，和太阳光直接射到地上的强度末差不多可以推测透过玻璃板的太阳光能量占太阳辐射到玻璃板上的能量的 50%（2）在设计实验方案时，要注意假设没有热量散失，晒水

14、箱吸收的热量全部被水吸收，太阳光总是垂直入射等等（3）由于很多假设因素，造成了测量结果与真实值之间会有相当大的偏差是不可避免的故下面我的答案仅作为同学们参考解答：解：（1）假设玻璃板对光的吸收可以忽略其根据是薄玻璃板十分透明通过李明和张华的实验结果可以推测， 每块玻璃板反射的太阳光只有入射光能量的一半，这就是说，入射到玻璃板的太阳光有一半被玻璃板反射了所以，透过玻璃板的太阳光能量占太阳辐射到玻璃板上的能量的 50%（2）实验方案：若实验过程中总能使太阳光垂直入射，且晒水箱内部涂黑，可以认为射入晒水箱的太阳光不再被反射出去，晒水箱吸热效率为 50%另外，晒水箱周围有保温层，可以认为没有热量散失，

15、若晒水箱吸收的热量完全用来使水的温度升高，测出保温箱中一定质量的水在一定时间里，其内能增加了多少，并测量出太阳光垂直照射物体表面的面积，就可以计算出太阳光垂直照射地球表面时， 地球表面单位时间单位面积所获得的太阳光照射的能量是多少实验步骤如下： 向晒水箱中倒入质量为 m的清水，并用温度计测量出此时水的温度 t0 用刻度尺测量晒水箱盖的面积 S将晒水箱开口朝向垂直阳光的方向， 盖好玻璃板开始计时 经过时间 T 后，再测量水的温度 t 太阳光对地球表面的辐射强度是（3）在实验过程中很多东西是假设的，如： “假设玻璃板对光的吸收可以忽略 ”、“若实验过程中总能让太阳光垂直入射 ”、“没有热量散失 ”

16、等等这种假设必然会对最后结果带来一定的影响，此外，还有一些因素没有给予考虑，如实验过程中天气的变化所引起的环境温度的变化等， 因此测量结果与真实值之间会有相当大的偏差是不可避免的点评：像这种题目对学生的要求有一定的高度和难度，要求学生有提出问题、 分析问题和解决问题的能力，并学会对实验方案的可行性做出客观、公正的评价4（18分）（2012 秋?钟祥市校级月考）用电流表和电压表测电流和电压时，通常并不考虑仪表本身电阻对待测电路的影响， 而将其视为 “理想仪表 ”即认为电流表的内阻为零， 电压表的内电阻为无限大 实际上， 电流表和电压表都有一定的电阻值， 因而我们可以把电流表看成一个能显示通过自身

17、电流大小的其阻值很小的电阻； 可以把电压表看成一个能显示自身两端电压大小，的其阻值很大的电阻 所以，把电流表或电压表接入待测电路时，就相当于在待测电路中串联一个电阻，或并联一个电阻 这样，电流表两端就要有一定的电压， 电压表中就要通过一定的电流， 因此实际上很难同时精确地测出待测电阻两端的电压和通过待测电阻的电流1，现有一个是量程为 0.6A，内电阻为 0.13欧的电流表，能否用它测量某电路两商量的电压？若不能，请说明理由，若能，请说明用它能测量的最大电压值2，现要精确测量一个阻值约为 8欧的电阻 Rx，实验室提供下列器材第6页（共 11页）Rx 的表达式0.13=0.078V，与被测电阻并联

18、， A1与被测电阻串联，然后与滑动变阻器的滑片=电流表 A1：量程Rx 的表达式0.13=0.078V，与被测电阻并联， A1与被测电阻串联，然后与滑动变阻器的滑片=电流表 A2：量程 500，内电阻 r2=750 欧电压表 V：量程 10V，内电阻 r3=10k 欧，变阻器 R0：阻值约为 10欧定值电阻 R1：阻值约 10k欧电池 E：两端电压约 1.5V，开关 S，导线若干（1）选出你测量时所需的适当器材，并画出电路图（2）需要测量哪些物理量？根据所测物理量，写出被测电阻考点：伏安法测电阻的探究实验；并联电路的电流规律；并联电路的电压规律；欧姆定律的应用专题：应用题；设计与制作题分析：（

19、1）用该电流表测电压时，相等于与被测电阻并联，根据并联电路的电压规律可知他们两端的电压相等，根据欧姆定律求出其两端的最大电压， 即为所能测量的最大电压；（2）因电流表所能测量的电流很小，所以需要保护电路的滑动变阻器；为了精确测量电阻的阻值，根据伏安法测电阻可知，应一电流表并联在被测电阻两端测出电压，另一电流表串联在电路中测出干路电流， 利用并联电路的电流特点求出通过被测电阻的电流，最后根据欧姆定律求出其大小，根据以上分析进行解答解答：解：1、用该电流表测电压时，等效电路图如图所示：电流表两端的最大电压 UA=IR=0.6A电流表与被测电阻并联，能用该电流表测量电压，最大测量值为 0.078V；

20、2、（1）电流表 A2相连接，最后滑动变阻器和开关、电源相连组成如图电路图：（2）Rx与 A2并联，Ux=U2=I2r2，通过 Rx的电流为 Ix=I1I2，则 Rx=第7页（共 11页）A2、变阻器 R0、待测电阻 Rx、开关、电源；电路图如上Rx=会根据要求做出符合题意的电路图是800W，根据 P=FV 变形可求出拉力F 1，可求出浮力，然后根据阿基米德定律，可求出物体的体积AB A2、变阻器 R0、待测电阻 Rx、开关、电源；电路图如上Rx=会根据要求做出符合题意的电路图是800W，根据 P=FV 变形可求出拉力F 1，可求出浮力，然后根据阿基米德定律，可求出物体的体积AB 段的功率为

21、P1=700WAB 段对物体的拉力为 1F，速度为 0.2m/s，根据 P= =FV=3500N 2、（1）电流表 A1、电流表图所示；（2）A1、A2的示数 I1、I2，电流表 A2的内阻 r2； 被测电阻的表达式点评：本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用，本题的关键点也是难点5（16分）（2011?黄梅县校级模拟）图甲是使用汽车打捞水下重物的示意图汽车通过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物， 在整个打捞过程中， 汽车以恒定的速度 v=0.2m/s向右运动图乙是此过程中汽车拉动重物的功率 P随时间 t变化的图象，设 t=0 时汽车开始提升重物，忽略水的阻力和滑轮的摩擦， g取10N/kg求：（

22、1）圆柱形重物的质量（2）圆柱形重物的密度（3）打捞前，圆柱形重物上表面所受水的压力考点：密度及其特性；物体的浮沉条件及其应用专题：应用题分析：（1）由图象可知，物体出水后的汽车功率是因为是匀速提升，所以 G=F再根据 G=mg 变形求出质量（2）根据 = ，要算密度需要知道质量和体积质量已求出，算出体积即可根据（ 1）中方法可求出物体出水前物体受到的拉力出 F1，再由物体的重力，根据 F浮=G（3）先根据打捞开始到物体出水所用的时间和速度求出打捞前物体上表面的深度，由 P=gh求出压强再由重物出水所用的时间和速度求出圆柱体的高度，由 V=Sh 变形求出圆柱体的底面积，再由 F=PS 求出压力

23、解答：解：（1）由图可知：汽车在可求出汽车在F =第8页（共 11页）CD 段对物体的拉力为浮不变，浮+F浮变小直到为与重力 G 相等，对应图 CD 段CD 段对物体的拉力为浮不变，浮+F浮变小直到为与重力 G 相等，对应图 CD 段G=F3m=浮=G浮=水 排=水 物，物=，S= =压=PS=水F2=1=400kg3500N=500N，gV gV=5102m3，=2.5102m2，gh1S=1103kg/m310N/kg=2=4000N整个物体打捞过程分为三个阶段第一阶段，将重物从水底拉上表面刚好接触水面这一过程， G 不变， F F1不变且有 G=F第二阶段，将重物拉出水面过程，这一过程，

24、 F 0，拉力 F越来越大，对应图 BC 段第三阶段， 重物刚好全部拉出水面， 以后继续向上拉的过程， 这一过程 G 不变，拉力F 3因为 G=F 3=4000N，所以（2）F F1=F 3F1=4000NFV物=（3）由图 BC 段可知，打捞的重物从上表面接触到水面到刚好整个物体露出水面，所需时间 t=60s50s=10s，上升的速度为 0.2m/s，所以物体升高 h=10s0.2m/s=2m，所以物体上下表面积原来物体上表面距离水面的高度 h1=vt=0.2m/s50s=10m F 10m2.510 m2=2.5103N故答案为：（1）400kg；（2）8103kg/m3；（3）2.510

25、3N点评：本题综合性比较强， 考查内容比较多， 包括功率公式、 阿基米德原理、 压强计算等 此题的关键是要看懂图象，从中找出对解题有用的信息6（16分）图 4为一种电饭煲的工作原理图下现是王宁同学对电饭煲工作原理的研究，请你也参与共同探讨按下、扳起电饭煲的开关，有一种 “粘连”“吸引”的感觉，取出饭锅，发现电饭煲的底部有一个凸起物， 它可以上下弹动， 能被磁铁吸引 王宁同学通过用这个电饭煲做米饭和烧水来研究它的工作情况，请回答他在使用过程中发现的如下问题（1）图中只有两根外接导线，这样的用电器有什么危害？应当怎样加以完善？（2）将三脚插头插入电源插座，不用按开关，指示灯就发亮，按下开关后，指示

26、灯亮度不变此时为什么开关对指示灯的亮度没有影响？（3）电饭煲工作了 15min，会出现大量 “白气”，这些 “白气”是怎样形成的？（4）电饭煲工作了 25min，听到 “啪”的一声，指示灯不亮了以此推测，感温软磁体的磁性可能受什么因素影响？怎样影响？（5）听到“啪”的一声后又过了 10min，指示灯又发光，一会儿指示灯又熄来了，分析在相同条件下，不同种类金属的热胀冷缩程度是否一样？第9页（共 11页）常常在饭未完全熟透时就R和指示灯并联后与电源连通，所R与指示灯仍然并联在电源上，15min，水沸腾后，产生大量的热水蒸气，水蒸气从锅内冒出遇常常在饭未完全熟透时就R和指示灯并联后与电源连通，所R与指示灯仍然并联在电源上，15min，水沸腾后，产生大量的热水蒸气，水蒸气从锅内冒出遇当升温相同时， 它们的膨胀程度不同， 一侧膨胀大，因为正常的感温软磁体是在 103左右使主电路中的触点分离而断电 （此在温度未达 103时就失去磁性， 使主电路“夹生饭”了“跳闸”，这样就会出现 “夹生饭”（7）电饭煲使用较长一段时间后，请问这种情况电饭煲可能在什么地方出现了故障？为什么？考点