2007初中应用物理知识竞赛模拟试题(一)

一、 本题有两个问题，每个问题各5分，共10分.

已知这样的事实：标准气压下，水的凝固点是0℃，酒精的凝固点是-177℃.

1. 如果在水中掺入酒精，水与酒精混合液的凝固点将低于0℃.试说明，水与酒精混合液的凝固点和水与酒精的混合比有怎样的关系？（简单说明理由）

2. 用什么办法可以从水与酒精的混合液中将酒精和水分离呢？某同学提出了一个猜想性的方案.他认为，可以尝试采用冷冻分离的方法.依据是，酒精比水的凝固点低很多，在降温冷冻过程中，水会先结冰，这样就可将两者分离.

请运用你在日常生活中观察到的某一事实说明，该同学所提出的猜想性方案估计能否被实验所证实.

二、 本题有两小题，每小题各5分，共10分.

1. 如图1所示，平面镜MN上方有一个物体AB.要使人眼在镜前P点看不到物体在镜中所成的像，至少应将镜面上的哪一部分遮住？要求：在图上留下作图痕迹，将镜面上要遮挡的部分用字母CD表示，并将CD描成粗线条.

2. 如图2所示是一个简易的电磁继电器示意图.电磁继电器和灯泡工作电路共用一个电源：带有衔铁的导体片一端固定于C，开关S断开时，导体片由于本身的弹性常与触点B接触；图中的小黑点均为连接电路的接线柱.请在图中已有部分连线的基础上继续连接电路，要求是：当开关S接通后，带有衔铁的导体片能自动在A、B触点之间来回切换，使甲、乙两个灯泡交替发光.

三、 本题14分.

从“计划经济”走向“市场经济”，其特征之一就是由“卖方市场”到“买方市场”的变化，生产厂家的产品必须适应市场（用户）的需求.以家用电热淋浴器为例，科技人员曾考虑过两种设计方案：一种方案是“预热式”（带有储水箱）；另一种方案是“即热式”（没有储水箱）.预热式电热淋浴器的特点是：先用较长时间对储水箱中的水加热，待水温达到要求后，从水箱中放水淋浴.即热式电热淋浴器的特点是：只要自来水管中的凉水流经电加热器，温度就能达到要求，可直接喷淋洗浴.毫无疑问，后一种方案比前一种方案具有更快捷、方便的优点，理应采用后一种方案.但是，科技人员在经过相关调查和预算后还是选择了前一种方案.科技人员的调查表明：大多数家庭电路的额定工作电流一般在5~20A；预算参数是：凉水温度设为15℃，淋浴热水温度设为40℃，淋浴水流量设为4L/min，电能转化为水的内能的效率为80%.

请你根据上述有关信息，有根据地说明科技人员否定后一种设计方案的理由.

四、 本题有两个问题，共14分.

某农村灌溉水渠上的闸门是用手动螺旋设备来起重升降的，如图3所示.若闸门质量为800kg，螺杆上的螺距为15mm，动力手轮的直径为0.5m，整个装置的工作效率是80%，取g=10N/kg，并设闸门在缓慢上升过程中所受的摩擦阻力恒定.

1. 人用双手转动手轮，每只手平均用多大的力才能将闸门匀速提起？

2. 若摩擦阻力主要是来自闸门与两边卡槽之间的摩擦，其他摩擦不计，试求闸门上升过程中所受摩擦阻力的大小.

五、 本题有两个问题，第1个问题10分，第2个问题4分，共14分.

氢能是一种有巨大发展前景的绿色能源，有人设想用电解水的方法制取氢气，试图打开一条开发氢能源的通道.此方案是否可行，需要通过实验进行论证.有实验表明：在220V、2A的条件下，通电36min可电解9.9g水.

1. 已知氢气的热值为1.43×108J/kg，试从能量转化的角度，根据题中提供的实验数据，论证利用电解水的方法开发氢能源是否可行.

2. 你所论证的结果是否可以作为定论？为什么？

六、 本题分为三点，共有5个问题，每个问题4分，共20分.

有一种测量人的体重和身高的电子秤，其中测体重的部分原理图如图4所示，主要由三部分构成：踏板和压力杠杆ABO，压力传感器R（相当于电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻器），显示体重的显示器（实质是一个电流表mA）.其中AO∶BO=5∶1，传感器R的电阻变化随所受压力的变化是均匀的，其关系如下表所示.

设踏板与杠杆组件的质量忽略不计，接通电路后，压力传感器两端的电压恒为3V.图5是放大的显示器表头刻度盘，刻度线下方标出了电流值.

1. 设传感器所受压力的变化量是ΔF，传感器的电阻变化量为ΔR.① 求传感器电阻相对所受压力的变化率k=的值；② 写出传感器的电阻R随所受压力F变化的数学式.

2. 通过计算，有根据地在显示器表盘（图5）对应的刻度线上方标出：① 该电子秤的零起点（即踏板空载）；② 该电子秤的最大称量（能测的最大体重）.

3. 毫安电流表的刻度是均匀的，将它改成显示体重的显示器后，其显示器表盘（图5）的刻度是否仍然是均匀的？说明理由.

七、 本题有三个问题，第一个问题10分，第二个问题2分、第三个问题4分，共16分.

小明同学在总复习时，把所学的物态变化知识和热量计算方面的知识结合起来，结果有一个问题引起了他的思考.他想：如果一个物体在不发生物态变化时，它升高温度（或降低温度）吸收（或放出）的热量可以用公式Q=cmΔt进行计算；但是，晶体物质在发生熔化或凝固的过程中也要吸热（或放热），而温度却保持不变，那么，晶体物质在发生熔化或凝固的过程中所吸收（或放出）的热量与什么有关？如何计算呢？

于是，小明带着问题查阅资料.有资料称：固态晶体物质在熔点熔化成同温度的液态的过程中，所吸收的热量与物质的质量及这种物质的熔解热有关；某种物质的熔解热是指“1kg的固态晶体物质在熔点熔化成同温度的液态的过程中吸收的热量”，熔解热的符号是λ，单位是J/kg；不同的物质，熔解热不同.小明根据熔解热的含义进行推理，结论是：如果知道物质的熔解热λ和物质的质量m，那么，固态晶体物质在熔化过程中所吸收的热量就可以用公式Q=λm进行计算.可是，物质的熔解热不知道呀！

查阅资料过程中受到启发的小明，决定用实验的方法来测定冰的熔解热.他的实验是这样的：运用冰箱制得一块质量为200g、温度为-5℃的冰；将冰块取出后立即放到盛有1000g、20℃水的水槽中；观察冰块的熔化并注视插在水中的温度计示数，当冰完全熔化后，温度计的示数不再下降时的读数为5℃.整个过程进行得很缓慢.在处理实验数据时，小明又查得了冰的比热容是2.1×103J/(kg・℃).

1. 请你根据小明所获得的有关数据，帮小明计算一下冰的熔解热λ冰.

2. 任何实验都是有误差的，在小明的这个实验中，产生误差的主要因素是什么？

3. 如果不考虑质量测量、温度读数的误差，小明测得的冰的熔解热比其真实值是偏大了还是偏小了？简要说明理由.

参考答案与评分建议

一、 本题有两个问题，每个问题各5分，共10分.

1. 酒精占的比例越大，混合液的凝固点越低.（3分）定性理由：混合液的凝固点之所以低于0℃，是因为掺入了凝固点很低的酒精的缘故.所以，掺入的酒精越多，对混合液凝固点降低程度的影响就越大.（2分）

2. 估计不能被实验所证实.（3分）例如，生活中的饮用酒是酒精和水的混合液，冬天气温下降至冰点时，不结冰，但未观察到酒里面部分结冰部分不结冰的情况.（2分）