題目列表(包括答案和解析)
下圖所示是某實驗小組探究杠桿平衡條件的實驗裝置。
（1）首先將杠桿放在水平位置，若發(fā)現(xiàn)杠桿在使用前右端低左端高，要使它在水平位置平衡，應將杠桿右端的平衡螺母向 調節(jié)。
（2）一實驗小組得到的5組數(shù)據(jù)如下表所示：
| 實驗序號 | 動力F1／N | 動力臂l1／cm | 阻力F2／N | 阻力臂l2／cm |
| 1 | 0.5 | 6 | 1 | 3 |
| 2 | l | 8 | 2 | 4 |
| 3 | 2 | 20 | 1 | 10 |
| 4 | 0.5 | 4 | 2 | 1 |
| 5 | 2 | 3 | 3 | 2 |
這5組數(shù)據(jù)中，實驗序號為 的一組肯定有錯誤。經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)是測量動力臂時讀錯了，動力臂的值應是 cm。
（3）通過此探究實驗應該得出的結論是： 。
力學綜合計算題分類例析
綜觀歷年各省市中考題，不難發(fā)現(xiàn)，力學計算大多以綜合題的形式出現(xiàn)，單獨用一個知識點只對某一個物理量（如密度、壓強等）進行求解的力學計算題已很少見了，絕大部分力學的計算題都有一定的綜合性。綜合題的優(yōu)點是：一方面能考查學生分析、理解和推理的思維能力，另一方面考查學生綜合運用知識的能力和知識遷移能力。這完全符合新課程標準的要求和目標，所以這種題型在今后的中考中仍將占有很重要的位置。本專題從以下幾個方面對這類計算題進行分析探究。以指導同學們解題時抓住要點，一舉突破。
一.思路和方法
1.讀懂題意或圖示，明確已知量和所求量。
有些新題型會出現(xiàn)一些新名詞或概念，有的已知條件比較隱蔽，應該努力挖掘出對解題有用的信息。
2.分析研究對象所處的狀態(tài)或物理過程，找出已知量和未知量之間的聯(lián)系。
為了幫助分析，通常對研究對象進行受力分析并畫出受力圖，確定哪些力構成平衡力，根據(jù)平衡條件建立平衡方程式，這是很關鍵的一步。
3.明確題目所描述的對象和過程涉及到哪些知識點，選擇適當?shù)墓交蛞?guī)律進行計算。
①求壓強時可用，兩個公式進行求解。但后一個公式一般用來求解液體壓強，只有豎直放置的柱體對支承面產(chǎn)生壓強，才能用來解。
②計算浮力的方法有很多：（1）阿基米德原理；（2）彈簧測力計測浮力（G與F分別為物體在空氣中稱和在液體中稱時彈簧測力計的示數(shù)）；（3）平衡法：物體處于漂浮或懸浮；（4）壓力差法：。根據(jù)已知條件和研究對象所處的狀態(tài)選擇適當?shù)墓角蟾×Α?/p>
③求滑輪組的機械效率也有兩個公式：和。當滑輪組豎直提升物體時就用前者，當滑輪組水平拉物體時就用后者。
4.驗證計算結果
對答案進行檢驗，看過程有無錯誤，看結果是否符合實際。
二.熱點問題歸類
熱點一：密度、壓強和浮力的綜合。
例1.某電梯公寓樓約40m，完成此建筑物需要澆鑄鋼筋混凝土，還需要使用其他建筑材料，混凝土密度為，取。求：（1）已知自來水的密度為，若要從地面向樓頂提供自來水，加壓設備至少需要給施加多大的壓強？（不考慮大氣壓強）
（2）測量表明，該樓的地基所承受的壓強不得超過，若地基與地面的接觸面積為，則此大樓另外添加的裝飾材料、各種設備等物資及進入大樓的人員的總質量不得超過多少？
解析：這是一道密度和壓強的綜合題，根據(jù)公式。（1）小題立即解決。（2）小題中要求質量，則可以先求出最大重力，然后求出最大質量，最后減去已有的質量即可，具體解法如下：
（1）
（2）設混凝土、其他建筑材料和其余部分的質量分別為m1、m2和m3，總重量為G
當m3最大時，G最大，大樓對地基的壓力F最大，地基所承受的壓強達到最大值。
所以
所以
例2.去年南京市對大明湖進行了首次換水清淤，換水后大明湖水清澈見底，魚兒歡暢。愛湖小分隊的同學準備利用自己掌握的科學知識對湖水水質進行監(jiān)測。他們通過調查，了解到大明湖周邊主要污染源很容易導致湖水密度變大，而密度達到的水域就不適宜湖里魚類生存，他們就想到做一個簡易的密度計來監(jiān)控湖水密度。為此找來一根長為1.2m粗細均勻的木條，在底端嵌入適量重物，使其能直立漂浮水中，做好相應的標記后就可以監(jiān)測湖水的密度了，測量得該簡易密度計的總質量為0.5kg。（g取10N/kg）
（1）先將該木條放入足夠深的清水中，測得木條露出水面0.2m，在水面處畫上白線，請計算此時木條底端受到的水的壓強及木條受到的浮力。
（2）請通過計算說明應在木條的什么位置畫上表示污水密度達到時的紅線，以監(jiān)測湖水密度是否超標。
解析：此題是一道運用知識解決實際問題的好題，綜合的知識有壓強、浮力和二力平衡等。（1）木條底端受到水的壓強可直接用來求；又因木條處于漂浮狀態(tài)，故可用二力平衡法求浮力。
由于木條處于漂浮狀態(tài)，所以：
（2）此題實際上是求木條浸入污水的深度h，要求深度必先求，因為，可通過浮力算出。又因木條的橫截面積S未知，深度h似乎無法求出，但我們要善于利用（1）小題的條件，找到兩者的相同之處，即在清水中和污水中都處于漂浮狀態(tài)，兩者受到的浮力相等，所以
，即，所以：
熱點二：速度、功率和效率的綜合
例3.如圖1所示，物體重20N，在拉力F的作用下，以0.5m/s的速度沿水平方向勻速運動，物體與地面的摩擦力是物重的0.2倍，求：
（1）不記滑輪、繩重和滑輪組的摩擦，拉力的大小及拉力的功率。
（2）若拉力為2.5N，該滑輪組的機械效率。
圖1
解析：在不計摩擦的情況下，可直接用滑輪組省力公式求拉力，不過不是，而應該是（是物體A與地面的摩擦）。因為對物體的拉力不是等于物體的重量，而是等于地面對物體的摩擦力。相應地，求這種水平裝置的滑輪組的機械效率的計算公式也應該是，而不是。拉力的功率可進行如下推導：
（1）拉力的大�。�
拉力的功率：
（2）
熱點三：壓強或浮力與杠桿類相結合的綜合題
例4.圖2是小明設計的一個用水槽來儲存二次用水的沖廁裝置。帶有浮球的橫桿AB（B為浮球的中心）能繞O點轉動，倒“T”形閥門C底部為厚度不計的橡膠片，上部為不計粗細的直桿，進水口的橫截面積為4cm2，浮球的體積為100cm3，OB是OA長度的6倍，AB桿左端壓在閥門C上，閥門C堵住進水口時，AB桿水平，浮球頂部和溢水口相平，不考慮閥門C、橫桿AB及浮球受到的重力。（）求：
（1）浮球浸沒時，浮球受到的浮力多大？A端受力多大？
（2）為了防止水從溢水口溢出，水槽中的水面與溢水口的高度差不能超過多少？
圖2
解析：本題又是一道力學綜合題，描述的物理情境較為復雜，所以分析審題是關鍵，尤其是要把這個裝置的結構示意圖看懂，搞清楚它的工作過程和原理，解題過程如下：
（1）當球全部浸沒水中時：
橫桿B端受力等于浮球所受浮力，即：
運用杠桿平衡條件：
，因為
所以A端受力為：
（2）水恰能從溢水口流出時水槽中的水面距溢水口的高度差是允許的最大值。此時，浮球全部浸沒，閥門C受到水槽中的水向上的壓力和水箱中水向下的壓力及浮球浸沒時杠桿A端對閥門C向下的壓力相互平衡，即：
①
設水槽中的水面距閥門C底部橡膠片的高度為H，溢水口到閥門C底部橡膠片的高度為h，則：
②
③
把②③式代入①中，有
整理得：
摘要：本文分析了如何挖掘物理題中隱含條件的途徑和方法。并對物理學試題題型進行歸類、例舉和解析。學生要解好物理題，必須要有扎實的物理知識和相關學科的知識，綜合分析和解決問題的能力。因此，在物理教學過程中要注重提高學生的解題能力，加強對解題方法的教學。 關鍵詞：隱含條件 物理學 解題能力 學習在解物理習題時，經(jīng)常會遇到這種情況，有些解題的必要條件，題中并為明確給出，而是隱含在字里行間。充分挖掘隱含條件，明確題目要求，采用合適方法，選擇正確答案，是解好這類題的關鍵。本文就如何挖掘試題中的隱含條件，提高解題能力作一例析。 一、從關鍵詞中挖掘隱含條件 在物理題中，常見的關鍵用語有：表現(xiàn)為極值條件的用語，如“最大”、“最小”、“至少”、“剛好”等，它們均隱含著某些物理量可取特殊值；表現(xiàn)為理想化模型的用語，如“理想滑輪”、“輕質杠桿”、“光滑水平面”等，扣住關鍵用語，挖掘隱含條件，能使解題靈感頓生。 例1 一個物體在平衡力的作用下，在光滑水平面上做勻速直線運動，當這對平衡力突然消失，則物體將（�。� A．立刻停止運動 B．運動速度越來越快 C．速度減慢，最后停止 D．仍作勻速直線運動 解析：題中“光滑水平面”為關鍵詞。光滑水平面意味著物體不受摩擦力的作用。題目中的物體待平衡力消失后，將不再受力的作用，因此仍要保持勻速直線運動（牛頓第一定律）。 答案：D 二、從物理學常識中找隱含條件 有些題目幾乎沒有條件，但仔細研究就會發(fā)現(xiàn)條件其實全部隱含于物理常識中，這就要求學生根據(jù)題意進行發(fā)散性思維，努力挖掘相關知識，在條件不足的情況下，根據(jù)常識假設適當?shù)臈l件和數(shù)據(jù)以彌補題中明確給出的已知條件的不足。 例2 一個中學生對地面的壓強大約是（�。� A．10Pa B．100Pa C．1000Pa D．10000Pa 解析：此題隱含條件有兩個，一是中學生的體重約為50kg，二是中學生雙腳底面積約為5dm2，而這兩個條件都非常隱蔽，屬于物理學常識，只要明確了這兩點，不難得出正確答案D。 三、從物理學發(fā)展史中尋找隱含條件 這類試題一般涉及對物理學研究有貢獻的科學家、科研成果和歷史進程等，增加了學生的愛國情感，有利于培養(yǎng)學生的高尚情操，激起學生學習生物學知識的遠大理想。 例3 發(fā)電機和電動機的發(fā)明使人類步入電氣化時代，制造發(fā)電機的主要依據(jù)是電磁感應現(xiàn)象，首先發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的是（�。� A．愛因斯坦 B．帕斯卡 C．奧斯特 D．法拉第 解析：知道這些科學家的研究成果和對社會的巨大貢獻，很快就能準確地選出正確答案D。 四、從物理現(xiàn)象的出現(xiàn)條件中尋找隱含條件 一定的物理現(xiàn)象的出現(xiàn)，是以具備一定的條件為前提的，當知道什么條件具備時可出現(xiàn)什么現(xiàn)象后，一旦題目給出某種現(xiàn)象，馬上可以找出相應的隱含條件。 例4 我國“遠望號”衛(wèi)星測控船從江陰出發(fā)執(zhí)行任務，由長江進入海洋。下列有關測控船所受浮力的說法正確的是（�。� A．由于海水的密度大，所以船在海洋力受到的浮力大 B．由于船排開海水的體積小，所以它在海洋里受到的浮力小 C．由于船排開的海水的體積大，所以它在海洋力受到的浮力大 D．由于船始終漂浮在水面上，所以它受到的浮力不變 解析：“一個物體漂浮在液面上……”，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的條件是物體所受浮力等于物重，所以隱含條件是物體受到的浮力等于重力。 答案：D 例5 放在水平常木板上重10N的木塊，受到水平向右，大小為5N的拉力作用，沿水平方向做勻速直線運動，這時木板水平方向受的合力為_______N。當拉力增大到8N時，木塊受到的合力為_______N。 解析：“一個物體勻速運動……”要出現(xiàn)這種現(xiàn)象，前提條件是物體必須不受力或受平衡力作用，所以隱含條件為：物體不受力或受平衡力作用。 答案：0；3 五、從物理概念、物理原理中尋找隱含條件 有些物理學問題、現(xiàn)象、判斷等條件隱含于相關的概念和原理中，或是命題時有意混淆概念，偷換概念，要求學生對概念掌握準確，理解要透徹。 例6 晴天，幾位大學生在森林中迷路了，下面四種利用風向引導他們走出森林的說法中，正確的是_______（圖中虛線為空氣流動形成風的路徑示意圖）
A．森林吸熱，溫度升高慢，空氣溫度低、密度大，地面空氣從森林流向外界，應順風走 B．土地吸熱，溫度升高快，空氣溫度高、密度小，地面空氣從外界流向森林，應順風走 C．森林吸熱，溫度升高慢，空氣溫度低、密度大，地面空氣從森林流向外界，應迎風走 D．土地吸熱，溫度升高快，空氣溫度高、密度小，地面空氣從外界流向森林，應迎風走 解析：本題中隱含了比熱容的概念。物體的比熱容越大，吸收熱量后溫度變化越小。 土地的比熱容大，吸熱后溫度升高較快，空氣溫度高。熱空氣因密度小而向上升，地面空氣從森林流向外界，應順風走。 答案：A 六、數(shù)學關系之中尋找隱含條件 正確的示意圖不僅能幫助我們理解題意、啟發(fā)思路，而且還能通過數(shù)學關系找出題中的隱含條件。這種方法不僅在幾何光學中有較多的應用，而且在其它物理問題中也經(jīng)常應用。 例7 有一均勻正方體對水平地面的壓力是F，壓強是P，如下圖所示。若切去陰影部分，則剩余部分對地面的壓力是原來的_______倍，壓強是原來的_______倍。
解析：該題的條件隱含在數(shù)學關系之中，解題的關鍵要建立物理模型的空間想象力。切去部分的正方體邊長為a/2，體積為V/8。切去陰影部分后，其質量為7/8m，底部受力面積為3/4S，剩余部分壓強為P’＝m/S＝7/6P，壓力為F’＝Ps＝7/8F。 答案：7/8；7/6 七、從圖形、圖表與曲線關系中尋找隱含條件 圖示是貯存和傳遞科學文化知識比較便捷的一條途徑，它能夠高度濃縮物理學的基本概念及原理，使之更加形象、直觀。試題圖文并茂，生動活潑，但圖表曲線中隱含了相當多的沒有敘述和未提及的條件，解題時結合題設條件分析圖形，從圖形中挖掘隱含條件，才能正確作答，較好地培養(yǎng)學生的觀察和分析問題的能力。 例8 在如圖所示的各圖中，關于磁場的描述和小磁針表示正確的是（�。�
解析：這是一道集概念、實驗和理論于一體的圖形選擇題，要求學生明確磁場的概念、磁場方向及磁場方向的規(guī)定等情況，這樣才可選出正確答案為B。 八、從實驗的器材、操作過程或結果中尋找隱含條件 在理論試題中，也有相當多的題干條件看似不足，其實隱含在實驗器材、操作步驟和實驗結果之中，要求學生根據(jù)已有知識，挖掘這些隱含條件，從而得出正確答案，這有利于考查學生的實驗操作技能，有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。 例9 如圖所示電路，圖中1、2、3表示電流表或電壓表，請?zhí)钌细鞅黼娐贩枺顺稣�、負接線柱的位置。
解析：判斷電表的類型，需了解器材的使用規(guī)則。電流表要串聯(lián)接入電路，電壓表要并聯(lián)接入電路。判斷時，可假設將改表處斷開，凡對電路結構有影響的是電流表，沒有影響的是電壓表。答案如上圖。 九、選擇合適的方法 確定解題思路，根據(jù)題型特點，充分理解題意。采用合適方法，能很好地提高解題能力，常用的物理方法有控制變量法、等效法、轉換法、數(shù)據(jù)歸納法等。 例10 下表列出由實驗測定的幾種物質的比熱容。認真閱讀，你一定會有所發(fā)現(xiàn)，請?zhí)畛鋈我馊龡l：
（1）________________________________________； （2）________________________________________； （3）________________________________________。 解析：給表找規(guī)律時一般采用比較分析，綜合分析的方法，即可找一般規(guī)律如某種變大或變小的趨勢，共性等，也可找特殊規(guī)律。此表中12種物質除煤油和冰比熱相同外，其他不同。說明不同物質得比熱一般不同，這是共性。但冰和煤油不同物質比熱相同這是特殊性質。水、冰同種物質，狀態(tài)不同，比熱容也不同。且可將物質分為金屬、非金屬進行比較。還可找比熱容最大的、最小的。 例11 用實驗研究決定電阻大小的因素，供選擇的導體規(guī)格如下表:
①要比較電阻與長度的關系應選擇導線：_______________________； ②要比較電阻與橫截面積的關系應選擇導線：_______________________； ③要比較電阻與材料的關系應選擇導線：_______________________。 解析：本題中導體的電阻與導體的長度、材料、橫截面積三個物理量有關，要探究它們之間的關系，要采用“控制變量法”。要驗證猜想一，就要取不同的長度，相同材料和橫截面積的導線，所以應選序號1、2，同理可選出另兩個猜想的序號。 答案：（1）1、2；（2）3、4；（3）1、3 |
第十六屆全國初中應用物理知識競賽初賽試卷
一、選擇題 以下各小題給出的四個選項只有一個是正確的，把正確
選項前面的字母填在題后的括號內(nèi)(每小題3分，共15分)。
1．小亮同學從超市買來一個玻璃瓶裝的鐵皮蓋罐頭，想把瓶蓋打開，可是怎么也擰不動。小亮的哥哥用螺絲刀沿瓶蓋的邊輕輕撬了幾下，一擰就打開了。這主要是因為用螺絲刀撬瓶蓋可以 【 】
A．增大瓶蓋直徑，減小瓶蓋側壁對瓶的壓力
B．減小瓶蓋與瓶口的接觸面積
C．減小瓶內(nèi)外氣體的壓力差
D．由于撬了蓋的一邊，而增大了蓋的另一邊的壓力
2．高壓輸電線路的鐵塔頂端有一條(或兩條)比下面輸電線細的金屬線(如圖1～圖2)，它的作用是 【 】
A．加強鐵塔的穩(wěn)定性
B．傳輸零線的電流
C．防雷電，起到避雷針的作用
D．作為備用線，供輸電線斷開時應急使用
3．用普通照相機拍照時，要按被照物體距相機鏡頭的遠近進行“調焦”，使用起來不太便捷。有一種“傻瓜”相機，只要把想拍攝的景物全部納入取景器內(nèi)，不論遠處還是近處的物體，在照片上都比較清晰，從而使拍照的過程變得十分快捷。這種“傻瓜”相機不用“調焦”的奧秘是 【 】
A．采用了長焦距的鏡頭，使遠近不同的物體成像的位置相差不大
B．采用了短焦距的鏡頭，使遠近不同的物體成像的位置相差不大
C．采用了長焦距的鏡頭，使遠近不同的物體成像的位置相同
D．采用了短焦距的鏡頭，使遠近不同的物體成像的位置相同
4．磁帶錄音機既可以錄音，也可用以放音，其主要部件為運行的磁帶和繞有線圈的磁頭。錄音時，磁帶上的磁粉被由聲音信號轉化而來的電流產(chǎn)生的磁場所磁化，這樣便將聲音信號轉化為磁信號記錄在磁帶上；放音時，再把磁帶上的磁信號通過磁頭轉化為電信號使揚聲器發(fā)聲。對于錄音機錄音、放音過程的基本原理，下列各種說法中正確的是 【 】
A．錄音的基本原理是電磁感應，放音的基本原理是電流的磁效應
B．錄音的基本原理是電流的磁效應，放音的基本原理是電磁感應
C．錄音和放音的基本原理都是電流的磁效應
D．錄音和放音的基本原理都是電磁感應
5．王勇同學在賓館飯店看到一種自動門，當有人靠近時，門會實現(xiàn)自動開閉。王勇同學對此產(chǎn)生了濃厚的興趣，他很想知道自動門是如何實現(xiàn)自動控制的。為此他反復做了幾次試驗：當他輕輕地靠近自動門時，門自動打開；當把一個足球滾向自動門時，門自動打開；當把一面底部裝有滾珠的無色透明大玻璃板，直立著滑向自動門時，門不打開。王勇同學根據(jù)探究試驗的結果，對自動門的自控原理提出了以下幾種猜想，你認為其中最合理的猜想是 【 】
A．自動門“聽”到來者的聲音時，通過聲控裝置實現(xiàn)自動開閉
B啟動門探測到靠近的物體發(fā)射出的紅外線，通過光控裝置實現(xiàn)自動開閉
C自動門本身能發(fā)射出一種紅外線信號，當此種信號被靠近的物體反射時，就會實現(xiàn)自動開閉
D．靠近門的物體通過空氣能產(chǎn)生一種壓力傳給自動門，實現(xiàn)自動開閉
二、填空題(共15分)
1．(3分)如圖3所不，小婷乘汽車到姥姥家去度假，汽車在平直公路上行駛。小婷的感覺是：遠處的村莊相對于電線桿在向_________運動；近處的小樹相對于電線桿在向_______運動；電線桿周圍的景物看起來好像在繞電線桿做_____時針
轉動。
2．(3分)列車上出售的食品常常放在如圖4所示的小推車上，若貨物均勻擺在車內(nèi)，當前輪遇到障礙物A時，售貨員向下按扶把，這時手推車可以視為杠桿，支點是_____(寫出支點位置的字母)；當后輪遇到障礙物A時，售貨員向上提扶把，這時支點是______。后一種情況下，手推車可以視為______力杠桿。
3．(3分)在海拔3000 m以上的高原地區(qū)，汽車發(fā)動機的冷卻水容易沸騰，這是因為高原地區(qū)_______的緣故。常年生活在平原地區(qū)的人到達該地區(qū)后，由于空氣稀薄會產(chǎn)生缺氧反應，為了得到足夠的氧氣，人會不自覺地進行深呼吸，這時肺的容積與在平原上相比要擴張得更_______(選填“大”或“小”)一些。
4．(3分)汽車上的機械式里程表是用安裝在輪上的一組計數(shù)齒輪來實現(xiàn)計數(shù)的，而這些計數(shù)齒輪又通過特定的傳動裝置被車輪的轉動所驅動。同時車輪的轉動還通過特定的傳動裝置，傳遞給由電磁感應原理制成的傳感器，傳感器再將反映車輪轉動情況的電信號顯示在速度表上，從而指示此時的車速。當輪胎用久了有明顯的磨損后，就會使所計里程和指示的時速產(chǎn)生誤差。若里程表記錄里程為12000 km，則汽車實際行駛的里程將 _______(填“大于”、“小于”或“等于”)示數(shù)；若此車從北京駛往上海，以速度表上指示的時速為依據(jù)，對整個行程所估算的行駛時間將________(選填“大于”、小于”或“等于”)實際行駛時間。
5．(3分)2005年春節(jié)晚會上，一群聾啞青年用精美絕倫的舞蹈“千手觀音”給人以美的享受，善的啟迪。
(1)如圖5所示，觀眾看不見領舞者邰麗華身后站著的其他舞蹈者，這是因為光是______________傳播的。
(2)在觀看演出的過程中，我們雖然沒有看到樂隊卻也能分辨出是何種樂器在發(fā)聲，這主要是因為不同樂器所發(fā)聲音的_________是不同的。
(3)電視觀眾看到蓮花座上的千手觀音身披絢麗霞光，這些光是由________、_______、______三原色依不同的比例混合而成的。
三、簡答下列各題(共22分)
1．(4分)火箭點火發(fā)射時，若高溫火焰向下噴射到發(fā)射臺上，發(fā)射臺就會被燒
毀。為了保護發(fā)射臺，在它的底部建造了個大水池，從而巧妙地解決了這個技術問題。
(1)火箭發(fā)射時，底部噴出的龐大的白色氣團(圖6)是由什么組成的?它是怎樣形成的?
(2)分析“大水池”對發(fā)射臺起到保護作用的道理。
2．(4分)在高壓輸電線路中�？煽吹� 如圖7所示的一些絕緣子。請說明為什么懸掛高壓輸電線的絕緣子的表面要涂光亮的瓷釉，而且做成一節(jié)一節(jié)的?
3．(4分)小志家買了一種點綴節(jié)日用的小彩燈，他發(fā)現(xiàn)當其中一個小彩燈的燈絲燒斷了以后，其余的小彩燈還能繼續(xù)發(fā)光。于是小志對小彩燈之間的連接關系產(chǎn)生了興趣，為此他請教了科技人員，得到以下信息。
他用的小彩燈規(guī)格是“2．5 V，0．25 A”，通過串聯(lián)一定數(shù)量的小彩燈，使單個小彩燈兩端所加的電壓比它的額定電壓稍低，每個小彩燈都能基本正常發(fā)光。
小彩燈的構造如圖8所示，在燈絲導電支架上除了有燈絲和起固定作用的小玻璃珠以外，還繞有約4圈細金屬絲。燈絲電阻冷時約為2．5 Ω，熱時約為15 Ω。
細金屬絲的電阻為1 Ω，正常(低壓)情況下，由于支架表面有一層氧化銅的緣故，它與燈絲支架是不導通的，沒有電流流過。若加上較高的電壓(如220 V)時氧化層可被擊穿，細金屬絲與燈絲支架導通。
根據(jù)以上介紹的資料，請你說明為什么一個小彩燈的燈絲燒毀后，其他的小彩燈還能繼續(xù)發(fā)光。
4．(4分)向陽中學廣播室想借助于雙刀雙擲開關控制南北兩教學樓的喇
叭：開關擲向A端時南面的三只喇叭接通，擲向B端時南北六只喇叭全部接通。
請你用筆畫線代替導線按上述要求完成圖9中的電路圖。
5．(6分)長期以來，實心粘土磚一直是我國主要的建筑材料。由于粘土磚在生產(chǎn)過程中存在著諸多弊端，國家有關部門提出了減少粘土磚使用率、倡導新型
材料的要求。如圖10所示的空心水泥磚就是新型建筑材料的一種。請你從節(jié)能與環(huán)保等方面分析，使用空心水泥磚比使用實心粘土磚有哪些好處。(至少寫出三條)
四、(6分)李明同學家要買一個燒水用的水壺，超市里有兩種容積相同但品種
不同的鋁質水壺可供選購，一種是放在液化氣灶上用的，另一種是壺內(nèi)裝有電熱器的，如圖ll所示。李明想比較哪一種水壺燒水更省錢。他首先進行了調查，得到如下資料：當?shù)鼐用裼秒姷膬r格是0.5元／度；瓶裝液化氣的價格是60元／瓶(每瓶中液化氣的質量約為15 kg，液化氣的熱值為4.2×107J／kg),用液化氣燒水的熱效率約為30％，用電熱水壺燒水的熱效率約為90％。根據(jù)以上信息，請你通過計算分析一下用哪種水壺燒水更省錢。
五、(8分)為了保護環(huán)境，治理水土流失，學校的環(huán)保小組設計并進行了河水含沙量的研究。
第一階段是理論分析：分別以ρ水、ρ沙、ρ泥水表示水、泥沙、泥沙水的密度，以x表示每立方米泥沙水中所含泥沙的質量(稱做含沙量)，導出了ρ泥水與ρ水、ρ沙、x的關系式；然后作出了泥沙水的密度ρ泥水隨含沙量x變化的圖象。
第二階段是實驗驗證：在一個量筒里放入一定量干燥的黃土，再倒入一定量的清水，計算出含沙量x，并測出泥沙水的密度ρ泥水；接著再多次加入清水配制成不同密度的泥沙水，進行同樣的計算和測量，由此得出ρ泥水與x的多組數(shù)據(jù)；然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)作出了表示泥沙水的密度與含沙量關系的ρ泥水－x圖象。他們驚喜地發(fā)現(xiàn)，實驗結果與理論分析是一致的。
第三階段是實際測量：在一次山洪沖刷地面時，他們采集了40 L的水樣，稱出其總質量為40.56kg。此前已經(jīng)測出干燥的泥沙的密度ρ沙：2.4×103kg／m3，于是求出了洪水中的平均含沙量。
(1)請你參與環(huán)保小組第一階段的工作，導出ρ泥水與ρ水、ρ沙、x的關系式。然后根據(jù)關系式作出泥沙水的密度ρ泥水隨含沙量x變化圖象的草圖。
(2)請你參與環(huán)保小組第三階段的計算工作，求出洪水中的平均含沙量。
六、(10分)現(xiàn)在很流行的數(shù)碼相機的主要優(yōu)點是可以直接生成數(shù)碼照片，從而可以方便地進行編輯與加工，保存的時間也更長。而且數(shù)碼照片還可以直接在
電腦上顯示出來，或者通過電子郵件傳送出去。
下面是一款數(shù)碼相機的電池的一些資料。根據(jù)右面提供的信息以及下面對數(shù)碼相機工作過程的介紹，回答相關問題：
(1)數(shù)碼相機的電源打開后，就處于待機狀態(tài)，這時要消耗一定的電能；拍攝時，拍攝與處理數(shù)據(jù)所消耗的電能就更大。假設用一個充滿電的電池作電源進行拍照，每5min拍一張照片，相機使用過程中的平
均工作電流為0.2A。請估算一節(jié)充滿電的電池最多可以拍攝多少張照片。
(2)對一個電能已全部耗盡的這種電池進行完全充電，充電的效率多大?
七、(12分)空調的“匹數(shù)”，是對空調輸入功率的粗略標識。因相同匹數(shù)不同品牌空調的制冷效能有較大的差異，為便于比較，空調的效能常以“制冷量”來表示。在選擇空調時，除了制冷量和制熱量(對冷熱空調而言)外，還要考慮“能效比”。
空調的能效比=，它表示空調器是否高效節(jié)電。目前市場上空調器的能效比相差很大，一般在2～3之間，最高的可達到3．5左右，應盡量挑選能效比高的空調。房間所需的制冷量和制熱量可按下面的公式計算：制冷量Q冷＝S（房間面積）×140w－180 w；制熱量Q熱=S(房間面積)×180 W－240 W(此公式適用于層高2．5 m的房間，如果層高偏大，則應適當加大功率)。
下表是小明家準備購買的某一型號空調的使用說明書的一部分。
請結合上面所介紹的知識和空調使用說明書，通過計算回答下面的問題：
1．這臺空調的能效比是多少。
2小明家新購買樓房客廳的面積約為30 m2，層高為2．7 m，他想在客廳內(nèi)安裝上表所示的空調。請你通過計算說明這種選擇是否合理。
3．若小明家用此空調器制冷，空調器的壓縮機每天實際工作6 h，一個月僅空調一項所支付的電費約為多少?(當?shù)氐碾妰r為0.5元／度)
八、(12分)小軍家客廳墻壁上有一個控制燈的開關和一個兩孔插座裝在一起的“一開兩孔”的電工元件。圖12是元件的面板、圖13是元件殼體內(nèi)部的原接線圖。由于開關損壞，需要更換整個元件。小軍爸爸決定自己動手完成，小軍給爸爸當助手。
小軍爸爸斷開家中進戶線的總開關，在拆舊換新的過程中發(fā)現(xiàn)：拆下前沒有留意元件中的A、B、D三根導線(B、C間已有一短導線在內(nèi)部相連)與外面的①②③三根導線的連接關系(如圖14)，因為室內(nèi)導線都在水泥墻內(nèi)，無法觀察①②③各導線與墻內(nèi)導線的連接情況。
于是他閉合家中進戶線的總開關，用試電筆檢測各根導線，發(fā)現(xiàn)：第①根導線可以使試電筆發(fā)光；第②、⑨根導線不能使試電筆發(fā)光。
根據(jù)小軍爸爸的檢測，能不能判斷各根導線的連接情況?
小軍經(jīng)過仔細思考后認為，不能判斷每根導線的連接情況，如果在情況不明時盲目連接還可能出現(xiàn)更嚴重的問題。
(1)你認為小軍的觀點對不對?為什么?
(2)你能不能利用常用的家用電器，如臺燈等(均帶有插頭)，鑒別出①②③根導線應怎樣分別與A、B、D接線柱相連接?說出你的方法并簡述理由。
(3)根據(jù)你的判斷，將圖14中①②⑧根導線與下面的A、B、D接線柱和上面的火線、零線及燈泡連接起來。
第十六屆全國初中應用物理知識競賽初賽試卷
一、選擇題 以下各小題給出的四個選項只有一個是正確的，把正確
選項前面的字母填在題后的括號內(nèi)(每小題3分，共15分)。
1．小亮同學從超市買來一個玻璃瓶裝的鐵皮蓋罐頭，想把瓶蓋打開，可是怎么也擰不動。小亮的哥哥用螺絲刀沿瓶蓋的邊輕輕撬了幾下，一擰就打開了。這主要是因為用螺絲刀撬瓶蓋可以 【 】
A．增大瓶蓋直徑，減小瓶蓋側壁對瓶的壓力
B．減小瓶蓋與瓶口的接觸面積
C．減小瓶內(nèi)外氣體的壓力差
D．由于撬了蓋的一邊，而增大了蓋的另一邊的壓力
2．高壓輸電線路的鐵塔頂端有一條(或兩條)比下面輸電線細的金屬線(如圖1～圖2)，它的作用是 【 】
A．加強鐵塔的穩(wěn)定性
B．傳輸零線的電流
C．防雷電，起到避雷針的作用
D．作為備用線，供輸電線斷開時應急使用
3．用普通照相機拍照時，要按被照物體距相機鏡頭的遠近進行“調焦”，使用起來不太便捷。有一種“傻瓜”相機，只要把想拍攝的景物全部納入取景器內(nèi)，不論遠處還是近處的物體，在照片上都比較清晰，從而使拍照的過程變得十分快捷。這種“傻瓜”相機不用“調焦”的奧秘是 【 】
A．采用了長焦距的鏡頭，使遠近不同的物體成像的位置相差不大
B．采用了短焦距的鏡頭，使遠近不同的物體成像的位置相差不大
C．采用了長焦距的鏡頭，使遠近不同的物體成像的位置相同
D．采用了短焦距的鏡頭，使遠近不同的物體成像的位置相同
4．磁帶錄音機既可以錄音，也可用以放音，其主要部件為運行的磁帶和繞有線圈的磁頭。錄音時，磁帶上的磁粉被由聲音信號轉化而來的電流產(chǎn)生的磁場所磁化，這樣便將聲音信號轉化為磁信號記錄在磁帶上；放音時，再把磁帶上的磁信號通過磁頭轉化為電信號使揚聲器發(fā)聲。對于錄音機錄音、放音過程的基本原理，下列各種說法中正確的是 【 】
A．錄音的基本原理是電磁感應，放音的基本原理是電流的磁效應
B．錄音的基本原理是電流的磁效應，放音的基本原理是電磁感應
C．錄音和放音的基本原理都是電流的磁效應
D．錄音和放音的基本原理都是電磁感應
5．王勇同學在賓館飯店看到一種自動門，當有人靠近時，門會實現(xiàn)自動開閉。王勇同學對此產(chǎn)生了濃厚的興趣，他很想知道自動門是如何實現(xiàn)自動控制的。為此他反復做了幾次試驗：當他輕輕地靠近自動門時，門自動打開；當把一個足球滾向自動門時，門自動打開；當把一面底部裝有滾珠的無色透明大玻璃板，直立著滑向自動門時，門不打開。王勇同學根據(jù)探究試驗的結果，對自動門的自控原理提出了以下幾種猜想，你認為其中最合理的猜想是 【 】
A．自動門“聽”到來者的聲音時，通過聲控裝置實現(xiàn)自動開閉
B啟動門探測到靠近的物體發(fā)射出的紅外線，通過光控裝置實現(xiàn)自動開閉
C自動門本身能發(fā)射出一種紅外線信號，當此種信號被靠近的物體反射時，就會實現(xiàn)自動開閉
D．靠近門的物體通過空氣能產(chǎn)生一種壓力傳給自動門，實現(xiàn)自動開閉
二、填空題(共15分)
1．(3分)如圖3所不，小婷乘汽車到姥姥家去度假，汽車在平直公路上行駛。小婷的感覺是：遠處的村莊相對于電線桿在向_________運動；近處的小樹相對于電線桿在向_______運動；電線桿周圍的景物看起來好像在繞電線桿做_____時針
轉動。
2．(3分)列車上出售的食品常常放在如圖4所示的小推車上，若貨物均勻擺在車內(nèi)，當前輪遇到障礙物A時，售貨員向下按扶把，這時手推車可以視為杠桿，支點是_____(寫出支點位置的字母)；當后輪遇到障礙物A時，售貨員向上提扶把，這時支點是______。后一種情況下，手推車可以視為______力杠桿。
3．(3分)在海拔3000 m以上的高原地區(qū)，汽車發(fā)動機的冷卻水容易沸騰，這是因為高原地區(qū)_______的緣故。常年生活在平原地區(qū)的人到達該地區(qū)后，由于空氣稀薄會產(chǎn)生缺氧反應，為了得到足夠的氧氣，人會不自覺地進行深呼吸，這時肺的容積與在平原上相比要擴張得更_______(選填“大”或“小”)一些。
4．(3分)汽車上的機械式里程表是用安裝在輪上的一組計數(shù)齒輪來實現(xiàn)計數(shù)的，而這些計數(shù)齒輪又通過特定的傳動裝置被車輪的轉動所驅動。同時車輪的轉動還通過特定的傳動裝置，傳遞給由電磁感應原理制成的傳感器，傳感器再將反映車輪轉動情況的電信號顯示在速度表上，從而指示此時的車速。當輪胎用久了有明顯的磨損后，就會使所計里程和指示的時速產(chǎn)生誤差。若里程表記錄里程為12000 km，則汽車實際行駛的里程將 _______(填“大于”、“小于”或“等于”)示數(shù)；若此車從北京駛往上海，以速度表上指示的時速為依據(jù)，對整個行程所估算的行駛時間將________(選填“大于”、小于”或“等于”)實際行駛時間。
5．(3分)2005年春節(jié)晚會上，一群聾啞青年用精美絕倫的舞蹈“千手觀音”給人以美的享受，善的啟迪。
(1)如圖5所示，觀眾看不見領舞者邰麗華身后站著的其他舞蹈者，這是因為光是______________傳播的。
(2)在觀看演出的過程中，我們雖然沒有看到樂隊卻也能分辨出是何種樂器在發(fā)聲，這主要是因為不同樂器所發(fā)聲音的_________是不同的。
(3)電視觀眾看到蓮花座上的千手觀音身披絢麗霞光，這些光是由________、_______、______三原色依不同的比例混合而成的。
三、簡答下列各題(共22分)
1．(4分)火箭點火發(fā)射時，若高溫火焰向下噴射到發(fā)射臺上，發(fā)射臺就會被燒
毀。為了保護發(fā)射臺，在它的底部建造了個大水池，從而巧妙地解決了這個技術問題。
(1)火箭發(fā)射時，底部噴出的龐大的白色氣團(圖6)是由什么組成的?它是怎樣形成的?
(2)分析“大水池”對發(fā)射臺起到保護作用的道理。
2．(4分)在高壓輸電線路中�？煽吹� 如圖7所示的一些絕緣子。請說明為什么懸掛高壓輸電線的絕緣子的表面要涂光亮的瓷釉，而且做成一節(jié)一節(jié)的?
3．(4分)小志家買了一種點綴節(jié)日用的小彩燈，他發(fā)現(xiàn)當其中一個小彩燈的燈絲燒斷了以后，其余的小彩燈還能繼續(xù)發(fā)光。于是小志對小彩燈之間的連接關系產(chǎn)生了興趣，為此他請教了科技人員，得到以下信息。
他用的小彩燈規(guī)格是“2．5 V，0．25 A”，通過串聯(lián)一定數(shù)量的小彩燈，使單個小彩燈兩端所加的電壓比它的額定電壓稍低，每個小彩燈都能基本正常發(fā)光。
小彩燈的構造如圖8所示，在燈絲導電支架上除了有燈絲和起固定作用的小玻璃珠以外，還繞有約4圈細金屬絲。燈絲電阻冷時約為2．5 Ω，熱時約為15 Ω。
細金屬絲的電阻為1 Ω，正常(低壓)情況下，由于支架表面有一層氧化銅的緣故，它與燈絲支架是不導通的，沒有電流流過。若加上較高的電壓(如220 V)時氧化層可被擊穿，細金屬絲與燈絲支架導通。
根據(jù)以上介紹的資料，請你說明為什么一個小彩燈的燈絲燒毀后，其他的小彩燈還能繼續(xù)發(fā)光。
4．(4分)向陽中學廣播室想借助于雙刀雙擲開關控制南北兩教學樓的喇
叭：開關擲向A端時南面的三只喇叭接通，擲向B端時南北六只喇叭全部接通。
請你用筆畫線代替導線按上述要求完成圖9中的電路圖。
5．(6分)長期以來，實心粘土磚一直是我國主要的建筑材料。由于粘土磚在生產(chǎn)過程中存在著諸多弊端，國家有關部門提出了減少粘土磚使用率、倡導新型
材料的要求。如圖10所示的空心水泥磚就是新型建筑材料的一種。請你從節(jié)能與環(huán)保等方面分析，使用空心水泥磚比使用實心粘土磚有哪些好處。(至少寫出三條)
四、(6分)李明同學家要買一個燒水用的水壺，超市里有兩種容積相同但品種
不同的鋁質水壺可供選購，一種是放在液化氣灶上用的，另一種是壺內(nèi)裝有電熱器的，如圖ll所示。李明想比較哪一種水壺燒水更省錢。他首先進行了調查，得到如下資料：當?shù)鼐用裼秒姷膬r格是0.5元／度；瓶裝液化氣的價格是60元／瓶(每瓶中液化氣的質量約為15 kg，液化氣的熱值為4.2×107J／kg),用液化氣燒水的熱效率約為30％，用電熱水壺燒水的熱效率約為90％。根據(jù)以上信息，請你通過計算分析一下用哪種水壺燒水更省錢。
五、(8分)為了保護環(huán)境，治理水土流失，學校的環(huán)保小組設計并進行了河水含沙量的研究。
第一階段是理論分析：分別以ρ水、ρ沙、ρ泥水表示水、泥沙、泥沙水的密度，以x表示每立方米泥沙水中所含泥沙的質量(稱做含沙量)，導出了ρ泥水與ρ水、ρ沙、x的關系式；然后作出了泥沙水的密度ρ泥水隨含沙量x變化的圖象。
第二階段是實驗驗證：在一個量筒里放入一定量干燥的黃土，再倒入一定量的清水，計算出含沙量x，并測出泥沙水的密度ρ泥水；接著再多次加入清水配制成不同密度的泥沙水，進行同樣的計算和測量，由此得出ρ泥水與x的多組數(shù)據(jù)；然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)作出了表示泥沙水的密度與含沙量關系的ρ泥水－x圖象。他們驚喜地發(fā)現(xiàn)，實驗結果與理論分析是一致的。
第三階段是實際測量：在一次山洪沖刷地面時，他們采集了40 L的水樣，稱出其總質量為40.56kg。此前已經(jīng)測出干燥的泥沙的密度ρ沙：2.4×103kg／m3，于是求出了洪水中的平均含沙量。
(1)請你參與環(huán)保小組第一階段的工作，導出ρ泥水與ρ水、ρ沙、x的關系式。然后根據(jù)關系式作出泥沙水的密度ρ泥水隨含沙量x變化圖象的草圖。
(2)請你參與環(huán)保小組第三階段的計算工作，求出洪水中的平均含沙量。
六、(10分)現(xiàn)在很流行的數(shù)碼相機的主要優(yōu)點是可以直接生成數(shù)碼照片，從而可以方便地進行編輯與加工，保存的時間也更長。而且數(shù)碼照片還可以直接在
電腦上顯示出來，或者通過電子郵件傳送出去。
下面是一款數(shù)碼相機的電池的一些資料。根據(jù)右面提供的信息以及下面對數(shù)碼相機工作過程的介紹，回答相關問題：
(1)數(shù)碼相機的電源打開后，就處于待機狀態(tài)，這時要消耗一定的電能；拍攝時，拍攝與處理數(shù)據(jù)所消耗的電能就更大。假設用一個充滿電的電池作電源進行拍照，每5min拍一張照片，相機使用過程中的平
均工作電流為0.2A。請估算一節(jié)充滿電的電池最多可以拍攝多少張照片。
(2)對一個電能已全部耗盡的這種電池進行完全充電，充電的效率多大?
七、(12分)空調的“匹數(shù)”，是對空調輸入功率的粗略標識。因相同匹數(shù)不同品牌空調的制冷效能有較大的差異，為便于比較，空調的效能常以“制冷量”來表示。在選擇空調時，除了制冷量和制熱量(對冷熱空調而言)外，還要考慮“能效比”。
空調的能效比=，它表示空調器是否高效節(jié)電。目前市場上空調器的能效比相差很大，一般在2～3之間，最高的可達到3．5左右，應盡量挑選能效比高的空調。房間所需的制冷量和制熱量可按下面的公式計算：制冷量Q冷＝S（房間面積）×140w－180 w；制熱量Q熱=S(房間面積)×180 W－240 W(此公式適用于層高2．5 m的房間，如果層高偏大，則應適當加大功率)。
下表是小明家準備購買的某一型號空調的使用說明書的一部分。
請結合上面所介紹的知識和空調使用說明書，通過計算回答下面的問題：
1．這臺空調的能效比是多少。
2小明家新購買樓房客廳的面積約為30 m2，層高為2．7 m，他想在客廳內(nèi)安裝上表所示的空調。請你通過計算說明這種選擇是否合理。
3．若小明家用此空調器制冷，空調器的壓縮機每天實際工作6 h，一個月僅空調一項所支付的電費約為多少?(當?shù)氐碾妰r為0.5元／度)
八、(12分)小軍家客廳墻壁上有一個控制燈的開關和一個兩孔插座裝在一起的“一開兩孔”的電工元件。圖12是元件的面板、圖13是元件殼體內(nèi)部的原接線圖。由于開關損壞，需要更換整個元件。小軍爸爸決定自己動手完成，小軍給爸爸當助手。
小軍爸爸斷開家中進戶線的總開關，在拆舊換新的過程中發(fā)現(xiàn)：拆下前沒有留意元件中的A、B、D三根導線(B、C間已有一短導線在內(nèi)部相連)與外面的①②③三根導線的連接關系(如圖14)，因為室內(nèi)導線都在水泥墻內(nèi)，無法觀察①②③各導線與墻內(nèi)導線的連接情況。
于是他閉合家中進戶線的總開關，用試電筆檢測各根導線，發(fā)現(xiàn)：第①根導線可以使試電筆發(fā)光；第②、⑨根導線不能使試電筆發(fā)光。
根據(jù)小軍爸爸的檢測，能不能判斷各根導線的連接情況?
小軍經(jīng)過仔細思考后認為，不能判斷每根導線的連接情況，如果在情況不明時盲目連接還可能出現(xiàn)更嚴重的問題。
(1)你認為小軍的觀點對不對?為什么?
(2)你能不能利用常用的家用電器，如臺燈等(均帶有插頭)，鑒別出①②③根導線應怎樣分別與A、B、D接線柱相連接?說出你的方法并簡述理由。
(3)根據(jù)你的判斷，將圖14中①②⑧根導線與下面的A、B、D接線柱和上面的火線、零線及燈泡連接起來。
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