2014年“志英杯”九年级物理竞赛复赛试卷

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14年第31届全国中学生物理竞赛复赛试题及答案(全word版)

2014年第31届全国中学生物理竞赛复赛试题及答案(全Word版)第31届全国中学生物理竞赛复赛理论考试试题2014年9月20日说明：所有答案必须写在答题纸上，写在试题纸上无效。

一、2013年6月20日，“神舟十号”女航天员王亚平在“天宫一号”目标飞行器里成功进行了我国首次太空授课. 授课中的一个实验展示了失重状态下液滴的表面张力引起的效应. 视频中可发现漂浮的液滴处于周期性的“脉动”中. 假设液滴处于完全失重状态，液滴的上述“脉动”可视为液滴形状的周期性的微小变化，如图所示. 该液滴处于平衡状态时的形状是__________；决定该液滴振动频率f的主要物理量是__________________________________ ______；按后面括号中提示的方法导出液滴振动频率与上述物理量的关系式.二、(16分) 一种测量理想气体的摩尔热容比??Cp/CV的方法如图所示：大瓶G 内装满某种理想气体，瓶盖上通有一个灌气开关H，另接出一根U形管作为压强计M．瓶内外的压强差通过U形管右、左两管液面的高度差来确定. 初始时，瓶内外的温度相等，瓶内气体的压强比外面的大气压强稍高，记录此时U形管液面的高度差hi．然后打开H，放出少量气体，当瓶内外压强相等时，即刻关闭H. 等待瓶内外温度又相等时，记录此时U形管液面的高度差hf．试这两次记录的实验数据hi和hf，导出瓶内气体的摩尔热容比?的表达式．三、如图所示，一质量为m、底边AB长为b、等腰边长为a、质量均匀分布的等腰三角形平板，可绕过光滑铰链支点A和B的水平轴x自转动；图中原点O位于AB 的中点，y轴垂直于板面斜向上，z轴在板面上从原点O指向三角形顶点C. 今在平板上任一给定点M0(x0,0,z0)加一垂直于板面的拉 A x M0 C Q z y 振动的液滴? O B 力Q. 若平衡时平板与竖直方向成的角度为?，求拉力Q以及铰链支点对三角形板的作用力NA和NB；若在三角形平板上缓慢改变拉力Q的作用点M的位置，使平衡时平板与竖直方向成的角度仍保持为?，则改变的作用点M形成的轨迹满足什么条件时，可使铰链支点A或B对板作用力的垂直平板的分量在M变动中保持不变？四、如图所示，半径为R、质量为m0的光滑均匀圆环，套在光滑竖直细轴OO?上，可沿OO?轴滑动或绕OO?轴旋转．圆环上串着两个质量均为m的小球. 开始时让圆环以某一角速度绕OO?轴转动，两小球自圆环顶端同时从静止开始释放．设开始时圆环绕OO?轴转动的角速度为?0，在两小球从环顶下滑过程中，应满足什么条件，圆环才有可能沿OO?轴上滑？若小球下滑至??30?时，圆环就开始沿OO?轴上滑，求开始时圆环绕OO?轴转动的角速度?0、在??30?时圆环绕OO?轴转动的角速度?和小球相对于圆环滑动的速率v.五、如图所示，现有一圆盘状发光体，其半径为5cm，放置在一焦距为10cm、半径为15cm的凸透镜前，圆盘与凸透镜的距离为20cm，透镜后放置一半径大小可调的圆形光阑和一个接收圆盘像的光屏．图中所有光学元件相对于光轴对称放置．请在几何光学近轴范围内考虑下列问题，并忽略像差和衍射效应．圆盘凸透镜光阑光屏 C O O? ? ? R 未放置圆形光阑时, 给出圆盘像的位置、大小、形状；若将圆形光阑放置于凸透镜后方6cm处. 当圆形光阑的半径逐渐减小时，圆盘的像会有什么变化？是否存在某一光阑半径ra，会使得此时圆盘像的半径变为中圆盘像的半径的一半？若存在，请给出ra的数值. 若将圆形光阑移至凸透镜后方18cm处，回答中的问题；圆形光阑放置在哪些位置时，圆盘像的大小将与圆形光阑的半径有关？若将图中的圆形光阑移至凸透镜前方6cm处，回答中的问题. 六、如图所示，一电容器固定在共同导电底座上的N+1片对顶双扇形薄金属板和固定在可旋转的导电对称轴上的N片对顶双扇形薄金属板组成，所有顶点共轴，轴线与所有板面垂直，两组板面各自在垂直于轴线的平面上的投影重合，板面扇形半径均为R，圆心角均为?0开始时两组金属板在垂直于轴线的平面上的投影重合，忽略边缘效应，求可旋转金属板的转角为?时电容器的电容C(?)；当电容器电容接近最大时，与电动势为E 的电源接通充电，稳定后断开电源，求此时电容器极板所带电荷量和驱动可旋转金属板的力矩；假设?0?；固定金属板和可??0??）N+1片固定金属板?2，考虑边缘效应后，第问中的C(?)可视为在其最大值和最小值之间光滑变化的函数11C(?)?(Cmax?Cmin)?(Cmax?Cmin)cos2? 22式中，Cmax可第问的结果估算，而Cmin是因边缘效应计入的，它与Cmax 的比值?是已知的．若转轴以角速度?m 匀速转动，且???mt，在极板间加一交流电压V?V0cos?t．试计算电容器在交流电压作用下能量在一个变化周期内的平均值，并给出该平均值取最大值时所对应的?m．七、Z-箍缩作为惯性约束核聚变的一种可能方式，近年来受到特别重视，其原理如图所示．图中，长20 mm、直径为5?m的钨丝组成的两个共轴的圆柱面阵列，瞬间通以超强电流，钨丝阵列在安培力的作用下以极大的加速度向内运动, 即所谓自箍缩效应；钨丝的巨大动量转移到处于阵列中心的直径为毫米量级的氘氚靶球上，可以使靶球压缩后达到高温高密度状态，实现核聚变．设内圈有N根钨丝均匀地分布在半径为r的圆周上，通有总电流I 内?2?107A；外圈有M根钨丝，均匀地分布在半径为R的圆周上，每根钨丝所通过的电流同内圈钨丝．已知通有电流i 的长直导线在距其r处产生的磁感应强i度大小为km，式中比例常量km?2?10?7T?m/A?2?10?7N/A2．r 若不考虑外圈钨丝，计算内圈某一根通电钨丝中间长为?L的一小段钨丝所受到的安培力；若不考虑外圈钨丝，内圈钨丝阵列熔化后形成了圆柱面，且箍缩为半径r?的圆柱面时，求柱面上单位面积所受到的安培力，这相当于多少个大气压？证明沿柱轴方向通有均匀电流的长圆柱面，圆柱面内磁场为零，即通有均匀电流外圈钨丝的存在不改变前述两小题的结果；I 当N??1时, 则通有均匀电流的内圈钨丝在外圈钨丝处的磁感应强度大小为km 内，若R要求外圈钨丝柱面每单位面积所受到的安培力大于内圈钨丝柱面每单位面积所受到的安培力，求外圈钨丝圆柱面的半径R应满足的条件；安培环路定理可得沿柱轴方向通有均匀电流的长圆柱面外的磁场等于该圆柱面上所有电流移至圆柱轴后产生的磁场，请用其他方法证明此结论.金属极板外圈钨丝金属极板靶球内圈钨丝支架八、天文观测表明，远处的星系均离我们而去．著名的哈勃定律指出，星系离开我们的速度大小v?HD，其中D为星系与我们之间的距离，该距离通常以百万秒差距为单位；H为哈勃常数，最新的测量结果为H=/(s?Mpc)．当星系离开我们远去时，它发出的光谱线的波长会变长．红移量z被定义为z?????，其中??是我们观?测到的星系中某恒星发出的谱线的波长，而?是实验室中测得的同种原子发出的相应的谱线的波长，该红移可用多普勒效应解释．绝大部分星系的红移量z远小于1，即星系退行的速度远小于光速．在一次天文观测中发现从天鹰座的一个星系中射来的氢原子光谱中有两条谱线，它们的频率??分别为?1014Hz和?1014Hz．于这两条谱线处于可见光频率区间，可假设它们属于氢原子的巴尔末系，即为n > 2的能级向k=2的能级跃迁而产生的光谱．该星系发出的光谱线对应于实验室中测出的氢原子的哪两条谱线？它们在实验室中的波长分别是多少？求该星系发出的光谱线的红移量z和该星系远离我们的速度大小v；求该星系与我们的距离D．第31届全国中学生物理竞赛复赛理论考试试题解答2014年9月20日一、球形液滴的半径r、密度?和表面张力系数? 解法一假设液滴振动频率与上述物理量的关系式为f?kr?????①式中，比例系数k是一个待定常数. 任一物理量a可写成在某一单位制中的单位[a]和相应的数值{a}的乘积a?{a}[a]. 按照这一约定，①式在同一单位制中可写成{f}[f]?{k}{r}?{?}?{?}?[r]?[?]?[?]?于取同一单位制，上述等式可分解为相互独立的数值等式和单位等式，因而[f]?[r]?[?]?[?]?②力学的基本物理量有三个：质量m、长度l 和时间t，按照前述约定，在该单位制中有m?{m}[m]，l?{l}[l]，t?{t}[t]于是[f]?[t]?1③[r]?[l]④[?]?[m][l]?3⑤[?]?[m][t]?2⑥将③④⑤⑥式代入②式得[t]?1?[l]?([m][l]?3)?([m][t]?2)? 即[t]?1?[l]??3?[m]???[t]?2?⑦⑦mgsin??hb2x0?1NA?(NAx,)?,mgcos?)?1? (?2bzz00?2?⑧，mgsin??hb2x0?1NB?(?NAx,)?,mgcos?)?1 ?(?2bzz00?2?⑨如果希望在M(x,0,z)点的位置从点M0(x0,0,z0)缓慢改变的过程中，可以使铰链支点对板的作用力NBy保持不变，则需NBy?⑩M点移动的起始位置为M0，⑩式得? 或b?2x??? 这是过A(,0,0)点的直线. (*) 因此，当力QM的作用点M的位置沿通过A点任一条射线(不包含A点)在平板上缓慢改变时，铰链支点B对板的作用力NBy保持不变. 同理，当力QM的作用点M沿通过B点任一条射线在平板上缓慢改变时，铰链支点A 对板的作用力NAy保持不变. 评分标准：本题20分．第问14分，①式1分，②③④⑤⑥式各2分，⑦⑧⑨式各1分；第问6分，⑩?式各1分，(*) 2分，结论正确2分. 四、mgsin?2?hb2x?1?(?)??常量??bzz?b2xb2x0???zzz0z0?b2x0???zzz0??0b2 考虑小球沿径向的合加速度. 如图，设小球下滑至? 角位置时，小球相对于圆环的速率为v，圆环绕轴转动的角速度为? ．此时与速率v对应的指向中心C的小球加速度大小为a1??z C ? r ?l ? ?? ? R v ①R2同时，对应于圆环角速度?，指向OO?轴的小球加速度大小为(?Rsin?)2a??②Rsin?该加速度的指向中心C的分量为(?Rsin?)2a2?a?sin??③R该加速度的沿环面且与半径垂直的分量为(?Rsin?)2a3?a?cos??cot?④R①③式和加速度合成法则得小球下滑至? 角位置时，其指向中心C的合加速度大小为v2(?Rsin?)2 aR?a1?a2??⑤RR在小球下滑至? 角位置时，将圆环对小球的正压力分解成指向环心的方向的分量N、垂直于环面的方向的分量T. 值得指出的是：于不存在摩擦，圆环对小球的正压力沿环的切向的分量为零. 在运动过程中小球受到的作用力是N、T和mg. 这些力可分成相互垂直的三个方向上的分量：在径向的分量不改变小球速度的大小，亦不改变小球对转轴的角动量；沿环切向的分量即mgsin?要改变小球速度的大小；在垂直于环面方向的分量即T 要改变小球对转轴的角动量，其反作用力将改变环对转轴的角动量，但与大圆环沿OO?轴的竖直运动无关. 在指向环心的方向，牛顿第二定律有v2?(?Rsin?)2⑥N?mgcos??maR?mR合外力矩为零，系统角动量守恒，有L0?L?2m(Rsin?)2?⑦式中L0和L分别为圆环以角速度?0和?转动时的角动量．如图，考虑右半圆环相对于轴的角动量，在?角位置处取角度增量??，圆心角??所对圆弧?l的质量为?m???l，其角动量为2?R?L??m?r2???l?rRsin????Rr?z???R?S ⑧式中r是圆环上? 角位置到竖直轴OO?的距离，?S为两虚线间窄条的面积．⑧式说明，圆弧?l的角动量与?S成正比. 整个圆环的角动量为m0?R21L?2??L?2??R?m0R2?⑨2?R22 [或：转动惯量的定义可知圆环绕竖直轴OO?的转动惯量J等于其绕过垂直于圆环平面的对称轴的转动惯量的一半，即1J?m0R2⑧2则角动量L为1L?J??m0R2?⑨] 2同理有1L0?m0R2?0⑩2力N及其反作用力不做功；而T及其反作用力的作用点无相对移动，做功之和为零；系统机械能守恒. 故1Ek0?Ek?2?mgR(1?cos?)?2?m[v2?(?Rsin ?)2]? 2式中Ek0和Ek分别为圆环以角速度?0和?转动时的动能．圆弧?l的动能为111?Ek??m(r?)2???l?2rRsin???R?2?S 222整个圆环的动能为21m012?REk?2??Ek?2???R???m0R2?2? 22?R24[或：圆环的转动动能为11Ek?J?2?m0R2?2? ] 24同理有12Ek0?m0R2?0? 4根据牛顿第三定律，圆环受到小球的竖直向上作用力大小为2Ncos?，当2Ncos??m0g? 时，圆环才能沿轴上滑．⑥⑦⑨⑩?? ?式可知，?式可写成2m0?0Rcos?6mcos??4mcos??m0?2g22?? m01??(m?4msin2?)2??0? 0??式中，g是重力加速度的大小. 此时题给条件可知当?=30?时，?式中等号成立，即有23m0R?0?9???23?m?m0?4g?2?2??m 0 ?1?(m?m)2?0??或?0?(m0?m)(93?12)m?2 3m02g? 3(2m0?m)mm0R ⑦⑨⑩?式和题给条件得??m0m0(93?12)m?23m02m0g ? ????00m0+4msin2?m0+m3(2m0?m)m R?????式和题给条件得223m0+(12?3)mm0?33m2v?gR? 6(2m0?m)m 评分标准：本题24分．第问18分，①②③④⑤式各1分，⑥⑦式各2分，⑨⑩式各1分，?式2分，??式各1分，?式2分，?式1分；第问6分，???式各2分．五、设圆盘像到薄凸透镜的距离为v. 题意知：u?20cm, f?10cm，代入透镜成像公式111??①vuf得像距为v?20cm②其横向放大率为???v??1③u可知圆盘像在凸透镜右边20cm，半径为5cm，为圆盘状，圆盘与其像大小一样. 如下图所示，连接A、B两点，连线AB与光轴交点为C点，两个相似三角形?AOC与?BB’C的关系可求得C点距离透镜为15cm.1分若将圆形光阑放置于凸透镜后方6cm 处，此时圆形光阑在C点左侧.1分当圆形光阑半径逐渐减小时，均应有光线能通过圆形光阑在B点成像，因而圆盘像的形状及大小不变，而亮度变暗. 2分此时不存在圆形光阑半径ra使得圆盘像大小的半径变为中圆盘像大小的半径的一半．1分 A O C B’ B 若将圆形光阑移至凸透镜后方18cm处，此时圆形光阑在C点的右侧. 下图所示，此时有: CB’=BB’=5cm, R’B’=2cm, 利用两个相似三角形?CRR’与?CBB’的关系，得r?RR’=CR’5?2?BB’=?5cm?3cm④CB’5可见当圆盘半径r?3cm时，圆盘刚好能成完整像，但其亮度变暗．4分 C R’ B’ R B 若进一步减少光阑半径，圆盘像就会减小．当透镜上任何一点发出的光都无法透过光阑照在原先像的一半高度处时，圆盘像的半径就会减小为一半，如下图所示．此时光阑边缘与AE20相交，AE与光轴的交点为D，几何关系算得D与像的轴上距离为cm. 此时有720cm, DE’=cm, EE ‘=,7利用两个相似三角形?DRR’与?DEE’的关系，得DR’20/?72?EE’=?? 5ra?RR’= c m⑤DE’20/7DR’=可见当圆形光阑半径ra=，圆盘像大小的半径的确变为中圆盘像大小的半径的一半．3分67 DR’ R E’ E只要圆形光阑放在C点和光屏之间，圆盘像的大小便与圆形光阑半径有关．2分若将图中的圆形光阑移至凸透镜前方6cm处，则当圆形光阑半径逐渐减小时，圆盘像的形状及大小不变，亮度变暗；2分同时不存在圆形光阑半径使得圆盘像大小的半径变为中圆盘像大小的半径的一半．1分评分标准：第问3分，正确给出圆盘像的位置、大小、形状，各1分；第问5分，4个给分点分别为1、1、2、1分；第问7分，2个给分点分别为2、3分；第问2分，1个给分点为2分；第问3分，2个给分点分别为2、1分．六、整个电容器相当于2N个相同的电容器并联，可旋转金属板的转角为?时C(?)?2NC1(?) ①式中C1(?)为两相邻正、负极板之间的电容C1(?)?A(?) 4?ks②这里，A(?)是两相邻正负极板之间相互重迭的面积，有?12?2?2R(2?0??),当??0????0????2?1R2(???),当??????000?2A(?)?? 1?2?R2(?0??),当0??????0?2?1?2?R2(2?0??),当???0????0?2 ③②③式得?12?4?ksR(2?0??),当??0????0???1?R2(?0??),当?0?????0?4?ksC1(?)?? 1?R2(?0??),当0??????0?4?ks?1?R2(2?0??),当???0????0?4?ks ④①④式得?N2?2?ksR(2?0??),当??0????0???N?R2(?0??),当?0?????0?2?ksC(?)?? N2?R(?0??),当0??????0?2?ks?N?R2(2?0??),当???0????0?2?ks ⑤当电容器两极板加上直流电势差E后，电容器所带电荷为Q(?)?C(?)E ⑥当??0时，电容器电容达到最大值Cmax，⑤式得CmaxNR2?0 ?2?ks⑦充电稳定后电容器所带电荷也达到最大值Qmax，⑥式得QmaxNR2?0?E 2?ks⑧断开电源，在转角?取??0附近的任意值时，⑤⑧式得，电容器内所储存的能量为2QmaxNR2?02E2U(?)??当??0??????0 2C(?)4?ks(?0??)⑨设可旋转金属板所受力矩为T(?)，当金属板旋转??后，电容器内所储存的能量增加?U，则功能原理有T(?)???(?Frii)????Fi?li??U(?)⑩式中，⑨⑩式得NR2?02E2?U(?)T(?)??当??0??????0 ??4?ks(?0??)2?当电容器电容最大时，充电后转动可旋转金属板的力矩为NR2E2??U?T??? ?4?ks??????0? 当V?V0cos?t，则其电容器所储存能量为1U?CV221?11???(Cmax?Cmin)?(Cmax?C min)cos2?mt?V02cos2?t2?22??1?11?2(C?C)?(C?C)cos2?tV0(1?cos2?t)maxminmax minm?4?22??V02??(Cmax?Cmin)?(Cmax ?Cmin)cos2?t?(Cmax?Cmin)cos2?mt?(Cm ax?Cmin)cos2?mtcos2?t?8V02?{(Cmax?C min)?(Cmax?Cmin)cos2?t?(Cmax?Cmin)c os2?mt81 ?(Cmax?Cmin)[cos2(?m??)t?cos2(?m??)t]}2 ? 于边缘效应引起的附加电容远小于Cmax，因而可用⑦式估算Cmax．如果?m??，利用⑦式和题设条件以及周期平均值公式cos2?t=0, cos2?mt=0, cos2(?m??)t=0, cos2(?m??)t=0 ?可得电容器所储存能量的周期平均值为1(1??)NR222U1?(Cmax?Cmin)V0?V0 832ks? 如果?m??，?式中第4式右端不是零，而是1．利用⑦式和题设条件以及周期平均值公式的前3式得电容器所储存能量的周期平均值为111(3??)NR22222U2?(Cmax?Cmin)V0?( Cmax?Cmin)V0?(3Cmax?Cmin)V0?V0 ? 8161664ks于边缘效应引起的附加电容与忽略边缘效应的电容是并联的，因而Cmax应比用⑦式估计Cmax大；这一效应同样使得Cmin?0；可假设实际的(Cmax?Cmin)近似等于用⑦式估计Cmax．如果?m??，利用⑦式和题设条件以及周期平均值公式cos2?t=0, cos2?mt=0, cos2(?m??)t=0,cos2(?m??)t=0? 可得电容器所储存能量的周期平均值为1(1?2?)NR222U1?(Cmax?Cmin)V0?V0 832ks? [如果?m??，?中第4式右端不是零，而是1．利用⑦式和题设条件以及周期平均值公式?的前3式得电容器所储存能量的周期平均值为] 111(3?4?)NR22222U2?(Cmax?Cmin)V0?( Cmax?Cmin)V0?(3Cmax?Cmin)V0?V0 ? 8161664ks因为U2?U1，则最大值为U2，所对应的?m 为?m??? 评分标准：本题22分．第问6分，①②式各1分，③⑤式各2分；第问9分，⑥⑦⑧⑨⑩式各1分，??式各2分；第问7分，??式各2分，???式各1分．七、通有电流i的钨丝在距其r处产生的磁感应强度的大小为i①? B?km r右手螺旋定则可知，相应的磁感线是在垂直于钨丝的平面上以钨丝d 为对称轴的圆，磁感应强度的方向沿圆弧在该点的切向，它与电流i的方向成右手螺旋．图(a) 两根相距为d的载流钨丝）间的安培力是相互吸引力，大小为km?Li2②F?B?Li?d考虑某根载流钨丝所受到的所有其他载流钨丝对它施加的安培力的合力．系统的对称性可知，每根钨丝受到的合力方向都指向轴心；我们只要将其他钨丝对它的吸引力在径向的分量叠加即可．如图，设两根载流钨丝到轴心连线间的夹角为?，则它们间的距离为③ 2 ②③式可知，两根载流钨丝之间的安培力在径向的分量为km?Li2?km?Li2Fr?sin?④2rsin(?/2)22r它与?无关，也就是说虽然处于圆周不同位置的载流钨丝对某根载流钨丝的安培力大小和方向均不同，但在径向方向上的分量大小却是一样的；而垂直于径向方向的力相互抵消．因此，某根载流钨丝所受到的所有其他载流钨丝对它施加的安培力的合力为2(N?1)km?Li2(N?1)km?LI内⑤F??2r2rN2其方向指向轴心．系统的对称性可知，所考虑的圆柱面上各处单位面积所受的安培力的合力大小相等，方向与柱轴垂直，且指向柱轴．所考虑的圆柱面，可视为很多钨丝排布而成，N 很大，但总电流不变．圆柱面上??角对应的柱面面积为d?2rsin ? s?r???L ⑥⑦圆柱面上单位面积所受的安培力的合力为N??FN(N?1)km?Li2P??2?s4?r2?L 于N?1，有2⑧N(N?1)i2?I内⑦⑧式得P?2kmI内4?r2⑨⑩代入题给数据得P??1012N/m2一个大气压约为105N/m2，所以? P?107atm 即相当于一千万大气压．考虑均匀通电的长直圆柱面内任意一点A的磁场强度. 根据对称性可知，其磁场如果不为零，方向一定在过A点且平行于通电圆柱的横截面. 在A 点所在的通电圆柱的横截面内，过A点作两条相互间夹角为微小角度??的直线，在圆上截取两段微小圆弧L1和L2，如图所示. 几何关系以及钨丝在圆周上排布的均匀性，通过L1和L2段的电流之比I1/I2等于它们到A点的距离之比l1/l2：I1L1l1??? I2L2l2式中，因此有IIkm1?km2? l1l2即通过两段微小圆弧在A点产生的磁场大小相同，方向相反，相互抵消．整个圆周可以分为许多“对”这样的圆弧段，因此通电的外圈钨丝圆柱面在其内部产生的磁场为零，所以通电外圈钨丝的存在，不改变前述两小题的结果．题中给出的已知规律，内圈电流在外圈钨丝所在处的磁场为I? B?km 内R方向在外圈钨丝阵列与其横截面的交点构成的圆周的切线方向，右手螺旋法则确定．外圈钨丝的任一根载流钨丝所受到的所有其他载流钨丝对它施加的安培力的合力为22(M?1)km?LI外I外kmI内km?L(I外?2I 内I外)F外? + ?L? ? 2RM2MR2RM式中第一个等号右边的第一项可直接⑤式类比而得到，第二项?式和安培力公式得到. 因此圆柱面上单位面积所受的安培力的合力为2km(I外?2I内I外)M??F外P?? 外?2?R???L4?R2若要求22kkmI 内? ?224?R4?r只需满足2I外?2I内I外RM2?2NM ? = 2rI内N2? 考虑均匀通电的长直圆柱面外任意一点C的磁场强度. 根据对称性可知，长直圆柱面上的均匀电流在该点的磁场方向一定在过C点且平行于通电圆柱的横截面，与圆的径向垂直，满足右手螺旋法则. 在C点所在的通电圆柱的横截面内，过C点作两条相互间夹角为微小角度??的直线，在圆上截取两段微小圆弧L3和L4，如图所示. 几何关系以及电流在圆周上排布的均匀性，穿过L3和L4段的电流之比I3/I4等于它们到C点的距离之比l3/l4：I3L3l3??? I4L4l4式中，CL3?l3，CL4?l4，CO?l. 此得I3I4I3?I4??? l3l4l3?l4 考虑到磁场分布的对称性，全部电流在C点的磁感应强度应与CO垂直. 穿过L3和L4段的电流在C点产生的磁感应强度的垂直于CO的分量之和为。

九年级下学期物理竞赛试题(有答案)

题号一（21分）二（21分）三（8分）四（18分）五（14分）六（18分）总分得分说明：本试卷共8页,考试时间100分钟,满分100分一、单项选择题（本题7小题,每小题3分,共21分.四个选项中,只有一项是正确的, 请把正确选项的字母填在该题后面的括号里）1．下列说法正确的是（）A．煤、石油、太阳能都是不可再生能源B．永动机是不可能实现的C．卫星与地面站利用超声波传递信息D．手机周围没有磁场,不会带来电磁污染2．下列有关磁现象说法中,错误．．的是（）A．磁体外部磁感线是从磁体N极出发回到S极B．通电螺线管的磁场极性与螺线管中电流方向有关,可用安培定则判定C．通电直导线周围能激发电磁波,可以给我们传递信息D．产生感应电流的条件是闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动3.下列关于物态变化的说法中,正确的是（）A．春天,河里冰雪消融,是升华现象B．夏天,冰棍儿周围冒“白气”,是汽化现象C．秋天,早晨花草上出现的小露珠是熔化现象D．冬天,温暖的车内窗玻璃会变模糊,是因为车内水蒸气液化的缘故4．图1表示一个人站在匀速上升的电梯上,下列分析正确的是（）A．电梯上升过程中,人的机械能不断增大B．电梯上升过程中,人的动能转化为重力势能C．电梯上升过程中,电梯对人的支持力做功为零D．人对电梯的压力与电梯对人的支持力是一对平衡力5．酒精检测仪器的电路如图2-甲所示,图中R为气敏电阻,其阻值R与酒精浓度β的变化关系如图2-乙所示,已知R0为定值电阻,电源电压恒定不变,用此仪器检测酒精浓度,则下列判断正确的是（）A．酒精浓度增大时,电压表示数变小B．酒精浓度减小时,电流表示数变大C．酒精浓度增大时,电路消耗的总功率变小D．无论天然气浓度怎样变化,电压表与电流表示数的比值不变图1 图27．如图4是一木块漂浮在水面上,此装置放在月球上与放在地球上比较,则（）A．木块受到的浮力不变,排开水的体积不变B．木块受到的浮力不变,排开水的体积变小C．木块受到的浮力变小,排开水的体积不变D．木块受到的浮力变小,排开水的体积变小二、填空题(本题7小题,每小题3分,共21分)8．在汽油机的四个冲程中,机械能转化为内能的是冲程.如图5所示汽油机正在进行的是冲程,已知汽油的热值为4.6×107J /kg ,则完全燃烧100g汽油放出的热量为J .9．如图6当光从水斜射入空气中时,在交界面上同时发生反射和折射（折射角总大于入射角）．当入射角增大到一定程度时,折射角会达到90°．入射角继续增大时,便没有,只有反射光线了．这种反射叫全反射．光纤通信就是利用激光在光纤内壁不断而实现的．激光和移动电话的信号都是,只是它们的波长和频率不同．10．图7是同一电脑界面出现的三个不同声音波形,可以判断：的音调最高, 的响度最大, 与其它两声波的音色明显不同.11．常见的光学仪器在我们的生活、学习中应用广泛.照相时,被拍摄者应站在距镜头_________焦距以外；投影仪能使投影片在屏幕上成倒立、_________实像；借助放大镜看地图时,为使看到的像更大,应适当_______________放大镜与地图间的距离.12．如图8所示为我们课本上的实验,其中用来探究电流能否产生磁场的是．玩具汽车中的电动机工作原理与图的原理相同,要改变电动机的转向,可以改变；甲乙丙图3图4图5图6图7图8A B CA13. 电动自行车已成为大众化的一种交通工具,对电动自行车进行了测试,使车在平直的路面上由静止开始运动, 获得如图9 所示的速度v 和牵引力F 随时间t 变化的关系图像.电动自行车受到的摩擦力为___ __N; 7 ～12s 电动自行车行驶时克服摩擦力做的功是 J, 电动自行车匀速运动时电动机的输出功率是 .14、某盒（虚线框）内由二只电阻R 1和R 2（R 1＜R 2）、一个开关和若干导线组成,为探究盒内电阻的电阻值,连接成如图10电路,电源电压6V,当盒内开关由断开变为闭合时,电流表的示数由0.2A 变为0.3A.则盒内电阻可能是R 1=30Ω,R 2= Ω.也可能是R 1= Ω,R 2= Ω三、作图题(8分) 15、（1）如图11是某同学推着拉杆式旅行箱前进时的简化的杠杆模型.支点O 在轮的轴心,请你在图中画出推力F 1的力臂L 1.（2）如图12所示,S 是点光源,S ′是S 通过一个平面镜所成的像,请作出平面镜的位置及图中S 发出的光经平面镜后的反射光线.（3）在图13中设计一个由一个电源和若干开关导线连接电动机的电路,使电动机在人的操作下既能正转,也能反转.电动机的符号是“ ”（4）如图14,蜡烛通过透镜在光屏上形成一个清晰的像,通过作成像光路图确定透镜右侧焦点F 的位置图12图13图 11F 1图9图10M 光屏四、实验题（本大题3小题,每题6分,共18分）16．（1）用调好平衡的天平测金属块的质量,测量的过程中若指针静止在如图15所示的位置,若只调节游码,应向 (填“左”或“右”)调节,天平才能平衡．若游码没有在标尺的零刻线处就调节天平平衡,用这架天平测物体质量时,测量值将偏 .（2）在做“观察水沸腾”的实验时,(1)A组同学用的是如图16所示装置,他们测出的水温将偏___ __ (选填“高”或“低”).(2)图17是B组同学在实验某时刻温度计的示数,此时水的温度是_____℃.(3)B、C两组同学虽然选用的实验装置相同,但将水加热到沸腾用的时间不同,他们绘制的温度随时间变化的图像如图18所示.分析图像可知：水的沸点是_____℃.B、C组得到b、c两种不同图像的原因可能是水的___ __不同.17.小刚同学在做“测量小灯泡的功率”的实验时,灯泡标有“2.5V”字样,（1）小刚同学连接成图19的电路,他连少了一条导线,请用笔画代替导线画上正确的连线.（2）排除故障后,小明在实验过程中移动滑片P到某处,电压表的示数为2.2V,要测量小灯泡的额定功率,应将滑片P向端滑动.（3）小明通过移动滑片P,分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数,并绘制成了图20所示的U —I图像.根据U —I图像提供的信息,可计算出小灯泡的额定功率是W,当加在小灯泡两端的电压为1.5V时,小灯泡的电阻是Ω.U —I 图像不是直线的原因是.图19 图2018.小华骑自行车下坡时,速度越来来快.她想探究从斜面下滑物体的快慢与哪些因素有关？回家后她找来了小车、秒表、刻度尺和充当斜面的木板进行探究,如图21所示.首先小华猜想影响小车下滑快慢的因素是小车的质量、斜面的高度、斜面的长度,接着进行探究,探究一：小车下滑快慢与小车的质量有关；探究二：小车下滑快慢与斜面的高度有关；探究三：小车下滑快慢与斜面的长度有关.（1）根据所学知识,断定探究二结论是正确的,依据是__ ________.（2）为了进行探究一,小华设计的方案是在小车内放置不同数量的钩码,分别从斜面的顶端由静止释放,测出下滑的时间.小华测量的结果如下表,她怀疑第三次测量错误,于是重新测量并进行了修正.你认为小华第三次测量时间偏小的原因,除了秒表的使用和小车开始的位置不符合设计的要求外,还有一种在操作上存在的问题可能是___________ ；经过对修正后的数据分析,探究一结论是 ___ __.实验次数1 2 3 4 小车内放置钩码的质量m/g0 50 100 150 时间t/s2.52.52.02.5（3）为了进行探究三,小华设计的方案是将小车分别从距斜面底端不同距离处由静止释放,比较到斜面底端的速度,这一设计的错误是____ _ __. （4）再给你一块表面较粗的长木板,怎样比较从斜面不同长度滑到底端时小车的速度：.五、计算题（本大题2小题,共14分）19.小明家最近买了一个微波炉,他听人们讲利用微波炉对食物加热,不仅加热时间短,还具备加热效率高的特点.为了验证后一种说法,他决定借助电能表、手表、温度计等器材实际测量一下微波炉在高火挡烧水时的效率.为此他查看了家中微波炉后面的铭牌,上面注明额定输入功率为1200W,他又查看了他家的单相电子电能表,上面注明3200imp / kW ·h(它表示每消耗电能1kW ·h,该电能表上面的发光二极管闪烁3200次).之后,他关闭其他所有家用电器,将体积为1L 、温度为20°C 的水放入微波炉并用高火开始加热,同时用钟表计时并记录电能表上面的发光二极管闪烁的次数,历时4min,电能表始的位置不符合设计的要求外，还有一种在操作上存在的正后的数据分析，猜想一是______（正确/错误）的. 3）为了验证猜想三，小华设计的方案是将小车分别从距图21上面的发光二极管闪烁了256次,此时取出并测得水的温度为72°C,请你帮助小明计算微波炉烧水时的效率六、综合能力题（本大题3小题,共18分）21．如图23所示,一生一熟两个鸡蛋,一起放入装有水的烧杯中,往水中边加盐边搅拌,观察到原来都沉底的鸡蛋有一个先浮出液面.（1）为了探究先浮出液面的是生鸡蛋还是熟鸡蛋,小东先用电子秤称出一个生鸡蛋的质量为 g（如图24）,将这一鸡蛋煮熟冷却后再称出其质量为56.40g.通过测量还发现鸡蛋煮熟后体积几乎不变,说明鸡蛋煮熟后的平均密度（填“变大”、“变小”或“不变”）.由此可判断：先浮出液面的是鸡蛋,此鸡蛋未露出液面的上浮过程中,受到的浮力（填“大于”、“小于”或“等于”）重力.（2）为测出鸡蛋的体积,小东进行如下操作：①用电子秤称出空烧杯的质量m1；②将溢水杯装满水,把鸡蛋轻轻放入溢水杯中并用烧杯接住溢出的水；③用电子秤称出烧杯和溢出的水的总质量m2.则鸡蛋体积的表达式V＝（水的密度用ρ水表示）.22．阅读短文,回答问题.变频空调机空调机中有被称为“冷媒”的物质,利用它的物态变化可以实现室内、外热量的转移.如图所示是空调机制冷系统的原理图,其中压缩机的作用是对气态“冷媒”加压,并使“冷媒”在管内循环.压缩机的转速越大,“冷媒”的流量越大,空调机的制冷能力就越强.压缩机的转速由供电频率决定.“变频空调”是与传统供电频率不变的“定频空调”相比较而产生的概念,与“变频空调”相比,变频空调机的变频器可以在一定范围内调节供电频率,从而改变压缩机的转速,达到控制“冷媒”流量的目的.变频空调机开始工作时,以最大功率进行制冷,当室内温度快速降至设定温度后,压缩机随即处于低速持续运转状态,维持室温基本不变.表一表示某型号变频空调机的“冷媒”流量与变频器供电频率之间的对应关系.表二表示该型号变频空调及部分参数之间的对应关系,其中：制冷量是指单位时间内空调机从密闭区域内去除热量的总和；能效比是空调机在额定状态工作时,制冷量与输入功率之比.（1）空调机工作时,当液态“冷媒”（填物态变化名称）成气态时,需要热量.（2）. 根据表一中的数据,变频器频率越小,空调机的制冷能力越 .表二中空调机额定制冷量为 W（3）夏天,上述空调机开始工作0.5h后,家中房间温度降至设定温度,随即空调机处于低速稳定运转状态,又工作了10h,全过程共耗电2.9kW·h.则前0.5h内空调机消耗的电能是kW·h,后10h空调机的电流是 A.23．学校要设计一个开心大转轮,使质量为M=8kg、半径为R=1.6m的大转轮可在竖直平面内绕轴心O自由转动,随机停在某一位置,这就要使转轮重心准确位于轴心上.测试时用力推动一下大飞轮,飞轮转动若干周后停止.多次试验,发现飞轮边缘上的标记F总是停在图示位置.（1）根据以上情况,可以初步确定飞轮重心可能在图26中（）A．轴心正下方的某一位置 B．轴心左侧的某一位置初中物理知识竞赛答案一、选择题：每小题3分共21分1、B2、C3、D4、A5、D6、B7、C 二、填空题：每空1分,共21分8、压缩做功 4.6×1069、折射反射电磁波 10、甲乙甲 11、二倍放大增大 12、C B 电流方向 13、 35 1050 210W 14、60 10 20三、作图题：每题2分,共8分四、实验题：每小题6分共18分 16、（1）右大（ 17、（1）如图（2分）（2）左（3）0．5 10 小灯泡电阻随温度的增大而增大 18、（1）动能是由重力势能转化而来的；（2）小车没有从静止释放；小车下滑快慢与小车的质量无关；（3）（改变长度时）,没有控制高度一定；（4）让滑到斜面底端的小车在水平粗木板上运动至静止,则运动距离长的速度大.（2分）说明：其余每空1分五、计算题：每小题7分,共14分19、解：水的质量kg m m kg V m 1101/1013333=⨯⨯⨯==-ρ （1分）水吸收的热量J C C kg C kg J t t cm Q 218400)2072(1)/(102.4)(30=︒-︒⨯⨯︒⨯=-= （2分）消耗的电能J J W 288000106.332002566=⨯⨯=（2分）烧水的效率%9.75288000218400===W Q η （2分） 20、解：图12图 11 0F 1 L 1图13光屏 F M（1）产品对传送带的压强Pa m kg N kg a mg S F P 322105.2)1.0(/105.2⨯=⨯=== （2分）（2）光敏电阻R 无光照射,由题意可知其阻值较大,电压表示数较大,结合图乙可知无光照射时间为0.2s.传送带传输产品的速度s m sm t s v /5.02.01.0=== （2分）(4）从乙图可知,有激光照射时R 两端电压U 1=1V ,电路中的电流A V V R U U I 01.02001301=Ω-=-= （1分）1min 内有光照射R 的时间t=60×0.4/0.6 s=40s其消耗电能W=U 1It=1V×0.01A×40s=0.4J（2分）说明：上步计算错误引起下步错误下步扣1分,没文字说明,但题意清楚,代入量正确的不扣分六、综合能力题：每小题6分,共18分21、（1）57.37 变小熟大于 (每空1分) （2）、（2分）22、（1）汽化吸收（2）小 2660 （3）0.7 1 每空1分23、（1）A（2）如图（3）0.08每小题2分21()m m ρ-水图26。

九年级下物理竞赛试卷(含答案)

九年级下物理竞赛试卷一、选择题（每题3分，共30分））1．关于电磁现象，下列说法中正确的是（）A．磁场是由磁感线组成的B．磁场对放入其中的小磁针一定有力的作用C．导体中的负电荷在做定向移动时一定产生磁场D．利用撒在磁体周围的铁屑可以判断该磁体周围各点的磁场方向2．某考场保密室有两把不同的钥匙，分别由两个保密工作人员保管，只有当两把钥匙同时插入钥匙孔时（相当于闭合开关），电动门才会打开，单独使用某一把钥匙不能使门打开．图中符合要求的是（）A．B．C．D．3．下面是小华同学对身边的一些电路进行观察分析后作出的判断，其中不正确的是（）A．厨房中的抽油烟机里装有照明灯和电动机，它们既能同时工作又能单独工作，它们是并联的B．马路两旁的路灯，晚上同时亮早晨同时灭，它们是串联的C．楼道中的电灯是由声控开关和光控开关共同控制的，只有在天暗并且有声音时才能亮，所以声控开关、光控开关及灯是串联的D．一般家庭中都要安装照明灯和其它用电器，使用时互不影响，它们是并联的4．白炽灯的灯丝断了之后，如果再搭接上，还会发光．这时的耗电功率与原来相比．（）A．增加B．减少C．不变D．耗电功率比原来增加或减少由灯丝搭接的位置决定5．（3分）白炽灯泡的灯丝常制成螺旋状，这样做的目的是（）A．尽量减小灯丝的电阻B．便于灯丝散热，防止灯丝熔断C．减少灯丝散热，提高灯丝的温度D．减少灯丝在高温时的升华6．落在高压线上的鸟儿不会触电死亡，这是因为（）A．鸟爪上的角质层是绝缘层B．鸟儿对电流的承受能力比较强C．鸟儿双脚落在同一条导线上，几乎没有电流流过鸟的身体D．高压线有橡胶外皮7．家用电熨斗为适应不同衣料的熨烫，设计了调整温度的多挡开关．使用时转动旋钮即可使熨斗加热到所需的温度．图是电熨斗的电路图．旋转多挡开关可以改变1、2、3、4之间的连接情况．现将开关置于温度最高挡，这时，1、2、3、4之间的连接是图中的哪一幅（）A．B．C．D．8．市场销售的电热水壶有两种形式，一种如图（a）所示，电热元件在壶底下面的底座内；另一种如图（b）所示，电热元件在壶底之上，浸没在水中．如果两种水壶的耗电功率相同，壶内水量也相同，那么（）A．（a）壶的电热元件安放在底座内，热量损失较小B．（a）壶的电热元件在壶底下面，有利于水的对流，（a）壶中的水先沸腾C．（b）壶中的电热元件被水包围，热量损失小，（b）壶中的水温上升较快D．（b）壶的电热元件体积较小，热能的利用率较低9．电炉通电后，电炉丝热得发红，而跟电炉连接的铜导线却不那么热，这是因为（）A．通过铜导线的电流小，所以它消耗的电能也较少B．电炉丝和铜导线消耗的电能相同，但铜导线散热快，所以就不那么热C．通过电炉丝的电流大，所以它消耗的电能较多D．铜导线电阻较小，所以它消耗的电能较少10．与火车相比，汽车车厢外表面更容易堆积灰尘．对于导致这种现象的原因分析，你认为下列说法中最可能的是（）A．火车车厢的外表面比汽车车厢的外表面光滑，更不容易堆积灰尘B．火车行驶的速度比汽车的大，产生的风更大，更容易把灰尘吹掉C．火车行驶的速度比汽车的大，车厢外侧空气流动的速度比汽车的大，车厢外侧气压比汽车的小，车厢的内外压强差比汽车的大，更不容易堆积灰尘D．在车辆行驶过程中，车厢外表面由于和空气摩擦而带电，因为汽车的轮胎是绝缘的橡胶，和铁轮的火车相比不容易把电荷导入地下，因而更容易吸附灰尘二、填空题（每空1分，共20分）11．利用太阳能的方式之一是用太阳电池把_________能转化成_________能；另一种方式是用集热器加热．从改变物体内能的途径来看，太阳能热水器是通过_________来增加水的内能，一台太阳能热水器储有300kg 的水，若水温从20℃升到70℃，这些水吸收了_________J热量．（水的比热容4.2×103J/（kg•℃））12．通电螺线管附近小磁针静止时，N极指向如图所示，则螺线管的A端是_________极，电源的D端是_________极．13．灯L1标有“6V 6W”，L2标有“6V 3W”，串联接入电路，两灯都发光时电路中最大电流应为_________A，_________更亮些．14．有一个标有“2.5V 0.3A”的小电珠，李燕计算它的灯丝电阻是8.3Ω，但用欧姆表（测量电阻的仪表）测得的结果是2.5Ω．关于这差异，最合理的解释是：金属的电阻随_________而改变．15．小刚家有额定功率为40瓦的电灯4盏，60瓦的彩电一台，60瓦的电扇一台，100瓦的电冰箱一台．它们均在220伏的额定电压下工作．若电灯、彩电、电扇以每天工作3小时计，电冰箱以每天工作5小时计，每月用电（每月按30天计）_________度．16．某日光灯接在照明电路中正常工作时，其电流是0.13A，若通电10min，有_________J的电能转化成了热能和_________能．17．标有“PZ220 60”的白炽灯正常工作电压为_________V，额定功率为11W的节能灯与该灯泡均正常发光时亮度相当各自正常工作10h，节能灯少消耗_________kw•h的电能．18．小鹏同学家的电能表如图所示，则小鹏家已消耗的电能为_________kW•h，转盘已转过_________转；他发现家里只使用一只电水壶（其它用电器都关闭）时，观察到电能表转盘3分钟转过100转，电水壶工作时的实际电功率为_________W．19．在图所示的电路中，电源电压为3V．闭合开关S，电流表①的示数为1.2A，电流表②的示数为0.3A，则通过R1的电流是_________A，R2的阻值是_________Ω．20．（1分）交警在检查酒驾过程中，通过酒精检测仪进行定量检测．该仪器原理可以简化成如图所示电路，其中R o为定值电阻，R为气敏电阻，其阻值与酒精气体密度成反比．若驾驶员饮酒，检测时酒精检测仪上电压表的示数将_________（选填“变大”或“变小”）．三、综合题21．如图甲所示，在一根横跨河流两岸的硬塑料管内穿有三根完全相同的导线．为了辨别哪两个线头为同一根导线的两端，工人师傅用图乙所示的“测通器”来进行测试．他首先将A和B连接起来，然后将“测通器”的m连接在D 上，将n连接在F上，发现此时小灯泡发光…．工人师傅据此可以做出什么判断？下一步他将如何操作才能最终搞清每根导线的两端？22．小明要买一个电炉用来烧开水，他到商店去选购时看到有800W和1200W两种规格，他想：800W的功率小，比较省电，打算买800W的．如果从节能的角度考虑，你认为他的这种想法合理吗，为什么？23．某电热水壶的铭牌如表所示，当此电热水壶正常工作时，用时8分钟将额定容量的水在一个标准大气压下从20℃加热到沸腾，水吸收的热量为_________J，消耗的电能为_________J．此电热水壶的效率为_________．（c水=4.2×103J/（kg•℃））型号WS﹣1217额定电压220V额定功率1200W额定容量 1.2L24．在如图所示的电路中，闭合开关S，电压表V的示数恒为6V，电流表的示数为0.5A，电压表V2的示数为4V．当把滑动变阻器的滑片移至最右端时，电流表的示数为0.3A．求：（1）R1的阻值．（2）滑动变阻器的最大阻值．（3）电路消耗的最小总功率．（4）当滑动变阻器的滑片移至最左端时，R1在5min内消耗的电能．25．楼道里的灯常常彻夜通明，因而极易损坏．给它串联一个电阻后再接到电路里，虽然亮度略有降低，寿命却可以大大延长．现在欲使“220V 25W”的灯炮在实际使用时消耗的功率约是额定功率的80%，应该串联多大的电阻？这个电阻消耗的电功率是多大？26．（10分）清洗机是利用高压水清洗车辆表面污垢的机器．有一种CC5020型清洗机的铭牌如下表所示．请回答：型号CC5020 额定压力5MPa电源220V～/50Hz 额定流量20L/min额定功率 2.2kW 防护等级IP25（1）从物理学的角度看，铭牌中有一个物理量名称与单位不一致，请你指出并说明如何更正．（2）清洗机正常工作时，通过清洗机的电流是_________A．若清洗一辆汽车平均耗时10min，则清洗一辆汽车平均用水_________m3；平均耗电_________kW•h．（3）清洗机正常工作10min，清洗机对水做多少功？（4）该清洗机正常工作时的效率是多少？九年级下物理竞赛试卷参考答案与试题解析一、选择题（每题3分，共30分））1．（3分）（2011•北京）关于电磁现象，下列说法中正确的是（）A．磁场是由磁感线组成的B．磁场对放入其中的小磁针一定有力的作用C．导体中的负电荷在做定向移动时一定产生磁场D．利用撒在磁体周围的铁屑可以判断该磁体周围各点的磁场方向考点：磁场；通电直导线周围的磁场．专题：压轴题．分析：解答本题要弄清磁场的基础知识．（1）磁场是看不见的，却是真实的客观存在，磁感线是形象、直观地描述磁场的方法，能看见，却是假的；（2）磁场看不见，可以通过它表现的性质来认识它，基本性质是对放入其中的磁体产生磁力的作用；（3）奥斯特实验告诉我们，电流的周围存在磁场，即电可以生磁；（4）磁场的分布情况可能通过撒铁屑的方法粗略观察，用铁屑可以看出磁场的强弱．解答：解：A、磁感线是描述磁场的方法，是建立理想模型法，磁场不是有磁感线组成的，故A错误；B、磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生磁力的作用，故B正确；C、负电荷定向移动可以产生电流，电流的周围存在磁场，故C正确；D、利用铁屑可以看到磁体周围磁场的分布情况，但看不到方向，磁场方向是人为规定的，故D错误．故选B、C．点评：磁场是一种抽象的物质，学习磁场的概念要从客观存在性、描述方法、基本性质，等多方面理解．2．（3分）（2012•西藏）某考场保密室有两把不同的钥匙，分别由两个保密工作人员保管，只有当两把钥匙同时插入钥匙孔时（相当于闭合开关），电动门才会打开，单独使用某一把钥匙不能使门打开．图中符合要求的是（）A．B．C．D．考点：电路图设计．专题：图析法．分析：根据题意，两把钥匙就是两个开关，必须两个开关同时闭合电动门才能开，所以两个开关是相互影响的，应只有串联才符合要求，对四个电路图分析，看哪个符合要求．解答：解：A、两个开关串联，必须同时闭合两个开关电机才转动，此图符合题意，故A正确；B、此电路图若闭合两个开关，就会发生短路，是个错误电路，不符合题意，故B错误；C、此电路图中两个开关并联，只要闭合任意一个开关，电机就会工作，不合题意，故C错误；D、此电路图若闭合下面的开关，电机就会工作，若闭合上面的开关或同时闭合两个开关，就会发生短路，是个错误电路，不符合题意，故D错误．故选A．点评：设计电路时，要按要求判断题目是应该设计成串联还是并联，然后再根据元件特点来完善电路，最终达到题目要求．3．（3分）下面是小华同学对身边的一些电路进行观察分析后作出的判断，其中不正确的是（）A．厨房中的抽油烟机里装有照明灯和电动机，它们既能同时工作又能单独工作，它们是并联的B．马路两旁的路灯，晚上同时亮早晨同时灭，它们是串联的C．楼道中的电灯是由声控开关和光控开关共同控制的，只有在天暗并且有声音时才能亮，所以声控开关、光控开关及灯是串联的D．一般家庭中都要安装照明灯和其它用电器，使用时互不影响，它们是并联的考点：串联电路和并联电路的辨别．专题：应用题；电流和电路．分析：并联电路中各用电器既可以单独工作又互不影响；根据家庭电路中各用电器既可以单独工作又互不影响的特点分析不同电路的连接方式．解答：解：A、厨房的抽油烟机中的照明灯和电动机既可以单独工作，又互不影响，因此它们的连接方式为并联，故正确但不符合题意；B、路灯是用来为行人照明的，并且当其中一个灯泡不亮时，其它灯泡仍可以正常工作，即每个灯泡既可以单独工作，又互不影响，因此路灯是并联的；故错误但符合题意；C、只有“光控开关”和“声控开关”都闭合时，灯才能亮，因此这两个开关与灯串联，故正确但不符合题意；D、家庭电路中各用电器既可以单独工作，又互不影响，因此家庭电路中各用电器是并联的，故正确但不符合题意．故选B．点评：本题考查家庭电路的组成，知道家庭电路中各用电器的连接方式为并联连接．4．（3分）白炽灯的灯丝断了之后，如果再搭接上，还会发光．这时的耗电功率与原来相比．（）A．增加B．减少C．不变D．耗电功率比原来增加或减少由灯丝搭接的位置决定考点：实际功率．专题：应用题．分析：先根据灯丝断了之后，再搭接上电阻的变化情况，因为电压是不变的，根据P=可判断功率的变化情况．解答：解：白炽灯的灯丝断了之后，再搭接上使用，灯丝变短，电阻变小，仍接在原电路中，电压不变，根据P=可知，功率变大了．故选A．点评：本题考查了功率公式的运用．本题在判断灯泡的实际功率时，要抓住电压是不变的，根据电阻的变化来判断功率的变化，变形公式P=与P=I2R会在解题中经常用到．5．（3分）白炽灯泡的灯丝常制成螺旋状，这样做的目的是（）A．尽量减小灯丝的电阻B．便于灯丝散热，防止灯丝熔断C．减少灯丝散热，提高灯丝的温度D．减少灯丝在高温时的升华考点：温度；生活中的升华现象．分析：灯泡是利用电能能够转换成热能和光能的原理做成的，把灯丝制成螺旋状，可以增加电阻的长度，增加了钨丝的电阻，使得更多的电能能够转换成热能；还可以减少灯丝散热，提高灯丝的温度．解答：解：把白炽灯泡的灯丝常制成螺旋状，这样做可以使灯丝的散热较慢，有更多电能转化为热能和光能；故选C．点评：解决此类实际问题要结合相关的电学和热学知识进行分析解答．6．（3分）落在高压线上的鸟儿不会触电死亡，这是因为（）A．鸟爪上的角质层是绝缘层B．鸟儿对电流的承受能力比较强C．鸟儿双脚落在同一条导线上，几乎没有电流流过鸟的身体D．高压线有橡胶外皮考点：影响电阻大小的因素；串联电路的电压规律．分析：解决本题要知道，触电死亡是因为有较大电流通过的原因．解答：解：落在高压线上的鸟儿不会触电死亡，是因为鸟儿双脚落在同一条导线上，几乎没有电流流过鸟的身体，所以不会被电死，故A、B、D不符合题意，只有C符合题意；故选C．点评：对于这类实际应用典型题目，要结合具体问题分析，看决定因素是什么，不可乱猜．7．（3分）（2014•平谷区一模）家用电熨斗为适应不同衣料的熨烫，设计了调整温度的多挡开关．使用时转动旋钮即可使熨斗加热到所需的温度．图是电熨斗的电路图．旋转多挡开关可以改变1、2、3、4之间的连接情况．现将开关置于温度最高挡，这时，1、2、3、4之间的连接是图中的哪一幅（）A．B．C．D．考点：串、并联电路的设计；电阻的并联；电功率的计算．专题：推理法；图析法．分析：接“高”档时，电功率应是最大的，根据P=可知电压不变时，应当连接后电阻是最小的．解答：解：由电功率的公式P=可知，在电压不变，电阻最小时，电功率是最大的；故接“高”档时，两根电热丝是并联关系．故选A．点评：在本题中电热丝连入电路有三种方式：只接一根是中档，两根串联是低档，两根并联时是高档，一根也不接时是关的位置．要接高档，应使两根电热丝并联．8．（3分）市场销售的电热水壶有两种形式，一种如图（a）所示，电热元件在壶底下面的底座内；另一种如图（b）所示，电热元件在壶底之上，浸没在水中．如果两种水壶的耗电功率相同，壶内水量也相同，那么（）A．（a）壶的电热元件安放在底座内，热量损失较小B．（a）壶的电热元件在壶底下面，有利于水的对流，（a）壶中的水先沸腾C．（b）壶中的电热元件被水包围，热量损失小，（b）壶中的水温上升较快D．（b）壶的电热元件体积较小，热能的利用率较低考点：电热．专题：电和热综合题．分析：由于两种水壶消耗的电功率相同，则它们的电热丝在相同的时间内产生的热量是相等的．（a）壶的电热元件放在壶底下，则其所产生的热量将有一部分向空气中散失，（b）壶中电元件浸没在水中，则其所产生的热量将全部被水吸收．可见在相同的时间内（b）壶中水吸收的热量较多．而两壶水的质量和初温又都相等，故（b）壶中的水温上升较快．（b）壶的热能利用率也就高于（a）壶的热能利用率．解答：解：A、ab中的电热元件都在壶底下面，都使水形成对流，效果差不多，故A错；BC、（a）壶的电热元件放在壶底下，则其所产生的热量将有一部分向空气中散失，（b）壶中电元件浸没在水中，则其所产生的热量将全部被水吸收．可见在相同的时间内（b）壶中水吸收的热量较多．而两壶水的质量和初温又都相等，故（b）壶中的水温上升较快、（b）壶的热能利用率高，故B错、C正确；D、热能的利用率与体积大小无关，故D错．故选C．点评：本题为热学和电学综合题，考查了电功率公式、热量公式的掌握和运用，认真分析排出干扰因素（对流、元件体积）影响是本题的关键．9．（3分）电炉通电后，电炉丝热得发红，而跟电炉连接的铜导线却不那么热，这是因为（）A．通过铜导线的电流小，所以它消耗的电能也较少B．电炉丝和铜导线消耗的电能相同，但铜导线散热快，所以就不那么热C．通过电炉丝的电流大，所以它消耗的电能较多D．铜导线电阻较小，所以它消耗的电能较少考点：焦耳定律；影响电阻大小的因素．专题：应用题．分析：由焦耳定律知道，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、导体电阻大小和通电时间成正比．电炉丝和连接的导线串联在电路中（通过的电流相等），通电时间是相同的，而电炉丝的电阻比导线的电阻大，据焦耳定律分析判断．解答：解：电炉在使用时，电炉丝和导线串联，I=I导线，通电时间t相同，电炉丝∵Q=I2Rt，R电炉丝＞R导线，∴电流产生的热量：Q电炉丝＞Q导线，从而出现电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却不怎么发热的现象；由上述分析可知选项D正确．故选D．点评：本题考查串联电路的规律，应明确两电阻串联时，电路中的电流是相等的；同时应注意该现象的根本原因是因为发热量不同造成的．10．（3分）（2014•唐河县一模）与火车相比，汽车车厢外表面更容易堆积灰尘．对于导致这种现象的原因分析，你认为下列说法中最可能的是（）A．火车车厢的外表面比汽车车厢的外表面光滑，更不容易堆积灰尘B．火车行驶的速度比汽车的大，产生的风更大，更容易把灰尘吹掉C．火车行驶的速度比汽车的大，车厢外侧空气流动的速度比汽车的大，车厢外侧气压比汽车的小，车厢的内外压强差比汽车的大，更不容易堆积灰尘D．在车辆行驶过程中，车厢外表面由于和空气摩擦而带电，因为汽车的轮胎是绝缘的橡胶，和铁轮的火车相比不容易把电荷导入地下，因而更容易吸附灰尘考点：摩擦起电；导体．分析：车辆运动与空气及空气中尘埃物质摩擦产生静电，车厢表面聚集正电荷，空气中尘埃带负电，正负电荷吸引，尘埃便聚集在车厢表面．解答：解：车轮和铁轨都是铁的，聚集在车厢表面的正电荷，通过车轮和车轨与大地相连，聚集在车厢表面的正电荷减少，吸附的尘埃也就减少，而汽车的轮胎是绝缘的橡胶，和铁轮的火车相比不容易把电荷导入地下，因而更容易吸附灰尘．故选D．点评：本题考查了摩擦起电的应用，应注意将物理规律与实际相结合．二、填空题（每空1分，共20分）11．（4分）（2011•广州）利用太阳能的方式之一是用太阳电池把太阳能转化成电能；另一种方式是用集热器加热．从改变物体内能的途径来看，太阳能热水器是通过热传递来增加水的内能，一台太阳能热水器储有300kg的水，若水温从20℃升到70℃，这些水吸收了 6.3×107J热量．（水的比热容4.2×103J/（kg•℃））考点：太阳能的转化；热传递改变物体内能；热量的计算；太阳能的利用．专题：计算题．分析：太阳能是新型能源，当今社会使用非常广泛，根据太阳能使用的两种方式并结合热量的计算公式Q=cm△t 可解决此题．解答：解：太阳能电池可以把太阳能转化为电能；太阳能热水器可以把太阳能转化为内能，把太阳的热量收集起来把热量传递给水；水吸收的热量Q=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×300Kg×50℃=6.3×107J；故答案为：太阳，电，热传递，6.3×107．点评：太阳能在生活中的广泛应用有利于我们节约能源，保护环境，此题同时告诉我们，物理来源于生活．12．（2分）（2011•荆门）通电螺线管附近小磁针静止时，N极指向如图所示，则螺线管的A端是S极，电源的D端是正极．考点：通电螺线管的极性和电流方向的判断；磁极间的相互作用；安培定则．专题：压轴题．分析：由小磁针的指向可知电磁铁的极性，由安培定则可得到电流的方向．解答：解：小磁针静止时，N极向右，则电磁铁的B端为N极，A端为S极；由安培定则知，电流由D流入电磁铁，即D端为电源正极．故答案为：S，正．点评：安培定则内容为：用右手握住线圈，四指指向电流方向，大拇指所指的方向为电磁铁N极方向．13．（2分）（2011•齐齐哈尔）灯L1标有“6V 6W”，L2标有“6V 3W”，串联接入电路，两灯都发光时电路中最大电流应为0.5A，L2更亮些．考点：欧姆定律的应用；串联电路的电流规律；电功率的计算；实际功率．专题：计算题．分析：L1和L2串联，已知电压和电功率，可利用公式I=计算出通过它们的电流，再根据串联电路电流的特点判断出电路中的最大电流；要想判断小灯泡的亮度，应比较小灯泡的实际功率，可利用公式R=比较R1和R2的关系，再利用公式P=I2R比较P实1和P实2的关系，从而判断哪一个灯泡更亮．解答：解：∵U1=6V，P1=6W，U2=6V，P2=3W，∴I1===1A，I2===0.5A，又∵L1和L2串联，为了保证每一个灯都发光，∴电路中最大电流应为0.5A；∵U1=U2，P1＞P2，∴由公式R=可知，R1＜R2，又∵I1=I2，∴由公式P=I2R可知，P实1＜P实2，所以L2更亮些．故答案为：0.5，L2．点评：本题考查了利用电功率的公式变形I=和R=计算电流和电阻，本题的难点在第二问，在计算电功率时用到了公式P=I2R，需要注意的是，公式P=I2R和P=在电功率的计算中经常用到．14．（1分）（2007•兰州）有一个标有“2.5V 0.3A”的小电珠，李燕计算它的灯丝电阻是8.3Ω，但用欧姆表（测量电阻的仪表）测得的结果是2.5Ω．关于这差异，最合理的解释是：金属的电阻随温度的改变而改变．考点：影响电阻大小的因素．分析：影响电阻大小的因素有：导体的材料、长度以及横截面积，还有温度．对大多数导体来说，温度越高，电阻越大．解答：解：温度影响导体的电阻，对大多数导体来说，温度越高，电阻越大．因为小灯泡在工作时，钨丝温度升高，电阻变大，所以伏安法测电阻会受温度的影响；而欧姆表是直接测量电阻的仪表，不受其它因素的影响；所以测量的电阻会有差异．故答案为：温度的改变．点评：此题主要考查了温度对导体电阻的影响，对大多数导体来说，温度越高，电阻越大．15．（1分）小刚家有额定功率为40瓦的电灯4盏，60瓦的彩电一台，60瓦的电扇一台，100瓦的电冰箱一台．它们均在220伏的额定电压下工作．若电灯、彩电、电扇以每天工作3小时计，电冰箱以每天工作5小时计，每月用电（每月按30天计）40.2度．考点：电功的计算．专题：计算题．分析：求出电灯、彩电、电扇、的总功率，再有工作时间3h，根据W=Pt求出消耗的电能；再算100瓦的电冰箱工作5小时，消耗的电能，两者之和就是每天消耗的总电能，最后求出一个月消耗的电能．解答：解：电灯、彩电、电扇的总功率：P1=40W×4+60W+60W=280W=0.28kw，电灯、彩电、电扇工作一个月消耗的电能：。

2014年第二十四届全国初中应用物理竞赛复赛试题

2014年第二十四届全国初中应用物理竞赛（巨人杯）复赛试题一、（16 分）请利用现有器材：一块大小合适且质地不一圧均匀的木板，一把量程为2m 的卷尺，一台能够测量人体质量的磅秤（如图1所示）, 砖块若干块。

设讣一个测屋人体重心位置的方案。

要求写出测量步骤和测量结果的表达式。

二、（16 分）小明的妈妈为了方便早餐时喝上豆浆，买了一台全自动豆浆机，如图2甲所示。

图2乙所示为豆浆机的主要结构：中间部位是一个连接着刀头的电动机，用来将原料进行粉碎打浆：电热管负责对液体加热煮沸。

下表是这个豆浆机的主要技术参数。

小明想探究一下豆浆机工作的具体过程以及耗电情况，在某次使用之前，先査看了他家的单相电子电能表，上而注明1600in 】p/kW.h,之后，他关闭英他所有家用电器，将浸泡好的适量黄豆和1000cm 3的清水放入豆浆机的杯体，启动自动控制键，开始用钟表讣时的同时记录电能表上面的发光二极管闪烁的次数，豆浆机按“①加热-② 预打浆-③加热-④打浆一＞ ⑤煮浆-⑥防溢延煮“的程序正常工作直至豆浆机发出声光报警，提示豆浆已做好。

从启动自动控制键至豆浆机发出声光报警，整个过程用时20min,电能表上而的发光二极管闪烁了 320次。

其中①、③、⑤三个过程为电热丝单独不间断工作，而②、④为电机单独间就工作，此过程中电动机累计工作时间为 2min,⑥为电热丝单独间歇工作。

请回答：1. ②、④两个过程中，电动机为什么要间歇工作？2. 在豆浆机工作的20min 内，消耗的电能为多少kW h?3. 在豆浆机工作的20min 内，电热丝和电机都不工作的时间为多少min?型号 ***_***额立电压 220V 额左频率 50Hz 电机功率 180W 加热功率 800W 容量lOOOmL图1三、（16分）下表所示为某品牌的空调器铭牌上的部分参数，英中KFRD 表示该空调为家用分体式1. 如果房间的面积为15m2,髙度为2.6m,问：如果按照表中的数据工作，该空调器至少多长时间才能将室内的空气由10°C 加热升高至20°C?2. 在1中，若室外温度不太低，实际加热时间约为4.0min,则在利用空调器对室内空气加热的过程中，室内空气向外散热的平均功率为多少？空调器总共消耗的电能为多少？3. 该空调器在制冷时的额左输入功率为83OW,而它的制冷量却是23OOW ，比输入功率还要大，这是为什么？四、（16分）机器人小组的同学要制作一个能自己从椅子上站起的机器人，如图3所示。

2014年12月九年级联合考试物理试卷及参考答案

2014年12月九年级联合考试物理试卷（满分：100分；考试时间：90分钟）一、选择题(本大题共20小题，每小题2分，共40分。

每小题只有一个选项是正确的，错选、多选或不选得0分)1．下列现象与物态变化过程相对应的是（） A.灯泡用久了，灯丝会变细————熔化 B.晒在太阳下的湿衣服变干———液化 C.擦在皮肤上的酒精很快变干了———汽化 D.水正在慢慢地结冰———凝华2．一杯充分混合的冰水混合物，放在10℃的房间里,过一段时间后仍有少量的冰，则（）A .冰的温度不变，水的温度升高 B. 冰水温度都升高 C. 冰的温度升高，水的温度不变D. 冰水温度都不变3．炸食物时烧开的油溅到身上往往比烧开的水溅到身上对身体的伤害更严重，其主要原因是（） A ．油的热量比水的热量多B ．油的沸点比水的沸点高的多C ．油的比热容比水的比热容大D ．油的密度小于水的密度4．水具有比热容大的特点，下图所示现象中与此特点无关的是（）5．随着人们生活水平的逐步提高，家用电器的不断增多。

下列关于家庭电路的说法中，正确的是（）A ．灯与控制它的开关是并联的，与插座是串联的B ．使用测电笔时，不能用手接触到笔尾的金属体C ．电路中电流过大的原因之一是使用的电器总功率过大A 、海边的昼夜温差较小B 、空调房间里放盆水可以增加湿度 C 、冬天暖气设备用热水供暖D 、用水冷却汽车发动机D ．增加大功率用电器时，只需换上足够粗的保险丝即可6.如图所示，下列用电器正常工作时额定电流最接近4A 的是( )A.节能灯B. 电视机C. 电风扇D.电饭锅 7．我们应该加强节能意识，下列做法不妥的是（） A ．在日常用电中要随手关灯B ．电视机、空调器在不用时拔下电源插头C ．用太阳能热水器代替家中的电热水器D ．夏天开启空调，并随意调低空调致冷温度8．标有“220V40W ”和“220V 60W ”的两只灯泡L 1 、L 2 串联在220V 的电路中时，两灯均发光，实际消耗的功率分别为P 1和P 2，则（） A. P 1>P 2 B. P 1=P 2 C. P 1<P 2 D. 无法确定9.如右图所示，长度相同、横截面积不同的同种材料的金属棒AB 和BC 连接在一起，将它们接入电路中，则下列说法正确的是( ) A.UAB ＞U BC ，I AB ＞I BC B.U AB ＜U BC ，I AB ＞I BC C.U AB ＜U BC ，I AB =I BC D.U AB ＞U BC ，I AB =I BC10.年我国《交通新法规》称为“史上最严”法规，其中对司乘人员必须系安全带作了严格要求．轿车上设有安全带未系提示系统．当乘客坐在座椅上时，座椅下的开关S 1即闭合，若未系安全带(安全带控制开关S 2断开)仪表盘上的指示灯将亮起；当系上安全带时(安全带控制开关S 2闭合)，指示灯熄灭．如图所示的有关电路设计中最合理的是( )A. B. C. D.11．下列常见电器工作时主要是将电能转化为机械能的是（）12．一天晚上，照明一直．．正常的居民楼突然停电，经检查是配电盒里的总保险丝熔断了。

上海市第14届初中物理竞赛(复赛)试题及解答

上海市第十四届初中物理竞赛复赛试题说明：本试卷共有六大题，答题时刻为120分钟，试卷总分值为150分．一、选择题Ⅰ〔以下每题只有一个选项符合题意，每题4分，共28分〕1．超市里出售的冷冻食物的塑料包装盒通常选用白色的，并在盒子的底部压制出一些几何图案的凹凸槽，这主若是为了〔〕Ａ．既轻便又美观Ｂ．既保温又增强抗形变能力Ｃ．减少食物与包装盒的接触面积Ｄ．避免食物受污染2．在0℃时，将两根长度和质量相等的均匀铜棒和铁棒连接在一路，并将支点放在接头处恰好平稳，如图1所示，当温度升高数百摄氏度时，能观看到的现象是〔〕图1Ａ．仍能维持水平方向平稳Ｂ．左端向上翘起，右端向下降低Ｃ．右端向上翘起，左端向下降低Ｄ．以上三种现象都可能3.两个完全一样的验电器，别离带上不等量的异种电荷，现将它们的金属球用一根绝缘的金属导体接触后分开，那么两验电器的金属箔〔〕Ａ．张角必然都减小，且带上等量异种电荷Ｂ．张角必然都增大，且带上等量异种电荷Ｃ．张角必然是有一个增大，且带上等量同种电荷Ｄ．张角必然是有一个减小，且带上等量同种电荷4．一个五角形的光源垂直照射在一个三角形的小孔上，在小孔后面的光屏上形成的光斑是〔〕Ａ．三角形Ｂ．五角形Ｃ．圆形Ｄ．方形5．Ａ、Ｂ两辆车以一样速度ｖ０同方向作匀速直线运动，Ａ车在前，Ｂ车在后．在两车上有甲、乙两人别离用皮球对准对方，同时以相对自身为2ｖ０的初速度水平射出，如不考虑皮球的竖直下落及空气阻力，那么〔〕Ａ．甲先被击中Ｂ．乙先被击中Ｃ．两人同时被击中Ｄ．皮球可以击中乙而不能击中甲6．如图2所示，静止的传送带上有一木块正在匀速下滑，当传送带突然向下开动时，木块图2滑到底部所需时刻ｔ与传送带始终静止不动所需时刻ｔ０相较是〔〕Ａ．ｔ＝ｔ０Ｂ．ｔ＜ｔ０Ｃ．ｔ＞ｔ０Ｄ．Ａ、Ｂ两种情形都有可能图27．一保温筒内盛有20℃的水，把水蒸汽缓缓地通入筒中．在图3中表示水和水蒸汽混合后一起的温度随时刻转变关系的图线是〔〕图3二、选择题Ⅱ〔以下每题中只有一个选项符合题意，每题5分，共20分〕．8．如图4所示，锥形瓶中盛有0℃的水，现用酒精灯加热，使水温升高到10℃，在这一进程中〔不考虑水的汽化及锥形瓶的热胀冷缩〕，那么水对锥形瓶底的压强转变是〔〕Ａ．不变Ｂ．变大Ｃ．先变小，后变大Ｄ．先变大，后变小图49．在图5所示的电路中，当滑动变阻器Ｒ的滑片Ｐ从Ｂ向Ａ滑动的进程中，电压表Ｖ１、Ｖ２示数的转变量的值别离为ΔＵ１、ΔＵ２，那么它们的大小相比拟应该是〔〕图5Ａ．ΔＵ１＜ΔＵ２Ｂ．ΔＵ１＞ΔＵ２Ｃ．ΔＵ１＝ΔＵ２Ｄ．因为无具体数据，故无法比拟10．在图6所示的电路中，Ａ、Ｂ、Ｃ别离表示电流表或电压表，它们的示数以安或伏为单位．当电键Ｓ闭合后，Ａ、Ｂ、Ｃ三表示数别离为1，2，3时，灯Ｌ１、Ｌ２正好均正常发光．灯Ｌ１、Ｌ２的额定功率之比为3∶1，那么可判定〔〕Ａ．Ａ、Ｂ、Ｃ均为电流表Ｂ．Ａ、Ｂ、Ｃ均为电压表Ｃ．Ｂ为电流表，Ａ、Ｃ为电压表Ｄ．Ｂ为电压表，Ａ、Ｃ为电流表图6图711．如图7所示，Ｌ是电磁铁，在Ｌ正上方用弹簧悬挂一条形磁铁，设电源电压不变，闭合电键Ｓ待电磁铁稳固后，当滑动变阻器Ｒ的滑片Ｐ由上向下缓缓地滑动进程中，弹簧的长度将〔〕Ａ．变长Ｂ．变短Ｃ．先变长后变短Ｄ．先变短后变长三、填空题〔每格4分，共32分〕12．图8所示的简单机械是由固定的斜面和滑轮组成的．假设斜面的长Ｌ与斜面高ｈ的比值为2，整个机械的效率为80％，那么利用该机械将重物沿斜面缓慢拉上的进程中，作使劲Ｆ与重物所受重力Ｇ的比值为．图8图913．如图9所示，粗细均匀的蜡烛长ｌ０，它底部粘有一质量为ｍ的小铁块．现将它直立于水中，它的上端距水面ｈ．若是将蜡烛点燃，假定蜡烛燃烧时油不流下来，且每分钟烧去蜡烛的长为Δｌ，那么从点燃蜡烛时开场计时，经时刻蜡烛熄灭〔设蜡烛的密度为ρ，水的密度为ρ１，铁的密度为ρ２〕．14．如图10所示，线段ＡＢ为一凸面镜成像的物距倒数1／ｕ和像距倒数1／ｖ的对应关系，假设用此凸面镜成像，当物体距透镜0.3米时，物体所成像的性质是____〔需说明像的虚实、大小、正倒立情形〕．图10图1115．如图11所示，将Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５五只阻值不等的电阻并联后接在电源电压为6伏的电路中，假设电阻Ｒ1的阻值为50欧，Ｒ5为10欧，且Ｒ１＞Ｒ２＞Ｒ３＞Ｒ４＞Ｒ５．当电键Ｓ闭合后，可判定电流表的示数范围是____．16．在图12中，ＡＢ、ＣＤ别离表示质量均匀、形状一样的两块长方形木板，它们的重均为Ｇ，长为Ｌ，别离可绕各自的支点Ｏ１、Ｏ２自由转动，且ＡＯ１∶Ｏ１Ｂ＝ＣＯ２∶Ｏ２Ｄ＝2∶1，现将一根每节重为Ｐ，长度超过Ｌ的链条ＭＮ悬挂在两板的Ｂ端和Ｄ端，当两木板的Ｂ、Ｄ两头相距Ｌ／2时，两木板恰好维持水平平稳，那么该链条共有节组成．假设将两木板距离增大为Ｌ时，ＡＢ板将〔填：“绕Ｏ１顺时针转动〞，“仍维持水平平稳〞或“绕Ｏ１逆时针转动〞〕．图12图1317．如图13所示，一根细绳悬挂一个半径为ｒ米、质量为ｍ千克的半球，半球的底面与容器底部周密接触，此容器内液体的密度为ρ千克／米３，高度为Ｈ米，大气压强为ｐ０帕，球体的体积公式是Ｖ＝4πｒ３／3，球面积公式是Ｓ球＝4πｒ２，圆面积公式是Ｓ圆＝πｒ２．那么液体对半球的压力为____．假设要把半球从水中拉起，那么至少要用____的竖直向上的拉力．四、计算题〔共16分〕18．一样人脸宽〔包括两耳〕约18厘米，两眼的光心相距约7厘米，两目光心离头顶和下巴别离为10厘米和13厘米．当平面镜竖直放置时，那么至少要用多大的平面镜〔矩形〕，才能看到自己脸的全数？五、实验题〔共18分〕19．图14是一张上海市地图的示用意．该地图的原始尺寸是27×38ｃｍ２．现有型号为ＷＬ－1000型的物理天平〔最大称量1 000克，感量0.05克〕一架，透明描图纸一张，大小为27×38ｃｍ２质量为8克的白纸假设干张及剪子一把等器材．〔1〕请你设计一个测量上海市实际面积〔图15中阴影局部，不包括崇明、长兴、横沙三岛〕的方式．〔要求测量进程中不损坏原图〕〔2〕假设要求测量值与图示面积之差不大于20平方千米〔地图比例尺1厘米∶600000厘米〕．那么测量进程中，至少要用几张白纸．图14六、说理题〔第20、21题各18分，共36分〕20．表1是上海港客轮运行时刻〔上海——武汉〕表．请依照表1，回答以下问题：表123：50 03：0003：20江阴21：2021：0018805：5006：10南通18：1017：3012812：30上海11：000江汉船名江汉〔1〕依照表1中数据，估算南京——南通段长江的平均流速；〔2〕“江汉〞轮在武汉——上海之间作来回航行，试问该船有无可能在上海至武汉航行途中，通过某一地址的时刻恰好是该船由武汉驶往上海途中通过该地址的时刻〔不考虑日期〕，如有可能，这种情形共有几处？假设以正常航班计算，第一处和最后一处别离在哪些航段？21．某同窗按图15所示的电路图连接电路进展实验．假设图15所示的实验器材中，灯Ｌ１、图15Ｌ２完全一样，且不考虑温度对灯的电阻的阻碍．实验时，该同窗把滑动变阻器Ｒ的滑片Ｐ移到Ａ、Ｂ、Ｃ三个位置，并记下各电表的示数，表2记录是该同窗测得的实验数据．过一段时刻，这位同窗发觉灯Ｌ１、Ｌ２的亮度都发生转变，为了探讨其缘故，于是这位同窗又将滑片Ｐ移到Ａ、Ｂ、Ｃ三个位置周围，测得各电表的示数如表3所示．地滑动进程中，弹簧的长度将〔〕图15表2 第一次实验测得实验数据实验序号Ａ１表示数／安Ａ２表示数／安Ａ３表示数／安Ｖ１表示数／伏Ｖ２表示数／伏123表3 第二次实验测得实验数据实验序号Ａ１表示数／安Ａ２表示数／安Ａ３表示数／安Ｖ１表示数／伏Ｖ２表示数／伏表4 第三次实验测得实验数据依照上述实验数据，回答以下问题：〔1〕依照表2中的实验数据，请通过度析、归纳完成表2中“Ａ２表示数〞下的空格．〔2〕依照表二、表3中的实验数据，请通过比拟，分析，说明实验时灯Ｌ1、Ｌ２亮度的转变及缘故．〔3〕假设该同窗在探讨灯Ｌ1、Ｌ２亮度的转变及缘故时，测得各电表的示数如表4所示，请说明在这种情形下，灯Ｌ1、Ｌ2亮度的转变及缘故．参考答案一、选择题Ⅰ〔每题4分，共28分〕二、选择题Ⅱ〔每题5分，共20分〕三、填空题〔每格4分，共32分〕12．5／16〔0.31〕．13．ρ１ｈ／〔ρ１－ρ〕Δｌ．14．缩小、倒立、实像．15．1.08安＜Ｉ＜2.52安．16．ｎ＝Ｇ／Ｐ，仍保持水平平衡．17．ρπ〔Ｈｒ２－2ｒ３／3〕ｇ牛，ρπ〔Ｈｒ２－2ｒ３／3〕ｇ＋ｐ０πｒ２＋ｍｇ牛．四、计算题〔共16分〕18．先求镜宽〔如图1〕设Ａ１、Ａ２为两耳，Ｂ１、Ｂ２为两眼．因为Ａ１Ｂ１ＭＮ及Ａ２Ｂ２ＭＮ均为平行四边形，即，因此镜宽＝〔18－7〕／2厘米＝5.5厘米．〔8分〕再求镜长〔如图2〕设人脸长，眼在Ｂ处，因为像长＝，因此镜长＝／2＝／2＝〔10＋13〕／2厘米＝115厘米．〔8分〕图1图2五、实验题〔共18分〕19．解：〔1〕①将地图上表示上海市区域〔阴影局部〕描在描图纸上；②用剪子将描图纸所描表示上海市区域面积剪下，然后再按描图纸形状剪下假设干张白纸；③利用天平称出表示上海市区域面积白纸的质量；④利用地图比例尺，求出上海市区域的实际面积．〔8分〕〔2〕设称得表示上海市区域面积的白纸张质量为ｍ．白纸每平方厘米的质量为ρ，地图比例尺为ｎ，那么计算上海市区域的实际面积公式为Ｓ＝ｎ２ｍ／ρ．〔4分〕依照上式计算可知．20平方千米的实际面积对应白纸的面积约为0.56平方厘米，0.56平方厘米白纸的质量为4.36×10－３克．因此至少需要白纸的张数Ｎ＝5×10－２克4.37×10－３≈1144张，〔6分〕即至少需要白纸12张．六、说理题〔每题18分，共36分〕20．解：〔1〕设该船上行、下行时的速度〔对水的平均速度〕一样且为ｖ．南京—南通段长江水的平均流速为ｖ′，那么有，而ｓ＝264千米，ｔ1＝125小时，ｔ2＝95小时，所以ｖ′≈33千米／小时．〔9分〕〔2〕五处〔3分〕．第一处：上海—南通段〔3分〕，最后一处：黄石—鄂州段〔3分〕．21．解：〔1〕0.60安，0.50安，0.40安．〔6分〕〔2〕从表3可知：Ａ1表与Ａ2表示数一样，因此灯Ｌ1、Ｌ2亮度转变的缘故是：电路中电阻Ｒ1发生断路故障．对照表2与表3中，位置Ａ〔或Ｂ或Ｃ〕的Ｖ1表与Ｖ2表的示数可知，灯Ｌ1变亮〔ＵＬ1＝3.60伏→ＵＬ1′＝4.00伏〕，灯Ｌ2变暗〔ＵＬ2＝1.20伏→ＵＬ2′＝0.80伏〕．〔6分〕〔3〕从表4可知：Ａ1表与Ａ2表、Ｖ1表与Ｖ2表示数一样，因此灯Ｌ1、Ｌ2亮度转变的缘故是：电路中灯Ｌ1发生短路故障．对照表2与表4中，位置Ａ〔或B或Ｃ〕的Ｖ1表与Ｖ2表的示数可知，灯Ｌ1熄灭〔ＵＬ1＝3.60伏→ＵＬ1＝0〕，灯Ｌ2变亮〔ＵＬ2＝1.20伏→ＵＬ2＝240伏〕．〔6分〕。

第31届全国中学生物理竞赛复赛试卷

第31届全国中学生物理竞赛复赛理论考试试题2014年9月20日一、（12分）振动的液滴2013年6月20日，“神舟十号”女航天员王亚平在“天宫一号”目标飞行器里成功进行了我国首次太空授课. 授课中的一个实验展示了失重状态下液滴的表面张力引起的效应. 视频中可发现漂浮的液滴处于周期性的“脉动”中（平时在地球表面附近，重力的存在会导致液滴下降太快，以至于很难观察到液滴的这种“脉动”现象）.假设液滴处于完全失重状态，液滴的上述“脉动”可视为液滴形状的周期性的微小变化（振动），如图所示.（1）该液滴处于平衡状态时的形状是__________；（2）决定该液滴振动频率f的主要物理量是____________________________________；（3）按后面括号中提示的方法导出液滴振动频率与上述物理量的关系式.（提示：例如，若认为a, b,c是决定该液滴振动频率的相互独立的主要物理量，可将液滴振动频率f与a,b,c的关系式表示为f∝aαbβcγ，其中指数α、β、γ是相应的待定常数.）二、(16分) 测量理想气体的摩尔热容比γ一种测量理想气体的摩尔热容比γ=Cp/CV 的方法（Clement-Desormes 方法）如图所示：大瓶G 内装满某种理想气体，瓶盖上通有一个灌气（放气）开关H ，另接出一根U 形管作为压强计M ．瓶内外的压强差通过U 形管右、左两管液面的高度差来确定. 初始时，瓶内外的温度相等，瓶内气体的压强比外面的大气压强稍高，记录此时U 形管液面的高度差h i ．然后打开H ，放出少量气体，当瓶内外压强相等时，即刻关闭H. 等待瓶内外温度又相等时，记录此时U 形管液面的高度差h f ．试由这两次记录的实验数据h i 和h f ，导出瓶内气体的摩尔热容比γ的表达式．（提示：放气过程时间很短，可视为无热量交换；且U 形管很细，可忽略由高差变化引起的瓶内气体在状态变化前后的体积变化）如图所示，一质量为m、底边AB长为b、等腰边长为a、质量均匀分布的等腰三角形平板，可绕过光滑铰链支点A和B的水平轴x自由转动；图中原点O位于AB的中点，y轴垂直于板面斜向上，z 轴在板面上从原点O指向三角形顶点C. 今在平板上任一给定点M0(x0,0,z0)加一垂直于板面的拉力Q.（1）若平衡时平板与竖直方向成的角度为φ，求拉力Q以及铰链支点对三角形板的作用力N A和N B；（2）若在三角形平板上缓慢改变拉力Q的作用点M的位置，使平衡时平板与竖直方向成的角度仍保持为φ，则改变的作用点M形成的轨迹满足什么条件时，可使铰链支点A或B对板作用力的垂直平板的分量在M变动中保持不变？如图所示，半径为R、质量为m0的光滑均匀圆环，套在光滑竖直细轴OO’上，可沿OO’轴滑动或绕OO’轴旋转．圆环上串着两个质量均为m的小球. 开始时让圆环以某一角速度绕OO’轴转动，两小球自圆环顶端同时从静止开始释放．（1）设开始时圆环绕OO’轴转动的角速度为ω0，在两小球从环顶下滑过程中，应满足什么条件，圆环才有可能沿OO’轴上滑？（2）若小球下滑至θ=300（θ是过小球的圆环半径与OO’轴的夹角）时，圆环就开始沿OO’轴上滑，求开始时圆环绕OO?轴转动的角速度ω0、在θ=300时圆环绕OO’轴转动的角速度ω和小球相对于圆环滑动的速率v.五、（20分）透镜成像如图所示，现有一圆盘状发光体，其半径为5cm，放置在一焦距为10cm、半径为15cm的凸透镜前，圆盘与凸透镜的距离为20cm，透镜后放置一半径大小可调的圆形光阑和一个接收圆盘像的光屏．图中所有光学元件相对于光轴对称放置．请在几何光学近轴范围内考虑下列问题，并忽略像差和衍射效应．（1）未放置圆形光阑时, 给出圆盘像的位置、大小、形状；（2）若将圆形光阑放置于凸透镜后方6cm处.当圆形光阑的半径逐渐减小时，圆盘的像会有什么变化？是否存在某一光阑半径r a，会使得此时圆盘像的半径变为（1）中圆盘像的半径的一半？若存在，请给出r a的数值.（3）若将圆形光阑移至凸透镜后方18cm处，回答（2）中的问题；（4）圆形光阑放置在哪些位置时，圆盘像的大小将与圆形光阑的半径有关？（5）若将图中的圆形光阑移至凸透镜前方6cm处，回答（2）中的问题.六、（22分）如图所示，一电容器由固定在共同导电底座上的N+1片对顶双扇形薄金属板和固定在可旋转的导电对称轴上的N 片对顶双扇形薄金属板组成，所有顶点共轴，轴线与所有板面垂直，两组板面各自在垂直于轴线的平面上的投影重合，板面扇形半径均为R ，圆心角均为θ0（02θπ≤<π）;固定金属板和旋转的金属板相间排列，两相邻金属板之间距离均为s ．此电容器的电容C 值与可旋转金属板的转角θ有关．已知静电力常量为k ．（1）开始时两组金属板在垂直于轴线的平面上的投影重合，忽略边缘效应，求可旋转金属板的转角为θ（00θθθ≤≤-）时电容器的电容C(θ)；（2）当电容器电容接近最大时，与电动势为E 的电源接通充电（充电过程中保持可旋转金属板的转角不变），稳定后断开电源，求此时电容器极板所带电荷量和驱动可旋转金属板的力矩；（3）假设θ0=2π，考虑边缘效应后，第（1）问中的C(θ)可视为在其最大值和最小值之间光滑变化的函数C(θ)= 21(Cmax+Cmin)+ 21(Cmax-Cmin)cos θ,式中，Cmax 可由第（1）问的结果估算，而Cmin 是因边缘效应计入的，它与Cmax 的比值λ是已知的．若转轴以角速度ωm 匀速转动，且θ=ωm t ，在极板间加一交流电压V=V0cos ωt ．试计算电容器在交流电压作用下能量在一个变化周期内的平均值，并给出该平均值取最大值时所对应的ωm ．七、（26分）Z-箍缩作为惯性约束核聚变的一种可能方式，近年来受到特别重视，其原理如图所示．图中，长20 mm、直径为5μm的钨丝组成的两个共轴的圆柱面阵列，瞬间通以超强电流，钨丝阵列在安培力的作用下以极大的加速度向内运动, 即所谓自箍缩效应；钨丝的巨大动量转移到处于阵列中心的直径为毫米量级的氘氚靶球上，可以使靶球压缩后达到高温高密度状态，实现核聚变．设内圈有N根钨丝（可视为长直导线）均匀地分布在半径为r的圆周上，通有总电流I内=2×107A；外圈有M根钨丝，均匀地分布在半径为R的圆周上，每根钨丝所通过的电流同内圈钨丝．已知通有电流i的长直导线在距其r处产生的磁感应强度大i，式中比例常量km2×107N/A2．小为kmr（1）若不考虑外圈钨丝，计算内圈某一根通电钨丝中间长为?L的一小段钨丝所受到的安培力；（2）若不考虑外圈钨丝，内圈钨丝阵列熔化后形成了圆柱面，且箍缩为半径r=0.25cm的圆柱面时，求柱面上单位面积所受到的安培力，这相当于多少个大气压？（3）证明沿柱轴方向通有均匀电流的长圆柱面，圆柱面内磁场为零，即通有均匀电流外圈钨丝的存在不改变前述两小题的结果；I内内，若R要（4）当N＞＞1时, 则通有均匀电流的内圈钨丝在外圈钨丝处的磁感应强度大小为kmr求外圈钨丝柱面每单位面积所受到的安培力大于内圈钨丝柱面每单位面积所受到的安培力，求外圈钨丝圆柱面的半径R应满足的条件；（5）由安培环路定理可得沿柱轴方向通有均匀电流的长圆柱面外的磁场等于该圆柱面上所有电流移至圆柱轴后产生的磁场，请用其他方法证明此结论.（计算中可不考虑图中支架的影响）八、（20分）天文观测表明，远处的星系均离我们而去．著名的哈勃定律指出，星系离开我们的速度大小v=H D，其中D为星系与我们之间的距离，该距离通常以百万秒差距（Mpc）为单位；H为哈勃常数，最新的测量结果为H=67.80km/(s·Mpc)．当星系离开我们远去时，它发出的光谱线的波长会变长（称为红移）．红移量z被定义为z=λλλ-'，其中λ'是我们观测到的星系中某恒星发出的谱线的波长，而λ是实验室中测得的同种原子发出的相应的谱线的波长，该红移可用多普勒效应解释．绝大部分星系的红移量z远小于1，即星系退行的速度远小于光速．在一次天文观测中发现从天鹰座的一个星系中射来的氢原子光谱中有两条谱线，它们的频率υ'分别为4.549×1014Hz和6.141×1014Hz．由于这两条谱线处于可见光频率区间，可假设它们属于氢原子的巴尔末系，即为由n > 2的能级向k=2的能级跃迁而产生的光谱．（已知氢原子的基态能量E0=13.60 eV，真空中光速c=2.998×108m/s，普朗克常量h=6.626×10-34J/s，电子电荷量e=1.602×10-19 C）（1）该星系发出的光谱线对应于实验室中测出的氢原子的哪两条谱线？它们在实验室中的波长分别是多少？百度传课：物理竞赛&自主招生与奥赛全程对接物理视频教程。

2014年下学期九年级物理竞赛试题

2014年下学期九年级物理竞赛试题一、选择题（每小题给出的选项中只有一项符合题意，请将正确选项的序号填入答案栏内，每小题3分，共36分）3．如图所示实验或事例，属于内能转化为机械能的是A B C D9．从欧姆定律可以导出公式R=，下列说法正确的是于一个开关），车厢中指示牌内的指示灯才会发光提示旅客“洗手间有人”．下列所示电路图．．11．如下左图所示的电路中，移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数从6V变为5V，电流表的示数变化了0.2A，则该定值电阻所消耗功率的变化量为A、0.2WB、1.0WC、1.2WD、2.2W．有n个完全相同的灯泡，并联后与R1串连接入电路中，如图（1）所示，串联后再与R2串连接入电路，如图（2）所示，若电路两端的电压均为U，分别调节R1和R2使所有灯都能正常发光，那么电路（1）（包括R1）和电路（2）（包括R2）所消耗的总功率之比A 、n2：1B 、n：1C 、1：1D 、n1/2：1二．填空题（每小题2分，共20分）13．改变物体内能的方式有热传递和_________．14．已知焦炭的热值为3.0×107J/kg，则完全燃烧500g焦炭释放的热量为_________J．15．与丝绸摩擦的玻璃棒分别靠近悬挂的轻质带电小球B和C，发现B被排斥，C被吸引，则带正电16．用电水壶烧水时，如果将壶内20℃的水的温度升高60℃，水吸收的热量是5.04×105J，那么壶内水的质量是kg．17．示教板上面安装两个完全相同的小灯泡，都能发光．不看示教板背面电路连接情况，当拧掉其中一个小灯泡时，发现另一小个灯泡仍然发光，则说明它们的连接方式是_________联．（选填“串”或“并”）18．阻值为5Ω的电阻加3V的电压，1min内产生的热量为_________J．19．一个标有“3V 3W”字样的小灯泡正常工作时，电阻为_________Ω．20．小明同学11月底拍了自家电能表的一张照片，如图所示，已知11月份小明同学家用了81度电，由此可知10月底时电能表的示数为 _________ kW •h ．21．小明用上右图所示的电路来探究串联电路的电压关系．已知电源电压为6V ，当开关S 闭合后，发现两灯均不亮．他用电压表分别测a 、c 和a 、b 两点间的电压，发现两次电压表示数均为6V ，由此判定灯（选填“L 1”或“L 2”）开路。

上海市第14届初中物理竞赛(复赛)试题及解答

上海市第十四届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4分，共28分）1．超市里出售的冷冻食品的塑料包装盒通常选用白色的，并在盒子的底部压制出一些几何图案的凹凸槽，这主要是为了（）Ａ．既轻便又美观Ｂ．既保温又增强抗形变能力Ｃ．减少食品与包装盒的接触面积Ｄ．避免食品受污染2．在0℃时，将两根长度和质量相等的均匀铜棒和铁棒连接在一起，并将支点放在接头处刚好平衡，如图1所示，当温度升高数百摄氏度时，能观察到的现象是（）图1Ａ．仍能保持水平方向平衡Ｂ．左端向上翘起，右端向下降低Ｃ．右端向上翘起，左端向下降低Ｄ．以上三种现象均可能3.两个完全相同的验电器，分别带上不等量的异种电荷，现将它们的金属球用一根绝缘的金属导体接触后分开，则两验电器的金属箔（）Ａ．张角一定都减小，且带上等量异种电荷Ｂ．张角一定都增大，且带上等量异种电荷Ｃ．张角一定是有一个增大，且带上等量同种电荷Ｄ．张角一定是有一个减小，且带上等量同种电荷4．一个五角形的光源垂直照射在一个三角形的小孔上，在小孔后面的光屏上形成的光斑是（）Ａ．三角形Ｂ．五角形Ｃ．圆形Ｄ．方形5．Ａ、Ｂ两辆车以相同速度ｖ０同方向作匀速直线运动，Ａ车在前，Ｂ车在后．在两车上有甲、乙两人分别用皮球瞄准对方，同时以相对自身为2ｖ０的初速度水平射出，如不考虑皮球的竖直下落及空气阻力，则（）Ａ．甲先被击中Ｂ．乙先被击中Ｃ．两人同时被击中Ｄ．皮球可以击中乙而不能击中甲6．如图2所示，静止的传送带上有一木块正在匀速下滑，当传送带突然向下开动时，木块图2滑到底部所需时间ｔ与传送带始终静止不动所需时间ｔ０相比是（）Ａ．ｔ＝ｔ０Ｂ．ｔ＜ｔ０Ｃ．ｔ＞ｔ０Ｄ．Ａ、Ｂ两种情况都有可能图27．一保温筒内盛有20℃的水，把水蒸汽缓缓地通入筒中．在图3中表示水和水蒸汽混合后共同的温度随时间变化关系的图线是（）图3二、选择题Ⅱ（以下每小题中只有一个选项符合题意，每小题5分，共20分）．8．如图4所示，锥形瓶中盛有0℃的水，现用酒精灯加热，使水温升高到10℃，在这一过程中（不考虑水的汽化及锥形瓶的热胀冷缩），则水对锥形瓶底的压强变化是（）Ａ．不变Ｂ．变大Ｃ．先变小，后变大Ｄ．先变大，后变小图49．在图5所示的电路中，当滑动变阻器Ｒ的滑片Ｐ从Ｂ向Ａ滑动的过程中，电压表Ｖ１、Ｖ２示数的变化量的值分别为ΔＵ１、ΔＵ２，则它们的大小相比较应该是（）图5Ａ．ΔＵ１＜ΔＵ２Ｂ．ΔＵ１＞ΔＵ２Ｃ．ΔＵ１＝ΔＵ２Ｄ．因为无具体数据，故无法比较10．在图6所示的电路中，Ａ、Ｂ、Ｃ分别表示电流表或电压表，它们的示数以安或伏为单位．当电键Ｓ闭合后，Ａ、Ｂ、Ｃ三表示数分别为1，2，3时，灯Ｌ１、Ｌ２正好均正常发光．已知灯Ｌ１、Ｌ２的额定功率之比为3∶1，则可判断（）Ａ．Ａ、Ｂ、Ｃ均为电流表Ｂ．Ａ、Ｂ、Ｃ均为电压表Ｃ．Ｂ为电流表，Ａ、Ｃ为电压表Ｄ．Ｂ为电压表，Ａ、Ｃ为电流表图6图711．如图7所示，Ｌ是电磁铁，在Ｌ正上方用弹簧悬挂一条形磁铁，设电源电压不变，闭合电键Ｓ待电磁铁稳定后，当滑动变阻器Ｒ的滑片Ｐ由上向下缓缓地滑动过程中，弹簧的长度将（）Ａ．变长Ｂ．变短Ｃ．先变长后变短Ｄ．先变短后变长三、填空题（每格4分，共32分）12．图8所示的简单机械是由固定的斜面和滑轮组成的．若斜面的长Ｌ与斜面高ｈ的比值为2，整个机械的效率为80％，则使用该机械将重物沿斜面缓慢拉上的过程中，作用力Ｆ与重物所受重力Ｇ的比值为．图8图913．如图9所示，粗细均匀的蜡烛长ｌ０，它底部粘有一质量为ｍ的小铁块．现将它直立于水中，它的上端距水面ｈ．如果将蜡烛点燃，假定蜡烛燃烧时油不流下来，且每分钟烧去蜡烛的长为Δｌ，则从点燃蜡烛时开始计时，经时间蜡烛熄灭（设蜡烛的密度为ρ，水的密度为ρ１，铁的密度为ρ２）．14．如图10所示，线段ＡＢ为一凸透镜成像的物距倒数1／ｕ和像距倒数1／ｖ的对应关系，若用此凸透镜成像，当物体距透镜0.3米时，物体所成像的性质是____（需说明像的虚实、大小、正倒立情况）．图10图1115．如图11所示，将Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５五只阻值不等的电阻并联后接在电源电压为6伏的电路中，若电阻Ｒ1的阻值为50欧，Ｒ5为10欧，且Ｒ１＞Ｒ２＞Ｒ３＞Ｒ４＞Ｒ５．当电键Ｓ闭合后，可判断电流表的示数范围是____．16．在图12中，ＡＢ、ＣＤ分别表示质量均匀、形状相同的两块长方形木板，它们的重均为Ｇ，长为Ｌ，分别可绕各自的支点Ｏ１、Ｏ２自由转动，且ＡＯ１∶Ｏ１Ｂ＝ＣＯ２∶Ｏ２Ｄ＝2∶1，现将一根每节重为Ｐ，长度超过Ｌ的链条ＭＮ悬挂在两板的Ｂ端和Ｄ端，当两木板的Ｂ、Ｄ两端相距Ｌ／2时，两木板恰好保持水平平衡，则该链条共有节组成．若将两木板距离增大为Ｌ时，ＡＢ板将（填：“绕Ｏ１顺时针转动”，“仍保持水平平衡”或“绕Ｏ１逆时针转动”）．图12图1317．如图13所示，一根细绳悬挂一个半径为ｒ米、质量为ｍ千克的半球，半球的底面与容器底部紧密接触，此容器内液体的密度为ρ千克／米３，高度为Ｈ米，大气压强为ｐ０帕，已知球体的体积公式是Ｖ＝4πｒ３／3，球面积公式是Ｓ球＝4πｒ２，圆面积公式是Ｓ圆＝πｒ２．则液体对半球的压力为____．若要把半球从水中拉起，则至少要用____的竖直向上的拉力．四、计算题（共16分）18．一般人脸宽（包括两耳）约18厘米，两眼的光心相距约7厘米，两眼光心离头顶和下巴分别为10厘米和13厘米．当平面镜竖直放置时，则至少要用多大的平面镜（矩形），才能看到自己脸的全部？五、实验题（共18分）19．图14是一张上海市地图的示意图．该地图的原始尺寸是27×38ｃｍ２．现有型号为ＷＬ－1000型的物理天平（最大称量1 000克，感量0.05克）一架，透明描图纸一张，大小为27×38ｃｍ２质量为8克的白纸若干张及剪刀一把等器材．（1）请你设计一个测量上海市实际面积（图15中阴影部分，不包含崇明、长兴、横沙三岛）的方法．（要求测量过程中不损坏原图）（2）若要求测量值与图示面积之差不大于20平方公里（地图比例尺1厘米∶600000厘米）．则测量过程中，至少要用几张白纸．图14六、说理题（第20、21题各18分，共36分）20．表1是上海港客轮运行时刻（上海——武汉）表．请根据表1，回答下列问题：表1上海开往汉口自起汉申航线申汉上公海里港名11：00 武汉21：30 1125 14：3014：50鄂州102516：10 16：40 黄石14：3014：2098219：30 20：00 武穴10：3010：2090622：00 22：30 九江07：4007：2085605：00 05：30 安庆23：5023：40692 池州63210：10 10：40 铜陵18：0017：4059614：20 14：50 芜湖13：5012：30488 马鞍山44018：40 19：30 南京07：3007：0039222：0022：20镇江305 23：4023：50泰州24703：00 03：20 江阴21：2021：0018805：50 06：10 南通18：1017：3012812：30 上海11：00 0江汉船名江汉（1）根据表1中数据，估算南京——南通段长江的平均流速；（2）“江汉”轮在武汉——上海之间作往返航行，试问该船有无可能在上海至武汉航行途中，经过某一地点的时刻恰好是该船由武汉驶往上海途中经过该地点的时刻（不考虑日期），如有可能，这种情况共有几处？若以正常航班计算，第一处和最后一处分别在哪些航段？21．某同学按图15所示的电路图连接电路进行实验．若图15所示的实验器材中，灯Ｌ１、图15Ｌ２完全相同，且不考虑温度对灯的电阻的影响．实验时，该同学把滑动变阻器Ｒ的滑片Ｐ移到Ａ、Ｂ、Ｃ三个位置，并记下各电表的示数，表2记录是该同学测得的实验数据．过一段时间，这位同学发现灯Ｌ１、Ｌ２的亮度都发生变化，为了探究其原因，于是这位同学又将滑片Ｐ移到Ａ、Ｂ、Ｃ三个位置附近，测得各电表的示数如表3所示．地滑动过程中，弹簧的长度将（）图15表2 第一次实验测得实验数据实验序号Ａ１表示数／安Ａ２表示数／安Ａ３表示数／安Ｖ１表示数／伏Ｖ２表示数／伏1 0.36 0.48 4.80 1.202 0.30 0.40 4.00 1.003 0.24 0.32 3.20 0.80 表3 第二次实验测得实验数据实验序号Ａ１表示数／安Ａ２表示数／安Ａ３表示数／安Ｖ１表示数／伏Ｖ２表示数／伏4 0.40 0.40 0.32 4.80 0.805 0.38 0.38 0.30 4.56 0.766 0.30 0.30 0.24 3.60 0.60 表4 第三次实验测得实验数据实验序号Ａ１表示数／安Ａ２表示数／安Ａ３表示数／安Ｖ１表示数／伏Ｖ２表示数／伏7 1.20 1.20 0.96 2.40 2.408 1.00 1.00 0.80 2.00 2.009 0.75 0.75 0.60 1.50 1.50根据上述实验数据，回答下列问题：（1）根据表2中的实验数据，请通过分析、归纳完成表2中“Ａ２表示数”下的空格．（2）根据表2、表3中的实验数据，请通过比较，分析，说明实验时灯Ｌ1、Ｌ２亮度的变化及原因．（3）若该同学在探究灯Ｌ1、Ｌ２亮度的变化及原因时，测得各电表的示数如表4所示，请说明在这种情况下，灯Ｌ1、Ｌ2亮度的变化及原因．参考答案一、选择题Ⅰ（每小题4分，共28分）题号 1 2 3 4 5 6 7答案ＢＣＤＢＣＤＤ二、选择题Ⅱ（每小题5分，共20分）题号8 9 10 11答案ＣＢＤＣ三、填空题（每格4分，共32分）12．5／16（0.31）．13．ρ１ｈ／（ρ１－ρ）Δｌ．14．缩小、倒立、实像．15．1.08安＜Ｉ＜2.52安．16．ｎ＝Ｇ／Ｐ，仍保持水平平衡．17．ρπ（Ｈｒ２－2ｒ３／3）ｇ牛，ρπ（Ｈｒ２－2ｒ３／3）ｇ＋ｐ０πｒ２＋ｍｇ牛．四、计算题（共16分）18．先求镜宽（如图1）设Ａ１、Ａ２为两耳，Ｂ１、Ｂ２为两眼．因为Ａ１Ｂ１ＭＮ及Ａ２Ｂ２ＭＮ均为平行四边形，即，所以镜宽＝（18－7）／2厘米＝5.5厘米．（8分）再求镜长（如图2）设人脸长，眼在Ｂ处，因为像长＝，所以镜长＝／2＝／2＝（10＋13）／2厘米＝115厘米．（8分）图1图2五、实验题（共18分）19．解：（1）①将地图上表示上海市区域（阴影部分）描在描图纸上；②用剪刀将描图纸所描表示上海市区域面积剪下，然后再按描图纸形状剪下若干张白纸；③利用天平称出表示上海市区域面积白纸的质量；④利用地图比例尺，求出上海市区域的实际面积．（8分）（2）设称得表示上海市区域面积的白纸张质量为ｍ．白纸每平方厘米的质量为ρ，地图比例尺为ｎ，则计算上海市区域的实际面积公式为Ｓ＝ｎ２ｍ／ρ．（4分）根据上式计算可知．20平方公里的实际面积对应白纸的面积约为0.56平方厘米，0.56平方厘米白纸的质量为4.36×10－３克．所以至少需要白纸的张数Ｎ＝5×10－２克4.37×10－３≈1144张，（6分）即至少需要白纸12张．六、说理题（每题18分，共36分）20．解：（1）设该船上行、下行时的速度（对水的平均速度）相同且为ｖ．南京—南通段长江水的平均流速为ｖ′，则有，而ｓ＝264千米，ｔ1＝125小时，ｔ2＝95小时，所以ｖ′≈33千米／小时．（9分）（2）五处（3分）．第一处：上海—南通段（3分），最后一处：黄石—鄂州段（3分）．21．解：（1）0.60安，0.50安，0.40安．（6分）（2）从表3可知：Ａ1表与Ａ2表示数相同，因此灯Ｌ1、Ｌ2亮度变化的原因是：电路中电阻Ｒ1发生断路故障．对照表2与表3中，位置Ａ（或Ｂ或Ｃ）的Ｖ1表与Ｖ2表的示数可知，灯Ｌ1变亮（ＵＬ1＝3.60伏→ＵＬ1′＝4.00伏），灯Ｌ2变暗（ＵＬ2＝1.20伏→ＵＬ2′＝0.80伏）．（6分）（3）从表4可知：Ａ1表与Ａ2表、Ｖ1表与Ｖ2表示数相同，因此灯Ｌ1、Ｌ2亮度变化的原因是：电路中灯Ｌ1发生短路故障．对照表2与表4中，位置Ａ（或B或Ｃ）的Ｖ1表与Ｖ2表的示数可知，灯Ｌ1熄灭（ＵＬ1＝3.60伏→ＵＬ1＝0），灯Ｌ2变亮（ＵＬ2＝1.20伏→ＵＬ2＝240伏）．（6分）。

九年级物理竞赛复赛试卷(word 档含答案)

14．为了测定某种合金材料制成的球形工件的比热容，可以先将工件均匀加热到不同温度，然后将其置于0℃的大冰块上，分别测出工件陷入冰中的深度h(h>r)，如图所示，已知：当工件初始温度分别为t1=75℃和t2=100℃时，对应工件陷入冰中的深度分别为h1=13.6cmh2=16.7cm，球的体积公式：工件的
（2）若Rx＞＞R，则电热毯两端电压Ux远大于变阻器R两端电压UR，即Ux≈U．因此会发生无论如何调整滑片的位置，电热毯两端电压几乎不变的现象．可见，不论怎样调整滑动变阻器触头P的位置，电压表的示数几乎不发生变化，是由于电热毯的电阻远大于变阻器总电阻的原因。…………3分
（3）在不改变实验器材的情况下，可以将电路连接成如图的电路。即在原电路图所示的电路中，从滑动变阻器的b端向电源负极连接一根导线bc。这样，当P在a端时，Ux=6V；P在b端时电热毯被导线bc短路，Ux=0。从而实现了电热毯上的电压值由0V到6V的大范围变化。…………5分（分析3分，连接电路2分）
10．当摄影师用一台镜头焦距固定的照相机给全班同学照完毕业像后，接着又要给小明同学照半身像，这时摄影师应该（填“增大”或“减小”）照相机镜头和小明同学的距离，同时（填“增大”或“减小”）镜头到底片的距离。
11．将质量为mo的一小杯热水倒入盛有质量为m的冷水的保温容器中使得冷水的温度升高了3℃，然后又向保温容器中倒入一小杯同质量同温度的热水，水温又上升了2.8℃。不计热量的损失，则mo：m=，热水和冷水的温度差为。
P=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800pa…………2分
（2)正方体物块的底面积：
s1=10cm×10cm=100cm2…………1分
排开水的体积
V排1=-s1h1=100cm2×8cm=800cm3=8x10-4m3…………1分

全国初中物理竞赛2014试题与答案

2014年第二十四届初中应用物理竞赛（巨人杯）试题一、本题共10小题，每小题2分，共20分。

以下各小题给出的四个选项中只有一个是正确的，把正确选项前面的字母填在题后的括号内。

1.汽车的观后镜是用来观察车后路面情况的装置，一般为凸面镜。

正常情况下，坐在驾驶员位置的人通过左侧观后镜应该看见如图1甲所示的效果。

在某次准备驾车外出前，坐在驾驶员位置的王师傅发现，从左侧观后镜中看到的是如图1乙所示的情景。

为确保行驶安全，左侧观后镜的镜面应适当完成图2中的哪种操作（）2.“元旦文艺会演”时，物理老师和电工师傅合作给同学们表演了一个“不怕电”的节目(注意：因该节目有危险，同学们切勿模仿)。

首先电工师傅将两根导线的接头A、B分别连接到一标有“PZ220 100”的灯泡（如图3甲所示）的接线柱C、D上，闭合开关，灯泡正常发光。

随后，电工师傅断开开关取下灯泡，物理老师站到干燥的木凳上，左、手两手分别抓住两导线接头A、B（如图3乙所示），此时电工师傅闭合开关，用测电笔分别测试导线接头A、B及物理老师的皮肤，发现测电笔的氖管均发光，而在这一过程中，物理老师依然谈笑自如。

对以上现象的解释，你认为下列说法中正确的是（）A．物理老师有“特异功能”，确实不怕电B．物理老师的双手戴着绝缘手套C．在人、灯替换的过程中，电源的零线被断开了D．在人、灯替换的过程中，电源的火线被断开了3.图4甲为一把手工的锯条，图4乙为正对着锯齿看的效果，发现它的锯齿都“东倒西歪”的侧向两侧，而不在一个平面上。

其原因是（）A．将锯齿做成这样的形状后，容易将锯齿打磨得更锋利B．将锯齿做成这样的形状后，锯条承受撞击能力更强C．锯条用得太久，锯齿被撞歪了D．将锯齿做成这样的形状后，可以使锯口加宽，减小被锯物体对锯条的摩擦力4．“嫦娥三号”探测器在月球表面降落时，没有使用降落伞，是因为（）A．月球表面非常松软，不需要使用降落伞减速B．距离月球表面太近，用降落伞来不及减速C．月球表面附近没有大气，降落伞无法起到减速的作用D．“嫦娥三号”质量太大，不易制作足够大的降落伞5．汽车发动机在工作过程中需要冷却。