第二十届全国初中应用物理竞赛试题.docx
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第二十届全国初中应用物理竞赛试题
2010年第二十届全国初中应用物理竞赛试题
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.用蓝色或黑色钢笔飞圆珠笔书写。
3.本试卷共有六个大题，满分100分。
4.答卷时间:
2010年3月28日（星期日〉上午9:
30-11:
00
一、选择题（每小题2分，共20分）:
以下各小题给出的四个选项中只有一个是正确的，把正确选项前面的字母填在醒后的括号内。
1.2009年的诺贝尔物理学奖由三人分享，其中因在光纤通信技术方面所做的原创性工作而被称为“光纤之父”户的美籍华人是（ ）
A.钱永健 B.朱禄文 C.高锟 D.丁肇中
2.晴朗无风的早晨，当飞机从空中飞过，在蔚蓝的天空中会留下一条长长的“尾巴”，飞如图1所示，这种现象俗称为“飞机拉烟”。
产生这一现象的原因之一是飞机在飞行过程中排出的暖湿气体遇冷所致。
在这一过程中，暖湿气体发生的物态变化是 （ ）
A.熔化 B.液化 C.蒸发 D.升华
3.2010年1月2日起，我国北方大部地区遭遇大范围降雪天气袭击。
大雪严重影响了民航、铁路和高速公路等交通，如图2所示。
在遇到这种天气时，为了尽快清除积雪，常用的办法是撤“融雪盐”，这是因为（ ）
A.“融雪盐”与少量水发生化学反应，产生的热量使周围的冰雪熔化
B.“融雪盐”产生“保暖层”，使冰雪吸收足够的“地热”而熔化
C.使雪形成“含融雪盐的雪”，“含融雪盐的雪”熔点低于当地温度，使雪熔化
D．“融雪盐”有利于冰雪对阳光的吸收，从而加快冰雪的熔化
4.小明发现户外地面以上的冬季供热管道每隔一段距离总呈现型，如图3所示。
其主要原因是（ ）
A.为了避开行人和建筑物 B.为了美观
C.为了避免管道因热胀冷缩导致的损坏 D.为了方便工人师傅安装和检修
5.体操、投掷、攀岩等体育运动都不能缺少的“镁粉”，它的学名是碳酸镁。
体操运动员在上杠前都要在手上涂擦“镁粉”，其目的是（ ）
A.仅仅是为了利用“镁粉”，吸汗的作用，增加手和器械表面的摩擦而防止打滑
B.仅仅是为了利用手握着器械并急剧转动时“镁粉”，能起到衬垫作用，相当于在中间添加了一层“小球”做“滚动摩擦”
C仅仅是为了利用“镁粉”，填平手掌的褶皱和纹路，使手掌与器械的接触面增大，将握力变得更加实在和均匀
D.上述各种功能都具有
6.小新同学家中的墙壁上竖直悬挂着一指针式电子钟，当其因电池电能不是而停止时，指针最可能停在如图4中所示的哪个位置附近 （ ）
7.小明在用可变焦的光学照相机（一种镜头焦距大小可根据需要发生改变的光学照相机）给小兰拍了一张半身照之后，保持相机和小兰的位置不变，又给小兰拍了一张全身照。
关于这个过程对相机的调节，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
8.为判断一段导线中是否有直流电流通过，手边若有下列几组器材，其中最为方 便可用的是 （ ）
A.小灯泡及导线 B.铁棒及细棉线
C.带电的小纸球及细棉线 D.被磁化的缝衣针及细棉线
9.物理小组的同学想利用闪电和雷声的时间间隔计算闪电发生位置到他们的距离，以下是因位同学提出的不同方案，其中计算结果误差最小的应该是 （ ）
A．记录刚刚看到闪电至刚刚听到雷声的时间，再乘以声速
B．记录刚刚看到闪电至雷声刚刚结束的时间贵再乘以声速
C．由两位同学分别按选项A、B两种方法测量时间，求平均值后，再乘以声速
D．由一位同学按照选项A的方法，多测几次对应不同闪电与雷声的时间间隔，求平均值后，再乘以声速
10.图5是环卫工人用的一种垃圾夹的结构示意图。
拉绳的一端固定在手把上，另一端穿过空心管杆与两夹爪的一端相连。
当用力捏手把时，夹爪在拉绳的作用下可夹持物体，同时弹簧被压缩；当松开手把时，夹爪在弹簧的作用下恢复原状。
在使用过程中，手把和夹爪分别是 （ ）
A.省力杠杆，费力杠杆
B.费力杠杆，省力杠杆
C省力杠杆，省力杠杆
D.费力杠杆，费力杠杆
二、简答下列各题（每题5分，共30分）
1.小军的爸爸想拆除厨房一盏灯，并将控制该灯的开关玫成插座。
但是他家所有的线路都是暗线（除了电灯和开关的接线盒处，其余部分的导线都在墙内），若将改动后的线路重新铺设成暗线则因工程量太太而不切实际，铺设明线又不美观。
小军得知后，又经过认真思考，他根据物理课上所学的知识，首先画出了他家现有接线的电路图（如图6所示），并认为只需在原线路上稍作改装，就能达到目的。
请你用文字说明小军的改装方法，并在右侧虚线框中画出改装后的电路图。
2．2008年8月1日，京津城际高速铁路正式开通运营，使用的是国产“和谐号”CＲＨ3型动车组（如图7所示）。
该车车厢内部设有独特的空气调节系统，夏天送冷风时，车顶中部和车窗下部的送风量之比约为3:
1；冬天送热风时，车顶中部和车窗下部的送风量之比约为1:
3。
这样送出的风平和、均匀，保障车厢各处温度适宜。
请定性解释采用这种送风比例设计的原因。
3．“鸳鸯火锅”是用金属片将锅的内部空间隔成相等的两部分，一边放清汤卤，一边放红汤卤，清汤和红汤的质量、主要成分以及初温几乎相同，但是清汤卤一侧液面没有油层，红汤卤一侧液面有一层麻辣风味的泊，如图8所示。
吃饭的人们可根据自己的喜好把食物放入不同的汤料中进行烫涮。
但小新注意到每次使用这种“鸳鸯火锅”吃烫涮食品时，总是红汤卤一侧首先沸腾。
最初，小新认为这是由于红汤卤一侧的火更大些，但观察发现，两边的火焰相同。
试分析为什么总是红汤卤一侧先沸腾。
4.小丽在厨房帮妈妈做饭时发现菜刀上有两种孔，如图9所示，她对这两种孔的作用不
一、选择（每小题2分，共20分）
1.C 2.B 3.C 4.C 5.D 6.A 7.B 8.D 9.A 10.A
二、简答（每小题5分，共30分）
1.①将灯头拆下，将电灯接线盒内的两根导线接在一起……2分
②把开关接线盒拆掉，换做插座接线盒，将连接开关的两根导线
接在插座对应位置……2分
③电路如图……1分
2.①温度低的空气密度大，冷风从车顶吹进来后，快速下沉，结合窗口送风可使整个车厢温度很快均匀降低……3分
②温度高的空气密度小，热风从下部吹进来后，快速上升，结合车顶送风可使整个车厢温度很快均匀升高……2分
3.①锅体两侧火焰相同，在相同时间内，汤料吸收的热量近似相同……1分
②但由于红汤一侧液面上方有一层油，使蒸发减慢，带走的热量较少……2分
③两边汤料的质量、主要成分以及初温几乎相同，所以红汤温度升高较快，首先沸腾……2分
4.①孔1是挂刀的，用此孔把刀挂在墙或支架上……1分
②孔2为透气孔，在切菜的时候，透气孔中的空气会在菜片和刀之间形成一隔层，避免大气压将菜片直接压紧在刀上面增大切菜阻力；同时菜片和刀之间的空气可使菜片脱落而不沾刀……4分
5.①这样转体可是翅膀下方空气流速大于上方空气流速……1分
②根据流速大的地方压强小，流速小的地方压强大的规律……1分
③灰鹅受到的向下的压力大于向上的压力，从而使灰鹅受到空气的压力的合力向下……1分
④有助于灰鹅迅速降低高度，躲避强风，使飞行更安全……2分
6.①物体表面颜色越浅，反射热辐射的能力越强，进行热辐射的能力越差；物体表面颜色越深，反射热辐射的能力越差，进行热辐射的能力越强；……1分
②石油液化气在罐中贮存，本身不产生热。
其温度升高主要是因为吸收来自环境中通过热辐射传递的热量，因此，为了避免温度升的过高，而将表面漆成银白色，增强其反射热辐射的能力，减少吸收的热量……2分
③正常运行中的电力变压器，会有极少部分的电能转化为内能，导致其温度升高，将其漆成颜色很深的灰黑色，有利于将热量通过热辐射的方式传递到环境中，从而避免自身温度升的过高……2分
三、（共11分）
1.黑光诱虫灯的发光频率……1分
由于0.82×1015Hz＞0.75×1015Hz，即不在人的视觉频率范围内，所以人眼看不见这种光。
……1分
由于这种光比紫光频率还高，所以是紫外线……1分
2.紫外线能灼伤眼睛的视网膜，损伤人的视力，故不能用肉眼近距离直接观察……1分
3.由于400/35=11.4，所以至少需要12盏灯……1分
12盏灯的总功率P=12×40W=0.48kW……1分
每年工作时间t=150×10h=1500h……1分
每年消耗电能W=Pt=0.48kW×1500h=720kW•h……1分
每年需交电费720×0.5元=360元……1分
4.
（1）害虫被紫外线诱惑，在飞向灯管的过程中接触高压电网，被灭杀……1分
（2）灯经水面成像，害虫飞向水中灯的像落入水中被灭杀……1分
四、（共12分）
1.因电阻与二极管串联，两者电流均为I=10mA……1分
电阻两端最大电压UR=U－UD=309V……2分
定值电阻的阻值R=UR/I=309V/0.01A=3.1×104Ω……1分
2.加在电阻上的电压UR=0.45U－UD=97V……1分
电阻消耗的功率PR=……1分
发光二极管消耗的功率PD=UDI=2×0.01W=0.02W……1分
两者消耗的总功率P总=PR+PD=0.32W……1分
3.消耗电能W总=P总t=108×0.32-3×365×24kW•h=2.8×108kW•h……2分
4.当电源插排不用时，及时关掉电源插排上的开关，或拔掉电源插头……2分
五、（共12分）
1.刹车过程轮胎发热是摩擦引起的，这个过程机械能转化为内能……2分
2.司机的反应时间t等于反应距离s与汽车行驶速度的比值，即v=s/t……1分
需要注意式中物理量都必须用国际单位，故需要把第一行中的速度单位转化为m/s……1分
计算五种情况下的反应时间，在取平均值结果都在0.6s～0.7s之间……2分
3.分析所给数据可知，汽车的行驶速度越大制动距离越大……1分
具体计算可知，当速度增加为原来2倍时，制动距离约增加为原来4倍……2分
4.雨雪天，道路较滑，汽车所受的刹车阻力较小……1分
在相同车速的情况下，汽车所受的阻力越小，汽车的运动状态越不容易改变，刹车后滑行的距离越长，因此汽车就越难停下来，所以为安全起见要减速慢行……2分
六、（共15分）
1.设手拉轮与承载轮是一个共轴的轮轴，则用手拉动手拉链条一次，链条移动的距离H与承载轮收回链条的长度h应满足……4分
此过程重物上升的高度s=h/2=cm……2分
因重物实际一次起升高度为s0=3mm，即s≠s0，所以此手拉葫芦的手拉轮与承载轮不是一个共轴的轮轴……2分
2.该型号手拉葫芦在满载的情况下正常工作时，用手拉一次手拉链条的过程，
人对手拉葫芦做功W1=FH=360×30×10-2J=108J……2分
手拉葫芦对重物做功W2=Gs0=3×103×10×3×10-3J=90J……2分
手拉葫芦的机械效率……3分
1995年第五届全国初中应用物理知识初赛试题
一、选择题（共33分，每小题3分）
下列各题所列答案中只有一个是正确的。
把正确答案前面的字母填在题后的括号内。
1．下列各实例中属于静摩擦的是（）
A．用橡皮擦纸时，橡皮和纸间的摩擦。
B．小汽车急刹车时，车轮和地面间的摩擦。
C．皮带正常传动时，皮带和皮带轮间的摩擦。
D．用转笔刀削铅笔时，铅笔与刀孔间的摩擦。
2．若把掉在地面上的物理课本捡回桌面，根据你平时对物理课本质量及桌面的高度的观察与了解，估算人手克服课本所受重力所做的功约为（）
A．0.l焦。
B．10焦。
C．1焦。
D．0.01焦。
3．秤杆上相邻刻度间所对应的质量差是相等的。
因此秤杆上的刻度应（）
A．是均匀的。
B．从提纽开始向后逐渐变密。
C．从提纽开始向后逐渐变疏。
D．与秤杆的粗细是否均匀有关，以上三种情况均有可能。
4．在北方的冬天，汽车驾驶员常用水和酒精的混合物作为汽车冷却系统中的冷却液，这是因为这种混合液具有（）
A．较低的沸点。
B．较低的熔点。
C．较大的比热。
D．较小的密度。
5．有二只灯泡，分别标有“220V15W”和“220V100W”的字样。
如将它们串联接在电压为380伏的动力电源上，则（）
A．15W的灯泡烧坏，100W的灯泡完好。
B．100W的灯泡烧坏，15W的灯泡完好。
C．二只灯泡均被烧坏。
D．二只灯泡均完好。
6．在电学实验中遇到断路时，常常用伏特表来检测。
某同学连接如图所示的电路，电键闭合后，电灯不亮，安培表无指示。
这时用伏特表测得a、B两点间和B、c两点间的电压均为零，而a、B间和B、D间的电压均不为零，这说明（）
A．电源接线柱接触不良。
B．电键的触片或接线柱接触不良。
C．安培表接线柱接触不良。
D．灯泡灯丝断了或灯座接触不良。
7．李军在检修一只1000瓦的电炉时，发现电炉丝断了一小截，他用一段较细一些但由同种材料制成的电炉丝将残缺部分补接至原长，这样再接入原电路中使用时，其实际发热功率将（）
A．大于1000瓦。
B．等于1000瓦。
C．小于1000瓦。
D．无法判断。
8．在烹炸食物时常会见到滚开的油锅中，溅入一滴水后，会有剧烈的响声，并溅起油来。
其主要原因是（）
A．溅入的水滴温度太低。
B．水是热的不良导体。
C．水的比热比油的比热大。
D．水的沸点比油的沸点低。
9．测定血液的密度不用比重计（图为这样做需要的血液量太大），而采用巧妙的办法：
先在几个玻璃管内分别装入浓度不同的、呈淡蓝色的硫酸铜溶液，然后分别在每个管中滴进一滴血液。
分析人员只要看到哪一个管中血滴悬在中间，就能判断血液的密度。
其根据是（）
A．帕斯卡定律。
B．液体内同一深度各方向压强相等。
C．物体的浮沉条件。
D．血滴上部所受硫酸铜溶液的压强等于下部所受硫酸铜溶液的压强。
10．某同学用托盘天平测一物体的质量，测量完毕后才发现错误地将物体放在了右盘，而将砝码放在了左盘。
因无法重测，只能根据测量数据来定值。
他记得当时用了50g、20g和10g三个砝码，游码位置如图所示，则该物体的质量为（）
A．81.4g。
B．78.6g。
C．78.2g。
D．81.8g。
11．用飞机向云层喷洒于冰（固体的CO2）是一种人工降雨的方法。
以下列出几个物态变化过程：
a）干冰迅速吸热升华；b）干冰吸热熔解；c）云层中水蒸气遇冷液化成雨滴；d）云层中水蒸气遇冷凝华成小冰晶；e）水蒸气以干冰为核心凝结成雨滴；f）小冰晶下落遇暖气流熔解成雨滴。
在这种人工降雨过程中，发生的物态变化过程为（）
A．a、c。
B．a、d、f。
C．b、c。
D．e。
二、填空（共27分，每小题3分）
1．某工厂生产酒精，要求含水量（按质量计算）不超过10％，他们用抽测密度的方法对产品进行检查，则合格酒精的密度应在______千克／米3至______千克／米3范围内。
（不考虑酒精与水混合后的体积变化）
2．儿童练习游泳时穿的一种“救生衣”实质是将泡沫塑料包缝在背心上。
使用时，穿上这种“救生衣”，泡沫塑料位于人的胸部。
为确保人的安全，必须使人的头部露出水面儿童的体重约为300牛，人的密度约为l.06×103千克／米3，人的头部体积约占人体总体积的十分之一，泡沫塑料的密度约为10千克／米3，则此儿童使用的“救生衣”的最小体积为______。
3．下列设备中都使用了简单机械，请填入所用简单机械的名称（全名）。
起重机钢索下面吊钩上的铁轮是______，旗杆顶端的轮是_____，自行车的飞轮与后轮是。
4．现有如下光学器件：
a）平面镜；b）凸镜；c）凹镜；d）凸透镜；e）凹透镜。
在下列光学仪器或用具中用到了哪种器件？
请把相应的字母填入空格。
自制潜望镜用______，太阳灶用______，老花镜用______，汽车观后镜用______，近视眼镜用______，耳科医生的额镜用______。
5．放映电影、幻灯的银幕常用粗糙的白布做成，其优点在于。
一是利用______使剧场中各处的观众均能看到画面；二是白布能反射______颜色的光，使观众能看到色彩正常的画面。
6．农村广泛使用塑料地膜种菜。
来自太阳的热量主要通过______的方式传递进去，以提高土壤的温度，同时，由于薄膜隔开地膜上下的空气，所以防止了热量以______方式的散失。
7．标有“16Ω25W”字样的扬声器，正常工作时，供电电压应为______，通过它的电流强度应为______。
8．雷电是云层与大地之间或云层与云层之间的放电现象，放电的两者所带的是______种电荷，云层所带电荷是因______而获得的。
9．常用体温计的刻度部分为三棱体，横截面如图，其正面呈圆孤形，这样就可看清体温计内极细的水银柱，以便于读数，这是因为圆孤形玻璃的作用相当于______，使我们能看到水银柱放大后的______像。
三、（4分）举出四个利用光的直线传播规律解决实际问题的例子。
（相似的用法只算一个）
四、（7分）螺旋千斤顶是一种常用的起重装置（如图所示），用手柄转动螺杆时，螺杆顶端的重物就随螺杆一起上升。
若螺杆的直径为D，螺距为h，手柄末端到转轴的距离为l，要举起质量为M的重物时，至少要给手柄顶端多大的力？
指出本题中为了省力应用了哪几种简单机械。
五、（6分）有一种气压保温瓶其结构如图所示。
用手压下按压器，气室上方小孔被堵住，在瓶内气体压强作用下，水经出水管流出。
按压器面积为8厘米2，瓶内水面低于出水管口10厘米。
要将水压出管口，瓶内水面上方的压强至少要多大？
在按压器上至少要加多大的压力？
（弹簧的平均弹力为1牛，p0=1.01×105帕，g=10牛／千克，按压器所受重力忽略不计）
六、（8分）一台拖拉机的发动机是四汽缸、四冲程的柴油机，汽缸的直径为95毫米，活塞冲程为127毫米，第三冲程中气体作用在活塞上的平均压强是196牛／厘米2，飞轮的转数是1200转／分，这台发动机的功率是多少瓦？
七、（8分）将一个标有“220V400W”字样的“热得快”插入体积为0.5升、初温为20℃的水中，此时由于是用电高峰，实际电压为210伏，在标准大气压下经过9分10秒将水加热至沸腾，求“热得快”烧水时的热效率（不计电阻值随温度的变化）。
八、（7分）某家的电度表表盘如图所示。
室内安装了60瓦的电灯4盏，90瓦的电视机一台，105瓦的音响一台，另有一台电冰箱，铭牌上的功率值看不清。
为了测出这台电冰箱的功率，先停止使用其它电器，然后将电冰箱接在电压为220伏的电源上，开机工作4分钟，电度表的转盘转过13圈，请求出这台电冰箱的功率值。
如果这个家庭平均每天使用电灯、音响、电视机各2小时，而冰箱有1／4的时间处于开机工作状态，则一个月（30天）耗电多少度？
将月底的表盘数填入图中。
1995年第五届全国初中应用物理知识初赛试题答案
一、答案：
1．C2．C3．A4．B5．A6．D7．C8．D9．C10．B11．B
评分标准：
全题33分。
每小题3分。
二、答案：
1．0.8×1030.816×103或0.82×103
2．4.67×10-2米33．动滑轮定滑轮轮轴
4．acdbcc
5．漫反射各种（或所有）6．热辐射对流
7．20伏1.25安8．异摩擦9．凸透镜虚
评分标准：
全题27分。
每小题3分。
第1、5、6、7、8、9小题每空1.5分；第3小题每空1分，答“滑轮”但无“定”或“动”的不给分；第4小题每空0.5分。
三、参考解答：
1．针孔照相机；2．射击瞄准；3．木工判断木板是否刨平；4．激光测距；5．站队看齐或植树、立电线杆成一直线。
评分标准：
全题4分，答对一个给1分，5中各相似情况，答出几个只算答对一个。
四．参考解答：
转动一周时，手柄末端通过的距离为s=2πl
（1）
垂直给手柄的力为F时所做的功为W1=Fs=F·2πl
（2）
转动一周时重物升高h，克服重物所受重力做的功为W2=Mgh（3）
根据功的原理有W1=W2即F·2πl=Mgh（4）
为了省力应用了斜面和轮轴两种简单机械。
评分标准：
全题7分。
各式均给1分，简单机械答对一个给1分。
五、参考解答：
管口与瓶内水面之间的压强差
水面上的压强P=P0+P水=1.01×105+1.0×103=1.02×105（帕）
（2）
克服压强差所需的压力F水=P水S=1.0×103×8×10-4=0.8（牛）（3）
考虑克服弹簧弹力后所需的压力F=F水+F弹=0.8+1.0=1.8（牛）（4）
评分标准：
全题6分。
（1）式1分。
（2）式2分。
（3）式2分。
（4）式1分。
六、参考解答：
活塞面积S=πr2=3.14×（9.5／2）2=70.85（厘米）2
（1）
活塞受到的压力F=PS=196×70.85≈1.389×104（牛）
（2）
燃气对活塞每次做功W=Fh=1.389×104×0.127≈1764（焦）（3）
曲轴每转一周两个气缸做功，每分钟发动机做功次数n=1200×2=2400（次／分）（4）
每次做功所用时间t=1／n=1／2400（分／次）=0.025（秒／次）（5）
评分标准：
全题8分。
（1）式、
（2）式、（4）式、（5）式各1分。
（3）式、（6）式各2分。
水吸收的热量Q2=cm△l=1.0×500×（100-20）=40000（卡）=168000（焦）（3）
评分标准：
全题8分。
（1）式、
（2）式各2分。
（3）式3分。
（4）式1分。
八、参考解答：
电冰箱消耗电能
W=13转÷（1950转／千瓦时）=13÷［1950/（1000×3600）］=24000（焦）
（1）
其它用电器总功率P其=n灯P灯+P视+P响=4×60+90+105=435（瓦）=0.435（千瓦）（3）
一月消耗的电能W总=P其t其+P冰t冰
评分标准：
全题7分。
（1）式、
（2）式各2分。
（3）式、（4）式各1分。
读数1分。
第十六届全国初中应用物理知识竞赛试题
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15分）
1．小亮同学从超市买来一个玻璃瓶装的铁皮盖罐头，想把瓶盖打开，可是怎么也拧不动。
小亮的哥哥用螺丝刀沿瓶盖的边轻轻撬了几下，一拧就打开了。
这主要是因为用螺丝刀撬瓶盖可以〔〕
A.增大瓶盖直径，减小瓶盖侧壁对瓶的压力
B.减小瓶盖与瓶口的接触面积
C.减小瓶内外气体的压力差
D.由于撬了盖的一边，而增大了盖的另一边的压力
2．高压输电线路的铁塔顶端有一条（或两条）比下面输电线细的金属线（如图1～图2）,它的作用是〔〕
A.加强铁塔的稳定性B传输零线的电流
C.防雷电起到避雷针的作用
D.作为备用线，供输电线断开时应急使用
3．用普通照相机拍照时
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