全国物理竞赛选1.docx
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全国物理竞赛选1.docx
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全国物理竞赛选1
2001~2002年全国物理竞赛选1
2001~2002年全国物理竞赛选1
一.选择题(共10小题)
1.下列用电器正常工作时,电流最接近200mA的是( )
A.
学生用计算器
B.
手电筒
C.
家用空调器
D.
电饭锅
2.小明的写字台上有一盏台灯.晚上在灯前学习的时候,铺在台面上的玻璃“发出”刺眼的亮光,影响阅读.在下面的解决方法中,最简单、效果最好的是( )
A.
把台灯换为吊灯
B.
把台灯放到正前方
C.
把台灯移到左臂外侧
D.
把台灯移到右臂外侧
3.(2006•山西)如图,纸筒A的一端蒙了一层半透明纸,纸筒B的一端嵌了一个凸透镜,两纸筒套在一起组成了一个模型照相机.为了在A端得到清晰的像,要调整A、B间的距离,这时( )
A.
眼睛应对着B端向筒内观察,看看像是否清楚
B.
如果看近处的景物时像很清楚,再看远处的景物时就应该把B向外拉,增加A、B间的距离
C.
应把A端朝着明亮的室外,B筒朝着较暗的室内,否则看不清楚
D.
应把B端朝着明亮的室外,A筒朝着较暗的室内,否则看不清楚
4.小光在听讲座时,想把银幕上用投影仪投影的彩色幻灯片图象用照相机拍摄下来,由于会场比较暗,他使用了闪光灯,这样拍出来的照片( )
A.
反而看不清投影到银幕上的图象,倒是把银幕上的一些污渍拍出来了
B.
色彩鲜艳,比不用闪光灯清楚多了
C.
色彩被“闪”掉了,拍到的仅有黑色的字和线条
D.
与不用闪光灯时效果一样,因为拍摄的是银幕上的像,而不是实际的景物
5.在不传热的容器内装有0℃的水.如果用抽气机迅速抽去容器内水面上方的气体,则( )
A.
水开始结冰
B.
水不断蒸发,直到干涸
C.
水仍维持原状,没有变化
D.
水温略有升高
6.一把钢尺在10℃的环境下测得一根铜棒长0.3米,则在30℃的环境下测得该铜棒的长度( )
A.
比0.3米长
B.
比0.3米短
C.
仍是0.3米
D.
无法判断
7.把如图所示宽边带有缺口的均匀圆环,放在火上均匀加热,结果是( )
A.
缺口角度α变大
B.
缺口角度α变小
C.
缺口角的两条边发生弯曲,不再成一个角
D.
缺口角度α不变
8.一个直立的物体放在凸透镜的两倍焦距处,物体的中点恰在透镜的光轴上,后来,透镜被一割为二,对称地拉开,两个半透镜间距离等于物体高度,如图所示.则此时光屏上的像应该是图中的( )
A.
B.
C.
D.
9.弹簧秤的弹簧断了,拆去断掉的较短部分,把剩下的较长部分弹簧仍装在原来的弹簧秤上,零点校正后,用它测力,结果( )
A.
测量值比实际值大
B.
测量值比实际值小
C.
测量值和实际值相等
D.
以上情况都有可能
10.一块矩形玻璃砖,切割成图中形状后拉开一段距离出,平行于光轴的光线从左面射入,右边射出的光线( )
A.
仍然保持平行
B.
一定是发散光线
C.
一定是会聚光线
D.
结论与d有关,以上均有可能
二.填空题(共6小题)
11.小红家上月5日自来水表的读数为344米3,本月5日自来水表各指针的位置如图所示,这时水表的示数是 _________ 米3,所以一个月来她家用去 _________ 米3水(读数到米3即可).
12.音乐厅正在开音乐会,男中音在放声高歌,女高音轻声伴唱,又有多种乐器伴奏,这时男中音的 _________ 比女高音的大,而女高音的 _________ 比男中音的高.音乐会的声音我们听起来有丰富的立体感,这主要是由于人的听觉具有 _________ 效应.
13.近视眼的镜片是 _________ 透镜,它和眼球中相当于透镜的那部分综合作用,使得眼球这个“照相机”的“镜头”的焦距变 _________ 了(长/短/不变).老花镜的镜片是 _________ 透镜.
14.图甲所示,为农户用的一种风箱的结构示意图,其中在A、B、C、D四处分别装有单向通风阀门,使得无论向左推或向右推活塞时,风箱都能向灶中送风.若此时正向左推活塞,请在丙图中画出这时阀门的开、闭状态.作图时可参照图乙的画法.
15.我周围有很多利用电能发光的灯.有的利用灯丝的高温而发光,如 _________ 灯;有的灯有灯丝,但是不靠灯丝发光,如 _________ 灯;有的灯根本没有灯丝,通电后也能发光,如 _________ 灯.
16.如图,甲、乙、丙、丁是镜头焦距不同的四架相机,它们所用的底片规格是相同的.分别用它们在同一地点拍摄同一景物.我们可以判定,在图中,照片 _________ 是用相机甲拍摄的,照片 _________ 是用乙拍摄的,照片 _________ 是用丙拍摄的,照片 _________ 是用丁拍摄的.
三.解答题(共14小题)
17.小英设计了一个实验,验证水的内部压强和水深的关系,所用的装置如图所示,增加细管内的砂粒可以改变细管沉入水中的深度.
(1)指出所需要的测量工具,并用字母表示需要测量的物理量.
(2)逐条写出实验步骤.
(3)根据测量的量导出在不同深度处计算压强的公式.
(4)说明怎样通过实验结果判断水的内部压强是否与水深成正比.
18.水在热电厂的锅炉中变为水蒸气,通过涡轮机带动发电机发电,用过的水蒸气在液化器中凝结成水,再到锅炉,循环使用.液化器中的冷却水则流到冷却塔中降温,如图所示.水的比热为4.2×103J/(kg•℃),求:
(1)夏天,来自冷却塔的水温为16℃,而回到冷却塔的水温为30℃.若冷却塔和液化器间水的流量为15×103kg/s,试求冷却塔的散热功率.
(2)如果发电机的发电功率是5.6×105kW,发电机把机械能转化为电能的效率为80%,不计水蒸气通过涡轮机过程中由于热传递造成的能量损失及涡轮机的摩擦,试求水蒸气的能量转化为电能的效率.
19.山区某工地施工时,照明电路需用导线从离工地250米处的电源引来,工地上要用一只“220V 100W”和一只“220V 200W”的灯泡来照明,所用导线的电阻为每米0.018欧,如果电源两端的电压为220伏,且保持不变,试求照明时导线上所消耗的功率和每只灯泡实际所消耗的功率.(计算时不考虑灯丝电阻的变化,数值只取整数,小数可四舍五入)
20.小浩制作了一个弹簧秤,如图所示,弹簧一共20匝.经检验,该弹簧秤在测量范围内(0﹣5N)示数是准确的.该弹簧不但“伸长的长度跟所受的拉力成正比”,而且弹簧受拉力伸长时,各匝伸长的长度都相等.有一次不慎把弹簧靠近O端的一小部分挤压变形,小浩把变形的3匝剪去,并把弹簧上端重新固定在O点,然后把指针C适当向下移,使它在弹簧秤竖直放置时指针C仍指在“O”刻线处.
(1)写出这个新改制的弹簧秤受到的拉力F与它的示数F测的关系式并说明理由.
(2)用这个新改制的弹簧秤称量一个重物,它的示数为4.0N,该物实重和质量是多少?
21.教学中常用的投影仪的结构如图4所示,在水平放置的凸透镜的正上方有一与水平成45°角的平面镜,右边竖直放一屏幕.物体的光线经凸透镜和平面镜后,可在屏上成一清晰的像.如图是这一装置的示意图,A“B“是物AB的像.图中BO1=30cm,O1O2=20cm,O2O3=90cm.
(1)对凸透镜而言,物距和像距各是多少?
(2)在图中画出物AB的成像光路图.
(3)若将凸透镜向上移动一点,像将向何方移动?
(4)说明螺纹透镜的作用.
22.
(1)如图甲、乙、丙三人要合扛一个重物.物重600N,三人肩头所能承受的最大压力均为200N.现有两根一样长的硬棒及必要的绳子(硬棒及绳的自重不计),请你设计出一种方法,使三人肩头承受的压力都不超过最大压力.画出示意图表示你设计的扛重物的方法.
(2)如图,小明推一辆满载重物的独轮车,手握在车把A处(图中未画人),遇到一个较高的台阶,他自己推不上去,小华赶快跑来帮忙.小华选择了一种最省力且效果最好的施力方法,请画出小华所施力F的示意图.
23.课外活动小组的同学设计制作了一个电热孵卵器,他们用两根额定电压和额定功率都相同的电热丝作热源,再连入一个电阻R0,使这台孵卵器即使断了一根电热丝,单丝工作产生热量的效果仍然与双丝工作时产生的热量效果完全相同.若电源两端的电压为U,两丝的额定电压均为UL、额定功率均为PL.
(1)画出孵卵器的电路图.
(2)R0的阻值是多大?
(3)R0在单丝工作与双丝工作状态下消耗功率之比是多少?
24.小王家的一个水龙头拧不紧,水一滴一滴断续地滴落到地上.小王发现,在耳朵听到前一滴水滴在地上的声音的同时,看到下一滴水刚好开始下落(如图1).他为了测算水滴下落的平均速度和一天浪费的水量,找来了秒表和卷尺.首先量出水龙头口离地面的高度h,再用秒表计时.计时的方法是:
当听到某一水滴滴到地上的声音的同时,开启秒表开始计时,并数“1”,以后每听到一声水滴声,依次数“2、3…”,一直数到“n”时,按下秒表停止计时,读出秒表的示数为t.
(1)写出用上述测量量表示水滴在空中运动的平均速度的表达式:
= _________ ;
(2)小王测得h=1m,当数到n=20时,秒表的示数t=8.7s,则水滴下落时的平均速度是 _________ m/s;
(3)若每滴水的质量是0.25g,则一天浪费水 _________ kg;
(4)小王为了进一步找出水滴下落的平均速度和下落高度h的关系,又做了以下实验:
找来一块挡板,让水滴滴落到挡板上.改变挡板和水龙头口之间的距离h,并仔细调节水龙头水滴下落的快慢,使得耳朵听到前一滴水滴在挡板上的声音的同时,看到下一滴水刚好开始下落.计时方法仍和上面一样.他从实验中又获得了如下表所示的6组数据(连同上面的一组,共有7组数据).请你完成以下工作:
①把这些数据标在图2坐标系中,并作出相应的图象;
②根据图象说出水滴在空中运动平均速度的平方(
)2与下落高度h的关系 _________ .
次数
1
2
3
4
5
6
高度h(m)
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.8
平均速度(m/s)
0.97
1.19
1.38
1.54
1.68
1.95
平均速度平方(m2/s2)
0.94
1.42
1.90
2.37
2.82
3.80
(5)考虑到声音的传播速度远小于光的传播速度这一因素,上面测出的平均速度会有一定的误差,测量值与真实值相比,是偏大还是偏小?
为什么?
25.开关电灯时收音机里会出现“喀啦”声,原因是什么?
26.厕所的坐便器在冲水之后由自来水自动上水,当水箱内的水达到一定深度时,浮标带动杠杆压住进水口,停止上水(图).有一种水箱的浮标,形状是中间有隔断的圆柱体,隔断的中部有小孔通过塑料管连在一个阀门上(图).阀门安装在便器坐圈的下面,平时是闭合的,当坐圈落在便器上并受到压力时阀门打开,塑料管与大气相通.
(1)说出这种设计的目的.
(2)说出这种设计的工作原理,特别要指出在什么地方用到了什么物理知识.
27.小明在一根均匀木杆的一端缠绕少许铅丝,使得木杆放在液体中可以竖直漂浮,从而制成一支密度计.将它放在水中,液面到木杆下端的距离为16.5cm,再把它放到盐水中,液面到木杆下端的距离为14.5cm.如果所用铅丝的体积很小,可以忽略,小明测得的盐水密度是多少?
28.学校淋浴用的简易太阳晒水箱内装水60kg,水箱玻璃盖的面积为0.84m2.从手册中查得,地球上与太阳光线垂直的表面接收的太阳辐射能为7.56×104J/(min•m2);这类水箱吸收太阳能的效率约为50%;散热损失约为20%.假设使用中能够及时调整水箱朝向,使阳光总能垂直射入玻璃盖,计算4小时后箱中的水升高的温度.水的比热容为4.2×103J/(kg•℃).
29.回答下面三个问题.
(1)图中的两个实验现象说明气体的压强与什么因素有关?
有什么关系?
(2)用细线吊起一个空的塑料饮料瓶,用手转动饮料瓶,使它绕对称轴线旋转.转动的塑料瓶带动四周的空气绕它旋转.如果这时用电扇向它吹风,由于瓶的转动,它两侧的风速将不一样(图).按照第
(1)小题中发现的规律,旋转着的饮料瓶应当向哪个方向移动?
请在图中标出.
(3)乒乓球前进过程中由于不同的旋转方向会沿不同的径迹运动.运动员用三种不同的击球方法把乒乓球击出,请判断,图中1、2、3三条径迹哪一种是上旋球(图中沿逆时针方向旋转)的、下旋球(图中沿顺时针方向旋转)的.不转球的.说明你为什么认为上旋球应该沿着你所选的径迹运动.
30.如图所示,两平面镜OA、OB夹角为θ,镜前有一个点光源S,试根据光路图表示出能同时看到两个像的空间范围.
2001~2002年全国物理竞赛选1
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题)
1.下列用电器正常工作时,电流最接近200mA的是( )
A.
学生用计算器
B.
手电筒
C.
家用空调器
D.
电饭锅
考点:
电流的大小.菁优网版权所有
专题:
估算法.
分析:
根据我们对生活中常用用电器电流大小的了解去选择.
解答:
解:
A、学生用计算器的电流大约是100μA,故A不正确;
B、手电筒的电流大约是200mA,故B正确;
C、家用空调的电流大约是5A,故C错误;
D、电饭锅的电流大约是5A,故D错误.
故选B.
点评:
本题考查学生对一些用电器电流大小的掌握和了解,自己平时在学习和生活中要多积累.
2.小明的写字台上有一盏台灯.晚上在灯前学习的时候,铺在台面上的玻璃“发出”刺眼的亮光,影响阅读.在下面的解决方法中,最简单、效果最好的是( )
A.
把台灯换为吊灯
B.
把台灯放到正前方
C.
把台灯移到左臂外侧
D.
把台灯移到右臂外侧
考点:
光的反射.菁优网版权所有
专题:
应用题.
分析:
根据光的反射原理:
台灯发出的光照到玻璃上,玻璃表面反射台灯发出的光射入人眼,由于人感受到的反射光太强,所以感到刺眼,可见如将台灯移至人的侧旁,即可避免出现这种现象.
解答:
解:
小明晚上学习的时候,铺在写字台面上的玻璃“发出”刺眼的亮光,实际上这些刺眼的亮光并非玻璃本身发出的,而是玻璃表面反射台灯发出的光所致.这些光之所以刺眼,是由于人感受到的反射光太强,一般这是由于台灯可能正好在人的正前方,从而有较强的反射光朝人反射.可见如将台灯移至人的侧旁,即可避免出现这种现象.而对于通常以右手写字的人来说,则应将台灯移至其左臂外侧最好(因为如果台灯在右臂外侧时,则在写字时右手的影子会落在人正前方的台面上,影响看书和写字).
如小明用左手写字,则本题答案应是D.
故选C.
点评:
此题主要考查光的反射这一知识点,此题的情景是我们平时经常遇到的,而我们可以通过实践的方法来解决,现在要求学生利用我们学过的光学知识来解答,能够激发学生学习物理的兴趣.同时还体现了物理与实际生活相结合的特点.
3.(2006•山西)如图,纸筒A的一端蒙了一层半透明纸,纸筒B的一端嵌了一个凸透镜,两纸筒套在一起组成了一个模型照相机.为了在A端得到清晰的像,要调整A、B间的距离,这时( )
A.
眼睛应对着B端向筒内观察,看看像是否清楚
B.
如果看近处的景物时像很清楚,再看远处的景物时就应该把B向外拉,增加A、B间的距离
C.
应把A端朝着明亮的室外,B筒朝着较暗的室内,否则看不清楚
D.
应把B端朝着明亮的室外,A筒朝着较暗的室内,否则看不清楚
考点:
凸透镜成像的应用.菁优网版权所有
专题:
应用题;压轴题.
分析:
在本题的模型照相机中在纸筒B的右端为凸透镜,纸筒A的左端的半透明纸就相当于真实照相机的底片,在半透明纸上所看到的就是凸透镜前方的景物通过凸透镜所生成的像,在使用中符合物远像近像变小.
解答:
解:
由凸透镜的成像规律可知,离透镜越远的物体通过透镜所生成的像离透镜越近,为使远处物体的像能清楚地成在透明的纸上,应使透明纸向透镜靠拢一些,而不应该把B向外拉使A、B之间的距离增加,为使半透明纸上得到的像更亮一些,要成像的物体就应该在明亮的地方,所以应该把模型照相机的B朝着室外面而不是朝着较暗的室内.
故选D.
点评:
照相机应用的是凸透镜成实像时:
u>2f,成倒立缩小的实像;在调节上,符合物近像远像变大:
像要变小,物距要增大,像距要变小,镜筒缩短.
4.小光在听讲座时,想把银幕上用投影仪投影的彩色幻灯片图象用照相机拍摄下来,由于会场比较暗,他使用了闪光灯,这样拍出来的照片( )
A.
反而看不清投影到银幕上的图象,倒是把银幕上的一些污渍拍出来了
B.
色彩鲜艳,比不用闪光灯清楚多了
C.
色彩被“闪”掉了,拍到的仅有黑色的字和线条
D.
与不用闪光灯时效果一样,因为拍摄的是银幕上的像,而不是实际的景物
考点:
生活中的透镜;漫反射;凸透镜成像的应用.菁优网版权所有
专题:
应用题.
分析:
闪光灯的光比投影仪的光强,白光盖过了投影仪的光.就像白天看星星一样,看不到的.银幕反射彩色的光本来就是漫反射,光很弱.如果用闪光灯,银幕反射白光强度大,只拍出白色银幕或者上面的污点.彩色图片被冲淡,拍不出了.
解答:
解:
闪光灯的光照射到物体上,可以使物体表面的亮度增大,但闪光灯照射到银幕上以后,只能增加银幕的亮度,而不能增加图象的亮度,相反,图象的亮度和清晰度明显减弱,所以反而看不清银幕上的图象,而银幕上的污渍更加清晰了,银幕上的黑色的字和纸条实际上就是投影片上不透明物体的影子,即黑暗区域.因此不用闪光灯拍摄的效果好.
综上所述,只有选项A正确.
故选A.
点评:
此题不仅仅是考查凸透镜成像的规律,而主要考查光的反射和漫反射,有一定的拔高难度,属于难题.
5.在不传热的容器内装有0℃的水.如果用抽气机迅速抽去容器内水面上方的气体,则( )
A.
水开始结冰
B.
水不断蒸发,直到干涸
C.
水仍维持原状,没有变化
D.
水温略有升高
考点:
物体内能的改变;凝固与凝固放热特点.菁优网版权所有
专题:
应用题.
分析:
改变物体内能有两种方式:
做功和热传递,并且它们在改变物体内能方面是等效的.
解答:
解:
用抽气机迅速抽去容器内水面上方的气体相当于空气对容器做功,内能减少,温度降低.所以水会开始结冰.
故选A.
点评:
一道竞赛题目,难度较大,不过是一道考查推理能力的好题.
6.一把钢尺在10℃的环境下测得一根铜棒长0.3米,则在30℃的环境下测得该铜棒的长度( )
A.
比0.3米长
B.
比0.3米短
C.
仍是0.3米
D.
无法判断
考点:
刻度尺的使用.菁优网版权所有
专题:
应用题;误差分析和数据处理.
分析:
因为物体都有热胀冷缩的性质,钢尺由10℃的环境换到30℃的环境当中时,钢尺的分度值变大,相当于钢尺变长了,但是,铜棒的热膨胀系数比钢尺的要大,故铜棒会变的更长,因此会使测量结果变大.
解答:
解:
一把钢尺在10℃的环境下测得一根铜棒长0.3米,则在30℃的环境下时,钢尺变长了,但是,铜棒的热膨胀系数比钢尺的要大,即铜棒会变的更长,因此会使测量结果变大,即大于0.3米.
故选A.
点评:
刻度尺是初中的基本测量工具,使用时首先要观察其量程和分度值.此题主要考查的是学生对误差产生原因的分析能力.
7.把如图所示宽边带有缺口的均匀圆环,放在火上均匀加热,结果是( )
A.
缺口角度α变大
B.
缺口角度α变小
C.
缺口角的两条边发生弯曲,不再成一个角
D.
缺口角度α不变
考点:
物质的基本属性.菁优网版权所有
专题:
粒子与宇宙、材料世界.
分析:
由物质的吸热变化分析解答,物质一般情况下热缩冷胀,
解答:
解:
因为物体是(圆的)均匀受热,所以膨胀也是均匀的,相对其缺口的角度是不会变化.
点评:
此题考查学生理解物质的热缩冷胀性质.
8.一个直立的物体放在凸透镜的两倍焦距处,物体的中点恰在透镜的光轴上,后来,透镜被一割为二,对称地拉开,两个半透镜间距离等于物体高度,如图所示.则此时光屏上的像应该是图中的( )
A.
B.
C.
D.
考点:
凸透镜成像的应用.菁优网版权所有
专题:
图析法.
分析:
首先明确一块凸透镜被剖成对称的两半,如图所示,是两块凸透镜,然后再根据凸透镜成像的规律之一,物体放在两倍焦距处,应成倒立等大的实像来分析此题.
解答:
解:
一块凸透镜被剖成对称的两半,如图所示,是两块凸透镜,物体又放在2倍焦距处,所以由凸透镜成像规律可知,应成倒立等大的实像两个,
故选B.
点评:
本题考查了凸透镜成像的规律及应用,此题的难点在于凸透镜被剖成对称的两半,是两块凸透镜,然后再根据凸透镜成像规律即可解答.
9.弹簧秤的弹簧断了,拆去断掉的较短部分,把剩下的较长部分弹簧仍装在原来的弹簧秤上,零点校正后,用它测力,结果( )
A.
测量值比实际值大
B.
测量值比实际值小
C.
测量值和实际值相等
D.
以上情况都有可能
考点:
探究弹簧测力计原理的实验.菁优网版权所有
分析:
断掉一部分的弹簧同原来的弹簧相比,主要是改变了弹簧的有效长度,而弹簧的长度是会对弹簧的劲度系数产生影响的,因此,再使用相同大小的力,弹簧的伸长就会不同,如果继续用原来的刻度盘,示数必将不准确.
解答:
解:
弹簧的长度减小会使弹簧的劲度系数增大,所以在伸长相等长度时,所用的力是更大的,但指针仍指在原来位置的刻度(即读数比实际的力要小一些),也就是说读数偏小了.
故选B.
点评:
弹簧的长度会影响到弹簧的劲度系数,这一知识是理解此题的关键,实践中,在这种情况下,我们应该重新标出弹簧秤刻度盘上的刻度才能继续使用.
10.一块矩形玻璃砖,切割成图中形状后拉开一段距离出,平行于光轴的光线从左面射入,右边射出的光线( )
A.
仍然保持平行
B.
一定是发散光线
C.
一定是会聚光线
D.
结论与d有关,以上均有可能
考点:
透镜的光路图.菁优网版权所有
专题:
应用题.
分析:
①矩形玻璃砖被切割成了一个凹透镜和一个凸透镜.
②凹透
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