1990年上海大同杯初中物理竞赛复赛解析

上海市第四届初中物理竞赛（1990年）复赛试题解析说明：(1)本试卷共六大题，答题时间为90分钟，满分为100分。(2)本试卷的计算中，g取10牛/千克，冰的熔解热取80卡/克，水的比热取1卡/(克)，水的密度取1.0103千克/米3，热功当量为1卡4.2焦。一. 填充题(每题1分，共15分)1. “光年”是表示_的单位，光在真空中的传播速度为_。解：“光年”是表示长度的单位，光在真空中的传播速度为3108m/s故答案为：长度；3108m/s2. 我国最早记录小孔成像的古书是_。解：在我国古书墨经中记载了世界上最早的“小孔成像实验”故答案为：墨经3. 世界上首次制成温度计的科学家是_，他是根据_的性质而制成的。解：伽利略；气体热胀冷缩如图所示，就是世界上首次制成的温度计的原理图，它是由科学家伽利略，利用气体的热胀冷缩制成的“气体温度计”当气温升高时，球形容器中的气体膨胀，使管中的液柱下降，反之，则液柱上升4. 在严寒的冬天，露天里陈旧的自来水管往往因结冰而爆裂。产生这一现象的主要原因是_。解：冬天自来水结冰时，体积增大，导致水管被冰撑坏而爆裂；故答案为：水结冰时体积增大5. 常用的致冷设备，如电冰箱，其基本原理是根据_作用而制成的。它的主要结构包括_等几部分。解；电冰箱基本原理是利用液态的制冷剂汽化时吸热作用制成的，它的主要结构包括压缩机、冷凝器、过滤器、毛细管、蒸发器等几部分故答案为：制冷剂汽化吸热、压缩机、冷凝器、过滤器、毛细管、蒸发器6. 从物态而言，“云”是_。解：云是水蒸气液化后形成的小液滴和水蒸气凝华后形成的小冰晶的混合物；即云是小液滴和小冰晶的混合物；故答案为：液态和固态的混合物7. 霜的形成过程叫_。解：水蒸气遇冷会直接变成小冰粒，形成霜，发生的是凝华现象；故答案为：凝华8. 从能的转化角度来看，摩擦起电的过程是把_能转化为_和_的过程。解：在摩擦起电的过程中，消耗了机械能；由于做功可以改变物体的内能，故在摩擦的作用下，产生了一部分内能，同时还能“起电”，即该过程中还有电能的产生，故从能量转化的角度分析摩擦起电的实质是将机械能转化为内能和电能的过程故答案为：机械；内能；电能9. 电路的基本组成部分包括_，其中_是提供能量的。解：电路的基本元件包括电源、用电器、开关（电键）、导线；其中电源是提供电能的装置故答案为：电源、用电器、开关、导线；电源二. 选择题(以下每小题只有一个选项符合题意，请把符合题意的选项前的编号填写在题后括号内。每小题3分，共45分)1. 放在粗糙水平面上的物体甲，重为10牛；受到2牛的水平拉力F作用可以沿水平面作匀速运动；如果在甲的上表面再放上重为5牛的物体乙，要使甲、乙一起沿原来的粗糙水平面作匀速运动，则作用在甲上的水平拉力F必须变为(A) 2牛； (B)3牛； (C)7牛； (D)5牛。解：甲物体水平方向上受到2N拉力时匀速直线运动，水平方向上受到拉力和摩擦力，摩擦力和拉力是一对平衡力，大小相等，所以摩擦力f=2N甲物体放在粗糙水平面上，压力为10N，摩擦力是2N，乙物体放在甲物体上，甲和水平面之间粗糙程度不变，压力变为原来的1.5倍，摩擦力也变为原来的1.5倍，所以摩擦力为：f=1.5f=1.52N=3N甲乙一起在粗糙水平面上进行匀速直线运动，所以拉力F=f=3N故选B图12. 甲、乙两只盛有100水的容器，用细玻璃管相通，如图1所示，甲容器液面上方有气体。如果不考虑水因蒸发而造成的损失，则当水温冷却到20时，(A) 甲、乙中水的质量均各自保持不变；(B) 甲中水的质量将略有增大；(C) 乙中水的质量将略有增大；(D) 以上三种情况都有可能出现。解：由于原来两个容器中液体的温度都是100，即在甲容器上方存在大量的水蒸气，当水温降低到20时，即甲容器中上方的一部分水蒸气会遇冷液化成小水滴，即该部分的气压变小，即此时外界大气压大于甲容器中的气压，故乙容器中的水会在外界大气压的作用下被压入甲容器中故选B3. 用照相机拍摄人物照片时，(A) 人立在镜头的一倍焦距之内；(B) 人立在镜头的一倍焦距之外与两倍焦距之内；(C) 人离镜头越近，得到的照片越小；图2(D) 人必须立在两倍焦距之外。解：A、人立在镜头的一倍焦距之内，凸透镜成正立、放大的虚像，应用于放大镜不符合题意B、人立在镜头的一倍焦距之外与两倍焦距之内，成倒立、放大的实像，应用于幻灯机和投影仪不符合题意C、人离镜头越近，物距越小，像距越大，像越大不符合题意D、人在两倍焦距之外，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像机符合题意故选D4. 一只充气球拴一重物，使重物沉入水底，如图2所示。巳知重物重为5.4牛，如果充气球的质量不计，当温度为10时，气球的体积为300厘米3，对容器底部的压力为0.4牛，温度上升至t时，重物对容器底部的压力刚好为0，则此时气球的体积为(A) 500厘米3； (B)300厘米3； (C)340厘米3； (D)380厘米3。解：设重物的体积枳为V1，温度为10摄氏度时，气球的体积V=300cm3=310-4m3，对（重物+气球）：浮力F1=重力-对容器底部的压力=5.4-0.4=5N，而F1=p水（V1+V）g 则5N=1000kg/m3（V1+310-4m3）10N/kg，解得V1=210-4m3，当温度上升到t摄氏度时：重物对容器底部的压力刚好为零，重力=浮力F2，则5.4N=p水（V1+V）g=1000kg/m3（210-4m3+V）10N/kg解得此时气球的体积为 V=3.410-4m3=340立方厘米故选C5. 用材料甲制成的刻度尺去测量用材料乙制成的物体的长度。在15时测得的长度为l1，在30时测得的长度为l2。如果两次的测量方法都正确，且l1l2。则下列说法中正确的是(A) 甲、乙两种材料膨胀程度不同，且材料乙的膨胀程度大；(B) 如果在15时取甲、乙两材料的长度均是1米，则在降低相同温度后甲的长度大于乙的长度；(C) 如果在15时取甲、乙两种材料的长度均是1米，则在升高相同温度后，甲的长度大于乙的长度。(D) 以上三种情况都不对。解：由题意可知，在15时测得的长度为l1，在30时测得的长度为l2，且l1l2，如果在15时取甲、乙两种材料的长度均是1米，那么在30时，只有甲的材料膨胀程度要大于乙的，甲在30时测量乙的长度才会小于其在15时测量的乙的长度，故A错误，C正确，由于题目中没有给出降低温度后甲乙两种材料的变化情况，所以无法判断B选项是否正确故选C6. 把两只质量为m、初温度为100的铜球和铁球，分别投入两杯质量也为m、初温度为0的水中。不考虑热损失，则它们分别达到热平衡后，可能出现的情况是(已知铜的比热容小于铁的比热容)(A) 两杯水的混合温度可能相等； (B)放铜球的混合温度较高；(C)放铁球的混合温度较高； (D)两球放出的热量相等、温度变化相同。解：假设达到热平衡时，混合体的温度为t，则根据热平衡方程可知：mc（100-t）=m水c水t；因两球的质量相同，水的质量相同，所以升高的温度取决于金属球的比热大小；因为铜的比热较小，则放入铜球的水中升高的温度要小，放铁球的水中混合温度要高；故选C7. 甲乙两种液体可以相互混合，它们的密度之比为甲:乙=5:4；混合前的体积之比为V甲:V乙=2:3；比热容之比为c甲:c乙=1:2。假设它们的初温度不等，混合后的共同温度为t，不计混合过程中的热损失，则它们达到热平衡后各自相对于它们原来的初温度的温度变化量之比t甲:t乙为(A) 12:5； (B)5:12； (C)16:15； (D)15:16。解A8. 图3中点划线表示某一凸透镜的主轴，但未标出透镜位置。一物体放在a、b两点间，某观察者观察到放大正立的像。当物体从a移向b时，发现正立的像逐渐增大。下列关于凸透镜L的位置及焦点F的位置，判断正确的是图3(A) L位于b、N间，其左焦点F位于a、b间；(B) L位于b、N间，其左焦点F位于M、a间；(C) L位于M、a间，其右焦点F位于a、b间；(D) L位于M、a间，其右焦点F位于b、N间。解：凸透镜成正立放大的虚像，物体一定在凸透镜的一倍焦距以内，当物体从a移向b时，发现正立放大的虚像逐渐增大，此时物体一定远离凸透镜，并且在凸透镜的一倍焦距以内，所以凸透镜L在M、a间，其右焦点F位于b、N间故选D9. 在0时，将两根长度和质量都相同的均匀铜棒甲跟铁棒乙并接在一起，并将支点支在接头处，刚好平衡，如图4所示。当温度升高数百摄氏度时，你将观察到图4(A) MON仍将保持平衡(静止在水平状态)；(B) M端将向上翘起，呈左高右低状态；(C) N端将向上翘起，呈左低右高状态(D) 以上三种情况都可以出现。解：当温度升高数百摄氏度时，铜和铁的质量不变，两边受到的力不变，均为mg，但体积增大，使铜棒重力mg的力臂增加值大于铁棒重力mg的力臂增加值，使得左边力和力臂的乘积大于右边力和力臂的乘积，N端将向上翘起，呈左低右高状态故选C10. 关于物体带电，下列说法中正确的是(A) 失去原子的物体将带正电荷；图5(B) 失去多余自由电子的物体一定带正电荷；(C) 得到多余电子的物体一定带负电荷；(D) 金属物体不可能摩擦起电。解：A、失去电子的物体带正电荷，故该选项说法不正确；B、不带电物体失去电子带正电，但是带负电的物体失去多余的电子就可能不带电，故该选项说法不正确；C、得到多余电子的物体一定带负电，因为电子本身带负电，故该选项说法正确；D、任何物体都可以摩擦起电，金属物体是导体，摩擦产生的电荷会通过金属和人体导入大地，所以看起来好像是摩擦不起电，故该选项说法不正确故选C11. 在图5所示电路中，电源电压为6伏，R1为2欧。电压表指示的读数为3.6伏，则通过R2的电流强度为：(A) 3安； (B)1.8安；图6(C)1.2安； (D)条件不足无法计算。12. 一块长方体玻璃砖内有一个呈双凸面(球面)的空气泡，可以看作透镜。一束平行光束按图6所示方式射向气泡，则这束平行光将(A) 穿过气泡后仍保持平行； (B)穿过气泡后会聚；(C)穿过气泡后发散； (D)不能穿过气泡，全部被反射。解：如果同学们不对图片进行分析，很容易选B，这是错误的，因为凸形气泡不是玻璃元件，故它不是凸透镜这是一块玻璃砖被气泡分成两部分，这两部分都是中间薄，边缘厚，是凹透镜因此对照过去的平行光有发散作用，所以C是正确的故选C13. 一只不可打开的暗箱如图7虚线框内所示，箱内有三个电阻器(用R1、R2、R3表示)与电源串联。a、b、c、d表示露在箱外的四根接线柱，已知电源电压为6伏。现因发现电路出现了问题，某实验者使用电压表进行测量检查，测得a、b两点间的电压U1=0；b、c两点间的电压U2接近于6伏，c、d两点间的电压U2=0，再测得a、c两点间的电压与b、c两点间的电压完全相同。据此，他作出了下列各种判断，你认为正确的应是图7(A) R1发生了断路，R3发生了短路，只有R2完好；(B) R1发生了短路，R3发生了断路，只有R2完好；(C) R1发生了短路，R2发生了断路，只有R3完好；(D) R3发生了断路，R2发生了短路，只有R1完好。解：a、b两点间的电压U1=0，说明该部分完好或发生了短路；b、c两点间的电压U2接近于6伏，则R2一定发生了断路；c、d两点间的电压U2=0，R3完好或短路；因测得a、c两点间的电压与b、c两点间的电压完全相同，说明R1应该发生了短路故障；故选C14. 甲、乙两只完全相同的容器内，盛有质量不相等、初温不相同的水。其中甲容器内水的质量为乙容器水的质量的2倍，乙容器内的水温是甲容器水温的2倍。现将两只盛水容器同时放入温度略低于0的恒温箱内，设两容器单位时间放出的热量相同。关于两只容器内的水完全结成冰所需时间的先后，下列说法中正确的是(A) 乙比甲先完成结冰； (B)甲比乙先完成结冰；(C)甲、乙同时完成结冰； (D)以上三种情况都有可能。解：A图815. 如图8所示，一盛水容器的底部放有一块平面镜，它与容器底部的夹角为15。一条光线以45入射角从空气射向水面，折射角为30，进入水中的折射光线能够射到平面镜的表面，那么，这条光线经过平面镜反射后再从水中射入空气的折射角是(A) 9O； (B)75；(C)30； (D)0。解：作出光路示意图光线入射到平面镜上时的反射角，平面镜反射时，反射角等于入射角而光从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角，如图所示：由入射角为45，折射角为30，平面镜与容器底部的夹角为15可知，BOC=90-30=60，CBO=30，所以BCO=90，即这条光线经过平面镜反射后垂直从水中射向空气，此时折射光线，入射光线，法线三线重合，则折射角为0故选D三. 作图题(10分)图91. 一块竖直放置的大型平面镜L1前，有一块竖直放置的不透光的圆薄板ab，在圆板的中心轴线上有一点光源S，它与板的边缘a、b两点刚好构成等边三角形，如图9所示。现若要在a点观察到来自平面镜L1中的S的像，可在S的正下方再放置一块平面镜L2。试用作图法作出L2的位置以及S通过L1、L2所成像的位置。解：过S点沿中心轴向左边延长，与镜面L1交于一点O，连接Oa，Ob，过点S作平行于ab的垂线，与直线Ob交与点A，再作SAO