力學(xué)綜合計(jì)算題分類例析

綜觀歷年各省市中考題，不難發(fā)現(xiàn)，力學(xué)計(jì)算大多以綜合題的形式出現(xiàn)，單獨(dú)用一個(gè)知識(shí)點(diǎn)只對(duì)某一個(gè)物理量（如密度、壓強(qiáng)等）進(jìn)行求解的力學(xué)計(jì)算題已很少見了，絕大部分力學(xué)的計(jì)算題都有一定的綜合性。綜合題的優(yōu)點(diǎn)是：一方面能考查學(xué)生分析、理解和推理的思維能力，另一方面考查學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力和知識(shí)遷移能力。這完全符合新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求和目標(biāo)，所以這種題型在今后的中考中仍將占有很重要的位置。本專題從以下幾個(gè)方面對(duì)這類計(jì)算題進(jìn)行分析探究。以指導(dǎo)同學(xué)們解題時(shí)抓住要點(diǎn)，一舉突破。

一.思路和方法

1.讀懂題意或圖示，明確已知量和所求量。

有些新題型會(huì)出現(xiàn)一些新名詞或概念，有的已知條件比較隱蔽，應(yīng)該努力挖掘出對(duì)解題有用的信息。

2.分析研究對(duì)象所處的狀態(tài)或物理過程，找出已知量和未知量之間的聯(lián)系。

為了幫助分析，通常對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析并畫出受力圖，確定哪些力構(gòu)成平衡力，根據(jù)平衡條件建立平衡方程式，這是很關(guān)鍵的一步。

3.明確題目所描述的對(duì)象和過程涉及到哪些知識(shí)點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)墓�式或�?guī)律進(jìn)行計(jì)算。

①求壓強(qiáng)時(shí)可用，兩個(gè)公式進(jìn)行求解。但后一個(gè)公式一般用來求解液體壓強(qiáng)，只有豎直放置的柱體對(duì)支承面產(chǎn)生壓強(qiáng)，才能用來解。

②計(jì)算浮力的方法有很多：（1）阿基米德原理；（2）彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)浮力（G與F分別為物體在空氣中稱和在液體中稱時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)）；（3）平衡法：物體處于漂浮或懸浮；（4）壓力差法：。根據(jù)已知條件和研究對(duì)象所處的狀態(tài)選擇適當(dāng)?shù)墓�式求浮力�?/p>

③求滑輪組的機(jī)械效率也有兩個(gè)公式：和。當(dāng)滑輪組豎直提升物體時(shí)就用前者，當(dāng)滑輪組水平拉物體時(shí)就用后者。

4.驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果

對(duì)答案進(jìn)行檢驗(yàn)，看過程有無錯(cuò)誤，看結(jié)果是否符合實(shí)際。

二.熱點(diǎn)問題歸類

熱點(diǎn)一：密度、壓強(qiáng)和浮力的綜合。

例1.某電梯公寓樓約40m，完成此建筑物需要澆鑄鋼筋混凝土，還需要使用其他建筑材料，混凝土密度為，取。求：（1）已知自來水的密度為，若要從地面向樓頂提供自來水，加壓設(shè)備至少需要給施加多大的壓強(qiáng)？（不考慮大氣壓強(qiáng)）

（2）測(cè)量表明，該樓的地基所承受的壓強(qiáng)不得超過，若地基與地面的接觸面積為，則此大樓另外添加的裝飾材料、各種設(shè)備等物資及進(jìn)入大樓的人員的總質(zhì)量不得超過多少？

解析：這是一道密度和壓強(qiáng)的綜合題，根據(jù)公式。（1）小題立即解決。（2）小題中要求質(zhì)量，則可以先求出最大重力，然后求出最大質(zhì)量，最后減去已有的質(zhì)量即可，具體解法如下：

（1）

（2）設(shè)混凝土、其他建筑材料和其余部分的質(zhì)量分別為m1、m2和m3，總重量為G

當(dāng)m3最大時(shí)，G最大，大樓對(duì)地基的壓力F最大，地基所承受的壓強(qiáng)達(dá)到最大值。

所以

所以

例2.去年南京市對(duì)大明湖進(jìn)行了首次換水清淤，換水后大明湖水清澈見底，魚兒歡暢。愛湖小分隊(duì)的同學(xué)準(zhǔn)備利用自己掌握的科學(xué)知識(shí)對(duì)湖水水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。他們通過調(diào)查，了解到大明湖周邊主要污染源很容易導(dǎo)致湖水密度變大，而密度達(dá)到的水域就不適宜湖里魚類生存，他們就想到做一個(gè)簡(jiǎn)易的密度計(jì)來監(jiān)控湖水密度。為此找來一根長(zhǎng)為1.2m粗細(xì)均勻的木條，在底端嵌入適量重物，使其能直立漂浮水中，做好相應(yīng)的標(biāo)記后就可以監(jiān)測(cè)湖水的密度了，測(cè)量得該簡(jiǎn)易密度計(jì)的總質(zhì)量為0.5kg。（g取10N/kg）

（1）先將該木條放入足夠深的清水中，測(cè)得木條露出水面0.2m，在水面處畫上白線，請(qǐng)計(jì)算此時(shí)木條底端受到的水的壓強(qiáng)及木條受到的浮力。

（2）請(qǐng)通過計(jì)算說明應(yīng)在木條的什么位置畫上表示污水密度達(dá)到時(shí)的紅線，以監(jiān)測(cè)湖水密度是否超標(biāo)。

解析：此題是一道運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題的好題，綜合的知識(shí)有壓強(qiáng)、浮力和二力平衡等。（1）木條底端受到水的壓強(qiáng)可直接用來求；又因木條處于漂浮狀態(tài)，故可用二力平衡法求浮力。

由于木條處于漂浮狀態(tài)，所以：

（2）此題實(shí)際上是求木條浸入污水的深度h，要求深度必先求，因?yàn)�，可通過浮力算出。又因木條的橫截面積S未知，深度h似乎無法求出，但我們要善于利用（1）小題的條件，找到兩者的相同之處，即在清水中和污水中都處于漂浮狀態(tài)，兩者受到的浮力相等，所以

，即，所以：

熱點(diǎn)二：速度、功率和效率的綜合

例3.如圖1所示，物體重20N，在拉力F的作用下，以0.5m/s的速度沿水平方向勻速運(yùn)動(dòng)，物體與地面的摩擦力是物重的0.2倍，求：

（1）不記滑輪、繩重和滑輪組的摩擦，拉力的大小及拉力的功率。

（2）若拉力為2.5N，該滑輪組的機(jī)械效率。

圖1

解析：在不計(jì)摩擦的情況下，可直接用滑輪組省力公式求拉力，不過不是，而應(yīng)該是（是物體A與地面的摩擦）。因?yàn)閷?duì)物體的拉力不是等于物體的重量，而是等于地面對(duì)物體的摩擦力。相應(yīng)地，求這種水平裝置的滑輪組的機(jī)械效率的計(jì)算公式也應(yīng)該是，而不是。拉力的功率可進(jìn)行如下推導(dǎo)：

（1）拉力的大小：

拉力的功率：

（2）

熱點(diǎn)三：壓強(qiáng)或浮力與杠桿類相結(jié)合的綜合題

例4.圖2是小明設(shè)計(jì)的一個(gè)用水槽來儲(chǔ)存二次用水的沖廁裝置。帶有浮球的橫桿AB（B為浮球的中心）能繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，倒“T”形閥門C底部為厚度不計(jì)的橡膠片，上部為不計(jì)粗細(xì)的直桿，進(jìn)水口的橫截面積為4cm2，浮球的體積為100cm3，OB是OA長(zhǎng)度的6倍，AB桿左端壓在閥門C上，閥門C堵住進(jìn)水口時(shí)，AB桿水平，浮球頂部和溢水口相平，不考慮閥門C、橫桿AB及浮球受到的重力。（）求：

（1）浮球浸沒時(shí)，浮球受到的浮力多大？A端受力多大？

（2）為了防止水從溢水口溢出，水槽中的水面與溢水口的高度差不能超過多少？

圖2

解析：本題又是一道力學(xué)綜合題，描述的物理情境較為復(fù)雜，所以分析審題是關(guān)鍵，尤其是要把這個(gè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖看懂，搞清楚它的工作過程和原理，解題過程如下：

（1）當(dāng)球全部浸沒水中時(shí)：

橫桿B端受力等于浮球所受浮力，即：

運(yùn)用杠桿平衡條件：

，因?yàn)?/p>

所以A端受力為：

（2）水恰能從溢水口流出時(shí)水槽中的水面距溢水口的高度差是允許的最大值。此時(shí)，浮球全部浸沒，閥門C受到水槽中的水向上的壓力和水箱中水向下的壓力及浮球浸沒時(shí)杠桿A端對(duì)閥門C向下的壓力相互平衡，即：

                                         ①

設(shè)水槽中的水面距閥門C底部橡膠片的高度為H，溢水口到閥門C底部橡膠片的高度為h，則：

                                             ②

                                              ③

把②③式代入①中，有

整理得：

第十六屆全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽初賽試卷

一、選擇題  以下各小題給出的四個(gè)選項(xiàng)只有一個(gè)是正確的，把正確

選項(xiàng)前面的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)(每小題3分，共15分)。

    1．小亮同學(xué)從超市買來一個(gè)玻璃瓶裝的鐵皮蓋罐頭，想把瓶蓋打開，可是怎么也擰不動(dòng)。小亮的哥哥用螺絲刀沿瓶蓋的邊輕輕撬了幾下，一擰就打開了。這主要是因?yàn)橛寐萁z刀撬瓶蓋可以  【    】 

A．增大瓶蓋直徑，減小瓶蓋側(cè)壁對(duì)瓶的壓力

B．減小瓶蓋與瓶口的接觸面積

C．減小瓶?jī)?nèi)外氣體的壓力差

D．由于撬了蓋的一邊，而增大了蓋的另一邊的壓力

    2．高壓輸電線路的鐵塔頂端有一條(或兩條)比下面輸電線細(xì)的金屬線(如圖1～圖2)，它的作用是    【    】

  A．加強(qiáng)鐵塔的穩(wěn)定性

  B．傳輸零線的電流

  C．防雷電，起到避雷針的作用

  D．作為備用線，供輸電線斷開時(shí)應(yīng)急使用

3．用普通照相機(jī)拍照時(shí)，要按被照物體距相機(jī)鏡頭的遠(yuǎn)近進(jìn)行“調(diào)焦”，使用起來不太便捷。有一種“傻瓜”相機(jī)，只要把想拍攝的景物全部納入取景器內(nèi)，不論遠(yuǎn)處還是近處的物體，在照片上都比較清晰，從而使拍照的過程變得十分快捷。這種“傻瓜”相機(jī)不用“調(diào)焦”的奧秘是  【    】

    A．采用了長(zhǎng)焦距的鏡頭，使遠(yuǎn)近不同的物體成像的位置相差不大

    B．采用了短焦距的鏡頭，使遠(yuǎn)近不同的物體成像的位置相差不大

    C．采用了長(zhǎng)焦距的鏡頭，使遠(yuǎn)近不同的物體成像的位置相同

    D．采用了短焦距的鏡頭，使遠(yuǎn)近不同的物體成像的位置相同

    4．磁帶錄音機(jī)既可以錄音，也可用以放音，其主要部件為運(yùn)行的磁帶和繞有線圈的磁頭。錄音時(shí)，磁帶上的磁粉被由聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化而來的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)所磁化，這樣便將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為磁信號(hào)記錄在磁帶上；放音時(shí)，再把磁帶上的磁信號(hào)通過磁頭轉(zhuǎn)化為電信號(hào)使揚(yáng)聲器發(fā)聲。對(duì)于錄音機(jī)錄音、放音過程的基本原理，下列各種說法中正確的是  【    】

    A．錄音的基本原理是電磁感應(yīng)，放音的基本原理是電流的磁效應(yīng)

    B．錄音的基本原理是電流的磁效應(yīng)，放音的基本原理是電磁感應(yīng)

    C．錄音和放音的基本原理都是電流的磁效應(yīng)

    D．錄音和放音的基本原理都是電磁感應(yīng)

    5．王勇同學(xué)在賓館飯店看到一種自動(dòng)門，當(dāng)有人靠近時(shí)，門會(huì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開閉。王勇同學(xué)對(duì)此產(chǎn)生了濃厚的興趣，他很想知道自動(dòng)門是如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的。為此他反復(fù)做了幾次試驗(yàn)：當(dāng)他輕輕地靠近自動(dòng)門時(shí)，門自動(dòng)打開；當(dāng)把一個(gè)足球滾向自動(dòng)門時(shí)，門自動(dòng)打開；當(dāng)把一面底部裝有滾珠的無色透明大玻璃板，直立著滑向自動(dòng)門時(shí)，門不打開。王勇同學(xué)根據(jù)探究試驗(yàn)的結(jié)果，對(duì)自動(dòng)門的自控原理提出了以下幾種猜想，你認(rèn)為其中最合理的猜想是  【    】

    A．自動(dòng)門“聽”到來者的聲音時(shí)，通過聲控裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開閉

    B啟動(dòng)門探測(cè)到靠近的物體發(fā)射出的紅外線，通過光控裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開閉

    C自動(dòng)門本身能發(fā)射出一種紅外線信號(hào)，當(dāng)此種信號(hào)被靠近的物體反射時(shí)，就會(huì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開閉

    D．靠近門的物體通過空氣能產(chǎn)生一種壓力傳給自動(dòng)門，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開閉

二、填空題(共15分)

    1．(3分)如圖3所不，小婷乘汽車到姥姥家去度假，汽車在平直公路上行駛。小婷的感覺是：遠(yuǎn)處的村莊相對(duì)于電線桿在向_________運(yùn)動(dòng)；近處的小樹相對(duì)于電線桿在向_______運(yùn)動(dòng)；電線桿周圍的景物看起來好像在繞電線桿做_____時(shí)針

轉(zhuǎn)動(dòng)。

    2．(3分)列車上出售的食品常常放在如圖4所示的小推車上，若貨物均勻擺在車內(nèi)，當(dāng)前輪遇到障礙物A時(shí)，售貨員向下按扶把，這時(shí)手推車可以視為杠桿，支點(diǎn)是_____(寫出支點(diǎn)位置的字母)；當(dāng)后輪遇到障礙物A時(shí)，售貨員向上提扶把，這時(shí)支點(diǎn)是______。后一種情況下，手推車可以視為______力杠桿。

    3．(3分)在海拔3000 m以上的高原地區(qū)，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水容易沸騰，這是因?yàn)楦咴�地區(qū)_______的緣故。常年生活在平原地區(qū)的人到達(dá)該地區(qū)后，由于空氣稀薄會(huì)產(chǎn)生缺氧反應(yīng)，為了得到足夠的氧氣，人會(huì)不自覺地進(jìn)行深呼吸，這時(shí)肺的容積與在平原上相比要擴(kuò)張得更_______(選填“大”或“小”)一些。

    4．(3分)汽車上的機(jī)械式里程表是用安裝在輪上的一組計(jì)數(shù)齒輪來實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)的，而這些計(jì)數(shù)齒輪又通過特定的傳動(dòng)裝置被車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)所驅(qū)動(dòng)。同時(shí)車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)還通過特定的傳動(dòng)裝置，傳遞給由電磁感應(yīng)原理制成的傳感器，傳感器再將反映車輪轉(zhuǎn)動(dòng)情況的電信號(hào)顯示在速度表上，從而指示此時(shí)的車速。當(dāng)輪胎用久了有明顯的磨損后，就會(huì)使所計(jì)里程和指示的時(shí)速產(chǎn)生誤差。若里程表記錄里程為12000 km，則汽車實(shí)際行駛的里程將 _______(填“大于”、“小于”或“等于”)示數(shù)；若此車從北京駛往上海，以速度表上指示的時(shí)速為依據(jù)，對(duì)整個(gè)行程所估算的行駛時(shí)間將________(選填“大于”、小于”或“等于”)實(shí)際行駛時(shí)間。

    5．(3分)2005年春節(jié)晚會(huì)上，一群聾啞青年用精美絕倫的舞蹈“千手觀音”給人以美的享受，善的啟迪。

    (1)如圖5所示，觀眾看不見領(lǐng)舞者邰麗華身后站著的其他舞蹈者，這是因?yàn)楣馐莀_____________傳播的。

    (2)在觀看演出的過程中，我們雖然沒有看到樂隊(duì)卻也能分辨出是何種樂器在發(fā)聲，這主要是因?yàn)椴煌瑯菲魉�發(fā)聲音的_________是不同的。

    (3)電視觀眾看到蓮花座上的千手觀音身披絢麗霞光，這些光是由________、_______、______三原色依不同的比例混合而成的。

  三、簡(jiǎn)答下列各題(共22分)

  1．(4分)火箭點(diǎn)火發(fā)射時(shí)，若高溫火焰向下噴射到發(fā)射臺(tái)上，發(fā)射臺(tái)就會(huì)被燒

毀。為了保護(hù)發(fā)射臺(tái)，在它的底部建造了個(gè)大水池，從而巧妙地解決了這個(gè)技術(shù)問題。

    (1)火箭發(fā)射時(shí)，底部噴出的龐大的白色氣團(tuán)(圖6)是由什么組成的?它是怎樣形成的?

(2)分析“大水池”對(duì)發(fā)射臺(tái)起到保護(hù)作用的道理。

  2．(4分)在高壓輸電線路中常可看到 如圖7所示的一些絕緣子。請(qǐng)說明為什么懸掛高壓輸電線的絕緣子的表面要涂光亮的瓷釉，而且做成一節(jié)一節(jié)的?

3．(4分)小志家買了一種點(diǎn)綴節(jié)日用的小彩燈，他發(fā)現(xiàn)當(dāng)其中一個(gè)小彩燈的燈絲燒斷了以后，其余的小彩燈還能繼續(xù)發(fā)光。于是小志對(duì)小彩燈之間的連接關(guān)系產(chǎn)生了興趣，為此他請(qǐng)教了科技人員，得到以下信息。

  他用的小彩燈規(guī)格是“2．5 V，0．25 A”，通過串聯(lián)一定數(shù)量的小彩燈，使單個(gè)小彩燈兩端所加的電壓比它的額定電壓稍低，每個(gè)小彩燈都能基本正常發(fā)光。

    小彩燈的構(gòu)造如圖8所示，在燈絲導(dǎo)電支架上除了有燈絲和起固定作用的小玻璃珠以外，還繞有約4圈細(xì)金屬絲。燈絲電阻冷時(shí)約為2．5 Ω，熱時(shí)約為15 Ω。

    細(xì)金屬絲的電阻為1 Ω，正常(低壓)情況下，由于支架表面有一層氧化銅的緣故，它與燈絲支架是不導(dǎo)通的，沒有電流流過。若加上較高的電壓(如220 V)時(shí)氧化層可被擊穿，細(xì)金屬絲與燈絲支架導(dǎo)通。

    根據(jù)以上介紹的資料，請(qǐng)你說明為什么一個(gè)小彩燈的燈絲燒毀后，其他的小彩燈還能繼續(xù)發(fā)光。

    4．(4分)向陽(yáng)中學(xué)廣播室想借助于雙刀雙擲開關(guān)控制南北兩教學(xué)樓的喇

叭：開關(guān)擲向A端時(shí)南面的三只喇叭接通，擲向B端時(shí)南北六只喇叭全部接通。

請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線按上述要求完成圖9中的電路圖。

  5．(6分)長(zhǎng)期以來，實(shí)心粘土磚一直是我國(guó)主要的建筑材料。由于粘土磚在生產(chǎn)過程中存在著諸多弊端，國(guó)家有關(guān)部門提出了減少粘土磚使用率、倡導(dǎo)新型

材料的要求。如圖10所示的空心水泥磚就是新型建筑材料的一種。請(qǐng)你從節(jié)能與環(huán)保等方面分析，使用空心水泥磚比使用實(shí)心粘土磚有哪些好處。(至少寫出三條)

 四、(6分)李明同學(xué)家要買一個(gè)燒水用的水壺，超市里有兩種容積相同但品種

不同的鋁質(zhì)水壺可供選購(gòu)，一種是放在液化氣灶上用的，另一種是壺內(nèi)裝有電熱器的，如圖ll所示。李明想比較哪一種水壺?zé)�水更省錢。他首先進(jìn)行了調(diào)查，得到如下資料：當(dāng)?shù)鼐用裼秒姷膬r(jià)格是0.5元／度；瓶裝液化氣的價(jià)格是60元／瓶(每瓶中液化氣的質(zhì)量約為15 kg，液化氣的熱值為4.2×10⁷J／kg),用液化氣燒水的熱效率約為30％，用電熱水壺?zé)�水的熱效率約為90％。根據(jù)以上信息，請(qǐng)你通過計(jì)算分析一下用哪種水壺?zé)�水更省錢。

    五、(8分)為了保護(hù)環(huán)境，治理水土流失，學(xué)校的環(huán)保小組設(shè)計(jì)并進(jìn)行了河水含沙量的研究。

    第一階段是理論分析：分別以ρ_水、ρ_沙、ρ_泥水表示水、泥沙、泥沙水的密度，以x表示每立方米泥沙水中所含泥沙的質(zhì)量(稱做含沙量)，導(dǎo)出了ρ_泥水與ρ_水、ρ_沙、x的關(guān)系式；然后作出了泥沙水的密度ρ_泥水隨含沙量x變化的圖象。

    第二階段是實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：在一個(gè)量筒里放入一定量干燥的黃土，再倒入一定量的清水，計(jì)算出含沙量x，并測(cè)出泥沙水的密度ρ_泥水；接著再多次加入清水配制成不同密度的泥沙水，進(jìn)行同樣的計(jì)算和測(cè)量，由此得出ρ_泥水與x的多組數(shù)據(jù)；然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)作出了表示泥沙水的密度與含沙量關(guān)系的ρ_泥水－x圖象。他們驚喜地發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析是一致的。

    第三階段是實(shí)際測(cè)量：在一次山洪沖刷地面時(shí)，他們采集了40 L的水樣，稱出其總質(zhì)量為40.56kg。此前已經(jīng)測(cè)出干燥的泥沙的密度ρ_沙：2.4×10³kg／m³，于是求出了洪水中的平均含沙量。

    (1)請(qǐng)你參與環(huán)保小組第一階段的工作，導(dǎo)出ρ_泥水與ρ_水、ρ_沙、x的關(guān)系式。然后根據(jù)關(guān)系式作出泥沙水的密度ρ泥水隨含沙量x變化圖象的草圖。

(2)請(qǐng)你參與環(huán)保小組第三階段的計(jì)算工作，求出洪水中的平均含沙量。

    六、(10分)現(xiàn)在很流行的數(shù)碼相機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是可以直接生成數(shù)碼照片，從而可以方便地進(jìn)行編輯與加工，保存的時(shí)間也更長(zhǎng)。而且數(shù)碼照片還可以直接在

電腦上顯示出來，或者通過電子郵件傳送出去。

    下面是一款數(shù)碼相機(jī)的電池的一些資料。根據(jù)右面提供的信息以及下面對(duì)數(shù)碼相機(jī)工作過程的介紹，回答相關(guān)問題：

    (1)數(shù)碼相機(jī)的電源打開后，就處于待機(jī)狀態(tài)，這時(shí)要消耗一定的電能；拍攝時(shí)，拍攝與處理數(shù)據(jù)所消耗的電能就更大。假設(shè)用一個(gè)充滿電的電池作電源進(jìn)行拍照，每5min拍一張照片，相機(jī)使用過程中的平

均工作電流為0.2A。請(qǐng)估算一節(jié)充滿電的電池最多可以拍攝多少?gòu)堈掌��?/p>

    (2)對(duì)一個(gè)電能已全部耗盡的這種電池進(jìn)行完全充電，充電的效率多大?

七、(12分)空調(diào)的“匹數(shù)”，是對(duì)空調(diào)輸入功率的粗略標(biāo)識(shí)。因相同匹數(shù)不同品牌空調(diào)的制冷效能有較大的差異，為便于比較，空調(diào)的效能常以“制冷量”來表示。在選擇空調(diào)時(shí)，除了制冷量和制熱量(對(duì)冷熱空調(diào)而言)外，還要考慮“能效比”。

空調(diào)的能效比=，它表示空調(diào)器是否高效節(jié)電。目前市場(chǎng)上空調(diào)器的能效比相差很大，一般在2～3之間，最高的可達(dá)到3．5左右，應(yīng)盡量挑選能效比高的空調(diào)。房間所需的制冷量和制熱量可按下面的公式計(jì)算：制冷量Q_冷＝S（房間面積）×140w－180 w；制熱量Q_熱=S(房間面積)×180 W－240 W(此公式適用于層高2．5 m的房間，如果層高偏大，則應(yīng)適當(dāng)加大功率)。

    下表是小明家準(zhǔn)備購(gòu)買的某一型號(hào)空調(diào)的使用說明書的一部分。

    請(qǐng)結(jié)合上面所介紹的知識(shí)和空調(diào)使用說明書，通過計(jì)算回答下面的問題：

    1．這臺(tái)空調(diào)的能效比是多少。

    2小明家新購(gòu)買樓房客廳的面積約為30 m2，層高為2．7 m，他想在客廳內(nèi)安裝上表所示的空調(diào)。請(qǐng)你通過計(jì)算說明這種選擇是否合理。

    3．若小明家用此空調(diào)器制冷，空調(diào)器的壓縮機(jī)每天實(shí)際工作6 h，一個(gè)月僅空調(diào)一項(xiàng)所支付的電費(fèi)約為多少?(當(dāng)?shù)氐碾妰r(jià)為0.5元／度)

    八、(12分)小軍家客廳墻壁上有一個(gè)控制燈的開關(guān)和一個(gè)兩孔插座裝在一起的“一開兩孔”的電工元件。圖12是元件的面板、圖13是元件殼體內(nèi)部的原接線圖。由于開關(guān)損壞，需要更換整個(gè)元件。小軍爸爸決定自己動(dòng)手完成，小軍給爸爸當(dāng)助手。

    小軍爸爸?jǐn)嚅_家中進(jìn)戶線的總開關(guān)，在拆舊換新的過程中發(fā)現(xiàn)：拆下前沒有留意元件中的A、B、D三根導(dǎo)線(B、C間已有一短導(dǎo)線在內(nèi)部相連)與外面的①②③三根導(dǎo)線的連接關(guān)系(如圖14)，因?yàn)槭覂?nèi)導(dǎo)線都在水泥墻內(nèi)，無法觀察①②③各導(dǎo)線與墻內(nèi)導(dǎo)線的連接情況。

  于是他閉合家中進(jìn)戶線的總開關(guān)，用試電筆檢測(cè)各根導(dǎo)線，發(fā)現(xiàn)：第①根導(dǎo)線可以使試電筆發(fā)光；第②、⑨根導(dǎo)線不能使試電筆發(fā)光。

  根據(jù)小軍爸爸的檢測(cè)，能不能判斷各根導(dǎo)線的連接情況?

小軍經(jīng)過仔細(xì)思考后認(rèn)為，不能判斷每根導(dǎo)線的連接情況，如果在情況不明時(shí)盲目連接還可能出現(xiàn)更嚴(yán)重的問題。

    (1)你認(rèn)為小軍的觀點(diǎn)對(duì)不對(duì)?為什么?

    (2)你能不能利用常用的家用電器，如臺(tái)燈等(均帶有插頭)，鑒別出①②③根導(dǎo)線應(yīng)怎樣分別與A、B、D接線柱相連接?說出你的方法并簡(jiǎn)述理由。

    (3)根據(jù)你的判斷，將圖14中①②⑧根導(dǎo)線與下面的A、B、D接線柱和上面的火線、零線及燈泡連接起來。

第十六屆全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽初賽試卷

一、選擇題  以下各小題給出的四個(gè)選項(xiàng)只有一個(gè)是正確的，把正確

選項(xiàng)前面的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)(每小題3分，共15分)。

    1．小亮同學(xué)從超市買來一個(gè)玻璃瓶裝的鐵皮蓋罐頭，想把瓶蓋打開，可是怎么也擰不動(dòng)。小亮的哥哥用螺絲刀沿瓶蓋的邊輕輕撬了幾下，一擰就打開了。這主要是因?yàn)橛寐萁z刀撬瓶蓋可以  【    】 

A．增大瓶蓋直徑，減小瓶蓋側(cè)壁對(duì)瓶的壓力

B．減小瓶蓋與瓶口的接觸面積

C．減小瓶?jī)?nèi)外氣體的壓力差

D．由于撬了蓋的一邊，而增大了蓋的另一邊的壓力

    2．高壓輸電線路的鐵塔頂端有一條(或兩條)比下面輸電線細(xì)的金屬線(如圖1～圖2)，它的作用是    【    】

  A．加強(qiáng)鐵塔的穩(wěn)定性

  B．傳輸零線的電流

  C．防雷電，起到避雷針的作用

  D．作為備用線，供輸電線斷開時(shí)應(yīng)急使用

3．用普通照相機(jī)拍照時(shí)，要按被照物體距相機(jī)鏡頭的遠(yuǎn)近進(jìn)行“調(diào)焦”，使用起來不太便捷。有一種“傻瓜”相機(jī)，只要把想拍攝的景物全部納入取景器內(nèi)，不論遠(yuǎn)處還是近處的物體，在照片上都比較清晰，從而使拍照的過程變得十分快捷。這種“傻瓜”相機(jī)不用“調(diào)焦”的奧秘是  【    】

    A．采用了長(zhǎng)焦距的鏡頭，使遠(yuǎn)近不同的物體成像的位置相差不大

    B．采用了短焦距的鏡頭，使遠(yuǎn)近不同的物體成像的位置相差不大

    C．采用了長(zhǎng)焦距的鏡頭，使遠(yuǎn)近不同的物體成像的位置相同

    D．采用了短焦距的鏡頭，使遠(yuǎn)近不同的物體成像的位置相同

    4．磁帶錄音機(jī)既可以錄音，也可用以放音，其主要部件為運(yùn)行的磁帶和繞有線圈的磁頭。錄音時(shí)，磁帶上的磁粉被由聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化而來的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)所磁化，這樣便將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為磁信號(hào)記錄在磁帶上；放音時(shí)，再把磁帶上的磁信號(hào)通過磁頭轉(zhuǎn)化為電信號(hào)使揚(yáng)聲器發(fā)聲。對(duì)于錄音機(jī)錄音、放音過程的基本原理，下列各種說法中正確的是  【    】

    A．錄音的基本原理是電磁感應(yīng)，放音的基本原理是電流的磁效應(yīng)

    B．錄音的基本原理是電流的磁效應(yīng)，放音的基本原理是電磁感應(yīng)

    C．錄音和放音的基本原理都是電流的磁效應(yīng)

    D．錄音和放音的基本原理都是電磁感應(yīng)

    5．王勇同學(xué)在賓館飯店看到一種自動(dòng)門，當(dāng)有人靠近時(shí)，門會(huì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開閉。王勇同學(xué)對(duì)此產(chǎn)生了濃厚的興趣，他很想知道自動(dòng)門是如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的。為此他反復(fù)做了幾次試驗(yàn)：當(dāng)他輕輕地靠近自動(dòng)門時(shí)，門自動(dòng)打開；當(dāng)把一個(gè)足球滾向自動(dòng)門時(shí)，門自動(dòng)打開；當(dāng)把一面底部裝有滾珠的無色透明大玻璃板，直立著滑向自動(dòng)門時(shí)，門不打開。王勇同學(xué)根據(jù)探究試驗(yàn)的結(jié)果，對(duì)自動(dòng)門的自控原理提出了以下幾種猜想，你認(rèn)為其中最合理的猜想是  【    】

    A．自動(dòng)門“聽”到來者的聲音時(shí)，通過聲控裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開閉

    B啟動(dòng)門探測(cè)到靠近的物體發(fā)射出的紅外線，通過光控裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開閉

    C自動(dòng)門本身能發(fā)射出一種紅外線信號(hào)，當(dāng)此種信號(hào)被靠近的物體反射時(shí)，就會(huì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開閉

    D．靠近門的物體通過空氣能產(chǎn)生一種壓力傳給自動(dòng)門，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開閉

二、填空題(共15分)

    1．(3分)如圖3所不，小婷乘汽車到姥姥家去度假，汽車在平直公路上行駛。小婷的感覺是：遠(yuǎn)處的村莊相對(duì)于電線桿在向_________運(yùn)動(dòng)；近處的小樹相對(duì)于電線桿在向_______運(yùn)動(dòng)；電線桿周圍的景物看起來好像在繞電線桿做_____時(shí)針

轉(zhuǎn)動(dòng)。

    2．(3分)列車上出售的食品常常放在如圖4所示的小推車上，若貨物均勻擺在車內(nèi)，當(dāng)前輪遇到障礙物A時(shí)，售貨員向下按扶把，這時(shí)手推車可以視為杠桿，支點(diǎn)是_____(寫出支點(diǎn)位置的字母)；當(dāng)后輪遇到障礙物A時(shí)，售貨員向上提扶把，這時(shí)支點(diǎn)是______。后一種情況下，手推車可以視為______力杠桿。

    3．(3分)在海拔3000 m以上的高原地區(qū)，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水容易沸騰，這是因?yàn)楦咴�地區(qū)_______的緣故。常年生活在平原地區(qū)的人到達(dá)該地區(qū)后，由于空氣稀薄會(huì)產(chǎn)生缺氧反應(yīng)，為了得到足夠的氧氣，人會(huì)不自覺地進(jìn)行深呼吸，這時(shí)肺的容積與在平原上相比要擴(kuò)張得更_______(選填“大”或“小”)一些。

    4．(3分)汽車上的機(jī)械式里程表是用安裝在輪上的一組計(jì)數(shù)齒輪來實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)的，而這些計(jì)數(shù)齒輪又通過特定的傳動(dòng)裝置被車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)所驅(qū)動(dòng)。同時(shí)車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)還通過特定的傳動(dòng)裝置，傳遞給由電磁感應(yīng)原理制成的傳感器，傳感器再將反映車輪轉(zhuǎn)動(dòng)情況的電信號(hào)顯示在速度表上，從而指示此時(shí)的車速。當(dāng)輪胎用久了有明顯的磨損后，就會(huì)使所計(jì)里程和指示的時(shí)速產(chǎn)生誤差。若里程表記錄里程為12000 km，則汽車實(shí)際行駛的里程將 _______(填“大于”、“小于”或“等于”)示數(shù)；若此車從北京駛往上海，以速度表上指示的時(shí)速為依據(jù)，對(duì)整個(gè)行程所估算的行駛時(shí)間將________(選填“大于”、小于”或“等于”)實(shí)際行駛時(shí)間。

    5．(3分)2005年春節(jié)晚會(huì)上，一群聾啞青年用精美絕倫的舞蹈“千手觀音”給人以美的享受，善的啟迪。

    (1)如圖5所示，觀眾看不見領(lǐng)舞者邰麗華身后站著的其他舞蹈者，這是因?yàn)楣馐莀_____________傳播的。

    (2)在觀看演出的過程中，我們雖然沒有看到樂隊(duì)卻也能分辨出是何種樂器在發(fā)聲，這主要是因?yàn)椴煌瑯菲魉�發(fā)聲音的_________是不同的。

    (3)電視觀眾看到蓮花座上的千手觀音身披絢麗霞光，這些光是由________、_______、______三原色依不同的比例混合而成的。

  三、簡(jiǎn)答下列各題(共22分)

  1．(4分)火箭點(diǎn)火發(fā)射時(shí)，若高溫火焰向下噴射到發(fā)射臺(tái)上，發(fā)射臺(tái)就會(huì)被燒

毀。為了保護(hù)發(fā)射臺(tái)，在它的底部建造了個(gè)大水池，從而巧妙地解決了這個(gè)技術(shù)問題。

    (1)火箭發(fā)射時(shí)，底部噴出的龐大的白色氣團(tuán)(圖6)是由什么組成的?它是怎樣形成的?

(2)分析“大水池”對(duì)發(fā)射臺(tái)起到保護(hù)作用的道理。

  2．(4分)在高壓輸電線路中�？煽吹� 如圖7所示的一些絕緣子。請(qǐng)說明為什么懸掛高壓輸電線的絕緣子的表面要涂光亮的瓷釉，而且做成一節(jié)一節(jié)的?

3．(4分)小志家買了一種點(diǎn)綴節(jié)日用的小彩燈，他發(fā)現(xiàn)當(dāng)其中一個(gè)小彩燈的燈絲燒斷了以后，其余的小彩燈還能繼續(xù)發(fā)光。于是小志對(duì)小彩燈之間的連接關(guān)系產(chǎn)生了興趣，為此他請(qǐng)教了科技人員，得到以下信息。

  他用的小彩燈規(guī)格是“2．5 V，0．25 A”，通過串聯(lián)一定數(shù)量的小彩燈，使單個(gè)小彩燈兩端所加的電壓比它的額定電壓稍低，每個(gè)小彩燈都能基本正常發(fā)光。

    小彩燈的構(gòu)造如圖8所示，在燈絲導(dǎo)電支架上除了有燈絲和起固定作用的小玻璃珠以外，還繞有約4圈細(xì)金屬絲。燈絲電阻冷時(shí)約為2．5 Ω，熱時(shí)約為15 Ω。

    細(xì)金屬絲的電阻為1 Ω，正常(低壓)情況下，由于支架表面有一層氧化銅的緣故，它與燈絲支架是不導(dǎo)通的，沒有電流流過。若加上較高的電壓(如220 V)時(shí)氧化層可被擊穿，細(xì)金屬絲與燈絲支架導(dǎo)通。

    根據(jù)以上介紹的資料，請(qǐng)你說明為什么一個(gè)小彩燈的燈絲燒毀后，其他的小彩燈還能繼續(xù)發(fā)光。

    4．(4分)向陽(yáng)中學(xué)廣播室想借助于雙刀雙擲開關(guān)控制南北兩教學(xué)樓的喇

叭：開關(guān)擲向A端時(shí)南面的三只喇叭接通，擲向B端時(shí)南北六只喇叭全部接通。

請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線按上述要求完成圖9中的電路圖。

  5．(6分)長(zhǎng)期以來，實(shí)心粘土磚一直是我國(guó)主要的建筑材料。由于粘土磚在生產(chǎn)過程中存在著諸多弊端，國(guó)家有關(guān)部門提出了減少粘土磚使用率、倡導(dǎo)新型

材料的要求。如圖10所示的空心水泥磚就是新型建筑材料的一種。請(qǐng)你從節(jié)能與環(huán)保等方面分析，使用空心水泥磚比使用實(shí)心粘土磚有哪些好處。(至少寫出三條)

 四、(6分)李明同學(xué)家要買一個(gè)燒水用的水壺，超市里有兩種容積相同但品種

不同的鋁質(zhì)水壺可供選購(gòu)，一種是放在液化氣灶上用的，另一種是壺內(nèi)裝有電熱器的，如圖ll所示。李明想比較哪一種水壺?zé)�水更省錢。他首先進(jìn)行了調(diào)查，得到如下資料：當(dāng)?shù)鼐用裼秒姷膬r(jià)格是0.5元／度；瓶裝液化氣的價(jià)格是60元／瓶(每瓶中液化氣的質(zhì)量約為15 kg，液化氣的熱值為4.2×10⁷J／kg),用液化氣燒水的熱效率約為30％，用電熱水壺?zé)�水的熱效率約為90％。根據(jù)以上信息，請(qǐng)你通過計(jì)算分析一下用哪種水壺?zé)�水更省錢。

    五、(8分)為了保護(hù)環(huán)境，治理水土流失，學(xué)校的環(huán)保小組設(shè)計(jì)并進(jìn)行了河水含沙量的研究。

    第一階段是理論分析：分別以ρ_水、ρ_沙、ρ_泥水表示水、泥沙、泥沙水的密度，以x表示每立方米泥沙水中所含泥沙的質(zhì)量(稱做含沙量)，導(dǎo)出了ρ_泥水與ρ_水、ρ_沙、x的關(guān)系式；然后作出了泥沙水的密度ρ_泥水隨含沙量x變化的圖象。

    第二階段是實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：在一個(gè)量筒里放入一定量干燥的黃土，再倒入一定量的清水，計(jì)算出含沙量x，并測(cè)出泥沙水的密度ρ_泥水；接著再多次加入清水配制成不同密度的泥沙水，進(jìn)行同樣的計(jì)算和測(cè)量，由此得出ρ_泥水與x的多組數(shù)據(jù)；然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)作出了表示泥沙水的密度與含沙量關(guān)系的ρ_泥水－x圖象。他們驚喜地發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析是一致的。

    第三階段是實(shí)際測(cè)量：在一次山洪沖刷地面時(shí)，他們采集了40 L的水樣，稱出其總質(zhì)量為40.56kg。此前已經(jīng)測(cè)出干燥的泥沙的密度ρ_沙：2.4×10³kg／m³，于是求出了洪水中的平均含沙量。

    (1)請(qǐng)你參與環(huán)保小組第一階段的工作，導(dǎo)出ρ_泥水與ρ_水、ρ_沙、x的關(guān)系式。然后根據(jù)關(guān)系式作出泥沙水的密度ρ泥水隨含沙量x變化圖象的草圖。

(2)請(qǐng)你參與環(huán)保小組第三階段的計(jì)算工作，求出洪水中的平均含沙量。

    六、(10分)現(xiàn)在很流行的數(shù)碼相機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是可以直接生成數(shù)碼照片，從而可以方便地進(jìn)行編輯與加工，保存的時(shí)間也更長(zhǎng)。而且數(shù)碼照片還可以直接在

電腦上顯示出來，或者通過電子郵件傳送出去。

    下面是一款數(shù)碼相機(jī)的電池的一些資料。根據(jù)右面提供的信息以及下面對(duì)數(shù)碼相機(jī)工作過程的介紹，回答相關(guān)問題：

    (1)數(shù)碼相機(jī)的電源打開后，就處于待機(jī)狀態(tài)，這時(shí)要消耗一定的電能；拍攝時(shí)，拍攝與處理數(shù)據(jù)所消耗的電能就更大。假設(shè)用一個(gè)充滿電的電池作電源進(jìn)行拍照，每5min拍一張照片，相機(jī)使用過程中的平

均工作電流為0.2A。請(qǐng)估算一節(jié)充滿電的電池最多可以拍攝多少?gòu)堈掌��?/p>

    (2)對(duì)一個(gè)電能已全部耗盡的這種電池進(jìn)行完全充電，充電的效率多大?

七、(12分)空調(diào)的“匹數(shù)”，是對(duì)空調(diào)輸入功率的粗略標(biāo)識(shí)。因相同匹數(shù)不同品牌空調(diào)的制冷效能有較大的差異，為便于比較，空調(diào)的效能常以“制冷量”來表示。在選擇空調(diào)時(shí)，除了制冷量和制熱量(對(duì)冷熱空調(diào)而言)外，還要考慮“能效比”。

空調(diào)的能效比=，它表示空調(diào)器是否高效節(jié)電。目前市場(chǎng)上空調(diào)器的能效比相差很大，一般在2～3之間，最高的可達(dá)到3．5左右，應(yīng)盡量挑選能效比高的空調(diào)。房間所需的制冷量和制熱量可按下面的公式計(jì)算：制冷量Q_冷＝S（房間面積）×140w－180 w；制熱量Q_熱=S(房間面積)×180 W－240 W(此公式適用于層高2．5 m的房間，如果層高偏大，則應(yīng)適當(dāng)加大功率)。

    下表是小明家準(zhǔn)備購(gòu)買的某一型號(hào)空調(diào)的使用說明書的一部分。

    請(qǐng)結(jié)合上面所介紹的知識(shí)和空調(diào)使用說明書，通過計(jì)算回答下面的問題：

    1．這臺(tái)空調(diào)的能效比是多少。

    2小明家新購(gòu)買樓房客廳的面積約為30 m2，層高為2．7 m，他想在客廳內(nèi)安裝上表所示的空調(diào)。請(qǐng)你通過計(jì)算說明這種選擇是否合理。

    3．若小明家用此空調(diào)器制冷，空調(diào)器的壓縮機(jī)每天實(shí)際工作6 h，一個(gè)月僅空調(diào)一項(xiàng)所支付的電費(fèi)約為多少?(當(dāng)?shù)氐碾妰r(jià)為0.5元／度)

    八、(12分)小軍家客廳墻壁上有一個(gè)控制燈的開關(guān)和一個(gè)兩孔插座裝在一起的“一開兩孔”的電工元件。圖12是元件的面板、圖13是元件殼體內(nèi)部的原接線圖。由于開關(guān)損壞，需要更換整個(gè)元件。小軍爸爸決定自己動(dòng)手完成，小軍給爸爸當(dāng)助手。

    小軍爸爸?jǐn)嚅_家中進(jìn)戶線的總開關(guān)，在拆舊換新的過程中發(fā)現(xiàn)：拆下前沒有留意元件中的A、B、D三根導(dǎo)線(B、C間已有一短導(dǎo)線在內(nèi)部相連)與外面的①②③三根導(dǎo)線的連接關(guān)系(如圖14)，因?yàn)槭覂?nèi)導(dǎo)線都在水泥墻內(nèi)，無法觀察①②③各導(dǎo)線與墻內(nèi)導(dǎo)線的連接情況。

  于是他閉合家中進(jìn)戶線的總開關(guān)，用試電筆檢測(cè)各根導(dǎo)線，發(fā)現(xiàn)：第①根導(dǎo)線可以使試電筆發(fā)光；第②、⑨根導(dǎo)線不能使試電筆發(fā)光。

  根據(jù)小軍爸爸的檢測(cè)，能不能判斷各根導(dǎo)線的連接情況?

小軍經(jīng)過仔細(xì)思考后認(rèn)為，不能判斷每根導(dǎo)線的連接情況，如果在情況不明時(shí)盲目連接還可能出現(xiàn)更嚴(yán)重的問題。

    (1)你認(rèn)為小軍的觀點(diǎn)對(duì)不對(duì)?為什么?

    (2)你能不能利用常用的家用電器，如臺(tái)燈等(均帶有插頭)，鑒別出①②③根導(dǎo)線應(yīng)怎樣分別與A、B、D接線柱相連接?說出你的方法并簡(jiǎn)述理由。

    (3)根據(jù)你的判斷，將圖14中①②⑧根導(dǎo)線與下面的A、B、D接線柱和上面的火線、零線及燈泡連接起來。