題目列表(包括答案和解析)
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歐姆 |
歐姆（GeorgSimonOhm,1787～1854）德國物理學家，1787年3月16日生于巴伐利亞的埃朗根。他的父親是一位對科學感興趣的熟練鎖匠，受好哲學和數學。在其父影響、教育下，他對數學很感興趣，并掌握了一些金屬加工技能，為他后來的學習和研究創造了良好條件；1811年畢業于埃朗根大學并取得哲學博士學位，先后在埃朗根和班堡等地中學任教；1817年出版第一本著作《幾何教科書》；1817～1826年在科隆大學預科講授數學和物理；1826～1833年在柏林軍事學院任職；1833年起被聘為紐倫堡工藝學校物理教授；1841年英國皇家學會授予科普利獎章，1842年被接納為英國皇家學會國外會員；1845年為巴伐利亞科學院院土；1849年任慕尼黑大學非常任教授，1852年為該校正式教授；1854年7月6日在慕尼黑逝世。 歐姆最重要的貢獻是建立電路定律。他是受到傅里葉熱傳導理論（導熱桿中兩點間熱流量與兩點溫度差成正比）影響來研究他的定律的。當時還缺乏明確的電動勢、電流強度乃至電阻概念，適用的電流計也正在探索中。他使用了溫差電池和扭秤，經過多次試驗和歸納計算，才獲得成功。1825年發表第一篇論文《涉及金屬傳導接觸電的定律的初步表述》，論述了電流的電磁力的衰減與導線長度的關系。進而，他通過實驗測定了不同金屬的電導率。在制作導線過程中，他直接受惠于父親的精湛技藝。英國學者巴勞（P.Barlow）發現了電流在整個電路的各部分都是一樣的，這個結果啟發了歐姆，這使他想到可以把電流強度（當時他稱為“電磁力”）作為電路中的一個基本量。進一步的實驗，導致得出了以他的名字命名的定律。以后，他又對自己的實驗工作進行了數學處理與理論加工，寫成了《伽伐尼電路──數學研究》一書（1827年出版）。 歐姆定律剛發表時，并沒有受到德國學術界的重視，反而遭到各種非議與攻擊。歐姆給當時普魯士教育部長蘇爾茲贈送一本他的著作，請求安排到大學工作。但這位部長對科學不感興趣，只把他安排到軍事學校。這時，一位在德國物理學界頗有地位的物理學家鮑耳（G.E.Pohl）首先撰文攻擊歐姆的《伽伐尼電路──數學研究》一書，說這本書是“不可置信的欺騙”，“它的唯一目的是要褻讀自然的尊嚴”。在強大的壓力下，歐姆寄希望國王出面，解決事端。他給國王路德維希一世寫信，并因此組成巴伐利亞科學院專門委員會進行審議，結果因意見不一，不了了之。在他給朋友的信中，流露出這一時期的痛苦心情：“《伽伐尼電路》的誕生已經給我帶來了巨大的痛苦，我真抱怨它生不逢時，因為深居朝廷的人學識淺薄，他們不能理解它的母親的真實感情”。只是當歐姆的工作后來在國外獲得巨大聲譽后，才在國內科學界得到關注。經過埃爾曼（P.Ermann，1764～1851）、多佛（H.W.Dove，1803～1879）和海爾曼(Hermann)等人多方努力，歐姆這才實現了他的多年愿望，擔任慕尼黑大學物理學教授。為了紀念人他在電路理論方面的貢獻，電阻單位命名為歐姆。 他的研究工作還包括聲學、光學等方面。 選自：《物理教師手冊》 |
第十一屆全國初中應用物理知識競賽復賽試題
一、[8分]1kg20℃的水吸收4.2×105J的熱量后，它的可能溫度是多少?在下列4個答案中選出正確答案的序號并說明選擇該答案的理由。
A．80℃ B．100℃ C．120℃ D．130℃
二、[8分]小浩制作了一個彈簧測力計，如圖l所示，彈簧一共20匝。經檢驗，該彈簧測力計在測量范圍內(0～5N)示數是準確的。該彈簧不但“伸長的長度跟所受的拉力成正比”，而且彈簧受拉力伸長時，各匝伸長的長度都相等。
有一次不慎把彈簧靠近O端的一小部分擠壓變形，小浩把變形的3匝剪去，并把彈簧上端重新固定在D點，然后把指針C適當向下移，使它在彈簧測力計豎直放置時指針C仍指在“0”刻線處。
1．寫出這個新改制的彈簧測力計受到的拉力F與它的示數F測的關系式并說明理由。
2．用這個新改制的彈簧測力計稱量一個重物，它的示數為4.0N，該物實重是多少?
三、[10分]1．如圖2所示，甲、乙、丙三人要合扛一重物。物重600N，三人肩頭所能承受的最大壓力均為200N。現有兩根一樣長的硬棒及必要的繩子(硬棒及繩的自重不計)，請你設計出一種方法，使三人肩頭承受的壓力都不超過最大壓力。畫出示意圖表示你設計的扛重物方法。
2．小明推一輛滿載重物的獨輪車，如圖3所示，手握在車把A處(圖中未畫人)，遇到一個較高的臺階，他自己推不上去，小華趕快跑來幫忙。小華選擇了一種最省力且效果最好的施力方法，請畫出小華所施力F的示意圖。
四、[20分]教學中常用的投影儀的結構如圖4所示，在水平放置的凸透鏡的正上方放一與水平成45°角的平面鏡，右邊豎直放一屏幕。物體的光線經凸透鏡和平面鏡后，可在屏幕上成一清晰的像。圖5是這一裝置的示意圖，A"B"是物AB的像。圖中BO1=30cm，O1O2=20cm，O2O3=90cm。
l．對凸透鏡而言，物距和像距各是多少?
2．在圖5中畫出物AB的成像光路圖。
3．若將凸透鏡向上移動一點，像將向何方移動?
4．說明螺紋透鏡的作用。
五、[16分]圖6(甲)所示為一個電磁繼電器的示意圖，a、b是它的兩個端點；B是銜鐵，D是安在一塊金屬板上的觸點，B和D都安在一個彈性片C上，C的左端固定。c和c’、d和d’分別是安在絕緣板上的金屬觸點，當線圈A不通電時，D上的觸點與c及c’接觸，把c和c’連接起來，因此c、c’稱為常閉觸點；而d及d’此時是斷開的，稱為常開觸點。當線圈A通電時，銜鐵B被吸下，c和c’斷開而d和d’被連接起來。
現在利用這個電磁斷電器控制帶動水泵的電動機工作，使水泵往水箱中抽水。在水箱中豎直立一根絕緣棒，在棒上分別安有P、Q、R三個電極，如圖6(乙)所示。現在希望控制水箱內的水位總在Q、R之間，即水位降到Q處，電動機啟動，開始抽水，水位達到R處，電動機自動關機，停止抽水。(水是導電的)
圖6(丙)圖6(丁)分別是控制電路和電動機的供電電路，圖中R0是與電磁繼電器線圈并聯的一個電阻，它的阻值很小，當R0接入電路后，電磁繼電器的線圈相當于被短路。丙、丁兩圖中標有l～6的6個接線柱是與電磁繼電器的線圈或觸點相連的。
1．寫出這6個接線柱分別與電磁繼電器的何處連接。
2．開始水箱內沒有水，說明閉開關S后，水箱內的水位為什么能保持在Q、R之間。
六、[18分]課外活動小組的同學設計制作了一個電熱水孵卵器，他們用兩根額定電壓和額定功率都相同的電熱絲作熱源，再連入一個電阻R0，使這臺孵卵器即使斷了一根電熱絲，單絲工作產生熱量的效果仍然與雙絲工作時產生的熱量效果完全相同。若電源兩端的電壓為U，兩絲的額定電壓均為UL、額定功率均為PL。
1．畫出孵卵器的電路圖。2．R0的阻值是多大? 3．R0在單絲工作與雙絲工作狀態下消耗功率之比是多少?
七、[20分]小剛家的一個水龍頭擰不緊，水一滴一滴斷續地滴落到地上。小剛發現，在耳朵聽到前一滴水滴在地上的聲音的同時，看到下一滴水剛好開始下落(如圖7所示)。他為了測算水滴下落的平均速度和一天浪費的水量，找來了秒表和卷尺。首先量出水龍頭口離地面的高度h，再用秒表計時。計時的方法是：當聽到某一水滴滴在地上的聲音的同時，開啟秒表開始計時，并數“l”，以后每聽到一聲水滴聲，依次數“2、3……”一直數到“n”時，按下秒表停止計時，讀出秒表的示數為t。
1．寫出用上述測量量表示水滴在空中運動的平均速度v的表達式。
2．小剛測得h=lm，當數到n=20時秒表的示數t=8.7s，則水滴下落的平均速度v是多少?
3．若每滴水質量是0.25g，則一晝夜要浪費多少水?
4．小剛為進一步找出水滴下落的平均速度v和下落高度h的關系，又做了以下實驗：找來一塊擋板，讓水滴落到擋板上。改變檔板和水龍頭口之間的距離h，并仔細調節水龍頭滴水的快慢，使得耳朵聽到的前一滴水滴在擋板上的聲音的同時，下一滴水剛好開始下落。計時方法仍和上面一樣。他從實驗中又獲得了如下表所示的6組數據(連同上面的一組共有7組數據)。請你幫小剛繼續完成以下的工作：(1)把這些數據分別標示在圖8(甲)(乙)兩個坐標系中，并作出相應的圖象。其中圖8(甲)的縱坐標是水滴在空中的平均速度v，圖8(乙)的縱坐標是水滴在空中的平均速度的平方，即v2。，它們的橫坐標都是高度h。(2)根據圖象寫出v與h的函數關系。
次數 | l | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
高度h(m) | O.2 | 0.3 | O.4 | 0.5 | 0.6 | O.8 |
平均速度v(m／s) | 0.97 | 1.19 | 1.38 | 1.54 | 1.68 | 1.95 |
5．考慮到聲音傳播的速度遠小于光的傳播速度這一因素，上面測出的水滴的平均速度會有一定的誤差，測量值與真實值相比，是偏大還是偏小?為什么?
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