第十二届全国初中应用物理知识竞赛初赛试题及答案.docx
《第十二届全国初中应用物理知识竞赛初赛试题及答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第十二届全国初中应用物理知识竞赛初赛试题及答案.docx（17页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
第十二届全国初中应用物理知识竞赛初赛试题及答案
2002年第十二届全国初中应用物理知识竞赛初赛试题
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：
2002年3月31日（星期日）上午9:
30～11:
10
题号
一
二
三
四
五
六
七
八
总分
分数
复核人
一、以下各题所列答案中只有一个是正确的。
把正确答案前面的字母填在题后的方括号内（共12分，每小题3分）。
1．下列用电器正常工作时，电流最接近200mA的是（）
A．学生用计算器B．手电筒
C．家用空调器D．电饭锅
2．小明的写字台上有一盏台灯。
晚上在灯前学习的时候，铺在台面上的玻璃“发出”刺眼的亮光，影响阅读。
在下面的解决方法中，最简单、效果最好的是（）
A．把台灯换为吊灯B．把台灯放到正前方
C．把台灯移到左臂外侧D．把台灯移到右臂外侧
3．如图1，纸筒A的一端蒙了一层半透明纸，纸筒B的一端嵌了一个凸透镜，两纸筒套在一起组成了一个模型照相机。
为了在A端得到清晰的像，要调整A、B间的距离，这时（）
A．眼睛应对着B端向筒内观察，看看像是否清楚
B．如果看近处的景物时像很清楚，再看远处的景物时就应该把B向外拉，增加A、B间的距离
C．应把A端朝着明亮的室外，B筒朝着较暗的室内，否则看不清楚
D．应把B端朝着明亮的室外，A筒朝着较暗的室内，否则看不清楚
4．小明在听讲座时，想把银幕上用投影仪投影的彩色幻灯片图像用照相机拍摄下来。
由于会场比较暗，他使用了闪光灯。
这样拍出来的照片（ ）
A．反而看不清投影到银幕上的图像，倒是把银幕上的一些污渍拍出来了
B．色彩鲜艳，比不用闪光灯清楚多了
C．色彩被“闪”掉了，拍到的仅有黑色的字和线条
D．与不用闪光灯时效果一样，因为拍摄的是银幕上的像，而不是实际的景物
二、填空（共24分）
1．（4分）有以下6种物质：
铁，牛奶，水晶，白酒，水银，饼干。
可以把它们分成两类：
一类包括_______________________________________________________________，
其特征为_______________________________________________________________；
另一类包括_____________________________________________________________，
其特征为_______________________________________________________________。
2．（6分）图2为一个三孔插座，其中有一个插孔的导线是与室外大地相连的，请把这个插孔产中代表大地的记号E用线连起来。
如果这个插孔的导线断了，使用这个插座还能使洗衣机转动，但是存在的问题是
_______________________________________________。
3．（4分）如图3，甲、乙、丙、丁是镜头焦距不同的四架相机，它们所用的底片规格是相同的。
分别用它们在同一地点拍摄同一景物。
我们可以判定，在图4中，照片_______是用相机甲拍摄的，照片_______是用乙拍摄的，照片________是用丙拍摄的，照片________是用丁拍摄的。
4．（6分）请两个有实用价值的液体蒸发吸热的应用实例：
（1）_______________________________________________________________。
（2）_______________________________________________________________。
5．（4分）开关电灯时收音机里会出现“喀啦”声，这是因为
_____________________________________________________________________。
三、简答下列各题（共18分）
1．（6分）小李在电视中看见了一种体育娱乐活动：
一个人把自己悬吊在一根很长的橡皮绳下，自由地在空中上下振荡。
小李发现，不管这人运动的幅度如何，他上下一次所用的时间似乎总是相等的。
小李想证实这个观察结果的普遍性，甲、乙、丙、丁四位同学分别向他提出了建议。
甲：
多问几个人，以多数人的意见为准。
乙：
问问老师。
丙：
用一根橡皮绳吊一个沙袋做实验，测量不同幅度的情况下来回一次所用的时间。
丁：
直接打电话问问电视节目主持人。
如果以上四种途径得出的结论存在分歧，你最相信的是哪一种？
简要说明理由。
2．（6分）为了探究声的产生条件，有人建议利用以下几个实验现象。
甲、放在钟罩内的闹钟正在响铃，把钟罩内的空气抽去一些后，铃声明显减小。
乙、使正在发声的音叉接触水面，水面溅起水花。
丙、吹笛子时，手指按住不同的孔便会发出不同的声音。
丁、在吊着的大钟上固定一支细小的笔，把钟敲响后，用纸在笔尖上迅速拖过，可以在纸上画出一条来回弯曲的细线。
你认为，能说明声的产生条件的实验现象是哪一个或哪几个？
其他现象虽然不能说明声的产生条件，但是分别说明了什么问题？
3．（6分）厕所的坐便器在冲水之后由自来水自动上水，当水箱内的水达到一定深度时，浮标带动杠杆压住进水口，停止上水（图5）。
有一种水箱的浮标，形状是中间有隔断的圆柱体，隔断的中部有小孔通过塑料管连在一个阀门上（图6）。
阀门安装在便器坐圈的下面，平时是闭合的，当坐圈落在便器上并受到压力时阀门打开，塑料管与大气相通。
（1）说出这种设计的目的。
（2）说出这种设计的工作原理，特别要指出在什么地方用到了什么物理知识。
四、（满分4分，每错一题减1分，减完为止）根据你对“宽带”、“数字”、“电子信箱（电子邮件）”这几个术语的理解，判断以下说法的正误。
正确的在后面的方括号中打“√”，错误的打“×”。
（1）宽带网络可以进行电视信号的传送。
［ ］
（2）现在商店卖的“数字电视机”，不能接收数字电视信号。
［ ］
（3）别人给你发来电子邮件时，如果当时你的计算机没有开机，邮件也不会丢失。
［ ］
（4）声音经过话筒后变成的电信号是模拟信号，电报机发出的“滴滴答答”的信号是数字信号。
［ ］
（5）宽带通信线路允许更多的人同时用同一线路通电话。
［ ］
（6）电子邮件地址中，“＠”前面的字符是这个邮箱的用户名。
［ ］
五、（8分）小明在一根均匀木杆的一端缠绕少许铅丝，使得木杆放在液体中可以竖直漂浮，从而制成一支密度计。
将它放在水中，液面到木杆下端的距离为16.5cm，再把它放到盐水中，液面到木杆下端的距离为14.5cm。
如果所用铅丝的体积很小，可以忽略，小明测得的盐水密度是多少？
六、（10分）学校淋浴用的简易太阳晒水箱内装水60kg，水箱玻璃盖的面积为0.84m2。
从手册中查得，地球上与太阳光线垂直的表面接收的太阳辐射能为7.56×104J/（min•m2）；这类水箱吸收太阳能的效率约为50％；散热损失约为20％。
假设使用中能够及时调整水箱朝向，使阳光总能垂直射入玻璃盖，计算4小时后箱中的水升高的温度。
水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）。
七、（12分）上题水箱中的水在冬天往往温度不够高，同学们在水箱中加装了一个“220V，2000W”的电热管，并利用一个“6V，1W”的小灯泡和一段10Ω/m的电阻丝，为电热管安装了一个指示灯。
（1）画出电热管及指示灯的电原理图。
（2）在同学们的方案中，小灯泡两端的电压是按5V设计的。
对于指示灯来说，这样设计有什么好处？
（3）按上述设计，电阻丝需截用多长的一段？
（4）安装指示灯后，电热管的实际功率是额定功率的百分之几？
计算中可以认为电热管。
小灯泡及电阻丝的电阻不随温度发生明显变化
八、（12分）回答下面三个问题。
（1）图7中的两个实验现象说明气体的压强与什么因素有关？
有什么关系？
甲 下垂的两张纸，向中间吹气，这两张纸相互靠拢。
乙 向饮料管A吹气，饮料管B中的液体会上升并从管口喷出。
图7有关气体流动的两个实验
（2）用细线吊起一个空的塑料饮料瓶，用手转动饮料瓶，使它绕对称轴线旋转。
转动的塑料瓶带动四周的空气绕它旋转。
如果这时用电扇向它吹风，由于瓶的转动，它两侧的风速将不一样（图8）。
按照第（l）小题中发现的规律，旋转着的饮料瓶应当向哪个方向移动？
请在图中标出。
（3）乒乓球前进过程中由于不同的旋转方向会沿不同的径迹运动。
运动员用三种不同的击球方法把乒乓球击出，请判断，图9中l、2、3三条径迹哪一种是上旋球（图中沿逆时针方向旋转）的、下旋球（图中沿顺时针方向旋转）的。
不转球的。
说明你为什么认为上旋球应该沿着你所选的径迹运动。
第十二届全国初中应用物理知识竞赛试题详细解答（2002年）
一、选择题
1．B．学生用计算器耗电很少，其工作电流一般为130μA左右；通常手电筒内小灯泡的功率不足1W，其内电流则只有零点几安，它的值接近200mA；家用空调器的功率接近1000W，其电流则为几安；电饭锅的功率也超过100W,其电流大于200mA.
2．如果是右手写字的人选C；若是左手写字的人选D.
台面上的玻璃“发出”刺眼的亮光，原因是光滑的玻璃表面如同平面镜，产生了镜面反射，灯丝发出的光经玻璃表面反射进人了人眼，由反射角等于人射角可判断出台灯放在小明的前方或侧前方．如把台灯换为吊灯这种方法不是最简单，也不能消除玻璃的镜面反射．把台灯放到正前方则玻璃的反射光和直射光更加刺眼．把台灯移到左臂外侧，灯丝发出的光经玻璃反射向右上方传播，不会进人人眼，并且右手写字时不会遮挡光线，所以C项正确．如果用左手写字的人，则应把台灯移到右手臂外侧．
3.D.
若把模型照相机误认为小孔成像，则易错选答案A．模型照相机原理是凸透镜成像原理，右侧远处的景物发出的光线通过B端凸透镜在A端半透明纸上成倒立的缩小的实像．当物距增加时，像距减小，像变小．
根据凸透镜成像原理，应把B端凸透镜对室外，A端朝着较暗的室内，这样室外景物的光线经凸透镜折射后在半透明纸上成倒立缩小的实像，由于室内光线较暗，才可以看清成像情况．当由近景改看远景时，物距增大，像距减小，所以应减小AB间的距离才能使像清晰地成在半透明纸上．
4.A.
彩色幻灯片在光的照射下凸透镜成倒立放大的实像．虽然银幕上像的亮度不大，但与周围较暗的环境相比，仍然显得比较亮，人能够看得很清楚．如果用照相机拍摄，则亮度明显不够．使用闪光灯来拍摄，闪光灯发出的强光照射在银幕上不能增大像的亮度，只能增大银幕白帆布的亮度，使原来被彩色实像掩盖的污渍更加明显，与彩色实像相比较，银幕对闪光灯的反射光在照相机底片上的感光度更强．所以反而看不清楚银幕上的图像，倒把银幕上的污渍拍出来了．
二、填空题
1．铁、水晶、饼干——固体；牛奶、白酒、水银——液体．
（或者）水晶、白酒——透光；铁、饼干、牛奶、水银——不透光．
（或者）铁、水晶、水银——晶体；牛奶、饼干、白酒——非晶体．
（或者）铁、水晶、水银——纯净物；牛奶、饼干、白酒——混合物．
（或者）牛奶、饼干、白酒——可食用；铁、水晶、水银——不可食用．
本题属开放性试题，其答案不惟一，可从物质的不同属性上对物质进行分类．如根据物质的物理属性来分类，可以看它在常温下是固体还是液体，也可以看它是透光物质还是不透光物质；从物质的组成来看，可以看它是纯净物还是混合物；也可以从人类可否食用这种物质而分为可食用类和不可食用类等分类法．
2．连线如图1所示．
这个插孔具有安全保障作用．如果它与大地的连线断了，一旦电器的外壳与电源火线之间的绝缘损坏，容易造成触电事故．
洗衣机工作时，其消耗的电能由电源供给，电源→火线→洗衣机→零线→电源，构成洗衣机工作电流的通路．为保证使用洗衣机时人的安全，我们还将洗衣机外壳用导线与大地接通，这一导线即为通常所称的地线．地线的作用是防止出现触电事故，其原理是若洗衣机外壳与电想火线间的绝缘被破坏时，若无地线，则此时洗衣机外壳也相当于电源火线，人触及洗衣机外壳时就相当于触及火线而触电；若有地线时，则洗衣机外壳与地相通，人触及时，相当于与地相接触，不会发生触电事故．
3.D、B、A、C.
本题不是由于物距变化引起像的大小变化，而是改变焦距引起像的大小改变．可以用作图对比的方法找到规律，也可以用凸透镜成像公式和像的放大率公式分析求解．
解法一、作图法．因为四种焦距不同的相机在同一地点拍摄同一景物，所以物距相同，因焦距不同，得到的像距也不同，如图2所示．
作图对比可知，在物距相同、景物大小相同时，焦距越长，所成的像越大，由四架照相机的镜头到底片的距离比较得v甲＞v丙＞v丁＞v乙，推得f甲＞f丙＞f丁＞f乙，所以照片D像最大，是用甲相机拍摄的，照片A像第二大，是用丙相机拍摄的．照片C像第三大，是用丁相机拍摄的，照片B像最小，是用乙拍摄的．
解法二、公式法．因为甲、乙、丙、丁是四种不同焦距的相机在同一地点拍摄同一景物，所以，物体大小不变；物距相同，焦距不同，且有f甲＞f丙＞f丁＞f.由凸透锐成像公式
得
，物距。
不变，当焦距f增大时像距v增大，再由像的放大率公式
可知，像距刀增大，像的放大率增大，即焦距越长，像越大．由图可知，D照片与甲相机对应，A照片与丙对应，C照片与丁对应，B照片与乙对应．
4.
（1）生病发烧时用酒精擦身体，酒精蒸发吸收热量，使身体降温．
（2）电冰箱的液态氟利昂蒸发吸收热量，使冰箱内的温度降低．
只要所举事例合理即可得分．
5．开关电灯时，电流发生迅速变化，产生电磁波．收音机接收到了这一电磁波，并将其转变成声音，这就是“喀啦”声.
三、简答题
1．最相信丙．因为物理实验是检验物理理论是否正确的最终标准．
2．能说明声音产生的条件的是实验现象乙和丁；实验现象甲说明声音传播需要介质；实验现象丙说明不同长度的空气柱振动时发出的声音的频率不同．
放在钟罩内的闹钟正在响铃，此时响声是通过闹钟内的空气向外传出来的．若将钟罩内的空气抽去一些后，铃声明显减小，这是由于罩内传播声音的空气减少之故，说明声音的传播需要介质.
吹笛子是由于人的吹气引发笛管内空气柱发生振动而产生声音，吹笛时，手指按住笛管上不同的孔，笛管内对应振动的空气柱的长度就不同，因而发出声音的频率不同．
音叉的发声是由于音叉的振动而产生．使正在发声的音叉接触水面，则由于音叉的振动会使水面溅起水花．
吊着的大钟被敲响时，钟体发生振动而发出声音．若以一支笔固定在钟体上，则钟发声时笔会随钟体一道振动．此时若用纸在笔尖上迅速拖过，则由于笔在振动，故笔在纸上画出的不是一条直线而是一条来回弯曲的线．
发声体的振动是声音产生的必要条件．所以在以上所列的各种现象中，能说明发声体在发声时其本身正在振动的现象才是能说明声音产生条件的实验现象．
3.
（1）这一设计的目的是为了节约用水.
（2）这种设计的工作原理是：
阀门不打开时，圆柱形浮标内部的空气不会逸出，浮标排开水较多，水箱中水面上升较少（此时水箱中水也就较少）就能浮起，浮标即带动杠杆压住进水口；阀门打开时，圆柱形浮标内的空气与外界相通，水可以进人圆柱体内部，圆柱形浮标排开水较少，水箱中水面更高时浮标才会浮起，即只有水箱中水较多时浮标才能带动杠杆压住进水口．
由上述可知这一装置涉及多方面的物理知识，主要有杠杆的平衡原理和阿基米德原理及气体的压强与体积的关系等．
这种特殊结构的水箱能起到节约用水的作用是对比于普通水箱来说的．用普通水箱时，人们每次大、小便后都要用去一满箱水来冲水；而用这一特殊结构的水箱来冲水时，则可以根据需要或打开阀门或不打开阀门，不打开阀门而进行便后冲水时，则用去的就不是一满箱水了．
四、判断题
1．√2．√3．√4．√5．√6．√
五、设盐水密度为ρ，水的密度为ρ0．密度计浸人盐水和水中的高度分别为h和h0，木杆的横截面积为S.
密度计在盐水中受到的浮力
F＝ρghS
密度计在水中受到的浮力
F0＝ρ0gh0S
由于F＝F0
所以ρghS＝ρ0gh0S
由此解出ρ＝ρ0h0/h
代人数值，得ρ＝1.14，ρ0＝1.14×103kg/m3
六、设r＝7.56×104J/（min·m2），k1＝50%，k2＝1－20%,m＝60kg,S＝0.84m2，
c＝4.2×103J/（kg·℃）,t＝4h＝240min，水的温度为△T.
太阳射入的能量
E＝rSt
水箱中的水吸收的热量
Q＝cm△T
由于Q＝k1k2E
所以cm△T＝k1k2rSt
由此解出△T＝k1k2rSt/（cm）
代人数值△T＝24℃．
七、解法一：
（1）电路原理图如图3.
（2）指示灯两端的电压按5V设计有利于延长指示灯寿命．
（3）由P＝U2／R
得电热管的电阻
R＝U2／P＝（2202/200）Ω＝24.2Ω
电热管两端的实际电压
U’＝220V－5V＝215V
通过电热管的实际电流
I'＝U'/R＝215/24.2A＝8.884A
小灯泡的电阻
R灯＝U灯2／P灯＝（6V）2/（1W）＝36Ω
实际通过小灯泡的电流应为
I灯＝（5V）/（36Ω）＝0.139A
通过电阻丝的电流应为
I丝＝8.884A－0.139A＝8.745A
电阻丝的电阻
R丝＝（5V）/（8.745A）＝0.572Ω
电阻丝长度
I＝（0572Ω）/（10Ω/m）＝0.057m
（4）实际功率与额定功率之比
P'/P=（U’／U）2＝96%
解法二：
（1）、
（2）同解法一
（3）电热管的电阻为
小灯泡电阻为
在图2中，R灯与R丝并联部分的电压为U’灯＝5V,R两端的电压为U'＝220V－5V＝215V．前述并联部分与R之间为串联关系，根据串联电路中各部分电压与其电阻成正比的规律有
故有
上式R并为R灯和R丝的并联电阻，以各已知值代人上式可以得到
根据并联电阻的公式
可得
（以下同解法一，略）
八、如题图甲中，向下垂的两张纸中间吹气，两张纸互相靠拢，说明此时每张纸都受到由外侧向两张纸中间压的力，即此时每张纸受到外侧空气对它的压力大于内侧空气对它的压力，也就是两纸外侧空气的压强大于两纸中间空气的压强，而这两处空气的差别仅在于外侧空气没有流动而两纸中间空气正在流动，说明此时流动的空气的压强小于不流动空气的压强．在题图乙中，向饮料管A中吹气时，饮料管B中的液体会上升并从管口中喷出，说明此时管B上端处气体的压强小于管B下端处外部气体的压强，才使得管B中的液体在此压强差作用下由下往上升并从管口喷出．管B上端处气体压强较小，也是由于该处气体在流动所致．同样说明此处流动空气的压强小于不流动空气的压强．
（1）这两个实验现象说明气体的压强与气体的流速有关，气体的流速越大，压强越小．
（2）答案见图4．
（3）1、2、3分别是上旋球、不旋球、下旋球的轨迹．由于球的转动，周围的空气也随之绕球转动．对于上旋球（轨迹1），由于球的旋转，球上方的空气随之向左运动；但同时球向左运动，则空气相对于球向右运动，空气相对于球的两种运动作用相抵，球上方的气流速度比下方的小，所以上方压强大．因此，球受到向下的压力，沿弧线迅速下落（见图5）．
升级会员 