上海市第16届初中物理竞赛(复赛)试题及解答
16第十六届全国中学生物理竞赛复赛题参考解答
第十六届全国中学生物理竞赛复赛题参考解答一、参考解答1 只要有液态水存在，平衡时汽缸中气体的总压强就等于空气压强与饱和水蒸气压强之和：3.0atm p p p =+=总空饱00 （1） 第一次膨胀后 102V V =2.0atm p p p =+=总空饱11 （2） 由于第一次膨胀是等温过程，所以0102p V p V p V ==空空空011 （3） 解（1）、（2）、（3）三式，得1.0atm p =饱 （4）2.0atm p =空0 （5） 1.0atm p =空1 （6） 由于 1.0atm p =饱，可知汽缸中气体的温度0373K T = （7） 根据题意，经两次膨胀，气体温度未改变。
2 设水蒸气为mol γ水．经第一次膨胀，水全部变成水蒸气，水蒸气的压强仍为p 饱，这时对于水蒸气和空气分别有10p V RT γ=饱水 （8） 1002p V RT RT γ==空1空 （9） 由此二式及（5）、（6）式可得2m o lγ=水 （10） 3. 在第二次膨胀过程中，混合气体可按理想气体处理，有21p V p V =总2总1 （11） 由题意知，204V V =，102V V =，再将（2）式代入，得1.0atm p =总2 （12）二、参考解答l ．在所示的光路图（图复解16-2-1）中，人射光AB 经透镜1L 折射后沿BC 射向2L ，经2L 折射后沿CD 出射．AB 、BC 、CD 与透镜主轴的交点分别为P 、P '和P ''，如果P 为物点，因由P 沿主轴射向1O 的光线方向不变，由透镜性质可知，P '为P 经过1L 所成的像，P ''为P '经2L 所成的像，因而图中所示的1u 、1v 、2u 、2v 之间有下列关系：111111u v f += （1） 222111u v f += （2） 21d u v =+ （3）当入射光线PB 与出射光线平行时，图中的αα'=，利用相似三角形关系可求得 21v h h u '=, 21u h h v '= 从而求得2211v u u v = （4） 联立方程（1）、（2）、（3）、（4），消去1v 、2u 和2v ，可得1112()f d u d f f =-+ （5） 由于d 、1f 、2f 均已给定，所以1u 为一确定值，这表明：如果入射光线与出射光线平行，则此入射光线必须通过主轴上一确定的点，它在1L 的左方与1L 相距1112()f d u d f f =-+处，又由于1u 与α无关，凡是通过该点射向1L 的入射光线都和对应的出射光线相互平行．2．由所得结果（5）式可以看出，当12d f f >+时，10u >，此情况下的光路图就是图复解16-2-1．当12d f f =+时，1u →∞，0α=，此时入射光线和出射光线均平行于主轴，光路如图复解16-2-2．当12d f f <+时，10u <，这表明P 点在1L 的右方，对1L 来说，它是虚物．由（1）式可知，此时10v >，由2211f u v f =可知，20u >，又由21220u v v u =<可知，20v <，所以此时的光路图如图复解16-2-3．三、参考解答根据题中所给的条件，当圆环内通过电流I 时，圆环中心的磁感应强度 012B r μ=穿过圆环的磁通量可近似为 02BS Ir μφπ≈= （1）根据法拉第电磁感应定律，电流变化产生的感生电动势的大小 02I r t tμφπ∆∆==∆∆E （2） 圆环的电阻 02r I R I I t μπ∆==∆E （3） 根据题设条件 0.05m r =，720410N A μπ=⨯⋅－－，100A I =，61410A/s 310A/s I t∆≤≈⨯∆－－,代入（3）式得 23310R ≤⨯Ω－ （4）由电阻与电阻率ρ、导线截面积S 、长度L 的关系 L R Sρ= 及已知导线的直径1mm d =，环半径5cm r =，得电阻率 2297.510m 8S d R R L rρ===⨯Ω⋅－ （5）四、参考解答1．双星均绕它们的连线的中点做圆周运动，设运动速率为v ，向心加速度满足下面的方程： 222/2v GM M L L= （1）v =（2） 周期2(/2)L T v ππ=计算＝（3） 2．根据观测结果，星体的运动周期T T <观察计算计算 （4） 这说明双星系统中受到的向心力大于本身的引力，故它一定还受到其他指向中心的作用力，按题意这一作用来源于均匀分布的暗物质，均匀分布在球体内的暗物质对双星系统的作用与一质量等于球内暗物质的总质量M '位于中点处的质量点相同．考虑暗物质作用后双星的速度即为观察到的速度v 观，则有 2222(/2)v GM MM M G L L L '=+观/2 （5）v 观（6） 因为在轨道一定时，周期和速度成反比，由（4）式得 1v 观＝（7） 把（2）、（6）式代入（7）式得 14N M M -'= （8） 设所求暗物质的密度为ρ，则有 341324L N M πρ-⎛⎫= ⎪⎝⎭ 故3(1)2N M L ρπ-= （9）五、参考解答解法一：1．（1）电阻图变形．此题连好的线路的平面图如图预解16-5-1所示．现将电阻环改画成三角形，1、3、5三点为顶点，2、4、6三点为三边中点，如图预解1—5-2与图预解16-5-3所示．整个连好的线路相当于把n D 的三个顶点分别接到1n D -的三个中点上，图预解16-5-1变为图预解16-5-4．这样第1问归结为求图预解16-5-4中最外层三角环任意两顶点间的等效电阻。
上海市第十六届初中物理竞赛(大同中学杯)-复赛试题及答案
上海市第十六届初中物理竞赛(大同中学杯)复赛试题(2002年)说明:1、本试题共有五大题，答题时间为120分钟，试卷满分为150分。
2、答案及解答过程均写在答卷纸上。
其中第一大题～第二大题只要写出答案，不写解答过程；第三大题～第五大题要写出完整的解答过程。
一.选择题(以下每题只有一个选项符合题意，每小题4分，共32分) 1.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.手掌中托一小石块，将它竖直向上抛出，在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.向如图1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.如图2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△P 1、△P 2和△P 3，则下列说法中正确的是( ) A △P 1=△P 2=△P 3=F/S 。
B △P 1>F/S ，△P 2=F/S ，△P 3<F/S 。
C △P 1=F/S ，△P 2<F/S ，△P 3>F/S 。
D △P 1<F/S ，△P 2>F/S ，△P 3<F/S.5.如图3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 。
上海市第16届初中物理竞赛(初赛)试题及解答
上海市第十六届初中物理知识竞赛初赛试题说明：第1至40题每题3分，第41至第46题每题5分，满分150分．常用物质的密度(×103kg／m3)1．下列四种情况中，速度大小最接近20m／s的是( )．A．员工上下班骑自行车的速度 B．内环线高架快车道的限速C．沪宁高速公路快车道的限速 D．磁悬浮列车正常行驶的速度2．一个弹簧秤，将其弹簧截去原长的1/5，然后再调好零点，用此弹簧秤称同一物体的重力，则弹簧秤的示数跟原来相比是( )A．偏大 B．偏小 C．不变 D．无法判定3．建筑工地需要长1.Om，宽0.5m，高0.3m的花岗岩350块，现用一辆载重量为5t的卡车去加工厂运回，则共需要运几次方可运完( )A．28 B．29 C．30 D．314．一个置于水平粗糙桌面上的木块在拉力作用下做匀速直线运动，为了测定桌面与木块间由于摩擦而产生的热量，应选择下列哪组实验仪器( )A．量筒，温度计 B．弹簧秤，刻度尺 C．天平，秒表 D．电压表，电流表5．跳伞运动员在跳离飞机但降落伞尚未打开的一段时间内，下列说法中正确的是( )A．空气阻力不做功 B．重力势能增加 C．动能减少 D．机械能减少6．某同需要清理金鱼缸中沉在底部的污物，其手中只有一根透明的塑料软管，采用虹吸的方法来将鱼缸底部的污物排除．软管的一端插入鱼缸的底部如图1所示，该同学用嘴在软管的另一端吸气，使管中液面到达某点时停止吸气，管中就能自动排出鱼缸底部的污水，同时保证污水不能流进该同学的嘴中，该点是( )A．A点 B．B点 C．C点 D．D点7．实验室测量油膜分子的大小：取待测油1mL，滴入容量瓶中，再向容量瓶中倒入某有机溶剂直至总体积达到500mL．用滴定管取去1/25mL滴入水槽中．由于该有机溶剂与水的结合力远大于油，故水面最终留下了一层油膜，测出其面积约500cm2，则该油膜分子的直径约为( )A．1.6×10-9m B．1.6×10-10m C．3.2×10-9m D．3.2×10-10m8．如图2所示一位魔术师现场表演“点燃手指”的魔术，有以下三步过程：(1)手指在酒精中浸一下；(2)手指在水中浸一下；(3)“点燃”手指．请判断下列哪组操作顺序是最合理的( )．A．(1)(2)(3) B．(1)(3)(2)C．(2)(1)(3) D．(2)(3)(1)9．室温下两个容积相同的烧瓶用密封细管相连，右边烧瓶内装满水，左边烧瓶内充满空气，如图3所示．现将装置浸没在热水中，则气、液界面0点向哪个方向移动( )A．向右 B．向左 C．不动 D．无法确定10．在冬季，剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后，第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧，不易拔出来，其中主要原因是( )A．软木塞受潮膨胀 B．瓶口因温度降低而收缩变小C．白天气温升高，大气压强变大 D．瓶内气体压强减小11．在油锅倒入一份醋和两份油，进行加热，不一会儿，锅里的油和醋就会上下翻滚，此时．一位表演者将手放入锅内，却没有受到损伤，这是因为( )A．表演者长期练功，能够忍受沸油的高温B．醋能在手的表面产生保护层，避免表演者被烫伤C．由于对流，醋能很快将沸油的温度降低D．虽然锅里的油和醋上下翻滚，但沸腾的只是醋而不是油12．下列各种现象中，能说明液体的表面积越大，蒸发就越快的是( )．A．把木材放在烘房里要比放在露天里干得快B．晴天把洗好的衣服凉出来要比在阴天的时间干得快c．同样多的酒精和水，在相同条件下酒精干得快D．洗脸后将毛巾挂在毛巾架上要比把毛巾团放在脸盆内要干得快13．无论是酷暑还是严冬，在使用冷暖空调的房间的窗户玻璃上，一般会出现凝结水珠的现象．则下列说法中正确的是( )．A．无论是冬天还是夏天，小水珠总是凝结在窗户玻璃的内表面B．无论是冬天还是夏天，小水珠总是凝结在窗户玻璃的外表面c．夏天小水珠凝结在窗户玻璃的内表面，冬天小水珠凝结在窗户玻璃的外表面D．夏天小水珠凝结在窗户玻璃的外表面，冬天小水珠凝结在窗户玻璃的内表面14．如图4所示，P字形发光物经透镜￡在毛玻璃光屏肘上成一实像，观察者处于E处，他看到屏肘上的像的形状为( )A．q B．pC．d D．b15．图5是一个半径为10cm的均匀透明球，一束光由球面A点射人，从球面B点射出，光的传播方向改变了30°，已知人射光线与半径幽的夹角为75°，则该光线在球内传播的路径长度为( )A．10cm B．．．20cm16．五官科医生给病人检查耳道时，戴一个中间有小孔的镜子，这种镜子是( )A．凸面镜，作用是增大照射范围 B．凹面镜，作用是会聚光线C．凹面镜，作用是发散光线 D．凸面镜，作用是形成虚像17．如图6所示，当闭合开关后，四个小磁针指向都正确的图是( )18．图7是一根粗细不同的导线，较细部分的横戴面积为S1，较粗部分的横截面积为S2，则电流通过导线时( )A．通过．S1的电流，I1大 B．通过．S2的电流，I2大C．通过S l、．S2的电流I1、，I2一样大 D．无法判断19．如图8所示，如果在a、b两点之间再并联一个灯泡，则( )A．电流表示数增大，电压表示数减小 B．电流表示数减小，电压表示数增大C．电流表示数增大，电压表示数增大 D．电流表示数减小，电压表示数减小20．如图9所示电路，电源电压不变，闭合开关S，电压表、电流表均有示数，将滑动变阻器的滑片P向左移动，一会儿发现电压表和电流表示数的比值变小，则下列判断中正确的是( )A．电阻R1短路，电压表的示数变大B．电阻R1断路，电流表的示数变大C．滑动变阻器短路，电压表的示数变小D．滑动变阻器断路，电压表的示数变小21．用混合法测定物质的比热的实验中，由于不可避免会有热量的损失(包括小铝筒容量的吸热)，那么( )A．测出放热物质的比热大干其真实值，测出吸热物质的比热小于其真实值B．测出放热物质的比热大于其真实值，测出吸热物质的比热大于其真实值C．测出放热物质的比热小于其真实值，测出吸热物质的比热小于其真实值D．测出放热物质的比热小于其真实值，测出吸热物质的比热大于其真实值22．在某次青少年“机器人”展示活动中，甲、乙、丙三个智能机器人在周长为20m的圆形轨道上进行速度测试活动．它们同时从同一位置出发，甲率先跑完5圈，此时乙正好落后甲半圈；当乙也跑完5圈时，丙恰好也落后乙半圈．假设甲、乙、丙沿圆周运动时速度大小均保持不变，按照大赛的要求，三个机器人都要跑完50圈，那么当甲完成任务时，丙还要跑( )A．9圈 B．9.5圈 C．10圈 D．10.5圈23．如图10所示，木块A的质量为m1，一端与水平细绳相连，细绳的另一端挂着质量为m2(m2<m1)的钩码B，木块恰好在桌面上匀速运动．若在A上再加一个质量为m的砝码，同时在日下再挂上一个质量为m的钩码，木块的速度将( )A．不变 B．变快 C．变慢D．由m l、m2、m的大小关系而决定24．甲、乙两人站在一堵光滑的墙壁前，两人之间相距102m，且距离墙壁均为68m。
第16届全国中学生物理竞赛预赛题参考解答
第16届全国中学生物理竞赛预赛题参考解答一、参考解答1. 五，杨振宁、李政道、丁肇中、朱棣文、崔琦2. 反物质3. 月球，月球、火星二、参考解答1. 物块放到小车内以后，由于摩擦力的作用，当以地面为参考系时，物块将从静止开始加速运动，而小车将做减速运动，若物块到达小车顶后缘时的速度恰好等于小车现在的速度，则物块就刚好不脱落。
令v 表示现在的速度，在那个过程中，若以物块和小车为系统，因为水平方向未受外力，因此此方向上动量守恒，即0()Mv m M v =+ （1） 从能量来看，在上述过程中，物块动能的增量等于摩擦力对物块所做的功，即 2112mv mg s μ= （2） 其中1s 为物块移动的距离。
小车动能的增量等于摩擦力对小车所做的功，即 22021122Mv mv mgs μ-=- （3） 其中2s 为小车移动的距离。
用l 表示车顶的最小长度，则21l s s =- （4） 由以上四式，可解得202()Mv l g m M μ=+ （5） 即车顶的长度至少应为202()Mv l g m M μ=+。
2．由功能关系可知，摩擦力所做的功等于系统动量的增量，即 22011()22W m M v Mv =+- （6） 由（1）、（6）式可得 202()mMv W m M =-+ （7）三、参考解答设容器的截面积为A ，封闭在容器中的气体为ν摩尔，阀门打开前，气体的压强为0p 。
由理想气体状态方程有00p AH RT ν= （1）打开阀门后，气体通过细管进入右边容器，活塞缓慢向下移动，气体作用于活塞的压强仍为0p 。
活塞对气体的压强也是0p 。
设达到平稳时活塞的高度为x ，气体的温度为T ，则有0()p H x A RT ν+= （2）依照热力学第一定律，活塞对气体所做的功等于气体内能的增量，即 003()()2p H x A R T T ν-=- （3）由（1）、（2）、（3）式解得 25x H =（4） 075T T = （5）四、参考解答 设线框的dc 边刚到达磁场区域上边界'PP 时的速度为1v ，则有 2112mv mgh = （1） dc 边进入磁场后，按题意线框尽管受安培力阻力作用，但依旧加速下落．设dc 边下落到离'PP 的距离为1h ∆时，速度达到最大值，以0v 表示那个最大速度，这时线框中的感应电动势为10Bl v =E线框中的电流 10Bl v I R R==E 作用于线框的安培力为 22101B l F Bl I Rv == （2） 速度达到最大的条件是安培力F mg =由此得 0221mgR v B l = （3） 在dc 边向下运动距离1h ∆的过程中，重力做功1G W mg h =∆，安培力做功F W ，由动能定理得 22011122F G W W mv mv +=-将（1）、（3）式代入得安培力做的功 32214412F m g R W mg h mgh B l =-∆+- （4） 线框速度达到0v 后，做匀速运动．当dc 边匀速向下运动的距离为221h l h ∆=-∆时，ab 边到达磁场的边界'PP ，整个线框进入磁场．在线框dc 边向下移动2h ∆的过程中，重力做功G W '，安培力做功F W '，但线框速度未变化，由动能定理0F G W W ''+=221()F G W W mg h mg l h ''=-=-∆=--∆ （5）整个线框进入磁场后，直至dc 边到达磁场区的下边界'QQ ，作用于整个线框的安培力为零，安培力做的功也为零，线框只在重力作用下做加速运动。
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上海市第十六届初中物理竞赛(大同中学杯) 2002年1.)(A)员工上下班骑自行车的速度。
(B)内环线高架快车道的限速。
(C)沪宁高速公路快车道的限速。
(D)磁悬浮列车正常行驶的速度。
2.一个弹簧秤，将其弹簧截去原长的1／5，然后再调好零点，用此弹簧秤称同一物体的重力，则弹簧秤的示数跟原来相比是( )(A)偏大。
(B)偏小。
(C)不变。
(D)无法判定。
3.建筑工地需要长1.0米，宽0.5米，高0.3米的花岗岩350块，现用一辆载重量为5吨的卡车去加工厂运回，则共需要运几次方可运完( )(A)28。
(B)29。
(C)30。
(D)31。
4.一个置于水平粗糙桌面上的木块在拉力作用下做匀速直线运动，为了测定桌面与木块间由于摩擦而产生的热量，应选择下列哪组实验仪器( )(A)量筒，温度计。
(B)弹簧秤，刻度尺。
(C)天平，秒表。
(D)电压表，电流表。
5.跳伞运动员在跳离飞机但降落伞尚未打开的一段时间内，下列说法中正确的是( )(A)空气阻力不做功。
(B)重力势能增加。
(C)动能减少。
(D)机械能减少。
6.某同学需要清理金鱼缸中沉在底部的污物，其手中只有一根透明的塑料软管，采用虹吸的方法来将鱼缸底部的污物排除。
软管的一端插入鱼缸的底部如图1所示，该同学用嘴在软管的另一端吸气，使管中液面到达某点时停止吸气，管中就能自动排出鱼缸底部的污水，同时保证污水不能流进该同学的嘴中，该点是( )(A)A点。
(B)B点。
(C)C点。
(D)D点。
7.实验室测量油膜分子的大小：取待测油1毫升，滴人容量瓶中，再向容量瓶中倒人某有机溶剂直至总体积达到500毫升。
用滴定管取1／25毫升滴入水槽中。
由于该有机溶剂与水的结合力远大于油，故水面最终留下了一层油膜，测出其面积约500厘米2，则该油膜分子的直径约为( )(A) 1.6×10－9米。
(B) 1.6×10－10米。
(C) 3.2×10－9米。
(D) 3.2×10－10米。
第十六届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题
第十六届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题一、(10分)如图l，东湖中学想用离心泵将湖中的水抽到C处的养鱼池中。
要求在30 min内至少向养鱼池中输水120 m3，学校领导将以下几个需要解决的问题交给了科技小组。
(1)A，B处各有一个平台，离心泵应放在什么位置，请说明理由。
(2)如果某型号离心式水泵的扬程为15 m，功率为17 kW，效率为0.6，试通过计算说明这台水泵是否可满足东湖中学的需求?(3)为了节约资金，有人提出全部采购比硬质管便宜、而且与水泵管径相符的软橡皮管配套使用，你认为是否可行，为什么?说出你的正确方案。
二．(10分)一个地质勘探小分队，在野外河边休息时发现了一种矿石，他们非常想尽快知道这种矿石的密度大约是多少，但是手中只有皮尺、直木棍和针线包中缝衣服用的针和细线，请你帮助他们利用现场可利用的物品，设计一个测定矿石密度的方案，并推导出计算矿石密度的表达式。
三．(14分)小华同学为了节能和方便家人洗澡，用废弃的汽油桶在房顶上自制了一个简易太阳能热水器，图2是它的安装示意图。
在水箱上下安有二根管子，其中一根是进出水管，给热水器上冷水或淋浴时用热水，都是通过进出水管来完成，室内进出水管上安有三个阀门。
若当地的大气压强p0=1.0×105Pa，请回答下列问题：(1)小华为什么要在热水器上方安装一根与大气相通的管子A?(2)根据阀门I、II、Ⅲ的位置，说明它们的作用是什么?如何调节喷头出水的温度?(3)给热水器上冷水时，阀门I、1I、III应当处于何种状态?洗澡时，阀门1、II、111应当处于何种状态?(4)如果小华同学住的居民楼层高为3 m，他家的热水器安装在七楼楼顶上，且距楼顶高1 m，那么该地区的水压至少为多大，才能顺利为热水器上水?(5)设热水器水箱容积为100 L，在一般的光照条件下，一满箱12℃的水经白天太阳的加热温度可达到45℃，这相当于多少煤气完全燃烧放出的热量?(已知水的比热容为4.2×107J／(kg·℃)，煤气的热值约4.2×107J／kg)四、(12分)育才中学科技小组设计了一个可以测量电阻值的多量程欧姆表，图3中所示为其中两个量程的测试电路，G为灵敏电流表，其内阻Ro=100 Ω、电流灵敏度(即指针在满刻度时流过灵敏电流表的电流)U=100μA，R为可调电阻，阻值变化范围为0～5 kΩ，R l和R2为定值电阻，R1=15 Ω，R2=ll kΩ，E为1.5V干电池，S为量程选择开关。
2016上海大同杯初中物理竞赛复赛试题及详解解答
2016上海大同杯初中物理竞赛复赛试题及详解解答说明：1.本试卷共有五大题，答题时间为120分钟，试题满分为150分2.答案及解答过程均写在答卷纸上。
其中第一、第二大题只要写出答案，不写解答过程;第三至第五大题按题型要求写出完整的解答过程。
解答过程中可以使用计算器。
3.本试卷中常数g取10牛/千克，水的比热容4.2×103焦/千克·℃，冰的比热容2.1×103焦/千克·℃，冰的密度0.9×103千克/米3，冰的熔化热为3.33×105焦/千克。
一、选择题(以下每题只有一个选项符合题意，每小题4分，共32分)1.儿童要多参加户外运动，这是因为太阳光中的某种频率的电磁波可以促成维生素D的活化，从而促进骨骼对钙的吸收，这种电磁波是( B )A. 红外线B. 紫外线C. X射线D. 绿色光解：阳光中的紫外线可以促成维生素D的活化，从而促进骨骼对钙的吸收．故选B．2.冬天雨雪过后，停在户外的汽车的前窗玻璃上常会结有一层冰。
要想除去这些冰，下列做法中不可采用的是( D )A.喷洒盐溶液B.用硬的纸质物体直接清除C.启动车子，打开热风，吹车前窗玻璃D.将少量沸水洒在车前窗玻璃上解：喷洒盐溶液，可以降低冰的熔点，从而达到熔化的目的．故A做法可采用；用硬的纸质物体直接清除可以除去一些冰，故B做法可采用；启动车子，打开热风，吹车前窗玻璃可以使冰因吸热而熔化，达到除冰的目的，故C做法可采用；将少量沸水洒在车前窗玻璃，因水的温度很高，会使冰和玻璃迅速吸热膨胀而造成对物体的破坏，故这种做法不可采用。
故选D．3.“达人秀”中用冬瓜、土豆做成吹奏乐器，用它们吹奏出来的声音可能具有的相同特征是( C )A. 音色音调B. 音色响度C. 音调响度D. 音色音调响度解：不同乐器、不同发声体的材料和结构不同，产生的音色会不同，我们是靠音色来辨别乐器的种类。
所以用冬瓜、土豆做成吹奏乐器，用它们吹奏出来的声音的音色一定是不同的，具有的相同特征可能是音调和响度．故选C．4.在电视节目中我们经常会看到“特斯拉线圈”的表演，表演者通过变压器与电磁振荡制造出人工闪电。
第十六届全国中学生物理竞赛参考解答
第十六届全国中学生物理竞赛参考解答一、参考解答1 只要有液态水存在，平衡时汽缸中气体的总压强就等于空气压强与饱和水蒸气压强之和：3.0atm p p p =+=总空饱00〔1〕第一次膨胀后102V V =2.0atm p p p =+=总空饱11〔2〕由于第一次膨胀是等温过程，所以 0102p V p V p V ==空空空011〔3〕解〔1〕、〔2〕、〔3〕三式，得 1.0atm p =饱〔4〕 2.0atm p =空0〔5〕 1.0atm p =空1〔6〕由于1.0atm p =饱，可知汽缸中气体的温度0373K T =〔7〕根据题意，经两次膨胀，气体温度未改变。
2.设水蒸气为mol γ水．经第一次膨胀，水全部变成水蒸气，水蒸气的压强仍为p 饱，这时对于水蒸气和空气分别有10p V RT γ=饱水〔8〕1002p V RT RT γ==空1空〔9〕由此二式与〔5〕、〔6〕式可得2mol γ=水〔10〕3. 在第二次膨胀过程中，混合气体可按理想气体处理，有21p V p V =总2总1〔11〕由题意知，204V V =，102V V =，再将〔2〕式代入，得 1.0atm p =总2〔12〕二、参考解答l ．在所示的光路图〔图复解16-2-1〕中，人射光AB 经透镜1L 折射后沿BC 射向2L ，经2L 折射后沿CD 出射．AB 、BC 、CD 与透镜主轴的交点分别为P 、P '和P ''，如果P 为物点，因由P 沿主轴射向1O 的光线方向不变，由透镜性质可知，P '为P 经过1L 所成的像，P ''为P '经2L 所成的像，因而图中所示的1u 、1v 、2u 、2v 之间有以下关系：111111u v f +=〔1〕222111u v f +=〔2〕 21d u v =+〔3〕当入射光线PB 与出射光线平行时，图中的αα'=，利用相似三角形关系可求得21v h h u '=, 21uh h v '=从而求得2211v u u v =〔4〕联立方程〔1〕、〔2〕、〔3〕、〔4〕，消去1v 、2u 和2v ，可得：1112()f du d f f =-+〔5〕由于d 、1f 、2f 均已给定，所以1u 为一确定值，这说明：如果入射光线与出射光线平行，那么此入射光线必须通过主轴上一确定的点，它在1L 的左方与1L 相距1112()f du d f f =-+处，又由于1u 与α无关，但凡通过该点射向1L 的入射光线都和对应的出射光线相互平行．2．由所得结果〔5〕式可以看出，当12d f f >+时，10u >，此情况下的光路图就是图复解16-2-1．当12df f =+时，1u →∞，0α=，此时入射光线和出射光线均平行于主轴，光路如图复解16-2-2．当12df f <+时，10u <，这说明P 点在1L 的右方，对1L 来说，它是虚物．由〔1〕式可知，此时10v >，由2211f u v f =可知，20u >，又由21220u vv u =<可知，20v <，所以此时的光路图如图复解16-2-3． 三、参考解答根据题中所给的条件，当圆环内通过电流I 时，圆环中心的磁感应强度012B r μ=穿过圆环的磁通量可近似为02BS Ir μφπ≈=〔1〕根据法拉第电磁感应定律，电流变化产生的感生电动势的大小02Ir t tμφπ∆∆==∆∆E〔2〕圆环的电阻02r IR I I tμπ∆==∆E 〔3〕 根据题设条件0.05m r =，720410N A μπ=⨯⋅－－，100A I =，61410A/s 310A/s It∆≤≈⨯∆－－,代入〔3〕式得23310R ≤⨯Ω－〔4〕 由电阻与电阻率ρ、导线截面积S 、长度L 的关系LR S ρ=与导线的直径1mm d =，环半径5cm r =，得电阻率2297.510m 8S d R RL rρ===⨯Ω⋅－〔5〕 四、参考解答1．双星均绕它们的连线的中点做圆周运动，设运动速率为v ，向心加速度满足下面的方程：222/2v GM M L L =〔1〕v =2〕周期：2(/2)L Tv ππ=计算＝3〕 2．根据观测结果，星体的运动周期TT <观察计算计算〔4〕 这说明双星系统中受到的向心力大于本身的引力，故它一定还受到其他指向中心的作用力，按题意这一作用来源于均匀分布的暗物质，均匀分布在球体内的暗物质对双星系统的作用与一质量等于球内暗物质的总质量M '位于中点处的质量点一样．考虑暗物质作用后双星的速度即为观察到的速度v 观，那么有2222(/2)v GM MM M G L L L '=+观/2〔5〕v 观6〕 因为在轨道一定时，周期和速度成反比，由〔4〕式得：1v 观1＝7〕 把〔2〕、〔6〕式代入〔7〕式得14N M M -'=〔8〕 设所求暗物质的密度为ρ，那么有341324L N M πρ-⎛⎫=⎪⎝⎭ 故33(1)2N ML ρπ-=〔9〕五、参考解答解法一：1．〔1〕电阻图变形．此题连好的线路的平面图如图预解16-5-1所示．现将电阻环改画成三角形，1、3、5三点为顶点，2、4、6三点为三边中点，如图预解1—5-2与图预解16-5-3所示．整个连好的线路相当于把n D 的三个顶点分别接到1n D -的三个中点上，图预解16-5-1变为图预解16-5-4．这样第1问归结为求图预解16-5-4中最外层三角环任意两顶点间的等效电阻。
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2002年上海市第十六届初中物理竞赛复赛试题说明:1、本试题共有五大题，答题时间为120分钟，试卷满分为150分。
2、答案及解答过程均写在答卷纸上。
其中第一大题～第二大题只要写出答案，不写解答过程；第三大题～第五大题要写出完整的解答过程。
一.选择题(以下每题只有一个选项符合题意，每小题4分，共32分) 1.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.手掌中托一小石块，将它竖直向上抛出，在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.向如图1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.如图2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△P 1、△P 2和△P 3，则下列说法中正确的是( ) A △P 1=△P 2=△P 3=F/S 。
B △P 1>F/S ，△P 2=F/S ，△P 3<F/S 。
C △P 1=F/S ，△P 2<F/S ，△P 3>F/S 。
D △P 1<F/S ，△P 2>F/S ，△P 3<F/S.5.如图3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.将两只不同阻值的电阻R 1、R 2连成如图4(a)所示的电路，当闭合电键S 后，电流表示数为0.5A ，现将图4(a)中的电阻改接成如图4(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.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，系在图1图2图3图4取水筒上绳子的长度至少为(已知海水的密度为 1.03×103kg/m 3，冰的密度为0.9×103kg/m 3)A 10m 。
B 32m 。
C 218m 。
D 250m 。
8.如图5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F 1，使AB 杆逆时针转动到图时位置时施加在B 点的力为F 2。
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F 1<F 2。
B 若CD 杆与AB 杆接触处是光滑的，则F 1>F 2。
C 若CD 杆与AB 杆接触处是有摩擦的，则F 1<F 2。
D 无论接触点是否光滑，及转动方向如何，F 1=F 2。
二.填空题(每格4分，共40分)9.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6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.图7是额定功率为500W 电饭锅的电路示意图。
R 1、R 2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R 1的电阻值为________Ω。
11.在图8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LG 、LR 分别为绿色、红色指示灯，L 1、L 2、L 3……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。
图5图6图7图812.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，心脏搏动一次，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。
若每分钟人体血液循环量约为6000ml ，则此时，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%，若此时心脏每博输出的血量变为80ml ，而输出压强维持不变，则心脏每分钟搏动次数为______。
13.如图9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L 1、L 2和L 3，若L 1=4L 2，则L 3=______L 2。
若同时点燃蜡烛，蜡烛在燃烧过程中，要使杠杆保持平衡，则L 1:L 2:L 3=__________(设蜡烛在相等时间内燃烧的质量相同)。
三.计算题(本题共10分)14.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10所示。
己知：当工件初始温度分别为t 1=75℃和t 2=100℃时，对应工件陷入冰中的深度分别为h 1=13.6cm ，h 2=16.7cm ，球的体积V 球=344/3πr 3，工件的密度约为冰的3倍。
设实验过程中环境温度恒为0℃，不汁热量损失。
冰的熔解热λ=3.34×105J/kg 。
试求该材料的比热容C 。
四.实验题(本题共12分)15.如图11(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1中。
请在图11(b)图9图10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。
图11五.说理题(本题共56分)16.(8分)图12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。
图1217.(8分)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，表2是各小组的实验方案及结果。
18.(40分)回答以下与交通有关的物理问题：图13是某十字路口的平面示意图。
该路口的交通指挥灯有四组红、黄、绿灯组成。
表1是学生对该路口交通指挥灯工作情况进行调查的记录表，它完整记录了交通指挥灯在南北方向上一组红、黄、绿灯的工作情况。
(1)(6分)请在表3中填上交通指挥灯在东西方向上一组红、黄、绿灯的工作情况，并估算该路口交通指挥灯一昼夜消耗的电能。
(设每盏灯的功率为100W)(2)(4分)在图13所示的十字路口附近P 处，有外墙为玻璃幂墙(可视为平面镜)的一大厦，其中MN 侧面朝向西南方向。
当过路行人观察到汽车在MN 侧玻璃幕墙内所成的像正在向正西方向运动，车上驾驶座一侧的转向灯正在闪亮，则该车实际运行路线__________。
(3)(11分)据统计，城市交通事故大多因违章引起。
在图13中，甲、乙两辆汽车分别在相互垂直的道路上，沿靠近各自道路的中心线(图13中虚线所示)向前匀速行驶，当甲、乙两车的车头到十字路口(道路中心线)的距离分别为30m 和40m 时，道口恰处于红、绿灯转换。
甲、乙两车均未采取任何减速或制动等措施，以至两车相撞。
已知两车型号相同，汽车外形数据如表4所示，并己知甲车的速度为v 1=240km ／h ，设两车相撞前均匀速行驶。
试判断在穿过路口过程中，乙车车速v 2的范围。
(4)(8分)某天司机驾驶表4所示的汽车由南向北匀速驶向图13所示十字路口，在接近图13示的十字路口时，司机发现前方有情况，立即采取制动措施，并在出事点前将车停下。
在司机采取措施的同时，坐在前排的乘客观察到交通指挥灯的绿灯恰好开始闪亮，闪亮一次后人有前冲的感觉，感觉车速开始明显减慢；当车停止前进时，恰好黄灯开始闪亮。