(好资料)1995年至2005年全国初中应用物理知识竞赛复赛(附答案)

1995年全国初中应用物理知识竞赛复赛 一、（5分）油炸食品时，油锅中滴入水滴会发生爆裂声，并把热油溅起；沸水中滴入油滴却没有类似的现象，解释产生这两种不同现象的原因。二、（10分）公路路边每隔1千米有一个里程碑，标明公路起点到此碑的距离，单位是千米。设计一种方法，利用里程碑和手表测量自行车以中等速度匀速行驶时的速度，并给出计算公式，计算结果以千米小时为单位。为了减少测量中的误差，请你至少提出两点注意事项。三、（15分）图(a)画的是一个指甲刀。1这个指甲刀是由哪几个杠杆组成的？2李扬将指甲刀按图(a)和图(b)两种方法组装，请按各杠杆的工作状态分析说明哪种组装方法是正确的。四、（15分）可充电电池的额定电压约为1.3伏特。当电流从正极流入、从负极流出时即可充电。充电电流在20毫安40毫安范围内比较适合。现有一个额定输出电压为36伏特，额定输出电流为0.5安培的电源，还有电阻值为100欧姆、510欧姆、1000欧姆、2200欧姆和6800欧姆的几个电阻器供选用。请选择适当的电阻，构成简单的充电电路，可以分别给一节或两节电池充电，不必更换所用电阻器。1画出电路图（画出两节充电电池）2如果通往充电电池的两条导线短路，电阻器消耗的电功率是多少？五、（15分）我国北方为了室内采暖，用管道将热水从锅炉输往室内。在管道上方的天花板上常可看到被“熏”黑的痕迹。1根据你学过的物理知识，解释形成这种黑迹的原因。2提出一种观察或实验的方法，用以判断上述解释的正确性。六、（10分）电气化铁路在和公路交叉时，输电线常用图示的方式悬挂在钢缆上。钢缆的A端固定在电秆上，B端通过滑轮组联结在电杆C上。电车通过拾电器向上托起输电线，从而获得驱动电车的能量。1配重D是N个混凝土圆盘，每个盘的质量是m。按图示的配置，钢缆AB所受的拉力F大约是多少？2如果只考虑B端的牢固性。本来可以把它直接固定在电杆C上，也可以用一个很硬的大弹簧来联结B和C。实际上却用滑轮组来联结，这样做的优点是什么？七、（30分）下表列出的是北京煤气用具厂生产的JS系列家用燃气热水器的参数，其中各物理量的单位用的是国际通用的符号，说明如下：Pa一帕斯卡mmH2O毫米水柱J焦耳h小时M3立方米l升，即分米3kgf千克力，即质量为1千克的物体所受的重力min分（时间单位）单位前面的字母M表示系数106，字母H表示系数1021分别计算燃烧1米3液化石油气、人工煤气和天然气所产生的热量（单位：焦耳）。2王秋生同学说，热水产率一栏中，5、3、2后面的符号印得不清楚，好像是数字“l”，但在“min”的前面又丢掉了什么，请你通过计算判断这个栏目中三个参数的正确数值和单位。3“热效率”一栏给的是参考值；“热水产率”一栏给的是厂家对样品的实测值。分别计算温升25和55时的热效率，并解释这两种情况下热效率不同的原因。答案一、答：因为热油的温度高于水的沸点100，当水滴在油中，水的密度比油的密度大，沉入油中并迅速沸腾，所以会把热油溅起来，并发生爆裂声。而油滴入沸水中时，油的密度比水小，因而漂浮在水面上，不会发生激烈的汽化现象，所以没有类似的现象。二、答：在自行车行驶过程中，选定一段比较平整的公路，先记下经过某一里程碑的时刻t1和里程碑的标数L1，匀速行驶几千米之后，记下经过另一里程碑的时刻t2和里程碑的标数L2（t1和t2均以秒计），则自行车行驶的速度为：为了减少误差，要做到：(1)车行速度稳定后才能记录t1和L1。(2)使用有秒针的指针式手表或可以读秒的数字式手表。(3)行驶距离应为几千米，不能太短或太长。三、答：1指甲刀由三个杠杆组成，分别是ABC、DBE和DFE。2(a)的组装方法正确。由于两种用法中杠杆ABC的工作状态相同，杠杆DFE的工作状态也相同；而杠杆DBE的动力臂是BE，用法(a)与用法(b)相比，B点距E点较远，动力臂大；两种用法中阻力臂DE的大小相同，所以用法(a)中杠杆DBE比较省力。四、解：1因为直流电源的输出额定电压为36V，远大于两节被充电池的电压，所以需串联一个阻值适宜的电阻才能充电。其电路图如右：两节电池串联时的电压是2.6V，不论充电电池是一节还是两节，其电压都远小于电源电压，可以忽略，因此充电流I为： 把U=36V和R=200欧姆、510欧姆分别代入上式，得：I=36010-3A、7010-3A、3610-3A、1610-3A符合充电电流20mA40mA范围内的电阻是1000欧姆，所以应选用1000欧姆的电阻与其串联。2如果通往充电电池的两条导线短路，则电阻器消耗的电功率为：答：充电电池短路时，电阻器消耗的电功率是1.3瓦特。五、答：1热水管道附近空气温度较高，密度较小，上升，对流加快，空气中的微尘附着在天花板上，形成黑迹。2居住单元通往楼道的门比较严实，但门和墙之间仍有小缝，外面的风经常吹进来，这种门缝附近的墙壁上，也有类似黑迹。这种现象支持了上述的解释。六、解：1以动滑轮为研究对象，可求钢缆AB所受的拉力F=3Nmg。2机车运行时，拾电器会把输电线向上托起。如果使用两端固定的钢缆，悬线会因此松弛，输电线将左右摇摆，有可能脱离拾电器而造成事故。使用滑轮组可以保证输电线高度变化时，钢丝始终保持紧张状态。如果用弹簧代替滑轮组，情况好于两端固定的钢缆，但钢缆的紧张程度仍随弹簧长度有较大的变化，而且不易确定钢缆的最佳长度。七、解：1查表可知：燃气热水器额定热负荷为：37106Jh。石油气、人工煤气、天然气的额定燃气耗量分别是0.368102m3h、1.964102m3/h和1.04102m3h。因此，石油液化气： 人工煤气：天然气：2以温升40为例，根据表中其他参数计算热产生率。设每分钟热水产生率为m，则水在1分钟内吸收的热量可表示为Q收=cmt=4.2103mt(J)。又根据表中所给参数，按热水率80%计算时，燃气在1分钟内放出的能被水吸收的热量： Q吸=Q放 即4.210mt=Q放由此判断：3和“min”之间的符号如果是代表质量，它的意义应该是千克（符号kg），考虑到1千克水的体积是1升，所以，这个符号一定是字母L的小写“l”，而不是数字“1”。因此正确的数字和单位是3升分（3Lmin）。分析温升25和55两种情况可以印证这个结论。3由关系式Q放=cmt和热水产生率表可知升温25时水每分钟吸收的热量和燃气放出的热量：同理，升温55时水吸收的热量： Q吸=4.2103255=4.62105(J) 燃气每分钟放出的热量：Q放=6.17105J答：升温25和55时的热效率分别是85%和75%；因为温升较高时，热量损失多，所以热效率较低。1996年复赛一、（15分）小华用一只有颈圆柱形的塑料饮料瓶和一桶水、一把尺就巧妙地测出了食用油的密度。写出他的操作步骤，用字母代表测量量，推导出计算密度的公式。二、（15分）小杰家的压力锅锅盖上标有“铝制品厂24厘米压力锅”的字样，他测得限压阀的质量是100克，排气孔的直径约为3毫米。这个压力锅正常工作时内部水蒸气的最大压强相当于大气压的多少倍？锅盖至少要能承受多大压力才能保证安全？（大气压强为l.01105帕）三、（15分）小芳家里有一只用来烧开水的电热水壶，水壶铭牌上标着“220V1000W”字样。请你帮她设计一种方法，用来测量这只水壶烧水时的效率。写出所用器材。测量步骤、导出计算公式。四、（20）小红准备在旅游时估算登山缆车的机械效率。她从地图上查到，缆车的起点和终点的海拔高度分别为230米和840米，两地的水平距离为1200米。一只缆车运载15个人上山的同时，有另一只同样的缆车与它共用同一个滑轮组，运载8个人下山。每个人的体重大约是60千克。从铭牌上看到，缆车的自重（质量）为600千克。小红还用直尺粗测了钢缆的直径，约为2.5厘米。拖动钢缆的电动机铭牌上标明，它的额定功率为45千瓦。管理人员说，在当时那种情况下，电动机的实际功率约为额定功率的60。实际测得缆车完成一次运输所用的时间为7分钟。请你帮助小红估算缆车的机械效率。五、（15分）小刚利用一台测体重的台秤、一张纸、一盆水就粗略地测出了排球击在地面上时对地面作用力的大小。你能说出他是怎样做的吗？六、（20）小明有一只温度计，虽然它的玻璃管的内径和刻度都是均匀的，标度却不准确。它在冰水混合物中的读数是0.7，在沸水中的读数是102.3。(l)当它指示的气温是6时，实际的温度是多少？(2)它在什么温度附近误差很小，可以当作刻度正确的温度计使用？答案一、(1)剪去饮料瓶的上部，保留中间的圆柱部分。(2)瓶中放入几个石块和少量水，使水没过石块，将它放入桶中。使它浮在水面上，测量露出水面的瓶高h1。(3)在瓶内注入一些待测的食用油，测量瓶内水面上的油层厚度H。(4)再次将瓶放入桶中，测量露出水面的瓶高h2。推导计算油的公式：瓶的直径记为D，第一次放入桶中以后，排开水的体积记为V1，注入食用油后排开水的体积记为V2，于是水的密度记为水，根据阿基米德原理，食用油所受的重力为：mg=水(V2V1)g二、设大气压为P0， 代入数值，得P=2.4105帕。所以，锅内的最大压强为大气压强的2.4倍。锅盖承受的压力等于锅内、外的压力差，代入数值，得F=6.3103牛。三、器材：温度计（量程0100），量杯，钟表，交流电压表（量程250伏）。步骤：(1)用量杯向壶中注水，量杯容积乘注水次数，得到水的体积V。(2)测水的初温t1。(3)接通电源，开始计时。(4)测得烧水时电源的实际电压U。(5)水刚沸腾时计时结束，测得加热时间t，然后测得水的沸腾温度t2。计算公式：式中所求效率，c水的比热容，水的密度，U电热壶的额定电压。四、高度差h=610米上山的质量m1=900千克+600千克；下山的质量m2=480千克+600千克；运行时间t=420秒电机的实际功率P=2.7104瓦。有用功指的是系统克服重力做的功，因此W1=(m1m2)gh总功W=Pt；机械效率= W1W=22%。五、(1)把纸铺在地上，把球用水沾湿。(2)用球击纸，留下图形湿迹。(3)把被球沾湿的纸铺在台秤上。(4)用力把球按在纸上，当球和纸上的圆形湿迹完全接触时，台秤示数即为球击地时对地的作用力。六、实际温度记为t，温度计的读数记为t。按题意，t和t为线性关系，因此t=at+b 分别把t=-0.7、t=0和t=102.3、t=100代入，解出a=0.97，b=0.68再将a、b值代入式得t=0.97t+0.68 (1)把t=-6代入式，得t=-5.14(2)令t=t，则式变为t=0.97t+0.68 解出t=22.71997年全国初中物理知识竞赛复赛一、选择题（共30分，每小题3分）1某初中生的体重是下面数据中的一个，则应该是： A4牛顿 B40牛顿 C400牛顿 D4000牛顿2如图所示，放在水平桌面上的容器A为圆柱形，容器B为圆锥形，两容器本身的质量和底面积都相同，装入深度相同的水后，再分别放入相同质量的木块，如图所示，下列说法中正确的是： A放入木块前，两容器对桌面的压力相等B放入木块前，由于A容器中的水多于B容器，所以A容器底部受水的压力大于B容器C放入木块后，两容器底部所受水的压力相等D放入木块后，B容器底受水的压力大于A容器底所受水的压力3标有“220V，40W”和“220V，60W”的两只灯泡L1、L2、串联在电路中时，两灯泡均发光，实际消耗的功率分别为W1和W2，则： AW1W2 BW1W2 CW10，解得F300N x10m五、（1）因为刻度是均匀的，所以温度计每增加相同的示数时，实际温度的增加也是相同的，根据这一点可以试探性地写出yax（a为某一常量）。但是根据题中所述的实际情况，当x0时，y不大可能也是0，这时yb，于是y和x的关系在形式上应为yaxb 由于x4时y2，x80时，y82，把这两组数据分别代入式，得到4ab2 80ab82 解之得a1.05 b2.21即y1.05x2.21 解出x44这表示，在44时温度计的示数与实际温度相同。注意：式中各量该写单位的要写单位，不该写的不能写，否则扣分。六、1、答案如图。2、（1）每晚7:0011:00用电W1P1t1100W104h4kwh两组电灯串联时每盏灯两端的电压变为额定电压的一半，电阻变为原来的2/3。由于用电器的功率跟电压的二次方成正比，所以每盏灯的功率不再是100W，而变为这样，每天晚上11:00到次日早6:00用电 W2P2t237.5W107h2.63kwh每天共用电 WW1W24 kwh2.63kwh6.63kwh（2）10盏灯始终并联接入电路，每天11:00到次日早6:00用电为W 100W107h7kwh每天多用电WW W27kwh2.63kwh4.73kwh每月可节电 4.73kwh30131kwh左右电源A组B组第十届全国初中物理知识竞赛复赛试卷一、网球拍的拍面有若干条经线和纬线，它们组成了一个个正方形的小格。如果光源安装在天花板，球拍在光源的正下方，要使经线和纬线在地面的影呈如下所列的几种形状，应该用什么样的光源，怎样放置球拍？影为正方形格子，边长放大到约为原来的2倍。1、 影为矩形（不是正方形）。2、 影为若干条平行的直线。3、 无论怎样放置球拍，都看不清经线和纬线的影。二、1920年观测到，金牛昨附近的蟹状星云（如图）对地球的视角正以每年0.21角秒的速率膨胀，当时的视角为180角秒。似乎恰巧的是，我国在宋代至和元年（公元1054年），就在同一位置，观测到一颗“客星”（即原来看不见而突然出现的亮星，天文学上叫做新星或超新星）。以上数据是否支持这样的结论，即现在的蟹状星云就是在公元1054年我国观测到的那颗“客星”爆发后形成的？ 三、一种家用灭蚊器中的电热元件是用钛酸钡材料制成的，它具有控温功能。图中给出了这种电热元件的电阻随温度变化的曲线。请你根据这条曲线分析，灭蚊器稳定工作时发热元件处于哪个温度区间，环境温度在哪个区间时这种灭蚊器可以正常使用。四、1996年清华大学和香港大学的学生合作研制了一辆太阳能汽车。车上电池的太阳能接收板的面积是8 m2，它正对太阳时电池能够产生120V的电压，并对车上电动机提供10A的电流。电动机的直流电阻为4，而太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.0103W/m2。1、 该车的太阳能电池的效率是多少？电动机把电能转化为机械能的效率是多少？2、 若太阳辐射的总功率为3.91026W，且太阳光在穿过太空及地球大气层到达地面的途中有28%的能量损耗，还知道半径为R的球面面积为S = 4R2。请根据这些资料计算太阳到地球的距离。五、有一种五角棱镜实际上是一个玻璃棱柱，几个平面都经过精密磨光，是一种常用的光学器件，图a是它的横截面图。图中A=B=C=D=112.5。，E=90。，AB和CD两个平面外侧镀银。1、 如图a所示，一束光线PQ垂直射入AE平面，画出它射入棱镜后直至射出的路径，标出在每一个镀银界面上的入射角。2、 如图b所示，一束平行光以45。的入射角射向平面镜M。如果用一个箭头形小纸片“ ”挡光，请在磨砂玻璃R上以箭头标出纸片的影。设光源、小纸片的方向和磨砂玻璃的位置都不变（图c），用上述五角棱镜代替平面镜，如果也要在磨砂玻璃上得到小纸片的影，应该怎样放置这个棱镜？在图c中作出五角棱镜位置的示意图并以箭头标出磨砂玻璃上的影。3、 图d是一种单镜头反光相机的示意图，镜头L的焦距f满足关系式f AB+BC+CD 2f。取景时来自镜头的光经过两个小平面镜M、N的反射后在磨砂玻璃R上成像（曝光时小镜M向上弹起，处于水平位置，来自镜头的光在胶片上成像）。试作简图分析，这种取景器的最大缺点是什么，提出解决办法。第十届复赛参考解答和评分建议 一、参考解答： 1、用一个普通灯泡，使球拍平行于地面，与灯和地面等距。 2、用一个普通灯泡，使经线(或纬线)与地面平行，纬线或经线不与地面平行。 3、用一条直管型日光灯，使经线（或纬线）与灯管平行。 4、用两条直管型日光灯，互相不平行地放置 全题14分。第1、2、3、4题分别为2、3、4、5。 二、参考解答：180/（0.21/a）=857a。这表示，蟹状星云是在857年前从一个点膨胀而成的。1920年857年=1063年，这与我国宋代观刚到的超新星年代十分接近。从图中可以看出，蟹状星云的边界不清晰，题中所说它的视角及视角的膨胀速率，误差都是很大的，因此可以认为这些数据支持题述的结论。 评分建议：全题16分。如果计算正确而由于1063不等于1054而得出否定结论，最多只能给4分。如果肯定地说蟹状星云就是宋代的超新星爆发后形成的，而没有“支持结论”或类似的说法，不能给满分。没有对于误差的分析，也不能给满分。 三、参考解答：当钛酸钡元件的温度T处于T0TT1时，随着温度的上升，电阻减小，电流增大，温度上升得更快；当T1TT2时，随着温度的上升，电阻增大，电流减小，温度上升速率变慢，到一定程度时温度不再上升， 达到干衡；T2T的区间，情况与T0TT1时相同。因此，灭蚊器稳定工作时发热元件处于T1TT2区间。环境温度在T0TT1和T1TT2两个区间时元件都可以正常工作，但在T2T的区间时，发热元件将会因过热而损坏。 全题20分。能正确分析各区间的温度变化趋势，给15分；得出正确结论后给满分。 四、参考解答： 1太阳能集光板接收的功率：P1=1.01038W=8103W (1) 电池输出功率：P2=12010W=1.2103W (2) 电机线圈发热功率P3=1024W=0.4103W (3) 电池的效率：1=P2/P1=1.2103/（8103） (4) 电动机的效率：2=（P2P3）/P2=0.8103/（1.2103）=67% (5) 2设太阳到地球的距离为R，以太阳为球心，以R为半径的球面枳就是S=4R2 (6)太阳的辐射总功率和太阳能电池的集光板的面积分别记为P0和S，则P0=3.91026W，S=8m2因为P1/P0（128%）=S/S (7) 由此解出R=（0.72SP0/4P1） (8) 代入数值后计算，得到太阳到地球的距离 R=1.51011m (9) 全题30分（7）式6分（其中“128%”给2分，功率等于面积比给4分，（3）（5）两式各5分，（2）（4）两式各3分 (1)、(6)、(8)、(9)四式各2分。 五、参考解答： 1见图e2见图f、图g。 3图d所示相机的最大缺点是，取景器中看到的景物是倒立的，分析如下，相机镜头相当于一个凸透镜，它使远处物体在胶片上所成的像是倒立的，经过平面镜M、N的反射，这个像成在了取景器的磨砂玻璃上，仍是倒立的，这点可以利用图h说明。我们分别用单箭斗和双箭头代表光速的两侧，可以看到水平射来的光束的上侧在两镜反射后仍是上侧，所以平面镜M、N的反射并不能改变像的倒正。 如果用一个五角棱镜代替平面镜N，可以解决这一问题 (图i )从图中可以看到，入射光束的上侧在射出时成了光束的下侧，所以倒立的像被颠倒过来。全题：20分。第1题5分，第2题5分，第3题10分。说不出五角棱镜与平面镜反射时的区别的，第3题不能给分。第十一届全国初中物理知识竞赛复赛试卷一、 1千克20的水吸收4.2105焦的热量后，它的可能温度是多少？在下列4个答案中选出正确答案的序号并说明选择该答案的理由。A、80 B、100 C、120 D、130二、小浩制作了一个弹簧秤，如图所示，弹簧一共20匝。经检验，该弹簧秤在测量范围内（05N）示数是准确的。该弹簧不但“伸长的长度跟所受的拉力成正比”，而且弹簧受拉力伸长时，各匝伸长的长度都相等。有一次不慎把弹簧靠近O端的一小部分挤压变形，小浩把变形的3匝剪去，并把弹簧上端重新固定在O点，然后把指针C适当向下移，使它在弹簧秤竖直放置时指针C仍指在“0”刻线处。1、写出这个新改制的弹簧秤受到的拉力F与它的示数F测的关系式并说明理由。2、 用这个新改制的弹簧秤秤量一个重物，它的示数为4.0牛，该物实重是多少？三、 1、甲、乙、丙三人要扛一重物。物重600牛，三人肩头所能承受的最大压力均为200牛。现在两根一样长的硬棒及必要的绳子（硬棒及绳的自重不计），请你设计出一种方法，使三人肩头承受的压力都不超过最大压力。画出示意图表示你设计的扛重物的方法。2、小明推一辆满载重物的独轮车，手握在车把A处（图中未画人），遇到一个较高的台阶，他自己推不上去，小华赶快跑来帮忙。小华选择了一种最省力且效果最好的施力方法，请画出小华所施力F的示意图。四、 教学中常用的投影仪的结构如图1所示，在水平放置的凸透镜的正上方有一与水平成45。角的平面镜，右边竖直放一屏幕。物体的光线经凸透镜和平面镜后，可在屏上成一清晰的像。图2是这一装置的示意图，AB是物AB的像。图中BO1=30cm，O1O2=20cm，O2O3=90cm。1、 对凸透镜而言，物距和像距各是多少？2、 在图2中画出物AB的成像光路图。3、 若将凸透镜向上移动一点，像将向何方移动？4、 说明螺纹透镜的作用。五、 图（甲）所示为一个电磁继电器的示意图，a、b是它的两个端点；B是衔铁，D是安在一块金属板上的触点，B和D都安在一个弹性片C上，C的左端固定。c和c、d和d分别是安在绝缘板上的金属触点，当线圈A不通电时，D上的触点与c及c接触，把c和c连接起来，因此c、c称为常闭触点；而d及d此时是断开的，称为常开触点。当线圈A通电时，衔铁B被吸下，c和c断开