高中物理竞赛试题分类汇编9

高中物理竞赛试题分类汇编9

物理应用知识竞赛试题九 ‎ 一、照明电路用电高峰时，电灯就会暗下来，这是由于电灯两端电压降低的缘故。某同学想测算电灯两端的实际电压，但手头没有交流电压表，只有一块手表、一把带有铭牌的电烙铁、配电盘上还有一块正在运行的带有铭牌的电度表。他利用这些器材就测算出了照明电路中用电器两端的实际电压，请你说明他的测算方法.‎ 二、某同学在木板上安装如图所示的三只灯泡，巳知灯泡Ｌ１和Ｌ３的电阻分别为Ｒ１＝１０欧，Ｒ３＝２５欧。连好电路后要测电源电压时，发现连电压表的导线长度不够，于是他用电压表接在Ａ、Ｃ两点时发现读数为15伏，接在Ｂ、Ｄ两点读数为20伏。则此时电源电压为多少伏？（有不能除的地方保留一位小数）‎ 三、网球拍的拍面有若干条经线和纬线，它们组成了一个正方形的小格。如果光源安装在天花板，球拍在光源正下方，要使经线和纬线在地面的影呈如下所列的形状，应该用什么样的光源，怎样放置球拍？（１）影为正方形格子，边长放大到约为原来的2倍。‎ ‎（２）影为矩形（不是正方形）。 （３）影为若干条平行的直线。‎ ‎（４）无论怎样放置球拍都看不清经线和纬线的影.‎ 四、1920年观测到，金牛座‘附近的蟹状星云(如图)对地球的视角正以每年0．21角秒的速率膨胀，当时的视角为180角秒。似乎巧合的是，我国在宋代至和元年(公元1054年)，就在同一位置，观测到一颗“客星”(即原来看不见而突然出现的 亮星，天文学上叫做新星或超新星)。以上数据是否支持这样的结论，即现在的蟹状星云就是在公元1054年我国观测到的那颗“客星”爆发后形成的.‎ 五、一种家用灭蚊器中的电热元件是用钛酸钡材料 - 5 -‎ 制成的，它具有控温功能。图中给出了这种电热元件的电阻随温度变化的曲线。请你根据这条曲线分析，灭蚊器稳定工作时发热元件处于哪个温度区间，环境温度在哪个区间时这种灭蚊器可以正常使用.‎ 六、1996年清华大学和香港大学的学生合作研制了一辆太阳能汽车。车上电池的太阳能接收板的在面积是8m2，它正对太阳时电池能产生120V的电压，并对车上的电动机提供10A的电流。电动机的直流电阻是4Ω，而太阳光照射到地区时单位面积上的国辐射功率为10×103W/m2。求：‎ ‎1．该车的太阳能电池的效率是多少？电动机把电能转化为机械能的效率是多少？‎ ‎2．若太阳辐射的总功率为３.９×１０２６Ｗ，且太阳光在穿过太空及地球大气层到达地面的途中有２８% 的能量损耗，还知道半径为Ｒ的地球表面积为Ｓ＝４πＲ２。请根据这些资料计算太阳到地球的距离。‎ 七、有一种五角棱镜实际上是一个玻璃棱柱，几个平面都经过精密磨光，是一种常用的光学器件，图a是它的横截面图。图中∠Ａ＝∠Ｂ＝∠Ｃ＝∠Ｄ＝１１２．５º，∠Ｅ＝９０º，ＡＢ和ＣＤ两个平面外侧镀银。‎ ‎１．如图a 所示,一束平行光线ＰＱ垂直射入ＡＥ平面，画出它射入棱镜后直至射出的路径，标出在每一个镀银界面上的入射角。‎ ‎２．如图b所示，一束平行光以４５的入射角射向平面镜Ｍ。如果用一个箭头形小纸片“　　　”挡光，请在磨砂玻璃Ｒ上以箭头标出纸片的影。设光源、小纸片的方向和磨砂玻璃的位置都不变（图C），用上述五角棱镜代替平面镜，如果也要在磨砂玻璃上得到小纸片的影，应该怎样放置这个棱镜？在图C中作出五角棱镜位置的示意图并以箭头标出磨砂玻璃上的影。‎ ‎3．图ｄ是一种单镜头反光相机的示意图,镜头Ｌ的焦距f满足关系式fT2的区间，情况与T0T2的区间时，发热元件将会因过热而损坏。‎ ‎ 评分建议：全题20分。能正确分析各区间的温度变化趋势，给15分；得＆‎ - 5 -‎ 结论后给满分。‎ 六、参考解答 ‎ 1．太阳能集光板接收的功率 ‎ P1=1．O×l03×8W=8×103W……………………………(1)‎ ‎ 电池的输出功率 ‎ P2＝120×10W=1.2x103W……………………………(2)‎ ‎ 电动机线圈的发热功率 ‎ P3=102×4W＝O．4×103W……………………………(3)‎ ‎ 电池的效率 ‎ η1＝15%‎ ‎ 电动机的效率 ‎ η2＝67%‎ ‎2．设太阳到地球的距离为R，以太阳为球心，以R为半径的球面积就是S=4πR2‎ 太阳的辐射总功率和太阳能电池的集光板的面积分别记为P0和S’，则 ‎ P0=3．9×lO26W，S'=8m2‎ 因为 由此解出 代人数值后计算，得到太阳到地球的距离R=1．5×1011m 七、1．见图e 2．见图f、图g ‎ 3．图d所示相机的最大缺点是，取景器中看到的景物是倒立的，分析如下。相机镜头相当于一个凸透镜，它使远处物体在胶片上所成的像是倒立的。经过平面镜M,N的反射，这个像成在了取景器的磨砂玻璃上，仍是倒立了，这点可以利用图h说明。我们分别用单箭头和双箭头代表光束的两侧，可以看到，水平射来的光束的上侧在两镜反射后仍是上侧，所以平面镜M、N的反射并不能改变像的倒正。‎ ‎ 如果用一个五角棱镜代替平面镜N，可以解决这个问题(图i)。从图中可以看到，入射光束的上侧在射出时成了光束的下侧，所以倒立的像能被颠倒过来。‎ ‎ 评分建议：全题20分。第l题5分，第2题5分，第3题10分。说不出五角棱镜和平面镜反射时的区别的，第3题不能给分。‎ ‎ ‎ - 5 -‎