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2012年第二十二届全国初中应用物理知识竞赛word版


初中应用物理竞赛试题 姓名: 班级:
一、本题共10小题,每小题2分,共20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.早晨,小明骑着自行车沿平直的公路驶向学校,强劲的北 风迎面吹来,此时地面对车前轮的摩擦力为f1,对车后轮的摩擦力 为 ( f2 ) A.f1与前进方向相反,f1< f2 C.f1与前进方向相同,f1 <f2 B.f2与前进方向相反,f1>f2 D.f2与前进方向相同,f1>f2 , 则 下 列 说 法 中 正 确 的 是

统称为“雾霾天气”。关于雾和霾的认识,下列说法中正确的是 ( ) A.霾是大量的小水滴或冰晶浮游在近地面空气层中形成的 B.雾和霾是两种不同的天气现象 C.雾是由悬浮在大气中的大量微小尘粒、烟粒或盐粒等颗粒 形成的 D.雾和霾是同一个概念的两种不同说法 5.北京奥运会上的花样游泳运动员,由于在水面上、下都能 听到音乐指令, 从而以其优美的舞姿、 随音乐节拍而精确完成的动 作, 让观众感受到了体育之美。 关于运动员在水下是如何接收到音 乐 指 令 的 下 列 说 法 中 , 符 合 实 际 情 况 的 是 ( ) A.仅在水面以上放有音箱,当运动员的头部在水面以下时, 声音经由空气、水,最终传到运动员的耳朵 B.仅在水面以下放有音箱,当运动员的头部在水面以下时, 声音通过水传到运动员的耳朵 C.运动员通过无线耳机,接收来自控制室的电磁波信号,再 将其转化成声音,被耳朵接收 D.在水面以上和以下都放有音箱,使运动员的头部无论是在 水面以上还是以下,都能听到清晰的音乐声 6.小明学习了浮力知识以后,对热气球运动产生了兴趣,他 在网上收集了许多关于热气球的知识及类似图2所示的图片。以下 是 他 对 热 气 球 运 动 所 做 的 猜 想 , 其 中 正 确 的 是 ( )

2.小明发现,有些电线杆上装有如图1所示的“小风车”, 这些小风车在微风中能不停地旋转, 且旋转叶片的一面还装有反光 的小镜子。关于这样的“小风车”的作用,下列说法中正确的是 ( ) A.为了警示此处有电 B.为了测定风向 C.为了测量风速大小 D.为了驱赶小鸟,避免小鸟 在上面做窝而导致电路短路 3.一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 4. 我国不少地区把阴霾天气现象并入雾一起作为灾害性天气,

8.在煮饺子时,将饺子投入沸腾的水中,并用勺子轻轻推动 沉下的饺子, 等到水重新沸腾后, 加上些凉水继续煮一会儿使水再 次沸腾, 这时煮熟的饺子会浮出水面。 熟饺子会浮起来的主要原因 是 A.锅里的的水量多了 B.饺子在水里经过烧煮变轻了 C.水温低时饺子受到的重力较大,水温高时饺子受到的重力 A.通过调节火焰大小,改变热气球的体积来调节热气球的飞 行高度,进而选择需要的风向 B.通过改变人在吊篮中站立的位置,来改变热气球飞行的方 向 C.通过调节火焰大小,改变热气球内的空气密度来调节热气 球的飞行高度,进而选择需要的风向 较小 D.水沸腾后,饺子内的部分水汽化变成水蒸气,使饺子体积 增大 9.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 ( ) A.15 B.1 C.2.7 D.0.38 10.图4甲所示的热熔胶枪是一种装修工具,用于材料涂胶。 它的内部有2只相同的PTC(正温度系数)加热元件,其工作电路 如图4乙所示, 扣动扳机能使固体胶条向前挤压, 联动开关S同时掷 向A、B,枪口冒出胶液,松开扳机,联动开关S同时掷向B、C。单 只PTC元件的电阻随温度的变化如图4丙所示。关于PTC元件的工 作 ( 情 ) A.扣动扳机,两只PTC元件串联在电路中 B.松开扳机,只有一只PTC元件接入电路 C.松开扳机,当温度为80℃时,电路消耗的电功率为55W 况 , 下 列 说 法 中 正 确 的 是 的 次 数 可 能 为 ( )

D.通过调节火焰喷射的方向,来改变热气球飞行的方向 7.如图3所示,四个相同的玻璃瓶内装有深度不同的水。 用筷子轻轻敲击瓶口或用嘴贴着瓶口吹气,会发出不同的声音。
下列关于所发出声音的判断中正确的是 A.用筷子轻轻敲击瓶口,甲瓶的音调最高 B.用嘴贴着瓶口吹气,甲瓶的音调最高 C.用筷子轻轻敲击瓶口,丁瓶的音调最低 D.用嘴贴着瓶口吹气,丁瓶的音调最高 ( )

D. 1min电路消耗的电能为4800J 扣动扳机, 当温度为180℃时,

进入水中,与水流一起喷出。

二、简答下列各题(每题5分,共30分) 1.乒乓球运动是集竞技、娱乐、健身于一体的体育运动,如 图5所示。请分析运动员在击球过程中用到了哪些物理知识?

(1)请解释空气能进入水中的原理和过程;

(2)请再列举一个生产或生活中利用上述原理进行工作的例 子。

3.2006年7月1日,青藏铁路全线贯通。铁路要通过“千年冻 土”区, “冻土”区路基在温度过高时会变得松软不牢固。 为解决 “冻土”难题,保证路基的稳定,青藏铁路路基两旁各插有一排碗 口粗细、高约2m的热棒(中空的铁棒) ,如图7所示,热棒在路基 下还埋有5m深,里面灌有液氨。请解释热棒是如何解决“冻土” 难题保证路基的稳定的。

2. 图6是鱼缸中过滤增氧泵增氧工作时的原理示意图, 水泵把 水从进水管口吸入, 从出水管口快速喷出时, 空气就会从进气管口

4.小明家新买了一台电热油汀取暖器,如图8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: 6.一些高楼大厦表面用许多大块的镀膜玻璃做外墙面(俗称 “玻璃幕墙”) 。在大楼外面的人,白天看这些玻璃,感觉它们好像 一面面的镜子,能看到楼外景物的像,却看不到大楼里面的景物。 在大楼里面的人,通过这些玻璃,却能看到楼外的景物。请你对楼 外面的人白天观察到的现象做出解释。 5.有的轿车的观后镜是用平面镜做成的,而有的又是用凸面 镜做成的,请说明其各自的优点是什么。

三、 (11分)早在1800年前的汉代,科学家张衡就发明了用来 测量车辆行驶里程的“记里鼓车” ,又名“记里车”“司里车”“大 、 、 章车”等。科技史学家王振铎先生根据史书上的文字描述,复原了 这种神奇的车,如图9甲所示。图9乙所示为记里鼓车的原理图,马 (1)为什么用油做导热物质而不用水? 匹拉着该车向前行走,带动左、右足轮转动。立轮与左、右足轮装 在同一水平轴上,齿数为18,并与下平轮啮合,带动下平轮水平转 动, 下平轮齿数为54; 齿数为3的旋风轮与下平轮装在同一竖轴上, (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? 并与中平轮啮合。中平轮齿数为100,转动一圈,轮上的拨子便拨 动上层木人右臂击鼓一次,显示车行一里。 汉代曾以六尺为一步, 三百步为一里, 假设那时人们认为的圆 周率约为3。试通过计算说明,这架“记里鼓车”的足轮直径应该是 (3)为什么强调不能上下倒置或放倒后通电加热? 多少尺?

热功率。他设计的四档加热功率如下表所示:

温度档位 加热功率/W

高温 1100

中温2 660

中温1 440

低温 264

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?

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 四、 (12分)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10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10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“○”表示,“○”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10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 通。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 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? 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值计算的结果, 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。

五、 (12分)如图11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) x为压敏电阻, ,R 它的上表面受力面积为10cm ,其阻值与所受压力的对应关系如图 11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、20dm ,高为2dm,上半部分的横截面积为10dm ,油箱 加满油时油的总体积为60dm 。当油箱装满油时,油量指示表的
3 103 示数如图11丙所示。已知:ρ汽油=0.7× kg/m ,取g=10N/kg。 3 2 2 2

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。

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;

六、 (15分)如图12甲所示,冰冻是造成高山地区冬季输配电线路 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 倒塔(杆)断线的重要原因。为了避免这类事故的发生,一方面电 力工人要及时对输电线路进行除冰作业, 另一方面要加强输电线的 抗拉能力。 一般高压输电线每一根都是由一股位于中间的钢质线芯 和六股相同粗细的铝质线芯绞在一起组成的, 其横截面如图12乙所 示。这种输电线通常被称为钢芯铝绞线(代号LGJ) 。已知该钢芯 铝绞线所能承受的最大安全拉力为其正常工作情况下拉力的5倍。 下表是该种钢芯铝绞线的相关技术数据。 铝线(股数× 钢线(股数× 直 导线外直径 直径) 径) (mm) 6× 3.80 (mm) 1× 3.80 (mm) 11.4 电阻 (Ω/ km) 0.5 安全载流量 70℃ 194A 80℃ 90℃ 228A 255A

1 位 置 , 求 该 汽 车 每 行 驶 100km消 耗 汽 油 多 少 升 ? 4

1.该电力线路采用钢芯铝绞线而不采用与之同样结构尺寸的 铝绞线,其主要目的是什么? 3. 有一种输电线路除冰作业的方法叫“短路熔冰”。 所谓“短 路熔冰” ,就是在短时间内,输电线不经过用电器而直接接通,输 电线中通过比平时大许多的电流, 利用导线本身发热熔冰以完成除 冰作业的方法。 短路熔冰时, 若一根这种钢芯铝绞线每米的发热功 率为200W, 则短路熔冰时通过一根钢芯铝绞线的电流大约是多大? (取√10=3.2)

2.输电线路结冰后,输电线(连同上面的冰)变粗、变重。为了 保证输电线路的安全, 防止输电线被拉断, 在冰冻的钢芯铝绞线 (连 同上面的冰,其横截面可以看作圆)的直径D增大到一定值时就必 须进行除冰作业, 试估算需要进行除冰作业时冰冻的钢芯铝绞线的
3 3 3 103 ρ ρ 103 直径D。 铝=2.7× kg/m , 钢=7.9×10 kg/m , 冰=0.9× kg (ρ 3 /m ,取 114.1 =10.7)


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