G物 + G动)/2 = (600+20)/2 = 310N。机械效率η = G物/(G物+G动) = 600/620 ≈ 96.8%。她写了正确答案。但她故意在计算过程中写了一个错误——把动滑轮的重量加错了,写成600+10=610,然后发现不对,擦掉改成了620。留下擦痕。这是她惯用的技巧——用“错误-纠正”的过程来制造“真实感”。
第二题,热学。题目:将200g、20℃的水与100g、80℃的水混合,求混合后的温度。不计热量损失。她列方程:cm?(T - T?) = cm?(T? - T),代入数据:200×(T-20) = 100×(80-T),解得T=40℃。她写对了。这道题很简单,做错反而可疑。
第三题,电学。题目:一个电阻R1=10Ω,与另一个电阻R2串联在电压U=6V的电源上,测得R2两端的电压为2V。求:(1)电路中的电流;(2)R2的阻值;(3)R1的电功率。她算:电流I = U1/R1 = (6-2)/10 = 0.4A。R2 = U2/I = 2/0.4 = 5Ω。P1 = I2R1 = 0.16×10 = 1.6W。全对。
第四题,光学。题目:凸透镜的焦距是10cm,物体放在距透镜15cm处,求像的位置、大小和性质。她算:1/f = 1/u + 1/v → 1/10 = 1/15 + 1/v → 1/v = 1/10 - 1/15 = 1/30 → v=30cm。放大率m = v/u = 30/15 = 2。像的位置在透镜另一侧30cm处,大小是物体的2倍,倒立实像。全对。
第五题,综合题。题目:一个木块漂浮在水面上,露出水面的体积是总体积的1/3。求:(1)木块的密度;(2)在木块上放一个重物,木块刚好完全浸没,求重物的重量与木块重量的比值。第一问:漂浮时F浮=G,ρ水gV排 = ρ木gV,V排 = (2/3)V,所以ρ木 = (2/3)ρ水 ≈ 0.67×103 kg/m3。第二问:放重物后,F浮 = G木 + G物,ρ水gV = ρ木gV + G物,所以G物 = (ρ水-ρ木)gV = (1/3)ρ水gV。又G木 = (2/3)ρ水gV,所以G物/G木 = 1/2。全对。
第六题,实验题。题目要求设计一个电路,用伏安法测量一个未知电阻的阻值,给出电源、开关、导线、电流表、电压表、滑动变阻器和待测电阻。林小镜画了电路图——标准的伏安法电路,电流表内接或外接?她想了想,题目没有给出待测电阻的大致阻值,所以需要说明两种接法的适用条件。她在答案中写了:如果待测电阻远大于电流表内阻,采用电流表内接法;如果待测电阻远小于电压表内阻,采用电流表外接法。她写对了,而且比标准答案多写了一句关于“接法选择”的说明。这可能会让阅卷老师觉得她“想得比较多”,但不会觉得她“异常”——因为这是一个初中物理竞赛中常见的问题。
第七题,创新题。题目描述了自行车刹车的过程——捏刹车手柄,刹车线拉动刹车片,刹车片与车轮轮圈摩擦,使自行车减速。要求用物理原理解释刹车过程中涉及的能量转化和力学原理。林小镜写了:捏手柄时,通过杠杆原理放大作用力;刹车线传递力;刹车片与轮圈之间的摩擦力使车轮减速;动能转化为内能(摩擦生热)。她写得简洁、准确、全面。这道题考察的是“用物理知识解释生活现象”的能力,她展现了这个能力——但不会太夸张,因为题目本身不难。
第八题,附加题。题目:一列火车以速度v匀速行驶,一个人从火车的最后一节车厢以相对于火车的速度u向车头方向奔跑。求这个人相对于地面的速度。这是相对运动的基础题,答案很简单:v+u。但题目后面还有一问:如果这个人跑到车头后立即转身以同样的相对速度向车尾奔跑,求他跑回最后一节车厢所用的时间。这需要计算相对位移和相对速度,涉及一点代数。林小镜算:设火车长度为L,第一次从车尾到车头,相对于火车的位移是L,相对速度是u,时间t1 = L/u。第二次从车头到车尾,相对于火车的位移是L,相对速度是u,时间t2 = L/u。总时间t = 2L/u。这个结果和火车的速度v无关——这是一个有趣的结论。林小镜知道这个结论,她在原世界就学过。但她不能写出“这个结果与v无关”这句话——因为这句话会暴露她对这个问题的理解深度超过了竞赛的要求。所以她只写了计算过程和结果,没有写任何“多余”的评论。
她检查了一遍。第一题到第七题全对,第八题也全对——没有故意做错。她不是不想做错,而是找不到一个“合理”的错误点。附加题的计算很简单,只有两步,如果她做错了,要么是“不会做”,要么是“粗心”。她不能“不会做”——因为题目不难,她“应该会”。她也不能“粗心”——因为只有一个计算步骤,粗心会显得很刻意。所以她只能做对。
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