茶店中学2017年秋季学期物理竞赛试题。
姓名班级考号。
一、填空题（每空4分，共20分）
1、通常把质量为1kg、温度为20℃、比热容为4.2×103j/（kg·℃）的水烧开，至少需要吸收 j的热量。若不计热量损失，获得这些热量至少需要完全燃烧热值为1.
2×107j/kg的干木柴 kg。
2、一瓶500ml的矿泉水，放在水平桌面上静止不动，若塑料瓶的质量为50g，水的密度为1.0×103kg/m3，则桌面对瓶的支持力为 n，把水倒满一个高10cm的纸杯，杯底受到的水的压强为 pa(g=10n/kg)
3、图中是利用f=l0cm的凸透镜在研究成像规律时物距与像距变化关系的图像。实验中若以速度v匀速将蜡烛从两倍焦距处逐渐远离凸透镜，则像移动的速度 v（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
二、实验，**题（12分）
4、某品牌汽车使用一段时间后，日行灯的反光碗上面部分就开始发白，影响反光效果．
1）初步**。
猜想】日行灯工作时的高温使反光碗表面物质熔化后变白．
查阅资料】反光碗材料为表面镀铬的团状模塑料，它的耐热性比一般工程塑料好，热变形温度为200～280℃，可长期在130℃下使用．铬的熔点为l800℃．
实验】该灯正常工作时，每20min测一次反光碗发白处附近的温度，发现温度逐渐升高，3h后保持在75℃左右．上述实验中需用到的测量仪器有什么？（4分）
分析评价】上述获取的证据能否支持猜想并说明理由？（4分）
2）进一步**。
观察】发现灯座的焊接点附近有松香残迹．
查阅资料】松香外观为淡黄色至淡棕色（粉末为白色），有松节油气味，密度1.06～1.09/cm3，软化点72～76℃，沸点约300℃，加热后能挥发，不溶于水，能溶于酒精等有机溶剂．
提出假设】反光碗上面部分发白是由于什么原因产生的？（2分）
制定方案】发白处用什么液体来清洗，使它溶解？（2分）
实验】按制定方案清洗，表面的白色同体溶解，反光碗重新变得光亮．
三、综合题（8分）
5、阅读材料，回答问题：
现代汽车的速度很快，一旦发生碰撞，车身停止运动，而乘客身体由于惯性会继续向前运动，在车内与车身撞击，严重时可能把挡风玻璃撞碎而向前飞出车外。为防止撞车时发生类似的伤害，公安部门要求小型客车的驾驶员和前排乘客必须使用安全带，以便发生交通事故时，安全带对人体起到缓冲的作用，防止出现二次伤害。在高档轿车上，除了前后排座位都有安全带外，还安装着安全气囊系统，一旦发生严重撞击，气囊会自动充气弹出，使人不致撞到车身上。
1）关于惯性，下列说法正确的是（）（2分）
a、速度越大，惯性越大 b、速度越小，惯性越小。
c、质量越大，惯性越大 d、质量越小，惯性越大。
2）如图17甲所示，紧急刹车时，人向前运动拉长安全带，人的动能减少，安全带的能增加。（2分）
3）如图17乙所示，人体模型与气囊撞击时，模型对气囊有作用力，同时也有作用力，理由是 。（4分）
四、计算题（每小题15分，共60分）
6、图21是工人提升物体的装置示意图，其中ab是一个不计重力、可以绕o点转动的杠杆，且ao:ob=2:5，杠杆b端系有重为1056n物体d，杠杆a端固定着滑轮组。
质量为60kg的工人站在水平地面上，他对地面的压强p0=1.2×104pa。当他利用该装置匀速提升重物m时，物体d受到的支持力为n1，工人对地面的压强p1=0.
8×104pa，此时滑轮组的机械效率η=90%；当工人利用该装置匀速提升重物n时，物体d受到的支持力为n2，工人竖直向下的拉力为f2；已知n1: n2=5:2，每个滑轮质量都相等，绳重及滑轮与轴的摩擦不计，g取10n/kg。
求：1）提升重物m时工人竖直向下的拉力f1。（7分）
2）提升重物n以0.5m/s的速度匀速上升时工人拉力的功率p。（8分）
7、（2010学而思杯物理竞赛题）假定有前后两次声音传到人的耳朵里，如果这两次声音到达人的耳朵的先后时间间隔大于(或等于）0.1s，人耳就能够把这两次声音分辨开，也就是说，如果两次声音传到人耳的时间间隔不足0.1s，人耳就只能听到一次声音。
某农村中学8年级课外活动小组为了体验声音在不同介质中的传播速度不同的物理现象，他们请一位同学在输送水的管道(充满水)上敲击一下，使铁管发出清脆的声音，其余同学沿铁管分别在不同位置用耳朵贴近铁管听声。实验结束后，a同学说自己只听到一次响声；b同学说自己听到两次响声；c同学说自己听到三次响声。.已知声音在空气中的传播速度是v气=340m/s，在水中的传播速度是v水=1500m/s，在钢铁中的传播速度是v铁=5100m/s。
请你通过计算说明：在铁管上某处敲响一次，三位同学的位置到达敲击点的距离各在什么范围内？（写出计算过程和对结论分析过程）（15分）
8、相距3750m的甲、乙两车站之间有一条笔直的公路，每隔2min有一辆摩托车由甲站出发以20m/s的速度匀速开往乙站，每一辆摩托车在抵达乙站后都立即掉头以10m/s的速度匀速开回甲站。这样往返的车辆共有48辆；若在第一辆摩托车开出的同时，有一辆汽车由甲站出发匀速开始乙站，速度为15m/s，问汽车抵达乙站前最后将与从甲站开出的第几辆摩托车迎面相遇？（8分）相遇处距乙站多少米？
（7分）
9、晓欣同学看到一些小汽车的尾部都标有“0.8”、“1.6”、“1.
8”或“2.0”等字样，他上网查询得知这是汽车发动机“排气量”的数值。所谓排气量就是发动机气缸的工作容积，是指所有气缸内活塞从下止点到达上止点所扫过的容积之和。
一般情况下发动机的“排气量”越大，功率越大。汽车发动机每一个工作循环要经历四个冲程，带动曲轴转动2周。现有一辆小轿车发动机排气量为1.
8l，最大功率为74kw，当该发动机以最大功率工作时，曲轴的转速为5200r/min。汽油机工作时的最佳空燃比（即空气和燃油的质量比）为14:1，压缩比是10（即气缸总容积与燃烧室容积的比值），若发动机在最大功率时汽油和空气的混合密度为1.
35kg/m3,汽油的热值为4.6×107j/kg、密度为0.71×103kg/m3。
请计算：
1.这台发动机在最大功率时的热机效率。（7分）
2.发动机在最大功率时，汽车的最高时速为175km/h，计算在此情况下汽车每百公里油耗为多少升。（8分）
参***。一、填空题。
3、小于 二、实验，**题。
4、解：（1）实验中需要测量的物理量有时间和温度，因此需要的测量工具有温度计和秒表；
上述证据不能支持猜想，因为铬的熔点为l800℃，75℃没有达到反光碗内物质的熔化温度；
2）反光碗上面部分发白是由于松香先挥发再凝华产生的，松香能溶于酒精等有机溶剂，因此应该用酒精等有机溶剂来擦拭．
故答案为：（1）温度计和秒表；不能支持猜想，因为75℃没有达到反光碗内物质的熔化温度；
2）松香先挥发再凝华；酒精等有机溶剂．
三、综合题。
5、（1）c
2）势能。3）气囊对模型力的作用是相互的。
四、计算题。
6、受力分析图给1分。
人站在地面上时受力分析如答图5所示，提升重物m时受力分析如答图6所示，提升重物n时受力分析如答图7所示，
1）由图可知：g人=p0s人 ——
g人=f人1+p1s人。
由①②式得：
f1=200n
2）提升重物m时，gm+g轮=2f1=400n
gm=360n g轮=40n
fa1=3f1+ g轮=640n
fa1×l1= fb1×l2
fa1×l1=（gd-n1）×l2
n1= gd- fa1=1056n-640n=800n
n2=800n=320n
fa2×l1=（gd-n2）×l2
fa2=（gd-n2）=×1056n-320n）=1840n
fa2=3f2+g轮。
f2= (fa2- g轮)/3=600n
工人提升重物n以0.5m/s的速度匀速上升时的功率为p,p= f22v=600n×2×0.5m/s=600w
7、a同学与敲击点处的距离：s1<43.97m；
b同学与敲击点处的距离：43.97m≤s2＜212.5m；
c同学与敲击点处的距离：s3≥212.5m。
解析】a同学说自己只听到一次响声，说明从空气中传播到他耳朵中的声音和从水中传播到他耳朵中的声音的时间差小于0.1秒。设a同学与敲击点处的距离为s1，则有-<0.
1s，解得s1<43.97m；
b同学说自己听到两次响声，说明从水中传播到他耳朵中的声音和从铁管中传播到他耳朵中的声音的时间差小于0.1秒。设b同学与敲击点处的距离为s2，则有-<0.
1s，解得s2＜212.5m ，即43.97m≤s2＜212.
5m；c同学说自己听到三次响声，说明从水中传播到他耳朵中的声音和从铁管中传播到他耳朵中的声音的时间差大于等于0.1秒。设c同学与敲击点处的距离为s3，则有-≥0.
1s，解得s3≥212.5m。
8、解：摩托车从甲地到乙地所需时间为t1＝s/v1＝3750m/(20m/s) ＝187.5s
设汽车速度为v＝15m/s 摩托车从乙地开往甲地的速度v2＝10m/s
设汽车抵达乙站前最后与甲站开出的第n辆摩托车相遇，相遇时汽车行驶的时间为t。
由题意知，每隔2min即δt＝120s有一辆摩托车由甲站开出，则相遇时，第n辆摩托车行驶的时间为t－δt(n－1)，第n辆摩托车从到乙站后和汽车相遇所经历的时间为
t－δt(n－1)-t1
依据题意，摩托车在t－δt(n－l)－t1这段时间内行驶的距离与汽车在时间t内行驶的距离之和正好等于甲、乙两地之间的距离。即。
vt＋v2[t－δt(n－1)－t1]＝s 化简得(v＋v2)t＝s＋v2t1＋v2δt(n－1)
(15m/s＋10m/s)t＝3750m＋10m/s×187.5s＋10m/s×120s(n－1)
整理得25m/s×t＝4425m＋1200m×n
汽车从甲地到乙地所需时间。
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