全國物理競賽第十五初

1、2005年第十五屆全國初中應(yīng)用物理知識競賽初賽試題答卷時間：2005年3月27日(星期日)上午9：3011：10。 一、選擇題以下各小題給出的四個選項只有一個是正確的，把正確選項前面的字母填在題后的括號內(nèi)(每小題3分，共12分)。 1在鐵路道口常設(shè)有如圖所示的道閘，這種道閘平時上揚，當(dāng)火車要通過道口時道閘轉(zhuǎn)動到水平位置，示意過往的其他車輛停車等候，這種道閘稱為常開型道閘。與之相反，另一種道閘平時水平放置，當(dāng)有車輛要通過時，道閘上揚，允許車輛通過，這種道閘稱為常閉型通閘。對于這兩種道閘重心的位置，下列說法正確的是 a常閉型道閘，重心應(yīng)在o點左側(cè) b常開型道閘。重心應(yīng)在o點右側(cè) c常閉型道閘，重心

2、應(yīng)在o點右側(cè) d以上說法都不對 2有一種叫做“壓電陶瓷”的電子元件，當(dāng)對它擠壓或拉伸時，它的兩端就會形成一定的電壓，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。一種燃?xì)獯蚧饳C，就是應(yīng)用了該元件的壓電效應(yīng)制成的。只要用大拇指壓一下打火機上的按鈕，壓電陶瓷片就會產(chǎn)生10kv20kv的高壓，形成火花放電，從而點燃可燃?xì)怏w。在上述過程中，壓電陶瓷片完成的能量轉(zhuǎn)化是 a化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 b內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能 c光能轉(zhuǎn)化為光能 d機械能轉(zhuǎn)化為電能 3用可變焦的光學(xué)照相機可以把遠(yuǎn)處的景物“拉近”進行拍攝，就是說，雖然被拍攝的景物與照相機鏡頭之間距離距離基本不變，但仍可以使底片上所成的像變大。關(guān)于這個過程， 下列說法中正確的是 a焦距

3、變大，像距也變大 b焦距變小，像距也變小 c焦距變大，像距變小 d焦距變小，像距變大 4我國北方地區(qū)冬季用燃煤取暖所造成的大氣污染，已越來越引起人們的關(guān)注。現(xiàn)在有些家庭已經(jīng)改用燃油取暖，以降低對大氣的污染。小明家的住房面積約110 m2，若將住房的門窗關(guān)閉好，用燃燒柴油來取暖，并使室溫升高10，已知柴油的熱值為4.3×lo7j/kg，空氣的密度約為1.3 kgm3，空氣的比熱容為1.0×103j(kg/)，所需的柴油約為 a0.0l kg b0.1 kg c1kg d10kg二、填空題(共13分) 1(3分)在裝修房屋時，工人師傅常用一根灌有水(水中無氣泡)且足夠長的透明塑

4、料軟管的兩端靠在墻面的不同地方并做出標(biāo)記，如圖2所示。他們這樣做的目的是 在做標(biāo)記時用到的物理知識是 。 2(3分)小明同學(xué)暑假去旅游，在避暑山莊他看到“煙雨樓”在水面上映出了美麗的倒影，這主要地由于光的成像而形成的。小明用照相機記錄了，這些美景。但是當(dāng)他從沖洗部取出照片時，發(fā)現(xiàn)照片如圖3所示，經(jīng)過仔細(xì)辨別他才確認(rèn)出 側(cè)是真實景物在水中的倒影。 3(3分)住在非洲沙漠的居民，由于沒有電，夏天無法用電冰箱保鮮食物，當(dāng)?shù)厝税l(fā)明了一種簡易“沙漠冰箱”，如圖所示。它由內(nèi)罐和外罐組成，兩罐之問填滿潮濕的沙子。使用時將食物放在內(nèi)罐，罐口蓋上濕布，放在干燥、通風(fēng)的地方，并經(jīng)常向內(nèi)罐和外罐之間的沙子上灑些水，

5、這樣對內(nèi)罐中的食物可以起到一定的保鮮作用。 根據(jù)上文，請回答： (1)將它放在干燥、通風(fēng)的地方，目的是 。 (2)經(jīng)常向兩罐之間的沙子上灑些水，目的是 4(4分)按照我舊交通管理的規(guī)定“紅燈停、綠燈行、黃燈預(yù)備”，小剛在科技活動中設(shè)計了一個實驗電路，用以模擬十字路口的紅綠燈，如圖5所示。請你分析并回答下面的問題(1)規(guī)定紅燈發(fā)出的光作為交通的停止信號，填原因是 (2)當(dāng)單刀多擲開關(guān)接通位置“1”時， 燈發(fā)光，發(fā)光的各燈采用的是 聯(lián)方式， (3)當(dāng)開關(guān)接通位置“3”時，允許 方向的車輛迎行 三、簡答下列各題(共23分) 1(4分)小明和小紅都想幫媽媽煮雞蛋。當(dāng)煮雞蛋的水燒開后，小明認(rèn)為要繼續(xù)將火

6、燒得很旺，他粥內(nèi)水劇烈沸騰，這樣會很快將雞蛋煮熟。小紅則認(rèn)為，水沸騰后應(yīng)改用小火，蓋上鍋蓋，讓鍋內(nèi)水微微沸騰，同樣能很快將雞蛋煮熟。你認(rèn)為誰的想法更合理?請寫出理由. 2(4分)在觀看河岸邊的城市夜景時，往往發(fā)現(xiàn)每盞燈在水里的像不是一盞燈，而是一條光柱，請你分析這是為什么。 3(4分)小明用打氣筒給自行車輪打氣后，發(fā)現(xiàn)氣筒壁的溫度明顯高于打氣前的溫度。對于這個現(xiàn)象，你作怎樣的解釋? 4(5分)如圖6 甲、乙分別是兩種小型飲水鍋爐的結(jié)構(gòu)示意圖，從節(jié)能角度看，你認(rèn)為哪一利，更合理?請簡要說明理由. 5( 6分)果蠅的每只眼睛都是由許多微型的“小眼睛”組成的，所以這種眼睛又稱為復(fù)眼。圖7甲是果蠅眼睛

7、的特寫照片，圖乙是果蠅眼球局部再次放大的特寫照，圖丙是其中一只“小眼晴”的示意圖請你把果蠅的眼睛與人眼相比分析它有哪些優(yōu)勢為什么? 四、(6分)當(dāng)李老師最后離開計算機房要去關(guān)閉總電閘時，發(fā)現(xiàn)電能表(如圖8所示，的轉(zhuǎn)盤仍在緩慢地轉(zhuǎn)動。他用手表粗略地估測了 一下 1 min轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動了5r。檢查發(fā)現(xiàn)，原來機房內(nèi)還有20臺電腦顯示器處于待機狀念。請你算一算1臺電腦顯示器的待機功率約多大? 五、(7分)ab和cd是完全相同的兩條帶有絕緣皮的導(dǎo)線，它們并行地埋設(shè)在相距2km的甲、乙兩地之間。由于兩導(dǎo)線之間某處的絕緣外皮受到損傷，而發(fā)生了漏電現(xiàn)象(即相當(dāng)于兩根導(dǎo)線之間在漏電處連接了一個電阻。為了確定漏電處的

8、位置，維修人員做了以下測量： (1)在甲地將兩端電壓恒為90 v的電源的兩極分別接在a、c兩端，此時在乙地用內(nèi)電阻很大的電壓表測得b、d兩端電壓為72 v。 (2)在乙地將兩端電壓恒為100 v的電源的兩極分別接在b、d兩端，此時在甲地刖同型號的電壓表測得a、c陽端的電壓為50v。 如果ab和cd導(dǎo)線每千米電阻值為2 ，請你根據(jù)以上測量結(jié)果計算漏電處距甲地多遠(yuǎn)?絕緣皮破損處的漏電電阻是多大? 六、(11分) 圖9是一種電梯結(jié)構(gòu)的示意圖，電梯廂在電梯井中沿，豎直通道上下運行。鋼鏈的兩端分別固定在電梯井頂部的一點和b點，剛時鋼鏈繞過重15000 n電梯廂下的滑輪而托起整個廂體e，又跨過電梯井頂部由

9、電動機驅(qū)動并帶有齒輪的輪軸c，在 c和b之間吊起與動滑輪相連的配重d。電梯載重量為10人(1人的質(zhì)量按60 kg計算，取g=10 n / kg，忽略摩擦及鋼鏈的質(zhì)量)。請回答： (1)配重的功能是什么?住已知電梯廂重和載重量的情況下，配重的質(zhì)量最好是多大? (2)當(dāng)電梯滿載勻速上升時，a、b兩點受到的拉力各是多大? 七、(14分，科技小組的同學(xué)們準(zhǔn)備對市場上一批標(biāo)有“pz220v100w”的燈泡進行一項質(zhì)量檢測。他們測出燈泡在不同電壓下的實際電流值(見下表)。實驗操作可靠、數(shù)據(jù)無誤。電壓uv180 185 l90 195 200205 電流ia 0.417 0.426 0.434 0.441

10、0.4470.453電壓uv210 215 220 225 230 235240 電流ia0.458 0.462 0.467 0.47l 0.475 0.479 0.482請你回答： (1)試通過計算說明這種燈泡在標(biāo)稱電壓下工作時，其消耗的功率是否等于額定功率。 (2)假如生產(chǎn)這種燈泡的鎢絲的粗細(xì)是一定的為使其在標(biāo)稱電壓下工作時消耗的功率等于額定功率，其長度為一確定的數(shù)值l0，實際上這個燈泡鎢絲的長度比 l0長了還是短了?為什么? (3)如果要使這種燈泡達到額定功率，加在燈泡l的實際電壓應(yīng)為多大? 提示：可用作圖象的方法解答。在圖10的坐標(biāo)紙上作出相關(guān)圖象、根據(jù)圖象求得結(jié)果。 八；(14分)有

11、一種測量人的體重和身高的電子秤，其測體重部分的原理圖如圖11中的虛線框所示,它主要由三部分構(gòu)成：踏板和壓力杠桿abo，壓力傳感器r(電阻值會隨所受壓力大小發(fā)生，變化的可變電阻),顯示體重大小的儀表a(實質(zhì)是電流表)，其中ao：bo=5：l，壓力傳感器r表面能承受的最大壓強為2×106pa，且已知壓力傳感器r的電阻與所受壓力的關(guān)系如下表所示。壓力f /n 0 50 100 150 200 250 300 電阻r/ 300 270 240 210 180 150 120 設(shè)踏板和杠桿組件的質(zhì)量可以忽略不計，接通電源后壓力傳感器兩端的電壓恒為4.68 v，取g=10n/kg請回答： (1)

12、該秤零起點(即踏板空載時)的刻度線應(yīng)標(biāo)在電流表刻度盤多少毫安處? (2)如果某人站在該秤踏板上，電流表刻度盤的示數(shù)為20ma，這個人的體重是多少? (3)若壓桿與壓力傳感器之間的接觸面積是2cm2，則該秤的最大稱量值是多少?第十五屆全國初中應(yīng)用物理知識競賽參考答案一、選擇題1.c;2.d;3.a;4.b。二、填空題1.在墻上確定一系列等高點,連通器原理;2.反射,左;3.加快水的蒸發(fā),利用水的蒸發(fā)吸熱降低食物的溫度;4.(1)紅光能在空氣中傳播更遠(yuǎn)的距離;人眼對紅光比其他色光更敏感;(2)南北“綠”,東西“紅”;并;(3)東西。三、簡答題1.小紅的想法更好;只要能維持水沸騰,不論用大火還是小火

13、,水的溫度都不再改變?；鹛?既浪費能源,又會使水因劇烈汽化而容易干鍋。2.在河面有波浪時,波浪起伏,在各個方向相當(dāng)于形成了許多小的平面鏡;岸上的燈通過每個小平面鏡產(chǎn)生位置高低各不相同的許多虛像,從而形成一條光柱。3·氣筒壁溫度升高有兩方面的原因:一是由于氣筒內(nèi)的活塞與筒壁間的摩擦生熱,引起壁溫升高;二是由于氣筒內(nèi)的活塞不斷壓縮氣體對氣體做功,氣體溫度升高導(dǎo)致筒壁的溫度升高。4·乙圖所示的鍋爐的結(jié)構(gòu)更合理。理由:水的受熱面積大,同時減少了燃燒室下面的熱損失,增加了內(nèi)能的利用率。鍋爐外有絕熱材料,大大降低散熱損失,節(jié)約燃料。有吹風(fēng)設(shè)備,燃料燃燒充分,提高燃料的利用率。5

14、83;從果蠅眼部的特寫照片可以看出,它的每只眼睛可以看成是由許多只微型的小透鏡組成。每個小透鏡主光軸所指的方向各不相同:這樣,幾乎各個不同方向的景物均可通過不同的小透鏡成清晰的像,所以它的視野是十分寬闊的。而人的每只眼睛只相當(dāng)由一個凸透鏡構(gòu)成,與之相比,其視野的范圍就小多了。四、參考解答由圖8電能表可知,該電能表轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)過3 000r,消耗1kw·h的電能這表明每轉(zhuǎn)一圈用電器所消耗的電能為1 200j。設(shè)1臺電腦顯示器的待機功率為p,由20p×60s=1 200j×5,解得:p =5w。五、依題意畫等效電路圖,如圖答1、圖答2。因為已知每1km導(dǎo)線的電阻為2,所以

15、2km導(dǎo)線的電阻為4,設(shè)mn為漏電處,漏電電阻為r,am和cn電阻均為r,則mb和nd電阻均為4- r。依題給條件(1)、(2)可列方程:72=90r+2rr,和50=100r+2(4-r)r,解得r =0.8,r =6.4。已知每1km導(dǎo)線電阻為2,故0.8對應(yīng)的長度為0.4km,即漏電處距甲地0.4km。六、(1)配重是一種平衡體。其技師應(yīng)選擇大約跟電梯廂(包括平均搭載的乘客)的質(zhì)量相等。這樣,當(dāng)開動電動機時,它只需要供給提升多搭載的乘客上升或少搭載的乘客下降的動力。其余的的重力由配重來平衡。所以,最經(jīng)濟的配重所受重力gd應(yīng)為:箱體重ge與承載人重g人的一半之和。即gd= ge+12g人=

16、18 000n,所以配重的質(zhì)量為md=1800kg。(2)a點受力,fa=12(g人+ge) =10 500n,b點受力,fb=12gd=9 000n。七、(1)p = ui =220v×0.467a = 102.7w >100w,大于額定功率。(2)鎢絲短了一些。根據(jù)p = ui,實際功率大于100w,是因為實際電流大于額定電流;根據(jù)歐姆定律,電壓力變而電流大是因為燈絲的電阻小了一些;在材料和橫截面積一定時,電阻小說明鎢絲比l0短了一些。(3)以燈泡兩端的實際電壓u和實際功率p作為橫坐標(biāo)軸和縱坐標(biāo)軸。根據(jù)題目表格中的數(shù)據(jù)計算出不同電壓下的實際功率列表如下:電壓u/v18018

17、5190195200205功率p/w75.0678.8182.4685.9989.4092.87電壓u/v210215220225230235240功率p/w96.1899.33102.74105.98109.3112.57115.68在坐標(biāo)紙上描點。繪出p-u圖像如圖答3所示。當(dāng)p =100w時,由圖像可讀得u =216v。即當(dāng)加216v電壓時能達到額定功率。八、(1)依題知,電子秤空載時,壓力傳感器受到的壓力f1=0,由表知,此時壓力傳感器的電阻為r1=300,電路中的電流為i1=u/r1=4.68v/300= 0.015 6a=15.6ma。所以,該秤的零起點的刻度線應(yīng)標(biāo)在電流表刻度盤的15.6ma處。(2)當(dāng)電流表刻