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全国物理竞赛


2008 年第十八届全国初中应用物理知识竞赛试题 一、选择题(共 10 分) 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。 1.长途汽车经过长时间行驶后,驾驶员常常会停下车,拿根铁棒敲打车轮,凭借声音 可以判断轮胎内的空气是否充足。 这主要是因为敲击的轮胎内空气充足时发出声音的 ( ) A.响度较大 B.音调较高 C.音调较低 D.响度较小

2.检查视力时,要求眼睛与视力表相距 5 m。医院里常按图 1 所示的方式检查视力, 让被检查者面对平面镜而坐,身后是视力表。已知人距平面镜 2 m,那么视力表离平面镜的 距离是( ) A.5m B.2m C.3m D.4m 3.光在同种均匀介质中是沿直线传播的,小红直不明白:在光纤通信中,光信号是怎 样经过漫长而又曲折的线路, 从一端传到另一端的呢?后来通过 “探究光纤怎样传输光信号” 的活动中,她终于明白了:光信号在光纤中( ) A.是靠光纤壁不断地反射而向前传播 B.就像电流沿弯曲导线那样传播 C.就像水流沿弯曲水管流动那样传播 D.是靠光纤壁不断地折射而向前传播 4.某工厂要制造一种特殊用途的钢罐,要求在钢罐内表面牢牢地压接上一层 0.25mm 厚的铝膜。技术人员联合攻关提出了以下方案:先把铝膜紧贴到钢罐内表面,排出铝膜与钢 罐之间的空气,冉向钢罐内灌满水并插入冷冻管使水结冰,铝膜就可以与钢罐接触牢了。对 于使铝膜与钢罐接牢的方法,下列分析中正确的是( ) A.铝膜与钢罐之间的水把它们冻牢了 B.水结冰时放出的热量使铝膜焊接在钢罐表面上了 C.大气压的作崩把铝膜压接到钢罐上了 D.水结冰膨胀产生的压力把铝膜与钢罐紧紧地压牢在一起了 5.图 2 所示的是高压输电线路,其中高压输电线与变压器之司安装有避雷器,它的作 用是防止变压器遭受雷击。关于这种避雷器,下列说法正确的是( ) B.在任何电压下避雷器都是导体 A.避雷器在通常电压下是导体,在遇到雷击的电压时是绝缘体 C.在任何电压下避雷器都是绝缘体 D.避雷器在遇到雷击的电压叫是导体,在通常电压下是绝缘体 二、填空题(共 18 分) 1 .金秋十月,小琪一家人来到郊区游玩,看到农民过去用来舂米粉的工具(如图 3 所 示)和磨面的工具(如图 4 所示)。 小琪联想学过的简单机械, 发现这两件工具其实就是_______ 都是物理知识在生活生产中的应用。 2.国庆假期,爱动脑的小明和李志乘坐火车去旅游。并计划在途中观赏车外景色的同 时,做次测定火车速度的活动,事先商定了方案,明确了分工。当他们发现有另一列客车迎 面开来时,记录了如下数据:对面客车从他们窗边驶过的时间约为 8 s;对面客车共有 17 节 车厢, 而日与他们乘坐的车的车厢是相同的; 他们所乘坐的车厢内电子显示屏上显示的时速 为 108 km /h。在火车停靠车站时,小明又观察到车厢外表面标有“ 换长 2.2” 的字样, 并通过询问列车员得知, “换长” 就是换算长度的意思,且 1 个换长=11m。根据这些信息, 他们估算出迎面开来的客车的行驶速度约为______________。 3.图 5 所示的是医院为病人输液时用的吊瓶,瓶中插入两条管子,A 管是输液管、B 管是空气管。在输液的过程中,如果发现病人的血液沿输液管回流,可将吊瓶适当地升高, 血液就会随着药液重新流入患者的血管而不再回流。 这是因为当吊瓶升高后, 增大了流入患

者血管药液的______ ,阻止了血液的流出。B 管的作用是_______。 4.图 6 所示为种环保型手电筒,筒内没有电池。使用时,只要来回摇晃手电筒,使永 磁体在手电筒中的两个橡胶垫之间来回运动.灯泡就能发光。而且来回摇晃的越快,灯泡越 亮。这种手电筒能发电的依据是_______原理,这个原理足英国科学家_______发现的。 5.1821 年,德国物理学家塞贝克发现了一种奇怪的现象:把两根铜丝和一根铁丝与灵 敏电流计串联成闭合电路, 然后把铜丝和铁丝的一个连接点放在盛有冰水混合物的容器里保 持低温:另一个连接点放在火焰上加热。发现灵敏电流计的指针发生丁偏转,这一现象表明 这时闭台电路中产生了电流。塞贝克把这种电流叫做“热电流” .把这一电路叫“热电偶电 路” 。 某研究小组的同学们按如图 7 所示的电路,模拟塞贝克实验,探究了决定“热电流” 大小的因素.通过实验测得了电流的大小与温差关系的一组数据: 作者:59.39.181.* 2008-12-10 21:30 回复此发言

-------------------------------------------------------------------------------2 2008 初中物理竞赛试题 两接点间的温差/℃ 0 1 100 200 300 500 电路中的电流/10-1A 0.00 0.01 0.64 1.42 2.29 4.17 请 根 据 以 上 资 料 数 据 说 明 : (1) 产 生 热 电 流 的 条 件 是 __________________________________________ ; (2)根据热电流的特点,猜想并写出热电偶电路的一种应用: 。 三、简答下列各题(共 22 分) 1. (6 分)如图 8 是一把厨房里常见的多功能剪刀,特别是图中标有 l、2、3、4、5 序 号的部位都具有一定的功能, 且每一项功能都与物理知识息息相关。 请你写出其中的三项功 能,并说明所用到的物理知识。 2.据报道:2005 年 4 月 20 日上午 8 时 38 分,由重庆飞往上海的 CA4541 航班在重庆 江北机场起飞后撞上一群鸽子,飞机多处破损.左发动机停止工作,直接经济损失达 295 万元人民币。所幸机长沉着冷静依靠右发动机单机工作,在空中盘旋 59min 后成功迫降, 机上所有人员安然无恙。小小的鸽子怎能把结实的飞机撞坏昵?请你应用学过的知识解释鸽 子撞坏飞机的原因。 3.图 9 是李阳把刻度尺直立在玻璃镜面上拍得的一张照片,请根据照片上的信息,估 算一下玻璃镜的厚度,并说明估算的依据。 4.为什么汽车前灯的玻璃灯罩要用有一些横竖条纹的玻璃(如图 10 所示)制成。 5.我国南方某些地区有用“番薯、酒曲、水”做原料酿造“地瓜酒”的习俗。首先将 番薯煮熟,晾到一定的温度后,把“番薯、酒曲、水”按。定比例混合并搅拌均匀,经艘酵 40 天左右,其间每天搅拌一、二次;最后在“酒料”中分离山“地瓜酒” 。图 11 是从“酒 料”中提取“地瓜酒”的装置示意图。 小驯同学利用放假期间,在家协助爷爷完成了酿造“地瓜酒”的最后一道工序 ①在小锅中加入冷水; ②取适量消料放入大锅里加热; ③在大杯中得到“地瓜酒” :

④适时用冷水替换小锅中变热的水; ⑤把“渣”取出.重复以上步骤。 请你说叫酿造“地瓜酒”的这最后一道工序中用到了哪些物理知识。 四. (13 分)图 12 是一种牲畜饮水用自动装置的示意图。水箱底部有一出水孔,底盖 A 甲时顶住水箱的出水孔。一旦饮水槽水位下降,浮球 C 受到的浮力减小,底盖 A 打开,水 就通过出水孔从水箱流入饮水槽。设计水箱的最高水位为 60cm。水箱出水孔横截面积是 30 cm2。底盖 A 及竖杆 B 的总的总质量是 400 g,浮球 c 的质量是 600 g,体积是 2dm3,g 取 10N/g。 (1)写出此装置应用到的物理知识(至少说出 2 条); (2)通过计算说明,这个自动装置在水箱蓄满水时是否能正常工作: (3)若能正常工作, 请分析说明影响此自动装置能否正常工作的因素: 若不能正常工作, 请提出使该自动装置正常工作的改进方案。 五. (13 分)如图 l 3 是一个电热器的工作原理图,电热器内有两个阻值分别为 R1=60 Ω 和 R2=120Ω 的电热丝;旋转开关内有一块绝缘圆盘,在圆盘的边缘依次有 0,1,2,— — 9 共 10 个金属触点;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。 如旋钮上的箭头指向图中位置 D 时, 金属滑片将 2、 3 触点接通, 同时另一端将 7、8 触点接通。用这个旋转开关可以实现电热器有多挡位工作的要求。请回 答: (1) 这个电热器可有几个不同加热挡位?并指出每个加热档位旋转开关的箭头指向的位 置; (2)将此电热器接人家庭电路中,电热器在正常工作时每个挡位的功率各是多大。 六. (12 分)2000 年 8 月 12 日.在巴伦支海参加 军事演习的俄罗斯北方舰队“库尔 斯克”号核潜艇(图 14)意外沉没,所有舱室都灌满了海水,艇上 118 名官兵全部遇难。 引起了国际社会的普遍关注。 已知“库尔斯克”号核潜艇的质量 m=1.4X107kg,海水密度 近似取作ρ 水=l.0xl03kg/m3.制造潜艇的材料的平均密度取作ρ 船=7.0x103kg/m3。g 取 10N/kg。请回答: (1)核裂变和核聚变是大量获得核能的两种途径,核潜艇中反应堆的核能是通过哪种 选径获得的? (2)为了精确地探测到潜艇沉没的位置,在潜艇正上方海面向下发出超声波,从发出 信号至接收到由潜艇反射旧来的信号经历的时间 t= 146 s,如果超声波在海水中的传播速度 v=1450m/s,则潜艇沉没的实际深度 h 约为多大?(计算结果取整数) (3)有人提出一种打捞“库尔斯克”号的方案,就是在潜艇周围缠满可充气的负载量 大的浮力袋,若每只浮力袋的质量为 50 kg,充气后的体积 V0=10 m3,试估算要将“库尔斯 克”号核潜艇打捞起来,至少需用多少只浮力袋? 七. (12 分)频率为 300MHz-300GHz 的电磁波,它的波长很短,通常称之为微波。微 波能沿直线传播,在遇到金属材料时能发生反射:遇到玻璃、塑料、陶瓷等绝缘材料叫可以 穿透;遇到含有水分的蛋白质、脂肪等介质可被吸收,并将微波的电磁能量变为内能。人们 熟悉的手机就是利用微波进行通讯的。GSM 手机的工作频率般为 900 MHz~1800 MHz 波段。 使用手机通话时,微波会对人体产生一种“加热效应” ,微波频率越高,人对其能量吸收率 就越尚,危害也就越大。下表提供了某种型号手机的技术参数。请根据这砦技术参数和微波 的上述特性解决下列问题。

某型号 GSM 手机的主要技术参数表 工作电压 标准配置电池 最长通话时间 最大发射功率 工作频率 4.1V 670mAh 300min 2W 900/1800MHz (1)手机的最大工作电流约是多少?在 300 min 的通话时间内.手机的平均功率约为多 少? (2)请列举两项减小手机微波辐射危害的措施; (3)某网站刊载了一则“手机煮鸡蛋”的消息:两名实验人员将一个生鸡蛋放置在陶 瓷杯子里,在鸡蛋两侧各放置部手机,让听筒与鸡蛋的水平距离保持 2 cm 左右。用其中一 部手机拨通另一 部手机,并保持通话状态。在实验进行到 65 min 时,实验人员取出鸡蛋, 发现已经完全熟透。请判断这则消息的真伪,并简要说明理由。 第十七届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题 一.(10 分)表 1 中提供的是明湖中学使用的一台教学投影仪的有关数据,请根据其中的 数据,通过计算回答: 1.这台投影仪的耗电总功率是多大? 2. 如果投影仪的光源采用串联电阻降压的话, 所用电阻的阻值应该多大?该电阻消耗的 功率为多大? 3.这台投影仪的光源采用上述串联电阻降压的方法可行吗?为什么? 4.如果上述方法不可行,请你提出一种可以使投影仪正常工作的方案。(要求定性说明 即可) l 二.(10 分)李老师的家离学校大约 10km,为了便于上下班,他购买了一部轻便摩托 车来代步,使用的燃料为 93#汽油。根据表 2 提供的数据,请回答: 1.如果李老师上班时骑车的平均速度为 36km/h,试根据表 2 中所提供的有关信息, 为李老师计算一下,他骑车从家到学校至少需花多少油费? 2.小洪同学学过物理以后,给李老师建议:在上述条件不变的情况下,采用加快车速 缩短时间的办法,就一定可以省油费。请你根据自己掌握的知识,分析说明这种方法是否可 行。 三.(12 分)汽车在行驶途中,为了安全,车与车之间必须保持一定的距离。因为,驾驶 员从发现某一异常情况到采取制动动作的“反应时间”里(设同一人、不同速度下的“反应 时间” 是相同的), 汽车要通过一段距离(称为思考距离); 而从采取制动动作到汽车完全停止, 汽车又要通过一段距离(称为制动距离)。 表 3 中给出了某辆汽车在同一段路面上行驶过程中, 在不同速度下的思考距离和制动距离等部分数据。 1.根据表 3 中已给的数据,分析计算并填写尚缺的三个数据,完成表格。 2.根据表 3 中的数据,分析或通过计算说明超速和酒后驾车的危害。 四.(12 分)有一种电脑电源适配器(即充电器)的铭牌如图 1 所示。这款国产充电器,有 九个国家或地区的认证标志,其中已经标出了八个。 1.请你在第一个标志前的方框中填入所代表的国家名称及其英文名,并在铭牌下面的 另三个图案下填写所表示的含意。 2.根据给出的数据:说明此电源适配器所适用的电源条件是什么。 3.用它与配套的笔记本电脑供电使用时的耗电功率大约在什么范围?

4.试估算它为笔记本电脑供电时的效率大约在什么范围? 5.有人说: “如果适配器只是输入端插入电源,输出端不接用电器时就不耗电” ,你认 为对吗?请简要说明理由。 五.(12 分)我们已经知道,肺活量是一个人做最大吸气后再做最大呼气所呼出的气体的 体积,单位是毫升(ml)。肺活量是身体机能的重要指标之一,对青少年的成长及日后身体是 否健康都关系重大。 我们要注意增强自身的肺活量。图 2 所示的是一种测定肺活量的实用方法,图中 A 为 倒扣在水中的开口薄壁圆筒,测量前排尽其中的空气(即测量前筒内充满水)。测量时,被测 者吸足空气,再通过 B 尽量将空气呼出,呼出的空气通过导管进入 A 内,使 A 浮起。 测得圆筒质量为 m,横截面积为 S,筒底浮出水面的高度为 H,大气压强为 P0,求: 1,此时圆筒内气体的体积。 2.此时筒内气体的压强。 3. “肺活量体重指数”是人体重要的呼吸机能指数,它主要通过人体的肺活量与体重的 比值来反映肺活量和体重的相关程度, 用以对不同年龄、 性别的个体与群体进行客观的定量 比较分析。 例如,我国初三年级男生肺活量体重指数标准:67 以上为优秀;50~66 为良好;33~ 49 为及格;32 以下为不及格。 如果体重 60kg 的小强用上面的肺活量仪测肺活量,测得 H=18cm,已知筒 A 的质量 为 200g,横截面积为 200cm2,请计算他的肺活量体重指数是多少? 六.(14 分)空气的流动形成风,风具有能量,称为风能。风能具有来源丰富、安全卫生 等优点。图 3 是我国某地区风力发电的外景图。风力发电机中的叶片在风力的推动下转动, 并带动机头发电机发电,为人们提供电能。设该地区空气密度为 1.3kg/m3,一台风车的 轮叶转动时可以形成面积为 600m2 的圆面。 1.若风速为 10 m/s,则 1s 内冲击到风车轮叶形成的圆面的空气质量是多少 kg?已知 1kg 空气以这样的速度运动时具有的动能是 50J, 10 台这样的风车工作 1s 所产生的电能可供 l 盏 220V 60W 灯泡正常工作 2h,求这种风车发电的效率。 2.若此地年平均风速为 15 m/s,100 台这样的风车一年(工作时间按 4000h 计算)获得 的风能相当于完全燃烧多少 kg 煤?(煤的热值为 3x107j/kg) 3.请你结合风力发电的实际情况及图 4 中的有关信息说明目前风力发电开发的困难和 前景。 七.(14 分)医院、宾馆等公共场所普遍使用高温高压蒸气消毒锅对物品消毒。图 5 为自 动测定锅内温度的电路原理图,其中 R0 为定值电阻,A 为温度指示表(实质是一只电流表), Rx 为热敏电阻(其电阻值随锅内温度的变化而变化)。 热敏电阻的阻值与温度的对应关系如表 4 所示,电源两端的电压不变。 1.若锅内温度为 75℃时电流表指针指向 0.24A;若锅内温度为 112℃时电流表指针指 向 0.50A;若锅内温度为 125℃时电流表指针指向 0.60A 求锅内温度为 125℃时热敏电阻 的阻值 Rx。 2.高温高压蒸气消毒锅内温度与锅内气压的关系如表 5 所示。 为了使高温高压蒸气消毒锅内温度不超过 112℃,高压锅盖上有一限压阀,图 6 为限压 阀的原理图, 限压阀由一直立圆柱形金属体和滤网型 外套组成。 当锅内温度接近 112℃时, 锅内高压气体将 圆柱形金属体项起,并对外排气减压,从而起到限压的 作用。已知圆柱形

金属体的底面积 S 为 0.2cm2,求该金 属体的质量 m。(外界大气压 p=1.O×105Pa,g 取 10N/kg) 八.(16 分)育才中学科技小组的小明同学自行设计了一个地磅,其原理如图 7 所示。设 电源两端电压 U 恒为定值,R0 为定值电阻,滑动变阻器的总电阻为 R、总长度为 L,滑动触 头与托盘固联,开始时触头位于变阻器最上端 A,并能随轻弹簧一起上下滑动。已知滑动变 阻器的电阻与其接入电路的长度成正比;当对地磅施加压力 F 时,弹簧的长度会缩短 l。(弹 簧发生弹性形蛮时,弹力的大小跟弹簧伸长或缩短的长度成正比:f=kx)请回答: 1.说明定值电阻 R0 的作用。 2.写出电流表的示数,与待测物体质量 m 之间的关系式;并分析此地磅的刻度特点。 3. 有同学建议小明将原理图改为图 8 所示, 你认为这样改动好不好?请你分析并简要说 明理由. 4.请你在图 8 的基础上,在图 9 的方框里画出你改进后的电路图,并说明改进后的 特 点。


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