上海市第二十三届初中物理竞赛复赛试题
第23届全国中学生物理竞赛复赛试题及答案
第23届全国中学生物理竞赛复赛试卷一、（23分）有一竖直放置、两端封闭的长玻璃管，管内为真空，管内有一小球自某处自由下落（初速度为零），落到玻璃管底部时与底部发生弹性碰撞．以后小球将在玻璃管内不停地上下跳动。
现用支架固定一照相机，用以拍摄小球在空间的位置。
每隔一相等的确定的时间间隔T拍摄一张照片，照相机的曝光时间极短，可忽略不计。
从所拍到的照片发现，每张照片上小球都处于同一位置。
求小球开始下落处离玻璃管底部距离（用H表示）的可能值以及与各H值相应的照片中小球位置离玻璃管底部距离的可能值。
二、（25分）如图所示，一根质量可以忽略的细杆，长为2l，两端和中心处分别固连着质量为m的小球B、D和C，开始时静止在光滑的水平桌面上。
桌面上另有一质量为M的小球A，以一给定速度v沿垂直于杆DB的方间与右端小球B作弹性碰撞。
求刚碰后小球A,B,C,D的速度，并详细讨论以后可能发生的运动情况。
三、（23分）有一带活塞的气缸，如图1所示。
缸内盛有一定质量的气体。
缸内还有一可随轴转动的叶片，转轴伸到气缸外，外界可使轴和叶片一起转动，叶片和轴以及气缸壁和活塞都是绝热的，它们的热容量都不计。
轴穿过气缸处不漏气。
如果叶片和轴不转动，而令活塞缓慢移动，则在这种过程中，由实验测得，气体的压强p 和体积V 遵从以下的过程方程式 k pV a =其中a ,k 均为常量, a ＞1（其值已知）。
可以由上式导出，在此过程中外界对气体做的功为 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=--1112111a a V V a k W 式中2V 和1V ,分别表示末态和初态的体积。
如果保持活塞固定不动，而使叶片以角速度ω做匀角速转动，已知在这种过程中，气体的压强的改变量p ∆和经过的时间t ∆遵从以 图2下的关系式ω⋅-=∆∆L Va t p 1 式中V 为气体的体积，L 表示气体对叶片阻力的力矩的大小。
上面并没有说气体是理想气体，现要求你不用理想气体的状态方程和理想气体的内能只与温度有关的知识，求出图2中气体原来所处的状态A 与另一已知状态B 之间的内能之差（结果要用状态A 、B 的压强A p 、B p 和体积A V 、B V 及常量a 表示）四、（25分）图1所示的电路具有把输人的交变电压变成直流电压并加以升压、输出的功能，称为整流倍压电路。
(2006)第23届全国中学生物理竞赛复赛题及参考答案-推荐下载
hA
Hn
1 2
g
2 1
当 n 为奇数时，1 可取 0 1 中的任意值，故有
n 2,3, 4,
0 hA Hn
Hn
1 2
g
T 2
n 1
n=3,5,7,· · ·
（8）
可见与 Hn 相应的 hA 的可能值为 0 与 Hn 之间的任意值．
一、参考解答：解法一 小球沿竖直线上下运动时，其离开玻璃管底部的距离 h 随时间
t 变化的关系如图所示．设照片拍摄到的小球位置用 A 表示，A 离玻璃管底部的距离为
hA，小球开始下落处到玻璃管底部的距离为 H.小球可以在下落的过程中经过 A 点，也可
在上升的过程中经过 A 点.现以 表示小球从最高
第 23 届全国中学生物理竞赛复赛题参考解答
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电通，力1根保过据护管生高线0产中不工资仅艺料可高试以中卷解资配决料置吊试技顶卷术层要是配求指置，机不对组规电在范气进高设行中备继资进电料行保试空护卷载高问与中题带资22负料，荷试而下卷且高总可中体保资配障料置各试时类卷，管调需路控要习试在题验最到；大位对限。设度在备内管进来路行确敷调保设整机过使组程其高1在中正资，常料要工试加况卷强下安看2与全22过，22度并22工且22作尽2下可护1都能关可地于以缩管正小路常故高工障中作高资；中料对资试于料卷继试连电卷接保破管护坏口进范处行围理整，高核或中对者资定对料值某试，些卷审异弯核常扁与高度校中固对资定图料盒纸试位，卷置编工.写况保复进护杂行层设自防备动腐与处跨装理接置，地高尤线中其弯资要曲料避半试免径卷错标调误高试高等方中，案资要，料求编5试技写、卷术重电保交要气护底设设装。备备4置管高调、动线中试电作敷资高气，设料中课并3技试资件且、术卷料拒管中试试调绝路包验卷试动敷含方技作设线案术，技槽以来术、及避管系免架统不等启必多动要项方高方案中式；资，对料为整试解套卷决启突高动然中过停语程机文中。电高因气中此课资，件料电中试力管卷高壁电中薄气资、设料接备试口进卷不行保严调护等试装问工置题作调，并试合且技理进术利行，用过要管关求线运电敷行力设高保技中护术资装。料置线试做缆卷到敷技准设术确原指灵则导活：。。在对对分于于线调差盒试动处过保，程护当中装不高置同中高电资中压料资回试料路卷试交技卷叉术调时问试，题技应，术采作是用为指金调发属试电隔人机板员一进，变行需压隔要器开在组处事在理前发；掌生同握内一图部线纸故槽资障内料时，、，强设需电备要回制进路造行须厂外同家部时出电切具源断高高习中中题资资电料料源试试，卷卷线试切缆验除敷报从设告而完与采毕相用，关高要技中进术资行资料检料试查，卷和并主检且要测了保处解护理现装。场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
2023年上海市初中物理竞赛复赛试题银光杯
上海市初中物理竞赛复赛试题说明：本试卷共有六大题，答题时间为120分钟，试卷满分为150分。
一、选择题Ⅰ(以下每小题只有一个选项符合题意。
每小题2分，共20分)1.上海的南北高架道路，在穿越住宅区的路段两旁，常设立数米高的塑料档板，这是为了( )(A)提醒驾驶员安全行车。
(B)防止车辆冲出车道，起护栏作用。
(C)防止车辆排放的废气外逸。
(D)减少对居民的噪声污染。
2.运用在离地面约为600千米的轨道上运营的“哈勃”太空望远镜来探索宇宙奥秘的意义重要在于人类( )(A)能摆脱地球引力束缚而进入宇宙。
(B)观测天体时的距离变近。
(C)观测地球表面的清楚度得以提高。
(D)观测天体时不受地球大气层的干扰。
3.水和酒精充足混合后的体积小于水和酒精本来的体积之和，这表白( )(A)水和酒精的分子间有空隙。
(B)水和酒精的分子在作无规则运动。
(C)水和酒精的分子间存在扩散现象。
(D)水和酒精是由分子组成的。
4.下列过程中，经历的时间差不多为1秒的是( )(A)人的眼睛眨一下的时间。
(B)人呼吸一次的时间。
(C)人的心脏跳动一次的时间。
(D)人行走5米路程所需的时间。
5.两个相同的烧杯中分别盛满初温相同的水和汽油，并把它们放在阳光下晒。
过了一段时间，烧杯中的水和汽油都变少了，并且汽油比水减少得多些。
这一现象表白( )(A)汽油的比热容比水的比热容小。
(B)在相同条件下汽油比水蒸发得快。
(C)汽油的温度比水的温度高。
(D)在阳光照射下水和汽油才会蒸发。
6.把一条粗细均匀的长金属管截成长度不等的四段，然后把这四段金属管由长到短依次排列悬挂起来，如图1所示，若有锤子分别敲击四段金属管时，它们都会发出声音，其音调( )(A)最低的是金属管1。
(B)最高的是金属管2。
(C)都相同。
(D)跟敲击的位置有关。
7.一列蒸汽火车在做匀速直线运动，在远处的人看见火车头上冒出的烟是竖直向上的，这是由于( )(A)当时外界无风。
2021年上海市初中物理竞赛复赛试题及解答
上海市初中物理竞赛(大同中学杯)复赛试题及解答阐明：1、本试题共有五大题，答题时间为120分钟，试卷满分为150分。
2、答案及解答过程均写在答卷纸上。
其中第一大题～第二大题只要写出答案，不写解答过程；第三大题～第五大题除选取题以外，均要写出完整解答过程。
试题一、选取题(如下每题只有一种选项符合题意．每小题4分，共32分)1．在寻常生活中．有时会发现这样现象，在商场中，通过挑选．自己感到满意衣服．回家后却发现衣服色彩发生了变化，导致这种状况重要因素是 ( )(A)衣服染料质量有问题。
(B)商场和家中环境湿度不同。
(C)商场和家中环境温度不同(D)商场和家中照明用光源不同。
2．0℃冰块所有熔化为0℃水．体积将有所减小．比较这块冰和熔化成水所具备内能．下列说法中对的是： ( )(A)它们具备相等内能。
(B)O℃冰具备较大内能。
(C)O℃水具备较大内能。
(D)无法拟定3．既有甲、乙、丙三个通草球．将其中任意两个接近时都互相吸引．则它们也许有几种不同带电状况。
( )(A)3种。
(B)4种． (C)5种。
(D)6种．4．将一种小灯泡(2．5V、O．3A)和一种家用照明白炽灯(22OV、40W)串联后接到220伏电源上．将发生状况是： ( )(A)小灯泡和白炽灯都发光。
(B)小灯泡和白炽灯都被烧坏。
(C)小灯泡被短路．白炽灯正常发光。
(D)小灯泡被烧坏．白炽灯完好．但不发光。
5．在制造精密电阻时．经常采用双线绕法．即把电阻丝从螺线管一端绕到另一端，再从另一端绕回来。
如果电流方向如图l所示，那么 ( )(A)螺线管左、右两端都没有磁极。
(B)螺线管左端为N极，右端为S极。
(C)螺线管左端为S极．右端为N极。
(D)螺线管左端有磁极。
右端无磁极。
6．在图2所示电路中，两只电压表是相似抱负电表，它们量程均为0～3～15V。
电键K 闭合后，发现两只电表指针偏转角度相似．电路中R，、R：值也许是（）(A)100欧，200欧。
上海市2020年第二十三届初中物理竞赛(大同中学杯)复赛试卷
上海市第二十三届初中物理竞赛（大同中学杯）复赛试题（2020年）说明：1.本试卷共有五大题，答题时间为120分钟，试题满分为150分2.答案及解答过程均写在答卷纸上。
其中第一~第二大题只要写出答案，不写解答过程；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．3.考试完毕只交答卷纸，试卷可以带回。
4.本试卷中常数g取lO牛/千克，水的比热容4.2×103焦／千克·℃，水的密度1.0×103千克/米3。
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．小明坐在前排听讲座时，用照相机把由投影仪投影在银幕上的彩色图像拍摄下来。
由于会场比较暗，他使用了闪光灯。
这样拍出来的照片：( )(A)比不用闪光灯清楚多了(B)与不用闪光灯的效果一样(C)看不清投影到屏幕上的图像(D)色彩被“闪”掉了，拍到的仅有黑色的字和线条2. 如图所示，弹性小球撞击地面前的速度方向与水平地面的夹角为α，撞击后离开地面时的速度方向与水平地面的夹角为β，则下列说法中正确的是：( )(A)无论地面光滑与否，总有β=α(B)无论地面光滑与否，总有β<α(C)地面的粗糙程度越大，β越小(D)地面的粗糙程度越大，β越大3. 摩托车做飞跃障碍物的表演时为了减少落地时向前翻车的危险，则落地时应采取的措施是：( )(A)仅前轮制动 (B)仅后轮制动 (C)前、后两轮均制动 (D)前、后轮均不制动4. 2020年9月25日21时10分“神舟”七号飞船载着三名航天员飞上蓝天，实施太空出舱活动等任务后于28日17时37分安全返回地球。
已知：“神舟”七号飞船在距地球表面高343千米的圆轨道上运行，运行速度为7.76千米/秒；地球半径6.37×103千米。
则在“神舟”七号飞船运行期间，飞船绕地球运动的圈数为：（ ）(A) 15 (B) 30 (C) 45 (D) 605.现有一扇形的均质金属物体，该材料具有热胀冷缩的性质，如图所示。
第23届全国中学生物理竞赛复赛题参考解答1
2006年第23届全国中学生物理竞赛预赛试卷总分200分考试时间180分钟一、（20分，每小题10分）1、如图所示，弹簧S1的上端固定在天花板上，下端连一小球A，球A与球B之间用线相连。
球B与球C之间用弹簧S2相连。
A、B、C的质量分别为m A、m B、m C，弹簧与线的质量均可不计。
开始时它们都处在静止状态。
现将A、B间的线突然剪断，求线刚剪断时A、B、C的加速度。
2、两个相同的条形磁铁，放在平板AB上，磁铁的N、S极如图所示。
开始时平板及磁铁皆处于水平位置，且静止不动。
（i）现将AB突然竖直向下平移（磁铁与平板间始终相互接触），并使之停在A′B′处，结果发现两个条形磁铁碰在一起。
（ii）如果将AB从原位置突然竖直向上平移，并使之停在A″B″位置处，结果发现两条形磁铁也碰在一起。
试定性地解释上述现象。
二、（20分，每1小题12分，第2小题8分）1、老爷爷的眼睛是老花眼。
（i）一物体P放在明视距离处，老爷爷看不清楚。
试在示意图1中画出此时P通过眼睛成像的光路示意图。
（ii）戴了一副300度的老花镜后，老爷爷就能看清楚放在明视距离处的物体P，试在示意图2中画出P通过老花镜和眼睛成像的光路示意图。
（iii）300度的老花镜的焦距f= m。
2、有两个凸透镜，它们的焦距分别为f1和f2，还有两个凹透镜，它们的焦距分别为f3和f4。
已知，f1>f2>|f3|>|f4|。
如果要从这四个透镜中选取两个透镜，组成一架最简单的单筒望远镜，要求能看到放大倍数尽可能大的正立的像，则应选焦距为的透镜作为物镜，应选焦距为的透镜作为目镜。
三、（20分，第1小题12分，第2小题8分）1、如图所示，电荷量为q1的正点电荷固定在坐标原点O处，电荷量为q2的正点电荷固定在x轴上，（i）求在x轴上场强为零的P点的坐标。
（ii）若把一电荷量为q0的点电荷放在P点，试讨论它的稳定性（只考虑q0被限制在沿x轴运动和被限制在沿垂直于x轴方向运动这两种情况）。
2009年上海市第二十三届初中物理竞赛(大同中学杯初赛、复赛试题
上海市第二十三届初中物理竞赛 (大同中学杯)初赛试卷(兼区县物理竞赛试卷)2009年3月8日上午9：00—10：301、本试卷其分两部分，第一部分为单项选择题，每题4分，共27题，计108分；分为填空题，每题6分，共7题，计42分。
全卷满分150分2、考试时间为 90分钟。
4、重力加速度g取10牛/千克。
5、部分物质密度值：ρ水:(= 1.O×lO3千克/米3，ρ冰=0.9×lO3千克/米3第一部分：选择题1. 某人骑车向正东方向行驶，看到插在车上的小旗向正南方向飘动，假设风速保持不变，骑车人沿正南方向行驶时，小旗的飘动方向不可能的是 ( )(A)正东方向 (B)正北方向 (C)东偏南方向 (D)东偏北方向2.汽车、摩托车发动机的排气管上附加消声器，目的是减弱噪声。
减弱噪声的位置在( )(A)排气管上 (B)空气中 (C)人耳处 (D)发动机上3. 2008年9月“神舟”七号航天员成功完成了第一次太空行走，如图 1所示。
航天员走出飞船座舱到太空中工作时，生命保障系统由航天服提供。
则下列表述的航天服的作用中，不正确的是（）(A)防止宇宙射线的辐射(B)改变失重环境(C)保证稳定的气压和通风(D)高真空防热传递和恒定调温4.宇航员在失重的太空舱内可以完成的实验是（）(A)用弹簧测力计测拉力 (B)用密度计测液体的密度(C)用天平测质量 (D)用水银气压计测气体的压强5．小明在广场上游玩时，将一充有氢气的气球系于一辆玩具小汽车上，并将玩具小汽车放置在光滑的水平地面上，无风时细绳处于竖直方向，当一阵风沿水平方向吹向气球时，则下列说法中正确的是（）(A)小汽车可能被拉离地面(B)氢气球仍处于静止状态(C)小汽车一定沿地面滑动(D)小汽车仍处于静止状态6. 细心的小明注意到这样一个现象：如果打开窗户，直接看远处的高架电线，电线呈规则的下弯弧形；而如果隔着窗玻璃看，电线虽然整体上也呈弧形，但电线上的不同部位有明显的不规则弯曲，当轻微摆动头部让视线移动时，电线上的不规则弯曲情景也在移动。
上海市第二十三届初中物理竞赛复赛解答
上海市第二十三届初中物理竞赛（大同中学杯）参考答案二、填空题（每小题6分，共30分）9、减少，减小10、 > ， 16 : 911、 1.25 x 103， 7.512、16.413、① B ， a② R ’ ， R ， A1（A2） ， I1（I2）三、计算题（本题共27分） 14、（8分）解：搅拌机每秒钟使水增加的内能：E=Pt=900×l×0.8=720焦 （2分） 由Q=cm △t 可知，这些能量可以使水温度升高：C cm Q t 03343.05.0102.4720=⨯⨯==∆ (2分) 只需在图中找出水冷却时温度随时间变化的快慢等于0.343℃/秒的位置，对应的点所表示的温度即为水的最终温度。
在图中作直线AB ，使沿AB 的温度变化快慢等于0.343℃／秒，作AB 的平行线A'B'与图线相切，读出切点P 的纵坐标，可知水的最终温度为30℃。
说明: 根据作图的情况，答案在27℃～33℃均给分。
(4分）15.（9分）该发动机每秒钟做功：w=P.t=120千焦 每秒钟曲轴完成6000／60= 100转(1)飞轮每转动半周里，发动机做的功J 600102100101203=⨯⨯⨯(2)每个做功冲程里，气体做功为W= p.△V= p ×O.5L=600焦 可得P=1.2×106帕说明：根据不同的解法，结论正确给同样的分。
16. (10分）由能量守恒定律知，加热系统产生的功率0P Q tmP += (4分) 其中m 为300秒内收集到的水的质量，Q 为每千克lOO 摄氏度的水汽化所需吸收的热量，P 0为损失的功率。
利用表中数据可以得到两个方程：033300102810285P Q +⨯=⨯-- (4分)03330010410100P Q +⨯=⨯-- (4分)J Q 6103125.2⨯= (2分)四、实验题（本题共14分）17 (1)第一次测量：电阻箱的取值为R 01，电流表示数为N I 格； 改变电阻箱的阻值，第二次测量：电阻箱的取值为R 02，电流表示数为N 2格。
2009年第23届“大同杯”初中物理竞赛复赛试卷(解析版)【菁】
2009年上海市第二十三届初中物理竞赛复赛试卷（大同中学杯）参考答案与试题解析一、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．（4分）小明坐在前排听讲座时，用照相机把由投影仪投影在银幕上的彩色图象拍摄下来．由于会场比较暗，他2．（4分）如图所示，弹性小球撞击地面前的速度方向与水平地面的夹角为α，撞击后离开地面时的速度方向与水平地面的夹角为β，则下列说法中正确的是（）4．（4分）2008年9月25日21时10分“神舟”七号飞船载着三名航天员飞上蓝天，实施太空出舱活动等任务后于28日17时37分安全返回地球．已知：“神舟”七号飞船在距地球表面高343千米的圆轨道上运行，运行速度为7.76 3飞船飞行的总路程与轨道周长的比值，可以得到飞船绕地球运动的圈数．解：已知“神舟”七号飞船9月25日21时10分发射，28日17时37分安全返回地球，在太空飞行的时间为t=68h27min=246420s；飞船飞行的总路程为S=vt=7.76km/s×246420s=1912219.2km；飞船的轨道半径为r=0.343km+6.37×103km=6.713×103km飞船飞行的轨道周长为C=2πr=2×3.14×6.713×103km=42.15764×103km；飞船飞行的圈数为n=≈45．故选C．此题难度不大，但计算量很大，在计算过程中一定细心，避免出错．5．（4分）现有一扇形的均质金属物体，该材料具有热胀冷缩的性质，如图所示．室温状态下AB、CD边所成的圆心角为α．若使物体温度均匀升高，则α角的变化情况是（）6．（4分）如图所示容器内放有一长方体木块，上面压有一铁块，木块浮出水面的高度为h1（图a）；用细绳将该铁块系在木块的下面，木块浮出水面的高度为h2（图b）；将细绳剪断后（图、c），木块浮出水面的高度为（）．h1+B．h2+．h1+D．h2+体木块M排开水的体积V C排．根据沉浮条件得出排水体积大小的关系，从而得出木块浮出水面的高度．解：设长方体木块的底面积为S，高为h；把木块M和铁块m看做一个整体，两种情况都是处于漂浮状态，浮力等于木块和铁块的总重力，浮力相等．在同种液体中它们受到的浮力相等，排开液体的体积相等；即V a排=V b排．又∵V a排=Sh﹣Sh1，V b排=Sh﹣Sh2+V m，所以Sh﹣Sh1=Sh﹣Sh2+V m，∴V m=S（h2﹣h1）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①由图a可知：木块和铁块的漂浮时F浮=G木+G铁；∴ρ水gS（h﹣h1）=ρ木gSh+ρ铁gVm﹣﹣﹣﹣﹣﹣②；将①式代入②式得：h=﹣﹣﹣﹣﹣﹣③．将细绳剪断后（图c）木块漂浮；G M=F M浮；即ρ木gSh=ρ水gS（h﹣h3）；∴h3=﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④；将③式代入④式得：h3=h1+．故选A．7．（4分）如图是水平公路上从车后看到的一辆行驶着的汽车的右后轮，根据图中所示现象可知（）8．（4分）氧化锡的电导（电阻的倒数）随周围环境中的CO（一氧化碳）浓度变化而变化，甲图中的直线反映了它的电导与CO浓度的关系．用氧化锡制成传感器，将它组成乙图所示的电路．图中电压表的示数即可反映传感器周围环境中的CO浓度．则在下列表示CO浓度与电压表示数U0之间关系的图象中正确的是（）A．B．C．D．担的电压变大，也就是说CO浓度越高，电压表示数越大，故B、C错误，因R0分担的电压U0=IR0=，所以CO浓度与电压表示数不成正比，故A错误，只有D正确．故选D．本题考查电阻、欧姆定律和串联电路的电压特点，难点是图象的分析和根据电路图对电压表测量电压的判二、填空题＜每小题6分，共30分）9．（6分）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减少（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，则被吸附的铁屑会减少（选填：“增加”、“不变”或“减少”）．10．（6分）如图是一种给农作物灌溉的“滴灌”装置，图中的p为进水总阔，q为一种特制的滴水头，该滴水头每分钟滴水的数目相同，每滴水的体积也相同．在横截面积相同的一根直管上共装有100个滴水头．第36个滴水头与第37个滴水头间水管中的水流速度为v1，第64个滴水头至第65个滴水头间水管中的水流速度为v2，则速度的大小关系为v1＞v2（选填：“＞”、“＜”或“=”），且v l：v2=16：9．解：设水在第100个滴水头点水流速度为v，P点水体积为100，在第1个滴水头，水的体积为100，速度为100v，则在第100个滴水头，水的体积为1，速度为v，在第99个滴水头，水的体积为2，速度为2v（因为单位时间里在第99个滴水头它不但要滴出1单位的水，同时还要供给在第100个滴水头1单位的水）因为每分钟的滴水数目相同，时间相同，所以速度和体积成正比，v速度×时间=v体积所以v1＞v2，===．故答案为：＞；16：9．此题考查流体压强与流速的关系，难点在于理解单位时间里在第99个滴水头它不但要滴出1单位的水，同11．（6分）（2013•顺义区二模）在一个底面积为200平方厘米、高度为20厘米的圆柱形薄壁玻璃容器底部，放入一个边长为10厘米的实心正方体物块，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（0～6厘米）之间的关系．由此可知这种液体的密度大小为 1.25×103千克/米3，当倒入液体的深度h为12厘米时，物块对容器的底部压力的大小F大小为7.5牛．得出物块在倒入液体的深度h′=12cm时的浮与沉，进而求出对容器的底部压力的大小．解：（1）由图知，当倒入液体深度为0时，物块对容器底的压力F=G=20N，当倒入液体深度h=4cm=0.04m时，物块对容器底的压力F′=15N，而F′=G﹣F浮，∴F浮=G﹣F′=20N﹣15N=5N，∵F浮=ρ液V排g=ρ液Shg，∴液体的密度：ρ液===1.25×103kg/m3；（2）∵G=mg=ρVg，物块的密度：ρ物===2×103kg/m3，∵ρ物＞ρ液，当倒入液体的深度h′=12cm时，物块将浸没在液体中并沉入容器底，对容器的底部压力的大小：F压=G﹣F浮′=20N﹣ρ液Vg=20N﹣1.25×103kg/m3×10×10×10×10﹣6m3×10N/kg=7.5N．故答案为：1.25×103kg/m3；7.5N．本题考查了学生对重力公式、密度公式、阿基米德原理的掌握和运用，本题关键：一是从图象得出有关信12．（6分）如图所示，在一条长直路旁有一块草地，图中每个小方格的边长所代表距离为6米．小张同学沿草地边缘直路运动的最大速度是6米/秒，在草地上运动的最大速度为3米/秒．请在下图中标出小张同学从草地边缘A处出发，在6秒时间内所能到达草地的范围，他从A处出发，选择恰当的路径，到达P点的最短，时间为16.4秒（精确到0.1秒）．程的两倍，找出人从A点到P点的最小距离，然后应用速度公式的变形公式求出人的最小运动时间．解：（1）由题意知，人的速度v路=6m/s，v草=3m/s，∵v=，∴6s内人的路程s路=v路t=6m/s×6s=36m=6L，L为方格的边长，s草地=v草地t=3m/s×6s=18m=3L，小张在6秒时间内所能到达草地的范围如下图甲所示．（2）过A点作一条直线AD，与草地边缘成30度角，然后过点P作直线AD的垂线交AD于B，与草地边缘交于C，如下图所示，则AC=2BC；∵AC=2BC，v路=6m/s，v草=3m/s，v=，∴由t=，小张在AC段行走的时间等于在BC段行走所用时间；因此小张由B至C再到P所用时间与由B到P所用时间相等，两点之间直线距离最短，在速度一定时，运动时间最短，因此小张沿BP（相当于ACP）运动时路程最小，运动时间最短，由下图可知，BP=BC+CP=AC+=×3×6m+≈49.25m，∵v=，∴从A到P的最短时间t==≈16.4s．故答案为：在6秒时间内所能到达草地的范围如图甲所示；16.4．本题是一道难题，确定小张所能到达的最远处是确定到达草地范围的关键，找出由A到P的最小距离是求13．（6分）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B（选填：“A”或“B”）端，变阻器R'的滑片应放在a（选填：“a”或“b”）端；②电路接通后，先调节电阻R′（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R （选填：“R”或“R'”），使电流表A1（或A2）（选填：“A1”或“A2”）的示数达到I1（或I2）（选填：“I1”或“I2”）．解：①由电路图可知，电路接通前，滑动变阻器R的滑片应位于B端，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大；滑动变阻器R′与电流表A2、电阻R2并联，为保护电流表A2，滑片应位于a端，此时滑动变阻器R′接入电路的阻值最小，为零．②电路接通后，先调节电阻R′，使电流表A1和电流表A2的示数比值为，再调节R，使电流表A1（或A2）的示数达到I1（或I2）．故答案为：①B；a；②R′；R；A1（或A2）；I1（或I2）．本题考查了实验注意事项、滑动变阻器的调节等问题，知道实验的注意事项、分析清楚电路结构是正确解三、计算题（本题共27分）14．（8分）在一搅拌机的容器内装有质量m为0.5千克的水，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，电动机的功率为900瓦，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℃？度即为水的最终温度．解：搅拌机每秒钟使水增加的内能：Q=Wη=Ptη=900W×ls×80%=720J，由Q=cm△t可知，这些能量可以使水温度升高：△t===0.343℃，所以在图中找出水冷却时温度随时间变化的快慢等于0.343℃/秒的位置，对应的点所表示的温度即为水的最终温度．具体做法是：在图中作直线AB，使沿AB的温度变化快慢等于0.343℃/秒，作AB的平行线A'B'与图线相切，读出切点P的纵坐标，可知水的最终温度为30℃．根据作图的情况可知：水最终的温度是30℃．（答案在27℃～33℃均正确）．答：水最终的温度是30℃．本题考查水的吸热和放热的热平衡，知道Q=Q时水的温度不再降低，难点是需要利用数学的图象知识，15．（9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？转速6000r/min计算题；应用题；信息给予题．（1）发动机做的功W=Pt，将功率值代入即可求解；四缸发动机的容量是2.0L，所以每个汽缸的容量是0.5L；解决此题要知道发动机飞轮转动的每半周里做功一次，所以结合表格数据可知，该发动机每分钟可以做功12000次；（2）在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为W=pV，式中p表示燃气对活塞的压强，结合公式W=pV变形可得P=，将功和单缸排量值代入即可得出答案；解：（1）已知输出功率是120kW，所以每秒做功W=Pt=1.2×105W×1s=1.2×105J；因为发动机每分钟可以做功12000次，而每分钟发动机可以做功W=Pt1=1.2×105W×60s=7.2×106J；则在每个做功冲程里，发动机做功W==600J；（2）已知单缸的排量是0.5L=0.5×10﹣3m3，由公式W=pV变形可得P===1.2×106Pa；答：（1）飞轮每转动半周，发动机做功600J；（2）在做功冲程里，燃气对活塞压强可以看作恒压，则压强为1.2×106Pa．此类综合性的题目，要结合内燃机的四个冲程特点，压强公式及其做功公式，联系几何知识共同解答．16．（10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285.0瓦时，在300秒时间内被冷凝和收集的液体质量为28.0克；加热器的功率为100.0瓦时，在300秒时间内被冷凝和收集的液体质量为4.0克．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．功和能综合题．由能量守恒定律知，加热系统产生的功率：P=Q+P0，据此列出关系式，联立解之即可；其中m为300秒内收集到的水的质量，Q为每千克lOO摄氏度的水汽化所需吸收的热量，P0为损失的功率．解：由P=Q+P0可得：0.285W=Q+P0﹣﹣﹣﹣﹣①0.1W=Q+P0﹣﹣﹣﹣﹣②由①②可得：Q=2.3125×106J．答：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为2.3125×106J．根据能量守恒定律可知加热系统产生功率的表达式是解题的关键所在．四、实验题（本题共14分）17．（14分）小王同学需要测量一个未知电阻R x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“最大值9999欧”（选填：“最大值9999欧”、“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，利用图象发现这类错误，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，请你通过作圈回答，读数错误的是序号为第2组，未知电电流表读数/（格） 6.0 9.0 12.0 15.0 20.0 25.0实验题．（1）根据电源电压不变，由欧姆定律列方程，求出计算关系表达式；（2）为保护电路安全，第一次测量时，滑动变阻器接入电路的阻值应为最大阻值；电流表偏转的最大格数为30，由欧姆定律列方程，求出电阻箱可能的取值；（3）根据表中数据，求出电流表偏转格数的倒数，作出R0﹣图象，由图象判断哪组数据错误，求出电阻值．解：（1）设电流表偏转1格表示的电流为I，设电源电压为U，第一次测量：电阻箱的取值为R01，电流表示数为n1格；改变电阻箱的阻值，第二次测量：电阻箱的取值为R02，电流表示数为n2格；由欧姆定律得：U=n1I（R01+R X）①，U=n2I（R02+R X）②，由①②得：R X=；故答案为：计算关系式为R X=．（2）第一次测量时，电阻箱的取值是：最大值9999欧姆；设电流表偏转1格表示的电流为I，第一次测量电阻箱阻值是R01=9999Ω，电流表偏转1格，则电源电压为：U=I（9999Ω+Rx）①，第二次电流表指针的偏转格数最大为30格，对应电阻箱的取值R0，有：U=30I（R0+Rx）②，由①②得：30I（R0+Rx）=I（9999Ω+Rx），则R0=333.3Ω﹣0.967Rx，由于Rx未知，可取任意值，可知：电阻箱的可取值范围：最小值334Ω欧姆，最大值9999Ω；故答案为：“最大值9999欧”；电阻箱的可取值范围：最小值334Ω欧姆，最大值9999Ω．（3）根据电路图，由欧姆定律得：U=nI（R0+R X），则R0=﹣Rx，求出电流表偏转格数的倒数，记入表中．如下表所示，作出R0﹣图象，如图所示，由图象知，第二组数据（图象中红点）是错误的；电阻阻值Rx=20Ω；故答案为：2；20．序号l 2 3 4 5 6电阻箱读数/欧姆230 130 105 80 55 40电流表读数/（格） 6.0 9.0 12.0 15.0 20.0 25.01/n（0.01/格）17 11 8 6 5 4熟练掌握串联电路的特点、欧姆定律是正确解题的关键，作图时要注意，选择适当的变量，使作出的图象五．判断与说理题（本题共47分）18．（15分）（1）在古代，以亚里士多德为代表的古希腊哲学家通过观察，已经猜想地球是球形，在我们日常生活中有些现象也可以表明地球是球形．试举一例说明．（2）人们观察地球以外的物体，会受到地球大气层的影响．假设地球表面不存在大气层，那么人们观察到的日出时刻与实际存在大气层的情况相比将延后选填：“将提前”、“将延后”或“不变”）．简述产生这种现象的原因是：大气层对太阳光的折射作用（3）人们在地球上观察月亮，发现月亮朝向地球的一面始终是不变的．这是由于：月球自转的周期等于月球绕地球公转的周期（4）天文观测表明，几乎所有远处的星体（或星系）都在以各自的速度背离我们而运动，离我们越远的星体，背离我们运动的速度（称为退行速度）越大；也就是说，宇宙在膨胀不同星体的退行速度v和它们离我们的距离r成正比，即v=Hr，式中H为一常量，称为啥勃常数．科学家由此提出了宇宙大爆炸学说：认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的，距今已有137亿年，大爆炸后各星体即以不同的速度向外匀速运动．上述天文观测中测得的啥勃常数H= 2.19×10﹣5千米/（秒•光年）．最近的测量发现哈勃常数在变大，这说明宇宙在加速（选填：“加速”、“匀速”或“减速”）膨胀．19．（6分）均匀三角板的重心在三角形三条中线的交点上，均匀细杆的重心在杆的中点上．现有一块等腰直角三角板和三根均匀细杆．三根细杆的长度分别与三角板的边长相等，将这三根细杆构成如图所示的三角形．设三角板的重心为P，三根细杆构成的三角形的重心为P'，P、P’未在图中画出．以下是三位同学的观点：甲同学认为P和P’的位置重合；乙同学认为P和P’的位置不重合，且P到斜边的距离大于P'到斜边的距离，丙同学认为P和P'的位置不重合，且P到斜边的距离小于P'到斜边的距离．请你通过分析，对以上三位同学的观点做出判断．重力、弹力、摩擦力．同种材料的均匀细杆，所以其质量与其长度成正比，我们设三边质量分别为m0、m0、m0．由题：“均匀细杆的重心在杆的中点上”．所以两条直角边的中心连线就是△框的中位线，其中点（即两条直角边形成的系统的重心）到斜边距离为．这样就把三角形框转化为一根轻直杆两端有小球，一个质量是2m0，另一个质量为，这根杆的中心位置与其两端的长度成正比．答：乙同学对，甲、丙两同学不对．对三角板：设直角三角形斜边上的高为h．则均匀的三角板的重心P到斜边的距离为h/3=O.333h．对三角形：根据三根细杆的长度，质量分别设为m0、m0、m0，显然可知，总质量为2m0的两根直角边整体的重心与斜边的距离为．考虑斜边质量可知：三角形的重心到底边的距离为：，0.293 h＜0.333h，所以P到斜边的距离大于P’到斜边的距离．此题考查学生对重心概念的理解，切入点在于利用特殊三角形找出重心的位置，难点在于第二个三角形重20．（12分）容器水平底面上有一个大小为a×b的长方形洞．用半径为a，长度为b的圆柱体盖住此洞（如图所示为其侧视图）．现往容器里慢慢注入密度为ρ的液体，试分析说明圆柱体的质量M应该多大，才能使它在任何液位下不会浮起．力达到最大值．解：首先，圆柱的高度为d，则圆柱的体积V0=πa2b三角形面积=，120度弓形的面积=﹣，则F浮=2×（﹣）bρg，M应该至少为=（﹣）bρ．答：圆柱体的质量M应为（﹣）bρ，才能使它在任何液位下不会浮起．正常情况下，液体中的物体所受浮力等于其排出液体体积的重力，之所以这样是因为浮力等于物体所受各21．（14分）（1）小灯泡（点光源）发出的光沿半径向外传播，在单位时间内通过与传播方向垂直的单位面积的光能叫做光强．有同学设计并进行了如图1所示的实验：将一个“6伏，8.0瓦”的小灯泡接入电路，使之正常发光，在灯泡灯丝的同一水平面、正对光线方向放一个光强传感器，以测定与光源间距为d时相应的光强值I，测得多组数据；将数据标在I﹣1/d2坐标图2上，得到一根过原点的直线．根据图线，求出该小灯泡将电能转化为光能的效率．（已知球表面积计算公式为S=4πR2，R为球半径）（2）图3，L1、L2为两盏额定电功率为200瓦照明用的路灯，其发光效率与光能的传播规律同上述实验．L1，L2安装在离地面高5米处，P为路灯连线中点的正下方路面上的一点，为使照射到P点的光强不小于0.013瓦•米﹣2，则相邻两盏路灯之间的最远距离为多少？应用题；图析法；电能和电功率．（1）由图象找出某一光强与所对应的值，然后求出半径为d的球面上的光的能量，然后求出灯泡将电能转化为光能的效率；（2）根据光强与距离的关系，写出P点处光照强度的表达式，然后根据题目对P点光强的要求列方程，然后由数学知识求出两灯间的距离．解：（1）由图象可知，为1.5×102m﹣2处，即d2=m2处的光强为I=5W/m2，则在以d为半径的球面上在时间t=1s内的光能E=4πd2It=4π×m2×5W/m2×1s≈0.42J，在1s内灯泡消耗的电能W=Pt=8W×1s=8J，小灯泡将电能转化为光能的效率η=×100%=×100%=5.25%；答：该小灯泡将电能转化为光能的效率是5.25%．（2）设一盏路灯的电功率为P0，地面P点跟路灯的连线与地面的夹角为θ，则地面P点处垂直光的传播方向上的光强为I=K′×=，两盏完全相同的灯同时照射，地面的实际光强为×2sinθ，由题意知：P点的光强不小于0.013W/m2，当光强为：0.013W/m2时，×2sinθ=（sinθ）3=0.013W/m2，把P0=200W，h=5m代入上式，解得：sinθ=0.581，θ=35.52°，两灯之间的最大距离为L=2=2×≈14m；答：相邻两盏路灯之间的最远距离为14m．本题考查了求灯泡的发光效率、两路灯间的距离问题，难度较大，是一道难题，认真审题，充分理解题意，。
上海市初中物理竞赛(复赛)试题及解答
上海市初中物理竞赛(复赛)试题及解答work Information Technology Company.2020YEAR上海市第十三届初中物理竞赛复赛试卷说明：1.本试卷共有五大题，答题时间为120分钟，试卷满分为150分。
2.答案及解答过程均写在答卷纸上。
一.选择题I(以下每小题只有一个选项符号题意。
每小题4分，共32分)1.在敲响古刹里的大钟时，有的同学发现，停止了对大钟的撞击后，大钟仍“余音未绝”，分析其原因是( )(A)大钟的回声。
(B)大钟在继续振动。
(C)人的听觉发生“暂留”的缘故。
(D)大钟虽停止振动，但空气仍在振动。
2.太阳光垂直照射在塑料棚顶一个很小的“△”形孔上，在地面形成的光斑是( )(A)“△”形。
(B)“ ”形。
(C)方形。
(D)圆形。
3.某一容器内装一定质量的水，现把重为8牛的木块放入容器中，发现水未溢出，则容器底受到水的压力的增加值为( )(A)大于8牛。
(B)等于8牛。
(C)小于8牛。
(D)以上答案均有可能。
4.一氢气球下系一重为G的物体P，在空中做匀速直线运动。
如不计空气阻力和风力影响，物体恰能沿MN方向(如图1中箭头指向)斜线上升，图1中( )OO’为竖直方向，则在图1中气球和物体P所处的情况正确的是5.如图2所示，一条走廊的两侧竖立着两面平面镜MN和PQ，MN∥PQ，相距d米，在走廊中间将一橡皮小球垂直指向镜，以v米/秒的速度沿地面抛出，若抛出后小球速度大小不变，则观察到两个平面镜上所形成的第一个像之间的相对运动情况是( )(A)不论小球指向哪个平面镜，两个像之间相互靠近，相对速度为2v。
(B)不论小球指向哪个平面镜，两个像之间相对速度为零。
图2(C)小球指向MN镜时，两个像靠近，相对速度为2v。
(D)小球指向MN镜时，两个像远离，相对速度为2v。
6.质量相等的28℃、100℃的水分别装在甲、乙两容器中，现将一个温度为100℃的金属球放入甲容器中，达到温度相同时，甲容器中水温升高到40℃，然后迅速取出金属球放入乙容器中，再次达到温度相同时，乙容器中水温是(设不计热量损失和水的质量损失)( )(A)60℃。
初中应用物理知识竞赛辅导讲座 2019上海第23届竞赛复赛解析(教师版)
2019上海第23届竞赛复赛解析（教师版）说明：1.本试卷共有五大题，答题时间为120分钟，试题满分为150分2.答案及解答过程均写在答卷纸上。
其中第一~第二大题只要写出答案，不写解答过程；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．3.考试完毕只交答卷纸，试卷可以带回。
4.本试卷中常数g取l0牛/千克，水的比热容4.2×103焦／千克·℃，水的密度 1.0×103千克/米3。
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．小明坐在前排听讲座时，用照相机把由投影仪投影在银幕上的彩色图像拍摄下来。
由于会场比较暗，他使用了闪光灯。
这样拍出来的照片：( )(A)比不用闪光灯清楚多了(B)与不用闪光灯的效果一样(C)看不清投影到屏幕上的图像(D)色彩被“闪”掉了，拍到的仅有黑色的字和线条1.答案：C解析：由于闪光灯亮度大于投影仪投影在银幕上的彩色图像，所以看不清投影到屏幕上的图像，选项C正确。
2. 如图所示，弹性小球撞击地面前的速度方向与水平地面的夹角为α，撞击后离开地面时的速度方向与水平地面的夹角为β，则下列说法中正确的是：( )(A)无论地面光滑与否，总有β=α(B)无论地面光滑与否，总有β<α(C)地面的粗糙程度越大，β越小(D)地面的粗糙程度越大，β越大2.答案：D解析：地面光滑时，总有β=α；地面的粗糙程度越大，小球平行地面的分速度损失越多，导致β越大，选项D正确。
3. 摩托车做飞跃障碍物的表演时为了减少落地时向前翻车的危险，则落地时应采取的措施是：( )(A)仅前轮制动 (B)仅后轮制动(C)前、后两轮均制动 (D)前、后轮均不制动3.答案：B 解析：摩托车做飞跃障碍物的表演时，落地时前轮着地，为了减少落地时向前翻车的危险，则落地时应采取的措施是仅后轮制动，选项B正确。
4. 2019年9月25日21时10分“神舟”七号飞船载着三名航天员飞上蓝天，实施太空出舱活动等任务后于28日17时37分安全返回地球。
物理竞赛试题
16、如图所示，甲、乙两球完全相同，分别浸没在水和水银的同一深度内，甲、乙两球是用同一种特殊材料制作的：当温度稍微升高时，球的体积会变大。
如果开始水和水银的温度相同，且两液体温度同时缓缓地升高同一值，则( )(A)甲球吸收的热量较多(B)乙球吸收的热量较多(C)两球吸收的热量相等(D)无法确定21、如图所示，凸透镜的下半部分被截去，其上半部分的高度为L。
在其左焦点F处放有高为L的发光物AB，在右焦点F'，处放有一平面镜MN。
则关于AB通过凸透镜的成像情况，下列说法中正确的是( )(A)成一个正立等大的虚像和一个正立放大的虚像(B)成一个正立等大的虚像和一个倒立缩小的实像(C)AB的上半部分成一个等大倒立的实像，下半部分不成像(D)AB的下半部分成一个等大倒立的实像，上半部分不成像27、如图所示，连通器左端试管横截面的半径为2R，右端试管横截面的半径为R。
左、右水面的高度分别为H、。
那么打开开关K后，右管水面能够上升到距离底部的最大高度为( )(A)1.5H (B)1.3H (C)1.1H (D)0.9H问题补充：详细过程最佳答案16 B17 D解析：本题可用作图法进行分析，但必须运用到副光轴、副焦点、焦平面等概念。
如图2（a）所示，取AB物体的中点P分析：从该点发光的光线，经凸透镜折射后，折射光线应为平行光，经平面镜反射后，反射光线仍为平行光。
但所有这些光线的位置均在凸透镜光心以下，所以这些光线不可能直接会聚成像，也不可能通过凸透镜会聚成像。
P点以上各点发出的光线，情况与P点相似，但反射光线的位置更要向下移。
P点以下各点发出的光线，情况虽与P点也相似，但反射光线的位置向上移，这些平行光可经凸透镜第二次折射，折射光线应会聚在左侧焦平面上的某点处。
如图（b）所示，点Q发出的光线经凸透镜折射、平面镜反射、再经凸透镜折射后，在Q点正下方距主光轴相同距离的Q’处会聚成像，该像显然是倒立的、等大的。
第23届全国中学生高中物理竞赛初赛试题及参考解答
第二十三届全国中学生物理竞赛初赛试题及答案本卷共本题，满分200分一、(20分，每小题10分)1.如图所示，弹簧S1的上端固定在天花板上，下端连一小球A，球A与球B之间用线相连.球B与球C之间用弹簧S2相连.A、B、C的质量分别为m A、m B、m C，弹簧与线的质量均可不计.开始时它们都处在静止状态.现将A、B间的线突然剪断，求线刚剪断时A、B、C的加速度.2.两个相同的条形磁铁，放在平板AB上，磁铁的N、S极如图所示.开始时平板及磁铁皆处于水平位置，且静止不动.(i)现将AB突然竖直向下平移(磁铁与平板间始终相互接触)，并使之停在A′B′处，结果发现两个条形磁铁碰在一起.(ii)如果将AB从原位置突然竖直向上平移，并使之停在A″B″位置处，结果发现两条形磁铁也碰在一起.试定性地解释上述现象.二、(20分，第1小题12分，第2小题8分)1.老爷爷的眼睛是老花眼.(i)一物体P放在明视距离处，老爷爷看不清楚.试在示意图1中画出此时P通过眼睛成像的光路示意图.(ii)戴了一副300度的老花镜后，老爷爷就能看清楚放在明视距离处的物体P，试在示意图2中画出P通过老花镜和眼睛成像的光路示意图.(iii)300度的老花镜的焦距f=____m.2.有两个凸透镜，它们的焦距分别为f1和f2，还有两个凹透镜，它们的焦距分别为f3和f4.已知，f1＞f2＞|f3|＞|f4|.如果要从这四个透镜中选取两个透镜，组成一架最简单的单筒望远镜，要求能看到放大倍数尽可能大的正立的像，则应选焦距为____的透镜作为物镜，应选焦距为____的透镜作为目镜.三、(20分，第1小题12分，第2小题8分)1.如图所示，电荷量为q1的正点电荷固定在坐标原点O处，电荷量为q2的正点电荷固定在x轴上，两电荷相距l.已知q2=2q1.(i)求在x轴上场强为零的P点的坐标.(ii)若把一电荷量为q0的点电荷放在P点，试讨论它的稳定性(只考虑q0被限制在沿x轴运动和被限制在沿垂直于x轴方向运动这两种情况).2.有一静电场，其电势U随坐标x的改变而变化，变化的图线如图1所示.试在图2中画出该静电场的场强E随x变化的图线(设场强沿x轴正方向时取正值，场强沿x轴负方向时取负值)四、(20分)一根长为L(以厘米为单位)的粗细均匀的、可弯曲的细管，一端封闭，一端开口，处在大气中，大气的压强与H厘米高的水银柱产生的压强相等，已知管长L＞H.现把细管弯成L形，如图所示.假定细管被弯曲时，管长和管的内径都不发生变化.可以把水银从管口徐徐注入细管而不让细管中的气体泄出.当细管弯成L形时，以l表示其竖直段的长度，问l取值满足什么条件时，注入细管的水银量为最大值？给出你的论证并求出水银量的最大值(用水银柱的长度表示).五、(20分)一对正、负电子可形成一种寿命比较短的称为电子偶素的新粒子.电子偶素中的正电子与负电子都以速率v绕它们连线的中点做圆周运动.假定玻尔关于氢原子的理论可用于电子偶素，电子的质量m、速率v和正、负电子间的距离r的乘积也满足量子化条件.即式中n称为量子数，可取整数值1，2，3，…；h为普朗克常量.试求电子偶素处在各定态时的r和能量以及第一激发态与基态能量之差.六、(25分)如图所示，两个金属轮A1、A2，可绕通过各自中心并与轮面垂直的固定的光滑金属轴O1和O2转动，O1和O2相互平行，水平放置.每个金属轮由四根金属辐条和金属环组成，A1轮的辐条长为a1、电阻为R1，A2轮的辐条长为a2、电阻为R2，连接辐条的金属环的宽度与电阻都可以忽略.半径为a0的绝缘圆盘D与A1同轴且固连在一起.一轻细绳的一端固定在D边缘上的某点，绳在D上绕足够匝数后，悬挂一质量为m的重物P.当P下落时，通过细绳带动D 和A1绕O1轴转动.转动过程中，A1、A2保持接触，无相对滑动；两轮与各自细轴之间保持良好的电接触；两细轴通过导线与一阻值为R的电阻相连.除R和A1、A2两轮中辐条的电阻外，所有金属的电阻都不计.整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与转轴平行.现将P释放，试求P匀速下落时的速度.七、(25分)图示为一固定不动的绝缘的圆筒形容器的横截面，其半径为R，圆筒的轴线在O处.圆筒内有匀强磁场，磁场方向与圆筒的轴线平行，磁感应强度为B.筒壁的H处开有小孔，整个装置处在真空中.现有一质量为m、电荷量为q的带电粒子P以某一初速度沿筒的半径方向从小孔射入圆筒，经与筒壁碰撞后又从小孔射出圆筒.设：筒壁是光滑的，P与筒壁碰撞是弹性的，P与筒壁碰撞时其电荷量是不变的.若要使P与筒壁碰撞的次数最少，问：1.P的速率应为多少？2.P从进入圆筒到射出圆筒经历的时间为多少？八、(25分)图中正方形ABCD是水平放置的固定梁的横截面，AB是水平的，截面的边长都是l.一根长为2l的柔软的轻细绳，一端固定在A点，另一端系一质量为m的小球，初始时，手持小球，将绳拉直，绕过B点使小球处于C点.现给小球一竖直向下的初速度v0，使小球与CB边无接触地向下运动，当，分别取下列两值时，小球将打到梁上的何处？1.2.设绳的伸长量可不计而且绳是非弹性的.九、(25分)从赤道上的C点发射洲际导弹，使之精确地击中北极点N，要求发射所用的能量最少.假定地球是一质量均匀分布的半径为R的球体，R=6400km.已知质量为m的物体在地球引力作用下作椭圆运动时，其能量E与椭圆半长轴a的关系为式中M为地球质量，G为引力常量.1.假定地球没有自转，求最小发射速度的大小和方向(用速度方向与从地心O到发射点C的连线之间的夹角表示).2.若考虑地球的自转，则最小发射速度的大小为多少？3.试导出.参考答案及评分标准一、参考解答：1.线剪断前，整个系统处于平衡状态.此时弹簧S1的弹力F1=(m A+m B+m C)g (1) 弹簧S2的弹力F2=m C g (2)在线刚被剪断的时刻，各球尚未发生位移，弹簧的长度尚无变化，故F1、F2的大小尚未变化，但线的拉力消失.设此时球A、B、C的加速度的大小分别为a A、a B、a C，则有F1-m A g=m A a A(3)F2+m B g=m B a B(4)F2-m C g=m C a C(5)解以上有关各式得，方向竖直向上(6)，方向竖直向下(7)a C=0 (8)2.开始时，磁铁静止不动，表明每一条磁铁受到另一条磁铁的磁力与它受到板的静摩擦力平衡.(i)从板突然竖直向下平移到停下，板和磁铁的运动经历了两个阶段.起初，板向下加速移动，板与磁铁有脱离接触的趋势，磁铁对板的正压力减小，并跟随板一起作加速度方向向下、速度向下的运动.在这过程中，由于磁铁对板的正压力减小，最大静摩擦力亦减小.向下的加速度愈大，磁铁的正压力愈小，最大静摩擦力也愈小.当板的加速度大到某一数值时，最大静摩擦力减小到小于磁力，于是磁铁沿着平板相向运动并吸在一起.接着，磁铁和板一起作加速度方向向上、速度向下的运动，直到停在A′B′处.在这过程中，磁铁对板的正压力增大，最大静摩擦力亦增大，因两磁铁已碰在一起，磁力、接触处出现的弹力和可能存在的静摩擦力总是平衡的，两条磁铁吸在一起的状态不再改变.(ii)从板突然竖直向上平移到停下，板和磁铁的运动也经历两个阶.起初，板和磁铁一起作加速度方向向上、速度向上的运动，在这过程中，正压力增大，最大静摩擦力亦增大，作用于每个磁铁的磁力与静摩擦力始终保持平衡，磁铁在水平方向不发生运动.接着，磁铁和板一起作加速度力减小，向下的加速度愈大，磁铁的正压力愈小，最大静摩擦力也愈小.当板的加速度大到某一数值时，最大静摩擦力减小到小于磁力，于是磁铁沿着平板相向运动并吸在一起.评分标准：(本题20分)1.10分.(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)式各1分，a A、a B的方向各1分.2.10分.(i)5分，(ii)5分.(必须正确说出两条形磁铁能吸引在一起的理由，才给这5分，否则不给分).二、参考答案1.(iii)2.f1，f4.评分标准：(本题20分)1.12分.(i)4分，(ii)4分，(iii)4分.2.8分.两个空格都填对，才给这8分，否则0分.三、参考解答：1.(i)通过对点电荷场强方向的分析，场强为零的P点只可能位于两点电荷之间.设P点的坐标为x0，则有(1)已知q2=2q1(2)由(1)、(2)两式解得(3)(ii)先考察点电荷q0被限制在沿x轴运动的情况.q1、q2两点电荷在P点处产生的场强的大小分别为方向沿x轴正方向方向沿x轴负方向由于处合场强的方向沿x轴的正方向，即指向P点.由以上的讨论可知，在x轴上，在P点的两侧，点电荷q1和q2产生的电场的合场强的方向都指向P点，带正电的点电荷在P点附近受到的电场力都指向P点，所以当q0＞0时，P点是q0的稳定平衡位置.带负电的点电荷在P点附近受到的电场力都背离P点，所以当q0＜0时，P点是q0的不稳定平衡位置.再考虑q0被限制在沿垂直于x轴的方向运动的情况.沿垂直于x轴的方向，在P点两侧附近，点电荷q1和q2产生的电场的合场强沿垂直x轴分量的方向都背离P点，因而带正电的点电荷在P点附近受到沿垂直x轴的分量的电场力都背离P点.所以，当q0＞0时，P点是q0的不稳定平衡位置.带负电的点电荷在P点附近受到的电场力都指向P点，所以当q0＜0时，P点是q0的稳定平衡位置.2.评分标准：(本题20分)1.12分.(i)2分.(ii)当q0被限制在沿x轴方向运动时，正确论证q0＞0，P点是q0的稳定平衡位置，占3分；正确论证q0＜0，P点是q0的不稳定平衡位置，占3分.(未列公式，定性分析正确的同样给分)当q0被限制在垂直于x轴的方向运动时，正确论证q0＞0，P点是q0的不稳定平衡位置，占2分；正确论证q0＜0，P点是q0的稳定平衡位置，占2分.2.8分.纵坐标标的数值或图线有错的都给0分.纵坐标的数值.图线与参考解答不同，正确的同样给分.四、参考解答：开始时竖直细管内空气柱长度为L，压强为H(以cmHg为单位)，注入少量水银后，气柱将因水银柱压力而缩短.当管中水银柱长度为x时，管内空气压强p=(H+x)，根据玻意耳定律，此时空气柱长度(1)空气柱上表面与管口的距离(2)开始时x很小，由于L＞H，故即水银柱上表面低于管口，可继续注入水银，直至d=x(即水银柱上表面与管口相平)时为止.何时水银柱表面与管口相平，可分下面两种情况讨论.1.水银柱表面与管口相平时，水银柱未进入水平管此时水银柱的长度x≤l，由玻意耳定律有(H+x)(L-x)=HL (3)由(3)式可得x=L-H (4)由此可知，当l≥L-H时，注入的水银柱的长度x的最大值x max=L-H (5)2.水银柱表面与管口相平时，一部分水银进入水平管此时注入水银柱的长度x＞l，由玻意耳定律有(H+l)(L-x)=HL (6)(7)(8)由(8)式得l＜L-H，或L＞H+l (9)(10)即当l＜L-H时，注入水银柱的最大长度x＜x max.由上讨论表明，当l≥L-H时，可注入的水银量为最大，这时水银柱的长度为x max，即(5)式.评分标准：(本题20分)正确论证l≥L-H时，可注入的水银量最大，占13分.求出最大水银量占7分.若论证的方法与参考解答不同，只要正确，同样给分.五、参考解答：正、负电子绕它们连线的中点作半径为的圆周运动，电子的电荷量为e，正、负电子间的库仑力是电子作圆周运动所需的向心力，即(1)正电子、负电子的动能分别为E k+和E k-，有(2)正、负电子间相互作用的势能(3)电子偶素的总能量E=E k++E k-+E p(4)由(1)、(2)、(3)、(4)各式得(5)根据量子化条件，n=1，2，3， (6)(6)式表明，r与量子数n有关.由(1)和(6)式得与量子数n对应的定态r为n=1，2，3， (7)代入(5)式得与量子数n对应的定态的E值为n=1，2，3， (8)n=1时，电子偶素的能量最小，对应于基态.基态的能量为(9)n=2是第一激发态，与基态的能量差(10)评分标准：(本题20分)(2)式2分、(5)式4分，(7)式、(8)式各5分，(10)式4分.六、参考解答：P被释放后，细绳的张力对D产生机械力矩，带动D和A1作逆时针的加速转动.通过两个轮子之间无相对运动的接触，A1带动A2作顺时针的加速转动.由于两个轮子的辐条切割磁场线，所以在A1产生由周边沿辐条指向轴的电动势，在A2产生由轴沿辐条指向周边的电动势，经电阻R构成闭合电路.A1、A2中各辐条上流有沿电动势方向的电流，在磁场中辐条受到安培力.不难看出，安培力产生的电磁力矩是阻力矩，使A1、A2加速转动的势头减缓.A1、A2从起始的静止状态逐渐加速转动，电流随之逐渐增大，电磁阻力矩亦逐渐增大，直至电磁阻力矩与机械力矩相等，D、A1和A2停止作加速转动，均作匀角速转动，此时P匀速下落，设其速度为v，则A1的角速度(1)A1带动A2转动，A2的角速度ω2与A1的角速度ω1之间的关系为ω1a1=ω2a2(2)A1中每根辐条产生的感应电动势均为(3)轴与轮边之间的电动势就是A1中四条辐条电动势的并联，其数值见(3)式.同理，A2中，轴与轮边之间的电动势就是A2中四条辐条电动势的并联，其数值为(4)A1中，每根辐条的电阻为R1，轴与轮功之间的电阻是A1中四条辐条电阻的并联，其数值为(5)A2中，每根辐条的电阻为R2，轴与轮功之间的电阻是A2中四条辐条电阻的并联，其数值为(6)A1轮、A2轮和电阻R构成串联回路，其中的电流为(7)以(1)至(6)式代入(7)式，得(8)当P匀速下降时，对整个系统来说，重力的功率等于所有电阻的焦耳热功率之和，即(9)以(8)式代入(9)式得(10)评分标准：(本题25分)(1)、(2)式各2分，(3)、(4)式各3分，(5)、(6)、(7)式各2分，(9)式6分，(10)式3分.七、参考解答：1.如图1所示，设筒内磁场的方向垂直纸面指向纸外，带电粒子P带正电，其速率为v.P从小孔射入圆筒中因受到磁场的作用力而偏离入射方向，若与筒壁只发生一次碰撞，是不可能从小孔射出圆筒的.但与筒壁碰撞两次，它就有可能从小孔射出.在此情形中，P在筒内的路径由三段等长、等半径的圆弧HM、MN和NH组成.现考察其中一段圆弧MN，如图2所示.由于P沿筒的半径方向入射，OM和ON均与轨道相切，两者的夹角(1)设圆弧的圆半径为r，则有(2)圆弧对轨道圆心O′所张的圆心角(3)由几何关系得(4)解(2)、(3)、(4)式得(5)2.P由小孔射入到第一次与筒壁碰撞所通过的路径为s=βr (6)经历时间为(7)P从射入小孔到射出小孔经历的时间为t=3t1(8)由以上有关各式得(9)评分标准：(本题25分)1.17分.(1)、(2)、(3)、(4)式各3分，(5)式5分.2.8分.(6)、(7)、(8)、(9)式各2分.八、参考解答：小球获得沿竖直向下的初速度v0后，由于细绳处于松弛状态，故从C点开始，小球沿竖直方向作初速度为v0、加速度为g的匀加速直线运动.当小球运动到图1中的M点时，绳刚被拉直，匀加速直线运动终止，此时绳与竖直方向的夹角为α=30°.在这过程中，小球下落的距离(1)细绳刚拉直时小球的速度v1满足下式：(2)在细绳拉紧的瞬间，由于绳的伸长量可不计而且绳是非弹性的，故小球沿细绳方向的分速度v1cosα变为零，而与绳垂直的分速度保持不变，以后小球将从M点开始以初速度(3)在竖直平面内作圆周运动，圆周的半径为2l，圆心位于A点，如图1所示.由(1)、(2)、(3)式得(4)当小球沿圆周运动到图中的N点时，其速度为v，细绳与水平方向的夹角为θ，由能量关系有(5)用F T表示绳对小球的拉力，有(6)1.设在θ=θ1时(见图2)，绳开始松弛，F T=0，小球的速度v=u1.以此代入(5)、(6)两式得(7)(8)由(4)、(7)、(8)式和题设v0的数值可求得θ1=45° (9)(10)即在θ1=45°时，绳开始松弛.以N1表示此时小球在圆周上的位置，此后，小球将脱离圆轨道从N1处以大小为u1，方向与水平方向成45°角的初速度作斜抛运动以N1点为坐标原点，建立直角坐标系N1xy，x轴水平向右，y轴竖直向上.若以小球从N1处抛出的时刻作为计时起点，小球在时刻t的坐标分别为(11)(12)由(11)、(12)式，注意到(10)式，可得小球的轨道方程：(13)AD面的横坐标为(14)由(13)、(14)式可得小球通过AD所在竖直平面的纵坐标y=0 (15)由此可见小球将在D点上方越过，然后打到DC边上，DC边的纵坐标为(16)把(16)式代入(13)式，解得小球与DC边撞击点的横坐标x=1.75l (17)撞击点与D点的距离为△l=x-2lcos45°=0.35l(18)2.设在θ=θ2时，绳松弛，F T=0，小球的速度v=u2，以此代替(5)、(6)式中的θ1、u1，得(19)(20)以代入(4)式，与(19)、(20)式联立，可解得θ2=90°(21)(22)(22)式表示小球到达圆周的最高点处时，绳中张力为0，随后绳子被拉紧，球速增大，绳中的拉力不断增加，拉力和重力沿绳子的分力之和等于小球沿圆周运动所需的向心力，小球将绕以D点为圆心，l为半径的圆周打到梁上的C点.评分标准：(本题25分)(3)式2分，(5)、(6)式各1分，(9)、(10)式各3分，得出小球不可能打在AD边上，给3分.得出小球能打在DC边上，给2分，正确求出小球打在DC边上的位置给2分，求出(21)、(22)式各占3分，得出小球能打在C点，再给2分.如果学生直接从抛物线方程和y=-(2lsin45°-l)=-(-1)l求出x=1.75l，同样给分.不必证明不能撞击在AD边上.九、参考解答：1.这是一个大尺度运动，导弹发射后，在地球引力作用下将沿椭圆轨道运动.如果导弹能打到N点，则此椭圆一定位于过地心O、北极点N和赤道上的发射点C组成的平面(此平面是C点所在的子午面)内，因此导弹的发射速度(初速度v)必须也在此平面内，地心O是椭圆的一个焦点.根据对称性，注意到椭圆上的C、N两点到焦点O的距离相等，故所考察椭圆的长轴是过O点垂直CN的直线，即图上的直线AB，椭圆的另一焦点必在AB上.已知质量为m的物体在质量为M的地球的引力作用下作椭圆运动时，物体和地球构成的系统的能量E(无穷远作为引力势能的零点)与椭圆半长轴a的关系为(1)要求发射的能量最少，即要求椭圆的半长轴a最短.根据椭圆的几何性质可知，椭圆的两焦点到椭圆上任一点的距离之和为2a，现C点到一个焦点O的距离是定值，等于地球的半径R，只要位于长轴上的另一焦点到C的距离最小，该椭圆的半长轴就最小.显然，当另一焦点位于C到AB的垂线的垂足处时，C到该焦点的距离必最小.由几何关系可知(2)设发射时导弹的速度为v，则有(3)解(1)、(2)、(3)式得(4)因(5)比较(4)、(5)两式得(6)代入有关数据得v=7.2km/s (7)速度的方向在C点与椭圆轨道相切.根据解析几何知识，过椭圆上一点的切线的垂直线，平分两焦点到该点连线的夹角∠OCP.从图中可看出，速度方向与OC的夹角(8)2.由于地球绕通过ON的轴自转，在赤道上C点相对地心的速度为(9)式中R是地球的半径，T为地球自转的周期，T=24×3600s=86400s，故v C=0.46km/s(10)C点速度的方向垂直于子午面(图中纸面).位于赤道上C点的导弹发射前也有与子午面垂直的速度v C，为使导弹相对于地心速度位于子午面内，且满足(7)、(8)两式的要求，导弹相对于地面(C点)的发射速度应有一大小等于v C、方向与v C相反的分速度，以使导弹在此方向相对于地心的速度为零，导弹的速度的大小为(11)代入有关数据得v′=7.4km/s(12)它在赤道面内的分速度与v C相反，它在子午面内的分速度满足(7)、(8)两式.3.质量为m的质点在地球引力作用下的运动服从机械能守恒定律和开普勒定律，故对于近地点和远地点有下列关系式(13)(14)式中v1、v2分别为物体在远地点和近地点的速度，r1、r2为远地点和近地点到地心的距离.将(14)式中的v1代入(13)式，经整理得(15)注意到r1+r2=2a (16)得(17)因(18)由(16)、(17)、(18)式得(19)评分标准：(本题25分)1.14分.(2)式6分，(3)式2分，(6)、(7)式共4分，(8)式2分.2.6分.(11)式4分，(12)式2分.3.5分.(13)、(14)式各1分，(19)式3分.。
2018年上海市第32届大同杯初中物理竞赛复赛试卷及参考答案
2018年上海市第32届大同杯初中物理竞赛复赛试卷一．选择题1．这是一张欢笑宝宝的照片，观察图片可见她已长出一些齐整的牙齿。
门牙的功能与下列机械的功能相似的是（）A．杠杆B．滑轮C．轮轴D．尖劈2．如图，小球在x＝0与x＝x1之间沿x轴运动。
开始时，小球从x＝0处运动到x＝x1处的时间为t0．假定小球在区间内运动时能保持恒定速率，且每次在x＝0或x＝x1处碰撞返回后，其速率减为碰撞前的一半。
则下列图中能正确描述小球自运动开始后至第二次回到x＝0处的位移﹣时间关系的是（）A．B．C．D．3．有一支温度计的刻度均匀但示数不准，将它放入1个标准大气压下的沸水中，读数为96℃，放入冰水混合物中，读数为6℃．现将该温度计挂在房间的墙上，观察它在一天内读数的变化，最高读数为33℃，最低读数为15℃，则这一天内房间里的最高实际温度与最低实际温度差为（）A．18℃B．20℃C．22℃D．24℃4．如图是高压输电线路上的带串联间隙金属氧化物避雷器示意简图。
它并联在绝缘子串两端，其作用是保护高压输电线免遭雷击造成的损害。
由金属氧化物构成的避雷器本体（SVU）的导电状态应是（）A．在任何情况下都是导体B．在任何情况下都是绝缘体C．在正常情况下是导体，在遇到雷击时是绝缘体D．在正常情况下是绝缘体，在遇到雷击时是导体5．在如图的三维直角坐标系中，电子沿y轴正方向运动。
由电子高压输电线的定向运动形成电流而产生磁场，在a点处的磁场方向是（）A．x轴正方向B．x轴负方向C．z轴正方向D．z轴负方向6．如图，某校新建成一个喷水池，在池底安装一只射灯。
池内无水时，射灯发出的一束光照在池壁上，在S点形成一个亮斑，S点距离池底的高度为H．现往池内注水，水面升至a位置时，站在S点对面一侧池旁的人看到亮斑的位置在P点处；如果水面升至b位置时，人看到亮斑的位置在Q点，则（）A．P点距离池底的高度大于H，Q点距离池底的高度大于HB．P点距离池底的高度小于H，Q点距离池底的高度大于HC．P点距离池底的高度小于H，Q点距离池底的高度小于HD．P点距离池底的高度大于H，Q点距离池底的高度小于H7．如图，在三个完全相同的盛满水的容器a、b、c中，漂浮着大小和质量均不同的小黄鸭，则每个容器中水与鸭子总质量分别为m a、m b、m c，则它们的大小关系为（）A．m a＝m b＝m c B．m a＞m b＞m c C．m a＜m b＜m c D．无法判断8．钱塘江大潮天下闻名。
上海市第二十三届初中物理竞赛复赛试题含答案
上海市第二十三届初中物理竞赛（大同中学杯）复赛试题（2021年）说明：1本试卷共有五大题，答题时间为12021，试题满分为150分2答案及解答过程均写在答卷纸上。
其中第一~第二大题只要写出答案，不写解答过程；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．3考试完毕只交答卷纸，试卷可以带回。
牛/千克，水的比热容42×103焦／千克·℃，水的密度 10×103千克/米3。
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．小明坐在前排听讲座时，用照相机把由投影仪投影在银幕上的彩色图像拍摄下来。
由于会场比较暗，他使用了闪光灯。
这样拍出来的照片：A比不用闪光灯清楚多了B与不用闪光灯的效果一样C看不清投影到屏幕上的图像D色彩被“闪”掉了，拍到的仅有黑色的字和线条2 如图所示，弹性小球撞击地面前的速度方向与水平地面的夹角为α，撞击后离开地面时的速度方向与水平地面的夹角为β，则下列说法中正确的是：A无论地面光滑与否，总有β=αB无论地面光滑与否，总有β<αC地面的粗糙程度越大，β越小D地面的粗糙程度越大，β越大3 摩托车做飞跃障碍物的表演时为了减少落地时向前翻车的危险，则落地时应采取的措施是：A仅前轮制动 B仅后轮制动C前、后两轮均制动 D前、后轮均不制动4 2008年9月25日21时10分“神舟”七号飞船载着三名航天员飞上蓝天，实施太空出舱活动等任务后于28日17时37分安全返回地球。
已知：“神舟”七号飞船在距地球表面高343千米的圆轨道上运行，运行速度为776千米/秒；地球半径637×103千米。
则在“神舟”七号飞船运行期间，飞船绕地球运动的圈数为：A 15B 30C 45D 605现有一扇形的均质金属物体，该材料具有热胀冷缩的性质，如图所示。
室温状态下AB、CD边所成的圆心角为α。
若使物体温度均匀升高，则α角的变化情况是：A变大B不变C变小D无法确定，上面压有一铁块m，木块浮出水面的高度为h1（图a）；用细绳将该铁块系在木块的下面，术块浮出水面的高度为h2图b；将细绳剪断后（图c），则木块浮出水面的高度h3为：A h1ρ铁h2- h1/ρ水B h2ρ铁h2- h1/ρ水c h1ρ木h2- h1/ρ水 D h2ρ铁h2- h1/ρ木7右图是水平公路上从车后看到的一辆行驶着的汽车的右后轮，根据图中所示现象可知：A汽车正在向左转弯，右后轮对地面作用力的方向为向下偏左B汽车正在向左转弯，右后轮对地面作用力的方向为向下偏右C汽车正在向右转弯，右后轮对地面作用力的方向为向下偏左D汽车正在向右转弯，右后轮对地面作用力的方向为向下偏右8氧化锡的电导（电阻的倒数）随周围环境中的CO（一氧化碳）浓度变化而变化，甲图中的直线反映了它的电导与CO浓度的关系。
(版)第23届全国中学生物理竞赛复赛试题
第23届全国中学生物理竞赛复赛试卷一、〔23分〕有一竖直放置、两端封闭的长玻璃管，管内为真空，管内有一小球自某处自由下落〔初速度为零〕，落到玻璃管底部时与底部发生弹性碰撞．以后小球将在玻璃管内不停地上下跳动。
现用支架固定一照相机，用以拍摄小球在空间的位置。
每隔一相等确实定的时间间隔T拍摄一张照片，照相机的曝光时间极短，可忽略不计。
从所拍到的照片发现，每张照片上小球都处于同一位置。
求小球开始下落处离玻璃管底部距离〔用H表示〕的可能值以及与各H值相应的照片中小球位置离玻璃管底部距离的可能值。
二、〔25分〕如下图，一根质量可以忽略的细杆，长为2l，两端和中心处分别固连着质量为m的小球B、D和C，开始时静止在光滑的水平桌面上。
桌面上另有一质量为 M的小球A，以一给定速度v0沿垂直于杆DB的方间与右端小球B作弹性碰撞。
求刚碰后小球A,B,C,D的速度，并详细讨论以后可能发生的运动情况。
三、〔23分〕有一带活塞的气缸，如图1所示。
缸内盛有一定质量的气体。
缸内还有一可随轴转动的叶片，转轴伸到气缸外，外界可使轴和叶片一起转动，叶片和轴以及气缸壁和活塞都是绝热的，它们的热容量都不计。
轴穿过气缸处不漏气。
如果叶片和轴不转动，而令活塞缓慢移动，那么在这种过程中，由实验测得，气体的压强 p 和体积V 遵从以下的过程方程式pV ak 其中a,k 均为常量, a ＞1〔其值〕。
可以由上式导出，在此过程中外界对气体做的功为Wk 1 1 式中V 2和V 1,分别表示末态和初态的a1V 2a1V 1a 1体积。
如果保持活塞固定不动，而使叶片以角速度做匀角速转动，在这种过程中，气体的压强的改变量p 和经过的时间 t 遵从以下的关系式pa1LtV式中V 为气体的体积，L 表示气体对叶片阻力的力矩的大小。
上面并没有说气体是理想气体，现要求你不用理想气体的状态方程和理想气体的内能只与温度有关的知识，求出图2中气体原来所处的状态A 与另一状态B 之间的内能之差〔结果要用状态A 、B 的压强p A 、p B 和体积V A 、V B 及常量a 表示〕四、〔25分〕图1所示的电路具有把输人的交变电压变成直流电压并加以升压、输出的功能，称为整流倍压电路。
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上海市第二十三届初中物理竞赛（大同中学杯）复赛试题（2009年）说明：1.本试卷共有五大题，答题时间为120分钟，试题满分为150分2.答案及解答过程均写在答卷纸上。
其中第一~第二大题只要写出答案，不写解答过程；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．3.考试完毕只交答卷纸，试卷可以带回。
4.本试卷中常数g取lO牛/千克，水的比热容4.2×103焦／千克·℃，水的密度 1.0×103千克/米3。
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．小明坐在前排听讲座时，用照相机把由投影仪投影在银幕上的彩色图像拍摄下来。
由于会场比较暗，他使用了闪光灯。
这样拍出来的照片：( )(A)比不用闪光灯清楚多了(B)与不用闪光灯的效果一样(C)看不清投影到屏幕上的图像(D)色彩被“闪”掉了，拍到的仅有黑色的字和线条2. 如图所示，弹性小球撞击地面前的速度方向与水平地面的夹角为α，撞击后离开地面时的速度方向与水平地面的夹角为β，则下列说法中正确的是：( )(A)无论地面光滑与否，总有β=α(B)无论地面光滑与否，总有β<α(C)地面的粗糙程度越大，β越小(D)地面的粗糙程度越大，β越大3. 摩托车做飞跃障碍物的表演时为了减少落地时向前翻车的危险，则落地时应采取的措施是：( )(A)仅前轮制动 (B)仅后轮制动(C)前、后两轮均制动 (D)前、后轮均不制动上海市第二十三届初中物理竞赛（大同中学杯）复赛试题第1页共14上海市第二十三届初中物理竞赛（大同中学杯）复赛试题 第2页 共 144. 2008年9月25日21时10分“神舟”七号飞船载着三名航天员飞上蓝天，实施太空出舱活动等任务后于28日17时37分安全返回地球。
已知：“神舟”七号飞船在距地球表面高343千米的圆轨道上运行，运行速度为7.76千米/秒；地球半径6.37×103千米。
则在“神舟”七号飞船运行期间，飞船绕地球运动的圈数为：(A) 15 (B) 30 (C) 45 (D) 605.现有一扇形的均质金属物体，该材料具有热胀冷缩的性质，如图所示。
室温状态下AB 、CD 边所成的圆心角为α。
若使物体温度均匀 升高，则α角的变化情况是：( ) (A)变大 (B)不变 (C)变小 (D)无法确定6.如图所示容器内放有一长方体木块M ， 上面压有一铁块m ，木块浮出水面的高 度为h 1（图a ）；用细绳将该铁块系在木 块的下面，术块浮出水面的高度为h 2(图 b)；将细绳剪断后（图c ），则木块浮出 水面的高度h 3为：( )(A) h 1 +ρ铁(h 2- h 1)/ρ水 (B) h 2 +ρ铁(h 2- h 1)/ρ水 (c) h 1 +ρ木(h 2- h 1)/ρ水 (D) h 2 +ρ铁(h 2- h 1)/ρ木7.右图是水平公路上从车后看到的一辆行驶着的汽车的右后轮，根据图中所示现象可知：( )(A)汽车正在向左转弯，右后轮对地面作用力的方向为向下偏左 (B)汽车正在向左转弯，右后轮对地面作用力的方向为向下偏右 (C)汽车正在向右转弯，右后轮对地面作用力的方向为向下偏左 (D)汽车正在向右转弯，右后轮对地面作用力的方向为向下偏右上海市第二十三届初中物理竞赛（大同中学杯）复赛试题 第3页 共 148.氧化锡的电导（电阻的倒数）随周围环境中的CO （一氧化碳）浓度变化而变化，甲图中的直线反映了它的电导与CO 浓度的关系。
用氧化锡制成传感器，将它组成乙图所示的电路，图中电压表的示数即可反映传感器周围环境中的CO 浓度。
则在下列表示CO 浓度与电压表示数Uo 之间关系的图象中正确的是：( )二、填空题<每小题6分，共30分）9. 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”）。
上海市第二十三届初中物理竞赛（大同中学杯）复赛试题 第4页 共 14IO.如图是一种给农作物灌溉的“滴灌” 装置，图中的p 为进水总阔，q 为 一种特制的滴水头，该滴水头每分 钟滴水的数目相同，每滴水的体积 也相同。
在横截面积相同的一根直管上共装有100个滴水头。
第36个滴水头 与第37个滴水头间水管中的水流速度为v1．，第64个滴水头至第65个滴水头 间水管中的水流速度为v2，则速度的大小关系为v1____v2（选填：“>”、“<” 或“=”），且vl ：v2=_______。
11.在一个底面积为200厘米2、高度为20厘米的圆柱形薄壁玻璃容器底部，放入一个边长为10厘米的实心正方体物块，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 （0～6厘米）之间的关系。
由此可知这种液体的密度大小为_________千克/米3，当倒入液体的深度h 为l2厘米时，物块对容器的底部压力的大小F 大小为________牛。
12．如图所示，在一条长直路旁有一块草地，图中每个小方格的边长所代表距离为6米。
小张同学沿草地边缘直路运动的最大速度是6米/秒，在草地上运动的最大速度为3米/秒。
请在下图中标出小张同学从草地边缘A 处出发，在6秒时间内所能到达草地的范围；他从A 处出发，选择恰当的路径，到达P 点的最短 时间为____秒（精确到0.1秒）。
上海市第二十三届初中物理竞赛（大同中学杯）复赛试题 第5页 共 1413．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R 1和R 2的电流达到规定的值I 1和I 2，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A 1和电流表A 2的示数比值为I 1/I 2，再调节_________（选填：“R”或“R'”），使电流表_______(选填：“A l ”或“A 2”）的示数达到____ （选填：“I 1”或“I 2”）。
三、计算题（本题共27分） 14．（8分）在一搅拌机的容器内装 有质量m 为0.5千克的水，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，电动 机的功率尸为900瓦，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℃？15．（9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？16（10分）如图所示的装置，可以测定每千克I00 ℃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285.0 瓦时，在300秒时间内被冷凝和收集的液体质量为28.0克;加热器的功率为100.0 瓦时，在300秒时间内被冷凝和收集的液体质量为4.0克。
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。
上海市第二十三届初中物理竞赛（大同中学杯）复赛试题第6页共14四、实验题（本题共14分）17、小王同学需要测量一个未知电阻R x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)（4分）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)（4分）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9999欧”、“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)（6分）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，请你通过作圈回答，读数错误的是序号为第____组，未知电阻的阻值为____欧姆。
上海市第二十三届初中物理竞赛（大同中学杯）复赛试题第7页共14五．判断与说理题（本题共47分）18．(15分)(1) 在古代，以亚里士多德为代表的古希腊哲学家通过观察，已经猜想地球是球形，在我们日常生活中有些现象也可以表明地球是球形。
试举一例说明。
(2) 人们观察地球以外的物体，会受到地球大气层的影响。
假设地球表面不存在大气层，那么人们观察到的日出时刻与实际存在大气层的情况相比_________选填：“将提前”、“将延后”或“不变”）。
简述产生这种现象的原因是：____________________________________________(3) 人们在地球上观察月亮，发现月亮朝向地球的一面始终是不变的。
这是由于：_______________________________________________________ (4) 天文观测表明，几乎所有远处的星体（或星系）都在以各自的速度背离我们而运动，离我们越远的星体，背离我们运动的速度（称为退行速度）越大；也就是说，宇宙在膨胀不同星体的退行速度v和它们离我们的距离r 成正比，即v=Hr，式中H为一常量，称为啥勃常数。
科学家由此提出了宇宙大爆炸学说：认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的，距今已有137亿年，大爆炸后各星体即以不同的速度向外匀速运动。