物理奥赛试题Word下载.docx
《物理奥赛试题Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理奥赛试题Word下载.docx（45页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
若车身总长175米，每节铁轨长12.5米，山洞的长度是多少？
当时火车的速度是多少？
（设火车一直匀速直线行驶，声音在空气中的传播速度是340米/秒）。
7、小浩制作了一个弹簧秤，如图2-9所示，弹簧一共20匝。
经检验，该弹簧秤在测量范围内（0-5N）示数是标准的，该弹簧不但“伸长的长度跟所受的拉力成正比”而且弹簧受拉力伸长时，各匝伸长的长度都相等。
有一次不慎把弹簧靠近0端的一小部分挤压变形，小浩把变形的3匝剪去，并把弹簧上端重新固定在0点，然后把指针C适当向下移，使它在弹簧秤竖直旋转时指针C仍指出“0”刻线处。
（1）写出这个改制的弹簧秤受到的拉力F与它的示数F测的关系式并说明理由。
（2）用这个新改制的弹簧秤称量一个重物，它的示数为4.0牛，该物实重是多少？
8、小刚家的一个水龙头拧不紧，水一滴一滴继续地滴落地上，小刚发现，在耳朵听到前一滴水滴在地上的声音的同时，看到下一滴水刚好开始下降（如图2-10），他为了测算水滴下落的平均速度和一天来浪费的水量，找来了秒表和卷尺。
首先量出水龙头口离地面的高度h，再用秒表计时，计时的方法是：
当听到某一水滴滴在地上的声音的同时，开启秒表计时，并数“1”，以后每听到一声水滴声，依次数“2、3……”，一直数到“n”时按下秒表停止计时，读出秒表的示数为t。
（1）写出用上述测量表示水滴在空中运动的平均速度的表达式。
（2）小刚测得h=1m，当数到n=20时秒表的示数t=8.7s，则水滴下落时的平均
速度是多少？
（3）若每滴水质量是0.25g，则一昼夜要浪费多少水？
（4）小刚为了进一步找出水滴下落的平均速度和下落高度h的关系，又做了以下实验：
找来一块挡板，让水滴落到挡板上，改变挡板和水龙头口之间的距离h，并仔细调节水龙头滴下的快慢，使得耳朵听到前一滴水滴在挡板上的声音的同时，下一滴水刚好开始下落，计时方法仍和上面一样，他从实验中又获得了如下表所示的6组数据（连向上面的一组共有7组数据）。
请你帮助小刚继续完成以下工作：
①把这些数据分别标示在（甲）（乙）两个坐标系中，并作出相应的图象。
其中（甲）的纵坐标是水滴在空中运动的速度，（乙）的纵坐标是水滴在空中运动的平均速度的平方，即，它们的横坐标都是高度h。
次数
1
2
3
4
5
6
高度h（米）
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.8
平均速度（米/秒）
0.97
1.19
1.38
1.54
1.68
1.95
②根据图像写出与h的函数关系。
（5）考虑到声音传播的速度远小于光的传播速度这一因素，上面测出的水滴的平均速度会有一定的误差，测量值与其实值相比，最偏大还是偏小？
为什么？
9、某校的厕所使用了自动冲刷节水装置，它的装置结构如图3-11所示，上方水龙头流出的较是，M为一可绕O点轴顺时针旋转的木箱，N为大水箱，ABC为一倒U形水管，A为进水管，C为出水管，请结合简图运用所学物理知识说明自动冲刷过程。
水箱M中水位上升过程中，整个水箱的重心向斜右上方移动，当水箱M罐满后，其重心在O点右上方，于是水箱M翻转将水倒入N中，由连通器原理知，水管AB段中的水位也随水箱N中的水位上升一块上升，水箱M重复翻转多次后，使水箱N中和水管AB段的水位达到水管的顶部B，若水箱M再翻转一次，水箱N中的水位就会超过B点，由虹吸原理可知，水管AB中的水在管外水的压强作用下沿BC段流向C处，且水位逐渐下降，所受到的向下的水的压强也逐渐增大，流速逐渐增大，到C处达到最大，有利于冲刷，直至水箱N中的水位下降到A处。
10、汽车重力发电，是近年来国外研制的一种新型发电技术，在汽车通过的路面上，铺设一组高出地面约20mm、宽约760mm的金属板（俗称冲击板），每块板的下面，都安装了盛有液体的容器，汽车驶过金属板时，车重使液体压强增中，液体沿管道流向发电厂，带动发电机发电，然后再经过管道，重新流回容器中。
据计算，每辆1t重的汽车，驶过一组金属板时，可发出约1.5kW·
h的电能，因此现代化城市的交通干线上，是安装这一发电设备的理想场所。
美国的纽约已安装了这样一套装置，其每千瓦时电能的价格，比美国现有国家平均电价的1/4还要低。
不过，这种发电技术，现在仍处于研究和试运行阶段中。
图3-12是上海某校高中生设想的原理图，其装置主要由活塞室、压力室、尾水室、传输管道、单词阀K1、K2和水轮机组成。
（1）请简述这一装置的工作原理。
（2）如果用直径5cm的针筒代替活塞室（针筒中活塞的重力不计），在针筒活塞上放置砝码代替车重，且已知单向阀K1属内簧式常闭阀门，开启它的压强PK为0.4×
105Pa，针筒内不加砝码时气柱高度4cm，水柱高度10cm，与尾水室水面相平，低于压力室水面1cm，忽略一切摩擦，欲使活塞下移打开K1，让水流入压力室，则活塞上放置的砝码至少应多重？
汽车驶上金属板时，活塞下移，活塞室内液体压强增加，单向阀K1被打开、K2被闭合，活塞室内液体经单向阀K1流向压力室，从通向尾水室的传输管道中流出，冲击水轮机，并泄入尾水室。
金属板上压力消失后，单向阀K1关闭，阻断了压力室液体向活塞室的回流，同时尾水室由于液面升高，液体压强增大，则会使单向阀K2开启，使进入尾水室的液体回流至活塞室，升起活塞，完成一次工作循环。
解答：
（1）参见解析。
（2）设打开K1时所需要的压强为P，注意到所有容器上部的气体压强为大气压P0，则P满足：
P=PK+Ph+P0，
Ph为压力室水柱压强。
当在活塞室上方放置重为G的砝码时，活塞室底部液体压强P′为：
P′=P0+
+Ph′
Ph′为活塞室水柱压强。
故在K1打开时应有：
P=P′即PK+Ph-Ph′=
，
G=（PK+Ph-Ph′）S
=[PK+
水g（h压-h活）]S
=（0.4×
105+103×
10×
1）×
（2.5×
10-2）2×
3.14
=98N
11、如图3-13所示，一根细绳悬挂在一个半径为r、质量为m的半球，半球的底面与容器底部紧密接触，此容器内液体的密度为
，高度为h，大气压强为P0，已知球体的体积公式是V=
，球面积公式是S球=
，圆面积公式是S圆=
，则液体对半球的压力为，若要把半球从水中拉起，则至少要用的竖直向上拉力。
本题的难点在于求液体对半球的压力，球面各点深度不同，压强不同，很难直接用
求压强，因而难于求总压力。
但我们可以借助于浮力的概念和阿基米德定律，设半球排开液体的体积为V排，则F浮=
=
（
），又设半球受到向下压力为F向下，向上压力为F向上，则F浮=F向上－F向下。
F向上=
，则F向下=F向上－F浮=
-
），于是就能求出半球受到向下的压力。
本题借助于阿基米德定律来求向下压力方法，运用很巧妙。
F向下=
，拉起半球需要的最小拉力，为液体压力、大气压力和半球重力之和，即F=
+P0
+mg。
12、如图3-15所示，有一圆柱形容器和一个足够长的圆柱形金属块，其截面积S容：
S柱=3：
1，容器中盛有水，金属块吊在一根细线下，现将金属块慢慢放入水中，金属块吊在一根细线下，现将金属块慢慢放入水中。
问：
（1）金属块浸入水中深度15cm时，容器底部受到水的压强增大了多少？
（2）若绳子从金属块底部刚好接触水面到向下放入15cm时，容器底部受到水的压强增大多少？
由金属板浸入水中的深度，先求出水面上升的高度△h，从而可求出△
。
后一问看似与第一问相同，但实际情景并不相同，它是“从金属块底部刚好接触水面到向下放入15cm”，情景如图3-15（C）所示，绳放下金属块15cm的同时，水面在上升，金属块浸入水的部分要超过15cm，为（15+△h′）cm，即有（15+△h′）×
S柱=△h′×
S容，也可以按图3-15（d）所示分析，金属块浸入原水面下的部分排开原水面下水的体积V1与水上升浸在金属块周围的体积V2+V3相等，即15cm×
（S容-S柱）。
求出△h′后即可求得△P′。
（1）依题意有：
V浸=S柱h浸=V排=△hS容解得
所以△P=
g△h=1.0×
103kg/m3×
9.8N/kg×
0.05m=490Pa。
（2）如图c，有V浸′=S柱h浸′=S柱（0.15+△h′）=V排=S容△h′
则得△h′=
所以△P′=
g△h′=1.0×
103×
9.8×
0.075Pa=735Pa
或如图d，有V1=V2+V3即S柱×
0.15=（S容-S柱）×
△h′
代入解得△h′=0.075m
g△h′=735Pa
13、有一种测量液体密度的简便方法，叫海尔法：
如图3-17所示，容器a中装水，b中装待测密度的液体，倒立U形管上方管口G处接抽气筒，抽出少量管内空气，使管内气压PG低于大气压P0；
若水在管中上升高度为ha，被测液体在管中上升高度为hb，试求被测液体的密度。
“海尔法”是一种测量液体密度的简便方法，但它是综合运用了大气压强和液体压强及力的平衡等知识，因而有一定的难度，但只要利用大气压强找到两液柱压强关系，也便不难解答本题。
由管内气体压强加上液柱产生的压强和管外大气压相等，可列式如下：
②式减①式得
水gha=
液ghb∴
液=
·
水
14、如下图3-8所示的三个容器中分别装有酒、清水与盐水，它们对容器底部的压力相等，则所装三种液体中，质量最大的是，质量最小的是。
15、一把一段长约5厘米的蜡烛，粘牢在一个碗底，然后把水装入碗内，使水面刚好到蜡烛的边缘，然后点燃蜡烛（如图3-14），试说明你观察到的现象，并解释出现这种现象的原因。
16、如图3-15所示，是一种自行车的打气筒的截面示意图，其中有一处地方结构没有画全，请根据打气的原理和过程，在图上补全结构，并用文字简要说明这种打气筒跟普通气筒不同的打气原理。
17、小杰家的压力锅锅盖上标有“×
×
铝制品厂24厘米压力锅”的字样，他测得限压阀的质量是100克，排气孔的直径约为3毫米，这个压力锅正常工作时内部水蒸气的最大压强相当于大气压的多少倍？
锅盖至少要能承受多少压力才能保证安全？
（大气压强为1.01×
105帕）
18、已知空气的密度为1.29kg/m3，估算人体在空气中受到的浮力。
19、小刚今年15岁，因重感冒输液，针头插在左手背的静脉上，其间他必须下床，这时他发现只有右手把药瓶高高举起时，血液才不会回流到输液管内。
试根据这个现象估算，他手上静脉的血压比大气压强大多少？
这个差值相当于多少毫米高的水银柱产生的压强（水银的密度是13.6×
103kg/m3）?
20、“一个和尚挑水吃，两个和尚抬水吃，三个和尚没水吃”，这是民间流传的一个故事，现在给你两根长度相同且自重忽略不计的扁担和一只水桶，请你帮助他们想出一桶水且各自承受的压力相同。
要求画出简要示意图，并算出水桶的悬挂位置。
利用杠杆原理，用二个杠杆将重力三等分。
按图4-6所示的抬法，使一根扁担的一端置于另一根扁担中点B处（可用绳固定），水桶挂在E点，设桶及水重为G，扁担长为L，根据杠杆的平衡条件和题目要求F甲=F乙=F丙=
G，可得：
（以B点为转轴）F丙·
LAB=G·
LAB
即
G·
LBE
解得LBE=
故只要BC长等于BD长，AE长是BE长的两倍，重物悬挂在E点就可以达到目的。
另一种解法：
两根扁担平行放置，水桶用两根绳子吊在DE点处，如图4-7所示，使EA=DE，利用杠杆的平衡条件，以DE处为转轴，则有F乙·
FAE+F甲·
LBD=F丙·
LDC
依题意有F甲=F乙=F丙，LAE=LBD
联立解得LBD=
LCD=
LAC
即将水桶用两根绳吊在扁担长
处，在近端由两个分别担一个扁担，另一端两根扁担同时担在一个人的左右两个肩上，则三人将各承担
G的水桶的重量。
21、在西北缺水地区，人们开挖水窑，将雨季的雨水储存起来以备饮用。
在开挖水窑过程中，为了提高挖土效率，当地农民采用了由辘轳和动滑轮组成的提土装置，如图4-11所示，已知辘轳的轴半径r=20cm，摇把到轴线的距离为R=50cm，滑轮的机械效率η1=90%，设盛土土筐被匀速提起，其总重为54kg，加在摇把上的力F=147N，求：
（1）辘轳的机械效率；
（2）整个装置的机械效率。
设绳子的拉力为F1，则：
F1=9.8×
54÷
0.9÷
2=294（N）
设辘轳的机械效率为η2，则η2=
=80%
所以整个装置的机械效率η=90%×
80%=72%
22、有一支杆秤，量程是2千克，现给你质量为2千克的标准砝码，一根足够长的刻度尺。
（1）请你说明，如何检验此杆秤是否准确？
（2）如果不准确，应重新刻度，写出简单的刻度方法（要求准确到50克）。
23、
（1）甲、乙、丙三人要合扛一重物如图4-12。
物重600牛，三人肩头所能承受的最大压力均为200牛。
现有两根一样长的硬棒及必要的绳子（硬棒及绳的自重不计），请你设计出一种方法，使三人肩头承受的压力都不超过最大压力。
画出示意图表示你设计的重物的方法。
（2）小明推一辆满载重物的独轮车如图4-13，手握在车把A处（图中未画入），遇到一个较高的台阶，他自己推不上去，小华赶来帮忙。
小华选择了一种最省力且效果最好的施力方法，请画出小华所施力F的示意图。
24、小红准备在旅游时估算登山缆车的机械效率，她从地图上查到，缆车的起点和终点的海拔高度分别为230米和840米，两地的水平距离为1200米。
一只缆车运载15个人上山的同时，有另一只同样的缆车与它共用同一个滑轮组。
运载8个人下山，每个人的体重大约是60千克。
从铭牌上看到，缆车的自重（质量）为600千克。
小红还用直尺粗测了钢缆的直径，约为2.5厘米，拖动钢缆的电动机铭牌上标明，它的额定功率为45千瓦。
管理人员说，在当时那种情况下，电动机的实际功率约为额定功率的60%。
实际测得缆车完成一次运输所用的时间为7分钟，请你帮助小红估算缆车的机械效率。
25、小华用一根长6米、半径7.5厘米的均匀粗木棒为爸爸设计了一架能搬运柴草的简易起重机（如图4-23所示），他把支架安在木棒的长处，每捆柴草重1000牛，为了使木棒平衡以达到省力的目的，他又在另一端吊一块配重的石头，请你算出这块配重的石头应有多重？
（木棒密度0.8×
103千克/米3，g取10牛顿/千克。
26、某工厂设计了一个蓄水池（如图4-24所示），水源A罐的夜面高度h1保持不变，罐底有一个小出水口，面积为S1。
孔下通过一个截面积为S2活塞与杠杆BC相连。
杠杆可绕口端上下转动，另一端有一个中空的圆柱形浮子，横截面积为S3，BO是杠杆总长的
原设计打算当杠杆水平时，浮子浸入水深为h2，活塞恰好能赌住出水口，但在使用时发现，活塞离出水口尚有极小一段距离时，浮子便不再上浮，此时浮水没入水深为h3，为了使活塞自动堵住出水口，只得将浮子的重量减去G′。
试求浮子应减去重量G′的大小。
（活塞及连杆的重量不计，杠杆所受浮力不记。
27、某工地在冬季水利建设中设计了一个提起重物的机械，图4-25是这个机械一个组成部分的示意图。
OA是个钢管，每米长受重力为30N；
O是转动轴；
重物的质量m为150kg，挂在B处，OB=1m；
拉力F加在A点，竖直向上，取g=10N/kg。
维持平衡，钢管OA为多长时所用的拉力最小？
这个最小拉力是多少？
28、夏天，在天平左盘中放一敞口玻璃杯，杯中有一冰块，右盘中放有一定质量的砝码，这时天平是平衡的，过了几分钟后，天平失去了平衡，天平向倾斜了，原因是。
29、一杯中装有冰水混合物，冰完全熔解后，杯中水面高度将；
碗中水面木板上放一石块，石块掉入水中被水淹没，水面高度将。
30、油炸食品时，油锅中滴入水滴会发生爆裂声，并把热油溅起；
沸水中滴入油滴却没有类似的现象，解释产生这两种不同现象的原因。
31、我国北方为了室内采暖，用管道将热水从锅炉输往室内，在管道上方的天花板上常可看到被“熏”黑的痕迹，如图5-8所示。
（1）根据你学过的物理知识，解释形成这种黑迹的原因。
（2）提出一种观察或实验的方法，用以判断上述解释的正确性。
32、如图5-9所示中的甲、乙两个房间里的两壶水都已烧开，试判断哪个房间的气温比较高。
说明理由。
33、有一种型号的单缸四冲程柴油机，其部分技术规格如下：
缸数
行程（毫米）
缸径（厘米）
转速（转/分）
平均压强（帕）
400
30
360
5×
105
试计算这种柴油机的功率。
34、小红做实验，发现一支温度计不正确，把它和标准温度计一同插入水中，发现当实际温度为2℃时它的示数是4℃，82℃时的示数是80℃，仔细观察，它的刻度是均匀的。
（1）请以x表示任意温度是这支温度计的示数，以y表示这时的实际温度，导出用x表示y的公式。
（2）这支温度计的示数为26℃时，实际温度是多少？
（3）在什么温度时这支温度计的示数等于实际温度？
35、老花镜的“度数”等于它的焦距的倒数乘100。
请设计一个测老花镜度数的是简单的方法，要求写出所有所用器材、操作步骤和计算公式。
老花镜“度数”是一般课本上都不会涉及的知识，但是由于题目中提供了“老花镜的度数等于它的焦距的倒数乘100”这样的信息，测老花镜度数的问题就转化为测老花镜（即凸透镜）的焦距了。
依题意，测得老花镜度数的简单方法如下：
器材：
刻度尺
步骤：
（1）晴天时把镜片放在阳光下，使光线与镜片垂直。
（2）调整镜片与地面的距离，使地面上的光点（或光斑）最小，最清楚。
（3）以米为单位，用刻度尺测量镜面到地面上光点的距离，用f表示。
计算公式：
镜片度数D=
36、网球拍的拍面有若干条经线和纬线，它们组成了一个个正方形的小格。
如果光源安装在天花板，球拍在光源的正下方，要使经线和纬线在地面的影呈如下所列的几种形状，应该用什么样的光源，怎样放置球拍？
（1）影为正方形格子，边长放大到约为原来的2倍。
（2）影为矩形（不是正方形）。
（3）影为若干条平行的地线。
（4）无论怎样放置球拍，都看不清经线和纬线的影。
37、用两块平面镜做成如图6-30所示的潜望镜，两平面镜中心的距离为L，现在用此潜望镜观察正前方一物体AB，那么人从潜望镜中看到AB的像距物体AB的水平距离是多少？
（作图并说明）
38、太阳和月亮位于如图6-31所不的位置，请你根据光的直线传播规律，在图事画出当地球上的人分别位于什么空间区域时，可以看到日全食、日偏食和日环食。
39、
（1）画图并简要说明月食时太阳、地球、月球的相对位置。
（2）画图并简要说明阴历每月初七前后太阳、地球、月球的相对位置。
（3）图6-32中，图A和图B哪个是新月的图案？
哪个是月偏食的图案？
你是根据什么作出判断的？
40、有一种五角棱镜实际上是一个玻璃棒柱，几个平面都经过精密磨光，是一种常用的光学器件如图6-33所示，图a是它的横截面图，图中∠A=∠B=∠C=∠D=112.5°
，∠E=90°
，AB和CD的两个平面外侧镀银。
（1）如图a所示，一束光线PQ垂直射入AE平面，画出它射入棱镜后直至射出的路径，标出每一个镀银界面上的入射角。
（2）如图b所示，一束平行光以45°
的入射角射向平面镜M。
如果用一个箭头形小纸片“→”挡光，请在磨砂玻璃R上以箭头标出纸片的影：
设光源、小纸片的方向和砂玻璃的位置都不同（图e），用上述五角棱镜代替平面镜，如果也要在磨砂玻璃上得到小纸片的影，应该怎样放置这个棱镜？
在图c中作出五解棱镜位置的示意图并以箭头标出磨砂玻璃上的影。
（3）图d是一种单镜头反光相机的示意图，镜头L的焦距f满足关系式f＜AB＋BC＋CD＜2f。
取景时来自镜头的光经过两个小平面镜M、N的反向后在磨砂玻璃R上成像（曝光时小镜M向上弹起，处于水平位置，来自镜头的光在胶片上成像），试作简图分析，这种取景器的最大缺点是什么，提出解决办法。
41、教学中常用的投影仪的结构如图6-34所示，在水平放置的凸透镜的正上方有一与水平方向成45℃的平面镜，右边竖直放一屏幕。
物体的光线经凸透镜和平面镜后，可在屏上成一清晰的像。
图6-35是装置的示意图A″B″是物AB的像，图中BO1=30cm，O1O2=20cm，O2O3=90cm。
（1）对凸透镜而言，物距和像距各是多少？
（2）在图6-34中画出物AB的成像光路图。
（3）若将凸透镜向上移动一点，像将向何方移动？
（4）说明螺纹透镜的作用。
42、摄影胶片的感光能力一定时，要获得正确曝光的底片，镜头的透光面积和曝光时间的组合就应该是一定的，镜头及透光面积由叫做“光圈”的机构控制，通过22、16、11、8、5、6、4、2.8等数字代表，22就表示此时镜头透光的直径是它的焦距1/22，依此类推。
曝光时间的长短由叫做“快门”的机构控制，通常用500、250、125、60、30、15等数字代表，500就表示此时曝光的时间是1s/500，依
升级会员 