2002年上海市第十六届初中物理竞赛复赛试卷（大同中学杯）（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

在下列四个事件中，经历时间最接近一秒钟的是（ ）
A．人眨一下眼
B．人在安静时呼吸一次
C．人在感冒时打一个喷嚏
D．人在做剧烈运动时（如快速蹬楼）脉博跳动一次

2. 难度：中等

手掌中托一小石块，将它竖直向上抛出，当小石块与手掌脱离时，则（ ）
A．小石块不受任何力的作用
B．小石块与手掌的运动速度相等
C．小石块比手掌运动得快
D．小石块速度继续增大，手掌速度将减小

3. 难度：中等

向如图所示的玻璃瓶内注入水，然后将插有细玻璃管的软木塞塞紧玻璃瓶，玻璃瓶壁有A、B两个孔，也用软木塞子塞住．瓶内液面如图1所示，现将A、B处的木塞同时拔去后，则下列说法中正确的是（ ）

A．A，B两孔中均无水射出
B．A，B两孔中均有水射出
C．A孔中无水射出，B孔中有水射出
D．A孔中有水射出，B孔中无水射出

4. 难度：中等

如图所示，有三只底面积均为S、水面高度相同，但形状不同的盛水容器a、b、c．现将三只相同的实心铝球分别放入容器a、b、c中，铝球受到的浮力为F．设水对容器底部压强的增大值分别为△P₁、△P₂和△P₃，则下列说法中正确的是（ ）

A．△P₁=△P₂=△P₃=F/S
B．△P₁＞F/S，△P₂=F/S，△P₃＜F/S
C．△P₁=F/S，△P₂＜F/S，△P₃＞F/S
D．△P₁＜F/S，△P₂＞F/S，△P₃＜F/S

5. 难度：中等

如图所示，用一根电阻为6R的粗细均匀的镍铬合金线做成一个环，在环上6个对称的点上，焊接6个不计电阻的导线，并与接线柱连接，现有一根不计电阻的导线将6个接线柱中的任意两个相连接，利用这种方法，可以在其它各接线柱之间的获得不同阻值（不含零电阻）的总个数和最大电阻值分别是（ ）

A．9种，最大为1.5R
B．12种，最大为2.0R
C．15种，最大为2.5R
D．18种，最大为3.0R

6. 难度：中等

将两只不同阻值的电阻R₁、R₂连成如图（a）所示的电路，当闭合电键S后，电流表示数为0.5A，现将图（a）中的电阻改接成如图（b）所示的电路，则闭合电键S后，电流表中的示数（ ）

A．一定大于2A
B．一定小于0.5A
C．一定大于0.5A，但小于1A
D．一定大于1A，但小于2A

7. 难度：中等

科学考察队员在北极考察时，为了探究冰层下海水的成份，他们在厚薄均匀的冰层上钻一个深达250m的冰洞，则为了取海水水样，系在取水筒上绳子的长度至少为（已知海水的密度为1.03×10³kg/m³，冰的密度为0.9×10³kg/m³）（ ）
A．10m
B．32m
C．218m
D．250m

8. 难度：中等

如图所示，AB、CD分别是两个可以绕A、C两转轴转动的质量均匀的杠杆，它们的质量相等，长度相等．现在B端施加一个始终垂直AB杆的力，使AB杆和CD杆缓缓绕顺时针或逆时针转动．设使AB杆顺时针转动到图示位置时施加在B点的力为F₁，使AB杆逆时针转动到图时位置时施加在B点的力为F₂．则下列说法中正确的是（ ）

A．若CD杆与AB杆接触处是光滑的，则F₁＜F₂
B．若CD杆与AB杆接触处是光滑的，则F₁＞F₂
C．若CD杆与AB杆接触处是有摩擦的，则F₁＜F₂
D．无论接触点是否光滑，及转动方向如何，F₁=F₂

二、填空题

9. 难度：中等

我国已兴建抽水蓄能水电站，它可调剂电力供应．深夜时，用过剩的电能通过水泵把下蓄水池的水抽到高处的上蓄水池内，白天则通过闸门放水发电，以补充电能不足，如图所示．若上蓄水池长150m，宽30m，从深夜11时至清晨4时抽水，使上蓄水池的水面增加20米．而下蓄水池的水面下降5m，开始抽水时，上、下蓄水池的水面高度差为400m．已知：抽水机的效率为80%，发电机的效率为60%，g为10N/kg．则白天通过闸门放水发电将夜晚抽水蓄的能转化成电能，给电网补充的电能为    J，抽水机的平均功率为    kW．

10. 难度：中等

如图是额定功率为500W电饭锅的电路示意图．R₁、R₂分别表示加热电热丝．电键S是一个温度控制开关，当锅内食品温度低于103℃时，电键S处于    （选填：“闭合”或“断开”）状态，使电饭锅以额定功率对锅内食品加热；当温度超过103℃时，电键S会自动转换状态，减小电饭锅的加热功率，起到保温作用．若电饭煲在保温时消耗的电功率是加热时的1/5，则电热丝R₁的电阻值为    Ω．

11. 难度：中等

在如图所示的电路中，所有的电灯的额定电压为U，额定电流为I；其中L_G、L_R分别为绿色、红色指示灯，L₁、L₂、L₃…为照明灯．A为电磁继电器中的电磁铁，B为弹簧，C为可绕O轴转动的铁质动触片，P、Q为静触片．请用笔线代替导线正确连接接线柱a、b、c、d、e、f，使指示灯起到这样的作用：当电路中的照明灯均不使用时绿灯亮，当电路中开启的照明灯数目超过某个值时红灯亮．若当流过电磁铁A的电流达到5I时，红灯亮．则此时电路中至少有    盏照明灯点亮．

12. 难度：中等

人体心脏的功能是为人体血液循环提供能量，正常人在静息状态下，心脏博动一次，能以1.6×10⁵Pa的平均压强将70mL的血液压出心脏，送往人体各部位，每分钟人体血液循环量约为6000mL，则此是心脏的平均功率为    W，当人运动时，心脏的平均功率比静息状态增加20%，若此时心脏每搏输出的血量变为80mL，而输出压强维持不变，则心脏每分钟搏动次数为    ．

13. 难度：中等

如图所示，一均匀木条可绕转轴O自由转动，现有材料相同，长度相同，横截面积之比Sa：Sb：Sc=1：4：2的三支蜡烛a、b、c，垂直立于木条上，木条恰好处于平衡．三支蜡烛离转轴的距离分别为L₁、L₂和L₃，若L₁=4L₂，则L₃=    L₂．若同时点燃蜡烛，蜡烛在燃烧过程中，要使杠杆保持平衡，则L₁：L₂：L₃=    （设蜡烛在相等时间内燃烧的质量相同）．

三、解答题

14. 难度：中等

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，如图所示．己知：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=13.6cm，h₂=16.7cm，球的体积V_球=πr³，工件的密度约为冰的3倍．设实验过程中环境温度恒为0℃，不计热量损失．冰的熔解热λ=3.34×10⁵J/kg．试求该材料的比热容C．

15. 难度：中等

如图（a）所示，长为L的丝线的一端与导体小球A相连，另一端悬于固定P点，小球静止在O点．现用固定在Q点的手电筒照射静止在O点的小球A，将其投影到贴在墙上的印有小方格的光屏上，记下O点在光屏上的投影O′．用丝绸摩擦玻璃棒，给小球A和固定在绝缘棒一端的导体小球B分别带上异种电荷，保持B和A在平行于屏幕的水平线上，将B逐渐靠近A，由于带电小球之间的吸引，A将向B靠近，与竖直方向成θ夹角．A、B因手电筒照射而在屏幕上的投影为A'、B'．设：OA=d，AB=r，O'A'=D，A'B'=R，θ总小于5°．多次改变A、B间距离，将测得的一系列数据记录在表中．请在图（b）中的坐标纸上选取合适的坐标，用作图法分析表中D与R的关系，并进一步推测出A、B两点带电小球之间的吸引力F与A、B距离r的关系．已知在θ≤5°的情况下，小球A偏离O点的距离d与小球B的吸引力成正比．

D（cm）	R（m）	R^2（m^2）	1/R^2（m^-2）
3.0	1.25	1.65	0.64
6.0	0.93	0.86	1.16
7.5	0.80	0.64	1.56
11.0	0.67	0.45	2.24
13.0	0.62	0.38	2.62

16. 难度：中等

图中三幅漫画（a）（b）（c）生动地描述了一位学生的一次经历．针对上幅漫画，请你用已学的物理知识编制一个物理问题，并写出问题的解答．

17. 难度：中等

某同学不小心掉了半块饼干在地上，五分钟后发现饼干上聚集了许多蚂蚁．那么五分钟前这些蚂蚁离饼干的最远距离为多少呢？确定这个最远距离的关键是测出蚂蚁的爬行速度．某班学生以小组为单位进行实验探究活动：估测蚂蚁的爬行速度，下表是各小组的实验方案及结果．
估测蚂蚁的爬行速度

组别	实验方案	平均速度（cm/s）
1	用面包吸引蚂蚁，使它在二直尺间运动	1.20
2	让沾有墨水的蚂蚁在纸槽内运动	0.30
3	让直玻璃管内的蚂蚁向另一端运动	1.04
4	让蚂蚁在盛有粉笔的纸槽内运动	0.45
5	让蚂蚁在塑料吸管内爬行，同时点燃蚂蚁身后的塑料吸管	2.40

18. 难度：中等

如图所示电路中，R_l=2Ω，R₂=3Ω．当开关S₁闭合，S₂、S₃断开时，电流表的示数为0.6A；当开关S₁、S₂、S₃都闭合时，电流表示数为1.5A，且灯泡正常发光．设电源电压不变．求：

（1）电源电压；
（2）灯泡的额定功率．