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2012九年级物理竞赛试卷初赛

发布时间:2013-10-04 10:20:25  

2012年长沙市九年级应用物理知识竞赛初赛试题 考试时间:2012年3月31日上午9:00----10:00 考生注意:本学科试卷共三道大题,22个小题,满分100分,考试时量60分钟。 一、选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的,请把正确答案的选项填入下面答案栏表格中的指定位置,写在其它地方均为无效答 案,不给分。)

1. 超市里出售的冷冻食品的塑料包装盒通常选用白色的,并在盒子的底部压制出一些几何图案的凹凸槽,这主要是为了 A.既轻便又美观 B.既保温又增强抗形变能力 C.减少食品与包装盒的接触面积 D.避免食品受污染 2.一名军人在一次执行任务时需要从正在正常向前行驶的卡车右侧跳下。对于跳车的方法,以下四种方案中最安全的是 A.脸向车后并相对于车向后跳 B.脸向车后并相对于车向前跳 C.脸向车前并相对于车向后跳 D.脸向车前并相对于车向前跳 3.“纳米”是长度单位之一,符号为nm,且1 nm=10-9 m。纳米技术是以0.1~100 nm的尺度为研究对象的前沿科学,目前我国在这方面的研究已跻身世界前列,已知我国研制成的碳纳米管的强度(单位面积能承受的最大拉力)是钢的100倍,而碳纳米管的密度仅为钢的16,假设有两根同样粗细的细绳,一根由碳纳米管制成,一根由钢管制成,将它们分别在地面附近竖直悬挂起来,则它们能承受自身重力而不断裂时的最大长度之比L纳米:L钢为 A.600:1 B.3600:1 C.100:6 D.100:1 4.如图两块同材料的木块A和B被水平力F通过轻质的光滑挡板压在竖直墙上,处于静止状态,则 A.物体A对B没有摩擦力 B.物体A对B的静摩擦力方向竖直向上 C.物体A对B的静摩擦力方向竖直向下

D.条件不足,无法判断

5.目前航天飞船的飞行轨道都是近地轨道,一般在地面上方300km左右的轨道上飞行,绕地球飞行一周的时间约为90min左右。若飞船在赤道上空飞行,那么飞船里的航天员在24h内可以见到日出的次数可能为

A.15 B.1 C.2.7 D.0.38

6.甲、乙两实心球放入足够深的某种液体中平衡后,所受的浮力之比为F甲: F乙=2:5。若甲、乙两球的密度之比ρ甲:ρ乙=1:2,体积之比V甲:V乙=2:3,则

A.甲、乙都沉底 B.甲漂浮,乙沉底

C.甲悬浮.乙沉底 D.甲、乙都漂浮在液面上

1

7. 如图,电源电压保持不变,R0为定值电阻。闭合开关S,当滑

动变阻器的滑片P在某两点之间来回滑动时,电流表的示数变化范

围是0.5~1.5A,电压表的示数变化范围是3~6V。则电源电压为

A.6V B.7.5V

C.9V D.15V

8.将绳子一端拴在斜面顶端,使绳子绕过圆木,用手拉绳子的自由端,将圆木拉上斜面顶端的汽车上。已知汽车高h为1.2m,斜面长L为4m,圆木重量为2000N,若效率为80%,则拉力为

A.350N B .375N

C. 400N D .425N

二、填空题(本题共10个小题,每空3分,共48分,不要求写

出解答过程)

(一)矿泉水瓶在生活中比比皆是,我们可以用它来做很多物理小实验。

9. 用矿泉水瓶装适量的水(未满),在瓶盖上钻一个小孔,插入一根吸管,管下端没入水中,把盖子盖紧,吸管周围用“强力胶”封好,然后通过吸管往瓶中吹气,使吸管中的水上升到超过瓶盖2-3厘米,就制成了“气压计”。把气压计从山脚拿到山顶,吸管中的液面将 )。

10.把矿泉水瓶的颈部剪下,做成一漏斗,一手把乒乓球放入“漏斗”中的顶部,另一只手捉住瓶口,用嘴使劲向下吹气,同时放开拿乒乓球的手,发现乒乓球不会掉下去,这是因为 。

11.在靠近矿泉水瓶底部的侧壁上开一个小圆孔,用胶带封住小孔,接着拧开瓶盖,往瓶中加入水,然后撕去胶带,水便从小孔射出。盖上瓶盖并拧紧,不久水便停止从小孔中射出。这个实验表明气体的压强随体积的增大而 。 12.用矿泉水瓶装少量的水后盖子不要盖太紧,把瓶子两端朝相反的方向拧,松手后会发现瓶盖被冲出,同时看到瓶口出现“白烟”。 “白烟”是 现象。(填物态变化的名称), “白烟”形成的原因是 。

(二)物理学中常利用数学知识和技能从图示、表格、统计图表中获得信息,并将这些已知信息转化为数学模型。请解决下列图表类问题。

13. 光学兴趣小组的同学在一次探究凸透镜成像规律的实验中,不断改变物距(u),并在调节得到清晰像时记录像距(v),结果获得了一组物距(u)和像距(v)的对应数据.然后根据数据描点画出了下左图所示的图线。那么,根据你所知道的凸透镜成像规律,结合对图线的分析,可知该兴趣小组的同学做此实验时所用凸透镜的焦距是______cm。 当物距为12cm时,凸透镜所成的像是 的像,当物距从60cm变化到40cm时,像是变 的。

14.某学习小组对一辆在平直公路上做直线运动的小车进行观测研究。他们记录了小车在某段时间内通过的路程与所用的时间,并根据记录的数据绘制了路程与时间的关系图象,如下中图所示。根据图象可知,2~5秒内,小车的平均速度是 ;若5~7秒内小车受到的牵引力为100N,小车的功率是 W。

15. 小明利用标有 “6V 6W”的灯泡L1和“6V 3W”的灯泡L2进行实验。如下右图所示:A、B分别为通过灯泡L1

和L2中的电流随两端电压变化的曲线。若将L1和L2并联在3V

的电 2

压下,电路中总电流为 A;若将两灯串联在电路中,使其中一个灯泡正常发光时,电路消耗的总功率为 W.

(三)PTC是一种新型的半导体陶瓷材料,它以钛酸钡为主,渗入多种物质后加工而成,用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能,应用十分广泛。

16.PTC有一个根据需要设定的温度,低于这个温度时,其电阻随温度的升高而减小,高于这个温度时,电阻值则随温度的升高而增大,我们把这个设定的温度叫“居里点温度”, 家用固体电热灭蚊器就使用PTC陶瓷电热元件,下左图为其电阻随温度变化的图像,由图可知,该PTC材料的居里点温度为 ℃。 17.某家用固体电热灭蚊器工作时的温度基本恒定在165℃左右,若它的温度高于165℃,功率 ,使其温度 (以上均填变化情况);反之,也能自动调节。因此用PTC材料制成的电热器具有自动调节功能。

18.某同学利用PTC电阻设计了一个“过热自动报警电路”:将PTC电阻安装在需要探测温度的地方,当环境温度正常时,指示灯亮;当环境温度超过PTC电阻的居里点温度时,由于电阻变化,导致电磁铁磁性减弱,使警铃响。请帮他将下图所示的电路连接完整。

三、综合应用题(19题4分,20题6分,21题8分,

22

题10分,共28分)

19.乒乓球运动是集竞技、娱乐、健身于一体的体育运动,如图所示,请分析运动员在击球过程中用到了哪些物理知识?(答出两点即可)

3

20.小明家新买了一台电热油汀取暖器,如图所示。当小明用力晃动这台取暖器时,可以听到其内部发出了液体流动的声音。小明找出说明书仔细阅读后得知,这种取暖器将电热管安装在散热片腔体内的下部;在腔体内电热管周围注有导热油;在控制电路中装有双金属温控元件,当油温达到调定温度时,温控元件会自行断开电源;在使用注意事项中特别强调这种取暖器不能倒置或侧卧使用。请回答:

(1)为什么用油做导热物质而不用水?

(2)取暖器内部发出了液体流动的声音,说明油没有装满,这是为什么?

(3)为什么强调不能上下倒置或放倒后通电加热?

21.在学校创新比赛中,小亮同学设计了一个多档位的电热水器。图甲所示是他设计的电 热水器的工作电路图,R1和R2是两根电热丝。他设计的旋转开关如图乙所示。

旋转开关内有一块绝缘圆盘,在圆盘的边缘依次有共10个金属触点(在图乙中用“o”表示,“o”中标有1、2、3、4编号,编号相同的触点用导线连接)。可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片,转动开关旋钮可以将相邻的触点连接。例如,图乙中,旋钮上的箭头指向图中位置D,此时,金属滑片将1、2两触点接通,同时另一端也将3、4两触点接触。当旋钮上的箭头指向A、B、C、D不同位置时,可以实现四档加热功率。他设计的四

(1).如果要实现旋转开关沿某个方向转动时,加热功率依次递减或递增,通过计算,分析说明电热丝R1和R2的阻值应该分别为多大?旋钮上的箭头指向A、B、C、D不同位置时,分别对应哪一档加热功率?

4

(2).小亮根据计算结果,借助电池组、电压表和电流表分别截取了电阻大小符合要求的两根电热丝,并按电路图连接好。经检查无误后,小亮将电热器接入家庭电路,同时借助电能表和手表测量电热器在不同档位工作时实际消耗的电功率,结果发现每一档的实际功率均小于按照电热丝电阻计算的结果,测量后发现电源电压为220V。请简单解释产生这种偏差的原因。

(3).使用中他发现水温开始升高较快,后来水温升高越来越慢,最后甚至会保持某个温度不再升高,此时水并没有沸腾。并且选择加热档位功率越小,水能够达到的最高温度越低,这是为什么?

5

22. 如图甲所示为某型号汽车的自动测定油箱内油量的电路原理图,其中电源两端的电压恒为24V,R0为定值电阻,A为油量指示表(一只量程为0~0.6A的电流表),Rx为压敏电阻,它的上表面受力面积为10cm2,其阻值与所受压力的对应关系如图乙所示。油箱的上下两部分皆为长方体形状,下半部分的横截面积为20dm2,高为2dm,上半部分的横截面积为10dm2,油箱加满油时油的总体积为60dm3。当油箱装满油时,油量指示表的示数如图丙

33所示。已知:ρ汽油=0.7×10kg/m,取g=10N/kg。

(1).当油箱内汽油用完时,油量指示表的指针指向某一位置,求此位置所对应的电流值是多少;

(2).若汽车在高速公路匀速行驶400km,油量表由满刻度指向满刻度的1位置,求4

该汽车每行驶100km消耗汽油多少升;

(3).在上面第(2)问所述的行驶过程中发现,油量表的示数在开始运动的一段时间内变化较快,而后来一段时间内变化较慢,请解释其中的原因。

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2012年长沙市九年级应用物理知识竞赛初赛

参考答案

(本题本题共10个小题,每空3分,共48分,不要求写出解答过程)

(一)9.上升 10.气体流速快的位置压强小 11.减小 12.液化 气体对外做功,内能减少,温度降低,水蒸气液化成小水珠.

(二)13. 10 倒立放大 大 14. 0 200 15. 1 4

(三)16.100;17.变小 下降;18.如图

三、综合应用题(本大题共28分,19题4分,20题6分,21题每小题8分,22题10分)

19.参考答案

①球拍表面贴橡胶,为了增大球与球拍间的摩擦。②乒乓球在受到打击后,改变运动方向及速度大小,因为力可以改变物体的运动状态。③弧圈球是指旋转的球沿弧线运动,这是因为空气流速大的地方压强小。④乒乓球落到台面后会弹起,因为不同形式的能可以相互转化。⑤球与球拍脱离后依然向前运动,因为球有惯性。

说明:答出两点即可,每点两分。

20.参考答案

(1)油是绝缘体,使用较安全。 (2分)

(2)加热时,油体积要膨胀,若腔体内注满油,易胀坏腔体,引起事故。(2分)

(3)避免电热管露出油面,在这种情况下,通电加热有可能导致电热管处于油面以上的部分由于温度过高而损坏。(2分)

21.参考答案

(1).由图可知:

7

旋钮上的箭头指向D位置时,电热丝R1和R2并联,此时电路消耗功率最大:P1=1100W(1分)

旋钮上的箭头指向C位置时,电热丝R1单独工作,此时电路消耗功率为:P2=660W U2(220V)2

所以:R1?2??73.3? (1分) P660W

旋钮上的箭头指向B位置时,电热丝R2单独工作,此时电路消耗功率为:P3=440W U2(220V)2

所以:R2?2??110? (1分) P440W

旋钮上的箭头指向A位置时,电热丝R1和R2串联,此时电路消耗功率为:

U2(220V)2

P4???264W (1分) R1?R273.3??110?

(2).电热丝的电阻会随温度而变化。在借助电池组、电压表和电流表截取一定阻值的电热丝时,电热丝消耗的功率很小,一定时间内产生的热量少,故温度低,此时电阻小;当电热丝接入家庭电路工作时,消耗的电功率较大,一定时间内产生的热量多,温度升高显著,U2

电阻变大明显;由公式P?可知,此时消耗的电功率比测得的电阻计算的电功率要小一R

些。 (2分)

(3).电热器在给水加热时,由于水在吸热的同时还在散热(向空气传递热量、蒸发吸热),并且随着水温的升高,水温与环境温度差增大,热传递的速度加快、水蒸发时吸热的速度也加快,导致水的温度升高减慢;当散失热量与从电热丝吸收的热量平衡时,水温就不再升高了。 (1分)

当热功率越小,单位时间内产生的热量越少,达到上述平衡与环境的温差越小,所以水能过到的最高温度越低。 (1分)

22. 参考答案

(1).油箱装满油时,下半部分容积:V2=20×2×10-3m3=4×10-2m3

上半部分容积:V1=V-V2=6×10-2m3-4×10-2m3=2×10-2m3 V12?10?2

?1?m?2?10m (1分) 上半部分高度:h1??1S110

8

汽油的深度:h?h1?h2?2?10?1m?2?10?1m?4?10?1m

汽油对压敏电阻的压强:p=ρ汽油gh=0.7×10-3×10×4×10-1Pa=2.8×103Pa (1分) 汽油对压敏电阻的压力:F=pS=2.8×103×10×10-4N=2.8 N (1分)

由图乙可知:Rx=30? 由题意可得:R0?U24?Rx???30??10? (1分) I10.6

汽油用完时,由图乙可知:Rx′=300Ω

通过油量表的电流: I2?UR0?Rx??24A?0.08A (1分) 10?300

(2).油量表指向满刻度的

此时压敏电阻阻值:Rx???11位置,通过油量表的电流:I3??0.6A?0.15A 44U24?R0???10??150? (1分) I30.15

由图乙可知,汽油对压敏电阻的压力:F???0.7N 汽油对压敏电阻的压强:p???F??0.7?Pa?7?102Pa (1分) ?4S10?10

p??7?102

?m?0.1m (1分) 汽油深度:h???3?g0.7?10?10

剩余汽油体积:V???S2h???20?10?2?0.1m3?2?10?2m3

6?10?2?2?10?2

3m?10L (1分) 汽车行驶100km,消耗汽油体积:?V?4

(3).因油箱上部横截面积较小,消耗相同体积的汽油,上部的液面高度变化较大,导致汽油对压敏电阻的压力变化较快,所以电流表示数变化较快。 (1分)

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