1998年全國初中物理知識競賽復賽試題(及答案)

說明：

1．這套試題供各省、自治區(qū)、直轄市復賽時選用。復賽時可以全部使用本題或部分使用本題，也可以不使用本題。

2．全部或部分使用本題的省、自治區(qū)、直轄市，必須在全國競賽委員會規(guī)定的同一時間內(nèi)進行復賽。全國統(tǒng)一的復賽時間為1998年4月19日（星期日）上午9：30~11：10。

3．試題所附解答只供參考。有的題目可能有多種答案，所附答案不一定是最好的。

一、（8分）如圖1所示，是一種自行車的打氣筒的截面示意圖，其中有一處地方結構沒有畫全，請根據(jù)打氣的原理和過程，在圖上補全結構，并用文字簡要說明這種打氣筒跟普通氣筒不同的打氣原理。

二、（7分）小華用一根長6米、半徑7.5厘米的均勻粗木棒為爸爸設計了一架能搬運柴草的簡易起重機（如圖2所示）。

他把支架安在木棒的長處，每捆柴草重1000牛，為了使木棒平衡以達到省力的目的，他又在另一端吊一塊配重的石頭,請你算出這塊配重的石頭應有多重？（木棒密度0.8103千克/米3，g取10牛頓/千克。）

三、（9分）太陽和月亮位于如圖3所示的位置，請你根據(jù)光的直線傳播規(guī)律，在圖中畫出當?shù)厍蛏系娜朔謩e位于什么空間區(qū)域時，可以看到日全食、日偏食和日環(huán)食。

四、（8分）照明電路用電高峰時，電燈就會暗下來，這是由于電燈兩端電壓降低的緣故。

某同學想測算電燈兩端的實際電壓，但手頭沒有交流電壓表，只有一塊手表、一把帶有銘牌的電烙鐵、配電盤上還有一塊正在運行的帶有銘牌的電度表。他利用這些器材就測算出了照明電路中用電器兩端的實際電壓，請你說明他的測算方法。

五、（12分）小華在假期探望外祖母，他乘坐火車時發(fā)現(xiàn)，每經(jīng)過鐵軌接頭處，車身都要振動一次，他還發(fā)現(xiàn)，火車進山洞前的一瞬間要鳴笛一次。

小華恰好坐在車尾，從聽到笛聲到車尾出洞，小華共數(shù)出

84次車身振動，所用的時間是1分45秒。若車身總長175米，每節(jié)鐵軌長12.5米，山洞的長度是多少？當時火車的速度是多少？（設火車一直勻速直線行駛，聲音在空氣中的傳播速度是340米/秒。）

六、（7分）有一支桿秤，量程是2千克，現(xiàn)給你質(zhì)量為2千克的標準砝碼，一根足夠長的刻度尺，（1）請你說明，如何檢驗此桿秤是否準確？

（2）如果不準確，應重新刻度，寫出簡單的刻度方法（要求準確到50克）。

七、（13分）有兩種燈泡，分別標有（110伏

60瓦）和（110伏25瓦），把它們接入家庭照明電路中。

（1）能不能各取一只串聯(lián)使用？請說明原因。

（2）若把兩種燈泡在同一電路中混合使用，并使它們都能正常發(fā)光，最少應各使用多少只，如何連接？

（3）這時總電功率是多少？

八、（11分）在四個外型完全一樣的電阻中，有三個電阻的阻值完全相同，為了挑出那只阻值不同的電阻，并確定它的阻值是偏大還是偏小，小華設計了如圖4所示的電路。

閉合開關后，他發(fā)現(xiàn)電流由Q流向P，電流計的指針向右偏轉。請你幫助他完成實驗，并回答他是如何得到結果的？（要求寫出實驗操作過程，過程要盡量簡便。）

九、（13分）有一個形狀不規(guī)則的石蠟塊，現(xiàn)要測出它的密度，但身邊沒有天平，也沒有量筒，只有兩個可以放進石蠟塊的杯子和一根自行車胎氣門芯用的細長橡皮管，還有一桶水和一根大頭針。

請你設計一個實驗來測出這塊石蠟的密度。（要求寫出實驗的原理和主要步驟，并導出計算石蠟的密度的公式。）

十、(12分)某工廠設計了一個蓄水池（如圖5所示），水源A罐的夜面高度h1保持不變。

罐底有一個小出水口，面積為S1。孔下通過一個截面積為S2活塞與杠桿BC相連。杠桿可繞B端上下轉動，另一端有一個中空的圓柱形浮子，橫截面積為S3，BO是杠桿總長的。原設計打算當杠桿水平時，浮子浸入水深為h2，活塞恰好能賭住出水口，但在使用時發(fā)現(xiàn)，活塞離出水口尚有極小一段距離時，浮子便不再上浮，此時浮子沒入水深為h3。為了使活塞自動堵住出水口，只得將浮子的重量減去G＇。試求浮子應減去重量G＇的大小。（活塞及連桿的重量不計，杠桿所受浮力不記。）

參考答案和評分標準

一、如圖1所示，在小筒右側進氣管處應裝有活門，空氣只能進入小筒，不能從小筒回到右側大筒。

這種氣筒的特點是：打氣時能在小筒中儲存壓縮氣體，比較均勻地向車胎里打氣。

（正確畫出圖得4分，正確答案再得4分）

二、解：受力分析如圖2所示。

（1分）

木棒重

G木=m木g=p木V木g=p木prr木2l木g.（2分）

代入數(shù)值，得：G木=847.8牛。

（1分）

根據(jù)杠桿平衡條件，有：G柴=l+G木l=G石l.（2分）

代入數(shù)值，得：G石=3848牛。

（1分）

三、如圖3所示。

（答出日全食區(qū)域1得3分，答出日偏食區(qū)域2再得3分，答出日環(huán)食3再得3分）

四、解：只把電烙鐵接在電路里，斷開其它所有用電器。

1．記下電度表盤轉一周所用的時間t。

（1分）

電度表盤轉一周，用電器所做的功為

W=

（1分）

2．記下額定電壓下電度表盤轉一周所用的時間t*。

（2分）

得出：=

（2分）

所以，U=。

（2分）

或：2.從銘牌可知，電烙鐵的額定功率為P額,額定電壓為U額,電度表為n轉/千瓦時，可知電烙鐵的電阻

R=

（2分）

電度表盤每轉一周，用電器所做的功為

W=

（2分）

可得：W=

U=。

（2分）

五、解：1分45秒=105秒。

車速

υ=.（2分）

設車身長為l，山洞長為L，小華聽到笛聲時，車進洞距離為l＇,笛聲傳播距離為l-l＇

（2分）

所用時間為或

（2分）

于是有

或

（2分）

代入數(shù)據(jù)，得：l＇=.（1分）

小華從聽到笛聲到火車車尾出洞，行駛的距離為

l+L-l＇=V105秒。

（2分）

代入數(shù)據(jù)，得：L=880米。

（1分）

六、答：(1)

①把秤砣放在定盤星上，看桿秤是否平衡。

（1分）

②再將2千克的標準砝碼放在秤盤里，看桿秤平衡時，秤砣是否放在2千克的位置上。

（1分）

③最后看秤桿上的刻度是否均勻。

（1分）

若①平衡，②在2千克的位置上，③均勻，則此桿秤是準確的。

（1分）

（2）①不掛重物時，把秤砣放在秤桿上，平衡時記下位置。

（1分）

②再把2千克的標準砝碼放在秤盤里，移動秤砣，記下平衡位置。（1分）

③在兩刻度（即兩平衡位置）間均勻分成40等份。

（1分）

七、解：（1）不能各取一只串聯(lián)使用。

（1分）

60瓦燈的電阻

R1==201.7歐

（1分）

25瓦燈的電阻

R2==484歐

（1分）

串聯(lián)后，25瓦燈的電壓為U2，根據(jù)串聯(lián)分壓，U2=

（2分）

代入數(shù)據(jù)，解得：U2=155伏，超過了燈的額定電壓。

（2分）

（2）設使用60瓦的燈m只，使用25瓦的燈n只，分別并聯(lián)后再串聯(lián)使用，各分壓110伏時，才能正常發(fā)光，此時有：。

（1分）

故使用5只60瓦的燈并聯(lián)后，再與12只并聯(lián)的25瓦的燈串聯(lián)即可。（1分）

（3）此時總功率為W=W1+W2=560瓦+1225瓦=600瓦。

（2分）

八、答：將電阻a、c的位置交換，（1分）

（1）

（1）

如果電流計的指針仍向右偏轉，說明a、c兩只電阻的阻值相同，再將a、d兩只電阻的位置交換。

（1分）

①

①

如果電流計的指針仍向右偏轉，說明a、d兩只電阻的阻值也相同，則b是那只阻值不同的電阻，且其值偏小。

（2分）

②

②

如果電流計的指針改為向左偏轉，說明d是那只阻值不同的電阻，且其值偏大。

（2分）

（2）如果電流計的指針改為向左偏轉，說明a、c兩只電阻中有一只電阻的阻值與其他電阻不同，再將a、d兩只電阻的位置交換,（1分）

①

①如果電流計的指針仍向左偏轉，說明a、d的阻值相同，則c是那只阻值不同的電阻，且其值偏小。

（2分）

②

②如果電流計的指針改為向右偏轉，說明a是那只阻值不同的電阻,且其值偏大。

（2分）

（如果答案正確，但分析過程中交換電阻超過兩次，從本題得分中扣去2分。）

九、解：1，原理：

當石蠟塊漂浮在水面時，由F浮=G

(1分)

可得：ρ蠟=ρ水

.(2分)

設從同一水位高度，從同一根膠皮滴管滴出的每滴水滴的體積V0相同，則有

V排=n1V0,V蠟=n2V0.(1分)

(1分)

ρ蠟=ρ水

.2．

2．實驗步驟：

（1）

將杯子甲裝滿水，輕輕放入待測蠟塊，排除部分水之后，小心取出蠟塊。用另一個杯子乙裝滿水，利用橡皮滴管的虹吸現(xiàn)象，把乙杯中的水逐滴滴入甲杯，直至甲杯水位恢復原來裝滿的狀態(tài)。此過程中必須記下滴入甲杯的全部水滴數(shù)n1.（3分）

（1）

（2）在將蠟塊用大頭針頂住，使之完全浸入甲杯水中，待完全排出后，小心取出蠟塊，再重復上一步驟的方法，將水逐滴滴滿甲杯，記下這次總水滴數(shù)n2。

(3分)

3．3．公式：

ρ蠟=ρ水

.（1分）

十、設浮子原重為G，杠桿長為l。

浮子減重G＇后，由傾斜變文水平。

上升高度為h3-h2,(1分)

活塞上升Δh=。

(2分)

活塞減重前，杠桿平衡時

（S3

h3ρ水g-G）l=ρ水gS2(h1+Δh)

(1)

(3分)

浮子減重后

〔S3h2ρ水g-(G-G＇)〕l=ρ水gS1h1

(2)

(3分)

解上面的聯(lián)立方程，可得

G＇=ρ水g〔S1h1+3S3(h3-h2)-S2(h1+)〕

(3分)