各地科学竞赛试题精选汇编.doc

各地科学竞赛试题精选汇编 1、探究应用与发现  = 1 \* ROMAN I：某校科学课外兴趣小组组员晓光想要探究“气体分子对器壁的压强规律”，他首先做了如下实验： 如图，将托盘天平的左盘扣在支架上，调节天平平衡后，将一袋绿豆源源不断地从同一高处撒到左盘上，发现天平指针偏转并保持一定角度，左盘受到一个持续的压力。 容器中气体分子碰撞器壁的现象与上述实验现象十分相似。可见，容器中大量气体分子不断碰撞器壁时也会产生一个持续的压力，而　　　　　　　面积上所受的压力就是气体分子对器壁的压强。 气体分子对器壁的压强与哪些因素有关呢？ ①晓丽对该问题进行了如下简化： a、容器为长方体； b、容器中的气体分子不发生相互碰撞； c、容器中气体分子分为6等份，每一等份中所有气体分子均与器壁的一个内表面垂直碰撞； 第1题图( = 3 \* ROMAN I) d、所有气体分子的速度均等于它们的平均速度v； e、所有气体分子与器壁的碰撞均为完全弹性碰撞（详见②中“c”）. ②已知每个气体分子的质量为m，单位体积中的气体分子个数为n0。晓丽推导出了气体分子的数学表达式。她的推导过程如下：（请将推导过程填写完整） a)单位体积垂直碰撞到任一器壁的气体分子数n＝　　　　； b)Δt时间内垂直碰撞到某一器壁ΔS面积上的平均分子数ΔN＝　　　　　　； c)由于是完全碰撞，因此ΔS面积上所受的平均压力F与Δt的乘积为：FΔt=ΔN·2mv； d)气体分子对器壁的压强公式为：P＝　　　　　　　　　　。  = 2 \* ROMAN II：另外，小组成员晓力在做题中发现这种解法在许多题目中都可以得到应用，如下题。 有一只圆片型电阻，在上面钻了一个圆孔，如图所示，在圆周的处各引出四个电极A、B、C、D，比较电阻RAB和RCD的大小，则有（ ） A．RAB=RCD B．RAB＞RCD C．RAB＜RCD D．无法确定 原因是： 第1题图( = 3 \* ROMAN II)  = 3 \* ROMAN III：随着晓力的发现，同组的晓电也发现了一道，请你帮助晓电共同详细解答： 如图所示是给某一保温水箱注水的水龙头，K1是冷水管的阀门，K2是热水管的阀门。灌满水箱所需时间由水的压强(由水泵产生)以及水流经水管以及阀门所受阻力决定。阻力与压强的传递无关，假设在灌满水箱时间内我们所研究的系统中压强和阻力不变。现就以下情况进行记录：? 第1题图( = 3 \* ROMAN III) ?完全打开冷水管的阀门K1，关闭热水管的阀门K2，在时间t1=8分钟内灌满水箱；若完全打开热水管的阀门K2，关闭冷水管的阀门K1，则在时间t2=12分钟内灌满水箱。试求：若将冷、热水管阀门完全打开，则灌满水箱需要多少时间？ 【解】  = 1 \* ROMAN I：单位；n0/6；n0vΔtΔs；n0mv2  = 2 \* ROMAN II：B；原因：将圆片型电阻中的圆孔对电阻的阻碍作用类比为球形水管接头中的物体对水流的阻碍。类比是可用“极端法”思想，物体越靠近A，对A中流出的水阻碍越大，故选B。  = 3 \* ROMAN III：将水流过管道类比于电流I，则压强可视为电压U，阻力可视为电阻R。 ∵∴∴完全打开冷水管的阀门K1，关闭热水管的阀门K2时，···①；完全打开热水管的阀门K2，关闭冷水管的阀门K1时，···②；将冷热水管阀门完全打开时，此时注水时间设为t，···③。把①②代入③得，t=4.8min。 【附：此题第1小题为青岛市中考题；第2小题为第四届英才杯初中物理应用知识竞赛试题；第3题为2012·上海市“大同杯”第26届初中物理复赛试题】 2、 以下是与浮力相关的问题，请按题目要求作出回答。 数字式液体压强计由压强传感器P和数据采集显示器Q两部分组成。将压强传感器P放在大气中进行置零后。放入浮有圆柱形物体的水槽底部。如图所示。然后在圆柱体上逐个放上圆板，并在表中记录下压强计的读数。 已知：圆柱体的底面积S=0.01m，圆柱体的密度ρ1=0.75×103kg/m3；每个圆板的材质相同，圆板的底面积与圆柱体的底面相等，厚度均为d=0.003m。请根据以上数据回答下列问题： 第2题图 （1）在图中画出液体压强计读数随所加圆板个数变化的图线； （2）写出实验序号为6的液体压强计