物理初中竞赛试题及答案17份

下马渡心校应用物理知识竞赛赛前习题中所示的方式联结起来。当用力F拉一侧铁链使定滑轮转动时，套在A上的铁链使挂在C上的重物上升与此同时，套在上的铁链被放下，使重物下降（图中虚线箭头表示铁链运动方向）。转动一周时，其总效果使重物上升的距离为多少？若重物所受重力为，则使重物缓慢匀速上升时，拉力的大小至少应为多少？（参加答案：重物上升距离h=(h1－h2)／2=π1－2 ：： 在△t使水温上升△t所需热 Q

解出tRS＝5333＝129h2。推导计算ρ油的V1V2ρ据原理，食用油所受的重力为：g=ρ水(V2－V1)g6、家的压力锅锅盖上标有“××铝制品厂24厘米压力锅”的字样，他测得限压阀的质量是100克，排气孔的直径约为3毫米。这个压（2.4倍。6.3×103牛7、准备在旅游时估算登山缆车的机械效率。她从地图上查到，缆车的起点和终点的海拔高度分别为230米和840米，两地的水是60千克。从铭牌上看到，缆车的自重（质量）为600千克。还用直尺粗测了钢缆的直径，约为2.5厘。拖动钢缆的电动机4560次所用的时间为7分钟。请你帮助估算缆车的机械效率（参考答案22%） 米 米 线，每单位长单导线的电阻为r(r的单位为欧/米)，乙处终端接有负载电（R,LＵ=I1[2(L-L')r+R （２分乙处断开，在甲处接上直流稳压电流，将电流表接在电路中测得电流为I2则有:Ｕ=I2(2L'r+R)-------- L'=L/2+(I1-- (1 (110、利用自己绕制的电磁铁设计了一个能使甲、乙两灯交替发光的电路，电磁及电路图如图１２所示。你认为在开关闭合后实际11、（5分）在趣味物理表演会上，展示了如图所示的蓄水和放水装置。如果原来是空的，注水时中的水位高于哪点时排水口才有水流出？如果原来是满的，放水时中的水位降到哪点时排水口参考解答：注水时水位高于D点才有水流出，水位降到C1、S是闭合的，红色指示灯亮；饭熟后（度大约为103℃）保温时开关S自动断开，黄灯亮。电阻R1的作用是保护红色指示灯不致因电流过大而烧毁，与电饭锅发热板的等效电阻相比，二者的大小应有什么关系？为什么？通常情况下用这种电饭锅烧水时它的自动断电功能不起作用，这是为什么？参考答案：R113、(15分)用10盏220V、l00W的白炽灯每晚7：00到次日早6：00为一个过街通道照明．原方案为始终将10盏灯并联后接220V的电源上．为节约用电，设计了一个改进方案：将10盏灯分为A、B两组，每组内的5盏均为并联．每晚7：00-11：00将220V11：006：00220V按设计的方案连接图中电路：当双刀双掷开关S接在左侧时两组灯并联后接在电源上接在右侧时两组灯串联后接在电源上2．2/3，按的方案，每天用多少度电?与原方案相比，每月(30天)节约多少度电?2．(1)7：00～11：00W1=4p=U2/R10037．511：006：00W2=2．63每天共用电W=W1+W2=4+2．63=6．63千瓦时。(2)1011：006：00W'=7每天多用电△W=4．37每月可节电：4．37×30=13114、（10）汽车更换轮胎时需要把车轴抬起来，这时可以使用“油压千斤顶”。下图是油压千斤顶的向传递（这个规律叫做帕斯卡定律）20的力向下压时就能在大活塞上举起1吨的重物，大活塞的直径至少是多少参考解答：l1=0.6l2=0.06F0=20小活塞受的力F1=（1）小活塞对液体的压强液体对大活塞的压强与大活塞对液体的压强相等， 其中F2= p2=p1 (6)考虑 进一步解 (d2=7.015、和大学的学生合作研制了一辆能汽车．车上电池的能接收板的面积是8m2，它正对时电池能够产生120V的电压，并对车上电动机提供10A的电流．电动机的直流电阻为4Ω，而光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1．0×103W／该车的能电池的效率是多少?电动机把电能转化为机械能的效率是多少若辐射的总功率为3．9×1．026W，且光在穿过太空及地球大气层到达地面的途中有28％的能量损耗，还知道半径为R的球面面积为S=4πR2．请根据这些资料计算到地球的距离．12参考答案：1．能集光板接收的功率P=1．0×103瓦／米2×8米2=8×103瓦电阻输出的功率：PUI=1．2×l03瓦123电动机线圈的发热功率：P=I2R=0．4×103瓦 η1=15％3电动机的效率设到地球的距离为R，以为球心，以R为半径的面积的辐射总功率和能电池集光板的面积分别为P0和S’，则有P0=3．9×1026瓦，S’=8米R≈1．5×1011(米)16℃，30℃。若冷却塔和液化器间5680%，不计参考答案：1．=8．82×108瓦 而P机=700×106瓦所以η≈35．4％答案：15；90；18017（10分）学校淋浴用的简易晒内装水60kg，玻璃盖的面积为0.84m2。从手册中查得，地球上与光线垂直的表面接收的辐射能为7.56×104J/(min•m2)；这类吸收能的效率约为50％；散热损失约为20％。假设使用中能够及时调整4△t=24．2℃18（12分）上题中的水在冬天往往温度不够高，在中加装了一个“220V，2000W”的电热管，并利用一个“61W”10Ω/m ②指示灯两端电压按 灯 ③由P=U/R得电热管的电阻。Rl=24．2Ω电热管两端的实际电压U'=220V-5V=215V通过电热管的电流I’=8．884A小灯泡的电阻R灯通过灯泡的实际电流I灯通过电阻丝的电流I强=8．884A-电阻丝的电阻R丝=0．572Ω电阻丝的长度l=0．0572m96％7电扇向它吹风，由于瓶的转动，它两侧的风速将不一样（8）。按照第（l）小题中发现的规律，旋转着的饮料瓶应当向哪个方向移甲乙向饮料管AB7电

B乙扇参考答案()这两个实验现象说明气体压强与气体的流速有关，气体体速越大，压强就越小(2)旋转着的塑料瓶的移动方向如图甲空白方向箭头。扇吹另侧为相反方向，导致在同方向一侧气流速度较大，压强较小，而在两气流反方向的一侧，气体流速较小，压强较大。这两侧压力吹的(3)1、21)，由的气流速度比下方的小，所以上方压强大，因此球受到向下的压力，沿弧线迅速下落。的风214）4风车进站时的部分动能转化为重力势能，减少因刹车损耗的机械能；车出站时的重力势能又转化为动能，起到节能作用22（8分）设计了一个公厕中的自动冲刷厕所的。这种能把自来水管持续供给的较小流量的水备到一定量后，自动开启放水阀，这样就可用较大水量冲刷便池中的污物。图6为这种的结构示意图，已知水箱底为边长l=40cm，A是一直径d1=8cm管口及连杆与浮子Bh0=10cmB是一外部直径d2=8cmH＝30cmm=0.4kg圆柱体，设每次放水都能将中的水全部放净，试通过计算说明（1）体至少多高，水才不会从上部溢出？（2）如果自来水管的流量为0.2m3/h，该某次放水结束到下次开始放水的时间间隔为几分钟？参考答案：（1）设中水面高度为h时，连杆对阀门A的拉力为T，此时阀门刚好可被拉开。对浮子B根据平衡条件有：mg＋T＝F （1分p其中F浮＝gd （1分4p对放水阀门A：Td1=gh

（24p2mg＋rgdh04 p p （1rgd－rg4 8所以体的高度至少为0.36m箱（2）一箱水的体积为：V=l2h＝（0.4m）2×0.36m＝0.058m3 自来水管的流量Q＝0.2m3/h蓄满一箱水所用时间箱水V水t=Q=0.2m3 所以 放水的时间间隔约17.4min（2分23（16分）下表列出的是某厂生产的家用燃气热水器的参数。表中“额定热负荷”指的是满负荷使用时，1h内燃烧产生的热量JSY5-JSR5-JST5-800-80-1002000-200-250率25℃40℃55℃寸406mm（高）×293mm（宽）×230mm（厚1m3“热效率”一栏给的是参考值“热水产率”一栏给的是厂家对样品的实测值。分别计算25℃和55℃时的热效率，并解释这

（1

（1分 天然

（1 （指压强PammH2O。H2O是水的分子式，mm是毫米的单位，联想到有时用1mm高的柱产生的压强作为压强单位，mmH2O会不会是1mm高的水柱产生的压1mm水柱产生的压强 p=gh=1×103×10×1×10- （1分小等于1mm高的水柱产生的压强，即1mmH2O=10Pa。 （1分）1min （180％1min5Qi＝60J×80％=4.93×10 （1由①、②两式解

3

（24.2×10由此判断，“3”和“/min”之间的符号如果代表质量，它的意义应该是“kg”。考虑到1kg的水的体积是1L，所以这个符号一定是“l（ 由关系式Q＝cm(t－t)可知，25℃时每分钟吸收的热量是Q＝4.2×103×5×25J＝5.25×105J

热效

5 （26.17×10同理可得，55℃时热效率＝75％（1分）较高时热量散失多，所以热效率较低。（1化铁磁性材料制成的烹饪锅，在锅体形成无烽小的涡流（感应电流）而产生焦。同时被磁化的铁用中可能涉及到的物理知识（10）在使用电磁炉时，炉和锅之间的热是 传递 的。电磁炉加热食物的过程中消 SC-200V450W---70OC---3kg，22OC（不计锅吸热及热散失）25（16分图4为一种电饭煲的工作原理图下现是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。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。4响？（3）15min，会出现大量“白气”，这些“白气”是怎样形成的？25min，10min否一样？ 27、(119在电梯井顶部的一点和B15000NE，由电动机驱动并带有齿轮的轮轴CCBD10(160kgg=10N/kg，忽略摩擦及钢链的质量)。请回答：(2)当电梯满载匀速上升时，A、B所以,最经济的配重所受重力GD应为:GE与承载人重G人的一半之和。即GD=GE+12G人=18000N,MD=1800kg。A点受力,FA=12(G人+GE)=10500N,B点受力,FB=12GD=9000N杠杆ABO，压力传感器R(电阻值会随所受压力大小发生，变化的可变电阻),显示体重大小的仪表A(实质是电流表)，其中AO：BO=5：l，压力传感器R2×106Pa，R压力F04.68V，取如果站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为20mA，这个人的体重是多少?(3)2cm2，则该秤的最大称量值是多少?参考答案：(1)依题知,电子秤空载时,压力传感器受到的压力F1=0,由表知,此时压力传感器的电阻为R1=300Ω,电路中的电流为I1=U/R1=4.68V/300Ω=0.0156A=15.6mA。所以,15.6mA处。G·BO,解得BO=550N传感器能承受的最大压力Fmax=pS=400NGmax,Fmax·AO=Gmax·BO,Gmax=Fmax·AO/BO=229（16分）下表是某锅炉厂生产的CWNGCWNG.7-80/60-功率 容水量34/(kg 烟囱尺寸Ф400×15热效率总重量59 /(mh 4.24.2

·℃，根据表格中的已知数据，请在表格中的四个 ）内填上合适的数据CWNG1.05-80/60-AII1.（10方法二，已知三种型号的锅炉热效率相同，则：qm

qm

②qm3

m1

145

(2m2

m2

m217.5kg/

P3

(2

45S2

S

(3所以，CWNG1.05-80/60-AII9000m2锅炉所做功可视为水循环放出的热量，即P3tc水

⑤V130m3/

④0.7

(3所以，CWNG0.7-80/60-AII30m3h2.（3分）3.（3分）由qm ：

qP2t

1.051066个气缸，气缸直径为110mm，活塞行程为135mm，当转速为2300r/min时，发动机功率为220kW，最低油耗可达240g/(kW·h)。请回答下列问题：柴油的热值4.3107J/kg（1）.（2）.31.（4分）2.（8分）P220kW2.2105WD110mm0.11m

（4分l135mm 设做功冲程中的平均压强为P，则有用功率PP6nFL6np(D)22 6n2

6230

（4分3.（6分）已知131，235m13因为安装“增压器”前后有用功是相同的，所以有：1qm12

（2分m1m

2

（4分4.（2分）安装“增压器”后，仅节约柴油一项每年可为国家节约的为0.34亿吨×3750元/吨=1275亿 （2分）31、(8分）第一阶段是理论分析：分别以ρ水、ρ沙、ρ泥水x表示每立方米泥沙水中所含泥沙的质量〔称做含沙量），导出了ρ泥水与ρ水、ρ沙、x的关系式；然后作出了泥沙水的密度ρ泥水、水随含沙量x变化的图象。沙水的密度与含沙量关系的ρ泥水一x图象。他们惊喜地发现，实验结果与理论分析是一致的。第三阶段是实际测量：在一次山洪冲刷地面时，他们了40L的水样，称出其总质量为40.56kg.此前己经测燥的泥沙的密度ρ沙=2.4×103kg/m3，于是求出了洪水中的平均含沙量。象的草图。(2）请你参与环保小组第三阶段的计算工作，求出洪水中的平均含沙量。参考答案：（1）x，则体积为V的泥沙水中，沙的质量为xV沙沙水的体积为：V沙沙

xV

V(1-x

V

x …-2水沙

＝(1x）＋x＝＋x水x＝＋（1泥 ρ泥 ρ泥令k＝1水 则

1泥沙水的密度随含沙量x变化图象如答题图3…………2 ρ -

则x=泥k

1

已知ρ沙＝2.4×103

4010

kg/m31.014

kg/m3

所以k=1－水 1则x=泥水(1.0141

1 数码还可以直接在电脑上显示出来，或者通过电子邮件传送出去。（1)数码相机的电源打开后，就处于待机状态，这时要消耗一定的电能；拍摄时，拍摄与处理数据所消耗的电能就更大。假设用一个充满电的电池作电源进行拍照，每5min拍一张，相机使用过程中的平均工作电流为0.2A.请估算一充满电的电池最多可以拍摄多少张。(2）对一个电能己全部耗尽的这种电池进行完全充电，充电的效率多大？参考答案：⑴电池充满电时在电池内的能 3每拍摄一张平均消耗的能量E1=U1I1t1=3.7V×0.2A×5×60s=222 2拍摄的张数n=E/E1=29304J/222J=132张 1 2充电的效 η=E/W=29304J/83160J 233、去年暑假参加学校的生存夏令营，学到了野外生存的很多知识和技能。其中4和，经过一段时间，塑料袋的内表面上就会出现一层水珠。用辨别方向。如图5所示，将一根直杆竖直插在水平地面上的O点。中午前后，用描点的方法在地面上画出杆的阴影顶端的运行轨迹，在轨迹上找出其中距O点最近的点A，则OA所指示的方向就 参考答案：蒸发液化南光的直34、[十七初]（13）

图 导线横截面积铜芯橡皮绝缘线安全载流量导线横截面积铜芯橡皮绝缘线安全载流量46220Ｖ，试回答下列问题：4.25×10-3Ω，那么增容后，在甲、乙两用户都同时使用“220Ｖ4ｋＷ35如图为输电线路中常用的油浸自冷式变压器。变压器内部的铁芯、线圈就浸没于变压器油（一种矿物油，8技术参数表中“336V／10Ah”20min，电动机对自行车做的功和通过电动机线圈的电流。10km2.5Ｌ，5.10.5／kW·h，请通过计算说明使用电动自行车与摩托即客运效率＝人数×路程／消耗能量。一个人骑电动自行车，消耗1MJ（106J）的能量可行驶30km，一辆载有4人的普通轿车，消耗320MJ100km，则电动自行车与这辆轿车的客运效率之比是多少？37、图6所示为种环保型手电筒，筒内没有电池。使用时，只要来回摇晃手电筒，使永磁体在手电筒中的两个橡胶垫之间来回 38、1821年德国物理学家发现了一种奇怪的现象：把两根铜丝和一根铁丝与灵敏电流计串联成闭合电路，然后把铜丝和铁丝的接点放在盛有冰水混合物的容器里保持低温：另接点放在火焰上加热。发现灵敏电流计的指针发生丁偏转，这一现象表明这时闭台电路中产生了电流。把这种电流叫做“热电流”．把这一电路叫“热电偶电路”。某研究小组的按如图7所示的电路，模拟实验，探究了决定“热电流”大小的因素．通过实验测得了电流的大小与温差关系的一组数据：01电路中的电流/10-请根据以上资料数据说明：(1)产生热电流的条件 ；(2)根据热电流的特点，猜想并写出热电偶电路的一种应用 39（12分）频率为300MHz-300GHz的电磁波，它的波长很短，通常称之为微波。微波能沿直线，在遇到金属材料时能发生反射：遇到玻璃、塑料、陶瓷等绝缘材料叫可以；遇到含有水分的蛋白质、脂肪等介质可被吸收，并将微波的电磁能量变为内能。人们熟悉的就是利用微波进行通讯的。GSM的工作频率般为900MHz~1800MHz波段。使用通话时，微波会对产生数和微波的上述特性解决下列问题。某型号GSM的主要技术参数表最大（1）的最大工作电流约是多少?在300min的通话时间内．的平均功率约为多少请列举两项减小微波辐射危害的措施某载了一则“煮鸡蛋”的消息：两名实验人员将一个生鸡蛋放置在陶瓷里，在鸡蛋两侧各放置部，让听筒与参考答案（1）的最大工作电流 （2分按最大工作电流0.49A计算．手机可放电0.67/0.49=1.37小时．所以在300min的通话时间内的平均功PPmax1.370.55W………………（2分5（或者Pt

4.10.676060W0.55W(2）①降低的（如CDMA的最大是0.2Ｗ)②减少通话时间③用耳机和小麦克风通话使离开头部远一些，减少对于头部的说明：每列举一项l分，最多2分。(3）这则消息叙述的事实是不能实现的……（1分）以一个鸡蛋的质量为50g计算，因为鸡蛋的主要成分是水，所以比热和水差不多，设煮熟鸡蛋的温度升高最大约为80℃ （1分） 250g80℃：Q=cm(tt 2两个通话，根据（1）的计算，其发射微波的平均功率可取0.55Ｗ，那么通话65min，提供的能且大约是×65×60s×2=4290J)．即使按最大功率2Ｗ计算，也只能提供大约是1.56×104J的能量。考虑到是向四面八方发射电磁波，设各个方向的强度是大致相同的．鸡蛋所接受的电磁波只可能是发射电磁波中的很小一部分（小于1/6）。因此不可能把鸡蛋煮熟，的消息是虚。……（3分）说明：这一问的解答，只要学生提出合理的假设、条件，分析的合情合理．即可以得分40（４分）图是某家用燃气热水器结构原理图，微动开关K与活塞相连，活塞与水管相通。淋浴时，打开淋浴阀，喷头有水喷出，根据 的规律，活塞应向 （左、右）移动，由电磁铁的磁力把燃气阀打开，同时电子点火，燃气进入灶头燃烧，有热水流出；洗完后，关闭淋浴阀热水器熄火。若热水器各部件完好，水压正常，打开淋浴阀后，电子点火器能点火却无火焰，原因可能是 （能写出一点即可。该热水器适用水压：0.05×103～.4×103kPa，用水塔供水，则水面离热水器至少 m参考答案：流速大压强小 电源电压太低或无燃 图SR1SS产品对传送带的压强为多大？（gR240Ω，求光敏电阻在两种状态下的阻值1h消耗的电能为多少？解：⑴ρm=m0.6kg/m3=0.6×103 ⑵p=Fmg0.610 R1

R1=U1

=2

U U U4242 R U

U 1

R1′=1R

40 U

2U1hUUW1=R

=222

23600 3UR2W2=1tR21

4122

W总40V2000W，某种橡皮绝缘铜芯导线在常温下安全载流量（长时间通电时的最大安全电流）如下表， 46I一根质量为20g的焊条全部熔化吗？ U

由表可知，应选横截面积为10mm2的导 （1分（2）4sQ可使焊条升高的温度为：t Q

0.410320

℃（3）a．电焊机工作时有强光，会造成光污染b．电焊机工作时会产生电磁波，影响家用电器的正常工 c．电焊机工作时有强电流，造成附近居民家的电源电压不稳定（12分。其它答案只要合理，可以酌情给分8所示。使用时，只要把被测物体投入瓶中，从水面所对的刻度就可在这里石块的作用是什么？试应用所学物理知识分析其中的道理。2．3．8.0cm（81234（π3.1，最后结果只保留整数）1．2．3．4．56．7．8．9.U（里灶前压强a（kW左左右右g=10N/kg910min。试估算右炉烧水的效率。13所示，有的是直接利通常一盏H-40型40W的黑光诱虫灯可以用来诱虫的果园范围约35亩。家承包有400亩果园，150100.5