第十五屆全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽試題

一、選擇題  以下各小題給出的四個(gè)選項(xiàng)只有一個(gè)是正確的,把正確選項(xiàng)前面的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)(每小題3分,共12分)。

   1.在鐵路道口常設(shè)有如圖1所示的道閘,這種道閘平時(shí)上揚(yáng),當(dāng)火車要通過(guò)道口時(shí)道閘轉(zhuǎn)動(dòng)到水平位置,示意過(guò)往的其他車輛停車等候,這種道閘稱為常開(kāi)型道閘。與之相反,另一種道閘平時(shí)水平放置,當(dāng)有車輛要通過(guò)時(shí),道閘上揚(yáng),允許車輛通過(guò),這種道閘稱為常閉型道閘。對(duì)于這兩種道閘重心的位置,下列說(shuō)法正確的是[    ]

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A.常閉型道閘,重心應(yīng)在o點(diǎn)左側(cè)

   B.常開(kāi)型道閘,重心應(yīng)在o點(diǎn)右側(cè)

   C.常閉型道閘,重心應(yīng)在o點(diǎn)右側(cè)

   D.以上說(shuō)法都不對(duì)

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   2.有一種叫做“壓電陶瓷”的電子元件,當(dāng)對(duì)它擠壓或拉伸時(shí),它的兩端就會(huì)形成一定的電壓,這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。一種燃?xì)獯蚧饳C(jī),就是應(yīng)用了該元件的壓電效應(yīng)制成的。只要用大拇指壓一下打火機(jī)上的按鈕,壓電陶瓷片就會(huì)產(chǎn)生10kV~20kV的高壓,形成火花放電,從而點(diǎn)燃可燃?xì)怏w。在上述過(guò)程中,壓電陶瓷片完成的能量轉(zhuǎn)化是[    ]

   A.化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能    B.內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能

   C.光能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能    D.機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能

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   3.用可變焦的光學(xué)照相機(jī)可以把遠(yuǎn)處的景物“拉近”進(jìn)行拍攝,就是說(shuō),雖然被拍攝的景物與照相機(jī)鏡頭之間的距離基本不變,但仍可以使底片上所成的像變大。關(guān)于這個(gè)過(guò)程,下列說(shuō)法中正確的是[    ]

   A.焦距變大,像距也變大    B.焦距變小,像距也變小

   C.焦距變大,像距變小    D.焦距變小,像距變大

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    4.我國(guó)北方地區(qū)冬季用燃煤取暖所造成的大氣污染,己越來(lái)越引起人們的關(guān)注。現(xiàn)在有些家庭已經(jīng)改用燃油取暖,以降低對(duì)大氣的污染。小明家的住房面積約110m2,若將住房的門窗關(guān)閉好,用燃燒柴油來(lái)取暖,并使室溫升高10℃,已知柴油的熱值為4.3×107J/kg,空氣的密度約為1.3kg/m3,空氣的比熱容為1.O×l03 J/(kg.℃),所需的柴油約為[    ]

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

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 二、填空題(共13分)

   1.(3分)在裝修房屋時(shí),工人師傅常用一根灌有水(水中無(wú)氣泡)且足夠長(zhǎng)的透明塑料軟管的兩端靠在墻面的不同地方并做出標(biāo)記,如圖2所示。他們這樣做的目的是_________________________,在做標(biāo)記時(shí)用到的物理知識(shí)是_____________________________________。

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   2.(3分)小明同學(xué)暑假去旅游,在避暑山莊他看到“煙雨樓”在水面上映出了美麗的倒影,這主要是由于光的__________________成像而形成的。小明用照相機(jī)記錄了這些美景。但是當(dāng)他從沖洗部取出照片時(shí),發(fā)現(xiàn)照片如圖3所示,經(jīng)過(guò)仔細(xì)辨別,他才確認(rèn)出________側(cè)是真實(shí)景物在水中的倒影。

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   3.(3分)住在非洲沙漠的居民,由于沒(méi)有電,夏天無(wú)法用電冰箱保鮮食物,當(dāng)?shù)厝税l(fā)明了一種簡(jiǎn)易“沙漠冰箱”,  如圖4所示。它由內(nèi)罐和外罐組成,兩罐之間填滿潮濕的沙子。使用時(shí)將食物放在內(nèi)罐,罐口蓋上濕布,放在干燥、通風(fēng)的地方,并經(jīng)常向內(nèi)罐和外罐之間的沙子上灑些水,這樣對(duì)內(nèi)罐中的食物可以起到一定的保鮮作用。

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   根據(jù)上文,請(qǐng)回答:

   (1)將它放在干燥、通風(fēng)的地方,目的是______________________________。

   (2)經(jīng)常向兩罐之間的沙子上灑些水,目的是___________________________.

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   4.(4分)按照我國(guó)交通管理的規(guī)定,“紅燈停、綠燈行、黃燈預(yù)備”,小剛在科技活動(dòng)中設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)電路,用以模擬十字路口的紅綠燈,如圖5所示。請(qǐng)你分析并回答下面的問(wèn)題。

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   (1)規(guī)定紅燈發(fā)出的光作為交通的停止信號(hào),其原因是_____________________.

   (2)當(dāng)單刀多擲開(kāi)關(guān)接通位置“1”時(shí),_____燈發(fā)光,發(fā)光的各燈采用的是_____聯(lián)方式。

   (3)當(dāng)開(kāi)關(guān)接通位置“3”時(shí),允許______方向的車輛通行。

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三、簡(jiǎn)答下列各題(共23分)

   1.(4分)小明和小紅都想幫媽媽煮雞蛋。當(dāng)煮雞蛋的水燒開(kāi)后,小明認(rèn)為要繼續(xù)將火燒得很旺,使鍋內(nèi)水劇烈沸騰,這樣會(huì)很快將雞蛋煮熟。小紅則認(rèn)為,水沸騰后應(yīng)改用小火,蓋上鍋蓋,讓鍋內(nèi)水微微沸騰,同樣能很快將雞蛋煮熟。你認(rèn)為誰(shuí)的想法更合理?請(qǐng)寫(xiě)出理由。

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   2.(4分)在觀看河岸邊的城市夜景時(shí),往往發(fā)現(xiàn)每盞燈在水里的像不是一盞燈,而是一條光柱,請(qǐng)你分析這是為什么。

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   3.(4分)小明用打氣筒給自行車輪胎打氣后,發(fā)現(xiàn)氣筒壁的溫度明顯高于打氣前的溫度。對(duì)于這個(gè)現(xiàn)象,你作怎樣的解釋?

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4.(5分)如圖6甲、乙分別是兩種小型飲水鍋爐的結(jié)構(gòu)示意圖,從節(jié)能角度看,你認(rèn)為哪一種更合理?請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明理由。

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5.(6分)果蠅的每只眼睛都是由許多微型的“小眼睛”組成的,所以這種眼睛又稱為復(fù)眼。圖7甲是果蠅眼睛的特寫(xiě)照片,圖乙是果蠅眼球局部再次放大的特寫(xiě)照片,圖丙是其中一只“小眼睛”的示意圖。請(qǐng)你把果蠅的眼睛與人眼相比分析它有哪些優(yōu)勢(shì),為什么?

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四、(6分)當(dāng)老師最后離開(kāi)計(jì)算機(jī)房要去關(guān)閉總電閘.時(shí),發(fā)現(xiàn)電能表(如圖8所示)、的轉(zhuǎn)盤仍在緩慢地轉(zhuǎn)動(dòng)。他用手表粗略地估測(cè)了一下,1min轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)了5r。檢查發(fā)現(xiàn),原來(lái)機(jī)房?jī)?nèi)還有20臺(tái)電腦顯示器處于待機(jī)狀態(tài)。請(qǐng)你算一算1臺(tái)電腦顯示器的待機(jī)功率約多大?

  

五、(7分)AB和CD是完全相同的兩條帶有絕緣皮的導(dǎo)線,它們并行地埋設(shè)在相距2 km的甲、乙兩地之間。由于兩導(dǎo)線之間某處的絕緣外皮受到損傷,而發(fā)生了漏電現(xiàn)象(即相當(dāng)于兩根導(dǎo)線之間在漏電處連接了一個(gè)電阻)。為了確定漏電處的位置,維修人員做了以下測(cè)量:

   (1)在甲地將兩端電壓恒為90 V的電源的兩極分別接在A、C兩端,此時(shí)在乙地用內(nèi)電阻很大的電壓表測(cè)得B、D兩端電壓為72V。

   (2)在乙地將兩端電壓恒為100V的電源的兩極分別接在B、D兩端,此時(shí)在甲地用同一型號(hào)的電壓表測(cè)得A、C兩端的電壓為50V。

   如果AB和CD導(dǎo)線每千米電阻值為2Ω,請(qǐng)你根據(jù)以上測(cè)量結(jié)果計(jì)算漏電處距甲地多遠(yuǎn)?絕緣皮破損處的漏電電阻是多大?

六、(11分)  圖9是一種電梯結(jié)構(gòu)的示意圖,電梯廂在電梯井中沿豎直通道上下運(yùn)行。鋼鏈的兩端分別固定在電梯井頂部的A點(diǎn)和B點(diǎn),同時(shí)鋼鏈繞過(guò)重15 000N電梯廂下的滑輪而托起整個(gè)廂體E,又跨過(guò)電梯井頂部由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)帶有齒輪的輪軸C,在C和B之間吊起與動(dòng)滑輪相連的配重D。電梯載重量為10人(1人的質(zhì)量按60kg計(jì)算,取g=10N/kg,忽略摩擦及鋼鏈的質(zhì)量)。請(qǐng)回答:

   (1)配重的功能是什么?在已知電梯廂重和載重量的情況下,配重的質(zhì)量最好是多大?

   (2)當(dāng)電梯滿載勻速上升時(shí),A、B兩點(diǎn)受到的拉力各是多大?

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七、(14分)科技小組的同學(xué)們準(zhǔn)備對(duì)市場(chǎng)上一批標(biāo)有“PZ220V-1OOW”的燈泡進(jìn)行一項(xiàng)質(zhì)量檢測(cè)。他們測(cè)出燈泡在不同電壓下的實(shí)際電流值(見(jiàn)下表)。實(shí)驗(yàn)操作可靠、數(shù)據(jù)無(wú)誤。

電壓U/V

……..

  180

  185

  190

  195

  200

  205

  電流I/A

………

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 0.417

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 0.426

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 0.434

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 0.441

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 0.447

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 0.453

 

  電壓U/V

  210

  215

  220

  225

  230

  235

  240

 

  電流I/A

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 0.458

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 0.462

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 0.467

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 0.471

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 0.475

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 0.479

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 0.482

 

 請(qǐng)你回答:

   (1)試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明這種燈泡在標(biāo)稱電壓下工作時(shí),其消耗的功率是否等于額定功率。

   (2)假如生產(chǎn)這種燈泡的鎢絲的粗細(xì)是一定的,為使其在標(biāo)稱電壓下工作時(shí)消耗的功率等于額定功率,其長(zhǎng)度為一確定的數(shù)值l0實(shí)際上這個(gè)燈泡鎢絲的長(zhǎng)度比l0長(zhǎng)了還是短了?為什么?

   (3)如果要使這種燈泡達(dá)到額定功率,加在燈泡上的實(shí)際電壓應(yīng)為多大?

 提示:可用作圖象的方法解答。在圖10的坐標(biāo)紙上作出相關(guān)圖象,根據(jù)圖象求得結(jié)果。

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八、(14分)有一種測(cè)量人的體重和身高的電子秤,其測(cè)體重部分的原理圖如圖11中的虛線框所示,它主要由三部分構(gòu)成:踏板和壓力杠桿ABO,壓力傳感器R(電阻值會(huì)隨所受壓力大小發(fā)生變化的可變電阻),顯示體重大小的儀表A(實(shí)質(zhì)是電流表)。其中  AO:BO=5:1,壓力傳感器只表面能承受的最大壓強(qiáng)為2×106Pa,且已知壓力傳感器R的電阻與所受壓力的關(guān)系如下表所示。

壓力F/N

    0

    50

    100

    150

    200

    250

    300

  ...

 電阻R/Ω

  300

  270

  240

  210

  180

  150

  120

  ...

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設(shè)踏板和杠桿組件的質(zhì)量可以忽略不計(jì),接通電源后,壓力傳感器兩端的電壓恒為4.68V,取g=10N/kg。請(qǐng)回答:

   (1)該秤零起點(diǎn)(即踏板空載時(shí))的刻度線應(yīng)標(biāo)在電流表刻度盤多少毫安處?

   (2)如果某人站在該秤踏板上,電流表刻度盤的示數(shù)為20mA,這個(gè)人的體重是多少?

   (3)若壓桿與壓力傳感器之間的接觸面積是2cm2,則該秤的最大稱量值是多少?

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