大同中学杯上海市第30届初中物理竞赛复赛(2016) - 图文

2. 一学生课题组在测量某根电阻的阻值时，意外发现随着电压的增大电阻丝进入炽热状态。此时对炽热

电阻丝吹气，其阻值会变化。他们对此现象进行探究，在控制电阻丝两端的电压为 10V 的条件下，得到电阻丝的电阻 随风速 v (用风速计测)的变化关系如图 1 所示

(1)由图 1 可知当风速增加时，

会

(选填：“增大”、“减小”或“不变” )。

(2) 该组同学希望利用电阻丝的这一特点，设计测量风速的装置，他们找到了以下器材： (a) 电流表(量程可选 0~0.6A或0~3A ) (b) 电压表(量程可选 0~3V 或 0~15V ) (c) 稳压电源 ( 0~15V 可调) (d) 导线若干

请利用上述器材，在图 2 中画出实验电路，标明电表量程、电源电压或电阻阻值(器材不一定都使用)。

(3) 在你设计的电路中，风速的测量范围为 。

(4) 为了通过电压表的示数来显示风速，同学们设计了如图所示的电路。其中 R 为两只阻值相同的电阻， 为两根相同的电阻丝，一根置于气流中，另一根不受气流影响，V 为待接入的理想电压 表。如果要求在测量中，风速从零开始增加，电压表的示数也从零开始增加，则电压表的“+”端和“-”端应分别连接到电路中的 点和 点(选填：“ a ”、“ b ”、“ c ”或“ d ”)。

5/7

3. 一学生课题组为研究气球的相关特性，分别做了以下的实验：

(1)实验中利用图示装置给气球充气。试利用玻璃 U 型管，水银，带阀门的细橡皮管等器材设计测量气球内部气体压强方案，画出测量气球内部气体压强的实验装置图，井写出气球内部气体压强 的表达式。(大气压强为 ， 重力加速度为 ， 水银密度为ρ)

(2) 实验测得某一规格气球内部压强随气球的体积变化如图所示。试描述气球内部气体压强的变化情况。

(3)将两个规格与题(2)完全相同的气球，用带有阀门的细管连接(如右上图) ，观察气球大小的变化。若某次实验时左侧气球 A 的初始体积为 0.5L ，右侧气球 B 的初始体积为 O.08L 。则打开阀门后，两气球的体积将如何变化?并说明判断的依据。

五.判断与说理题

1. 小明拿了一只有温度显示的保温电热水瓶。装上一定量的水之后，温度计的示数为

℃ 。经过 ，水被加热到

℃ ，他往电热水瓶里又注入了一些水。在 的时刻，水的温度达到了 ℃ 。小明不再往电热水瓶里

注水了。又过了 5min 水烧开了。如图所示为热水瓶里水的温度在加热和注水的过程中的变化图像。 试求注入的水的温度 等于多少?

2. 如图所示：两个大钢球悬挂后，拉开一角度释放，其间夹旬薄片材。两球相撞后，有的薄片上会出现

6/7

洞。某同学对该实验现象进行了详细的研究。

(1)薄片材料分别取一层同样厚度的纸张、塑料和锡纸，保持两球每次释放的高度不变，发现纸张和塑料在两球相撞后有洞，且洞的边缘有焦痕，而锡纸在撞后没有洞。已知三种材料热导率(热导率是物质导热能力的量度)如下表所示。试分析洞产生的原因。

(2)多次改变相撞前钢球的动能，对应撞击出洞的情况(所夹材料均为一层纸张)如图所示，图中数字为相撞前的动能，由左向右分别为 14.0 、 21.0 、 29.0 和 42.0 ，单位为 100J 。试归纳规律并分析原因。

(3)如果保持钢球相撞前的动能不变，改变钢球间所夹纸张的张数，发现随着纸张张数增加，小球反弹的高度越来越低，则在表层纸面上形成的洞的情况将会怎样？

3. 地球可以近似看作一个半径为 R 的球体，由地壳、地幔与地核组成，如图1所示。地壳和地幔由固体

构成，据推测地核由高温液体组成。地震是地球上常见的自然现象。地震时会从震源发出不同类型的地震波，其中一种叫“ P 波”，它既可以在固体中传播，也可以在液体中传播，在固体和液体中的速度分别为 和 ，且 ， P 波在固体和液体的交界面会发生反射和折射等现象；另一种叫“ S 波”，它只能在固体中传播，速度为 ， S 波在固体和液体的交界面也会发生反射现象。地震

波在传至地面后会迅速释放能量而衰减。科学家可以利用地震波探究地球内部结构。已知地球半径

， km/s ， km/s ， km/s ，请回答下列问题(在以下

问题讨论中均不计地壳的厚度，地幔可以看作均匀分布的固体) ：

(1) 如图 l 所示， O 为地球球心， E 为某次在地球表层发生地震的震源(不计离开地面的深度) , X 为设在地球表面某处的地震观测站。 X 地震观察站首次接收到的 P 波和 S 波间隔时间为 2 分 11 秒。求震源与地震观测站的距离。

(2)设在地球各处的地震观测站对发生在 E 点的地震进行观测，有些观测站既能接收到 P 波又能接受到 S 波，有些只能接收到 P 波。各观测站首次接收到的 P 波和 S 波间隔不间，其中间隔最长为 11分 51 秒。请据此推算地核半径 的值。

(3)如图所示， E 为震源， M 为设在地球表面的地震观测站。地震观测站 M 首次接收到从 E 传来的 P 波和 S 波的间隔为 ，再次接收到 P 波和 S 波的间隔为 。请利用以上数据，设计一个测量地核半径 的方法。要求写出需要测量的物理量，列出计算表达式，但不必计算出具体数值。

7/7