第十五届全国初中应用物理知识竞赛试题.docx

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第十五届全国初中应用物理知识竞赛试题

第十五届全国初中应用物理知识竞赛试题

注意事项：

1．首先填写所在地区、学校、姓名和考号。

2．用蓝色或黑色钢笔、圆珠笔书写。

3．本试卷共有八个大题。

4．答卷时间：

2005年3月27日（星期日）上午9：

30～11：

10。

题号

一

二

三

四

五

六

七

八

总分

分数

复合人

得分

评卷人

一、选择题以下各小题给出的四个选项只有一个是正确的，把正确选项前面的字母填在题后的括号内（每小题3分，共12分）。

1．在铁路道口常设有如图1所示的道闸，这种道闸平时上扬，当火车要通过道口时道闸转动到水平位置，示意过往的其他车辆停车等候，这种道闸称为常开型道闸。

与之相反，另一种道闸平时水平放置，当有车辆要通过时，道闸上扬，允许车辆通过，这种道闸称为常闭型道闸。

对于这两种道闸重心的位置，下列说法正确的是[]

A．常闭型道闸，重心应在O点左侧

B．常开型道闸，重心应在O点右侧

C．常闭型道闸，重心应在O点右侧

D．以上说法都不对

图1

2．有一种叫做“压电陶瓷”的电子元件，当对它挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，这种现象称为压电效应。

一种燃气打火机，就是应用了该元件的压电效应制成的。

只要用大拇指压一下打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产生10kV～20kV的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体。

在上述过程中，压电陶瓷片完成的能量转化是[]

A．化学能转化为电能B．内能转化为电能

C．光能转化为内能D．机械能转化为电能

3．用可变焦的光学照相机可以把远处的景物“拉近”进行拍摄，就是说，虽然被拍摄的景物与照相机镜头之间的距离基本不变，但仍可以使底片上所成的像变大。

关于这个过程，下列说法中正确的是[]

A．焦距变大，像距也变大B．焦距变小，像距也变小

C．焦距变大，像距变小D．焦距变小，像距变大

4．我国北方地区冬季用燃煤取暖所造成的大气污染，已越采越引起人们的关注。

现在有些家庭已经改用燃油取暖，以降低对大气的污染。

小明家的住房面积约110m2，若将住房的门窗关闭好，用燃烧柴油来

取暖，并使室温升高10℃，已知柴油的热值为4.3×107

J／kg，空气的密度约为1.3kg／m3，空气的比热容为

1.0×103J/（kg·oC），所需的柴油约为[]

A．0.01kgB．0.1kgC．1kgD．10kg

得分

评卷人

二、填空题（共13分）

1．（3分）在装修房屋时，工人师图2

傅常用一根灌有水（水中无气泡）且足够长的透明塑料软管的两端靠在墙面的不同地方并做出标记，如图2所示。

他们这样做的目的是____________，在做标记时用到的物理知识是____________。

2．（3分）小明同学暑假去旅游，在避暑山庄他看到“烟雨楼”在水面上映出了美丽的倒影，这主要是由于光的____________成像而形成的。

小明用照相机记录了这些美景。

但是当他从冲洗部取出照片时，发现照片如图3所示，经过仔细辨别，他才确认出____________侧是真实景物在水中的倒影，图3

3．（3分）住在非洲沙漠的居民，由于没有电，

夏天无法用电冰箱保鲜食物，当地人发明了一种简

易“沙漠冰箱”，如图4所示。

它由内罐和外罐组

成，两罐之间填满潮湿的沙子。

使用时将食物放在

内罐，罐口盖上湿布，放在干燥、通风的地方，并

经常向内罐和外罐之间的沙子上洒些水，这样对内

罐中的食物可以起到一定的保鲜作用。

根据上文，请回答：

图4

（1）将它放在干燥、通风的地方，目的

是________________________.

（2）经常向两罐之间的沙子上洒些水，

目的是____________________________________

___________________________________。

4．（4分）按照我国交通管理的规定，“红

灯停、绿灯行、黄灯预备”，小刚在科技活动

中设计了一个实验电路，用以模拟十字路口图5

的红绿灯，如图5所示。

请你分析并回答下面的问题。

（1）规定红灯发出的光作为交通的停止信号，其原因是____________________

________________________________________。

（2）当单刀多掷开关接通位置“1”时，____________灯发光，发光的各灯采用的是____________联方式。

（3）当开关接通位置“3”时，允许____________方向的车辆通行。

得分

评卷人

三、简答下列各题（共23分）

1．（4分）小明和小红都想帮妈妈煮鸡蛋。

当煮鸡蛋的水烧开后，小明认为要继续将火烧得很旺，使锅内水剧烈沸腾，这样会很快将鸡蛋煮熟。

小红则认为，水沸腾后应改用小火，盖上锅盖，让锅内水微微沸腾，同样能很快将鸡蛋煮熟。

你认为谁的想法更合理?

请写出理由。

2．（4分）在观看河岸边的城市夜景时，往往发现每盏灯在水里的像不是一盏灯，而是一条光柱，请你分析这是为什么。

3．（4分）小明用打气筒给自行车轮胎打气后，发现气筒壁的温度明显高于打气前的温度。

对于这个现象，你作怎样的解释?

4．（5分）如图6甲、乙分别是两种小型饮水锅炉的结构示意图，从节能角度看，你认为哪一种更合理?

请简要说明理由。

甲乙

图6

5．（6分）果蝇的每只眼睛都是由许多微型的“小眼睛”组成的，所以这种眼睛又称为复眼。

图7甲是果蝇眼睛的特写照片，图乙是果蝇眼球局部再次放大的特写照片，图丙是其中一只“小眼睛”的示意图。

请你把果蝇的眼睛与人眼相比分析它有哪些优势，为什么?

甲乙丙

图7

得分

评卷人

四、（6分）当李老师最后离开计算机房要去关闭总电闸时，发现电能表（如图8所示）的转盘仍在缓慢地转动。

他用手表粗略地估测了一下，1min转盘转动了5r。

检查发现，原来机房内还有20台电脑显示器处于待机状态。

请你算一算1台电脑显示器的待机功率约多大？

图8

得分

评卷人

五、（7分）AB和CD是完全相同的两条带有绝缘皮的导线，它们并行地埋设在相距2km的甲、乙两地之间。

由于两导线之间某处的绝缘外皮受到损伤，而发生了漏电现象（即相当于两根导线之间在漏电处连接了一个电阻）。

了确定漏电处的位置，维修人员做了以下测量：

（1）在甲地将两端电压恒为90V的电源的两极分别接在AC两端，此时在乙地用内电阻很大的电压表测得B、D两端电压为72V。

（2）在乙地将两端电压恒为100V的电源的两极分别接在B、D两端，此时在甲地用同一型号的电压表测得A、C两端的电压为50V。

如果AB和CD导线每千米电阻值为2

，请你根据以上测量结果计算漏电处距甲地多远?

绝缘皮破损处的漏电电阻是多大?

得分

评卷人

六、（11分）图9是一种电梯结构的示意图，电梯厢在电梯井中沿竖直通道上下运行。

钢链的两端分别固定在电梯井顶部的A点和B点，同时钢链绕过重15000N电梯厢下的滑轮而托起整个厢体E，又跨过电梯井顶部由电动机驱动并带有齿轮的轮轴C，在C和B之间吊起与动滑轮相连的配重D。

电梯载重量为10人（1人的质量按60kg计算，取g=10N/kg，忽略摩擦及钢链的质量）。

请回答：

（1）配重的功能是什么?

在已知电梯厢重和载重量的情况下，配重的质量最好是多大?

（2）当电梯满载匀速上升时，A、B两点受到的拉图9

力各是多大?

得分

评卷人

七、（14分）科技小组的同学们准备对市场上一批标有“PZ220V-100W”的灯泡进行一项质量检测。

他们测出灯泡在不同电压下的实际电流值（见下表）。

实验操作可靠、数据无误。

电压U/V

……

180

185

190

195

200

205

电流I/A

……

0.417

0.426

0.434

0.441

0.447

0.453

电压U/V

210

215

220

225

230

235

240

电流I/A

0.458

0.462

0.467

0.471

0.475

0.479

0.482

请你回答：

（1）试通过计算说明这种灯泡在标称电压下工作时，其消耗的功率是否等于额定功率。

（2）假如生产这种灯泡的钨丝的粗细是一定的，为使其在标称电压下工作时消耗的功率等于额定功率，其长度为一确定的数值lo，实际上这个灯泡钨丝的长度比lo长了还是短了?

为什么?

（3）如果要使这种灯泡达到额定功率，加在灯泡上的实际电压应为多大?

提示：

可用作图象的方法解答。

在图10的坐标纸上作出相关图象，根据图象求得结果。

图10

得分

评卷人

八、有一种测量人的体重和身高的电子秤，其测体重部分的原理图如图中的虚线框所示，它主要由三部分构成：

踏板和压力杠杆ABO，压力传感器R（电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻），显示体重大小的仪表A（实质是电流表）.其中AO∶BO=5∶1，压力传感器R表面能承受的最大压强为2×106Pa，且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示。

压力F/N

0

50

100

150

200

250

300

…

电阻R/

300

270

240

210

180

150

120

…

设踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.68V，取g=10N／kg。

请回答：

（1）该秤零起点（即踏板空载时）的刻度线应标在电流表刻度盘多少毫安处?

（2）如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为20mA，这个人的体重是多少?

（3）若压杆与压力传感器之间的接触面积是2cm2，则该秤的最大称量值是多少?

图11

第十五届全国初中物理应用知识竞赛

参考解答和评分标准

一、答案和评分标准共12分每小题3分

1.C　　2.D　　3.A　　4.B

二、1.找水平位置　连通器原理　2.反射　右　3.加快水的蒸发　　保持沙子的湿润，使蒸发持续进行　　4.

（1）红光穿透能力强　

（2）南北绿灯发光、东西红灯发光　并　（3）东西

三、1.小红的想法更合理。

因水在沸腾时温度保持不变，小红的想法更节约燃料。

2.这是因为河面总有水波起伏，像许多取向不同的平面镜，电灯在每一个小平面镜内都能成像，但各个像的位置高低不同，这些像组合起来就形成一条光柱。

3.压缩气体做功和克服磨擦做功使筒壁的内能增大。

4.乙的较合理。

燃烧室全部浸在水中，有利于热的充分传递；有鼓风机输送空气，有利于燃料充分燃烧；锅炉壁有绝热材料，可防止热的散失。

5.果蝇的眼睛可观察到周围更大的范围空间，对快速运动的物体有较强的观察力，空间立方体感更强，这是因为它的眼睛是由复眼构成的。

四．W＝

×3.6×106＝6000J

P＝

＝

＝100W

∴P1＝

＝5W

五、设漏电电阻为R0，甲地距漏电处导线电阻为R1，乙地距漏电处导线电阻为R2，

当在甲地接90V电源时，此时相当于R1和R0串联，由分压原理得：

＝

＝

①

同理在乙地接100V电源时有

＝

＝

②

由①②式得：

＝

因长度与电阻成正比，

＝

＝

　　　而L1＋L2＝2km

∴L1＝400m

R1=0.8km×2Ω/km＝1.6Ω

R0＝4R1＝6.4Ω

六、

（1）省力，电动机用较小的力即可拉动电电梯厢。

由滑轮知识可知，配重的质量m=G./g=

=2100kg

（2）FA=FB=10500N

七、

（1）P＝UI＝220V×0.467A＝102.74W＞100W

（2）由R＝

可知短了

（3）216V（由P－U图象）

八、

（1）I＝U/R=4.68/300=15.6Ma

（2）R=U/I=4.68/0.02=234Ω

对A的压力FA＝（300－234）×5／3＝110N

由杠杆原理得：

FB×BO＝FA×AO

FB＝550N

∴mB=55kg

（3）FA＝PAS＝2×106×2×10－4＝400N

FB＝5FA＝2000N

∴mB=200kg