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2007年全国初中应用物理知识竞赛试题[1]

发布时间:2014-03-27 17:22:45  

第十七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中只有一个是正确的,把正确选项前面的字母填在题后的括号内(每小题4分,共20分)。

1 .为了保证飞机在起降过程中的安全,飞机起飞和降落时,下列操作中正确的是

A .起飞时前轮先离开地面,降落时前轮先接触地面 ( )

B .起飞时前轮先离开地面,降落时后轮先接触地面

C .起飞时前轮先离开地面,降落时前、后轮同时接触地面

D .起飞时前、后轮同时离开地面,降落时前、后轮同时接触地面

2 .手机已成为现代生活中常用的一种通讯工具。一般的手机都设有利用振动提示人们“来电”的装置。有一种手机提示“来电”是用一个微型电动机带动转轴上的叶片转动,当叶片转动时,电动机也就跟着振动起来,从而又带动手机振动。在图 1 所示的几种形状的叶片中,你认为能够实现上述振动功能的是 ( )

图 l

3.蔬菜加工企业为了避免蔬菜在长途运输、贮藏等环节中腐烂变质及高温杀菌时对蔬菜营养成分的破坏,常对蔬菜进行真空脱水,使成为脱水蔬菜。从物理学的角度看,真空脱水的道理是

A.真空环境的温度极低,可使蔬菜中的水分迅速凝固并升华,从而实现脱水

B.真空环境的温度很高,可使蔬菜中的水分在短时间内迅速汽化,从而实现脱水

C.真空环境的空气密度很小,可迅速提高蔬菜中水分子的运动速度,从而实现脱水

D.真空环境的气压很低,因而大大降低了水的沸点,蔬菜中的水分迅速汽化,从而实现脱水

4 .人们用来取暖的一种热水袋如图 2 所示。它的表面有很多长

条状的橡胶突起部分,这些突起部分相互平行且突起的高度较大,做成

这种外形的主要目的是 ( )

A .使热水袋美观大方,起到装饰作用

B .使热水袋能同时具有传导、对流和辐射的传热功能

C .这种突起具有良好的弹性,在外界压力作用下容易发生弹性形

变,以防止在某种重压下,所灌热水将热水袋胀破

D .减小热水袋与人体的直接接触面积,以降低热水袋的放热速度,实现缓慢放热 5 .由于长期的河道淤塞,黄河下游的河床已被抬高。沿河农民通常采用如图 3 所示的方式,引黄河水来灌溉农田。有关这种引水灌溉方式,下列说法中错误的是( )

A .这种取水灌溉方式利用了连通器原理 B .使用时 B 端管口必须低于 A 处水面

C .使用时先将管道中灌满水 D .高度差 H 越大,管道中的水流得就越快

1

二、填空题(每空 1 分,共 15 分)

1 .古诗《小儿垂钓》中有“路人借问遥招手,怕得鱼惊不应人”。

( l )这个钓鱼的小儿面对路人的询问,只是招招手却默不作声。这是因为他知道声音不仅能在空气中传播,还能在________________中传播。

( 2 )小儿招手__________(选填“会”或“不会”)产

生波动,鱼儿听不见的原因是____________________。

2 .去年暑假小明参加学校的生存夏令营,学到了野外

生存的很多知识和技能。其中:

( 1 )获取饮用水。如图 4 ,用大塑料袋套在树叶浓密

的嫩枝上,扎紧袋口。随着植物中水的不断_______和

________经过一段时间,塑料袋的内表面上就会出现一层水

珠。

( 2 )用影子辨别方向。如图 5 所示,将一根直杆竖直插在水平地面上的口点。中午前后,用描点的方法在地面上画出杆的阴影顶端的运行轨迹,在轨迹上找出其中距O点最近的点 A ,则 OA 所指示的方向就是____________(选填“东”“西”“南”“北”)方向,这一判断应用的光学知识是_____________________________。

3 .当摄影师用一台镜头焦距固定的照相机给全班同学照完毕业像后,接着又要给小明同学照半身像,这时摄影师应该___________(填“增大”或“减小”)照相机镜头和小明同学的距离,同时____________(填“增大”或“减小”)镜头到底片的距离。

4 .用久了的白炽灯泡会蒙上一层浅浅的黑色,这是因为钨丝受热时产生_________现象,出现钨蒸气,在灯泡内壁上产生_____________的缘故。

5 .油库里的储油罐如图 6 所示,它浑身银白,直径较大,高

度较矮(相对于直径而言),像个短胖子。请回答:

⑴在储油罐的这些设计中,“浑身呈银白色”是为了

_____________________ ;“直径较大,高度较矮”是为了

_______________________

⑵在储油罐旁还安装有自动喷头,每到夏天,特别是白天的中

午,常用喷头向储油罐喷水,这主要是利用水的______________较

大的特性,以及水蒸发时要吸热的特性来给储油罐_________________,以防止油的自燃。

三、简答下列各题(每小题 4 分,共 20 分)

1、小华感冒咳嗽,妈妈给她买了“双黄连口服液”。粗心的小华

将口服液盒内特制吸管弄丢了,只好拿来一根饮料吸管插入瓶中,结

果她费了很大的劲才把药液“吸”上来。后来,她发现这两种吸管的

形状不一样:饮料吸管外壁光滑,口服液吸管外壁有棱,两种吸管的

2

截面形状如图 7 所示。请你运用物理知识解释为什么两种吸管“吸”药的效果不同。

2 .寒冬时节的早晨,汽车司机上车后常发现在前风挡车窗上出现白色的“哈气”,于是他打开暖风,很快就能除掉“哈气”;夏天,在下大雨后,风挡车窗上也出现“哈气”影响安全驾驶,于是司机打开空调制冷,很快“哈气,’也被除掉。为什么同样的现象,司机采取不同的方法却收到了相同的效果?请你用所学的物理知识加以解释。

3 .小洪买了一种叫“吹泡泡”的玩具,发现有时能吹出泡泡,有时又吹不出泡泡。爱动脑筋的他产生了一个疑问:这泡泡的产生究竟与哪些因素有关呢?他猜想:泡泡的产生可能与吹泡泡用的管子粗细有关,于是他设计并进行了实验,记录了如下实验结果:

请你根据小洪的实验记录回答下列问题:

( l )分析以上实验结果,可以得到什么结论?

( 2 )请你另外提出两种猜想,说明影响泡泡产生的因素。

( 3 )设计一个方案,验证你提出的其中一种猜想。

4 .如图 8 为输电线路中常用的油浸自冷式变压器。变压器内

部的铁芯、线圈就浸没于变压器油(一种矿物油,也称导热油)中。

变压器工作时,铁芯、线圈会发热。这些热量主要通过导热油并流经

变压器外部的一根根金属管道散发到空气中,从而使铁芯、线圈的温

度不会升高太多,以确保变压器的安全运行。请回答:

( l )变压器外部的散热器为什么做成管道状?

( 2 )从图 8 我们发现:变压器外部的散热管道都是沿竖直方向

而不是沿水平方向分布的,这是为什么?

( 3)正常情况下,变压器油箱中的导热油是绝对不允许装得满满

的,这是为什么?

3

四. ( 8 分)小明家新买了一条 10OW 的电热毯,他想用电流表和电压表测量电热毯的电阻值,于是连接了如图 9 所示的实验电路。其中电源两端的电压为 6V, 为电热毯的电阻值,滑动变阻器的最大阻值为 20Ω。但实验过程中,小明发现,不论怎样调整滑动变阻器触头尸的位置,电压表的示数凡乎不发生变化,且查得电路各处均连接无误。请你分析一下产生这一现象的原因是什么?若不更换实验器材,应怎样连接电路,才能在触头 P 滑动过程中,有效地改变电热毯两端的电压值。

五. ( 10 分)如图 10 所示为利群商厦安装的光敏电阻自动计数器的示意图。其中A为光源,B为由电动机带动匀速运行的自动扶梯,R1为光敏电阻,R2为定值电阻,当有光照射时Rl=R2。每当扶梯上有顾客经过,挡住由A射向Rl的光线时,R1的电阻值就增大,计数器就计数一次。请回答:

1 .当扶梯上的顾客挡住由 A 射向 Rl 的光线时,光敏

电阻Rl两端的电压将发生怎样的变化?

2 .若已知自动扶梯满载时,相邻的两个顾客之间的距离

均为50cm ,扶梯运行的速度为1m/s 。求计数器计数101次,

所需用的时间。

3 .若某一段时间内自动扶梯的乘载率为20 % ,试求这

一段时间内该商场自动扶梯上的平均客流量是多少。(客流量

是指单位时间经过的顾客人数)。

六. (10 分)“加在密闭液体上的压强,能够大小不变地被液体向各个方向传递”,这个规律叫做帕斯卡定律。在图 n 所示的连通器中,如果活塞的质量和液体本身所受的重力可以忽略不计,根据帕斯卡定律可以

推得,作用在大、小活塞上的力和大、小

活塞的面积有以下关系:

F=mg(F表示力,单位为牛,m表示质量,单位为kg;g表示m的系数)

从图11根据这一关系式:如果小活塞的面积较小,那么在小活塞丘加一个较小的力,就可以在大活塞上得到一个较大的力。“液压千斤顶,’就是根据帕斯卡定律制成的。

图 12 所示的是液压千斤顶的剖面图。它是汽车等运输机械常备的维修工具,只要对杠杆施加一个不大的作用力F ,

就可以把一辆汽车顶起来而便于更换和修理轮胎。如果图

4

示的千斤顶的大活塞面积是 40 cm2,小活塞面积是5cm2 ,杠杆上的OA=OB 。请回答:

1 .使用中发现,压下杠杆时,虽然能把一个重物顶起来,但一放手,重物又降了下来,不能把重物长时间顶住。这说明图示的千斤顶有一个零件损坏或丢掉了。请你画一个零件补在相应的位置上,达到被顶起的重物不再降下来的目的(在图12 上画出示意图即可)。

2 .若要在1min内把1 t 的重物顶起3cm ,则在A端需加多大的力(取 g = 10N / kg ) ,A端要下降多少米?

七.( 9分)某院内有甲、乙两户居民,院内原先供电线路用的是横截面积为2.5m2 的铝芯橡皮绝缘线,从进院后的接线端经25m 先到达甲户,再从甲户经25m 到达乙户。每户总用电额定功率均为2kw。为了增加用户的最大安全用电功率,现在要进行“电力增容”使每户总用电额定功率均可增加到4kw 。增容后保持院内线路分布情况不变,只是供电线路改用铜芯橡皮绝缘线。下表列出了不同横截面积的铜导线

在常温下的安全载流量(即长时间通电时的最大安全电流)。 假设两户所有用电器均为纯电阻电器,各用电器的额定电压都是220V ,用户室内电线的电阻忽略不计。而且设进院后的接线端的电压总保持220V ,试回答下列问题: 1 .画出院内的供电和用电的电路图。 2 .通过计算说明,在实用和经济的前提下,为了“电力增容”,院内的供电线路应选用哪一种铜导线?

八. ( 12 分)图 13 是常见的一种电动自行车,使用前要先对车上的蓄电池充电。骑行时,蓄电池对车上的电动机供电,电动机为车提供动力。下表是这种品牌电动自行车的一些主要技术参数。

请回答:

1 .技术参数表中“36V / 10Ah ”表示的物理意义是什么?

2 . 若摩托车每行驶 100km耗油2.5L,油价约5.1元/L,照明用电的电费0.5元/kw· h,请通过计算说明使用电动自行车与摩托车哪种更经济。

3 .请从环保角度,比较电动自行车与摩托车对环境的污染情况。

4 .在交通运输中,常用“客运效率”来反映交通工具的某项效能,“客运效率”表

5

示每消耗单位能量对应的载客数和运送路程的乘积,即客运效率=人数×路程/消耗能量。一个人骑电动自行车,消耗 1MJ ( 106J )的能量可行驶30km,一辆有 4 人的普通轿车,消耗320MJ 的能量可行驶100km ,则电动自行车与这辆轿的客运效率之比是多少?

6

第十七届全国初中应用物理知识竞赛参考解答和评分标准

一、选择题(每小题2分,共10分)

1 .B 2. C 3.D 4.D 5.A

二、填空题(每空1分,共15分)

1.(1)(1分)水

(2)(1分)会 (1分) 招手时,手的振动频率很低,所发出的波动频率也很低,不在鱼的听觉范围内

2.(1)(1分)蒸发 (l分)液化; (2)(1分)南 (1分)光沿直线传播

3.(1分)减小 (1分)增大

4.(l分)升华 (1分)凝华

5.(1)(l分)尽可能地反射阳光 (1分)稳固油罐,增大容积

(2)(1分)比热容 (1分)降温

三、简答题(每小题4分,共20分)

1.(4分)参考答案:

吸管插入药液瓶后,由于饮料吸管的外壁光滑,它与药液的橡胶瓶盖紧密接触,空气不能进入,因此很难“吸”上药液....................................... 2分 而药液吸管的外壁是有棱的(或凸凹不平),利于空气的进入,药液在大气压的作用下被压入口中.......................................2分

2.(4分)参考答案

使用电炉,消耗的是电能,是否省电,不能只看电功率的大小。假设不考虑热量散失和其它能量损失,将同样的一壶水从20℃加热到100℃需要吸收的热量是相同的,消耗的电能也相同,只是用800 W加热的时间比用1200 W的时间更长一些。........??2分 但是,实际上用电炉给水壶加热的同时,也在散热,由于使用800W电炉加热的时间更长,散失的热量也就更多,所以要同样加热到100℃,所需要的电能也会更多!故他的想法是不合理的。所以,在用户电度表允许承受的范围内,购买电功率大一些的电炉更为合算。..........................................??2分

3.(4分)参考答案

水蒸汽遇冷才能凝结成小水珠形成“哈气”,司机采取的措施都是从抑制气体液化的条件入手的?1分

在冬季,司机用暖风提高风挡玻璃的温度,使水蒸汽不能在风挡玻璃上液化而形成“哈气”??1分

在夏季下大雨时,车外温度较低,关闭车窗后,车内温度较高,风挡玻璃的温度较低,车内水蒸汽在风挡玻璃上遇冷可以凝结形成“哈气”;此时打开空调制冷,使车内温度低于风挡玻璃的温度,车内水蒸气不能在风挡玻璃上液化,从而起到预防“哈气”产生的作用..............................????2分

4.(4分)参考答案

(1)其他条件相同的情况下,管子直径越大,越难产生泡泡................. 1分

(2)液体的种类、液体的浓度(或者液体的温度、蘸有液体的多少、吹泡泡用力的大

7

小等)1分

(3)以液体浓度为猜想的设计方案:...........................??2分 ①往盛有相同水量的二个水杯中分别加入不同量的洗衣粉并搅拌均匀;

②用一根管子在其中一只杯中蘸一下,用力吹气,观察泡泡产生情况;

③用相同的管子,在另一杯中蘸同样多的液体,用同样大小的力吹气,观察泡泡产生情况。

5.(4分).参考答案

(1)扩大散热面积(或与空气接触面积).................................1分

(2)连通器中的同样液体,静止时的液面是相平的........... 1分

(3)管道沿竖直方向便于变压器中的导热油形成对流,增强散热能力................. . ......1分

(4)若变压器油箱中的导热油装得满满的,则发热膨胀的导热油会把变压器胀破,造成事故...............................................??1分

四.(8分)参考解答:

在电路连接无误的情况下,可以对电路进行有关计算。当触头P滑至a端时,电热毯直接与电源相连,其两端的电压Ux即为电源两端的电压,即Ux=6V;当触头P滑到b端时,电热毯与R串联后接在电源上,电热毯与R共同分担电源两端的

电压......2分

此时若Rx>>R,则电热毯两端的电压Ux远大于滑动变阻器两端的

电压UR,即Ux≈U,因此会发生不论如何调整触头P的位置,Rx两端

电压Ux几乎不变的现象。可见,小明实验中不能有效地改变电热毯两端

的电压值,是由于电热毯的电阻远大于变阻器总电阻的缘

故。.......................2分

在不更换实验器材的情况下,可以将电路连接成答图l所示的结构。即在原电路图所示的电路中,从滑动变阻器的b端向电源负极连接一根导线bc。这样,当P滑至a端时,Ux=6V;当P滑至b端时,Rx被导线bc短路,Ux=0V。从而实现了Rx上的电压值由0V至6V的大范围变化................... 4分

五、(10分)参考解答

1.不考虑电池内阻,当挡住由A射向R1的光线时,R1增大

(1)因为I=U,所以I减小 R1?R2

R1两端的电压U1=U一IR2,因为I减小,所以U1,增大..............3分

(2)光敏电阻R1上消耗的功率P1=U1(U?U1),因为U1+(U-U1)=U为一定值, R2

所以,当U1=U-U1时,U1(U-U1)有最大值,Pl有最大值。即R1=R2时,P1有最大值。

所以,当R1增大时,R1上消耗的功率P1要变小。???????????3分

8

2. t= s(101?1)?0.5 = s = 50s ?????????2分 v1

3.平均客流量为:k =(101?1)人×20%×60s=24人/min????????2分 50

六、(10分)参考解答

1.应补上一个单向阀门,位置如答图2所示:?4分

2.要把重物顶起来,大活塞所做的功应为:

W大=Gh=mgh=300J ?????? l分

维修人员做的功应为:WF =W大

? =300 J=375 J??????1分 80%

维修人员消耗的平均功率为:PF=WF375 = J/s=6.25W ??? 1分 60t

重物被匀速顶起时,大活塞对重物的支持力 F大= mg = 1.0 × 10 4 N ????l分 因为大活塞的面积 S大=8 S小,所以作用在小活塞上的力

F小=S小

S大F大= 1×1.0×10 4 N=1250N???????1分 8

1OB,液压千斤顶的机械效率η=0.8, 5又因为杠杆上的OA=

所以维修人员加在B端的力FB的大小应为:FB=OAF小

OB? = 1250N=312.5 N ? l5?0.8

七、(13分)参考解答

1.答图3为供电和用电的电路图。? ? ? 3分

2.两户都用电时,线路中的总电流最大为

I总= P总

U = 4kW?2 = 36.4 A 220V

查表可知,应选用横截面积为4mm2的铜芯橡皮绝缘线? ? ? ? ? ? ? 3分

-3.每50m长的铜导线的电阻为 R=4.25×l03×50=0.21(Ω)? ? ? ? l分

U2U22202

每个用户用电器的总等效电阻为R甲= R乙==== 12. l(Ω)? ?

14000P乙P甲

9

全院的总等效电阻为R总=2 r +R甲(R乙?2r)

R甲?R乙?2r =6.3(Ω)

干路电流为I总′=220U= =34.9(A)????? 1分 6.3R总

甲用户两端的电压为U甲=U-I总′R=220-34.9×0.21=212(V)?????l分

乙用户两端的电压为U乙=

2U乙2082

乙用户消耗的功率为P乙= = = 3.58×103(W)????????? 112.1R乙U甲R乙?RR乙 = 212×12.l =208(V)???? l12.1?0.21

其他解法,只要正确,参考上述评分标准给分。

八、(14分)参考解答

1.当供电电压是36V,通过的电流是10A时,可供电l h ????????? 2分

2.因电动自行车匀速行驶,故发动机提供的牵引力与阻力相等:

F= f =0.02×(m1+m2)g=0.02×(70kg+40kg)×l0 N/kg=22N????1分

20min内自行车通过的路程为 S=v t=6m/s×20×60s=7200m? ? ? 1分 电动机对自行车做的功W有=Fs=22N×7200m=l.584×105J? ? ? ? ? 1分

1.584?105

电流所做的总功为W总= = J=l.98×105J ? ? ? l分 0.8?W有

1.98?105J 通过线圈的电流I= = =4.58 A ? ? ? ? ? 1分 Ut36V?20?60sW总

3.电动自行车每行驶 100km耗电的费用 2×0.6kW·h×0.5元/kW·h=0.6元??l分

摩托车每行驶100km耗油的费用 2.5L×5.1元/L=12.75元 ? ? ? ? ? l分 比较可知,每行驶100km的路程,电动自行车比摩托车的费用低很多。所以使用电动自行车更经济。??????????????????????????l分

4.摩托车工作时要排出废气并产生噪声,对环境污染较大。????????? l分 电动自行车工作时虽然不排尾气且无噪声,但目前市场上销售的电动自行车使用的大

10

多是铅酸蓄电池,使用一年左右就需更换。这种电池腐蚀后溢出的含铅和酸性物质对土壤和人体健康危害很大。铅是一种具有神经毒性的重金属,会对人的大脑造成损伤,导致中枢神经功能低下,神经及行为功能异常。? ? l分

5.电动自行车和汽车的客运效率分别用η1、η2表示,则

?11?30320?106

? ==24 : l ? ? ? ? ? ? ? ? 2分 64?10010?2

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