上海市2020年第二十二届初中物理竞赛(大同中学杯)复赛试卷

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(1)夏天,来自冷却塔的水温为16?C,而回到冷却塔的水温为30?C.若冷却塔和液化器间水的流量为15 m3/s,试求这个系统通过冷却塔散热的功率。

(2)如果发电机的发电功率为5.6?105 kW,发电机把机械能转化为电能的效率为80%,不计水蒸气通过涡轮机过程中由于热传递造成的能量损失及涡轮机的摩擦,试求水蒸气的能量转化为电能的效率。

15.(10分)让液体在管道中流动,液体可以看作是由片液层组成的,各片液层之间存在着摩擦,产生液体内部的阻力,这就是液体的粘滞性。小王用长度相同的细管来研究液体的粘滞性,在温度相同的情况下,通过实验测得1 s内通过细管的液体体积如下:

实验序号 液体种细管半径细管两端压强通过细管的液体体积类 1 2 3 4 5 6 7

水 油 水 油 水 水 水 /mm 1 1 2 2 3 1 1 差 P P P P P 2P 3P /mm3 100 2 1600 32 8100 200 300 (1)在小王用油做的实验中,若细管的半径是3 mm,1 s内通过细管的油的体积是40.5 mm3,则细管两端的压强差是多少?

(2)由于液体的粘滞性,使得在流体中运动的物体要受到流体阻力,在一般情况下,半径为R的小球以速度v运动时,所受的液体阻力可用公式f=6??Rv表示。一个密度为?、半径为R的小球,在密度为?0、粘滞系数为?的液体中由静止自由下落时的v-t图像如图所示,请推导出速度vr的数学表达式。

16.(10分)如图所示是一种水闸,闸门的底部与铰轴O相连,厚度不计的闸门高为H、宽为a。AB为一根不计质量的杆,A端通过铰链与闸门相连,B端通过铰链与地面相连。杆AB与地面成60?角,A端距离地面高h。已知水的密度为?,试求杆AB对闸门的作用力。

A B O v vr O t

17.(6分)如图所示,一根无弹性的轻绳悬挂着一个砝码,另外用一个轻质弹簧秤沿水

平方向拉着砝码,使轻绳与水平方向成?角,一位同学尝试以实验求得弹簧秤的拉力F与?的关系。他不断改变?并记录相应的弹簧秤的示数。

(1)请以F为y轴,并1/tan?以为x轴,在方格纸上画出F与1/tan?的关系图。并判断在这些拉力数据中,哪一个最有可能是由于测量或记录的疏忽而产生的错误。

(2)求?=45?时绳子的张力。

18.(6分)如图a所示是一个用不变形的硬纸片环(图中灰色部分)和橡皮筋(图中轮辐部分)制成的转盘,橡皮筋一端与转盘的中心轴相连且均绷紧。现将转盘的中心轴水平放置在支架上,如图b所示,使转盘处于竖直平面内。

(1)通过怎样的操作,可以判断转盘的重心恰好在中心轴上?

(2)将一个发光的白炽灯泡,靠近放在图a中转轴右侧水平橡皮筋附近,你会看到什么现象?并简述

? 实验序号 1 ? F/N 50? 8.0 2 45? 3 40? 4 35? 5 30? 10.0 13.0 14.5 17.0 产生这一现象的原理。

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