2025年“巨人杯”全国初中应用物理知识竞赛初赛试卷及答案

2025年“巨人杯”全国初中应用物理知识竞赛初赛试卷及答案（精华版）一、本题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．（2分）汽车的观后镜是用来观察车后路面情况的装置，一般为凸面镜．正常情况下，坐在驾驶员位置的人通过左侧观后镜应该看见如图甲所示的效果．在某次准备驾车外出前，坐在驾驶员位置的王师傅发现，从左侧观后镜中看到的是如图乙所示的情景．为确保行驶安全，左侧观后镜的镜面应适当完成图中的哪种操作（）A．向外旋转B．向内旋转C．向下旋转D．向上旋转2．（2分）（2014•平原县二模）“五一文艺会演”时，物理老师和电工师傅合作给同学们表演了一个“不怕电”的节目（注意：因该节目有危险，同学们切勿模仿）．首先电工师傅将两根导线的接头A、B分别连接到一标有“P2220100”的灯泡（如图甲所示）的接线柱C、D上，闭合开关，灯泡正常发光．随后，电工师傅断开开关，取下灯泡，物理老师站到干燥的木凳上，左、右两手分别抓住两导线接头A、B（如图乙所示），此时电工师傅闭合开关，用测电笔分别测试导线接头A、B及物理老师的皮肤，发现测电笔的氖管均发光，而在这一过程中，物理老师依然谈笑自如．对以上现象的解释，你认为下列说法中正确的是（）A．物理老师有“特异功能”，确实不怕电B．物理老师的双手戴着绝缘手套C．在人、灯替换的过程中，电源的火线被断开了D．在人、灯替换的过程中，电源的零线被断开了3．（2分）图甲为一把手工锯的锯条，图乙所示为正对着锯齿看的效果，发现它的锯齿都“东倒西歪”的侧向两侧，而不在一个平面上．其原因是（）A．将锯齿做成这样的形状后，容易将锯齿打磨得更锋利B．将锯齿做成这样的形状后，锯条承受撞击能力更强C．锯条用得太久，锯齿被撞歪了D．将锯齿做成这样的形状后，可以使锯口加宽，减小被锯物体对锯条的摩擦力4．（2分）（2014•黄冈模拟）“嫦娥三号”探测器在月球表面降落时，没有使用降落伞，是因为（）A．月球表而非常松软，不需要使用降落伞减速B．距离月球表面太近，用降落伞来不及减速C．月球表面附近没有大气，降落伞无法起到减速的作用D．“嫦娥三号”质量太大，不易制作足够大的降落伞5．（2分）汽车发动机在工作过程中需要冷却．图为汽车发动机的水冷系统工作原理示意图．在汽车发动机正常工作的过程中，图所示有关汽车发动机水冷系统中水流方向以及水泵叶轮转向的示意图中，正确的是（）A．B．C．D．6．（2分）2013年6月20日我国宇航员王亚平首次进行了太空授课．图为王亚平所做实验的一个画面，图中的水呈球状而不破裂，除了失重的原因外，还主要是因为（）A．水球的外表面有一层很薄的橡皮膜B．水球表面分子之间相互作用的引力大于斥力C．在实验用水中事先添加了某些特殊物质D．到外太空后，水的分子结构发生了变化7．（2分）将一只点燃的蜡烛靠近家里的镜子，会发现镜子中出现了多个蜡烛的像，对于这种现象，下列解释中正确的是（）A．镜子质量不好，反射面不平整B．光经玻璃前表面和后表面发生多次反射后形成了多个虚像C．烛焰将附近的空气加热后，由于空气密度不均匀导致的折射形成了多个虚像D．火焰抖动的过程中，由于视觉暂留效应形成的错觉8．（2分）小东在观看“神舟十号”飞船发射时，想估算一下运载飞船的火箭在发射后的第一个10s内的平均速度．他上网查到运载“神舟十号”的长征二号F运载火箭全长58m．然后从网上下载了“神舟十号”发射的视频，分别截取火箭刚发射时和发射后第lOs的图片，如图甲和图乙所示．则火箭发射后第一个lOs内的平均速度值应最接近（）A．4m/sB．9m/sC．12m/sD．15m/s9．（2分）为了监督司机是否遵守限速规定，交管部门在公路上安装了周定测速仪．如图所示，汽车向放置在道路中间的测速仪匀速驶来，测速仪向汽车发出两次短促的超声波信号．第一次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时0.5s，第二次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时0.3s，若发出两次信号的时间间隔是1.1s，超声波的速度是340m/s，则（）A．汽车接收到第一次信号时，距测速仪170mB．汽车接收到第二次信号时，距测速仪102mC．汽车的速度是34m/sD．汽车的速度是30.9m/s10．（2分）（2014•东胜区二模）如图所示的电动自行车既可以电动骑行，也可以脚踏骑行．电动骑行时，蓄电池对车上的电动机供电，电动机为车提供动力．下表是某型号电动自行车的主要技术参数．整车整车质量40kg最高车速30km/h最大噪声62dB蓄电池电压48V容量12Ah电动机额定电压48V额定功率240W根据学过的物理知识，判断以下估算结果中合理的是（）A．电动自行车行驶过程中，电动机的工作电流保持5A不变B．蓄电池一次充足电，放电时可输出的电能最多约为3.5×104JC．若蓄电池储存能量的80%用于驱动电动自行车在平均阻力为40N的水平公路上匀速行驶，蓄电池一次充电最多能连续电动车行驶约41kmD．蓄电池一次充电后，该电动自行车最多可供电动车骑行2.4h二、简答下列各题（每题5分，共30分）11．（5分）有两只干净、透明的圆柱形玻璃杯，一只盛满不含气泡、污物的纯净水，另一只为空杯子，两只杯子的杯口都被不透明的盖子盖严了．请你说明如何只用眼腈观察判断哪只杯中装有水，并说明这样做的依据．12．（5分）如图所示，位于两个电线秆之间的电线总是呈现出向下的弧线，弧线最低点与两端悬点间的水平线的距离称为垂距或称垂度．请回答：（1）若架设电线肘所留垂距过小，你认为会有什么危害？（2）若架设电线时所留垂距过大，你认为会有什么危害或不足？13．（5分）如图甲所示，家用漏电保护器是在用电器发生漏电故障或人体触电时实施保护的设备，它的内部构造中包含有两个部分﹣﹣检测装置和试验电路．家庭电路漏电时，通过火线与零线的电流不相等．漏电保护器中有一检测装置（在图乙中双虚线框内，未具体画出），当它检测到通过自身的火线和零线的电流不等时，便切断电源，起到保护作用．漏电保护器中还有试验电路，由一只开关S与一个电阻R组成，闭合开关S就能模拟漏电情形，从而检查漏电保护器工作是否正常．请在图乙中漏电保护器的虚线框内画出试验电路．14．（5分）“嫦娥三号”探测器主要由两大部分构成：着陆器和巡视器，其中巡视器就是我们俗称“玉兔”的月球车（如图所示）．网上有许多学生和科学爱好者问了许多关于月球车的有趣问题，你能帮他回答吗？（1）月球表面的某些部分土壤非常松软，而且崎岖不平，石块、陨石坑遍布．设计什么样的月球车轮才能方便它在月球表面行驶？（2）月球车为什么不使用减震性能更好的充气轮胎？（3）月球车的主要能量来源是什么？15．（5分）如图甲所示为一辆在田地里使用的农用四轮拖拉机，它的前轮是导向轮，后轮是驱动轮，拖拉机在工作时一般后面挂有拖车或耕地设备等．图乙所示为一辆在仓库、机场、车站等地方常见的搬运货物的叉车，它的前轮是驱动轮，后轮是导向轮．请分别解释为什么拖拉机的前轮窄小、后轮宽大得多，而叉车的前轮宽大、后轮窄小？16．（5分）小明在用如图所示的气筒给自行车轮胎打气后，发现气筒外管的温度明显比打气前升高很多，且越靠近气筒外筒的顶部的地方，温度越高．注：在用该气筒给自行车轮胎打气过程中，底座和内管不动，手柄和外管上下运动；活塞固定在内管顶部．请你分析产生这一现象的原因．三、解答题（共1小题，满分11分）17．（11分）科技小组的同学们没计了如图甲所示的恒温箱温控电路（用于获得高于室温：控制在一定范围内的“恒温”），包括工作电路和控制电路两部分．其中，R′为阻值可以调节的可变电阻．R为热敏电阻（置于恒温箱内），其阻值随温度变化的关系如图乙所示，继电器线圈电阻50欧姆．（1）如图甲所示状态，加热器是否处于加热状态？（2）已知当控制电路的电流达到0.04A时，继电器的衔铁被吸合；当控制电路的电流减小到0.036A时，衔铁会被释放．当调节R′=350Ω时，恒温箱内可获得最高温度为100℃的“恒温”．如果需要将恒温箱内的温度控制在最低温度为50℃的“恒温”，则应将R′的限值调为多大？（3）使用该恒温箱，获得最低温度为50℃的“恒温”，与获得最高温度为100℃的“恒温”，相比较，哪一个的温度波动范围更小？为什么？四、解答题（共1小题，满分12分）18．（12分）如图1所示为16mm电影放映机放电影，这种电影放映机使用宽度为16mm的电影胶片，电影中的声音以声音信号的方式刻录在电影胶片上如图2所示．（1）电影放映机正常放映时，有关放映灯泡、放映机镜头（凸透镜）、电影胶片、反光镜（凸面镜或凹面镜）的种类及其相对位置关系，提出了如图3所示的几种猜想，其中可能正确的是_________．（2）有一次，电影刚开始放映时，小新发现银幕上的画面全部是倒立的．在这种情况下，下列所述的观看效果中，不可能出现的场景是_________．A．人退着向后走B．地上的碎陶片突然聚集起来，最后形成一只漂亮的陶罐C．听到的是正常的影片中的对白D．箭倒着飞向弓（3）小新看电影时，估计银幕到电影放映机的距离约为15m；银幕上的电影画面宽度约为3m．已知电影放映机所使用的16mm电影胶片中画面的宽度约为10mm．则根据以上数据可知电影放映机镜头的焦距可能为_________A.52mmB.24mmC.49mmD.26mm（4）若该16mm电影胶片的厚度H=0.14mm．片夹上密密地绕了一整盘电影胶片，如图4所示，图中d和D分别表示片夹内电影胶片的内径和外径．求：①这盘电影胶片的总长度L约是多少？②若按每秒24幅画面正常放映，这盘电影胶片大约能连续正常放映多长时间？（不计片头与片尾的长度）五、解答题（共1小题，满分12分）19．（12分）小亮家有一辆轿车，爸爸在给他讲车的性能时，总是说“2.0的排量”，却很少说“功率”，为此小亮特地从刚上查到了排量的定义：活塞从上止点移动到下止点所通过的“工作客积”称为气缸排量．如果发动机有若干个气缸，所有气缸“工作容积”之和称为发动机排量．小亮从说明书上查到家中的轿车采用的是LFX直列四缸发动机，排量为2．OL；从网上查找到了了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示．（1）根据图分析，在发动机转速为1000﹣﹣﹣5000r/min范围内，它的输出功率与转速大致有怎样的定性关系？（2）试通过公式推导出在其他参数相同时，轿车发动机的输出功率与其排量的关系．（3）小亮又向爸爸询问了一些实测数据：轿车行驶的路况好，平均车速为lOOkm/h时，发动机转速为2000r/min，1平均油耗为9L/lOOkm．参考图中的数据，分析这辆汽车在这种状态下行驶时，发动机的效率约为多少？每个做功冲程气缸内气体的平均压强是约为多少？（已知汽油的热值为4.6×lO7J/kg，密度为0.71×103kg/m3）．六、解答题（共1小题，满分15分）20．（15分）小明自己设计并动手将房间里的窗帘改成电动窗帘．为此他购置了微型电动机及减速装置、电源、双刀双掷开关、滑轮、皮带、拉绳等器材，对原有的窗帘盒进行改造．（1）如图甲所示，小明在窗帘盒（上方的双虚线框）内安装了电动装置，电动装置通过拉绳拉着窗帘一起运动．改变通过微型电动机的电流方向，就可改变其转轴转动的方向，从而将窗帘打开或关闭．利用双刀双掷开关，可以实现电源对电动机供电电流方向的改变．请你在图甲右侧的虚线框内，完成电源、双刀双掷开关和接线柱间的电路连接．（2）电动机的转速一般很高，需要安装减速装置，如图乙所示．请说明减速装置的减速原理．（3）下表是所使用的微型电动机的部分数据．表格中，额定功率是“电动机在额定电压和额定电流下工作时的输出功率”，堵转电流是“在额定电压下，让电动机的转轴同定不动时的电流”．型号工作电压范围U/V额定电压U额/V额定电流I额/A额定功率（输出）P输/W额定转速n/r•min﹣1堵转电流I堵/ARS﹣360SH﹣142808.0﹣30﹣0120.342.1550001.36请根据表中的有关数据计算：①以额定功率运行时，该电动机的效率为多少？②电动机的额外功率主要由热损耗和机械损耗造成，请分别求出以额定功率运行时，该电动机的热损耗功率和机械损耗功率？③在图甲中，减速装置、飞轮、皮带、滑轮、拉绳共同构成了传动装置．已知每半边的窗帘滑轨长度为1.5m，要求自动窗帘能够在6s内从完全关闭到完全打开．拉动半边窗帘时，挂钩和滑轨间的平均摩擦力为2N．则安装电动窗帘时，对传动装置的机械效率有何要求？

参考答案与试题解析一、本题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．（2分）汽车的观后镜是用来观察车后路面情况的装置，一般为凸面镜．正常情况下，坐在驾驶员位置的人通过左侧观后镜应该看见如图甲所示的效果．在某次准备驾车外出前，坐在驾驶员位置的王师傅发现，从左侧观后镜中看到的是如图乙所示的情景．为确保行驶安全，左侧观后镜的镜面应适当完成图中的哪种操作（）A．向外旋转B．向内旋转C．向下旋转D．向上旋转考点：光的反射．菁优网版权所有专题：光的传播和反射、平面镜成像．分析：平面镜成像的特点是：像与物大小相等，连线与镜面垂直，到平面镜的距离相等，左右相反．解答：解：发现左侧反光镜中看到的是车后的树梢和天空，说明树梢的反射光线经平面镜反射后进入眼睛，路面射向平面镜的光线经反射后射向了上面，因此需将反光镜向下旋转．故选C．点评：此题考查光的反射现象，将生活现象与物理知识联系在一起．体现了物理与实际生活的联系．2．（2分）（2014•平原县二模）“五一文艺会演”时，物理老师和电工师傅合作给同学们表演了一个“不怕电”的节目（注意：因该节目有危险，同学们切勿模仿）．首先电工师傅将两根导线的接头A、B分别连接到一标有“P2220100”的灯泡（如图甲所示）的接线柱C、D上，闭合开关，灯泡正常发光．随后，电工师傅断开开关，取下灯泡，物理老师站到干燥的木凳上，左、右两手分别抓住两导线接头A、B（如图乙所示），此时电工师傅闭合开关，用测电笔分别测试导线接头A、B及物理老师的皮肤，发现测电笔的氖管均发光，而在这一过程中，物理老师依然谈笑自如．对以上现象的解释，你认为下列说法中正确的是（）A．物理老师有“特异功能”，确实不怕电B．物理老师的双手戴着绝缘手套C．在人、灯替换的过程中，电源的火线被断开了D．在人、灯替换的过程中，电源的零线被断开了考点：家庭电路的故障分析．菁优网版权所有专题：错解分析题；电与热、生活用电．分析：（1）使用测电笔时，手要接触笔尾金属体，笔尖金属体接触电线，氖管发光的是火线；（2）只有当人体通过的电流达到一定值时，才会发生触电事故；触电有两种情况：单相触电、双相触电．解答：解：用测电笔接触物理老师，氖管发光说明此时物理老师身体带电，而他没有触电，是因为没有电流从他身上流过，出现开路，有人把零线断开了，所以选项D解释正确．故选D．点评：本题主要考查学生对触电的了解与掌握．触电有两种情况：单相触电、双相触电．单相触电是站在地上，直接接触火线发生的触电事故．双相触电是同时接触零线和火线，发生的触电事故．3．（2分）图甲为一把手工锯的锯条，图乙所示为正对着锯齿看的效果，发现它的锯齿都“东倒西歪”的侧向两侧，而不在一个平面上．其原因是（）A．将锯齿做成这样的形状后，容易将锯齿打磨得更锋利B．将锯齿做成这样的形状后，锯条承受撞击能力更强C．锯条用得太久，锯齿被撞歪了D．将锯齿做成这样的形状后，可以使锯口加宽，减小被锯物体对锯条的摩擦力考点：增大或减小摩擦的方法．菁优网版权所有专题：应用题；重力、弹力、摩擦力．分析：摩擦力跟压力大小和接触面的粗糙程度有关，当压力一定时，接触面越粗糙，摩擦力越大；当接触面粗糙程度一定时，压力越小，摩擦力越小；据此来解答即可．解答：解：A、锯齿的锋利程度是由锯齿材料的硬度和尖利程度决定的，因为钢锯的锯齿的材料和尖利程度都没有因为东倒西歪而改变，所以不会增大其锋利程度，故本选项错误；B、锯是否耐撞击是由锯齿的材料决定的，与形状没有关系，故本选项错误；C、新的钢锯锯齿也是东倒西歪的，故本选项错误；D、锯齿做成东倒西歪的形状，可以使锯条在前后拉动的过程中，所锯物体位置的宽度增加，有利于钢锯的前后伸缩，减小了对钢锯的压力，从而减小摩擦，故本选项正确．故选D．点评：要解答此题，需要对物体的硬度、摩擦力的知识灵活掌握，此题考查的是生活中常见的物体﹣﹣﹣锯条用到的物理知识，体现了理论与实践相结合的思想．4．（2分）（2014•黄冈模拟）“嫦娥三号”探测器在月球表面降落时，没有使用降落伞，是因为（）A．月球表而非常松软，不需要使用降落伞减速B．距离月球表面太近，用降落伞来不及减速C．月球表面附近没有大气，降落伞无法起到减速的作用D．“嫦娥三号”质量太大，不易制作足够大的降落伞考点：力与运动的关系．菁优网版权所有专题：运动和力．分析：使用降落伞降落时，空气对降落伞有阻力作用，使降落的物体减速降落，月球上没有空气，降落伞不能工作．解答：解：探测器在月球上空降落时，靠变推力发动机产生向下的推力实施减速下降，因为月球周围是真空，没有空气，所以月球着陆器不能利用降落伞进行月面着陆．所以选项ABD错误，选项C正确．故选：C．点评：要注意培养运用所学知识分析生活中现象的能力，学以致用．5．（2分）汽车发动机在工作过程中需要冷却．图为汽车发动机的水冷系统工作原理示意图．在汽车发动机正常工作的过程中，图所示有关汽车发动机水冷系统中水流方向以及水泵叶轮转向的示意图中，正确的是（）A．B．C．D．考点：气压计和抽水机．菁优网版权所有专题：气体的压强、流体压强与流速的关系．分析：离心式水泵是利用大气压的原理来进行工作的，在工作过程中，是叶轮先将泵壳内的水向上甩出，使泵壳内形成暂时的真空，大气压再将下面的水压上来，进入泵壳的．从这一角度我们可判断叶轮的作用和转动方向．解答：解：A、根据叶轮的作用，它应将水向上甩出，而水流的方向应该向左，是错误的；B、观察图中的箭头可知，叶轮逆时针旋转，结合叶片的方向可知，这样转动能将水有效甩出，是正确的；C、观察图中的箭头可知，叶轮顺时针旋转，结合叶片的方向可知，这样转动不能将水有效甩出，是错误的；D、图中的箭头可知，叶轮顺时针旋转，水流方向应该向右，不合实际，是错误的．故选B．点评：解决此题首先要明确叶轮在离心式水泵工作中所发挥的作用，再结合图示对叶轮的形状、转动方向等做出相应的判断．6．（2分）2013年6月20日我国宇航员王亚平首次进行了太空授课．图为王亚平所做实验的一个画面，图中的水呈球状而不破裂，除了失重的原因外，还主要是因为（）A．水球的外表面有一层很薄的橡皮膜B．水球表面分子之间相互作用的引力大于斥力C．在实验用水中事先添加了某些特殊物质D．到外太空后，水的分子结构发生了变化考点：分子间的作用力．菁优网版权所有专题：分子热运动、内能．分析：用于液体表面，使液体表面积缩小的力，称为液体表面张力．它产生的原因是液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层，表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力．就象你要把弹簧拉开些，弹簧反而表现具有收缩的趋势．解答：解：与气体接触的液体表面分子间距离大于液体内部分子间距离，液体表面层的分子间同时存在相互作用的引力与斥力，但由于分子间的距离大于分子的平衡距离r0，分子引力大于分子斥力，分子力表现为引力，即存在表面张力，表面张力使液体表面有收缩的趋势，所以水呈球状而不破裂；故ACD错误，B正确．故选B．点评：本题考查了液体表面张力的形成原因，难度不大，是一道基础题，熟练掌握基础知识即可正确解题．7．（2分）将一只点燃的蜡烛靠近家里的镜子，会发现镜子中出现了多个蜡烛的像，对于这种现象，下列解释中正确的是（）A．镜子质量不好，反射面不平整B．光经玻璃前表面和后表面发生多次反射后形成了多个虚像C．烛焰将附近的空气加热后，由于空气密度不均匀导致的折射形成了多个虚像D．火焰抖动的过程中，由于视觉暂留效应形成的错觉考点：平面镜成像的特点、原理、现象及其实验方案．菁优网版权所有专题：光的传播和反射、平面镜成像．分析：解答此题从以下知识点入手：①根据平面镜成像特点，成正立放大的虚像；②由于介质的不均匀会造成光的折射；③当我们所见到的物体突然在眼前离开时，就在这物体离开后的一瞬间，其影像仍旧会在人的视觉中停留一段很短的时间，这叫做视觉暂留．解答：解：A、镜子质量不好，反射面不平整，不会造成镜子中出现了多个蜡烛的像；故A错误；B、由于玻璃有一定的厚度，故光经玻璃前表面和后表面发生多次反射后形成了多个虚像，故B正确；C、将蜡烛点燃，烛焰将附近的空气加热后，由于空气密度不均匀导致像很模糊，而不是出现多个像，故C错误；D、因为眼睛始终没有离开观察的烛焰，因此不是由于视觉暂留效应形成的错觉，故D错误．故选B．点评：结合生活实际，运用所学知识解释物理现象．体现物理来源于生活，服务于社会的新课程理念．8．（2分）小东在观看“神舟十号”飞船发射时，想估算一下运载飞船的火箭在发射后的第一个10s内的平均速度．他上网查到运载“神舟十号”的长征二号F运载火箭全长58m．然后从网上下载了“神舟十号”发射的视频，分别截取火箭刚发射时和发射后第lOs的图片，如图甲和图乙所示．则火箭发射后第一个lOs内的平均速度值应最接近（）A．4m/sB．9m/sC．12m/sD．15m/s考点：变速运动与平均速度．菁优网版权所有专题：长度、时间、速度．分析：由甲乙两图可以看出，在火箭发射后第一个lOs内通过的路程大约等于运载火箭全长的1.5倍，根据v=求出其平均速度．解答：解：由甲乙两图可以看出，在火箭发射后第一个lOs内通过的路程大约等于运载火箭全长的1.5倍，s=1.5×58m=87m，火箭发射后第一个lOs内的平均速度v===8.7m/s，接近于9m/s．故选B．点评：此题主要考查的是学生对速度计算公式的理解和掌握，估算出火箭在10s内通过的路程是解决此题的关键．9．（2分）为了监督司机是否遵守限速规定，交管部门在公路上安装了周定测速仪．如图所示，汽车向放置在道路中间的测速仪匀速驶来，测速仪向汽车发出两次短促的超声波信号．第一次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时0.5s，第二次发出信号到测速仪接收到经汽车反射回来的信号用时0.3s，若发出两次信号的时间间隔是1.1s，超声波的速度是340m/s，则（）A．汽车接收到第一次信号时，距测速仪170mB．汽车接收到第二次信号时，距测速仪102mC．汽车的速度是34m/sD．汽车的速度是30.9m/s考点：速度公式及其应用．菁优网版权所有专题：计算题；错解分析题；长度、时间、速度．分析：求汽车的速度必须知道行驶的距离和相应的时间：①测速仪第一次发出超声波时，经过了0.25s到达了汽车处，而信号从汽车处返回测速仪，也行驶了0.25s的时间；②在第二次发出的信号，在与汽车相遇返回到测速仪时，超声波行驶了0.15s；③这两次汽车与测速仪的距离差就是汽车行驶的距离，再找出行驶这段时间所用的时间（汽车运动的时间为从第一次与超声波相遇开始，到第二次与超声波相遇结束．求出这个时间，就是汽车运动的时间），利用速度公式即可得解．解答：解：（1）由v=得：汽车接收到第一次信号时，汽车距测速仪：s1=v声t1=340m/s×0.25s=85m；（2）汽车接收到第二次信号时，汽车距测速仪：s2=v声t2=340m/s×0.15s=51m；（3）因此汽车在两次信号的间隔过程中，行驶了：s′=s1﹣s2=85m﹣51m=34m；这34m共用了：t′=△t﹣t1+t2=1.1s﹣0.25s+0.15s=1s，所以汽车的车速为：v′===34m/s．综上所述，ABD错误，C正确．故选C．点评：本题考查了学生对速度公式的应用，如何确定汽车运动的时间，是此题的难点．两次信号的时间间隔虽然是1.1秒，但汽车在接收到两次信号时其其通过的路程所对应的时间不是1.1秒．要从起第一次接收到超声波的信号开始计时，到第二次接收到超声波的信号结束，由此来确定其运动时间．通过的路程与通过这段路程所用的时间对应上是解决此题关键．10．（2分）（2014•东胜区二模）如图所示的电动自行车既可以电动骑行，也可以脚踏骑行．电动骑行时，蓄电池对车上的电动机供电，电动机为车提供动力．下表是某型号电动自行车的主要技术参数．整车整车质量40kg最高车速30km/h最大噪声62dB蓄电池电压48V容量12Ah电动机额定电压48V额定功率240W根据学过的物理知识，判断以下估算结果中合理的是（）A．电动自行车行驶过程中，电动机的工作电流保持5A不变B．蓄电池一次充足电，放电时可输出的电能最多约为3.5×104JC．若蓄电池储存能量的80%用于驱动电动自行车在平均阻力为40N的水平公路上匀速行驶，蓄电池一次充电最多能连续电动车行驶约41kmD．蓄电池一次充电后，该电动自行车最多可供电动车骑行2.4h考点：电功率的计算；电功的计算．菁优网版权所有专题：计算题；电能和电功率．分析：（1）知道电动机的额定电压和额定功率，根据P=UI求出额定电流，电动机行驶过程中不一定以额定功率行驶，通过电动机的电流不一定等于额定电流；（2）知道蓄电池的电压和容量，根据W=UIt求出蓄电池一次充足电后放电时可输出的最多电能；（3）根据效率公式求出蓄电池提供的电能，电动车匀速行驶时受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力的大小相等，根据W=Fs求出蓄电池一次充电最多能连续电动车行驶的距离；（4）根据I=求出蓄电池一次充电后，完全放电时该电动自行车最多可供电动车骑行的时间，但蓄电池不能完全放电．解答：解：（1）由P=UI可得，电动机的额定电流：I电动机===5A，因电动机行驶过程中不一定以额定功率行驶，所以，电动机的工作电流不一定是5A，故A不正确；（2）蓄电池一次充足电后放电时可输出的最多电能：W电=U电I电t电=48V×12A×3600s=2.0736×106J，故B不正确；（3）每次充电可以给电动机提供的电能：W机械=W电×80%=2.0736×106J×80%=1.65888×106J，因电动车匀速行驶，所以，受到的牵引力F=f=40N，由W=Fs可得，最远行驶的距离：s===41472m≈4.1km，故C正确；（4）由I=可得，该电动自行车最多可供电动车骑行的时间：t===2.4h，因电动车行驶时，蓄电池不能完全放电，所以，该电动自行车最多可供电动车骑行的时间小于2.4h，故D不正确．故选C．点评：本题考查了学生对电功率公式、电功公式、做功公式、效率公式的掌握和运用，要注意正常行驶时的功率和额定功率相等，否则两个功率不相等，要学会从题目所给信息中找到有用的数据．二、简答下列各题（每题5分，共30分）11．（5分）有两只干净、透明的圆柱形玻璃杯，一只盛满不含气泡、污物的纯净水，另一只为空杯子，两只杯子的杯口都被不透明的盖子盖严了．请你说明如何只用眼腈观察判断哪只杯中装有水，并说明这样做的依据．考点：凸透镜成像的应用．菁优网版权所有专题：透镜及其应用．分析：装有水的圆柱形玻璃杯可形成一个凸透镜，而空杯子则不是，故可根据物体在凸透镜1倍焦距内成正立放大虚像的性质进行判断．解答：答：装有水的圆柱形玻璃杯相当于凸透镜，而物体放在焦点之内时，所成的像是放大正立的虚像；因此将手放在杯子的一侧较近的地方，在另一侧透过杯子看手，若被放大，则杯子中装有水，否则为空杯子．点评：借助装有水的圆柱形玻璃杯可形成一个凸透镜，再利用凸透镜成像的特点可做出判断，这是本题解答的关键．12．（5分）如图所示，位于两个电线秆之间的电线总是呈现出向下的弧线，弧线最低点与两端悬点间的水平线的距离称为垂距或称垂度．请回答：（1）若架设电线肘所留垂距过小，你认为会有什么危害？（2）若架设电线时所留垂距过大，你认为会有什么危害或不足？考点：物质的基本属性．菁优网版权所有专题：粒子与宇宙、材料世界．分析：物体热膨胀的一般规律：一般物体在温度升高时膨胀，温度降低时收缩，相同条件下，气体膨胀最明显，液体次之，固体膨胀得最小．解答：解：我们周围的环境随着季节的变化，温度也发生变化，由于物体具有热胀冷缩的性质，如果把电线拉紧，当温度降低时，随着电线的缩短而可能导致电线被拉断或变形，从而出现安全隐患．气温降低得越多，物体收缩得越明显，所以在气温高于20℃的夏季施工架设，则应使垂距略大于0.5m．但如果垂距过大，电线离地面太近，容易造成事故．答：（1）架设电线肘所留垂距过小，气温降低时，电线收缩会拉断电线甚至拉断电线杆；（2）所留垂距过大，电线离地面太近，容易造成事故．点评：此题考查的是我们对热膨胀规律的掌握和应用，是一道联系实际的应用题，难度不大．13．（5分）如图甲所示，家用漏电保护器是在用电器发生漏电故障或人体触电时实施保护的设备，它的内部构造中包含有两个部分﹣﹣检测装置和试验电路．家庭电路漏电时，通过火线与零线的电流不相等．漏电保护器中有一检测装置（在图乙中双虚线框内，未具体画出），当它检测到通过自身的火线和零线的电流不等时，便切断电源，起到保护作用．漏电保护器中还有试验电路，由一只开关S与一个电阻R组成，闭合开关S就能模拟漏电情形，从而检查漏电保护器工作是否正常．请在图乙中漏电保护器的虚线框内画出试验电路．考点：熔断器的作用及保险丝的选择方法．菁优网版权所有专题：电与热、生活用电．分析：根据题意可知，漏电保护器在检测到通过虚线框内火线与零线的电流不相等时，会切断电源，否则不会切断电源，据此画出符合题意的电路图．解答：解：漏电保护器中还有实验电路，由一只开关S与一个电阻R组成，闭合开关S时满足通过火线与零线的电流不相等，如下图：闭合开关时，通过虚线框内火线的电流小于通过该装置零线的电流，可以模拟漏电情形．点评：本题考查了串、并联电路的设计，关键是抓住漏电保护器的工作条件：通过虚线框内火线与零线的电流不相等．14．（5分）“嫦娥三号”探测器主要由两大部分构成：着陆器和巡视器，其中巡视器就是我们俗称“玉兔”的月球车（如图所示）．网上有许多学生和科学爱好者问了许多关于月球车的有趣问题，你能帮他回答吗？（1）月球表面的某些部分土壤非常松软，而且崎岖不平，石块、陨石坑遍布．设计什么样的月球车轮才能方便它在月球表面行驶？（2）月球车为什么不使用减震性能更好的充气轮胎？（3）月球车的主要能量来源是什么？考点：减小压强的方法及其应用；太阳能的转化．菁优网版权所有专题：压强、液体的压强；能源的利用与发展．分析：（1）减小压强的方法：在压力一定时，增大受力面积来减小压强；在受力面积一定时，减小压力来减小压强．（2）要求对月球、大气压和能源等相关知识有一定的了解．解答：解：（1）月球表面的某些部分土壤非常松软，而且崎岖不平，石块、陨石坑遍布，将月球车的轮子表面积做得更大，可以在压力一定的情况下，通过增大受力面积减小月球车对月球表面的压强；（2）月球车不使用减震性能更好的充气轮胎，原因之一是月球表面没有大气压（或大气、空气），充气轮胎容易爆裂；（3）月球车的主要能量来源是太阳能．点评：此题主要考查学生对减小压强的方法及其应用、太阳能相关知识的理解，解答此题的关键是掌握减小压强的方法，同时要知道月球表面没有空气．15．（5分）如图甲所示为一辆在田地里使用的农用四轮拖拉机，它的前轮是导向轮，后轮是驱动轮，拖拉机在工作时一般后面挂有拖车或耕地设备等．图乙所示为一辆在仓库、机场、车站等地方常见的搬运货物的叉车，它的前轮是驱动轮，后轮是导向轮．请分别解释为什么拖拉机的前轮窄小、后轮宽大得多，而叉车的前轮宽大、后轮窄小？考点：减小压强的方法及其应用．菁优网版权所有专题：压强、液体的压强．分析：减小压强的方法：在压力一定时，增大受力面积来减小压强；在受力面积一定时，减小压力来减小压强．解答：解：拖拉机的前轮窄小、后轮宽大得多，而叉车的前轮宽大、后轮窄小的原因是因为拖拉机后轮是驱动轮，搬运货物的叉车前轮是驱动轮，这样在压力一定时，通过增大受力面积可以减小对地面的压强．点评：这是一道与生活联系非常密切的物理题，在我们日常生活中经常需要根据实际情况来增大或减小压强，要学会学以致用，活学活用，这才是学习物理的真正意义．解答时，要注意使用控制变量法．16．（5分）小明在用如图所示的气筒给自行车轮胎打气后，发现气筒外管的温度明显比打气前升高很多，且越靠近气筒外筒的顶部的地方，温度越高．注：在用该气筒给自行车轮胎打气过程中，底座和内管不动，手柄和外管上下运动；活塞固定在内管顶部．请你分析产生这一现象的原因．考点：做功改变物体内能．菁优网版权所有专题：分子热运动、内能．分析：可以从压缩气体做功的角度去分析，从压缩越厉害，消耗机械能越多，转化为内能越多，温度越高的角度去分析．解答：答：（1）用气筒给自行车打气的过程中，外管顶部对气筒和轮胎内的气体做功，气体内能增加，温度升高，气筒外管将热量传递到管的外壁，因此气筒外壁温度明显升高；（2）因为外筒越向下移，外管的顶部气体被压缩越多，气体压强越大，移动相同的距离，对气体做功越多，气体内能增加越明显，温度越高，从而导致气筒外壁上部温度比下部温度更高；（3）外管在相对活塞上、下运动的过程中，向外传递的内能主要来自于内部被压强的高温气体，而外筒的下部与上部相比，其与管内高温气体的接触时间较短，吸收的热量较少，因此温度低；（4）外管在相对活塞向下运动的过程中，在高压气体的作用下，外管与活塞间的压力增大，单位长度克服摩擦力做功而转化的内能越靠近外管顶部越多，导致气筒外壁上部温度比下部温度更高．点评：本题考查学生对物体做功现象和热传递现象的理解程度．三、解答题（共1小题，满分11分）17．（11分）科技小组的同学们没计了如图甲所示的恒温箱温控电路（用于获得高于室温：控制在一定范围内的“恒温”），包括工作电路和控制电路两部分．其中，R′为阻值可以调节的可变电阻．R为热敏电阻（置于恒温箱内），其阻值随温度变化的关系如图乙所示，继电器线圈电阻50欧姆．（1）如图甲所示状态，加热器是否处于加热状态？（2）已知当控制电路的电流达到0.04A时，继电器的衔铁被吸合；当控制电路的电流减小到0.036A时，衔铁会被释放．当调节R′=350Ω时，恒温箱内可获得最高温度为100℃的“恒温”．如果需要将恒温箱内的温度控制在最低温度为50℃的“恒温”，则应将R′的限值调为多大？（3）使用该恒温箱，获得最低温度为50℃的“恒温”，与获得最高温度为100℃的“恒温”，相比较，哪一个的温度波动范围更小？为什么？考点：欧姆定律的应用．菁优网版权所有专题：欧姆定律．分析：（1）分析图示电路，根据电路结构分析答题．（2）由图示图示求出热敏电阻阻值，然后由欧姆定律求出电源电压，再由欧姆定律求出滑动变阻器的阻值．（3）根据图乙所示图象分析答题．解答：解：（1）由图甲所示电路可知，工作电路是通路，加热器处于加热状态．（2）由图乙所示图象可知，温度为100摄氏度时，热敏电阻阻值为500欧姆，由I=可知，电源电压：U=I1（R0+R+R′）=0.04A×（50Ω+500Ω+350Ω）=36V，由图乙所示图象可知，当温度为50摄氏度时，热敏电阻阻值为900欧姆，此时，滑动变阻器阻值：R′=﹣R0﹣R=﹣50Ω﹣900Ω=50Ω；（3）由图乙所示图象可知，在50℃附近，热敏电阻阻值随温度变化量较大，电阻阻值变化显著，因此获得最低温度为50℃的：“恒温”温度波动范围更小．答：（1）如图甲所示状态，加热器处于加热状态；（2）应将R′的限值调为50欧姆；（3）使用该恒温箱，获得最低温度为50℃的“恒温”的温度波动范围更小，因为在50℃附近，热敏电阻阻值随温度变化显著．点评：本题考查了判断电路的工作状态、求电阻阻值等问题，分析清楚电路结构、由图示图象求出温度对应的电阻阻值是正确解题的前提与关键，应用串联电路特点与欧姆定律即可正确解题．四、解答题（共1小题，满分12分）18．（12分）如图1所示为16mm电影放映机放电影，这种电影放映机使用宽度为16mm的电影胶片，电影中的声音以声音信号的方式刻录在电影胶片上如图2所示．（1）电影放映机正常放映时，有关放映灯泡、放映机镜头（凸透镜）、电影胶片、反光镜（凸面镜或凹面镜）的种类及其相对位置关系，提出了如图3所示的几种猜想，其中可能正确的是A．（2）有一次，电影刚开始放映时，小新发现银幕上的画面全部是倒立的．在这种情况下，下列所述的观看效果中，不可能出现的场景是C．A．人退着向后走B．地上的碎陶片突然聚集起来，最后形成一只漂亮的陶罐C．听到的是正常的影片中的对白D．箭倒着飞向弓（3）小新看电影时，估计银幕到电影放映机的距离约为15m；银幕上的电影画面宽度约为3m．已知电影放映机所使用的16mm电影胶片中画面的宽度约为10mm．则根据以上数据可知电影放映机镜头的焦距可能为CA.52mmB.24mmC.49mmD.26mm（4）若该16mm电影胶片的厚度H=0.14mm．片夹上密密地绕了一整盘电影胶片，如图4所示，图中d和D分别表示片夹内电影胶片的内径和外径．求：①这盘电影胶片的总长度L约是多少？②若按每秒24幅画面正常放映，这盘电影胶片大约能连续正常放映多长时间？（不计片头与片尾的长度）考点：凸透镜成像规律及其探究实验；速度公式及其应用．菁优网版权所有专题：透镜及其应用；长度、时间、速度．分析：（1）（2）（3）根据凸透镜成像规律即特点分析；（4）根据速度公式的变形公式解答．解答：解：（1）由于放映机成像时，成的是倒立、放大的实像，而要让像（即胶片）更亮一些，需要用到凹面镜聚光，故C、D是不对的；灯泡放在胶片的左侧，以使得胶片更亮，故A是正确的；（2）由于银幕上的画面全部是倒立的，说明胶片放置时放反了，则随之而来的声音就不可能是正常的声音了，C是不可能出现的，应该选C．（3）由于像距为15m，故15m＞2f，所以首先确定凸透镜的焦距小于7.5m；由凸透镜成像时的几何关系可知：=解之得此时的物距为u=50mm，故物距一定在1倍焦距与2倍焦距之间，即f＜50mm＜2f，所以25mm＜f＜50mm，则A、B都是不对的；C、D虽然都能满足要求，但是如果焦距是26mm的话，物体就会越靠近2倍焦距处，成像的放大率不会这么大，所以凸透镜的焦距可能是49mm，这样物体就在凸透镜的焦点稍外的位置，成像的放大率较大，故该题选C．（4）①欲求胶片的总长度，则根据体积相等的原理可知胶片密绕时的总体积等于展开时的总体积，即：HL×16mm=[π（）2﹣π（）2]×16mm，将H=0.14mm代入解之得：L=646m．②由于每幅画面是7.5mm，故正常放映的速度为v==180mm/s=0.18m/s，故这盘胶片正常连续放映的时间为t==3589s=59.8min≈1h．故答案为：（1）A；（2）C；（3）C；（4）①646m；②1h．点评：本题考查了凸透镜成像规律，速度公式中路程、时间的计算，考查的知识点较多，难度较大．五、解答题（共1小题，满分12分）19．（12分）小亮家有一辆轿车，爸爸在给他讲车的性能时，总是说“2.0的排量”，却很少说“功率”，为此小亮特地从刚上查到了排量的定义：活塞从上止点移动到下止点所通过的“工作客积”称为气缸排量．如果发动机有若干个气缸，所有气缸“工作容积”之和称为发动机排量．小亮从说明书上查到家中的轿车采用的是LFX直列四缸发动机，排量为2．OL；从网上查找到了了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示．（1）根据图分析，在发动机转速为1000﹣﹣﹣5000r/min范围内，它的输出功率与转速大致有怎样的定性关系？（2）试通过公式推导出在其他参数相同时，轿车发动机的输出功率与其排量的关系．（3）小亮又向爸爸询问了一些实测数据：轿车行驶的路况好，平均车速为lOOkm/h时，发动机转速为2000r/min，1平均油耗为9L/lOOkm．参考图中的数据，分析这辆汽车在这种状态下行驶时，发动机的效率约为多少？每个做功冲程气缸内气体的平均压强是约为多少？（已知汽油的热值为4.6×lO7J/kg，密度为0.71×103kg/m3）．考点：热机的效率；压强的大小及其计算．菁优网版权所有专题：比热容、热机、热值；压强、液体的压强．分析：（1）由这台发动机输出特性曲线可以得出发动机转速为1000﹣﹣5000r/min范围内输出功率与转速的大致关系；（2）先设出做功冲程燃气对活塞的平均压强和发动机排量，根据F=PS求出做功冲程燃气对一个活塞的平均压力，根据W=Fs求出每个做功冲程燃气对一个活塞做的功，再根据P=得出发动机转速为n时燃气对活塞做功的功率，进一步得出发动机的输出功率与其排量的关系．（3）先根据图象得出发动机转速为2000r/min时的输出功率，根据t=求出发动机工作的时间，根据W=Pt求出求出汽车做的有用功；根据m=ρV求出燃烧汽油的质量，根据Q=mq求出汽油放出的总热量，即为总功，根据效率公式求出发动机的效率；根据发动机转速为n时燃气对活塞做功功率的表达式即可求出每个做功冲程汽缸内的平均压强．解答：解：（1）由这台发动机输出特性曲线可以看出在发动机转速为1000﹣500r/min范围内，它的输出功率与转速大致成正比关系．（2）设做功冲程燃气对活塞的平均压强为p0，发动机排量为V排，则一个活塞的排气量V排，做功冲程燃气对一个活塞的平均压力：F=p0S，每个做功冲程燃气对一个活塞做的功：W0=FL=p0SL=p0V排，发动机转速为n时，燃气对活塞做功的功率：P==2n×P0V排=nP0V排，所以，在发动机转速n，做功冲程汽缸平均压强p0大致相同时，燃气对活塞做功的功率P与发动机排量V排成正比；（3）由发动机输出特性曲线可知：发动机转速为2000r/min时，其输出功率约为30kW，有用功：W有=Pt===1.08×108J；总功：W总=mq=ρVq=0.71×103kg/m3×9×10﹣3m3×4.6×107J/kg=2.9394×108J；发动机的效率：η==×100%≈36.7%；由P=nP0V排可得：P0===9×105Pa．答：（1）由这台发动机输出特性曲线可以看出，在发动机转速为1000﹣﹣5000r/min范围内，它的输出功率与转速大致成正比关系；（2）在其他参数相同时，发动机的输出功率与其排量的关系为燃气对活塞做功的功率P与发动机排量V排成正比；（3）这辆汽车以100km/h行驶时，发动机的效率约为36.7%，每个做功冲程汽缸内的平均压强约为9×105Pa．点评：此题综合性很强，且难度很大；涉及到热量的计算，功和功率的计算、压强问题、速度计算；将三类问题通过发动有机的结合在一起，充分利用题目的已知条件，就可解答此题．