上海市第24届初中物理竞赛（复赛）试题及答案

四、实验、作图题（本题共20分） 16．（14分）如图（1）所示盒内的电路由三个阻值均为R的电阻组成，盒外有三个接线柱A、B、C。某位同学用伏安法测量各个接线柱之间的电阻，并将数据记录在表格中。请完成以下问题： A B + +

C 第16题图（1）

(1)（2分）用笔线代替导线，完成测量A、B接线柱之间电阻时的电路；

(2)（3分）在测B、C接线柱之间的电阻时，电压表的示数如图（2）所示，请读出并填入表格中。

U(v) I(A) 接触点

1.50 0.50 A、B 0.30 B、C 2.40 A、C 第16题图(2)

(3)（3分）测量A、C接线柱之间的电阻时，电压表的示数读数为2.40V，请将电流表的示数填入表格。

(4)（6分）画出盒内三个等值电阻可能的连接方式，并求出三个等值电阻的阻值R。 17．（6分）如图所示，一宽为ab的平面镜，垂直纸面放置，平面镜可以绕其中心轴O转动，MN为离平面镜一段距离的直线。人眼在ab与MN之间的某固定位置P点（图中没有标出），通过平面镜ab观察MN。转动平面镜，人眼可以通过平面镜观察到MN上不同的区域。当平面镜ab与直线MN平行时，人眼通过平面镜恰能观察到MN上从A点到B点的整个区域。 （1）（3分）利用刻度尺等工具，确定人眼所在位置。 （2）（3分）将平面镜ab绕O轴顺时针转过θ角，利用刻度尺等工具，画出人眼此时通过平面镜在MN上观察到的区域。

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θ a O b

N M B A 第17题图

五．判断与说理题（本题共41分）

18．在科学研究中，常利用物体某些性质的互补性，制成各种器件。请对以下问题作出解答。

(1)（6分）研究表明，导体的电阻随温度t变化的规律为R＝R0（1＋?t），其中?称为电阻温度系数。在一定的温度范围内?是与温度无关的常量。金属的电阻一般随温度的升高而增大，具有正温度系数；而某些非金属如碳等则相反，具有负温度系数。利用具有正负电阻温度系数的两种材料，可以制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻。现将横截面积相同的铜棒和碳棒串接成1.0m长的导体，要求其阻值在0?C附近不随温度变化，求所需碳棒的长度。已知：在0?C附近，铜的电阻温度系数为3.9?10 –3?C –1

，该铜棒每米长的电阻为1.7×10 –5 Ω；碳的电阻温度系数为-5.0?10 –4?C-1，该碳棒每米长的电阻为3.5×10 –2Ω，铜棒与碳棒的尺寸随温度的变化可忽略。 (2)（6分）如图(a)所示，在相同的直筒中，分别用不计厚度、质量和摩擦的活塞封闭体积为V1的不同气体I、II，此时气体温度均为T1，活塞距直圆筒底高为H1。加热直筒内气体，气体温度为T2时，两活塞均上升到H2。两直筒中活塞距筒底的高度H随温度T变化的情况如图(b)所示。现用两只活塞在同一直筒中封闭温度为T1的一定量的上述两种气体，封闭在直筒中的两种气体被活塞隔开，总体

H 2 积仍为V1。试根据H—T图提供的信息，判断封入

H 1 上述两种气体的初始体积之比满足什么条件时，被

封闭气体的温度从T1升高到T2的过程中，总体积随Ⅰ Ⅱ 温度升高均匀增大。

第18题图（a）

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H

H2

气体Ⅰ图线

气体Ⅱ图线

H1

T1 T2 T

第18题图(b) 19．（15分） 光速的测定在光学的发展史上具有非常特殊而重要的意义。它不仅推动了光学实验的发展，也打破了光速无限的传

木星轨道 统观念，引发了一场物理革命，爱因斯坦提

出了相对论。

(1)（4分）最初的光速值是根据丹麦科学家地球轨道 罗默的理论测出的。罗默对木星系进行了长

木星及卫星 期系统的观察和研究。他发现，离木星最近

的卫星——木卫一绕木星运行，隔一段时间就会被木星遮食一次，这个时间间隔在一年

地球 地球 之内的各个时间里并不是完全相同的。罗默太阳 在解释这个现象时说，这是因为光穿越地球轨道需要时间，最长时间可达22min，已知地球轨道半径R?1.5?10km。请根据罗默的数据算出光速的大小。

8第19（1）题图

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(2)（5分）如图所示是迈克尔逊用转动八面镜法测光速的实验示意图，图中P可旋转的八面镜，S为发光点，T是望远镜，平面镜O与凹面镜B构成了反射系统。八面镜距反射系统的距离为AB＝L（L可长达几十千米），且远大于OB以及S和T到八面镜的距离。现使八面镜转动起来，并缓慢增大其转速，P 当每秒转动次数达到n0时，恰能在望远镜中第一次看见发光点S，由此迈克尔逊测出光速c。请写出测量光速的表达式。

第19（2）题图

(3) （6分）一车厢以速度v在水平地面上行驶，车厢底部有一光源，发出一光信号，射到车顶。已知在车厢里的观察者测量到这一过程所用的时间为?t0，如图（a）所示。另外一个观察者站在地面，他测量到的这一过程所用的时间为?t，如图（b）所示。研究表明不论观察者是站在车厢里还是在地面上，车厢的高度L0都是不变的，光在车厢里和地面上传播的速度都是c，试判断?t和?t0哪一个更大一些，从中可以得出什么结论。

→v

L0 光源

第19（3）题图（a）

→v L0 光源 光源 L0 第19（3）题图（b）

20、（14分）两艘船A与B，在t=0时从港口O处同时以相同的速度v=10m/s分别向东、向南匀速前进，如图所示。当A船距O点L1＝50m处第一

A 次鸣笛，发出短促的汽笛声，以后每前进50m鸣笛一次。O v 声波以u=340m/s的速度向各个方向传播。

(1)（6分）求B船上的水手首次听到汽笛声的时刻。

(2)（8分）求B船上的水手首次听到汽笛声到第二次听到汽笛声的时间间隔，并判断B船上的水手以后听到相邻两B 次汽笛声的时间间隔是否发生变化。

v

第20题图

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