1、初中应用物理知识竞赛辅导讲座08上海复赛真题解析教师版高中物理学习材料（灿若寒星*整理制作）常数g取10N/kg，水的比热容4.2103J/(kg)，水的密度1.0103kg/m3，冰的密度0.90103kg/m3。一选择题（以下每题只有一个选项符合题意，每小题4分，共32分）1.根据你的日常生活经验，你认为雪的密度（ ）A.大于103kg/m3 B.小于103kg/m3 C.等于103kg/m3 D.以上三种情况都有可能1.答案：B解析：雪的密度小于水的密度，所以小于103kg/m3，选项B正确。2.彩色电视机荧光屏上呈现各种颜色，都是由3种基本色光组成，这3种基本色光是（ ）A.红、橙、黄
2、 B. 黄、绿、蓝 C.橙、靛、紫 D.绿、红、蓝2.答案：D解析：3种基本色光是绿、红、蓝，选项D正确。3.如图所示，斜面上质量为m的物体受到方向沿斜面向上、大小为7N的力F作用，物体静止在斜面上，则有关斜面对物体的静摩擦力，以下说法正确的是（ ）A方向一定沿斜面向上 B方向一定沿斜面向下C大小不可能大于7ND.大小可能等于7N3.答案：D解析：沿斜面向上、大小为7N的力F若小于重力平行斜面向下的分力时，斜面对物体的静摩擦力方向一定沿斜面向上；若大于重力平行斜面向下的分力时，斜面对物体的静摩擦力方向一定沿斜面向下；选项AB错误。若重力平行斜面向下的分力等于14N时，斜面对物体的静摩擦力方向沿
3、斜面向上，大小等于7N，选项C错误D正确。4.如果不考虑散热的影响，给一定质量的水加热，水的温度与时间的关系如图2中a（实线）所示。其它条件不变，仅将水的质量增加，则水的温度与时间的关系图象正确的是（ ）A.a B.b C.c D.d4.答案：C 解析：给一定质量的水加热，水吸收的热量Q与时间t成正比，可表示为Q=kt，而Q=mc（T-T0）。据此可得T=T0+ kt/ mc，即仅将水的质量增加，水的温度与时间的关系图象斜率变小，水的末温度（沸点）不变，选项C正确。5.在大楼电梯的箱顶上用绳悬挂一个物体，电梯静止时剪断悬绳，物体下落至电梯箱底板的时间为t1；电梯在匀速下降的过程中，剪断悬绳，物
4、体下落至电梯箱底板的时间为t2；则 A. t1 t2 B. t1 t2 C. t1= t2 D.无法判断5.答案：C解析：电梯在匀速下降（或匀速上升）的过程中，物体下落的加速度不变，下落时间不变。6. 白炽灯泡用旧后，灯丝容易在最细处熔断。这是因为旧白炽灯在工作时，灯丝最细处（ ）A.通过的电流最大 B.发热功率最大 C.通过的电流最大 D.电阻率最大7.答案：D解析：设金属细圆环1/4长度电阻为R，把A、B两点接入电源电压保持不变的如图b所示的电路MN两端时，等效电阻为R，电流表的示数为I0.，说明电源电压U= I0R；当换接A、D两点，等效电阻为R=3R/4，此时电流表的示数应为I=U/
5、R=4I0/3，选项D正确。8.如图所示，电源电压U=8V保持不变，小灯泡上标有“6V，4W”字样，电阻R2=30。闭合电键后，若滑动变阻器R1的滑动片P在离b端1/4处时，小灯泡的实际功率为1W。为了使电键闭合后，滑动片左右移动时，灯泡两端电压不超过额定电压，变阻器R1的阻值（有电流部分）的变化范围是（ ） A.040 B.3.440 C.7.530 D.10308.答案：B解析：灯泡电阻RD=U2/P=9，额定电流I=P/U=4/6=2/3A.。要使灯泡两端电压不超过额定电压6V，并联部分电压不小于2V，电阻不小于3。当滑动片左移动时电阻减小，由R2R1/(R2+R1)=3解得R1=3.4
6、。当滑动片右移动时电阻增大，移动到b点时电阻最大。设滑动变阻器R1的总电阻为R，若滑动变阻器R1的滑动片P在离b端1/4处时，变阻器R1有电流部分的阻值为3R/4，小灯泡的实际功率为1W，说明小灯泡的实际电压为3V，实际电流为1/3A，并联部分电压为5V，并联部分电阻为5V1/3A=15。由)=15解得R=40。所以变阻器R1的阻值（有电流部分）的变化范围是3.440。二填空题（每小题6分，共30分）9.有一根长度为L的弹簧，它能承受的最大拉力为F，在最大拉力F的作用下，弹簧伸长了L。现用剪刀将弹簧剪成长度为L/3和2L/3的两段，则长度为2L/3的弹簧能承受的最大拉力为 F,在这个最大拉力的
7、作用下，弹簧伸长了 L。9. 答案：1 2/3解析：弹簧能承受的最大拉力不变，长度为2L/3的弹簧在最大拉力F的作用下弹簧伸长了2/3L。11.洗澡时将11的冷水与66的热水充分混合成550kg、36的温水，在混合过程中有2.31106J的热量损失掉了，则所用冷水为 kg，所用热水为 kg。 11.答案：290 260 解析：设冷水质量为m，热水质量为M，由热平衡方程得mc（36-11）+2.31106J =M（66-36），m+M=550kg 联立解得m=290kg，M=260kg。12.一密闭容器中，盛有高温的油，放在温度保持不变的环境中慢慢冷却。小明每隔30分钟记录一次容器内的油温，共记
8、录7次，具体数据如下表：冷却时间t（min）0306090120150180油温T()148845236282422内外温差T()1286416842根据表中数据可知在冷却时间为60min时，内外温差为 ，油温T与冷却时间t的关系式为 。12.答案：32 T=解析：由表格中数据可看出内外温差T等比下降，所以在冷却时间为60min时，内外温差为32。由油温与内外温度差可知环境温度为20，每隔30min，内外温度差缩小到原来的1/2，由此可得油温T与冷却时间t的关系式为T=。13.如图6所示，在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴（图中虚线）与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形
9、，如图所示。有一半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合。已知玻璃的折射率为1.5，则光束在桌面上形成的光斑半径为 ，并在图中画出光路图。13. 答案： 2r 光路图如图所示。解析：根据光的反射定律画出光路图如图所示。由玻璃的折射率为1.5可得光线从玻璃射入空气的临界角=arcsin1/1.545。当半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上，在圆锥的侧面入射角为60，大于临界角，发生全反射，反射光线垂直射向相对侧面射出。分析边缘光线如图所示，由图中的几何关系可知，ABOACO，CDOACO，所以光斑半径为OD=OA=2r。三计算题（本题共32分）14.（
10、12分）水在热电厂的锅炉中变为水蒸气，通过涡轮机带动发电机发电，用过的水蒸气在液化器中凝结成水，再到锅炉，循环使用。液化器中的冷却水则流到冷却塔中降温，如图7所示，求：（1）夏天，来自冷却塔的水温为16，而回到冷却塔的水温为30.若冷却塔和液化器间水的流量为15m3/s，试求这个系统通过冷却塔散热的功率。（2）如果发电机的发电功率是5.6105kW，发电机把机械能转化为电能的效率为80%，不计水蒸气通过涡轮机过程中由于热传递造成的能量损失及涡轮机的摩擦，试求水蒸气的能量转化为电能的效率。14.（1）P散=8.82108W （2）=35.4%解析：（1）系统通过冷却塔散热的功率P散=15 m3/
11、s103 kg/m34.2103J/(kg) (30-16)= 8.82108W。（2）水蒸气的能量转化为电能的效率=100%=100%=100%=35.4%.。15.让液体在管道中流动，液体可看作是由许多片液层组成的，各片液层之间存在着摩擦，产生液体内部的阻力，这就是液体的粘液性。小王用长度相同的细管来研究液体的粘滞性，在温度相同的情况下，通过实验测得1s内通过细管的液体体积如下：实验序号液体种类细管半径/mm细管两端压强差通过细管的液体体积/mm31水1P1002油1P23水2P16004油2P325水3P81006水12P2007水13P300(1)在小王用油做的实验中，若细管的半径为3
12、mm，1s内通过细管的油的体积是40.5mm3，则细管两端的压强差是多少？(2)由于流体的粘滞性，使得在流体中运动的物体要受到流体阻力，在一般情况下，半径为R的小球以速度v运动时所受的流体阻力可用公式f=6Rv表示。一个密度为、半径为R的小球，在密度为0、粘滞系数为的液体中由静止自由下落时的vt图象如图所示，请推导出速度vr的数学表达式。15.解析：（1）由表中2、4实验数据可知，对于同种液体，压强差相同时，细管半径增大2倍，通过细管的液体体积增大16倍（24倍）。由表中1、6、7实验数据可知，对于同种液体，细管半径相同时，压强差增大2倍，通过细管的液体体积增大2倍。设比例系数为k，据此可得通
13、过细管的油的体积V=kr4P即代人相关数据得P=P/4。（2）由图象可知，当小球以速度vr在流体中运动时做匀速运动，由平衡条件得，mg=6Rvr+f浮，f浮=4R3/30g，mg=4R3/3g，联立解得vr=。四计算题（本题共12分）17. （6分）如图10（a）所示，一根无弹性的轻绳悬挂着一个砝码，另外用一个轻质弹簧秤沿水平方向拉着砝码，使轻绳与水平方向成角，一位同学尝试以实验求得弹簧秤的拉力F与的关系。他不断改变并记录相应的弹簧秤的示数。实验序号123455045403530F/N8.010.013.014.517.0（1）请以F为y轴，并1/tan以为x轴，在方格纸上画出F与1/tan的
14、关系图。并判断在这些拉力数据中，哪一个最有可能是由于测量或记录的疏忽而产生的错误。（2）求45时绳子的张力。17.解答：（1）F与1/tan的关系图如下图所示。由图可知最有可能是由于测量或记录的疏忽而产生的错误的是第三组。18. （6分）如图a所示是一个用不变形的硬纸片环（图中灰色部分）和橡皮筋五判断与说理题（本题共44分）19. （14分）（1）小王同学为了测量积雪的厚度，设计了“根据雪地上的脚印深度进行估测”的方法。他采用的方法是：利用一块平整地面上的积雪，用脚竖直向下用力踩在雪上，形成一个下凹的脚印。然后通过测量积雪原来的厚度H，用脚踩后在雪上形成脚印的深度h，就可以估测雪的密度。请通过
15、推导得出雪的密度的计算表达式。（2）大雪过后，会造成路面积雪和结冰，危及交通安全。为了尽快消除路面积冰，可以通过撒盐和铺设防滑物以及组织扫雪等措施。下表反映的是盐的浓度与凝固温度之间的关系，利用这一表格，请你估计当桥面上积冰的厚度达到2cm、环境温度为-3时，撒盐车应在每平方米的冰面上撒多少盐才能去除桥面上的积冰？盐的浓度（%）05101520凝固温度（）0-3-7.5-12-17（3）雪地车在松软的雪地上行驶时，所受阻力主要源于履带或车轮与雪层的挤压。某型号的履带式雪地车的每根履带宽为d，空载时与雪地接触的压强为p0.。(a)当雪地车以速度v在雪地上匀速运动时，在雪层造成的雪沟深度为h。试估
16、算此时雪地车克服雪层阻力做功的功率P。（b）假设雪地车挤压雪层形成的雪沟深度与压强成正比。当雪地车所载货物的重力为雪地车空载时自重的1/4，则仍以功率P在雪地上匀速行驶时的速度为多大？（已知冰的密度冰=0.90103kg/m3.）20.（6分）将一个电磁铁和白炽灯并联后接入电路，如图（a）所示。当闭合电键时，灯L1即刻点亮，随后熄灭；当断开电键时，灯闪亮后熄灭。（1）此现象说明当闭合电键时，流过电磁铁的电流变化是 ；当断开电键时，流过电磁铁的电流变化是 。（2）在图（b）中，当电磁铁中无电流时，铁质弹簧片的可动端与右侧接线柱接通；当电磁铁中有电流时，在电磁铁的吸引下，铁质弹簧片的可动端与左侧接
17、线柱接通。试用笔线代替导线，完成电路连线，使电路中的电键闭合后，灯L1、L2解析：当闭合电键时，由于电磁铁线圈的自感作用，流过电磁铁的电流变化是逐渐增大；当断开电键时，由于电磁铁线圈的自感作用，流过电磁铁的电流变化是逐渐减小。21（12分）.图13为一种电磁继电开关，图中L为电磁铁线圈。L不通电时，继电器不吸合，如图（a）所示，三对常闭接点A1与A1接通，A2与A2接通，A3与通，三对常开接点B1与B1， B2与B2， B3与B3接点均接通。某学校学生社团有一台用上述电磁继电开关制成的智力竞赛的抢答显示系统（抢答机），如图14所示。图中S1、S2、S0是按钮式开关，按下时接通，松手时自动弹起为
18、断开。该抢答机可供两个参赛队使用。主持人宣布问题，然后说“现在开始”以后，最先按下按钮的队的指示灯点亮，其余任何一个队再按按钮则无任何反应，而亮灯的队松开按钮后其指示灯依然点亮。若在主持人说“现在开始”前任何一队违规提前按按钮，导致自己的指示灯点亮，主持人即可判定该队违规。为了解除某队指示灯点亮的状态，主持人只需按一下自己操作台上的按钮S0，即可恢复初始的待命状态。（1） 当按一下S2后，用若干箭头标明电路中电流的走向。（2） 现在为满足三个队参加比赛，必须增加一个供第三队使用的线路，为此需将原线路改装，技术员已经将部分线路连好，如图15所示。请你将尚未完成的接线继续接妥，使其整体成为一台供三
19、个队参赛使用的抢答机。21.解答（1）如第21题（1）答图所示。（3） 如第21题（2）答图所示。22.（12分）如图16所示的铁管，半径为R、重为G。现在铁管顶点A处作用一个水平拉力F，使铁管恰好绕高度为h的转角C缓慢转动。现测得对应相同材料制成的不同高度的台阶，使铁管恰好绕高度为h的转角C缓慢转动所需力的大小如下表a所列。 表a 实验序号项目12345台阶高度h/m0.050.150.250.350.45水平拉力F/N80.06142.37230.28269.41转角对铁管的摩擦力f/N80.06188.98269.41转角对铁管的支持力N/N500.00换用由不同摩擦因数的材料制成的不同
20、高度的台阶，在A点施加的水平拉力使铁管刚好绕C点缓慢转动而不发生打滑，对应台阶的最大高度如下表b所列。表b 实验序号项目12345铁管与转角处的摩擦因数0.100.200.300.400.50台阶高度h/m0.020.080.170.280.40水平拉力F/N50.00100.00150.00200.00250.00转角对铁管的摩擦力f/N铁管所受重力的大小G/N请完成下列问题：（1） 在表格的空格处填写正确的数据。（2） 在重700牛的铁管顶点A处作用一个水平拉力，使铁管绕高为0.45米的台阶恰好缓慢转动，必须满足的条件。表a 实验序号项目12345台阶高度h/m0.050.150.250.
21、350.45水平拉力F/N80.06142.37188.98230.28269.41转角对铁管的摩擦力f/N80.06142.37188.98230.28269.41转角对铁管的支持力N/N500.00500.00500.00500.00500.00表b 实验序号项目12345铁管与转角处的摩擦因数0.100.200.300.400.50台阶高度h/m0.020.080.170.280.40水平拉力F/N50.00100.00150.00200.00250.00转角对铁管的摩擦力f/N50.00100.00150.00200.00250.00铁管所受重力的大小G/N500.00500.00500.00500.00500.00（2） 由杠杆平衡条件F(2R-h)=G可得F与G成正比。当台阶高度h=0.45m，铁管重力G=500N时水平拉力F=269.41N，铁管重力G=700N时水平拉力F=700/500269.41N=377.17N。由摩擦定律得=f/N=F/G=377.17/700=0.54. 要使700N的铁管在水平拉力的作用下，恰好绕C点转动的条件是：水平拉力为377.17N，摩擦因数大于0.54.
