2008年杯復(fù)賽年解答

1、好學(xué)網(wǎng)淘寶店 獨(dú)家提供：/ 上海市第二十二屆初中物理競賽復(fù)賽（2008）試卷解析說明：1本試卷共有五大題，答題時(shí)間為120分鐘，試題滿分為150分。2答案及解答過程均寫在答卷紙上。其中第一、第二大題只要寫出答案，不寫解答過程；第三至第五大題按題型要求寫出完整的解答過程。解答過程中可以使用計(jì)算器。3考試完畢只交答卷紙，試卷可以帶回。4本試卷中常數(shù)g取10 N/kg，水的比熱容4.2103 J/kgC，水的密度1.0103 kg/m3，冰的密度0.910一、選擇題（以下每題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意，每小題4分，共32分）1根據(jù)你的日常生活經(jīng)驗(yàn)，你認(rèn)為雪的密度（）（A）大于103 kg/m3（B）小于（

2、C）等于103 kg/m3解：多數(shù)物質(zhì)從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)時(shí)體積變小，而水例外，水結(jié)冰時(shí)體積增大雖然水變?yōu)榱吮瑺顟B(tài)發(fā)生了變化，但質(zhì)量不變由于體積變大，因些密度會(huì)變小故選B2彩色電視熒光屏上呈現(xiàn)各種顏色，都是由3種基本色光合成的，這3種基本色光是（）（A）紅、橙、黃（B）黃、綠、藍(lán)（C）橙、靛、紫（D）綠、紅、藍(lán)解：光的三原色是紅、綠、藍(lán)光的三原色能組成各種色光故選B3如圖所示，斜面上質(zhì)量為m的物體受到方向沿斜面向上、大小為7 N的力F作用物體靜止在斜面上，則關(guān)于斜面對物體的靜摩擦力，以下說法中正確的是（）（A）方向一定沿斜面向上（B）方向一定沿斜面向下（C）大小不可能大于7 N（D）大小可能等于7

3、 N4如果不考慮散熱的影響，給一定質(zhì)量的水加熱，水的溫度與時(shí)間的關(guān)系如圖中實(shí)線a所示，其他條件不變，僅將水的質(zhì)量增加，則水的溫度與時(shí)間的關(guān)系圖像正確的是（）（A）a（B）b（C）c（D）d5在大樓電梯的箱頂上用繩懸掛一個(gè)物體，電梯靜止時(shí)剪斷懸繩，物體下落至電梯底板所需時(shí)間為t1，電梯在勻速下降過程中，剪斷懸繩，物體下落至電梯底板所需時(shí)間為t2，則（）（A）t1大于t2（B）t1小于t2（C）t1等于t2（D）無法判斷解：（1）物體在靜止的電梯里，由于受到重力作用而下落，經(jīng)過的路程是電梯的高度（2）物體和電梯一起勻速下降時(shí)，由于物體受到重力作用而下落，物體和電梯的相對速度和電梯靜止時(shí)的速度是相同

4、的，經(jīng)過的相對的高度也是電梯的高度兩種情況下，由于物體所受力的作用相同，經(jīng)過距離也相同，所以下落時(shí)間也相同故選C6白熾燈泡用舊后，燈絲容易在最細(xì)處熔斷。這是因?yàn)榕f白熾燈在工作時(shí)，燈絲最細(xì)處（）（A）通過的電流最大（B）發(fā)熱的功率最大（C）通過的電量最大（D）電阻率最大解：A、通過燈絲各處的電流是一樣的，故A錯(cuò)誤B、燈絲最細(xì)處電阻最大，因?yàn)闊艚z各處電流都相等，根據(jù)P=I2R可知，在電流相同時(shí)，電阻越大功率越大，所以燈絲最細(xì)處發(fā)熱的功率最大，故B正確C、因?yàn)橥ㄟ^燈絲各處的電流是一樣的，通電時(shí)間也是一樣的，根據(jù)Q=It可知，通過燈絲各處的電荷量是相等的故C錯(cuò)誤D、因?yàn)殡娮杪适菍?dǎo)體的材料決定的，所以燈

5、絲各處的電阻率是相同的，故D錯(cuò)誤故選B7如圖a所示，在一個(gè)電阻均勻的金屬圓環(huán)上有兩A、B、C、D四點(diǎn)。其中O為圓心，AB、CD為圓環(huán)的兩條互相垂直的直徑?，F(xiàn)把A、B兩點(diǎn)接入電源電壓保持不變的如圖b所示的電路MN兩端時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為I0，當(dāng)換接A、D兩點(diǎn)，則此時(shí)電流表的示數(shù)應(yīng)為（）（A）I0/4（B）3I0/4（C）I0（D）4I0/38如圖所示電路，電源電壓恒為U8 V，小燈泡上標(biāo)有“6V，4W”字樣，電阻R230，閉合電鍵后，若滑動(dòng)變阻器R1的滑臂P在離b端1/4處時(shí)，小燈泡的實(shí)際功率為1 W。不考慮電阻隨溫度的變化，為了使滑臂P左、右移動(dòng)時(shí)，燈泡兩端電壓不超過額定電壓，變阻器R1阻值（

6、有電流部分）的變化范圍是（）（A）0-40（B）3.4-40（C）7.5-30（D）10-30解：（1）由燈泡銘牌“6V 4W”知燈泡額定電壓與額定功率分別為U額=6V，P額=4W，燈泡電阻（2）燈泡實(shí)際功率PL=1W時(shí)，由P=U2/ R 知：燈泡兩端電壓并聯(lián)電路兩端的電壓U并=U-UL=8V-3V=5V，由題意知，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R1=3 R滑/4，由歐姆定律得：（3）當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)電路電流二、填空題（每小題6分，共30分）9有一根長度為L的彈簧，它能承受的最大拉力為F，在最大拉力F的作用下，彈簧伸長了L。現(xiàn)用剪刀將彈簧剪成長度為L/3和2L/3的兩段，則長度為2L/3的彈簧能承受

7、的最大拉力為_F，在這個(gè)最大拉力作用下，彈簧伸長了_解：彈簧能承受的最大拉力為F，各點(diǎn)受到的力大小相等都是F，當(dāng)將彈簧剪成長度為L/3和2L/3的兩段，彈簧能承受的最大拉力是不變的，大小仍為F因?yàn)閺椈墒艿嚼ψ饔茫鼽c(diǎn)受到的力大小相等，所以彈簧的伸長是均勻的當(dāng)彈簧在最大拉力F的作用下，彈簧伸長了L，所以長度為2L/3的彈簧在這個(gè)最大拉力作用下，彈簧伸長是2 L/3故答案為：1；2 /3 10家用電熱滅蚊器中電熱元件是用鈦酸鋇材料制成的，它具有控溫功能。圖中給出了這種電熱元件的電阻隨溫度變化的曲線。請你根據(jù)這條曲線分析，滅蚊器穩(wěn)定工作時(shí)發(fā)熱元件處于_溫度區(qū)間，環(huán)境溫度在_區(qū)間時(shí)這種滅蚊器可以正常

8、使用。 解：（1）如圖所示，當(dāng)鈦酸鋇元件的溫度T處于T0TT1時(shí)，隨著溫度的上升，電阻減小，電流增大，溫度會(huì)上升得更快；（2）當(dāng)T1TT2時(shí)，隨著溫度上升，電阻增大，電流減小，溫度上升率變慢，到了一定溫度不再上升，達(dá)到平衡；在TT2的區(qū)間，情況與T0TT1時(shí)相同因此，滅蚊器穩(wěn)定工作時(shí)發(fā)熱元件處于T1TT2區(qū)間，環(huán)境溫度在T0TT1和T1TT2兩個(gè)區(qū)間時(shí)，元件都可以正常工作但在TT2的區(qū)間時(shí)，發(fā)熱元件會(huì)因過熱而損壞11洗澡時(shí)將11C的冷水與66C的熱水充分混合成550 kg、36C的溫水，在混合的過程中有2.31106 J的熱量損失掉了，則所用冷水為_kg，所用熱水為冷卻時(shí)間t（min）0306

9、090120150180油溫T（C）148845236282422內(nèi)外溫差T（C）128641684212一密閉容器中，盛有高溫的油，放在溫度保持不變的環(huán)境中慢慢冷卻。小明每隔30分鐘記錄一次容器內(nèi)的油溫，共記錄七次，具體數(shù)據(jù)如下表：根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知在冷卻時(shí)間為60 min時(shí)，內(nèi)外溫度之差為_C，油溫T與冷卻時(shí)間t的關(guān)系式為_。13如圖所示，在桌面上有一倒立的玻璃圓錐，其頂點(diǎn)恰好與桌面面接觸，圓錐的軸（圖中虛線）與桌面垂直，過軸線的截面為等邊三角形。有一半徑為r的圓柱形平行光束垂直入射到圓錐的底面上，光束的中心軸與圓錐的軸重合。已知玻璃的折射率為1.5，則光束在桌面上形成的光斑半徑為_，并在圖

10、中畫出光路圖。三、計(jì)算題（本題32分）14（12分）水在熱電廠的鍋爐中變?yōu)樗魵?，通過渦輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，用過的水蒸氣在液化器中凝結(jié)成水，再到鍋爐，循環(huán)使用。溶化器中的冷卻水則流到冷卻塔中降溫，如圖所示，求：（1）夏天，來自冷卻塔的水溫為16C，而回到冷卻塔的水溫為30（2）如果發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率為5.6105 kW，發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的效率為80%，不計(jì)水蒸氣通過渦輪機(jī)過程中由于熱傳遞造成的能量損失及渦輪機(jī)的摩擦，試求水蒸氣的能量轉(zhuǎn)化為電能的效率。解：（1）冷卻塔和液化器間水的流量為15103kg/s，所以單位時(shí)間內(nèi)，內(nèi)能變化為：Q=cm（t-t0）=4.2103J/（kg）15103

11、kg（30-16）=8.82108J；15（10分）讓液體在管道中流動(dòng)，液體可以看作是由片液層組成的，各片液層之間存在著摩擦，產(chǎn)生液體內(nèi)部的阻力，這就是液體的粘滯性。小王用長度相同的細(xì)管來研究液體的粘滯性，在溫度相同的情況下，通過實(shí)驗(yàn)測得1 s內(nèi)通過細(xì)管的液體體積如下：實(shí)驗(yàn)序號(hào)液體種類細(xì)管半徑/mm細(xì)管兩端壓強(qiáng)差通過細(xì)管的液體體積/mm31水1P1002油1P23水2P16004油2P325水3P81006水12P2007水13P300（1）在小王用油做的實(shí)驗(yàn)中，若細(xì)管的半徑是3 mm，1 s內(nèi)通過細(xì)管的油的體積是40.5 mm3，則細(xì)管兩端的壓強(qiáng)差是多少？（2）由于液體的粘滯性，使得在流體中

12、運(yùn)動(dòng)的物體要受到流體阻力，在一般情況下，半徑為R的小球以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受的液體阻力可用公式f6Rv表示。一個(gè)密度為、半徑為R的小球，在密度為0、粘滯系數(shù)為的液體中由靜止自由下落時(shí)的v-t圖像如圖所示，請推導(dǎo)出速度vr的數(shù)學(xué)表達(dá)式。16（10分）如圖所示是一種水閘，閘門的底部與鉸軸O相連，厚度不計(jì)的閘門高為H、寬為a。AB為一根不計(jì)質(zhì)量的桿，A端通過鉸鏈與閘門相連，B端通過鉸鏈與地面相連。桿AB與地面成60角，A端距離地面高h(yuǎn)。已知水的密度為，試求桿AB對閘門的作用力。17（6分）如圖所示，一根無彈性的輕繩懸掛著一個(gè)砝碼，另外用一個(gè)輕質(zhì)彈簧秤沿水平方向拉著砝碼，使輕繩與水平方向成角，一位同學(xué)嘗

13、試以實(shí)驗(yàn)求得彈簧秤的拉力F與的關(guān)系。他不斷改變并記錄相應(yīng)的彈簧秤的示數(shù)。實(shí)驗(yàn)序號(hào)123455045403530F/N8.010.013.014.517.0（1）請以F為y軸，并1/tan以為x軸，在方格紙上畫出F與1/tan的關(guān)系圖。并判斷在這些拉力數(shù)據(jù)中，哪一個(gè)最有可能是由于測量或記錄的疏忽而產(chǎn)生的錯(cuò)誤。（2）求45時(shí)繩子的張力。18（6分）如圖a所示是一個(gè)用不變形的硬紙片環(huán)（圖中灰色部分）和橡皮筋（圖中輪輻部分）制成的轉(zhuǎn)盤，橡皮筋一端與轉(zhuǎn)盤的中心軸相連且均繃緊。現(xiàn)將轉(zhuǎn)盤的中心軸水平放置在支架上，如圖b所示，使轉(zhuǎn)盤處于豎直平面內(nèi)。（1）通過怎樣的操作，可以判斷轉(zhuǎn)盤的重心恰好在中心軸上？（2）

14、將一個(gè)發(fā)光的白熾燈泡，靠近放在圖a中轉(zhuǎn)軸右側(cè)水平橡皮筋附近，你會(huì)看到什么現(xiàn)象？并簡述產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原理。解：（1）用力使轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，如果轉(zhuǎn)盤可以繞水平中心軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，且將轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)至任意位置，盤均可保持平衡，則轉(zhuǎn)盤的重心恰好在中心軸上（2）將一個(gè)發(fā)光的白熾燈泡，靠近放在圖a中轉(zhuǎn)軸右側(cè)水平橡皮筋附近，會(huì)看到轉(zhuǎn)盤會(huì)沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；這是因?yàn)椋河冒l(fā)光的白熾燈在轉(zhuǎn)盤右側(cè)照射時(shí)，橡皮筋受熱發(fā)生收縮，轉(zhuǎn)盤的重心左移，轉(zhuǎn)盤在重力作用下會(huì)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)五、判斷與說理題（本題共44分）19（14分）（1）（4分）小王同學(xué)為了測量積雪的密度，設(shè)計(jì)了“根據(jù)雪地上的腳印深度進(jìn)行估測”的方法。他采用的方法是：利用一塊平整地面上的積雪

15、，用腳豎直向下踩在雪上，形成一個(gè)向下凹的腳印。然后通過測量積雪原來的厚度H，用腳踩后在雪上形成腳印的深度h，就可以估測雪的密度。請通過推導(dǎo)得出雪的密度的計(jì)算表達(dá)式。（2）（5分）大雪過后，會(huì)造成路面積雪和積水，危及交通安全。為了盡快消除路面積水，可以通過撒鹽和鋪設(shè)防滑物以及組織掃雪等措施。鹽的濃度（%）05101520凝固溫度（C）037.51217下表反映的是鹽的濃度與凝固溫度之間的關(guān)系，利用這一表格，請你估計(jì)當(dāng)橋面上積水的厚度達(dá)到2 cm，環(huán)境溫度為3（3）（5分）雪地車在松軟的雪地上行駛時(shí)，所受阻力主要源于履帶或車輪與雪層的擠壓。某型號(hào)的履帶式雪地車的每根履帶寬為d，空載時(shí)與雪地接觸的壓

16、強(qiáng)為p0.（a）當(dāng)雪地車以速度v在雪地上勻速行駛時(shí)，在雪層上造成的雪溝深度為h。試估算此時(shí)雪地車克服雪層阻力做功的功率P。（b）假設(shè)雪地車擠壓雪層形成的雪溝深度與壓強(qiáng)成正比。當(dāng)雪地車所載貨物的重力為雪地車空載時(shí)自重的1/4，則仍以功率P在雪地上勻速行駛時(shí)的速度為多大？20（6分）將一個(gè)電磁鐵和白熾燈并聯(lián)后接入電路，如圖a所示，當(dāng)閉合電鍵時(shí)，燈L1即刻點(diǎn)亮，隨后熄滅；當(dāng)斷開電鍵時(shí)，燈會(huì)閃亮后熄滅。（1）（2分）此現(xiàn)象說明當(dāng)閉合電鍵時(shí)，流過電磁鐵的電流變化是_；當(dāng)斷開電鍵時(shí)，流過電磁鐵的電流變化是_。（2）（4分）在圖b中，當(dāng)電磁鐵中無電流時(shí)，鐵質(zhì)彈簧片的可動(dòng)端與右側(cè)接線柱接通；當(dāng)電磁鐵中有電流時(shí)

17、，在電磁鐵的吸引下，鐵質(zhì)彈簧片的可動(dòng)端與左側(cè)接線柱接通。試用筆線代替導(dǎo)線，完成電路連線，使電路中的電鍵閉合后，燈L1、L2會(huì)交替發(fā)光。解：（1）因?yàn)殡姶盆F的線圈是一個(gè)儲(chǔ)能元件，當(dāng)閉合開關(guān)時(shí)，燈L1即刻點(diǎn)亮，隨后熄滅，說明在總電流不變的情況下，電磁鐵中的電流逐漸增大，從而使流經(jīng)燈泡的電流減小而熄滅；當(dāng)斷開開關(guān)時(shí)，燈會(huì)閃亮后熄滅，說明電磁鐵在斷電后釋放了其儲(chǔ)存的電能，使燈閃亮，流過電磁鐵的電流是逐漸減小的故答案為：逐漸增大；逐漸減?。?）由題意分析可得，當(dāng)閉合開關(guān)時(shí)，鐵質(zhì)彈簧片的可動(dòng)端先與右側(cè)接線柱接通，此時(shí)燈L1與電磁鐵組成并聯(lián)電路，L1發(fā)光，電磁鐵有磁性；同時(shí)電磁鐵吸鐵質(zhì)彈簧片的可動(dòng)端與左側(cè)接

18、線柱接通，燈L1斷路，燈L2接通，電磁鐵又失去磁性在彈簧片的作用下再次與右側(cè)觸點(diǎn)接通，如果反復(fù)，從而實(shí)現(xiàn)開關(guān)閉合后，燈L1、L2會(huì)交替發(fā)光如圖所示：21（12分）如圖為一種電磁繼電開關(guān)，圖中L為電磁鐵線圈。L不通電時(shí)，繼電器不吸合，如圖a所示，三對常閉接點(diǎn)A1與A1接通，A2與A2接通，A3與A3接通；三對常開接點(diǎn)B1與B1、B2與B2、B3與B3均不相通。L通電時(shí)，繼電器吸合，如圖b所示，三對常閉接點(diǎn)A1與A1、A2與A2、A3與A3均不相通；三對常開接點(diǎn)B1與B1、B2某學(xué)校學(xué)生社團(tuán)有一臺(tái)用上述電磁繼電開關(guān)成的智力競賽的搶答顯示系統(tǒng)（搶答機(jī)），如圖c所示。圖中S1、S2、S0是按鈕式開關(guān)按

19、下時(shí)接通，松手時(shí)自動(dòng)彈起為斷開。，該搶答機(jī)可供兩個(gè)參賽隊(duì)使用。主持人宣布問題，然后說“現(xiàn)在開始”以后，最先按下按鈕的隊(duì)的指示燈點(diǎn)亮，其余任何一個(gè)隊(duì)再按按鈕則無任何反應(yīng)，而亮燈的隊(duì)松開按鈕后其指示燈依然點(diǎn)亮。若在主持人說“現(xiàn)在開始”前任何一個(gè)隊(duì)違規(guī)提前按按鈕，導(dǎo)致自己的指示燈點(diǎn)亮，主持人即可判定該隊(duì)犯規(guī)。為了解除某隊(duì)指示燈點(diǎn)亮狀態(tài)，主持人只需按一下自己操作臺(tái)上的按鈕S0，即可恢復(fù)初始的待命狀態(tài)。（1）（4分）當(dāng)按一下S2后，用若干個(gè)箭頭標(biāo)明電路中電流的走向。（2）（8分）現(xiàn)在為滿足三個(gè)隊(duì)參加比賽，必須增加一個(gè)供第三隊(duì)使用的線路，為此需將原線路改裝，技術(shù)人員已經(jīng)將部分線路連好，如圖d所示，請你將尚

20、未完成的接線繼續(xù)接妥，使其整體成為一臺(tái)供三個(gè)隊(duì)參賽的搶答機(jī)。（1）根據(jù)電路中的電流方向是從電池的正極出來，回到負(fù)極，L通電時(shí)，繼電器吸合，如圖b所示，三對常閉接點(diǎn)A1與A1、A2與A2、A3與A3均不相通；三對常開接點(diǎn)B1與B1、B2與B2、B3與B3均接通，畫出電流方向如圖：（2）根據(jù)搶答機(jī)的用途，當(dāng)一個(gè)隊(duì)按下開關(guān)時(shí)，其余任何一個(gè)隊(duì)再按按鈕則無任何反應(yīng)，這就要求當(dāng)一個(gè)隊(duì)按下開關(guān)時(shí)，要切斷其他隊(duì)的電磁鐵線圈電路即每一個(gè)電磁鐵線圈電路都要經(jīng)過其他兩個(gè)的常閉接點(diǎn)，當(dāng)其中一個(gè)隊(duì)的開關(guān)閉合時(shí)，其他兩的常閉接點(diǎn)斷開，使其他兩個(gè)電磁鐵線圈斷路，所以連接如圖：22（12分） 表a：項(xiàng)目12345臺(tái)階高度h/

21、m0.050.45水平拉力F/N80.06142.37230.28269.41轉(zhuǎn)角對鐵管的摩擦力f/N80.06188.98269.41轉(zhuǎn)角對鐵管的支持力N/N500.00如圖所示的鐵管，半徑為R、重為G?，F(xiàn)在鐵管頂點(diǎn)A處作用一個(gè)水平拉力F，使鐵管恰好繞高度為h的轉(zhuǎn)角C緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)。現(xiàn)測得對應(yīng)相同材料制成的不同高度的臺(tái)階，使鐵管恰好繞高度為h的轉(zhuǎn)角C緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)所需力的大小如下表a所列。換用，上不同摩擦因數(shù)的材料制成的不同高度的臺(tái)階，在A點(diǎn)施加的水平拉力使恰好繞高度為h的轉(zhuǎn)角C緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)而不打滑，對應(yīng)臺(tái)階的最大高度如下表b所列。請完成下列問題：表b：項(xiàng)目678910鐵管與轉(zhuǎn)角處的摩擦因數(shù)00.400.50臺(tái)階高度h/m0.020.080.170.280.40水平拉力F/N50.00100.00150.00200.00250.00轉(zhuǎn)角對鐵管的摩擦力f/N鐵管所受重力大小G/N（1）（5分）