(2008年上海初中物理知識(shí)競(jìng)賽題)(1)小王同學(xué)為了測(cè)量積雪的厚度,設(shè)計(jì)了“根據(jù)雪地上的腳印深度進(jìn)行估測(cè)”的方法。他采用的方法是:利用一塊平整地面上的積雪,用腳豎直向下用力踩在雪上,形成一個(gè)下凹的腳印。然后通過測(cè)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(cè)雪的密度。請(qǐng)通過推導(dǎo)得出雪的密度的計(jì)算表達(dá)式。

(2)大雪過后,會(huì)造成路面積雪和結(jié)冰,危及交通安全。為了盡快消除路面積冰,可以通過撒鹽和鋪設(shè)防滑物以及組織掃雪等措施。

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(qǐng)你估計(jì)當(dāng)橋面上積冰的厚度達(dá)到2cm、環(huán)境溫度為-3℃時(shí),撒鹽車應(yīng)在每平方米的冰面上撒多少鹽才能去除橋面上的積冰?

鹽的濃度(%)

0

5

10

15

20

凝固溫度(℃)

0

-3

-7.5

-12

-17



解析:(1)腳豎直向下用力踩在雪上,被踩的雪在腳底下形成冰,若已知冰的密度ρ,則有  ρ(H- h)=ρH,解得雪的密度的計(jì)算表達(dá)式ρ=ρ(H- h)/H。

(2)環(huán)境溫度為-3℃時(shí)鹽的濃度要達(dá)到5%。當(dāng)橋面上積冰的厚度達(dá)到2cm,在每平方米的冰面上冰的質(zhì)量m=ρh=0.9×103kg/m3×0.02m=18kg,

M/(M+m)×100%=5%得撒鹽質(zhì)量M=m×0.05/0.95kg=0.95kg。

點(diǎn)評(píng):測(cè)量雪的密度利用了腳下的雪踩成冰的過程中質(zhì)量不變?cè)怼?/p>


練習(xí)冊(cè)系列答案
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(2009上海初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽)如圖所示,P 是一個(gè)光屏,屏上有直徑為5厘米的圓孔。 Q 是一塊平面鏡,與屏平行放置且相距10厘米。O1、O2 是過圓孔中心O垂直于Q的直線,已知P和Q都足夠大,現(xiàn)在直線O1O2上光屏P左側(cè)5厘米處放置一點(diǎn)光源S,則平面鏡上的反射光在屏上形成的亮斑面積為(   )

A. 3π/320米2

B. π/100米2

C. 3π/200米2

D. π/64米2

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(2011上海第25界初中物理競(jìng)賽)如圖所示,不透光小圓盤P和小圓形發(fā)光面S的半徑均為R,平行豎直放置,二者相距為2d。在它們正中間放置一個(gè)焦距為2d的凹透鏡,透鏡的主光軸通過P和S的圓心。在P的右側(cè)相距d處,放置一平行于圓盤面的光屏M(足夠大)。則不透光圓盤P在光屏M上形成的本影(發(fā)光面S發(fā)出的任何光線都不能進(jìn)入該區(qū)域內(nèi))面積為______________;不透光圓盤P在光屏M上形成的半影(發(fā)光面S發(fā)出的光線中只有部分能進(jìn)入該區(qū)域內(nèi))面積為______________。

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國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以A0、A1、A2、B1、B2等標(biāo)記來表示紙張幅面規(guī)格,以“克重”來表示紙張每平方米的質(zhì)量.劉剛家新買回一包打印紙,包上標(biāo)注著“A4 70 g 500 sheet 210×297mm”,意思是該包紙是500張規(guī)格為70g、210mm×297mm的A4通用紙.劉剛想知道這種紙的厚度和密度,只需用刻度尺測(cè)出這報(bào)紙的厚度.如果劉剛測(cè)得這包紙的厚度為5cm,那么這種紙的厚度是      mm,密度是      kg/m3. 

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(1998第八屆初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽復(fù)賽)有一個(gè)形狀不規(guī)則的石蠟塊,現(xiàn)要測(cè)出它的密度,但身邊沒有天平,也沒有量筒,只有兩個(gè)可以放進(jìn)石蠟塊的杯子和一根自行車胎氣門芯用的細(xì)長橡皮管,還有一桶水和一根大頭針。請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來測(cè)出這塊石蠟的密度。(要求寫出實(shí)驗(yàn)的原理和主要步驟,并導(dǎo)出計(jì)算石蠟的密度的公式。)

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受高空落物傷人的啟示,美軍正在研制一種名為“上帝之杖”的太空武器.“上帝之杖”實(shí)質(zhì)就是高密度、耐高溫的金屬棒,它要依托太空平臺(tái)的搭載,借助小型火箭助推和高空下落產(chǎn)生的巨大動(dòng)能,對(duì)地球戰(zhàn)略目標(biāo)實(shí)施打擊,破壞力巨大.它攻擊目標(biāo)的巨大能量主要來源于( 。

A.小型火箭助推動(dòng)能

B.與大氣摩擦產(chǎn)生的能量

C.“上帝之杖”本身的內(nèi)能

D.下落過程重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化的動(dòng)能

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(2009全國初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽題)在一些農(nóng)村地區(qū)建造的沼氣池,通過將農(nóng)村大量的秸稈、人畜糞便發(fā)酵來獲取沼氣,利用沼氣來燒火做飯,點(diǎn)燈照明。沼氣池的應(yīng)用,不僅使上述資源得以更好的利用,同時(shí)也給生活帶來了諸多便利,使環(huán)境得以改善。這是一個(gè)一舉多得的惠民工程。圖9所示為一農(nóng)戶的水壓式沼氣池的剖面簡圖。

說明:1.沼氣池 2.水壓池 3.進(jìn)料口 4.密封蓋 5.輸氣管 6.貯氣室 7.沼氣壓力顯示器 8.總閥門 9.U形管壓強(qiáng)計(jì)(里面裝有染成紅色的水) l0.出料口蓋板(不密封水壓池,水壓池仍與外面大氣相通) 11.閥門

已知該農(nóng)戶家燃?xì)庠畹南嚓P(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)如下:

使用燃料

液化石油氣

天然氣

人工煤氣

人工沼氣

灶前壓強(qiáng)(kPa)

2.8

2.0

1.0

0.5

額定熱流量(kW)

普通爐

左:3.6

組合爐

左:3.6

右:4.0

右:3.6

單爐

4.0

g=10 N/kg,水的比熱容c=4.2×l03J/(kg·℃)

(1).根據(jù)圖9所示,通過計(jì)算說明,該農(nóng)戶此時(shí)能否使用這個(gè)沼氣池中的沼氣來正常燒火做飯?

(2).有一天,該農(nóng)戶發(fā)現(xiàn),沼氣壓強(qiáng)小于燃?xì)庠畹囊。為了能盡快利用沼氣生火做飯,從物理學(xué)的角度看,可采取哪些措施?

(3).若該農(nóng)戶所用的燃?xì)庠钍瞧胀t,通常情況下,普通爐中的右爐單獨(dú)正常工作時(shí),將一壺質(zhì)量為2.5 kg、溫度為20℃的水燒開,耗時(shí)約10 min。試估算右爐燒水的效率。

(4).請(qǐng)你就如何提高燃?xì)庠畹男蕟栴}談淡你的設(shè)想。

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