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2012 年第二十二届全国初中应用物理竞赛复赛试题
注意事项：
1.请在密封线内填写所在地区、学校、姓名和考号。 2.用蓝色或黑色钢笔、圆珠笔书写，直接答在试卷上。 3.本试卷共有六个大题，满分为 100 分。
4.答卷时间： 2012 年 4 月15日（星期日）上午 9 :30－11 :10 。
题号 分数 复核人 一 二 三 四 五 六 总分 一、 （ 18 分 ）随着我国经济建设的快速发展，对各类石材的需求也不断增大。右图为某采石过程的示意图，电动机通过滑轮组和提篮匀速提升山下的石材，石材的密度为2.4×103
kg/m3 ，电动机第一次提升的石材的体积为 1.5m3 ，第二次石材的体积是第一次的 2 倍，
第一次提升石材时整个提升系统的机械效率为 75 % .忽略细绳和滑轮的重量及细绳与滑轮之间的摩擦，若两次石材被提升的高度均为 20m 。（g = 10N／kg） (1). 第一次提升石材电动机对绳的拉力，电动机所做的总功分别是
多少？
(2). 第二次提升石材时，滑轮组下端的挂钩对提篮的拉力和电动机
所做的功分别是多少？
(3). 第二次提升石材提升系统的机械效率是多少？
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二、 （ 18 分 ）我国载人潜水器下潜深度 5000m ，长、宽、高分别是 8.0m 、3.0m 与 5.0m ，空重为 22 t ，舱内的压强为 1 标准大气压，最大荷载是 300kg ，最大工作设计深度为 7000m 。已知 ρ
海水
＝ l.0×103kg /m3 ，g＝10N/kg , p 0 ＝
3
76cmHg = 1 . 0l3×10Pa = l0.336m 水柱。设海水密度不随深度的变化而改变，计算结果保．．．留 3 。 ．．位小数．．．
(1). 若把潜水器简化成如图所示的长方体，当它悬停在水中长
方体的六个面是否都受到来自水的压力？哪些力之间是相互平衡的力？请在右图中画出竖直方向的受力。（设前、后、左、右、上、下各表面依次用 S1 、 S2 、S3 、S4 、S5 、S6 表示）
(2). 当潜水器下潜深度达 5000m 时（长方体的下表面距水面距离），下表面 S6 所受的压
强和压力各是多少？
(3). 若空重为 22 t ，荷载 300kg 的潜水器下潜深度达到 7000m ，当潜水器悬停在海水
中时受到的浮力是多少？水箱中应注入多少 kg 的海水？
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三、 （ 16 分）小明跳入水中时感觉受到很大的浮力作用。小明想：人也会受到空气的浮力作用，那么测体重时体重计的示数并不等于人的真实体重。为了知道自己的真实体重是多少，他设计了许多测量方案。 方案一：将自己放入真空中；
方案二：在浴缸中盛满水，将完全自己浸没在水中 …
但方案一不可操作，方案二要将溢出的水全接住，还真难办。有一天，小明游泳时，深吸一口气后就浮在了水面，吐出一些气，就慢慢地沉入水中了，受此启发小明很快就算出了自己实际体重的近似值。已知水的密度 ρl = l . 0×103kg /m3 ，空气的密度ρ2=1.29 kg /m3。小明用体重计测得自己的体重 G1=500N ，取 g = 9 . 8N/kg 。 请你解答下列问题： (1). 在空气中称量时，体重计的示数比人的实际体重大还是小？
(2). 在小明的方案二中，小明还需要怎么做？测量哪些物理量才能算出小明的实际体重？
请用字母表示他需测量的量，并写出计算实际体重的数学表达式。 (3). 小明上岸后算出的自己实际体重的近似值是多少？结果保留 1 位小数。
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四、 （ 14 分）雪瑶同学在课外活动中发现，将锌、铜两个金属片插入任何一个水果或蔬菜中时，都可产生电流。她现在想通过实验对各种水果蔬菜所产生电压进行测试，了解影响蔬菜水果所产生电压大小的因素，在实验前她提出了两个假设：
假设 1 ：各种蔬菜水果所产生的电压的大小与其酸碱度的高低有关。 假设 2 ：各种蔬菜水果所产生的电压的大小与其淀粉含量有关。 她选择的实验用品有：各种蔬菜水果各一个（见表一）; 20 厘米的细电线一根；鳄鱼夹两个；锌、铜电极各一个；电压表一个； pH 值试纸数张，色卡一张。
实验过程：
① 如图甲所示将细电线剪成每段 10 厘米的两段，将每段电线的两端分别绑在一个鳄鱼夹
和电极上；
② 将蔬菜水果用图甲中的导线与电压表连接成如图乙所示的回路；
③ 按图乙中所示的方法分别测出各种蔬菜水果所产生的电压； ④ 如图丙所示，每一种蔬菜水果的切面上都放上一张 PH 试纸；
⑤ 如图丁所示，等待 1 分钟左右，取下所有 PH 试纸并分别与色卡进行比对，得到每种
蔬菜水果的 PH 值。 实验数据：
表一：各种水果蔬菜所产生的电压
表二：影响蔬菜水果所产生电压大小的因素
试解答下列问题：
(1). 由表一的实验室数据可以得出几种蔬菜、水果均能产生电压，其大小依次排序为（填
字母代号，下同）： ；其中 和 电压值接近； 和 电压值接近。
(2). 由表二的实验数据可以得出各种蔬菜水果所产生电压的大小与其
有关系；产生电压较大的 和 与其他蔬菜和水果相比最大的特点是淀粉含量高。
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