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（1）2.75（说明：答案在2.71～2.79之间即可）；
（2）温度计的玻璃泡碰到容器底部 （容易题）
2．请你试一试：
（1）如图9―10所示的水笔芯，当上端开口堵住后书写了一会儿，笔尖就无法写出字了。发生这种现象的主要原因是 。
（2）当水笔的笔尖朝上书写了一会儿，笔尖也无法写出水了。发生这种现象的主要原因是
。
（3）图中的水笔在太空中是无法使用的，请发挥你的想象力为这种笔提出一种改进措施：
。
【参考答案】
（1）大气压的作用；
（2）重力的作用；
（3）略（说明：只要能针对水笔在太空中由于失重而造成无法朝着笔尖的方向流出墨水的现象，提出改进措施，使得墨水受到一个持续向笔尖方向的力即可 ）
（中档题）
3． 小小文具盒里蕴含着丰富的物理知识，可以用来做很多物理实验。请你利用文具盒中的文具设计两个物理小实验，只要求写出实验的做法和要说明的物理问题。
[ 示例 ]把铅笔立在桌面上，可以看到铅笔形成一个影子。说明光是沿直线传播。
答：（1）
（2）
【参考答案】
（1）用力弯塑料尺，塑料尺变弯。说明力可以改变物体的形状。
（2）用两手指按住圆珠笔的笔尖和笔尾，按住笔尖的手指更痛。（说明：用其他方法进行实验，能说明问题的同样给分）
（中档题）
4.小明弯曲手中的钢锯片，感觉到弹力大小与弯曲程度有关，同时他猜想，弹力大小可能还跟钢锯片的长度有关。于是他和同学合作进行了图9―11所示的实验，将钢锯片夹在厚书内，伸出的长度(简称长度)用L表示；钢锯片形变量(弯曲程度)用末端侧移量x表示，钢锯片的弹力用F表示，其大小等于测力计的读数。实验数据如下表。
（1）由第 次实验数据分析可知，钢锯片在形变量x一定时，弹力F 随长度L的
而
（选填“增大”或“减小”）；
（2）由第3～7次实验数据分析可知，钢锯片在长度L一定时，弹力F跟形变量x成
；
（3）请用表中钢锯片长度L为
（4）分析图象，进一步归纳得出：
。
【参考答案】
（1）1、2、4 ， 增大（或减小），减小（或增大）；
（2）正比 ；
（3）图象略；
（4）弹力F与x成正比只在x小于
（稍难题）
（四）计算题
1．餐饮业的浪费现象比较严重。小伟同学利用暑假到某餐馆进行社会调查，以事实来提醒人们注意节约。他每天从餐馆收集到顾客剩余、丢弃的啤酒约
（1）一瓶未开封啤酒的质量；
（2）该餐馆相当于每天浪费几瓶未开封的啤酒；
（3）啤酒的密度。
【参考答案】
（１）一瓶未开封啤酒的质量：m1=m-m0=
（２）每天浪费的啤酒瓶数： 
（取33瓶）
（3）啤酒的密度：
（容易题）
2．发光二极管是一种发展前景十分看好的节能照明灯具，我国计划在2008年北京奥运会上大量使用它。电子制作兴趣小组的同学用“2.5V 10mA”的高亮发光二极管制作手电筒，电路如图9―12所示。
（1）若电源电压为3V，为使发光二极管正常发光，R应取何值？
（2）实验发现，4只高亮发光二极管与1只“2.5V
【参考答案】
（1）电阻R与发光二极管串联
UR ＝ U－ U管 ＝ 3V－ 2.5V ＝ 0.5 V
I
R= I管 = 10 mA =
由欧姆定律 
得 
（2）P管总= 4P管 = 4 U管I管 = 4 × 2.5V × 0.01A = 0.1W
P灯 = U灯I灯 = 2.5V × 0.3A = 0.75 W
ΔP = P灯－P管总 = 0.75 W－0.1W = 0.65 W
W = ΔPt = 0.65 W×10×3600s = 2.34×104J
（中档题）
法拉第 |
迈克尔·法拉第(MichaelFaraday,1791—1867)是19世纪电磁学领域中最伟大的实验物理学家。他于1791年9月22日生于伦敦附近的纽因格顿，父亲是铁匠。由于家境贫苦，他只在7岁到9岁读过两年小学。12岁当报童，13岁在一家书店当了装订书的学徒。他喜欢读书，利用在书店的条件，读了许多科学书籍，并动手做了一些简单的化学实验。 1812年秋，法拉第有机会听了著名化学家戴维的四次讲演，激起对科学研究的极大兴趣。他把戴维的讲演精心整理并附上插图后寄给戴维，希望戴维帮助他实现科学研究的愿望。1813年3月，戴维推荐法拉第到皇家研究院实验室作了自己的助理实验员。1813年10月，法拉第跟随戴维到欧洲大陆进行学术考察18个月。在这期间他有机会参观了各国科学家的实验室，结交了安培、盖·吕萨克等著名科学家，了解了他们的科学研究方法。回到英国后，法拉第就开始了独立的研究工作，并于1816年发表了第一篇化学论文，以后又接连发表了几篇。 1820年奥斯特发现电流的磁效应，受到科学界的关注，促进了科学的发展。1821年英国《哲学年鉴》的主编约请戴维撰写一篇文章，评述奥斯特发现以来电磁学实验的理论发展概况。戴维把这一工作交给了法拉第。法拉第在收集资料的过程中，对电磁现象的研究产生了极大的热情，并开始转向电磁学的研究。他仔细地分析了电流的磁效应等现象，认为既然电流能产生磁，磁能否产生电呢?1822年他在日记中写下了自己的思想：“磁能转化成电”。他在这方面进行了系统的研究。起初，他试图用强磁铁靠近闭合导线或用强电流使另一闭合导线中产生电流，做了大量的实验，都失败了。经过历时十年的失败、再试验，直到1831年8月29日才取得成功。他接连又做了几十个这类实验。1831年11月24日的论文中，他把产生感应电流的情况概括成五类：变化着的电流；变化着的磁场；运动的恒定电流；运动的磁场；在磁场中运动的导体。他指出：感应电流与原电流的变化有关，而不是与原电流本身有关。他将这一现象与导体上的静电感应类比，把它取名为“电磁感应”。为了解释电磁感应现象，法拉第曾提出过“电张力”的概念。后来在考虑了电磁感应的各种情况后，认为可以把感应电流的产生归因于导体“切割磁力线”。在电磁感应现象发现二十年后，直到1851年才得出了电磁感应定律。 1833年到1834年，法拉第从实验得出了电解定律，这是电荷不连续性的最早的有力证据。 法拉第的另一贡献是提出了场的概念。他反对超距作用的说法，设想带电体、磁体周围空间存在一种物质，起到传递电、磁力的作用，他把这种物质称为电场、磁场。1852年，他引入了电力线(即电场线)、磁力线(即磁感线)的概念，并用铁粉显示了磁棒周围的磁力线形状。场的概念和力线的模型，对当时的传统观念是一个重大的突破。 法拉第从近距作用的物理图景出发，还预见了电、磁作用传播的波动性和它们传播的非瞬时性。他在1832年3月12日写给英国皇家学会的一封密封信中，信封上写着“现在应当收藏在皇家学会档案馆里的一些新观点”，这封信直到1938年才启封公布，信中法拉第说明了他的上述新观点。表现了法拉第深邃的物理洞察力和深刻的物理思想。 法拉第把他做过的实验整理成《电学实验研究》一书，书中收集了三千多个条目，详细记述了他做过的实验和结论，是一本珍贵的科学文献。 法拉第是靠自学成才的科学家，在科学的征途上辛勤奋斗半个多世纪，不求名利。1825年，他参与冶炼不锈钢材和折光性能良好的重冕玻璃工作，不少公司和厂家出重金聘请法拉第为他们的技术顾问。面对15万镑的财富和没有报酬的学问，法拉第选择了后者。1851年，法拉第被一致推选为英国皇家学会会长，他也坚决推辞掉了这个职务。把全身心献给了科学研究事业，终生过着清贫的日子。 1855年他从皇家学院退休。1867年8月25日在伦敦去世。遵照他“一辈子当一个平凡的迈克尔·法拉第”的意愿，遗体被安葬在海格特公墓。为了纪念他，用他的名字命名电容的单位──法拉。 选自：《物理教师手册》 |
第十六届全国初中应用物理知识竞赛初赛试卷
一、选择题 以下各小题给出的四个选项只有一个是正确的，把正确
选项前面的字母填在题后的括号内(每小题3分，共15分)。
1．小亮同学从超市买来一个玻璃瓶装的铁皮盖罐头，想把瓶盖打开，可是怎么也拧不动。小亮的哥哥用螺丝刀沿瓶盖的边轻轻撬了几下，一拧就打开了。这主要是因为用螺丝刀撬瓶盖可以 【 】
A．增大瓶盖直径，减小瓶盖侧壁对瓶的压力
B．减小瓶盖与瓶口的接触面积
C．减小瓶内外气体的压力差
D．由于撬了盖的一边，而增大了盖的另一边的压力
2．高压输电线路的铁塔顶端有一条(或两条)比下面输电线细的金属线(如图1～图2)，它的作用是 【 】
A．加强铁塔的稳定性
B．传输零线的电流
C．防雷电，起到避雷针的作用
D．作为备用线，供输电线断开时应急使用
3．用普通照相机拍照时，要按被照物体距相机镜头的远近进行“调焦”，使用起来不太便捷。有一种“傻瓜”相机，只要把想拍摄的景物全部纳入取景器内，不论远处还是近处的物体，在照片上都比较清晰，从而使拍照的过程变得十分快捷。这种“傻瓜”相机不用“调焦”的奥秘是 【 】
A．采用了长焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相差不大
B．采用了短焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相差不大
C．采用了长焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相同
D．采用了短焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相同
4．磁带录音机既可以录音，也可用以放音，其主要部件为运行的磁带和绕有线圈的磁头。录音时，磁带上的磁粉被由声音信号转化而来的电流产生的磁场所磁化，这样便将声音信号转化为磁信号记录在磁带上；放音时，再把磁带上的磁信号通过磁头转化为电信号使扬声器发声。对于录音机录音、放音过程的基本原理，下列各种说法中正确的是 【 】
A．录音的基本原理是电磁感应，放音的基本原理是电流的磁效应
B．录音的基本原理是电流的磁效应，放音的基本原理是电磁感应
C．录音和放音的基本原理都是电流的磁效应
D．录音和放音的基本原理都是电磁感应
5．王勇同学在宾馆饭店看到一种自动门，当有人靠近时，门会实现自动开闭。王勇同学对此产生了浓厚的兴趣，他很想知道自动门是如何实现自动控制的。为此他反复做了几次试验：当他轻轻地靠近自动门时，门自动打开；当把一个足球滚向自动门时，门自动打开；当把一面底部装有滚珠的无色透明大玻璃板，直立着滑向自动门时，门不打开。王勇同学根据探究试验的结果，对自动门的自控原理提出了以下几种猜想，你认为其中最合理的猜想是 【 】
A．自动门“听”到来者的声音时，通过声控装置实现自动开闭
B启动门探测到靠近的物体发射出的红外线，通过光控装置实现自动开闭
C自动门本身能发射出一种红外线信号，当此种信号被靠近的物体反射时，就会实现自动开闭
D．靠近门的物体通过空气能产生一种压力传给自动门，实现自动开闭
二、填空题(共15分)
1．(3分)如图3所不，小婷乘汽车到姥姥家去度假，汽车在平直公路上行驶。小婷的感觉是：远处的村庄相对于电线杆在向_________运动；近处的小树相对于电线杆在向_______运动；电线杆周围的景物看起来好像在绕电线杆做_____时针
转动。
2．(3分)列车上出售的食品常常放在如图4所示的小推车上，若货物均匀摆在车内，当前轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶把，这时手推车可以视为杠杆，支点是_____(写出支点位置的字母)；当后轮遇到障碍物A时，售货员向上提扶把，这时支点是______。后一种情况下，手推车可以视为______力杠杆。
3．(3分)在海拔3000 m以上的高原地区，汽车发动机的冷却水容易沸腾，这是因为高原地区_______的缘故。常年生活在平原地区的人到达该地区后，由于空气稀薄会产生缺氧反应，为了得到足够的氧气，人会不自觉地进行深呼吸，这时肺的容积与在平原上相比要扩张得更_______(选填“大”或“小”)一些。
4．(3分)汽车上的机械式里程表是用安装在轮上的一组计数齿轮来实现计数的，而这些计数齿轮又通过特定的传动装置被车轮的转动所驱动。同时车轮的转动还通过特定的传动装置，传递给由电磁感应原理制成的传感器，传感器再将反映车轮转动情况的电信号显示在速度表上，从而指示此时的车速。当轮胎用久了有明显的磨损后，就会使所计里程和指示的时速产生误差。若里程表记录里程为12000 km，则汽车实际行驶的里程将 _______(填“大于”、“小于”或“等于”)示数；若此车从北京驶往上海，以速度表上指示的时速为依据，对整个行程所估算的行驶时间将________(选填“大于”、小于”或“等于”)实际行驶时间。
5．(3分)2005年春节晚会上，一群聋哑青年用精美绝伦的舞蹈“千手观音”给人以美的享受，善的启迪。
(1)如图5所示，观众看不见领舞者邰丽华身后站着的其他舞蹈者，这是因为光是______________传播的。
(2)在观看演出的过程中，我们虽然没有看到乐队却也能分辨出是何种乐器在发声，这主要是因为不同乐器所发声音的_________是不同的。
(3)电视观众看到莲花座上的千手观音身披绚丽霞光，这些光是由________、_______、______三原色依不同的比例混合而成的。
三、简答下列各题(共22分)
1．(4分)火箭点火发射时，若高温火焰向下喷射到发射台上，发射台就会被烧
毁。为了保护发射台，在它的底部建造了个大水池，从而巧妙地解决了这个技术问题。
(1)火箭发射时，底部喷出的庞大的白色气团(图6)是由什么组成的?它是怎样形成的?
(2)分析“大水池”对发射台起到保护作用的道理。
2．(4分)在高压输电线路中常可看到 如图7所示的一些绝缘子。请说明为什么悬挂高压输电线的绝缘子的表面要涂光亮的瓷釉，而且做成一节一节的?
3．(4分)小志家买了一种点缀节日用的小彩灯，他发现当其中一个小彩灯的灯丝烧断了以后，其余的小彩灯还能继续发光。于是小志对小彩灯之间的连接关系产生了兴趣，为此他请教了科技人员，得到以下信息。
他用的小彩灯规格是“2．5 V，0．25 A”，通过串联一定数量的小彩灯，使单个小彩灯两端所加的电压比它的额定电压稍低，每个小彩灯都能基本正常发光。
小彩灯的构造如图8所示，在灯丝导电支架上除了有灯丝和起固定作用的小玻璃珠以外，还绕有约4圈细金属丝。灯丝电阻冷时约为2．5 Ω，热时约为15 Ω。
细金属丝的电阻为1 Ω，正常(低压)情况下，由于支架表面有一层氧化铜的缘故，它与灯丝支架是不导通的，没有电流流过。若加上较高的电压(如220 V)时氧化层可被击穿，细金属丝与灯丝支架导通。
根据以上介绍的资料，请你说明为什么一个小彩灯的灯丝烧毁后，其他的小彩灯还能继续发光。
4．(4分)向阳中学广播室想借助于双刀双掷开关控制南北两教学楼的喇
叭：开关掷向A端时南面的三只喇叭接通，掷向B端时南北六只喇叭全部接通。
请你用笔画线代替导线按上述要求完成图9中的电路图。
5．(6分)长期以来，实心粘土砖一直是我国主要的建筑材料。由于粘土砖在生产过程中存在着诸多弊端，国家有关部门提出了减少粘土砖使用率、倡导新型
材料的要求。如图10所示的空心水泥砖就是新型建筑材料的一种。请你从节能与环保等方面分析，使用空心水泥砖比使用实心粘土砖有哪些好处。(至少写出三条)
四、(6分)李明同学家要买一个烧水用的水壶，超市里有两种容积相同但品种
不同的铝质水壶可供选购，一种是放在液化气灶上用的，另一种是壶内装有电热器的，如图ll所示。李明想比较哪一种水壶烧水更省钱。他首先进行了调查，得到如下资料：当地居民用电的价格是0.5元／度；瓶装液化气的价格是60元／瓶(每瓶中液化气的质量约为15 kg，液化气的热值为4.2×107J／kg),用液化气烧水的热效率约为30％，用电热水壶烧水的热效率约为90％。根据以上信息，请你通过计算分析一下用哪种水壶烧水更省钱。
五、(8分)为了保护环境，治理水土流失，学校的环保小组设计并进行了河水含沙量的研究。
第一阶段是理论分析：分别以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质量(称做含沙量)，导出了ρ泥水与ρ水、ρ沙、x的关系式；然后作出了泥沙水的密度ρ泥水随含沙量x变化的图象。
第二阶段是实验验证：在一个量筒里放入一定量干燥的黄土，再倒入一定量的清水，计算出含沙量x，并测出泥沙水的密度ρ泥水；接着再多次加入清水配制成不同密度的泥沙水，进行同样的计算和测量，由此得出ρ泥水与x的多组数据；然后根据这些数据作出了表示泥沙水的密度与含沙量关系的ρ泥水－x图象。他们惊喜地发现，实验结果与理论分析是一致的。
第三阶段是实际测量：在一次山洪冲刷地面时，他们采集了40 L的水样，称出其总质量为40.56kg。此前已经测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)请你参与环保小组第一阶段的工作，导出ρ泥水与ρ水、ρ沙、x的关系式。然后根据关系式作出泥沙水的密度ρ泥水随含沙量x变化图象的草图。
(2)请你参与环保小组第三阶段的计算工作，求出洪水中的平均含沙量。
六、(10分)现在很流行的数码相机的主要优点是可以直接生成数码照片，从而可以方便地进行编辑与加工，保存的时间也更长。而且数码照片还可以直接在
电脑上显示出来，或者通过电子邮件传送出去。
下面是一款数码相机的电池的一些资料。根据右面提供的信息以及下面对数码相机工作过程的介绍，回答相关问题：
(1)数码相机的电源打开后，就处于待机状态，这时要消耗一定的电能；拍摄时，拍摄与处理数据所消耗的电能就更大。假设用一个充满电的电池作电源进行拍照，每5min拍一张照片，相机使用过程中的平
均工作电流为0.2A。请估算一节充满电的电池最多可以拍摄多少张照片。
(2)对一个电能已全部耗尽的这种电池进行完全充电，充电的效率多大?
七、(12分)空调的“匹数”，是对空调输入功率的粗略标识。因相同匹数不同品牌空调的制冷效能有较大的差异，为便于比较，空调的效能常以“制冷量”来表示。在选择空调时，除了制冷量和制热量(对冷热空调而言)外，还要考虑“能效比”。
空调的能效比=，它表示空调器是否高效节电。目前市场上空调器的能效比相差很大，一般在2～3之间，最高的可达到3．5左右，应尽量挑选能效比高的空调。房间所需的制冷量和制热量可按下面的公式计算：制冷量Q冷＝S（房间面积）×140w－180 w；制热量Q热=S(房间面积)×180 W－240 W(此公式适用于层高2．5 m的房间，如果层高偏大，则应适当加大功率)。
下表是小明家准备购买的某一型号空调的使用说明书的一部分。
请结合上面所介绍的知识和空调使用说明书，通过计算回答下面的问题：
1．这台空调的能效比是多少。
2小明家新购买楼房客厅的面积约为30 m2，层高为2．7 m，他想在客厅内安装上表所示的空调。请你通过计算说明这种选择是否合理。
3．若小明家用此空调器制冷，空调器的压缩机每天实际工作6 h，一个月仅空调一项所支付的电费约为多少?(当地的电价为0.5元／度)
八、(12分)小军家客厅墙壁上有一个控制灯的开关和一个两孔插座装在一起的“一开两孔”的电工元件。图12是元件的面板、图13是元件壳体内部的原接线图。由于开关损坏，需要更换整个元件。小军爸爸决定自己动手完成，小军给爸爸当助手。
小军爸爸断开家中进户线的总开关，在拆旧换新的过程中发现：拆下前没有留意元件中的A、B、D三根导线(B、C间已有一短导线在内部相连)与外面的①②③三根导线的连接关系(如图14)，因为室内导线都在水泥墙内，无法观察①②③各导线与墙内导线的连接情况。
于是他闭合家中进户线的总开关，用试电笔检测各根导线，发现：第①根导线可以使试电笔发光；第②、⑨根导线不能使试电笔发光。
根据小军爸爸的检测，能不能判断各根导线的连接情况?
小军经过仔细思考后认为，不能判断每根导线的连接情况，如果在情况不明时盲目连接还可能出现更严重的问题。
(1)你认为小军的观点对不对?为什么?
(2)你能不能利用常用的家用电器，如台灯等(均带有插头)，鉴别出①②③根导线应怎样分别与A、B、D接线柱相连接?说出你的方法并简述理由。
(3)根据你的判断，将图14中①②⑧根导线与下面的A、B、D接线柱和上面的火线、零线及灯泡连接起来。
