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2005年上海市第十九届初中物理竞赛复赛试题及解答

上海市第十九届初中物理竞赛(大同中学杯)复赛试题
(2005 年)
说明:答题时间为 120 分钟,试题满分为 150 分。第一~第二大题只要写出答案。第三~ 第五大题按题型要求写出完整的解答过程。 解答过程中可以使用计算器。 常数 g 取 10 牛/千克。 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. 在一张白纸上用红色水彩笔写上红色的“E”字。 当你通过红包玻璃观察写在这张白纸 上的“E”字时,观察到的现象是: ( ) A.清晰的红色“F”字。 B.清晰的黑色“F”字。 C.清晰的红底白色“E”字。D.几乎看不出“E”字。 2. 小明把粗细均匀的细铜丝紧密地绕在铅笔杆上. 用刻度尺测得绕 有 17 匝细铜丝的铅笔的长度 L=50.7mm.如图 1 所示。则正确的表示细 铜丝直径的是: ( ) A.1.1mm。 B.1.08mm。 C.1.079mm。 D.1.0787mm。 3.在弹性限度内。当弹簧的长度为 16cm 时.它产生的弹力大小为 20N;弹簧的长度变为 7cm 时.它产生的弹力大小为 10N。则弹簧的劲度系数为: ( ) A.1.25N/cm。 B.1.43N/cm。 C.3.33N/cm。 D.1.11N/cm。 4.某中学的科技研究小组.为太空工作站的宇航员设汁了如图 2 所示的四种电加热水 壶.其中设计合理的是: ( )

5. 将阻值相等的电阻 R1 和 R2 串联后接在一个电压恒定的电源两端。 若其中 R1 的电阻值不 随温度的变化而变化.而 R2 的电阻值随温度升高而增大.随温度的下降而减小。则对 R2 加热 或冷却,R2 的电功率的变化情况为: ( ) A.加热升温时,电功率增大.而冷却降温时.电功率减小。 B.加热升温时。电功率减小,而冷却降温时.电功率增大。 C.无论是加热还是冷却.电功率均增大。 D.无论是加热还是冷却,电功率均减小。 6.夜晚有两个高矮不同的小朋友 A 和 B,A 比 B 高,相距 d.他们分别站在路灯下,o’ 点是路灯。在地面上的投影. A、B 两人的连线通过 o’点,如图 3 所示。他们头部分别在地 面上留下两个影子 A’和 B’,相距 d’,当两人沿过 O'点的直线,以相同的速度行进时.A’ 和 B’的距离将: ( )

A.不断增大。 B.不断减小 C.先增大.后减小 D.先减小.后增大。 7.一焦距为 f 的凸透镜.主轴和水平 x 轴重合,透镜左侧 x 轴上有一点光源.点光源到 透镜的距离大于 f 而小于 2f,若将此透镜沿 x 轴向右平移 2f 的距离,则在此过程中点光源经
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透镜所成的像将: ( ) A.一直向右移动。 B.一直向左移动。 C.先向右移动。接着向左移动。 D.先向左移动,接着向右移动。 8.如图 4 所示。A 为电磁铁.B 为铁芯.C 为套在铁芯 B 上的绝缘磁环。现将 A、B、c 放 置在天平的左盘上. A 中通有电流 I 时, 悬停在空中. 当 C 天平保持平衡。 当增大 A 中电流时. 绝 缘磁环 B 将向上运动。在绝缘磁环 B 上升到最高点的过程中.若不考虑摩擦及空气阻力.则下 列描述正确的是: ( ) A.天平仍保持平衡。 B.天平左盘先下降后上升。 C.天平左盘先上升后下降。 D.天平左盘一直下降至最低点。

二、填空题(每小题 6 分,共 30 分) 9.如图 5 所示,用细线将术块 A 和金属块 B 连接在一起,放入水中。A、B 恰好悬浮在水 3 3 中,此时,B 受到___个力的作用。若术块 A 的密度为 O.8×lO kg/m .木块 A 与金属块 B 的体 3 积之比为 79:2,则金属块的密度为_____ kg/m 。 10.火车以 20m/s 的速度沿某一段直线轨道驶向道口,为厂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。当道口工怍 人员听到第三次笛声结束时,火车距道口的距离为___ m.道口工作人员昕到火车司机前后两 次拉响汽笛的时间间隔为____s。(已知声波在空气中传播的速度为 340m/s)

11.如图 6 所示,在一根长为 2m,质量为 2kg 的细金属杆 AB(质最分布不均匀)的 A 端施 加一个与杆垂直的拉力 F.使杆静止在图示位置。已知杆与地面成 37°角,地面对杆怍用的 静摩擦力大小为 3.6N,地面对杆的支持力大小为 15.2N.则杆的重心距 B 端的距离为____m.F 的大小为______N。(已知:sin37°=O.6.cos37°=0.8) 12.如图 7 所示,A、B 两立方体叠置在一起放于水平桌面上,A 的密度为 ρ A,B 的密度 为 ρ B,若它们的边长比为 lA:lB=1:1,A 对 B 的压强与 B 对桌面的压强之比 pA:pB=2:3, 则 ρ A:ρ B=____。若不断地缩小 A 立方体的体积,但始终保持 A 的形状为立方体,使 A、B 两立方体的边长 lA: 的比值由 1: 逐渐变为 1: 则压强 PA: 的比值变化情况为____(提 lB 1 2, pB 示:通过计算分析后.写出变化情况)。 13.如图 8 所示,容器底部一根中间为圆柱形的管子与大气相连,管的直径为 20cm,不 计管壁的厚度。现在管子上方压一个边长为 50cm 的塑胶立方体,将管口封住.使容器中盛有 5 3 一定质量的水。已知大气压强为 1.O×10 Pa。塑胶立方体的密度为 O.6×lO

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kg/m 。当水面恰好在塑胶方立体高的中点时。塑胶立方体受到水对它的浮力大小为______N。 当容器中所盛水的水面到塑胶立方体底面的高度满足一定的条件时,塑胶立方体能封住管口, 不让水从管子的孔中流水.该条件是_____。(计算时保留小数点后两位) 三、计算题(本题共 28 分) 14.(本题 8 分)某食盐溶液的密度随深度 h 变化而变 3 3 化,其变化规律为ρ =ρ 。+kh,式中 ρ 0=1.O×lO kg/m 。为了求出式中的 k 值,现向溶液中 3 投入两只用一根细线系在一起的小球 A 和 B,每个球的体积为 V=1cm ,其质量分别为 mA=1.2g 和 mB=1.4g。当将小球 A 置于水下,球心距水面的距离为 O.25m 时.A、B 两个球在溶液中均处 于静止,且线是拉紧的,两球心的距离为 10cm。试求 k 值的大小。 15.(本题 10 分)现有两个不同材料制成的.粗细相同的圆柱形长导体,它们的电阻均会 随温度变化而发生变化。下表列出了两个导体在不同温度时的电阻。试问:怎样利用这两个导 体(可以截取导体的一部分或使用导体的全部)制成一个阻值最大,但不随温度变化的电阻? 温度 导体 1 导体 2 O℃ 4 1.O×10
-2

3

1O℃ 3.68 1.06×lO
-2

20℃ 3.36 1.12×1O
-2

30℃ 3.04 1.18×10
-2

40℃ 2.72 1.24×10
-2

50℃ 2.40 1.30×10
-2

16.(本题 lO 分)阅读下列两段材料,回答相关问题。 材料一、 实验表明: 用?台输出功率恒定的电动牵引机拖动静止在光滑水平面上的物体时, 物体获得的速度与牵引时间的平方根成正比;如果从静止开始,拖动不同质量的物体,经过相 等的拖动时间.物体获得的速度与物体质量的平方根成反比。 材料二、实验表明:在相同高度用不同的水平速度抛出的物体,在空中飞行的时间相等。 现用安装在一个大

贮水池的两台水泵从中抽水,如图 9 所示。已知水泵抽水的功率相等.离地面高度相等。喷出 水的水平射程分别为 D 和 2D,并分别射人两个深度相等.底面积为 1:2 的空池 A 和 B 中。试 求为 A、B 两池注满水所需的时间 tA 和 tB 的比值。设在抽水过程中,大贮水池内水面保持不 变。 四、实验题(本题共 14 分) 17.(本题 5 分)有一块如图 1O 所示的均匀薄板 abcd,用作图法标出薄板的重心位置。 18.(本题 9 分)现有 A、B 两杯液体,其

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中 A 杯内液体为纯水,密度为 ρ A,B 杯内液体的密度 ρ B 未知。为测量 B 杯内液体的密度,某 同学在实验室内利用刻度尺制作了一个有固定转轴的杠杆,两力臂长之比 l1:l2=1:2.并用 不同材质、相同厚度的板制成形状相同的甲、乙两把毫米刻度直尺,并将甲、乙两把尺分别悬 挂在杠杆的两侧端点上,如图 11 所示。此外,该同学还取来了一些橡皮泥 请你顺着以上叙述,写出某同学接下来的实验步骤、需要测量的物理量,并推导得出用这 些物理量求 B 杯内液体密度的计算公式。

五、判断与说理题(本题共 46 分) 19. (本题 9 分)小强为课题研究小组提供了一把家中收藏的旧杆秤。 杆秤的刻度模糊不清。 秤砣遗失,只有 5kg 和 6kg 的刻度清晰可辨。小组成员对杆秤的外形进行了测 量,测量结量如图 12 所示。请根据以上情况,判断该杆秤的重心(不包括秤砣)应该在提扭的 哪一侧.并求出秤砣的质量。

20.(本题 12 分)人类对火的认识和利用,改变了世界.也改变了自己,可以说人类文明 史,就是火的利用史。 (1)(3 分)如果你身处遥远的古代.你有哪几种获得火种的方法,请写出三种获取火种的 方法: (2)(3 分)由于对流,热空气上升,在日常我们所见的烛焰,如图 13 所示。但 假如在完全失重充满空气的太空船里,你认为烛焰的形状是( )

D.不能点燃 (3)(3 分)由于火焰温度很高.会使空气发生电离.从而火焰周围充满了 正、负离子。如果你用手摩擦一束细塑料包扎带,由于静电作用,包扎带会 张开,如图 14。当你把火焰靠近包扎带时会发生 ( ) A.包扎带张得更开 B.包扎带会合拢。 C.包扎带张开的情况不变。 D.包扎带先合拢后张开。 (4)(3 分)如果在一个比较深且窄的直筒型玻璃容器的底部点燃一根蜡烛,一段时间后, 蜡烛会熄灭或火焰变得很小。请利用翦刀和一张足够大的硬纸片,设计一个简单方案,让蜡烛 能长时间正常地燃烧。把设计图画在纸上,并对操作步骤作简要说明。

21.(本题 25 分)在图 16 所示的电路中,电源电压恒定,A、B 两端接电阻。图 17 为一个
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暗盒,盒中装有由导线和三个阻值相等电阻组成的电路。盒外的 a、b、c、d 是该电路的四个 接线柱,某同学按图 16 所示的电路连接电路进行实验。实验时,某同学先把接线柱 a、d,a、 b(或 b、d),a、c(或 c、 d),b、c 分别连接到图 16 电路中 A、B 两端.测得各电表的示数, 如表 1 所示。

2 请你根据实验数据,回答下列问题: (1)(4 分)表 1 中有几个空格漏填,请你根据题意完成表 1 的填写。 表 1:实验数据表 实验 序号 1 2 3 4 A、B 两端分别 连接接线柱 a、d d、b(或 b、d) a、c(或 c、d) b、c A 表示 数(安) 3.000 1.500 1.000 0.750 A1 表示 数(安) 1.500 O.750 0.500 O.375 3.00 4.00 4.50 1.OO 0.75 V1 表示 数(伏) V2 表示 数(伏) 3.00 4.50 5.00 5.25 O.75 V 表示 数(伏) V3 表示 数(伏) 3.OO 1.50

(2)(3 分)某同学对表 1 中实验序号 l 与 2(或 2—3 或 3—4)中电压表 V1、V2、V 示数进行 深入地研究后发现,三个电压表读数的变化量之间存在一定的关系,该关系的表达式为: __________. (3)(6 分)某同学为了研究通过电阻 R2 的电流跟它两端电压关系, 设计了如表 2 所示的表 格。请你利用表 1 中的实验数据在表 2 的空白处填写数据.根据填入表 2 中的实验数据,分析 得出你的结论(填在表格中)。 表 2:通过电阻 R2 的电流跟它两端电压关系 对应表一中的 电流(安) 实验 流过 R2 的 序号 1 2 3 4 (4)(6 分)某同学为了验证实验数据. 依照表 1 的实验序号重新实验。 在某次实验过程中, 某同学发现两个电流表示数相等。两个电压表示数电相等,电压表 V3 示数为 1.2 伏。请你完 成表 3 的填写,并分析产生这现象原因是______________. 表 3:第三次实验测得数据 对应表一 A 表示数 A1 表示数 V1 表示数 V2 表示数 V 表示数 V3 表示数 中的实验 (安) (安) (伏) (伏) (伏) (伏) 序号 1.2 (5)(6 分)根据表 l 中的实验数据,请通过分析,在图 2 中画出黑盒内的电路图。
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电压(伏) R2 两端的电压

分析结论:

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