2016年上海市第三十届初中物理竞赛(大同杯)初赛试卷-详解

上海市第三十届初中物理竞赛上海市第三十届初中物理竞赛 大同中学杯大同中学杯 初初 赛赛 试试 卷卷 兼区县物理竞赛试卷 2016 年 3 月 13 日 上午 9 00 10 30 说明 说明 1 1 本试卷共分两部分 第一部分为单项选择题 每题 本试卷共分两部分 第一部分为单项选择题 每题 3 3 分 共分 共 3030 题 计题 计 9090 分 第二分 第二 部分为多项选择题 每题部分为多项选择题 每题 5 5 分 全对得分 全对得 5 5 分 部分选对得分 部分选对得 2 2 分 选错或不选得分 选错或不选得 0 0 分 共分 共 1212 题 计题 计 6060 分 全卷满分分 全卷满分 150150 分 分 2 2 考试时间为 考试时间为 9090 分钟 分钟 3 3 考生使用答题纸 考生使用答题纸 卡卡 把每题的正确选项填在答题纸 把每题的正确选项填在答题纸 卡卡 相应位置 允许使用计算相应位置 允许使用计算 器 考试完毕后 请将试卷 答题纸器 考试完毕后 请将试卷 答题纸 卡卡 一并交给监考人员 一并交给监考人员 4 4 常数 常数 g 10N kgg 10N kg sin37 0 6sin37 0 6 cos37 0 8cos37 0 8 第一部分 单项选择题第一部分 单项选择题 1 下列用电器中 利用电流热效应工作的是 A 电视机 B 电热毯 C 电风扇 D 电脑 答案 B 2 目前 很多汽车的驾驶室里都有一个叫做 GPS 全球卫星定位系统 接收器的装置 GPS 接收器通过接收卫星发射的导航信号 实现对车辆的精确定位并导航 卫星向 GPS 接收器 传送信息依靠的是 A 无线电波 B 红外线 C 紫外线 D 激光 答案 A 3 在如图所示的四种现象中 可用光的反射定律解释的是 A 林中光影 B 日食 C 雨后彩虹 D 水中倒影 答案 D 4 甲 乙两个物体相互接触后不发生热传递 这是因为它们具有相同的 A 密度 B 温度 C 体积 D 热量 答案 B 5 如图所示 水平桌面上叠放着甲 乙两个物体 在拉力 F 的作用下 乙 甲以相同的 速度沿桌面向右做匀速直线运动 在不考虑空气阻力的情况下 乙物体受到的作用力的个 数有 A 3 个 B 4 个 C 5 个 D 6 个 答案 5 分析 匀速运动甲乙之间不存在摩擦 只有甲对乙的压力 6 如图所示 两板间夹一木块 A 向左右两板施加压力 F 时 木块 A 静止 若将压力都增大到 2F 则木块 A 所受的摩擦力 A 是原来的 2 倍 B 是原来的 4 倍 C 与原来相同 D 无法判断 答案 C 分析 竖直方向 物体受重力和静摩擦力 始终而力平衡 7 一束平行光从水中射入空气 OA 是其中的一条反射光线 如图所示 若 OA 与水面夹 角为 60 关于入射角 折射角 的说法中正确的是 A 60 60 C 30 30 答案 D 8 小红按照如图所示的电路进行实验 闭合电键后 移动滑片 P 的过程中 灯泡 L 始终不亮 为了查找电路 故障 用电压表进行捡测 先将电压表的负接线柱与 A 接线柱相连 电压表的正接线柱依次与电路中的其它接 线柱相连 对应的电压表示数如表格所示 若导线质量 完好且接线柱连接完好 则可判断电路中一定存在故障 的是 A 电池 B 电键 C 灯泡 D 滑动变阻器 答案 C 分析 接 B 至 E 点 电压表示数正常 说明电源 电键完好 接 F 点的电压表示数为零 说明电灯断路 第 8 题图 第 9 题图 9 在如图所示的电路中 电源电压保持不变 R0为定值电阻 L1 L2为两个小灯泡 闭 合电键 将滑动变阻器的滑片由左向右滑动时 下列说法中正确的是 A 小灯泡 L2变暗 V1表的示数变小 V1表的示数变大 B 小灯泡 L1变暗 V1表的示数变小 V1表的示数变大 C 小灯泡 L2变亮 V1表的读数变大 V1表的示数变小 D 小灯泡 L1变亮 V1表的示数变大 V2表的示数变小 答案 D 分析 首先电灯 L1与滑动变阻器并联 再与 L2串联 电表 V1测量的是 L1 L2的总电压 与电压表正接线柱 相连的接线柱 电压表 示数 V B3 C3 D3 E3 F0 V2测量的是 L2的电压 当滑动变阻器的滑片由左向右滑动时 电路中的总电阻变大 所以 总电流变小 则 L2两端电压变小 V2的示数变小 R0两端的电压也变小 所以 V1表的示 数变大 根据 V1V2的示数变化 L1两端的电压变大 所以 L1变亮 10 白炽灯泡的灯丝断开后 可把断头搭接起来使用 这时灯丝的 A 电阻变小 电流强度变人 B 电阻变大 电流强度变小 C 电阻和电流强度都变大 D 电阻和电流强度都变小 答案 A 分析 电阻丝的长度变短 所以电阻变小 电压不变 因此流过灯丝的电流变大 11 荷兰人华伦海特引入了华氏温度 规定水凝固时的温度为 32 华氏度 标准大气压下水 沸腾的温度为 212 华氏度 中间分为 180 等份 每等份代表 1 华氏度 今年 1 月份上海出 现了近几年罕见的低温 最低温度接近 10 摄氏度 换算成华氏温度为 A 14 度 B 16 度 C 18 度 D 20 度 答案 A 分析 由题中给定的数据可知 1 为 9 5 oF 所以零下十度为 32 18 14 oF 12 如图所示 甲 乙两个完全相同的直角三棱劈放置在 水平桌面上 三棱劈的密度均匀且底面为矩形 若分别沿 两物体图中虚线将右上侧切掉 m甲和 m乙 且 m甲P乙 B P甲 P乙 C P甲 P乙 D 都有可能 答案 B 分析 对于三棱劈对地的压强 P N S Mg S 因此与高度有关 切除之后已的高 2 gh 度高 故选 B 13 如图所示 一圆球固定在水平地面上 球心为 O AB 细棒 B 端搁在地面上 棒身靠 在球面上并和球心 O 在同一竖直平面内 切点为 P 细棒与水平面之间的夹角为 若移 动棒的 B 端沿水平地面靠近圆球 发现切点 P 恰好围绕 O 点匀速转动 这表明在移动 B 端的过程中 A B 的速度大小不变 B 角度 均匀增大 C PB 长度均匀减小 D 以上说法都不对 答案 B 分析 连接 BO 则 POB P 恰好围绕 O 点匀速转动 所以 POB 均匀减小 2 也即角度 均匀增大 故 B 正确 PB 均匀增大 所以 PB 的长度不是均匀减 2 tan r 小 故 C 错 同理 QB 的长度也不是均匀减小 所以 B 点的速度大小变化 故 A 错 14 如图所示 一束粒子沿水平方向飞过小磁针的下方 此时小磁针的 N 极向纸内偏转 这一束粒子可能是 A 向右飞行的正离子束 B 向左飞行的负离子束 C 向右飞行的电子束 D 向左飞行的电子束 答案 C 分析 小磁针的 N 极向纸内偏转 说明这束粒子形成的电流方向向左 故选 C 15 野山鼠擅长打洞 假设山鼠打洞时受到的阻力 f 与洞的深度 L 成正比 即 f kL k 为比 例常数 则野山鼠从洞深 d1打到洞深 d2时 需要克服阻力做的功为 A B C D 2 2 1 2 2 ddk 2 2 12 ddk 2 2 12 ddk 2 21d kd 答案 A 分析 阻力在均匀增加 所以平均阻力 距离为 d2 d1 故阻力做功为 2 12 ddk 选 A 2 2 1 2 2 ddk 16 如图所示 粗细均匀的玻璃管 A 和 B 由一橡皮管连接 一定质量的空气被水银柱封闭 在 A 管内 初始时两管水银面一样高 B 管上方与大气相通 若固定 A 管 将 B 管沿竖直 方向缓慢上移一小段距离 H A 管内的水银面相应升高 h 则以下判断正确的是 A h H B h H 2 C h H 2 D H 2 h H 答案 B 分析 B 管向上移动 若 A 管水银面不变 则 A 管内压强会升高 温度不变 压强升高 则体积要减小 所以 A 管内的水银面相应升高 如果 A 管内的水银面升高 H 2 则 AB 管 水银面相平 即 A 管的压强没有增加 那么体积减小就矛盾了 所以选 B 17 如图所示 平面镜 OM 与 ON 夹角为 面镜 ON 的光 线经过两个平面镜的多次反射后 能够沿着原来的光路返回 则两平面镜之间的夹角不可能是 A l B 2 C 3 D 4 答案 D 分析 如图 入射光线每被反射一次 与镜面的夹角就增 加 如果多次反射沿原光路返回 则最后入射的光线须垂直镜面 因此 90 应该是 Q 角的整数倍 故选 D 2 18 在托乒乓球跑步比赛中 某同学将质量为 m 的球置于球拍光面中心 在运动过程中球 受到的空气阻力与速度大小成正比 比例系数为 k 运动中球拍拍面与水平方向夹角为 不计球与球拍间的摩擦 若要球始终保持在位于球拍中心不动 则做匀速直线运动时的速度 为 A B C D k mg sin k mg cos k mg tan k mg cot 答案 C 分析 乒乓球的受力如图 故选 C 19 如图所示 水平桌面上放置 底面积为 S2的轻质圆柱形容器 容器足够深 在容器中 放入底面积为 S1 质量为 m 的圆柱形木块 在容器中缓慢加入水 当木块对容器底部的压 力恰好为零时 容器对桌面的压力大小为 A B mg s s 1 2 mg s ss 1 12 C D mg ss s 12 1 mg ss s 12 2 答案 A 分析 浮力等于排开水的重量 设水深为 h 则 mg 水S1h 因此 水的重力加圆柱体 的重力为 故选 A mg s s 1 2 20 凸透镜的焦距为 f 点光源 S2和光屏 M 位于凸透镜的左右两侧 点光源位于凸透镜的 主光轴上 光屏与凸透镜的主光轴垂直并和点光源的距离保持 L 不变 且 f L 4f 左右移 动凸透镜的位置 当光屏上的光斑最小时 凸透镜与点光源的距离为 A B C D 2 fL 2 fL Lf fLfL 答案 C 分析 如图 设点光源此时距离透镜 u 像距离透镜 v 则光屏距离透镜为 L u 若要光 屏上的光斑面积最小 则要最大 即光屏尽量要离像最近 又因为 v uL fvu 111 mg kv N 所以 v uL uf fuuL fu uf uL 1 f u u L f L 要使上式取最大值 则要最小 仅当时 最小 f u u L f u u L f u u L 也即 故选 C 注 当 u f 时 v 值为负 按上述方式进行讨论 C 一样成立 Lfu 21 如图所示 在竖直放置的穹形光滑支架上 一根不可伸长的轻 绳通过光滑滑轮悬挂一重物 G 其一端固定于支架的 A 点 另一端 从穹形顶端 B 沿支架缓慢地向 C 点靠近 C 点与 A 点等高 在此过 程中绳子上的拉力 A 先变小后变大 B 先变大后不变 C 先变小后不变 D 先变大后变小 答案 B 分析 由 B 缓慢地向 C 点靠近过程中 在圆弧段 绳的夹角不断增大 所以其上张力不 断增大 在竖直段 绳的夹角不再变化 所以其上张力不变 故选 B 22 直径 d1 0 3mm 的细铅丝通以 1 5A 的电流将被熔断 而直径 d2 0 6mm 的粗铅丝通以 4A 的电流将被熔断 假设这两种铅丝的长度和电阻率相同 选取上述 20 根细铅丝和 1 根 粗铅丝并联接入电路 允许通过的最大电流为 A 36A B 34A C 30A D 24A 答案 C 分析 根据电阻定律细铅丝的阻值是粗铅丝的 4 倍 20 根细铅丝和 1 根粗铅丝并联后 若通过的粗铅丝的电流为 4A 则电路通过的总电流为 24A 若通过细铅丝的电流为 1 5A 则粗铅丝被烧断 电路通过的总电流为 30A 故选 C 23 通电导线在磁场中受到的安培力的大小与导线中的电流成正比 与导线的长度成正比 在如图所示的电路中 由均匀的电阻丝组成 的等边三角形导体框 垂直磁场放置 将 AB 两点接入电压恒定的 电源两端 通电时 线框受到的安培力大小为 F 若将 AB 边移走 点光源 光屏 其它不变 则余下线框受到的安培力大小为 A B C D F 4 F 3 F 2 F 答案 B 分析 由于 ACB 的等效长度等于 AB 通过 ACB 的电流为 AB 的一半 所以 AB 上的安 培力为 ACB 上安培力的一倍 故选 B 24 如图所示 河两岸相互平行 水流速度恒定不变 船行 驶时相对水的速度大小始终不变 一开始船从岸边 A 点出发 船身始终垂直河岸 船恰好沿 AB 航线到达对岸 B 点耗时 t1 AB 与河岸的夹角为 60 调整船速方向 从 B 点出发沿 直线 BA 返航回到 A 点耗时 t2 则 t1 t2为 A 1 1 B 1 2 C 1 3 D 1 4 答案 B 分析 25 如图所示 水平地面上有一木箱 木箱与地面间的动摩擦因数为 木箱在与水平夹 角为 的拉力 F 作用下做匀速直线运动 从 0 逐渐增大到 90 的过程中 木箱的速度始 终保持不变 则拉力 F 的功率 A 一直减小 B 一直增大 C 先减小后增大 D 先增大后减小 答案 A 分析 由于木箱的速度 v 始终不变 所以 Fcos 等于木箱受到的摩擦力 即 sin cosFmgF sincos mg F 故拉力 F 的功率v mg v mg vFP tan1 cos sincos cos 又由于 从 0 到 90 变化 tan 单调递增 所以 P 逐渐减小 26 在同一平面上的 AC BD 两杆 分别以相同的转动周期绕 A B 两轴顺时针匀速转动 当两杆转动到如图所示的位置时 CAB DBA 60 此时两杆交点 M 的速度为 v1 若 BD 杆变为逆时针匀速转动 不改变两杆的转动周期 当两杆恰好也 转动到如图所示的位置时 两杆交点 M 的速度为 v2 则关于 v1和 v2关 系的判断正确的是 A 大小相等 方向不同 B 大小不等 方向相同 C 大小 方向都相同 D 大小 方向都不同 答案 D 分析 当 AC BD 两杆分别绕 A B 两轴顺时针匀速转动时 如图 把 AC 杆上 M 点转 动的速度分解为沿 BD 杆及沿 AC 杆 因为 假设 BD 杆不动 沿 AC 杆的速度不引起交 点的变化 所以只考虑沿 BD 杆的速度分量 该分量大小为 同理把 BD 杆 M 点转动的速度分解为沿 BD 杆及沿 AC 杆 L L v 3 32 30cos 0 只考虑沿 AC 杆的速度分量 两速度分量均为 两速度夹角L L v 3 32 30cos 0 为 120 则 M 的速度大小为 方向水平向右 L L v 3 32 30cos 0 当 AC 杆绕 A 轴顺时针匀速转动 BD 杆绕 B 轴逆时针匀速转动时 同理可求得 M 的速度 大小为 方向竖直向下 所以选 D L 2 27 一厚度为 d 的薄金属盘悬吊在空中 其上表面受太阳直射 空气的温度保持 300K 不 变 经过一段时间 金属盘上表面和下表面的温度分别保持为 325 和 320K 假设单位时 间内金属盘每个表面散失到空气中的能量与此表面和空气的温度差以及此表面的面积成正 比 单位时间内金属盘上 下表面之间传递的热量与金属盘的厚度成反比 与两表面之间 的温度差和表面面积成正比 忽略金属盘侧面与空气之间的热传递 那么 在金属盘的厚 度变为 2d 而其他条件不变的情况下 金属盘上 下表面温度稳定之后 金属盘上表面的温 度将变为 A 323K B 324 C 326 D 327K 答案 D 分析 厚度为 d 的金属盘 当其稳定后 代入数据得 下1上1入 tsktskP skP 1入 45 上表面向下表面热传递 代入数据得 下1 2 传 tskt d sk P sk d sk 1 2 4 当厚度为 2d 的金属盘稳定后 由 得 45300 300 下上 tt 300 2 下1 下上2 tsk d ttsk 联立可解得 t上 327K 故选 D 28 在如图所示的电路申 无论电路中的电阻如何变化 设定 流入电路的总电流 I 始终保持恒定 当变阻器 R0的滑动触头向 上滑动时 电压表 V 电流表 A 的示数变化量分别为 U I 则为 I U A R1 B R2 C Rl R2 D R2 Rl 答案 A 分析 设电阻 R1两端电压为 U1 电阻 R2两端电压为 U2 则电压表示数 U U1 U2 设 流过 R1的电流为 I1 则电流表示数 I I总 I1 所以 U U1 U2 I I总 I1 又因为 R2两端电压为 U2不变 总电流 I总不变 所以 U U1 I I1 那么 R1 故 A 正确 I U 29 凸透镜的焦距大小为 20cm 点光源位于透镜主光轴上距离光心 30cm 现移动凸透镜 使点光源距离凸透镜 100cm 该过程中 点光源的像移动的路程为 A 25cm B 35cm C 45cm D 55cm 答案 D 分析 根据凸透镜成像公式 当点光源距离透镜 30cm 时 像 S 距离透 fvu 111 镜为 60cm 如图 当点光源距离透镜 100cm 时 像 S 距离透镜为 25cm 则此时 S 距离 透镜的初始位置为 95cm 所以像 S 相对于像 S 距离为 35cm 又因为物距为 2f 时 物像 之间的距离最短 最短距离为 80cm 所以像先向左移动 10cm 再向右移动到最终的位置 因此 这一过程中点光源的像移动的路程为 55cm 30 如图所示 实验室内有工宽度 d 12cm 的跑道 假设有一连串半径 r 5cm 的机器人在跑道上沿一直 线鱼贯驶过 速度均为 v 2cm s 相邻机器人中心 之间的距离为 a 26cm 某智能机器人 不考虑大 小 用最小的速度沿一直线匀速安全穿越此跑道 不 与任何机器人相撞 的时间为 A 6s B 12s C 14 4s D 16 9s 答案 D 分析 以机器人为参照物 则智能机器人按照如图所示的路径 与前后两个机器人的圆 点光源 S S S 相切 穿越跑道所用的速度最小 第二部分第二部分 多顼选择题多顼选择题 31 下列说法中正确的是 A 北方寒冷的冬天 室内的玻璃窗上会出现冰花 属于凝华现象 B 炎热的夏天 雪糕周围出现的 白气 是雪糕升华的水蒸气形成的 C 将 18 的冰块放在冰箱的 0 保鲜室中 一段时间后 冰块的内能增加 D 用锯条锯木板 锯条的温度升高 是由于锯条从木板中吸收了热量 答案 AC 分析 雪糕周围出现的 白气 是由于空气中的水蒸气遇冷液化所致 锯条温度升高 是 因为摩擦力做功的原因 故 BD 错误 32 身高 1 5m 的小明沿直线匀速运动 路灯在行进线路的正上方 某时刻人影的长度为 0 6m 前进 4m 后 影长变为 1 4m 则路灯的高度可能为 A 9m B 7 5m C 6m D 4 5m 答案 AD 分析 如图所示 小明可能向右运动 也可能向左运动 分别进行求解可得结果 33 能够成缩小像的光学元件是 A 凸面镜 B 凸透镜 C 平面镜 D 凹透镜 答案 ABD 34 如图所示 R1和 R2是材料 厚度相同的正方形导体板 但 R1的尺寸比 R2的尺寸大 在导体两端加相同的电压 通过两导体的电流方向如图 则下列说法中正确的是 A R1中的电流小于 R2中的电流 B R1中的电流等于 R2中的电流 C R1比 R2中自由电荷定向移动的速率大 路灯 小明 D R1比 R2中自由电荷定向移动的速率小 答案 BD 分析 设导体板的长度为 a 厚度为 d 根据电阻定律此形状的导体板电阻为 因此 R1 R2 所以 R1中的电流等于 R2中的电流 B 选项正确 R1中 dad a R 自由电荷比 R2多 要使二者电流相等 则 R1中的自由电荷定向移动的速率要小才行 或 者 加在导体板两端的电压相等 所以 R1中的电场要小 从而 R1中的自由电荷定向移动 的速率小 D 选项正确 35 用一个小型电动机提升重物 当给定电压为 2V 时 电机没有转动 此时通过电机的 电流为 lA 当电压增加到 12V 时 电机开始工作 此时电机能带动 16N 重的物体以 1m s 的速度匀速上升 则下列判断正确的是 A 电机的工作电流一定为 4A B 电机线圈阻值一定为 2 C 电机的损耗功率可能为 8W D 电机的效率可能为 50 答案 BC 分析 给电动机加 2V 的电压是 电动机没有转动 所以电压全部加在内阻上 此时电 流为 1A 故内阻 r 2 B 正确 当电压增加到 12V 时 设此时的电流为 I 则 P入 P出 P热 即 UI FV I2r 代入数据得 I 2A 或者 I 4A 故 A 错误 当 I 2A 时 电机的损 耗功率为 8W C 正确 无论 I 2A 或者 I 4A 时 电机的效率都不可能为 50 故 D 错误 36 如图所示 小试管倒插在广口瓶内的水银中 此时试管恰好浮于水银面 现由于天气变化的原因 大气压强稍增大 其它条件不变 则 A 试管略微下沉 B 试管内封闭气体的体积变大 C 试管内外的水银面高度差变大 D 试管内封闭气体的压强变大 答案 AD 分析 设试管内外水银面高度差为 h 横截面积为 s 重为 G 则管内气体压强为 P P0 汞gh 又因为试管浮力等于重力 所以 水gsh G 因为 G 不变 所以 h 不变 P0 变大 所以 P 变大 则管内气体体积要变小 即试管要下沉 综合分析 AD 正确 37 滑块以某初速度从引定的粗糙斜面底端向上运动 然后又滑回到斜面底端 若滑块向 上运动的位移中点为 A 取斜面底端重力势能为零 则滑块 A 上滑过程机械能减小 下滑过程机械能增大 B 上滑过程机械能减小 下滑过程机械能也减小 C 上滑至 A 点时动能大于重力势能 D 下滑至 A 点时动能大于重力势能 答案 BC 分析 设滑块的质量为 m 受到的摩擦力为 f 滑块上滑的高度为 H 通过的路程为 L 根据能量守恒原理 滑块在最开始具有的动能为 mgH fL 当滑块上滑至斜面中点 A 时 具有的重力势能为 mgH 2 具有的动能为 mgH fL mgH 2 fL 2 mgH 2 fL 2 所 以 此时动能大于重力势能 当滑块下滑至斜面中点 A 时 具有的重力势能为 mgH 2 具 有的动能为 mgH mgH 2 fL 2 mgH 2 fL 2 所以 此时动能小于重力势能 故 BC 正 确 38 物体通过凸透镜所成像的放大率为 6 若将物体靠近透镜 4cm 则所成像的放大率为 3 则透镜的焦距可能为 A 8cm B 12cm C 20cm D 24cm 答案 AD 分析 本来物体通过透镜成放大的像 则物体可能在距离透镜一倍焦距到两倍焦距之间 的位置 也可能在距离透镜一倍焦距之内的位置 而物体物体靠近透镜 放大率却减小了 说明物体可能在距离透镜一倍焦距到两倍焦距之间的位置 移动后距离透镜不到一倍焦距 的距离 或者物体本身就在距离透镜一倍焦距之内 根据透镜成像公式得 fvu 111 解得 f 8cm 或 f 24cm fuu fuu fuu fuu 1 3 11 1 6 1 1 或 1 3 11 1 6 11 39 如图所示 光滑轻质细杆 AB BC 处在同一竖直平面内 B 处用铰接连接 A C 处 用铰链铰于水平地面上 BC 杆与水平面夹角为 37 一质量为 3 2kg 的小球穿在 BC 杆上 对小球施加一个水平向左的恒力使其静止在 BC 杆中点处 AB 杆恰好竖直 则 A F 的大小为 40N B 小球对 BC 杆的作用力大小为 40N C AB 杆对 BC 杆的作用力大小为 25N D 地面对 BC 杆的作用力大小为 25N 答案 BCD 分析 以小球为研究对象 对其受力分析如图所示 小球对 BC 杆的作用力大小等于杆对小