第十一届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题

  一、[8分]1kg20℃的水吸收4.2×10⁵J的热量后，它的可能温度是多少?在下列4个答案中选出正确答案的序号并说明选择该答案的理由。

A．80℃    B．100℃    C．120℃ D．130℃

  二、[8分]小浩制作了一个弹簧测力计，如图l所示，弹簧一共20匝。经检验，该弹簧测力计在测量范围内(0～5N)示数是准确的。该弹簧不但“伸长的长度跟所受的拉力成正比”，而且弹簧受拉力伸长时，各匝伸长的长度都相等。

  有一次不慎把弹簧靠近O端的一小部分挤压变形，小浩把变形的3匝剪去，并把弹簧上端重新固定在D点，然后把指针C适当向下移，使它在弹簧测力计竖直放置时指针C仍指在“0”刻线处。

  1．写出这个新改制的弹簧测力计受到的拉力F与它的示数F测的关系式并说明理由。

2．用这个新改制的弹簧测力计称量一个重物，它的示数为4.0N，该物实重是多少? 

  三、[10分]1．如图2所示，甲、乙、丙三人要合扛一重物。物重600N，三人肩头所能承受的最大压力均为200N。现有两根一样长的硬棒及必要的绳子(硬棒及绳的自重不计)，请你设计出一种方法，使三人肩头承受的压力都不超过最大压力。画出示意图表示你设计的扛重物方法。

2．小明推一辆满载重物的独轮车，如图3所示，手握在车把A处(图中未画人)，遇到一个较高的台阶，他自己推不上去，小华赶快跑来帮忙。小华选择了一种最省力且效果最好的施力方法，请画出小华所施力F的示意图。

四、[20分]教学中常用的投影仪的结构如图4所示，在水平放置的凸透镜的正上方放一与水平成45°角的平面镜，右边竖直放一屏幕。物体的光线经凸透镜和平面镜后，可在屏幕上成一清晰的像。图5是这一装置的示意图，A"B"是物AB的像。图中BO₁=30cm，O₁O₂=20cm，O₂O₃=90cm。

    l．对凸透镜而言，物距和像距各是多少?

    2．在图5中画出物AB的成像光路图。

3．若将凸透镜向上移动一点，像将向何方移动?

4．说明螺纹透镜的作用。

    五、[16分]图6(甲)所示为一个电磁继电器的示意图，a、b是它的两个端点；B是衔铁，D是安在一块金属板上的触点，B和D都安在一个弹性片C上，C的左端固定。c和c’、d和d’分别是安在绝缘板上的金属触点，当线圈A不通电时，D上的触点与c及c’接触，把c和c’连接起来，因此c、c’称为常闭触点；而d及d’此时是断开的，称为常开触点。当线圈A通电时，衔铁B被吸下，c和c’断开而d和d’被连接起来。

    现在利用这个电磁断电器控制带动水泵的电动机工作，使水泵往水箱中抽水。在水箱中竖直立一根绝缘棒，在棒上分别安有P、Q、R三个电极，如图6(乙)所示。现在希望控制水箱内的水位总在Q、R之间，即水位降到Q处，电动机启动，开始抽水，水位达到R处，电动机自动关机，停止抽水。(水是导电的)

    图6(丙)图6(丁)分别是控制电路和电动机的供电电路，图中R₀是与电磁继电器线圈并联的一个电阻，它的阻值很小，当R₀接入电路后，电磁继电器的线圈相当于被短路。丙、丁两图中标有l～6的6个接线柱是与电磁继电器的线圈或触点相连的。

    1．写出这6个接线柱分别与电磁继电器的何处连接。

   2．开始水箱内没有水，说明闭开关S后，水箱内的水位为什么能保持在Q、R之间。

六、[18分]课外活动小组的同学设计制作了一个电热水孵卵器，他们用两根额定电压和额定功率都相同的电热丝作热源，再连入一个电阻R₀，使这台孵卵器即使断了一根电热丝，单丝工作产生热量的效果仍然与双丝工作时产生的热量效果完全相同。若电源两端的电压为U，两丝的额定电压均为U_L、额定功率均为P_L。

1．画出孵卵器的电路图。2．R₀的阻值是多大? 3．R₀在单丝工作与双丝工作状态下消耗功率之比是多少?

    七、[20分]小刚家的一个水龙头拧不紧，水一滴一滴断续地滴落到地上。小刚发现，在耳朵听到前一滴水滴在地上的声音的同时，看到下一滴水刚好开始下落(如图7所示)。他为了测算水滴下落的平均速度和一天浪费的水量，找来了秒表和卷尺。首先量出水龙头口离地面的高度h，再用秒表计时。计时的方法是：当听到某一水滴滴在地上的声音的同时，开启秒表开始计时，并数“l”，以后每听到一声水滴声，依次数“2、3……”一直数到“n”时，按下秒表停止计时，读出秒表的示数为t。

    1．写出用上述测量量表示水滴在空中运动的平均速度v的表达式。

    2．小刚测得h=lm，当数到n=20时秒表的示数t=8.7s，则水滴下落的平均速度v是多少?

    3．若每滴水质量是0.25g，则一昼夜要浪费多少水?

    4．小刚为进一步找出水滴下落的平均速度v和下落高度h的关系，又做了以下实验：找来一块挡板，让水滴落到挡板上。改变档板和水龙头口之间的距离h，并仔细调节水龙头滴水的快慢，使得耳朵听到的前一滴水滴在挡板上的声音的同时，下一滴水刚好开始下落。计时方法仍和上面一样。他从实验中又获得了如下表所示的6组数据(连同上面的一组共有7组数据)。请你帮小刚继续完成以下的工作：(1)把这些数据分别标示在图8(甲)(乙)两个坐标系中，并作出相应的图象。其中图8(甲)的纵坐标是水滴在空中的平均速度v，图8(乙)的纵坐标是水滴在空中的平均速度的平方，即v²。，它们的横坐标都是高度h。(2)根据图象写出v与h的函数关系。

    5．考虑到声音传播的速度远小于光的传播速度这一因素，上面测出的水滴的平均速度会有一定的误差，测量值与真实值相比，是偏大还是偏小?为什么?

人教版第二章  光现象 复习提纲

一、 光的传播

1、光源：一切自身能发光的物体都称为光源。光源可分为天然光源和人造光源。

注意：依靠反射光而发亮的物体不是光源。

2、光的直线传播：光在同一种均匀介质中沿直线传播。通常用一根带箭头的直线—光线来表示光的传播方向。

光的直线传播的现象：影子、小孔成像、日食和月食。

3、光速：光在不同介质中传播的速度不同。

光在真空中传播的速度为3×10⁸m/s。

光在空气中的传播速度与在真空中相差不多：光在水中的传播速度约是真空中的3/4：光在玻璃中的速度约是真空中的2/3。

注意：光在一年时间内传播的距离称为1光年，光年是距离单位。

二、光的反射

1、光的反射现象：光从一种介质射向另一种介质表面时，在分界面处有一部分光被反射回原来介质的现象叫光的反射。

人眼看到物体是由于物体发出的光线或反射的光线进入人眼。

2、光的反射定律：

反射光线、入射光线和法线都在同一个平面内，反射光线和入射光线分居法线的两侧，反射角等于入射角，可以总结为“三线共面、法线居中、两角相等”。

重点提示：要注意入射角和反射角指的是入入射光线和反射光线与法线的夹角。入射角变化，反射角也变化，但一定相等。在反射现象中，光路是可逆的。

3、镜面反射和镜面反射：

射到光滑镜面上的平行光线经反射后仍然是平行的，这种反射叫做镜面反射。平行光线射到表面凹凸不平的物体表面时，反射光线向着不同的方向，这种反射叫做漫反射。漫反射使我们从不同方向都能看到本身不发光的物体。

重点提示：

发和生镜面反射的条件是反射面是光滑的平面。镜面反射和漫反射的每一条光线都遵守光的反射定律。

三、平面镜成像

1、平面镜成像的特点：平面镜成的像是虚像，像和物体到镜面的距离相等，像和物体的大小相等，像和物体的对应点的连线与镜面垂直，即平面镜成的像与物体关于镜面对称。

2、平面镜成像的原理：平面镜成像时，满足光的反射定律。

小结：影子和像的联系与区别

3、平面镜的应用

①利用平面镜改变光的传播方向，起到控制光路的作用。     ②利用平面镜成像。

4、凹面镜和凸面镜

①凹面镜对光线有会聚作用：平行光线经凹面镜后会聚于凹面镜的焦点，从焦点射向凹面镜的光线经凹面镜反射后成为平行光线。

②凸面镜对光线有发散作用：平行光线经凸面镜后发散。

四、光的折射

1、光的折射现象： 光人从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫做光的折射。

2、光的折射规律：折射光线与入射光线、法线在同一平面内。折射光线与入射光线分居于法线两侧。

①光从空气斜射入其他介质中时，折射光线向法线方向偏折；而从其他介质余射入空气中时，折射光线向远离法线的方向偏折。

②当入射角增大时，折射角也增大。

③光的折射现象中光路是可逆的，即光线方向颠倒时，光的传播路径不变。

④当光线垂直射向介质表面时，传播方向不改变。

重点提示:在光的折射规律中有“空气中总是大角”，即不论空气中的角是入射角还是折射角，总是要比其他介质中的角要大一些（垂直入射除外）。也就是说，在空气与其他介质的界面上发生的折射现象，如果折射角大于入射角，那么折射角所在介质为空气；如果入射角大于折射角，那么入射角所在的介质为空气。

3、生活中的折射现象：斜插入水中的筷子在水下的部分看起来向上弯折；往脸盆中倒水，看起来盆底深度变浅；潜入水中的人看岸边的人变高：从厚玻璃砖后看到钢笔“错位”。

4、光折射与光的反射的区别

五、光的色散

1、光的色散现象：太阳光通过棱镜后，被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光，形成一条彩色的光带，这就是光的色散现象，它是英国物理学家牛顿发现的。

2、色光的三原色：红、绿、蓝：颜料的三原色：红、黄、蓝。

重点提示：色光的混合与颜料的混合规律不同。两种色光混合后使眼睛感觉到产生了另一种颜色，而两种颜料的混合是它们都能反射的色光。

3、物体的颜色：透明物体的颜色是由通过它的色光决定的，不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的。

4、不同的色光照射到不同颜色的物体时，出现的情况是：

①白纸可以反射各种色光，纸出现的颜色与光的颜色相同。

②黑纸吸收各种色光，无论什么颜色的光照在黑纸上，纸都是黑色的。

③各种色纸反射和它颜色相同的光，对其它不同颜色的光都吸收。

④白光照在不同颜色的纸上，纸出现的颜色与纸的颜色相同。

5、不同的色光照射在不同颜色的透明物体时，透色光的情况是：

光的颜色志透明物体颜色相同时，光可透过物体。若兴的颜色志透明物体颜色不同时，光就透不过物体。

六、看不见的光

1、红外线：在光谱中，在红光以外有一种看不见的光叫做红外线。

红外线有热作用（即热效应），可应用在红外夜视仪、诊断疾病、遥控等方面。

重点提示：红外线进不可见光，任何物体都向外辐射红外线。当物体温度升高时，它向外辐射的红外线会大大增强。

2、紫外线：在光谱中，在紫光以外有一种看不见的光叫紫外线。

紫外线的化学作用、荧光作用、生理作用，它有助于人体合成维生素D、能杀菌、能使荧光物质发光。

七、 难点专攻

1、光速的计算：光速特别大，通常利用来求距离，有两种方法：一是通过反射；二是通过时间差。利用光的反射测距离时，要注意光走过的路程是所测距离的二倍。

2、反向改变光路：利用平面镜和光的反射定律，可以有目的地改变光的传播方向。

①入射光线不变，旋转镜面：一束光线照射到平面镜上，若保持入射光线方向不变，把平面镜绕入射点旋转α角，则反射光线与入射光线的夹角将随之改变，且反射光线相比原来转过2α角。

②镜面不动，光线旋转：一束光线照射到平面镜上，若保持镜面不动，当入射光线旋转θ角，反射光线也旋转θ角。

重点提示：制作潜望镜、改善室内光照条件等都会用到反射改变光路。无论是镜面旋转还是入射光线旋转，都可能有两种情况，即沿顺时针方向旋转和沿逆时针方向旋转，讨论时两种情况都要考虑。

3、作图

①平面镜成像作图

平面镜成像作图的两种方法：一是根据反射定律；二是根据平面镜成像特点。

A、根据反射定律作图的步骤：a、从点光源S引出两条光线，射到平面镜上。b、作两条入射光线的法线。c、根据反射定律，反射角等于入射角，作反射光线，将反射光线反向延长，反射光线的反向延长线的交点即为点光源S的像点S＇。

B、根据平面镜成像特点作图的步骤：a、过S点作平面镜的垂线（像与物的连线跟镜面垂直）。b、截取S＇点，让S＇点到镜面的距离等于S点到镜面的距离（像与物到镜面的距离相等）。c、画出像点S＇（像与大小相等）。

重点提示：作图时，光线要标明传播方向，光线和界面用实线表示，法线和反向延长线要用虚线表示。

②光的折射作图

光的折射作图步骤：垂直于界面作出法线：根据折射规律作出折射光线（注意空气中角大）。4、平面镜成像特点的实验探究

实验器材：玻璃板、一张大纸、两枝完全相同的蜡烛、刻度尺。

①在光具座上竖立一块薄玻璃板作为平面镜，把一支点燃的蜡烛入在玻璃板前面，可以看到玻璃板后面出现蜡烛的像。

②另外拿一支相同的没有点燃的蜡烛在玻璃板后面移动，直到看上去它跟像完全重合，这个位置就是前面蜡烛像的位置。

③观察比较蜡烛和它所成的像的大小，从光具座上读出两支蜡烛到玻璃板的距离，就可以总结出平面镜成像的规律。

说明：取一块薄玻璃板作为平面镜的目的是为了更好地观察所成的像。用手去摸所成的烛焰的像，我们会发现它并不烫手，这说明平面镜所成的像是虚像。实验中应注意：应将没有点燃的那枝蜡烛放在玻璃板的后面，并调整其位置，直至它与烛焰的像重合，即从玻璃板正面观察，几乎分不出哪个是原蜡烛的像，哪个是后放过去的蜡烛。

人教版第二章  光现象 复习提纲

一、 光的传播

1、光源：一切自身能发光的物体都称为光源。光源可分为天然光源和人造光源。

注意：依靠反射光而发亮的物体不是光源。

2、光的直线传播：光在同一种均匀介质中沿直线传播。通常用一根带箭头的直线—光线来表示光的传播方向。

光的直线传播的现象：影子、小孔成像、日食和月食。

3、光速：光在不同介质中传播的速度不同。

光在真空中传播的速度为3×10⁸m/s。

光在空气中的传播速度与在真空中相差不多：光在水中的传播速度约是真空中的3/4：光在玻璃中的速度约是真空中的2/3。

注意：光在一年时间内传播的距离称为1光年，光年是距离单位。

二、光的反射

1、光的反射现象：光从一种介质射向另一种介质表面时，在分界面处有一部分光被反射回原来介质的现象叫光的反射。

人眼看到物体是由于物体发出的光线或反射的光线进入人眼。

2、光的反射定律：

反射光线、入射光线和法线都在同一个平面内，反射光线和入射光线分居法线的两侧，反射角等于入射角，可以总结为“三线共面、法线居中、两角相等”。

重点提示：要注意入射角和反射角指的是入入射光线和反射光线与法线的夹角。入射角变化，反射角也变化，但一定相等。在反射现象中，光路是可逆的。

3、镜面反射和镜面反射：

射到光滑镜面上的平行光线经反射后仍然是平行的，这种反射叫做镜面反射。平行光线射到表面凹凸不平的物体表面时，反射光线向着不同的方向，这种反射叫做漫反射。漫反射使我们从不同方向都能看到本身不发光的物体。

重点提示：

发和生镜面反射的条件是反射面是光滑的平面。镜面反射和漫反射的每一条光线都遵守光的反射定律。

三、平面镜成像

1、平面镜成像的特点：平面镜成的像是虚像，像和物体到镜面的距离相等，像和物体的大小相等，像和物体的对应点的连线与镜面垂直，即平面镜成的像与物体关于镜面对称。

2、平面镜成像的原理：平面镜成像时，满足光的反射定律。

小结：影子和像的联系与区别

3、平面镜的应用

①利用平面镜改变光的传播方向，起到控制光路的作用。     ②利用平面镜成像。

4、凹面镜和凸面镜

①凹面镜对光线有会聚作用：平行光线经凹面镜后会聚于凹面镜的焦点，从焦点射向凹面镜的光线经凹面镜反射后成为平行光线。

②凸面镜对光线有发散作用：平行光线经凸面镜后发散。

四、光的折射

1、光的折射现象： 光人从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫做光的折射。

2、光的折射规律：折射光线与入射光线、法线在同一平面内。折射光线与入射光线分居于法线两侧。

①光从空气斜射入其他介质中时，折射光线向法线方向偏折；而从其他介质余射入空气中时，折射光线向远离法线的方向偏折。

②当入射角增大时，折射角也增大。

③光的折射现象中光路是可逆的，即光线方向颠倒时，光的传播路径不变。

④当光线垂直射向介质表面时，传播方向不改变。

重点提示:在光的折射规律中有“空气中总是大角”，即不论空气中的角是入射角还是折射角，总是要比其他介质中的角要大一些（垂直入射除外）。也就是说，在空气与其他介质的界面上发生的折射现象，如果折射角大于入射角，那么折射角所在介质为空气；如果入射角大于折射角，那么入射角所在的介质为空气。

3、生活中的折射现象：斜插入水中的筷子在水下的部分看起来向上弯折；往脸盆中倒水，看起来盆底深度变浅；潜入水中的人看岸边的人变高：从厚玻璃砖后看到钢笔“错位”。

4、光折射与光的反射的区别

五、光的色散

1、光的色散现象：太阳光通过棱镜后，被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光，形成一条彩色的光带，这就是光的色散现象，它是英国物理学家牛顿发现的。

2、色光的三原色：红、绿、蓝：颜料的三原色：红、黄、蓝。

重点提示：色光的混合与颜料的混合规律不同。两种色光混合后使眼睛感觉到产生了另一种颜色，而两种颜料的混合是它们都能反射的色光。

3、物体的颜色：透明物体的颜色是由通过它的色光决定的，不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的。

4、不同的色光照射到不同颜色的物体时，出现的情况是：

①白纸可以反射各种色光，纸出现的颜色与光的颜色相同。

②黑纸吸收各种色光，无论什么颜色的光照在黑纸上，纸都是黑色的。

③各种色纸反射和它颜色相同的光，对其它不同颜色的光都吸收。

④白光照在不同颜色的纸上，纸出现的颜色与纸的颜色相同。

5、不同的色光照射在不同颜色的透明物体时，透色光的情况是：

光的颜色志透明物体颜色相同时，光可透过物体。若兴的颜色志透明物体颜色不同时，光就透不过物体。

六、看不见的光

1、红外线：在光谱中，在红光以外有一种看不见的光叫做红外线。

红外线有热作用（即热效应），可应用在红外夜视仪、诊断疾病、遥控等方面。

重点提示：红外线进不可见光，任何物体都向外辐射红外线。当物体温度升高时，它向外辐射的红外线会大大增强。

2、紫外线：在光谱中，在紫光以外有一种看不见的光叫紫外线。

紫外线的化学作用、荧光作用、生理作用，它有助于人体合成维生素D、能杀菌、能使荧光物质发光。

七、 难点专攻

1、光速的计算：光速特别大，通常利用来求距离，有两种方法：一是通过反射；二是通过时间差。利用光的反射测距离时，要注意光走过的路程是所测距离的二倍。

2、反向改变光路：利用平面镜和光的反射定律，可以有目的地改变光的传播方向。

①入射光线不变，旋转镜面：一束光线照射到平面镜上，若保持入射光线方向不变，把平面镜绕入射点旋转α角，则反射光线与入射光线的夹角将随之改变，且反射光线相比原来转过2α角。

②镜面不动，光线旋转：一束光线照射到平面镜上，若保持镜面不动，当入射光线旋转θ角，反射光线也旋转θ角。

重点提示：制作潜望镜、改善室内光照条件等都会用到反射改变光路。无论是镜面旋转还是入射光线旋转，都可能有两种情况，即沿顺时针方向旋转和沿逆时针方向旋转，讨论时两种情况都要考虑。

3、作图

①平面镜成像作图

平面镜成像作图的两种方法：一是根据反射定律；二是根据平面镜成像特点。

A、根据反射定律作图的步骤：a、从点光源S引出两条光线，射到平面镜上。b、作两条入射光线的法线。c、根据反射定律，反射角等于入射角，作反射光线，将反射光线反向延长，反射光线的反向延长线的交点即为点光源S的像点S＇。

B、根据平面镜成像特点作图的步骤：a、过S点作平面镜的垂线（像与物的连线跟镜面垂直）。b、截取S＇点，让S＇点到镜面的距离等于S点到镜面的距离（像与物到镜面的距离相等）。c、画出像点S＇（像与大小相等）。

重点提示：作图时，光线要标明传播方向，光线和界面用实线表示，法线和反向延长线要用虚线表示。

②光的折射作图

光的折射作图步骤：垂直于界面作出法线：根据折射规律作出折射光线（注意空气中角大）。4、平面镜成像特点的实验探究

实验器材：玻璃板、一张大纸、两枝完全相同的蜡烛、刻度尺。

①在光具座上竖立一块薄玻璃板作为平面镜，把一支点燃的蜡烛入在玻璃板前面，可以看到玻璃板后面出现蜡烛的像。

②另外拿一支相同的没有点燃的蜡烛在玻璃板后面移动，直到看上去它跟像完全重合，这个位置就是前面蜡烛像的位置。

③观察比较蜡烛和它所成的像的大小，从光具座上读出两支蜡烛到玻璃板的距离，就可以总结出平面镜成像的规律。

说明：取一块薄玻璃板作为平面镜的目的是为了更好地观察所成的像。用手去摸所成的烛焰的像，我们会发现它并不烫手，这说明平面镜所成的像是虚像。实验中应注意：应将没有点燃的那枝蜡烛放在玻璃板的后面，并调整其位置，直至它与烛焰的像重合，即从玻璃板正面观察，几乎分不出哪个是原蜡烛的像，哪个是后放过去的蜡烛。