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芜湖一中09级高一物理竞赛兴趣小组选拔测试题


芜湖一中 09 级高一物理竞赛兴趣小组选拔测试题
班级 姓名 学号
3

分数
3 3

注:本试卷中常数 g 取 lON/kg,水的比热容 4.2×10 J/kg·℃,水的密度 1.0×10 kg/m 。 一、填空题(每小题 4 分,共 40 分) 1.火车以 20m/s 的速度沿某一段直线轨道驶向道口,为了

提醒看守道口的工作人员,司机 在距道口 940m 处开始鸣响汽笛,每次笛声持续 1s,停 5s,然后再次拉响汽笛。当道口工 作人员听到第三次笛声结束时,火车距道口的距离为__ 司机前后两次拉响汽笛的时间间隔为___ _ m.道口工作人员听到火车

_s。(已知声波在空气中传播的速度为 340m/s)

2.右图中所有电阻的额定功率都是 4W,若从 A 点流入的电流为 2A,则图中阻值为 2Ω 的那个电阻消耗的功率为______。 3.桌面上放有一定量的铁屑,现将两根完全相同的条形磁铁 A 的 N 极和磁铁 B 的 S 极如甲图所示放置在靠近铁屑的上方,吸附一定量的铁屑。若将吸附有铁 屑的两极靠在一起, 则吸附在连接处的铁屑会 (选填“增加”、“不变” 或“减 少”) ;如乙图所示,将一根长度略大于两磁铁间距的软铁棒,轻轻搁在两磁铁上,则被吸 附的铁屑会 (选填:“增加”、“不变”或“减少”) 。

4.在一个底面积为 200cm 、高度为 20cm 的圆柱形薄壁玻璃 容器底部,放入一个边长为 10cm 的实心正方体物块,然后 逐渐向容器中倒入某种液体。 右图反映了物块对容器底部压 力的大小 F 与容器中倒入液体的深度 h(0~6cm)之间的关 系。 3 由此可知这种液体的密度大小为_________kg/m ,当倒 入液体的深度 h 为 l2cm 时,物块对容器的底部压力的大小 F 大小为________N。 5.在如图所示的电路中,可以通过调整变阻器 R 和 R? ,使通过电阻 R1 和 R2 的电流达到规 定的值 I1 和 I2,并由电流表指示出其电流值。 正确操作的步骤是: ①电路接通前,变阻器 R 的滑片应放在 (选填:“A”或“B”)端,变阻器 R? 的 第1页 共 9 页

2

滑片应放在_____(选填:“a”或“b”)端; ②电路接通后,先调节电阻_______(选填:“R”或“ R? ”) ,使电流表 A1 和电流表 A2 的示数比值为 I1/I2,再调节_________(选填:“R”或“ R? ”) ,使电流表_______(选 填: “Al”或“A2”)的示数达到 (选填:“I1”或“I2”) 。 6.家用电热淋浴器分储水式和无水箱式两种。无水箱式淋浴器是使冷水流过电热器就达到 需要的温度,立即从喷头喷出热水供淋浴。现在自来水的温度为 16℃,淋浴器要热水的温 度为 38℃左右,淋浴所需热水流量为 1×10-3m3/分,水的比热容 c 为 4.2×103J/(kg·℃). 则该淋浴器的电热功当量器电功率为 W;它的工作电流大小为 A (不计加热过程中的能量损失及水的密度变化) 7. 如图所示的电路中,当电路两端加上电压 U 后,电路正常工作,如果电阻 R2 发生了断 路,电阻 R3 两端电压将减少二分之一,而电阻 R2 发生断路前电阻 R1 和 R2 的总功率与电阻 R2 发生思路后电阻 R1 的功率相等,则三个电阻的阻值之比 R1:R2:R3 为 ;在电 阻发生断路前后, R3 上消耗的电功率为 (选填: “变大” 、 “变小” 或 “不变” ) 。

第 5 题图

第 7 题图

第 8 题图

第 9 题图

8. 如图所示,有一个半径为 1m,重为 300N 的均匀球,置于倾角为 600 的斜面上,用一 水平细绳拉住球,使球处于平衡状态,则此均匀球受到 几个力作用,水平绳的拉力 o o 大小为 N。(sin60 =0.866,cos60 =0.5) 9.如图所示电路,已知 R1=6Ω ,R2=3Ω ,R3=4Ω ,则接入电路后这三只电阻的实际功率之 比为_________。 10.“一个和尚挑水吃,两个和尚抬水吃,三个和尚没水吃”,这是民间流传的一个故事, 现给你两根长度相同且自重忽略不计的扁担和一只水桶,请你帮他们想出一个办法来,使 甲、乙、丙三个小和尚共抬一桶水且各自承受的压力相同。要求画出简要示意图,并算出 水桶的悬挂位置。

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二、实验题(每小题 8 分,共 24 分) 11.有一块如图所示的均匀薄板 abcd,用作图法标出薄板的重心位置。

12.小王同学需要测量一个未知电阻 Rx 的阻值,但身边只有下列器材 (A)一个电压大小不变、数值未知电源; (B)一个总刻度为 30 格,量程没有标定的电流表; (C)一个电阻箱 R0(0—9999 欧); (D)一个电键及足够的导线。 (1)小王同学利用上述器材设计了如图所示的电路,测得未知 电阻的阻值。请写出计算关系式(需标明关系式中各个量表示的含义) 。

(2)为了比较准确地测出未知电阻的阻值,需要改变电阻箱的阻值进行多次测量。第一次闭 合电键测量时,电阻箱的取值是__________(选填:“最大值 9999Ω ”、“最小值 0”或 “任意值”) 。测得第一次电流表偏转 1 格,请你通过计算,分析第二次测量时电阻箱可取 的范围。

(3)考虑到实验中可能产生读数的错误,我们可以通过多次测量,利用图像发现这类错误, 剔除这些数据。下面是小王测量得到的 6 组数据,其中有一组读数错误,请你通过作图回 答,读数错误的是序号为第 组,未知电阻的阻值为 欧姆。 序号 电阻箱读数/欧姆 电流表读数/(格) l 230 6.0 2 130 9.0 3 105 12.0 4 80 15.0 5 55 20.0 6 40 25.0

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13.有六个完全相同的杯子,其中一个盛满热水,如果要利用杯子的吸热作用把热水的温度 降低,可以把热水注入其余的五个冷杯子中,让杯子吸收热水的热量,怎样注入热水可以 获得最佳的冷却效果? [方法一]把热水平均注入五个杯子中,每个杯子分配 1/5 热水。 [方法二]先把热水整杯注入第二个杯子,等杯子不再吸热时,再整杯注入第三个杯子, 如此类推,最后注入第六个杯子。 ⑴你选择哪个方法,写出选择理由。

⑵如果热水质量是 100g,温度 90℃,玻璃杯质量 50g,温度 10℃,玻璃的比热容为 0.84 3 ×10 J/(㎏.℃),请计算能使热水降低到的最低温度?

三、计算题(共 5 小题,共 36 分) 14.(6 分)在钢铁厂的轧钢车间里有一台如图所示的钢板冷轧机,厚钢板匀速地经过轧辊 被轧成薄钢板后,整齐地卷成钢板卷。经过时间 T 钢板卷的半径增加了一倍。试求此后半 径再增加一倍需要多少时间表?

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15. (8 分)在一搅拌机的容器内装有质量 m 为 0.5kg 的水,把水加热到 70℃后让其在室温 下自动冷却。其温度随时间变化的关系如图所示。现开动电动搅拌机对该冷却的水不停地 搅拌,若电动机的功率始终为 900W,其做的功有 80%转化为水的内能。若不考虑容器的内 能变化,水最终的温度是多少℃?

16. (6 分)图为四缸发动机工作原理:内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上, 并使各汽缸的做功过程错开。曲轴与飞轮相连,飞轮每转动半周,有一个汽缸在做功,其 他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作。现有一台四缸发动机,其主要技术指标如下 表所示,其中排量等于四个汽缸工作容积的总和,汽缸工作容积等于活塞的面积与活塞上 下运动的距离(即冲程长)的乘积,转速表示每分钟飞轮所转的周数。求: (1)飞轮每转动半周,发动机做功多少? (2)若在做功冲程里,燃气对活塞压强可以看作恒压,则压强多大?

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17. (8 分)如图所示的装置,可以测定每千克 100 ℃的水,在大气压下汽化成 100 ℃ 的 水蒸气所需吸收的热量 Q。该装置的测量原理是:用加热器使水沸腾,汽化的水蒸气通过凝 聚器液化后被收集在量杯中;测量加热器的发热功率及一段时间内在量杯中收集到的水的 质量,根据能量守恒关系即可求出 Q 的值。这个汽化装置工作时的散热功率恒定不变,但 散热功率的值未知。测得加热器的功率为 285.0W 时,在 300s 时间内被冷凝和收集的液体 质量为 28.0g; 加热器的功率为 100.0 W 时, 在 300s 时间内被冷凝和收集的液体质量为 4.0g。 根据以上数据,求每千克 100℃的水在大气压下汽化成 100 ℃的水蒸气所需吸收的热量 Q。

18. (8 分)“220V、100W”的白炽灯泡 A 和“220V、60W”的白炽灯泡 B 的伏安特性曲线如 图所示。 (1)若将两灯泡并联接在 l10V 的电源上时,两灯泡实际消耗的功率为多大? (2)若将两灯泡串联在 220V 的电源上时,两灯泡实际消耗的功率为多大?

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芜湖一中 09 级高一物理竞赛兴趣小组选拔测试题参考答案
一、填空题 1.640 5.647 2.0.125W 3.减少 减少 3 4.1.25× 10 7.5 5. (1)B a (2) R? R A1 I1 6.1540 7 7.6:2:3 变小 8 .4 173.2 9.1:2:6 10.如图,使一根扁担的一端置于另一扁担中点 B 处(可用细绳固定) ,水桶悬挂在 E 点, 三个和尚分别在 A、C、D 三点挑水。设桶及水重为 G,扁担长为 L,据杠杆平衡条件,

F动 ? l动 ? F阻 ? l阻 得到:
l 当F 乙 , lBC ? lBD ? 甲 ? F
此时 F 乙 ? 甲 ? F

2

FB

2 FB 2
,则 lAB ? 2lBE

若要 F丙 ? F 乙 ? 甲 ? F

所以桶应是挂于离 A 点(2/3)L 处。 二、实验题 11.答案:

12.解析: (1)第一次测量,电阻箱取值为 R01,电流表 N1 格,第二次测量,电阻箱取值为 R02, 电流表 N2 格。 由电池两端电压一定可得关系式 ( Rx ? R01 ) N1 ? ( Rx ? R02 ) N 2 ? Rx

R02 N2 ? R01 N1 N1 ? N2

(2)设电流表偏转 1 格表电流为 I,则电源电压 E=I(9999+ Rx ) ,第二次偏转格数最

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大值为 30 格;对应电阻箱取 R0,有 30I(R0+ Rx )=I(9999+ Rx ) ? R0=333.3—0.967 Rx , 由于 Rx 未知,可取任意值,可知, 334? ? R0 ? 9999 ? (3)答案:2 20

解:由 E=I(R0+ Rx )可知,R0=E· ( 的序号为第 2 组,未知电阻为 20 ?

1 1 )— Rx 作 R0— 图象,可知 Rx 值。由图知,错误 I I

13.解析: (1)应选择方法二。因为这一方法中前几个杯子倒入热水后,杯子升高的温度都会比 方法一中要升的高。表明吸收的热量比第一种多,所以热水降温多。 (2) 方法二中, 第一个杯子升高的温度 t1= ( C水 M90° C+ C杯 m10° C)/( C水 M + C杯 m) =82.7° C,同理 t2=76.1° C,t3=70.1° C,t4=64.4° C,t5=59.7° C,所以最低温度是 59.7° C。 14. 设薄板的厚度为 d,开始计时时,薄钢板卷的半径为 r,

T?

? (2r ) 2 ? ? r 2
d

T? ?

? (4r ) 2 ? ? (2r ) 2
d

所以 T ? =4T 即再过 4T 的时间,薄钢板卷的半径再增加一倍。 15.解析: 搅拌机每秒钟使水增加的内能: E ? Pt ? 900 ?1? 0.8 ? 720 焦 由 ?Q ? cm?t 可知,水温升高:

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?t ?

作直线 AB,使之满足每秒钟温度降低 0.343℃,再作 AB 的平行线 A?B ? ,使之与曲线 相切,切点 P 的横坐标即水的最终温度 30℃ 16.解析: 发动机每秒钟做功 W ? P ? t ? 120kJ 每秒钟曲轴完成

Q 720 ? ? 0.343 0C 3 cm 4.2 ?10 ? 0.5

6000 ? 100 转 60

(1)飞轮每转动半周, W ?

120 ?103 ? 600 J 100 ? 2

(2)每个做功冲程里,气体做功 W ? P ? ?V ? P ? 0.5L ? 600 所以, P ? 1.2 ?10 帕
6

17.解析: 由能量守恒定律知加热系统产生的功率 P ?

m Q ? P0 t

m 为 300s 内收集到的水的质量,Q 为每千克 100℃的水汽化需吸收的热量,P0 为损失
的功率。有

28 ?10?3 Q ? P0 300 4 ?10?3 100 ?10?3 ? Q ? P0 300 285 ?10?3 ?
解得: Q ? 2.3125 ?106 焦 18.解析 (1)PA=UAIA=110×0.3=33W PB=110×0.16=17.6W (2)当 I=0.24A 时,UA=70V, UB=150V 有 PA=UAI=70×0.24=16.8W,PB=UBI=150×0.24=36W

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