特别汇编下马渡一中应用物理知识竞赛赛前习题集及答案.docx

1、特别汇编下马渡一中应用物理知识竞赛赛前习题集及答案下马渡镇中心校应用物理知识竞赛赛前习题集1、倒链（又称神仙葫芦）是一种简单的起重用具，它由滑轮组组成（如图9所示），A、B为同轴并一起转动的定滑轮，半径分别为R1和R2，R1稍大于R2；C为动滑轮，其半径为r。它们之间用铁链按图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B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G，则使重物缓慢匀速上升时，拉力F的大小至少应为多少？（参加答案：重物上升距离h=(h1h2)

2、2=(R1R2 ) 2、有一种型号的单缸四冲程柴油机，其部分技术规格如下：试计算这种柴油机的功率。参考答案：作用在活塞表面上的压力：做功冲程每次的功：W=FL=353250O4=14130（焦耳）柴油机每分钟转360转，即每秒转6转，对外做功3次。3、我国北方为了室内采暖，用管道将热水从锅炉输往室内。在管道上方的天花板上常可看到被“熏”黑的痕迹。（1）根据你学过的物理知识，解释形成这种黑迹的原因。（2）提出一种观察或实验的方法，用以判断上述解释的正确性。参考答案：1O热水管道附近空气温度较高，密度较小，上升，对流加快，空气中的微尘附着在天花板上，形成黑迹。2O居住单元通往楼道的门比较严实，但门

3、和墙之间仍有小缝，外面的风经常吹进来，这种门缝附近的墙壁上，也有类似黑迹。这种现象支持了上述的解释。4、经验表明，自制家用太阳能热水器的效率在夏天可达50；从太阳能手册中查到，在地球表面，晴天时垂直于阳光的表面接收到的热辐射为1O26103焦米2秒。如果晒水箱内的水大约有40千克，晒水箱接收阳光垂直照射的面积始终是1O5米2，请计算，要使水温上升30需要多长时间。参考解答：代表物理量的符号：热水器效率， m水的质量，R单位面积、单位时间地面接收的热量， S晒水箱的面积，T水的温升，c水的比热，t所用时间。在t时间内水所接收的辐射热 Q=RSt 使水温上升t所需热量 =cmT 由 解出 5333

4、秒1小时29分 5、小华用一只有颈圆柱形的塑料饮料瓶和一桶水、一把尺就巧妙地测出了食用油的密度。写出他的操作步骤，用字母代表测量量，推导出计算密度的公式。参考答案：(1)剪去饮料瓶的上部，保留中间的圆柱部分。(2)瓶中放入几个石块和少量水，使水没过石块，将它放入桶中。使它浮在水面上，测量露出水面的瓶高h1。(3)在瓶内注入一些待测的食用油，测量瓶内水面上的油层厚度H。(4)再次将瓶放入桶中，测量露出水面的瓶高h2。推导计算油的公式：瓶的直径记为D，第一次放入桶中以后，排开水的体积记为V1，注入食用油后排开水的体积记为V2，于是水的密度记为水，根据阿基米德原理，食用油所受的重力为：mg=水(V2

5、V1)g6、小杰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。这个压力锅正常工作时内部水蒸气的最大压强相当于大气压的多少倍？锅盖至少要能承受多大压力才能保证安全？（大气压强为lO01105帕）（参考答案：锅内的最大压强为大气压强的2O4倍。6O3103牛）7、小红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，两地的水平距离为1200米。一只缆车运载15个人上山的同时，有另一只同样的缆车与它共用同一个滑轮组，运载8个人下山。每个人的体重大约是60千克。从铭牌上看到，缆车的自重（

6、质量）为600千克。小红还用直尺粗测了钢缆的直径，约为2O5厘米。拖动钢缆的电动机铭牌上标明，它的额定功率为45千瓦。管理人员说，在当时那种情况下，电动机的实际功率约为额定功率的60。实际测得缆车完成一次运输所用的时间为7分钟。请你帮助小红估算缆车的机械效率。（参考答案22%）8、无线电广播所用的中波波段的频率是5O4105赫兹1O5106赫兹,这个波段的波长范围是_米_米。9、甲、乙两处距离为，其间铺设了由两根导线组成的电话线，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阻，如果线路中途某处两导线因绝缘层损坏而相联，为了找出相联位置，给你一台电压为的直沉稳压电源和一个量程

7、合适的电流表，怎样求出损坏处离甲端的距离和损坏处的接触电阻？参考答案：1O将甲处断开，乙处将负载电阻解除，并在乙处接上直流稳压，（输电电压为U）,将电流表接在电路中测得电流为I1。设电话线损坏处的接触电阻为R, L为损坏处离甲处的距离，则有 : =I12(L-L)r+R - （分） 2O 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I则有: =I(2Lr+R) - (2分) 解联立方程与，得 ： L=L/2+(I1-I2)U/4rI1I2 (1分) R=(I1+I2)U/2I1I2-Lr (1分)方法叙述正确的 给分，其余各步按式后所示分数给分。10、小华利用自己绕制的电磁铁

8、设计了一个能使甲、乙两灯交替发光的电路，电磁及电路图如图所示 。你认为在开关闭合后实际会看到什么现象？请把更正确的电磁铁及电路在图上画出来。（、为带活动触点的接线柱，间为铁片。）11、（5分）在趣味物理表演会上，小明展示了如图所示的蓄水和放水装置。如果原来水箱是空的，注水时水箱中的水位高于哪点时排水口才有水流出？如果原来水箱是满的，放水时水箱中的水位降到哪点时排水口才停止出水？如果进水口不停地向箱中注水，但进水流量较小，使得当出水口有水流出时，进水流量小于出水流量，这种情况下排水口的水流有什么特点？参考解答：注水时水位高于D点才有水流出，水位降到C点才停止出水。排水口会间歇式地放水。12、电饭

9、锅的原理如图所示。煮饭时开关S是闭合的，红色指示灯亮；饭熟后（当时的温度大约为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：R1应该远大于发热板等效电阻。13、(1 5分)用10盏220 V、l00W的白炽灯每晚7：00到次日早6：00为一个地下过街通道照明O原方案为始终将10盏灯并联后接在220V的电源上O为节约用电，小强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O每晚7：00-1 1：

10、00将两组灯并联后接在220V的电源上；晚1 1：00至次日早6：00将两组灯串联后接在220 V的电源上O1O按小强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 2O已知串联时每盏灯的电阻为并联时电阻的2/3，按小强的方案，每天用多少度电?与原方案相比，每月(30天)节约多少度电?1O答案如图O2O(1)每晚7：001 1：00用电 W1=4千瓦时两组电灯串联时每盏灯两端的电压变为额定电压的一半，电阻变为原来的23由p=U2/R知，每盏灯的功率不再是100瓦，而变为37O5瓦O这样，每天晚上11：00到次日早上6：00用电 W2=

11、2O63千瓦时每天共用电 W=W1+W2=4千瓦时+2O63千瓦时=6O63千瓦时 。(2)10盏灯始终并联接入电路，每天晚上1 1：00到次日早上6：00用电为 W=7千瓦时每天多用电W=4O37千瓦时每月可节电：4O37千瓦时30=131千瓦时14、（10分）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原理图。向下按动手柄，圆柱形小活塞把小油缸中的机油压向大油缸。大油缸中的油量增多，把圆柱形大活塞向上推，带着上面的重物上升。实验表明，加在密闭的液体上的压强，能够按照原来的大小向各个方向传递（这个规律叫做帕斯卡定律）。现在有一个油压千斤顶，有关尺寸如图所示。

12、如果希望在手柄上用20牛顿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 = 0O6 米， l2 = 0O06米， F0 = 20牛小活塞受的力 F1 = (1) （1） 小活塞对液体的压强 (2)液体对大活塞的压强与大活塞对液体的压强相等，即 (3)其中F2 = mg (4)根据帕斯卡定律p2 = p1 (5)把(1)、(2)、(3)、(4)式代入(5)式，解出 (6)考虑到 (7) 进一步解出 ( 8)把数值代入，得d2 = 7O0 厘米 (9)评分标准：本题10分。(5)式2分，其余各式每式1分。15、清华大学和香港大学的学生合作研制了一辆太阳能汽车O车

13、上电池的太阳能接收板的面积是8m2，它正对太阳时电池能够产生120V的电压，并对车上电动机提供10A的电流O电动机的直流电阻为4，而太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1O0103Wm2O求：1O该车的太阳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?2O若太阳辐射的总功率为3O91O026 W，且太阳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=4R2O请根据这些资料计算太阳到地球的距离O参考答案： 1O太阳能集光板接收的功率 P 1=1O01 03瓦米28米2=8103瓦电阻输出的功率： P2= UI=1O2l 03瓦电动机线圈的发热

14、功率： P3=I2R=0O4103瓦电池的效率： 1=1 5电动机的效率：2=672O设太阳到地球的距离为R，以太阳为球心，以R为半径的面积：S=4R2太阳的辐射总功率和太阳能电池集光板的面积分别为P0和 S，则有P0=3O91026瓦，S=8米2 R1O51011(米)16、（8分）水在热电厂的锅炉中变为水蒸汽，通过涡轮机带动发电机发电，用过的水蒸汽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。水的比热为4O2103焦/（千克），求：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15米3/秒，试求水蒸汽的能量转化为电能

15、的效率。如果发电机的发电功率是56万千瓦，发电机把机械能转化为电能的效率为80%，不计水蒸汽通过涡轮机过程中由于热传递赞成的能量损失及涡轮机的摩擦，试求水蒸汽的能量转化为电能的效率。 参考答案： 1O水蒸气冷却时所放出的热量，所以冷却所丢失的功率(即散热功率)为：=8O82108瓦2O水蒸气的能量转化为电能的效率：而 P机=700 106瓦所以35O4 3O答案：1 5瓦；90瓦；1 80瓦17、（10分）学校淋浴用的简易太阳晒水箱内装水60 kg，水箱玻璃盖的面积为0O84 m2。从手册中查得，地球上与太阳光线垂直的表面接收的太阳辐射能为7O56104J/(minm2)；这类水箱吸收太阳能的

16、效率约为50；散热损失约为20。假设使用中能够及时调整水箱朝向，使阳光总能垂直射入玻璃盖，计算4小时后箱中的水升高的温度。t=24O218、（12分）上题水箱中的水在冬天往往温度不够高，同学们在水箱中加装了一个“220 V，2000 W”的电热管，并利用一个“6 V， 1W”的小灯泡和一段10/m的电阻丝，为电热管安装了一个指示灯。（1）画出电热管及指示灯的电原理图。（2）在同学们的方案中，小灯泡两端的电压是按5V设计的。对于指示灯来说，这样设计有什么好处？（3）按上述设计，电阻丝需截用多长的一段？（4）安装指示灯后，电热管的实际功率是额定功率的百分之几？如下图；指示灯两端电压按5V设计有利于

17、延长指示灯寿命，由公式P=U/R得电热管的电阻。Rl=24O2电热管两端的实际电压 U=220V-5 V=21 5 V通过电热管的电流 I=8O884 A 小灯泡的电阻 R灯=36 通过灯泡的实际电流 I灯=0O139通过电阻丝的电流 I强=8O884A-0O139A=8O745A电阻丝的电阻 R丝=0O572电阻丝的长度 l=0O0572m实际功率与额定功率之比9619、回答下面三个问题。（1）图7中的两个实验现象说明气体的压强与什么因素有关？有什么关系？（2）用细线吊起一个空的塑料饮料瓶，用手转动饮料瓶，使它绕对称轴线旋转。转动的塑料瓶带动四周的空气绕它旋转。如果这时用电扇向它吹风，由于瓶

18、的转动，它两侧的风速将不一样（图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动？请在图中标出。（3）乒乓球前进过程中由于不同的旋转方向会沿不同的径迹运动。运动员用三种不同的击球方法把乒乓球击出，请判断，图9中l、2、3三条径迹哪一种是上旋球（图中沿逆时针方向旋转）的、下旋球（图中沿顺时针方向旋转）的。不转球的。说明你为什么认为上旋球应该沿着你所选的径迹运动。甲下垂的两张纸，向中间吹气，这两张纸相互靠拢。乙向饮料管A吹气，饮料管B中的液体会上升并从管口喷出。图7有关气体流动的两个实验参考答案：(1)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)

19、旋转着的塑料瓶的移动方向如图甲空白方向箭头。塑料瓶周围空气的流速由瓶本身旋转带动旁边空气旋转形成气流和电风扇吹风所形成的气流。这两股气流在瓶的同侧为同方向，在另一侧为相反方向，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。这两侧压力差将塑料瓶向两股气流同方向的一侧偏移。(3)1、2、3分别是上旋球、不旋球、下旋球的轨迹图，如图乙，由于球的转动，周围空气也随之绕球转动。对于上旋球(轨迹1)，由于球的旋转，球上方空气随之向左运动；但同时球向左运动，则空气相对于球向右运动，空气相对于球的两种运动作用相抵，球上方的气流速度比下方的小，所以上方压强大，因此，球受

20、到向下的压力，沿弧线迅速下落。21、（4分）某城市铁路车站的设计方案如图4所示，进站和出站的轨道都与站台构成一个缓坡。从能量利用的角度看，这种设计的优点是什么？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；车出站时储存的重力势能又转化为动能，起到节能作用。22、（8分）小明设计了一个公厕中的自动冲刷厕所的水箱。这种水箱能把自来水管持续供给的较小流量的水储备到一定量后，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为这种水箱的结构示意图，已知水箱底为边长l=40cm的正方形，A是一直径d1=8cm的圆形放水阀门，其质量和厚度均可忽略不计，且恰好能将排水管口及连杆与浮子B相连

21、，连杆的长度h0=10cm。浮子B是一外部直径d2=8cm、高H30cm、质量m=0O4kg的空心圆柱体，设水箱每次放水都能将水箱中的水全部放净，试通过计算说明：（1）水箱体至少多高，水才不会从水箱上部溢出？ （2）如果自来水管的流量为0O2m3/h，该水箱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）设水箱中水面高度为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：mgTF浮 （1分）其中 F浮g (hh0) （1分）对放水阀门A根据杠杆的平衡条件有：Td1=gh （2分）联立可解得： h=0O36m （1分）所以水箱体的高度至少为0O36m。（2

22、）一箱水的体积为：V箱=l2h（0O4m）20O36m0O058m3 （1分）自来水管的流量Q0O2m3/h 蓄满一箱水所用时间t=17O4min 所以，水箱放水的时间间隔约17O4min。（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内燃料燃烧产生的热量。产品名称燃气快速热水器产品型号JSY5-CJSR5-CJST5-C适用燃气液化石油气人工煤气天然气额定燃气压力28003000Pa280300mmH2O800-1000Pa80-100 mmH2O2000-2500Pa200-250 mmH2O额定热负荷37MJ/h额定燃气耗量

23、0O368102m3/h1O964102m3/h1O04102m3/h热效率80适用水压0O041O0MPa（0O410kgf/cm2）热水产率温升255l/min温升403l/min温升552l/min接口尺寸燃气入口G1/2冷水入口G1/2热水入口G1/2外形尺寸406mm（高）293mm（宽）230mm（厚）重量6O2kg（1）分别计算燃烧1m3液化石油气、人工煤气和天然气所产生的热量。（2）根据表中数值和你已有的知识，讨论“额定燃气压力”一行中，“mmH2O”的含义。（3）王保成同学说，“热水产率”一栏中，5、3、2后面的好像是数字“1”但是在“/min”的前面又好像丢掉了什么。请你通

24、过计算判断这个栏目中三个参数的正确数值和单位。（4）“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。分别计算温升25和55时的热效率，并解释这两个情况下热效率不同的原因。参考答案：（1）液化石油气 =1O0106J/m3 （1分）人工煤气 =0O19106J/m3 （1分） 天然气 =0O36106J/m3 （1分）（2）这一行既然是表示压力（指压强），而且在每格里，上面一行的量的单位都是压强单位Pa，所以mmH2O很可能是压强的另一种单位。H2O是水的分子式，mm是毫米的单位，联想到有时用1mm高的汞柱产生的压强作为压强单位，mmH2O会不会是1mm高的水柱产生的压强？

25、可以试一试。1mm水柱产生的压强是 p= gh=110310110-3Pa10Pa （1分）而“额定燃气压力“一行中以mmH2O为单位的量的数值与以Pa为单位的量的数值的确相差10倍。所以，mmH2O是个压强单位，大小等于1mm高的水柱产生的压强，即1mmH2O=10Pa。 （1分）（3）以温升40为例，根据表中其他参数计算热水产率。我们希望能够以此判断“l”的含义。设每分钟产热水的质量为m，水在1min内吸收的热量可以表示为 Qicm(t2t1) （1分）另一方面，根据表中所给的参量，热效率按80计算时，水在1min内吸收的热量为 Qi=4O93105J （1分）由、两式解出 m=2O9kg

26、3kg （2分）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字母“l”（小写的L），而不是数字“1”。因此，正确的数值和单位是3L/min。分析温升25和55两种情况可以印证这个结论。 （2分）（4）由关系式 Qicm(t2t1) 可知，温升25时每分钟吸收的热量是 Qi4O2103525J5O25105J （1分）燃气每分钟产生的热量是 6O17105J热效率 =85% （2分）同理可得，温升55时 热效率 75 （1分）温升较高时热量散失多，所以热效率较低。 （1分）24、（18分）图1为一种电磁炉的原理示意

27、图，它是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁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）而产生焦耳热。同时被磁化的铁磁材料分子因摩擦，碰撞而发热。从而使锅体自身发热达到加热食物的目的。（1）使用电磁炉加热食物时，不产生明火，无烟尘，无废气，清洁、高效、节能。请写出电磁炉在使用中可能涉及到的物理知识（只写名称不写内容，不少于10个可得满分）（2）在使用电磁炉时，炉和锅之间的热是由_传递给_的。电磁炉加热食物的过程中消耗_能转化为_能；若用该电磁炉1次蒸熟5个馒头需用时间25min，那么1次只蒸熟1个同样大小的馒头大约需要_min。（3）某款电磁炉性能参数如下表所示：型号额定

28、电压额定功率功率调节范围温度调节范围热效率SC-16200V 50Hz 1600W450W-1600W70OC-240OC大于90%根据上表数据，若电磁炉在功率调节和温度调节的范围内，加热温度随功率调节的变化图象是一直线，电磁炉工作电压正常，在1个标准大气压下，烧开一锅质量为3kg，温度为22OC的水最多需要多少时间（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

29、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4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

30、温水，你可以怎样做？（7）电饭煲使用较长一段时间后，常常在饭未完全熟透时就“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？26、(3分)住在非洲沙漠的居民，由于没有电，夏天无法用电冰箱保鲜食物，当地人发明了一种简易“沙漠冰箱”，如图所示。它由内罐和外罐组成，两罐之问填满潮湿的沙子。使用时将食物放在内罐，罐口盖上湿布，放在干燥、通风的地方，并经常向内罐和外罐之间的沙子上洒些水，这样对内罐中的食物可以起到一定的保鲜作用。根据上文，请回答： (1)将它放在干燥、通风的地方，目的是。 (2)经常向两罐之间的沙子上洒些水，目的是参考答案：加快水的蒸发,利用水的蒸发吸热降低食物的温度27、(11分) 图9是一种电梯结构的示意图，电梯厢在电梯井中沿，竖直通道上下运行。钢链的两端分别固定在电梯井顶部的一点和B点，刚时钢链绕过重15000 N电梯厢下的滑