20xx年高中物理競賽復賽練習題(已修改)
2025-09-02 05:41 本頁面
【正文】 博微物理 1 復賽 練習 試題 （二） 1．小明設計了一個公廁中的自動沖刷廁所的水箱。這種水箱能把自來水管持續(xù)供給的較小流量的水儲備到一定量后，自動開啟放水閥，這樣就可用較大水量沖刷便池中的污物。圖 6 為這種水箱的結構示意圖，已知水箱底為邊長 l＝ 40cm 的正方形， A 是一直徑 d1＝ 8cm 的圓形放水閥門，其質(zhì)量和厚度均可忽略不計，且恰好能將排水管口蓋嚴。閥門的左端用活頁固定在箱底的排水管口的邊緣，右端通過一很小的掛鉤及連桿與浮于 B 相連，連桿的長度 h0＝ 10cm。浮子 B 是一外部直徑 d2＝ 8cm、高 H＝ 30cm、 質(zhì)量 m＝ 的空心圓柱體。設水箱每次放水都能將水箱中的水全部放凈，試通過計算說明：（ 1）水箱體至少多高，水才不會從水箱上部溢出？（ 2）如果自來水管的流量為 ，該水箱某次放水結束到下次開始放水的時間間隔為幾分鐘？ 2．學校要開運動會，幾個同學討論怎樣才能將鉛球擲得更遠。陳平說：“擲出點越高，擲得越遠”。王力說：“擲出速度越大，擲得越遠”。李明說：“我們還是通過實驗來探究吧”。 大家經(jīng)過討論，提出了以下猜想。 猜想 1：鉛球擲得遠近，可能與擲出鉛球點的高度有關。 猜想 2： 鉛球擲得遠近；可能與擲出鉛球時的速度有關。 猜想 3：鉛球擲得遠近，可能與擲出鉛球的角度（投擲方向與水平方向的夾角）有關。 為了檢驗上述猜想是否正確，他們制作了一個小球彈射器，如圖 7 所示。它能使小球以不同的速度大小和方向射出，彈射方向對水平方向的仰角，可由固定在鐵架臺上的量角器讀出。他們通過 7 次實驗得到下表中的實驗數(shù)據(jù)（“射出距離”指水平距離）。 實驗序號 射出點高度 h/m 射出速度 v/（ m s－ 1） 射出仰角 θ 射出距離 l/m 1 5 30 2 10 30176。 3 10 45176。 4 10 45176。 5 10 45176。 6 10 60176。 9 7 15 30176。 請你根據(jù)上述所收集的信息和相關證據(jù)回答下列問題。 （ 1）為驗證猜想 1，應選用序號為 、 、 的實驗數(shù)據(jù)，因為 （ 2）為驗證猜想 2，應選用序號為 、 、 的實驗數(shù)據(jù)，因為 （ 3）為驗證猜想 3，應選用序號為 、 、 的實驗數(shù)據(jù)，因為 （ 4）通過上述實驗，你認為怎樣才能將鉛球擲得更遠？ 3．圖 8 為一種摩托車轉向燈的電路原理圖。其中“ RJ 開關”為由繼電器控制的開關，可以使電路間歇地通斷， D 為指示燈。當 S 撥至 1位置時， RD pD2 前后兩個右轉向燈發(fā)光，向外界發(fā)出右轉信號，同時 D 燈閃亮，向駕駛員顯示轉向燈工作正常。左轉時道理與右轉一樣。若四只轉向燈都用“ 6V、 10W”的燈 泡， D 用“ 6V、”的燈泡，電源兩端電壓為 6V。試通過計算說明，為什么把 S撥至 l、 2 中的任何位置時 D 燈都會發(fā)光，而左、右轉向燈不同時發(fā)光。 博微物理 2 4．下表列出的是某廠生產(chǎn)的家用燃氣熱水器的參數(shù)。表中“額定熱負荷”指的是滿負荷使用時， lh 內(nèi)燃料燃燒產(chǎn)生的熱量。 （ 1）分別計算燃燒 1m3 液化石油氣、人工煤氣和天然氣所產(chǎn)生的熱量。 （ 2）根據(jù)表中數(shù)值和你已有的知識，討論“額定燃氣壓力”一行中，“ mmH2O”的含義。 （ 3）王保成同學說，“熱水產(chǎn)率”一欄中， 2 后面的字符好像是數(shù)字“ 1” ，但是在“ /min”的前面又好像丟掉了什么。請你通過計算判斷這個欄目中三個參數(shù)的正確數(shù)值和單位。 （ 4）“熱效率”一欄給的是參考值，“熱水產(chǎn)率”一欄給的是廠家對樣品的實測值。分別計算溫升25℃和 55℃時的熱效率，并解釋這兩個情況下熱效率不同的原因。 參考解答和評分標準（ 8分） （ 1）設水箱中水面高度為 h時，連桿對閥門 A的拉力為 T，此時閥門剛好可被拉開。 對浮子 B根據(jù)平衡條件有 ： mg＋ T＝ F 浮 （ 1 分） 其中 )(4 022 hhdgF ?? ??浮 （ 1 分） 對放水閥門 A根據(jù)杠桿的平衡條件有： 24 1211 ddghTd ??? （ 2 分） 聯(lián)立可解得： m3608442122022 .????dgdghdgmgh ?????? （ 1 分）
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