2012年第二十二屆全國初中應(yīng)用物理競賽復(fù)賽試題（佛山市自行命題）

一、解答題（共6小題，滿分100分）

• 1．隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，對各類石材的需求也不斷增大。右圖為某采石過程的示意圖，電動機(jī)通過滑輪組和提籃勻速提升山下的石材，石材的密度為2.4×10³kg/m³，電動機(jī)第一次提升的石材的體積為1.5m³，第二次石材的體積是第一次的2倍，第一次提升石材時整個提升系統(tǒng)的機(jī)械效率為75%．忽略細(xì)繩和滑輪的重量及細(xì)繩與滑輪之間的摩擦，若兩次石材被提升的高度均為20m.（g=10N/kg）
  （1）第一次提升石材電動機(jī)對繩的拉力，電動機(jī)所做的總功分別是多少？
  （2）第二次提升石材時，滑輪組下端的掛鉤對提籃的拉力和電動機(jī)所做的功分別是多少？
  （3）第二次提升石材提升系統(tǒng)的機(jī)械效率是多少？
  組卷：83引用：1難度：0.7

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• 2．我國載人潛水器下潛深度5000m,長、寬、高分別是8.0m、3.0m與5.0m,空重為22t,艙內(nèi)的壓強(qiáng)為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，最大荷載是300kg,最大工作設(shè)計深度為7000m.已知ρ_海水=1.0×10³kg/m³，g=10N/kg,p₀=76cmHg=1.0l3×10³Pa=10.336m水柱。設(shè)海水密度不隨深度的變化而改變，計算結(jié)果保留3位小數(shù)。
  （1）若把潛水器簡化成如圖所示的長方體，當(dāng)它懸停在水中長方體的六個面是否都受到來自水的壓力？哪些力之間是相互平衡的力？請在右圖中畫出豎直方向的受力。（設(shè)前、后、左、右、上、下各表面依次用S₁、S₂、S₃、S₄、S₅、S₆表示）
  （2）當(dāng)潛水器下潛深度達(dá)5000m時（長方體的下表面距水面距離），下表面S₆所受的壓強(qiáng)和壓力各是多少？
  （3）若空重為22t,荷載300kg的潛水器下潛深度達(dá)到7000m,當(dāng)潛水器懸停在海水中時受到的浮力是多少？水箱中應(yīng)注入多少kg的海水？
  組卷：52引用：1難度：0.5

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一、解答題（共6小題，滿分100分）

• 5．在北方冬天熱力廠將水加熱后，通過管道把熱水送到各家各戶的暖氣片中進(jìn)行集中供暖。在南方家庭取暖的設(shè)施各不相同，油汀電暖器是一種常用的取暖設(shè)備，如圖所示，上下各一根中空的金屬管，其中一根管中安裝一根電發(fā)熱絲，這兩管道間用若干條形金屬管上下連通，在管道中充滿絕緣、導(dǎo)熱性能良好的導(dǎo)熱油?，F(xiàn)已知該電暖器最大電功率為2000W，其中導(dǎo)熱油6kg,金屬管及散熱片等總重5kg。水的比熱容為c₀=4.2×10³J/（kg?℃），導(dǎo)熱油的比熱容c_l=1.8×10³J/（kg?℃），金屬管及散熱片的比熱容c₂=0.46×10³J/（kg?℃）?導(dǎo)熱油的凝固溫度約-48℃，沸點約150℃．試解答下列問題：
  （1）為什么北方集中供暖用水作為傳遞熱量的介質(zhì)，而油汀電暖器卻要用導(dǎo)熱油作為傳遞熱量的介質(zhì)？依據(jù)你所學(xué)的知識說明其道理。
  （2）油汀電暖器的電發(fā)熱絲應(yīng)當(dāng)安裝在上金屬管還是下金屬管中？為什么？
  （3）為什么油汀電暖器要采用“上下各一根中空的金屬管，這兩管道間用若干根金屬管上下連通”的結(jié)構(gòu)，而不采用“左右各一根中空的金屬管，這兩管道間用若干根金屬管左右連通”的結(jié)構(gòu)？請說明其中的道理。
  （4）若室內(nèi)溫度為0℃，要將該電暖器的溫度升至80℃，至少需多長時間？設(shè)加熱過程中散失的熱量占總熱量的20%。
  組卷：150引用：1難度：0.1

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• 6．關(guān)于愛因斯坦“同時的相對性原理”要從“愛因斯坦的奶牛夢”說起：在一個風(fēng)景如畫的牧場上有許多奶牛在帶電的柵欄附近懶散的吃著草，農(nóng)夫給柵欄通上電時，當(dāng)電流到達(dá)奶牛位置時奶牛就會跳起來。如圖所示，在 A 位置的農(nóng)夫合上電源開關(guān)起，電流以光速 c 向奶牛的方向運動，三頭奶牛 B、C、D 距 A 位置的農(nóng)夫、E 位置的愛因斯坦的距離如圖所示。觀測者只有在奶牛跳起這一現(xiàn)象的光到達(dá)觀測者眼睛時，才認(rèn)為奶牛正在跳起。
  
  （1）農(nóng)夫看到三頭奶牛是同時跳起還是先后跳起？
  （2）若從農(nóng)夫合上電源開關(guān)瞬時開始記時，農(nóng)夫看到三頭奶牛跳起距他閉合開關(guān)的時間分別是多少？
  （3）愛因斯坦看到三頭奶牛是同時跳起還是先后跳起？為什么？
  （4）根據(jù)以上題目所提供信息和你的計算情況你能得到什么樣的結(jié)論？
  組卷：271引用：1難度：0.3

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