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（2）如图2所示，是小明在“研究杠杆的平衡条件”的实验，当在杠杆左端距离O点二个格子的位置挂了三个等质量的钩码，当在另一端距离O点三个格子的位置挂两个等质量的钩码时，此时杠杆刚好平衡，若在两边钩码下方再各加挂一只相同的钩码，释放后观察到的现象将是什么？
小王认为：杠杆仍能保持平衡；小李认为：杠杆将顺时针转动；小赵认为：杠杆将逆时针转动；你支持
小明在实验后，用直尺AB制作杆秤，他在0刻度处用细线悬挂一个秤盘C，在3cm刻度处用细线D悬吊起来．他提起细线D“秤杆”（直尺）不能静止在水平位置．于是，他在秤盘悬线P处粘上适量的橡皮泥，使“秤杆”能在水平位置静止（如图3）．他“粘上适量橡皮泥”的做法类似于“研究杠杆的平衡条件”实验中
（3）如图4是小红同学探究影响斜面机械效率因素的实验装置．
实验准备的器材有：三个质量不同的木块A； 三条粗糙程度不同的长木板B；三个高度不同的长方体铁块C； 刻度尺；弹簧测力计等．
下表是小红探究斜面机械效率与物重的关系时所记录的相关数据．
| 测量次序 | 斜面粗糙程度 | 物重G（N） | 斜面高 h（m） |
沿斜面的拉力F（N） | 斜面长L（m） | 有用功 W有（J） |
总功 W总（J） |
机械效率η |
| 1 | 较粗糙 | 1.5 | 0.1 | 0.6 | 0.4 | 0.15 | 0.24 | 62.5% |
| 2 | 较粗糙 | 3 | 0.1 | 1.2 | 0.4 | 0.3 | 0.48 | 62.5% |
| 3 | 较粗糙 | 6 | 0.1 | 2.4 | 0.4 | 0.6 | 0.96 | 62.5% |
若保持斜面长度不变，将斜面高h变为0.2m，再将重为3N的物体沿斜面向上拉时，所需拉力为2N，则此时斜面的机械效率是
猜想1：弹簧形变大小可能跟外力的大小成正比；
猜想2：弹簧形变大小可能跟弹簧的横截面积成反比；
（1）为验证猜想1，李明应选用以下实验器材中的
（A）一根长约10cm的弹簧；（B）几个长度、横截面积、制造材料均不相同的弹簧；
（C）刻度尺； （D）天平；（E）量筒；（F）铁架台；（G）质量均为100g的小钩码7个．
（2）李明用如图1所示装置验证猜想1．他先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上钩码（每个钩码质量100g），并逐个增加钩码，测出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下；（g=10N/kg）
| 钩码的个数 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 标尺刻度/10-2m | 15.0 | 19.0 | 23.0 | 27.0 | 31.0 | 35.0 | 42.0 | 55.0 |
| 伸长量x/10-2m | 0 |
②根据所测数据，在坐标纸上（如图2）作出弹簧伸长量x与拉力F的关系图象．
③请你利用实验数据和图象进行分析论证，写出实验结论：
（1）即力的大小、___________和___________对力的作用效果的影响。
（2）（一）实验中，在研究力的大小对形变的影响时，李明在塑料尺的同一点、用手沿竖直向下方向施加不同大小的力．物理学中把这种研究问题的方法叫“控制变量法”，下列四个研究实例中，应用到这一方法的是_______
A．可从物体发生形变或运动状态发生改变来判断物体受到力的作用
B．探究压力作用效果时，先保持受力面积相同研究压力对作用效果的影响，再保持压力不变研究受力面积对作用效果的影响
C．测量木块受到桌面的摩擦力时，用弹簧秤沿水平方向匀速拉动木块，弹簧秤的示数等于木块受到的摩擦力
D．探究阻力对物体运动的影响时，根据实验得出“小车受到的阻力越小，小车运动的路程越长”的实验事实，设想小车在绝对光滑水平面上运动，小车将一直做匀速运动
（3）（二） 实验中，李明发现沿竖直向下方向作用在同一点的力越大，塑料尺弯曲得越_________（选填“大”或“小”）．他们对这一现象产生了浓厚的兴趣，课后用弹簧对“影响弹簧形变大小的因素”进行定量研究．对此研究问题他们提出以下猜想：
猜想1：弹簧形变大小可能跟外力的大小成正比；
猜想2：弹簧形变大小可能跟弹簧的横截面积成反比；
………
（4）为验证猜想1，李明应选用以下实验器材中的哪些进行实验_______
（A）一根长约10cm的弹簧； （B） 几个长度、横截面积、制造材料均不相同的弹簧； （C） 刻度尺； （D） 天平； （E）量筒； （F） 铁架台； （G）质量均为100g的小钩码7个。
（5）李明用如图所示装置验证猜想1．他先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上钩码（每个钩码质量100g），并逐个增加钩码，测出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下：（g=10N/kg）
② 根据所测数据，在坐标纸上作出弹簧伸长量x与拉力F的关系图像。
（6）对李明提出的问题，除了他的猜想外，请你再提出一个猜想。
29、李明小组在“探究影响塑料刻度尺形变的因素”中选用一长50cm的刻度尺，将其一端固定在桌边上，研究力的三要素，即力的大小、（一） 实验中，在研究力的大小对形变的影响时，李明在塑料尺的同一点、用手沿竖直向下方向施加不同大小的力．物理学中把这种研究问题的方法叫“控制变量法”，下列四个研究实例中，应用到这一方法的是
A．可从物体发生形变或运动状态发生改变来判断物体受到力的作用
B．探究压力作用效果时，先保持受力面积相同研究压力对作用效果的影响，再保持压力不变研究受力面积对作用效果的影响
C．测量木块受到桌面的摩擦力时，用弹簧秤沿水平方向匀速拉动木块，弹簧秤的示数等于木块受到的摩擦力
D．探究阻力对物体运动的影响时，根据实验得出“小车受到的阻力越小，小车运动的路程越长”的实验事实，设想小车在绝对光滑水平面上运动，小车将一直做匀速运动
（二） 实验中，李明发现沿竖直向下方向作用在同一点的力越大，塑料尺弯曲得越
猜想1：弹簧形变大小可能跟外力的大小成正比；
猜想2：弹簧形变大小可能跟弹簧的横截面积成反比；
…
（1）为验证猜想1，李明应选用以下实验器材中的哪些进行实验 （
（A） 一根长约10cm的弹簧； （B） 几个长度、横截面积、制造材料均不相同的弹簧；
（C） 刻度尺； （D） 天平； （E） 量筒； （F） 铁架台； （G） 质量均为100g的小钩码7个．
（2）李明用如图所示装置验证猜想1．他先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上钩码（每个钩码质量100g），并逐个增加钩码，测出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下：（g=10N/kg）
| 钩码个数 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 标尺刻度/10-2 m | 15.0 | 19.0 | 23.0 | 27.0 | 31.0 | 35.0 | 42.0 | 55.0 |
| 伸长量x/10-2 m | 0 |
②根据所测数据，在坐标纸上作出弹簧伸长量x与拉力F的关系图象．
③根据所测得的数据和图象，能够验证猜想1吗？请你利用实验数据和图象进行分析论证，写出实验结论．
（3）对李明提出的问题，除了他的猜想外，请你再提出一个猜想．
第十四届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题
一、(14分)1998年某地区遭受特大洪涝灾害。为了抗洪抢险，急需在20h内从甲地调运65t钢材到乙地。现仅剩下一艘满载时排水量为80t的货船，船身(包括船员)质量约17t，已知甲、乙两地的水路距离为80km，船行驶的平均速度为lOkm/h(不计水流速度)。
(1)请你设计一个完成此项任务的可行性方案；
(2)通过分析、计算，找出最佳方案。(钢材的密度为7.9×103kg/m3)
二、(18分)图l为一种电磁炉的原理示意图。它是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁磁材料制成的烹饪锅，在锅体形成无数小的涡流(感应电流)而产生焦耳热。同时，被磁化的铁磁材料分子因摩擦、碰撞而发热。从而使锅体自身发热达到加热食物的目的。
(1)使用电磁炉加热食物时，不产生明火，无烟尘，无废气，清洁、安全、高效、节能。请写出电磁炉在使用中可能涉及的物理知识(只写名称不写内容，不少于10个可得满分)。
(2)在使用电磁炉时，炉和锅之间的热是由_______传
递给_______的。电磁炉加热食物的过程中消耗______
____能转化为__________能；若用该电磁炉1次蒸熟
5个馒头需用时间25min，那么，1次只蒸熟1个同样
大小的馒头大约需要________min。
(3)某款电磁炉性能参数如下表所示：
型号 | 额定电压 | 额定功率 | 功率调节范围 | 温度调节范围 | 热效率 |
SC---16 | 220V50Hz | 1600W | 450W--1600W | 70℃--2400℃ | (大于)90％ |
根据上表数据，若电磁炉在功率调节和温度调节的范围内，加热温度随功率调节的变化图象是一直线，电磁炉工作电压正常，在1个标准大气压下，烧开一锅质量为3kg、温度为22℃的水最多需要多少时间(不计锅吸热及热散失)?
三、(18分)有人在夏季用简易晒水箱给水加热用来淋浴，这不仅能节省能源，而且很方便。李明和张华想利用这样的装置估测太阳光对地球表面辐射的强度的大小。也就是说，太阳光垂直照射地球表面时，地球表面单位时间单位面积所获得的能量是多少。实验装置如图2所示，晒水箱内部是被涂黑的，箱体外加了保温层，上面开口并盖有透明玻璃板。
在估测之前要首先弄清，透过玻璃板的太阳光能量究竟占太阳辐射到玻璃板上的能量的百分之几?李明和张华各拿一块实验用的玻璃板，把阳光反射到墙上的同一个地方，他们发现，两块反射光斑重叠处的强度，和太阳光直接射到地上的强度差不多。
(1)透过玻璃板的太阳光能量占太阳辐射到玻璃板上的能量的百分之几?你在得出这个结论时做了什么假设?假设的根据是什么?
(2)请你帮助他们设计实验方案，并写出具体的实验步骤。
(3)请你对这个实验方案的可行性做出评价。
四、(18分)用电流表和电压表测电流和电压时，通常并不考虑仪表本身电阻对待测电路的影响，而将其视为“理想仪表”，即认为电流表的内电阻为零，电压表的内电阻为无限大。实际上，电流表和电压表都有一定电阻值，因而我们可以把电流表看成一个能显示通过自身电流大小的其阻值很小的电阻；可以把电压表看成一个能显示自身两端电压大小的其阻值很大的电阻。所以，把电流表或电压表接入待测电路时，就相当于在待测电路中串联一个电阻，或并联一个电阻。这样，电流表两端就要有一定的电压，电压表中就要通过一定的电流，因此实际上很难同时精确地测出待测电阻两端的电压和通过待测电阻的电流。
1．现有一个量程为0．6A，内电阻为0．13Ω的电流表，能否用它测量某电路两端的电压?若不能，请说明理由。若能，请说明用它能测量的最大电压值。
2．现要精确测量一个阻值约为8Ω的电阻Rx，实验室提供下列器材。
·电流表A1：量程100mA，内电阻r1=4Ω
·电流表A2：量程500mA，内电阻r2=750Ω
·电压表V：量程10V，内电阻r3=10kΩ
·变阻器R0：阻值约10Ω·定值电阻R1：阻值为10kΩ
·电池E：两端电压约l.5V
·开关s、导线若干个
(1)选出你测量时所需的适当器材，并在虚线方框中画出电路图。
(2)需要测量哪些物理量?根据所测物理量，写出被测电阻Rx的表达式。
五、(16分)图3甲是使用汽车打捞水下重物的示意图。汽车通过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物，在整个打捞过程中，汽车以恒定的速度v=0．2m/s向右运动。图3乙是此过程中汽车拉动重物的功率P随时间t变化的图象。设t=0时汽车开始提升重物，忽略水的阻力和滑轮的摩擦，g取10N/kg。求：
(1)圆柱形重物的质量；(2)圆柱形重物的密度；(3)打捞前，圆柱形重物上表面所受的水的压力。
六、(16分)图4为一种电饭煲的工作原理图。下面是王宁同学对电饭煲工作原理的研究，请你也参与共同探讨。
按下、扳起电饭煲的开关，有一种“粘连”“吸引”的感觉，取出饭锅，发现电饭煲的底部有一个凸起物．它可以上下弹动，能被磁铁吸引。王宁同学通过用
这个电饭煲做米饭和烧水来研究它的工作情况，请回答他在使用过程中发现的如下问题。
(1)图4中只有两根外接导线，这样的用电器有什么危害?应当怎样加以完善?
(2)将三脚插头插入电源插座，不用按开关，指示灯就发亮，按下开关后，指示灯亮度不变。此时为什么开关对指示灯的亮度没有影响?
(3)电饭煲工作了15min，会出现大量“白气”，这些“白气”是怎样形成的?
(4)电饭煲工作了25min，听到“啪”的一声，指示灯不亮了。以此推测，感温软磁体的磁性可能受什么因素影响?怎样影响?
(5)听到“啪”的一声后又过了l0min，指示灯又发光，一会儿指示灯又熄灭了。分析在相同条件下，不同种类金属的热胀冷缩程度是否一样?
(6)要想获得恒温的温水，你可以怎样做?
(7)电饭煲使用较长一段时间后，常常在饭未完全熟透时就“跳闸”，这样就会出现“夹生饭”，请问这种情况电饭煲可能在什么地方出现了故障?为什么?
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