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第十五届全国初中应用物理知识竞赛试题

发布时间:2013-09-27 17:35:15  

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。

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

1

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)。

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

o1.0×103J/(kg·C),所需的柴油约为[ ]

A.0.01kg B.0.1kg C.1kg D.10kg

二、填空题(共13分)

1.(3分)在装修房屋时,工人师 图2

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

2

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。

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?

3

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

4

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

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2 km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90 V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?

5

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 力各是多大?

6 图9

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。

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

7

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。

设踏计,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

?

(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?

8 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=5×3.6×106=6000J 3000

W6000JP===100W t60s

100∴P1==5W 20

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:

R190?721==① R0724

同理在乙地接100V电源时有

R2100?501==② R0501

由①②式得:R11= R24

L1R1=1= 而L1+L2=2km L2R24因长度与电阻成正比,

∴L1=400m

R1=0.8km×2Ω/km=1.6Ω

R0=4R1=6.4Ω

9

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=

(2)FA=FB=10500N

七、(1)P=UI=220V×0.467A=102.74W>100W 15000?6000=2100kg 10

U2

(2)由R=可知短了 P

(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=2×106×2×104=400N -

FB=5FA=2000N

∴mB=200kg

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