上海市20届初中物理竞赛初赛试题详解.docx
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上海市20届初中物理竞赛初赛试题详解
上海市20届初中物理竞赛初赛试题详解
上海市第二十届初中物理竞赛（大同中学杯）
初赛试卷
（兼区县物理竞赛试卷）
第一部分
1、关于物体的（）
（A）水具有（）
（A）运输食品时利用干冰降温防止食品腐烂
（B）天热时向地上洒水会感到凉快
（C）游泳后离开泳池时身上会感到有点冷
（D）向可乐饮料中加冰块会使饮料变得更凉
3、小明乘坐索道到山上游玩，每隔1分钟能遇见6部缆车，已知索道单程距离为2160米，缆车的速度保持1.2米／秒，则整个索道上的缆车总数为（）
（A）150部（B）180部（C）210部（D）240部
4、由于受到水平方向风力的影响，使得原先竖直下落的雨滴斜向下方匀速下落，则
（）
（A）风速越大，雨滴下落时间会越短（B）风速越大，雨滴下落时间会越长
（C）风速越大，雨滴着地速度会越大（D）风速越大，雨滴着地速度会越小
5、在如图所示的电路中，闭合电键后，发现灯L1、L2都不发光，电流
表无示数．为了找出发生故障的原因，现用电压表进行检测，发现b、
c之间的电压为零，a、b间的电压和a、c间的电压都为3伏，则电
路故障可能是（）
（A）L1断路（B）L1短路
（C）L2断路（D）L2短路
6、在如图所示的电路中，电键闭合后，电压表和电流表的示数变化情况是（）
（A）电压表示数不变，电流表示数变大
（B）电压表示数不变，电流表示数不变
（C）电压表示数变大，电流表示数变大
（D）电压表示数变大，电流表示数不变
7、即将进站的列车发出一鸣号声，持续时间为t。
若列车的速度为v1，空气中的声速为v2，则站台上的人听到鸣号声持续的时间为（
）
（A）t（B）v1+v2v-v1vt（C）2t（D）1tv2v2v2
8、在如图所示的电路中，要使电阻R1、R2串联，则应该（）
（A）电键S1、S2均闭合（B）闭合电键S2、断开电键S1
（C）只要断开电键S1（D）只要断开电键S2
9、电动自行车轻便、实用、无污染，很受人们喜爱。
右表中列出了某种型号电动自行车的相关数据，若某人骑该自行车在2小时（B）3.75安（C）3.50安（D）3.25安
10、体积为0.05米3的救生圈重100牛，体重为400牛的人在水中使用这个救生圈时
（A）人和救生圈漂浮在水面上
（B）人和救生圈悬浮在水中
（C）人和救生圈下沉到水底
（D）以上情况都有可能
11、在如图所示的各电路中，能用滑动变阻器调节灯泡亮度的是
12、在下面几幅交通标志牌中，能明显表示用于环境保护的是
13、如图所示是一种自动测定油箱（）
（A）油面下降时，电流表指针向右偏转
（B）油量表的零刻度线一定与电流表原零刻度线相重合
（C）油量表的刻度值从左往右是逐渐增大的
（D）油箱（）
（A）光线AB经过的焦点位置
（B）透镜光心的位置
（C）光线AB经透镜后的折射光线
（D）不需要任何条件
16、如图所示，甲、乙两球完全相同，分别浸没在水和水银的同一
深度（）
（A）甲球吸收的热量较多
（B）乙球吸收的热量较多
（C）两球吸收的热量相等
（D）无法确定
17、夜晚，人们仰望天空，有时能看到闪烁的人造地球卫星。
地球赤道处有一观察者，在
日落4小时后看到一颗人造地球卫星从赤道正上方高空中经过，设地球半径为R，则这颗人造地球卫星距赤道地面的高度至少为
（A）R/2（B）R（C）2R（D）4R
第二部分
18、将50克、0℃的雪（可看成是冰水混合物）投入到装有450克、40℃水的绝热容器中，
发现水温下降5℃。
那么在刚才已经降温的容器中再投入100克上述同样的雪，容器中的水温将又要下降（）
（A）6℃（B）7.5℃（C）9℃（D）10℃
19、如图所示，劲度系数均为k的甲、乙两轻质弹簧，甲弹簧一端固定在天花板上，乙弹
簧一端固定在水平地面上。
当在甲的另一端挂一重物G，乙的另一端压一重物G时，两弹簧的长度均为L，现将两弹簧并联，并在其下方系一重物G，此时弹簧的长度应为（）
L+GL+G（B）2kk
L-GL-
G（C）（D）2kk（A）
20、将一根均匀的木棒AB，放在支点O上，由于OA<OB，木棒不能保持水平，现在木
棒右端截去与OA等长的一段并置于OA上，木棒恰好能平衡。
则OA：
OB为（）
（A）1:
2+1（B）1：
2
（C）1：
3（D）1：
4
21、如图所示，凸透镜的下半部分被截去，其上半部分的高度为L。
在其左焦点F处放有
高为L的发光物AB，在右焦点F’，处放有一平面镜MN。
则关于AB通过凸透镜的成像情况，下列说法中正确的是（）
（A）成一个正立等大的虚像和一个正立放大的虚像
（B）成一个正立等大的虚像和一个倒立缩小的实像
（C）AB的上半部分成一个等大倒立的实像，下半部分不成像
（D）AB的下半部分成一个等大倒立的实像，上半部分不成像
22、在如图所示的电路中，总电流I为1.2安，R1=R2=2R3。
则下列对通过R2电流的判断
正确的是（）
（A）大小为0.6安，方向向右
（B）大小为0.6安，方向向左
（C）大小为0.3安，方向向右
（D）大小为0.3安，方向向左
23、在如图所示的电路中，电源电压不变，电流表、电压表都是理想电表，当滑动变阻器
R’的滑片P从a端移到b端的过程中（）
（A）V表示数先减小后增大，A表示数增大
（B）V表示数先增大后减小，A表示数减小
（C）V表示数先减小后增大，A表示数先增大后减小
（D）V表示数先增大后减小，A表示数先减小后增大
24、如图所示是某“汤勺”示意图，由一细长柄AB与一半球BC构成，且AB与半球相
切，切点为B。
已知半球的半径为R，AB柄的长度为L，L：
R=：
1，现用一细线系住A点，并将细线竖直悬挂，如果不计“汤勺”的质量，则“汤勺”（）
（A）3211
R（B）R（c）R（D）R4323
25、如图所示，平面镜OM与ON镜面之间夹角为α，在两平面镜角平分线上有一个点光
源S，如果要保证S发出的任意一条光线最多只能产生两次反射，则α的最小值是
（）
（A）120°
（B）90°
（C）72°
（D）60
26、在图甲所示电路中，R0、R2为定值电阻，电流表、电压表都是理想电表。
改变滑动变
阻器R1的滑片位置，电压表V1、V2和电流表A的示数均要发生变化。
两电压表示数随电流表示数的变化图线如图乙所示。
则下列判断中正确的是（）
（A）电压表Vl示数变化图线为a，且电阻R0为1欧
（B）电压表V1示数变化图线为a，且电阻R0为2欧
（C）电压表V1示数变化图线为b，且电阻R0为1欧
（D）电压表V1示数变化图线为b，且电阻R0为2欧
27、如图所示，连通器左端试管横截面的半径为2R，右端试管横截面
的半径为R。
左、右水面的高度分别为H、1H。
那么打开开关K2
后，右管水面能够上升到距离底部的最大高度为（）
（A）1.5H（B）1.3H（C）1.1H（D）0.9H
第三部分
28、如图所示，横截面积为S的容器内盛有部分水，水面上方压有
一块横截面积也为S的活塞M，现在活塞的中央挖一面积为S0的小孔，小孔内塞入一木塞N。
假设N与M之间、M与容器器壁之间紧密结合，且不考虑任何摩擦。
已知水的密度为ρ水，当在N的上方放置一块质量为m的物块后，活塞M上升的距离为_______________；木塞N下沉的距离______________。
29、某河流两岸相距120米，河水流速为2米／秒，某人要从岸
边A点到对岸下游某处B点，AB之间的距离为150米。
此
人在水中的游泳速度为1.2米／秒，在岸上奔跑的速度为5
米／秒。
如果此人要用最短的时间过河，则他从A点到
B
点需用时_______秒；如果此人要用最短的路程到达B点，则他从A点到B点的路程为_______米。
30、现有两根等长的轻质细线，每根细线的一端分别悬于同一水平面上的O、O’两点，O、
O’相距d为10厘米，细线的另一端分别系在均匀细长物的两个端点A、B处，AB长L为70厘米，质量M为4千克。
两细线外围套有一直径恰好为d的光滑圆环，系统平衡时圆环与物体AB的距离h为40厘米，则圆环的质量为_______千克。
如果在物体AB的正下方再挂一重物，则h将_______（选填“增大、“减小”或“不变”）。
31、我国北方常遭遇严重的沙尘暴天气。
所谓沙尘暴可简化为如下情景：
快速向上刮起的大风将大量沙尘颗粒扬起后悬浮在空中（不动），这时风对沙尘的作用力与沙尘的重力平衡，其作用力大小可近似表达为f=1rSv2，其中ρ为空气密度，S为沙尘颗粒的横截面积，2
v为风速。
如果沙粒的密度ρ沙为3×103千克／米3，沙粒半径r为2.5×10-4米，地面的空气密度ρ0为1.25千克／米3，那么要形成沙尘暴现象，地面的风速至少为_______米／秒。
假设空气密度ρ随地面高度h的变化关系如图所示，那么当地面风速为8米／秒时，当地沙尘暴的最大高度为_______米。
（沙粒可近似看成球体，且体积V=
43πr）3
上海市第二十届初中物理竞赛（大同中学杯）
初赛试卷答题纸
上海市第二十届初中物理竞赛初赛试题详解
1．内能是指物体内部所有分子由于作无规则热运动而具有的能的总和。
温度高于－273℃（0K）的任何物体都具有内能。
物体具有的内能的多少，一是决定于该物体的温度，二是决定于该物体的质量。
本题正确选项为（C）。
2．熔化是指物质由固体状态转化为液体状态，本题正确选项为（D）。
3．2160因小明每隔1分钟能遇见6部缆车，则30分钟内共应遇见=1800秒＝30分钟，1.2
180部。
当小明到达终点时，这180部缆车中的一半（90部）是紧随在小明身后的缆道上，另一半在对面的缆道上。
本题正确选项为（B）。
4．本题是一道有关运动的合成的题目。
雨滴受重力作用竖直下坠，若再受水平（关键）．．方向风力的作用，雨点将斜向下方下坠，但竖直方向上的下坠速
度和所需时间不受影响。
如果水平风力越大，则雨点竖直方向与
水平方向两个速度的合成（合速度）就越大。
本题正确选项为（C）。
5．如图1所示，这是一个串联电路，电键闭合后两灯都不亮，则
故障一定为某灯断路。
由于电压表并联在a、b之间时有示数，
则表明灯L2没有断路。
本题正确选项为（A）。
6．在如图2所示，电压表直接并联在电源两端，其示数表示电源
电压。
当电键断开时，整个电路处于断路状态，电流表无示数。
当电键闭合时，电路形成通路状态，电流表有示数。
本题正确选项为（A）。
7．将火车的鸣号声理解为由无数的声波组成，则本题只要计算出第一个声波与最后一个声波传到站台的两个时刻之间的时间段即可。
设火车发出鸣号时的时刻为T，且距离站
S，最后一个声波传到站台的时间点为v2
S-v1t（v-v）SS-v1t。
则两个时刻之间的时间段为：
（T+t+）-（T+）=21t。
T+t+v2v2v2v2台S，则第一个声波传到站台的时间点为T+本题正确选项为（C）。
8．只要S2断开：
若S1也断开，则电路为R1、R2的串联；若S1闭合，则电路为R1、R2串联后与R3并联的混联电路。
本题正确选项为（D）。
9．电动自行车行驶时，电动机将电能转化机械能从而使自行车克服阻力做功。
由上表中数据可得：
UIt´75%=fvt，则：
本题正确选项为（B）。
32´I´0.75=18´5。
10．我认为本题题意不太清楚。
如果人趴在救生圈上不用力，则当然漂浮在水面上；但如果人同时用力往下潜水，则有可能悬浮在水中，甚至潜入水底。
故大部分老师认为答案为（A），我想答案（D）似乎也可以。
11．本题正确选项为（C）。
12．（B）为禁止鸣号标志，属于防止噪声污染。
本题正确选项为（B）。
13．如图6所示，当油量下降时，滑片向上偏转，变阻器连入电路的电阻增大、电流减小，则电流表（油量表）示数减小（指针向左），但其0刻度并不一定与改装后的油量表0刻度重合。
实际中为了提示驾驶员，一般当油量表显示
为0时，油箱内应有少量的油量（即电路中还有电流
存在）。
本题正确选项为（C）。
14．如图7所示，由于点光源放在A点时，像在B点；放在B点时，像在C点，故凸透镜一定放在A点左侧，
且A点、B点均在一倍焦距以内（成虚像）。
当将点光
源放在C点时，有可能仍处在一倍焦距以内，则应在
C点右侧成一个虚像；但也有可能已处在一倍焦距以
外，则有可能在A
个实像。
本题正确选项为（D）。
15．本题正确选项为（D）。
如图8所示，具体作法：
（1接B、F，用圆规在AB上截取BC使BC＝BF；（2F；（3）通过B点作CF的垂线，则该垂线位置即为凸透镜所处的
位置。
17
．人造卫星本身是不发光的，人能够看见它是由于太阳光能照射
到它。
如图1所示，人造卫星距地面的高度应至少在C点。
由于人是在日落4小时后看到卫星，则地球转过了60º角（24小时内转过一周）。
由图可知：
AO应为OC的一半，因AO＝BO＝R，则BC（即地面到卫星的高度）＝R。
本题正确选项为（B）。
18．先计算450克水温度降低5℃所放出的热量：
Q放=cmDt＝c´450´5=2250c。
再计算50克0℃的水温度升高到35℃所吸收的热量：
Q水=cmDt=c´50´35=1750c。
两者差值为500c，表示每50克0℃的雪转化为0℃
的水需要附加吸收500c的热量（熔化热）。
利用热平衡方程计算第二次热传递：
（设水温将再降低Dt，则最终水温为35℃－Dt）
c´100´（35-Dt）+2´500c=c´500´Dt，解此方程可得：
Dt=7.5。
本题正确选项为（B）。
19．根据胡克定律F=kx，如图2（a）、（b）两图中弹簧受相同的力作用，则甲弹簧的伸长量和乙弹簧的缩短量相同，为G。
得甲、乙的原长分别为：
k
L甲=L-
GG
两者相差2G。
，L乙=L＋，
kkk
如图（c），设乙弹簧伸长x，则甲弹簧伸长（2G＋x），
k则：
G=k（2
GG
。
（－表示乙弹簧缩短，与假设伸长相反）+x）+kx，可解得x=-
k2k
GGG
则图（c）中弹簧的长度为：
L乙+x=（L+）-本题正确选项为（A）。
=L+。
k2k2k
20．因为木棒粗细均匀，故重力与长度成正比，可用长度表示其相应的重力。
如图3所示，由杠杆的平衡条件可得：
1y-x（y-x）22
两边开方运算
2x´x=（y-x）´，x=，
222
x后可得：
=本题正确选项为（A）。
y21．本题可用作图法进行分析，但
必须运用到副光轴、副焦点、焦平面等概念。
如图4（a）所示，取AB物体的中点P分析：
从该点发光的光线，经凸透镜折射后，折射光线应为平行
光，经平面镜反射后，反射光线仍为平行光。
但所有这些光线的位置均在凸透镜光心以下，所以这些光线不可能直接会聚成像，也不可能通过凸透镜会聚成像。
P点以上各点发出的光线，情况与P点相似，但反射光线的位置更要向下移。
P点以下各点发出的光线，情况虽与P点也相似，但反射光线的位置向上移，这些平行光可经凸透镜第二次折射，折射光线应会聚在左侧焦平面上的某点处。
如图（b）所示，点Q发出的光线经凸透镜折射、平面镜反射、再经凸透镜折射后，在Q点正下方距主光轴相同距离的Q
22．本题的等效电路如图5所示。
R1、R2、R3、三个电阻并联，由于R1＝R2＝2R3，则I1:
I2:
I3＝1:
1:
2。
因为I＝1.2安，则I
3
＝2I1＝2I2＝0.6安。
本题正确选项为（D）。
23．本题的等效电路如图6所示，可看作R、R并、R0三者组成串联电路。
滑片P将滑动变阻器R’分割成R上和R下两个可变电阻。
当P从a向b滑动时，R下在增大、R上在减小（两者总和是一个
定值），显然它们并联的总电阻R并的大小变化规律是
R’。
0®®0（R’为滑动变阻器的最大阻值）4串联电路中电压按导体的电阻成正比分配，图中的电压表是在
测量R和R并两者的总电压，故示数变化规律应与电阻的变化规律相同，即先增大、后减小。
当滑片P在a端（R下＝0）或b端（R上＝0）时，整个电路的总电阻达到最小（R＋R0），则电路中的电流达到最大，但区别在于：
P在a端时电流表在测此时电路的最大电流，而P在b端时电流表被短路，其示数为0。
故当滑片P从a端移到b端的过程中，电流表的示数始终在不断减小。
本题正确选项为（B）。
24．如图7所示，连接B、C，并沿悬线方向作FC的垂线AE。
由于汤勺的质量不计，则水的重心必在AE上，即AE必平分FC、且与BC的交点
O必为半圆的圆心。
AO=R。
OCR1BO=´R=R。
AO3R3
12水面的高度DE=OE-OD=R-R=R。
本题正确选项为（B）。
33由△ABO∽△CDO得：
OD=
25．两块平面镜互成θ角时，成像的个数为n=360°
q-1。
本题要求光
线最多发生两次反射，即最多只能成4个像，则n＝4，可求得θ＝72°。
本题还可从如下角度进行分析：
如图8所示，当两块平面镜成60°角，发光点S在角平分线上时共成5个像，其中SM－1、SN－1是一次反射所成的像，SM－2、SN－2是二次反射所成的像，SM（N）－3是三次反射所成的像（两个像重合）。
本题要求光线最多只能发生两次反射，则两块平面镜之间的夹角应大于60°。
本题正确选项为（C）。
26．如图9（甲）所示电路为R2、R1、R0串联，电流表测串联电路的电流，电压表V1测R2、R1的总电压、V2测R2的电压。
由于串联电路中电压按导体的电阻成正比分配，若R1增大（滑片向右移动），则电流表A的示数减小，电压表V1的示数增大、V2的示数减小。
故图（乙）中图线a表示V2的示数变化、b表示V1的示数变化。
观察图（乙）中的数据可知：
当I＝1A时，U1、2＝10V，U2＝1V，则R2＝1Ω；
当I＝4A时，U1、2＝4V。
由于电源保持不变，则有：
10＋1×R0＝4＋4×R0，
解此方程可得R0＝2Ω。
本题正确选项为（D）。
27．先根据连通器内液体总量保持不变计算出液面平衡位置（两液面相平时）的高度：
H´p（2R）2+HpR2=h´[p（2R）2+pR2]，可解得h=0.9H。
2
本题最大的障碍是要理解“右管水面能够上升到的最大高度”表示什么意思？
如果从“能量守恒”角度分析此题，在初中阶段不太合适。
我认为从惯性角度去理解为宜。
由于要求的是“最大高度”，本题应以忽略一切外部阻力为前提。
打开开关K后，左管中的液体将向下运动，右管中的液体向上运动，当到达平衡位置时，由于惯性作用，液体将继续运动一段路程。
但随着右管中液面的升高，液体内部的压强不断增大，右管中的液体对左管流向右管的液体产生的（阻碍）力越大，因此右管中的液体不可能无限上升（存在最大值），当到达最高点后，液体将向反方向流动，运动情况与以上情形正好相反。
如果没有任何外部阻力影响，这种情形将永远维持和循环下去。
现在的关键是“左管中的水面到底会下降到平衡位置以下多少距离？
”
由于开始时左管中的水面高出平衡位置0.1H，则它能下降到的最低位置应是平衡位置以下的相同距离（0.1H）处。
（“单摆”的运动不也如此吗？
）到此，本题已基本解决：
因为右管的横截面积是左管的1，则相同体积的水流入右管后，4
液面上升的高度为左管中液面下降高度的4倍。
由于左管中的液面最多将下降0.2H，则右管的水面将上升到的最大高度为4×0.2H＋0.5H＝1.3H。
本题正确选项为（B）。
28．如图1所示，当N的上方放置一块质量为m的物块后，木塞会被压下，木塞排开水的体积增大。
平衡后，物块的重力与水对木块增加的浮力平衡：
mh为木塞N相对活塞M压下的距离）。
mg=r水gS0h，得h=
r水S0当木塞N被压下后，水面将上升，其上升的体积应等于S0h：
S0h=Sh上升，h上升
SSmm=0h=0´=。
SSr水S0r水S
水面上升后，活塞M和木塞N将随之被整体提高，因此木塞N下降的实际高度应在原
h基础上减去h上升：
h下降=h-h上升=m-m=（S-S0）m。
r水S0r水Sr水SS0
时间内到达B点的充分条件是“在水中的游泳时间为最短”，因此人应沿垂直对岸的方向（AD方向）游泳，如图2（甲）所示。
当然，由于河水的作用，人实际经过的运动路线应为AE。
所以人到达E点后，还要从E点奔跑到B点。
本题要求的最短时间，即为
这两个过程所需的时间之和。
具体计算过程如下：
BD=90米。
120
=100秒。
1.2
在相同时间内（100秒），河水将人往下游冲过的距离：
DB=100´2=200米。
110
人需往回跑的路程：
EB=200-90=110米。
则岸上所需的时间：
t奔跑==22秒。
5
则t最短＝t游泳＋t奔跑＝100秒＋22秒＝122秒。
人在水中游泳的时间，等于在静水中从A－D所需的时间：
t游泳=
（2）第
（1）小题中人实际通过的路程：
S=AE+EB=110»343米，这段路程不是最短的。
如图（乙）所示，人应该向着D点上游的某个方向游，从而使人到达对岸的实际位置在B、E之间、且距B点最近时，总路程才是最短的。
（本题中由于人游泳的速度相对水的流速较小，故不可能使人实际沿AB运动而直接到达B点位置。
）设人到达对岸G点位置时，可使总路程S为最短（S最短＝AG＋GB）。
现在的关键是：
要使人游泳时实际沿AG路线运动，则AF与AG之间的夹角θ为多少？
因为只有知道θ角的度数，才能确定人应该向哪个方向游泳时，可使通过的总路程最短。
如图（丙）所示，过F点作AG的垂线FH，垂足为H。
由ΔAFG的面积可知：
FG×BC＝AG×FH，其中FG为河水将人冲下的距离，如果人在水中的游泳时间为t，则FG＝v水t，BC＝120；AF＝v人t，FH＝AF×sinθ＝v人tsinθ。
代入、化简后可得：
AG=200。
显然，当θ＝90º时，sinθ为最大（＝1），而此时AG为最小（＝200米）。
sinq
DG160米，则BG＝160－90＝70米。
则S最短＝AG＋GB＝200米＋70米＝270米。
30．如图3所示，利用已知条件可求得：
AD＝30厘米，AC＝50厘米。
（1）因忽略摩擦，细线OC承受的拉力TOC＝（m+M）g。
2
细线AC承受的拉力在竖直方向上的分力为
MgMg，则AC承2Mg5Mg。
=Mg=Mg受的拉力TAC＝==CDsinq2sinq282细线OC、AC是同一根细线，则各段承受的拉力相等：
（m+M）g5MgM
，可得：
=m==1千克。
284
（2）在物体的正下方加挂一重物，可等效理解为M增大。
因为OC、AC两段细线承受的Mg
拉力始终相等，则=（m+M）g，M=1+M，sinq=M=1-1。
sinq2sinq1+M1+M显然，当M增大时，sinq也增大，即θ角将变大。
因此加挂一重物后h将增大。
31．
（1）沙粒所受的风力和重力相平衡：
1rSv2=mg214rpR2v2=r沙´pR3g，将数据代入后得：
v＝4米/秒。
23
（2）先利用两力平衡方程求出当v＝8米/秒时空气的密度：
ρ＝0.3125。
再根据如图4中的数据求出图像ρ的解析式：
ρ＝（－0.12h+1）ρ0，将ρ＝0.3125代入上述解析式可得：
h＝6.25千米＝6250米。
（全文完）
――复旦附中上海康桥学校李海
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