2023年高中物理竞赛试题分类汇编5.doc

物理应用知识竞赛试题七一、(8分)l公斤20水吸取42×105焦热量后，它也许温度是多少?在下列4个答案中选出对的答案序号并阐明选取该答案理由。A80 B100 C120 D130二、8分小浩制作了一种弹簧秤，如图所示，弹簧一共20匝。经检查，该弹簧秤在测量范畴内(0-5N)示数是精确该弹簧不仅“伸长长度跟所受拉力成正比”，并且弹簧受拉力伸长时，各匝伸长长度都相等。有一次不慎把弹簧接近O端一小某些挤压变形，小浩把变形3匝剪去，并把弹簧上端重新固定在O点，然后把指针C恰当向下移，使它在弹簧秤竖直放置时指针C仍指在“O”刻线处。1写出这个新改制弹簧秤受到拉力F与它示数F测关系式并阐明理由2用这个新改制弹簧秤称量一种重物，它示数为40N，该物实重是多少?三、10分1甲、乙、丙三人要合扛一重物物重600牛，三人肩头所能承受最大压力均为200牛。既有两根同样长硬棒及必要绳子(硬棒及绳自重不计)，请你设计出一种办法，使三人肩头承受压力都不超过最大压力面出示意图表达你设计扛重物办法2小明推一辆满载重物独轮车，手握在车把A处(图中未画人)，碰到一种较高台阶，她自己推不上去，小华赶紧跑来帮忙小华选取了一种最省力且效果最佳施力办法，请画出小华所施力F示意图四、20分教学中惯用投影仪构造如图1所示，在水平放置凸透镜正上方有一与水平成45°角平面镜，右边竖直放一屏幕物体光线经凸透镜和平面镜后，可在屏上成一清楚像。图2是这一装置示意图，AB是物AB像图中BOl=30cm，OlO2=20cm，O2O3=90cm1对凸透镜而言，物距和像距各是多少?2在图2中画出物AB成像光路图3若将凸透镜向上移动一点，像将向何方移动?4阐明螺纹透镜作用五、16分图(甲)所示为一种电磁继电器示意图，a、b是它两个端点；B是衔铁，D是安在一块金属板上触点，B和D都安在一种弹性片C上，C左端固定。c和c、d和d分别是安在绝缘板上金属触点，当线圈A不通电时，D上触点与c及c接触，把c和c连接起来，因而c、c称为常闭触点；而d及d此时是断开，称为常开触点当线圈A通电时，衔铁B被吸下，c和c断开而d和d被连接起来。当前运用这个电磁继电器控制带动水泵电动机工作，使水泵往水箱中抽水。在水箱中竖直立一根绝缘棒，在棒上分别安有P，Q、R三个电极，如图(乙)所示。当前但愿控制水箱内水位总在Q、R之间，即水位降到Q处，电动机启动，开始抽水，水位达成R处，电动机自动关机，停止抽水。(水是导电)图(丙)和图(丁)分别是控制电路和电动机供电电路，图中R0是与电磁继电器线圈并联一种电阻，它阻值很小，当R0接入电路后，电磁继电器线圈相称于被短路。丙、丁两图中标有166个接线柱是与电磁继电器线圈或触点相连。1写出这6个接线柱分别与电磁继电器何处连接。2开始水箱内没有水，阐明闭合开关s后，水箱内水位为什么能保持在Q、R之间。六、18分课外活动小组同窗设计制作了一种电热孵卵器，她们用两根额定电压和额定功率都相似电热丝作热源再连入一种电阻R0，使这台孵卵器虽然断了一根电热丝，单丝工作产生热量效果仍然与双丝工作时产生热量效果完全相似。若电源两端电压为U，两丝额定电压均为UL、额定功率均为PL。1画出孵卵器电路图。2Ro阻值是多大?3R0在单丝工作与双丝工作状态下消耗功率之比是多少?七、20分小刚家一种水龙头拧不紧，水一滴一滴断续地滴落到地上。小刚发现，在耳朵听到前一滴水滴在地上声音同步，看到下一滴水刚好开始下落(如图)。她为了测算水滴下落平均速度和一天来挥霍水量， 找来了秒表和卷尺。一方面量出水龙头口离地面高度h，再用秒表计时，计时办法是：当听到某一水滴滴在地上声音同步，启动秒表开始计时，并数“1”，后来每听到一声水滴声，依次数“2、3、”，始终数到“n”时，按下秒表停止计时，读出秒表达数为t。1写出用上述测量量表达水滴在空中运动平均速度v表达式。2小刚测得h=l米，当数到n=20时秒表达数t=87秒，则水滴下落平均速度v是多少?3若每滴水质量是o25克，则一昼夜要挥霍多少水?4小刚为了进一步找出水滴下落平均速度v和下落高度h关系，又做了如下实验：找来一块挡板，让水滴落到挡板上。变化挡板和水龙头口之间距离h，并仔细调节水龙头滴水快慢，使得耳朵听到前一滴水滴在挡板上声音同步，下一滴水刚好开始下落.计时办法仍和上面同样她从实验中又获得了如下表所示6组数据(连同上面一组共有7组数据)请你协助小刚继续完毕如下工作：<1)把这些数据分别标示在(甲)(乙)两个坐标系中，并作出相应图象其中(甲)纵坐标是水滴在空中运动平均速度v.(乙)纵坐标是水滴在空中运动平均速度平方，即v2，它们横坐标都是高度h。(2)依照图象写出V与h函数关系次数123456高度h(米)02030405 0608平均速度v(米秒)0971l91381541681955考虑到声音传播速度远不大于光传播速度这一因素，上面测出水滴平均速度会有二定误差，测量值与真实值相比，是偏大还是偏小?为什么?附加(另选)1、（13分）有一种形状不规则石蜡块，现要测出它密度，但身边没有天平，也没有量筒，只有两个可以放进石蜡块杯子和一根自行车胎气门芯用细长橡皮管，尚有一桶水和一根大头针。请你设计一种实验来测出这块石蜡密度。（规定写出实验原理和重要环节，并导出计算石蜡密度公式。）2、（10分）学校淋浴用简易太阳晒水箱内装水60 kg，水箱玻璃盖面积为0.84 m2。从手册中查得，地球上与太阳光线垂直表面接受太阳辐射能为7.56×104J/(minm2)；此类水箱吸取太阳能效率约为50；散热损失约为20。假设使用中可以及时调节水箱朝向，使阳光总能垂直射入玻璃盖，计算4小时后箱中水升高温度。水比热容为4.2 × 103 J/（kg·）。物理应用知识竞赛试题七之答案一 A、B、C 阐明：经计算，若不考虑物态变化，水温可升高100，即达成120，但题中未给出大气压值，在不同气压下水沸点不同，因而当沸点在120以上时可选C；当沸点为80或100，水温分别达成80或100，剩余热量局限性以使1Kg水所有汽化，故可选 A或B。二1对于一定拉力F，弹簧改制先后每匝伸长量是相似，但改制后弹簧只有17匝，故总伸长量只有本来17/20倍，而弹簧刻度示数未变，因而示数F测与实际拉力F关系为：F测=(17/20)F，或F=(20/17)F测1.18F测三1如图2沿垂直过支点(台阶棱)轮直径向上施力最小。图略四1物距、像距各为30cm 110cm23像向左方移动(物距变大，像距变小)4螺纹透镜对光起会聚作用，能扩大聚光面积使成像更清楚。五116接线柱分别与电磁继电器c、c、a、b、d、d连接2闭合开关S，电磁继电器线圈通电，产生磁性吸引衔铁使d、d接通，电动机带动水泵抽水，水位上升，升至R时，P、R接通使电阻R0接入电路，线圈短路，衔铁弹回电动机停止抽水，同步使c、c接通线圈仍处在短跑。当水位下降R如下(Q以上)，此时因R0通过c、c、P、Q接入使线圈继续被短路，当水位降到Q如下，此时P、Q断开，线圈通电，电动机工作，水位回升，故水箱内水位能保持在Q、R之间。六1电路图(两丝并联再与电阻R0串联)略2由效果相似可得 U/(R0+R/22(R/2)=U/(R+R0)2R 解得 R0= 3P0单/P0双=(I单/I双)2=(R0+R/2)/(R0+R)=1/2七1v=(n-1)h/t 2、平均速度v=(20-1)/(8.7s) ×1m2.18m/s3一昼夜挥霍水量 W=(24×3600/8.7) ×(20-1) ×0.25g47172g=47.172Kg4(1)如图 (2)可得出v2与h成正比 (或v与h 平方根成正比 )5偏小，由于若不放置档板，在看到“下一滴水刚好开始下落”同步，前一滴水实际下落高度比h要大些，即用听声办法测得高度偏小，故偏小。附加解：1，原理：当石蜡块漂浮在水面时，由F浮=G (1分) 可得：蜡=水 . (2分)设从同一水位高度，从同一根胶皮滴管滴出每滴水滴体积V0相似，则有 V排=n1V0 ，V蜡=n2V0. (1分) (1分) 蜡=水 .2实验环节：（1）将杯子甲装满水，轻轻放入待测蜡块，排除某些水之后，小心取出蜡块。用另一种杯子乙装满水，运用橡皮滴管虹吸现象，把乙杯中水逐滴滴入甲杯，直至甲杯水位恢复本来装满状态。此过程中必要记下滴入甲杯所有水滴数n1. （3分）（2）在将蜡块用大头针顶住，使之完全浸入甲杯水中，待完全排出后，小心取出蜡块，再反复上一环节办法，将水逐滴滴满甲杯，记下这次总水滴数n2。 (3分)3公式： 蜡=水 . （1分）2、设r7.56× 104J/(min.m2) k1=50% k2=120%m=60Kg S=0.84m2c=4.2× 103J/（kg·） t4h240min水温升为T太阳射入能量ErSt2分水箱中水吸取热量QcmT2分由于Qk1 k2E 因此cmTk1k2rSt3分代入数得 T243分