全国初中物理竞赛2015试题和答案解析

1、2014年第24届初中应用物理竞赛(巨杯)1.这个主题有10个小问题，每个小问题得2分，总共20分。以下子问题中给出的四个选项中只有一个是正确的。用正确选项前面的字母填空。1.汽车后视镜是观察汽车后面路面的装置，通常是凸面镜。在正常情况下，坐在驾驶员位置的人应该通过左后视镜看到图1A所示的效果。在准备开车出去之前，坐在驾驶位上的王师傅发现，他从左后镜看到的是图所示的场景。为了确保驾驶安全，图2中的哪个操作应该通过左后视镜的镜面来正确完成()2.在“元旦艺术展”期间，物理老师和电工合作给学生们一个“不要怕电”的节目(注意：因为这个节目很危险，学生们不应该模仿它)。首先，电工将两根电线的连接器A和

2、B连接到标有“PZ220 100”的灯泡的端子C和D(如图3A所示)，闭合开关，灯泡正常发光。然后，电工关掉开关，摘下灯泡，物理老师站在干燥的木凳上，左手和右手分别抓住两个接线器A和B(如图3 B所示)。这时，电工关掉了开关，用铅笔测试了电线接头A和B以及物理老师的皮肤，发现铅笔的氖管在发光，但在这个过程中，物理老师仍然开怀大笑。对于上述现象的解释，你认为下面的陈述是正确的吗()A.物理老师有“特殊的功能”，他们真的不怕电B.物理老师双手戴着绝缘手套C.在更换人和灯的过程中，电源的零线被断开D.在更换人和灯的过程中，电源的火线被断开3.图4 A显示了第一只手的锯条，图4 B显示了直视锯齿的效果

3、。发现锯齿在侧面的两侧是“交错的”，但不在同一平面上。原因是()A.锯齿做成这种形状后，很容易将锯齿打磨得更锋利。B.锯齿做成这种形状后，锯片具有更强的抗冲击性C.锯片使用时间太长，锯齿被打掉了D.在锯齿被制成这样的形状后，锯口可以变宽，并且被锯物体对锯片的摩擦可以减小4.当“嫦娥三号”探测器降落在月球表面时，它没有使用降落伞，因为()A.月球表面非常柔软，所以没有必要用降落伞减速B.离月球表面太近，不能用降落伞减速C.月球表面附近没有大气，降落伞也不能减速。D.“嫦娥三号”太重了，降落伞不够大5.汽车发动机在工作过程中需要冷却。图5是汽车发动机水冷系统工作原理示意图。在汽车发动机正常运行过程

4、中，如图5所示的汽车发动机水冷系统水流方向和水泵叶轮转动示意图中，正确的是()6.2013年6月20日，中国宇航员王亚萍做了第一次太空演讲。图6是王亚萍实验的照片。照片中的水是球形的，不会破裂，这主要是由于失重造成的()A.水球的外表面有一层薄薄的橡胶膜B.水球表面分子间相互作用的吸引力大于排斥力C.实验用水中预先加入了一些特殊物质D.去了外太空后，水的分子结构发生了变化7.将点燃的蜡烛放在家里的镜子旁边，你会发现镜子里有几个蜡烛的图像，如图7所示。对于这种现象，下面的解释是正确的()A.镜子质量不好，反射面不平整b、光线在玻璃的正面和背面多次反射后形成多个虚像C.蜡烛火焰加热附近的空气后，由

5、于空气密度不均匀造成折射，形成许多虚像D.火焰抖动过程中视觉暂留效应造成的错觉8.当小董观看神舟十号宇宙飞船发射时，他想估计发射后前10秒运载飞船的火箭的平均速度。他在网上发现，搭载神舟10号的长征二号F运载火箭长58米。然后，从互联网上下载神舟10号发射的视频，分别拍摄刚刚发射的火箭和10号的照片，如图8A和图8B所示。那么火箭发射后前10秒的平均速度值应该最接近()每秒4米，每秒9米C.12m米/秒D.15m米/秒9.为了监督司机遵守速度限制，交通管理部门在公路上安装了一个固定的速度计。如图9所示，汽车以恒定的速度到达位于道路中间的速度计，速度计向汽车发出两个短的超声波信号。第一次向测速仪

6、发送信号需要0.5秒，第二次向测速仪发送信号需要0.3秒。如果发送信号的时间间隔为1.1秒，超声波速度为340米/秒，则()A.当汽车收到第一个信号时，它离速度计有170米远B.当汽车收到第二个信号时，它离速度计有102米远C.汽车的速度是34米/秒D.这辆车的速度是30.9米/秒10.图10所示的电动自行车可用于电动骑行和踏板骑行。当电动驾驶时，电池向车辆上的马达供电，马达为车辆提供动力。下表是某型电动自行车的主要技术参数。根据所学的物理知识，判断以下估算结果是合理的()A.在电动自行车运行过程中，电机的工作电流保持5年不变B.当电池一次充满电时，放电时最大输出功率约为3.5104焦耳C.如

7、果电池储存能量的80%用于驱动电动自行车在平均电阻为40N的水平公路上匀速行驶，电池一次充电最多可连续行驶41公里D.电池充电一次后，电动自行车可以电动骑行2.4小时车辆最大总质量40公斤全速30公里/小时最大噪声62dB电池电压48V容量12Ah发动机额定电压48V额定功率240瓦二、回答以下问题(每题5分，共30分)1.有两个干净透明的圆柱形玻璃杯，一个装满没有气泡和污垢的纯水，另一个是空玻璃杯，两个玻璃杯的口都被不透明的盖子紧紧地盖住。请解释如何仅通过眼睛判断哪个杯子装满了水，并解释这样做的依据。2.如图11所示，两极之间的导线总是呈向下的弧形，弧形最低点和两端悬挂点之间的水平线之间的距

8、离称为垂直距离或垂度。请回答：(1)如果架设电线时留下的垂直距离太小，您认为会产生什么危害？(2)如果架设电线时留下的垂直距离太大，您认为会产生什么危害或不足？3.如图12 A所示，家用漏电保护器是电器发生漏电故障或人员触电时的保护装置。其内部结构由检测装置和测试电路两部分组成。当家用电路漏电时，通过火线和零线的电流不相等。漏电保护器中有一个检测装置(在图12b的双虚线框中未具体示出)。当它检测到通过它自己的火线和零线的电流不相等时，它将切断电源并起保护作用。漏电保护器中还有一个测试电路，由开关S和电阻R组成。通过闭合开关S可以模拟漏电情况，从而检查漏电保护器是否工作正常。请在图12 B中漏电

9、保护器的虚线框中画出测试电路4.“嫦娥三号”探测器主要由登陆车和巡逻车两部分组成，其中巡逻车是俗称“玉兔”的月球车(如图13所示)。许多学生和科学爱好者在网上问了许多关于月球车的有趣问题。你能帮他回答吗？(1)月球表面的一些土壤非常松软，到处都是岩石和环形山。什么样的月球车轮被设计成便于在月球表面旅行？(2)月球车为什么不用减震性能更好的充气轮胎5.如图14A所示，这是一种用于田间的农用四轮拖拉机。它的前轮是导向轮，后轮是驱动轮。拖拉机工作时，通常会在后面挂一辆拖车或农田设备。图14b示出了仓库、机场、车站等中常用的叉车。它的前轮是驱动轮，后轮是导向轮。请解释为什么拖拉机的前轮窄，后轮宽，而叉

10、车的前轮宽，后轮窄。6.肖明发现，如图15所示，用气缸给自行车轮胎充气后，气缸外管的温度比充气前高得多，越靠近气缸外管的顶部，温度越高。注：用该气泵给自行车轮胎充气时，底座和内胎不动，手柄和外管上下移动；活塞固定在内管顶部。请分析这一现象的原因。3.(11分)科技组学生设计了如图16A所示的恒温控制电路(用于获得高于室温的“恒温”并控制在一定范围内)，包括工作电路和控制电路两部分。“r”是一个电阻可调的可变电阻。R是热敏电阻(放置在恒温器中)，其电阻和温度之间的关系如图16 B所示，继电器线圈电阻为50。1.如图16a所示，加热器处于加热状态吗？2.已知当控制电路的电流达到0.04A时，继电器

11、的电枢被吸引；当控制电路的电流减小到0.036A时，电枢将被释放。当调节R =350时，可在培养箱中获得最高温度为100的“恒温”。如果培养箱中的温度需要控制在最低温度为500的“恒温”下，那么电阻R值应该是多少？3.通过使用该培养箱，可以获得最低温度为50的“恒温”。与最高温度为100的“恒温”相比，哪个温度波动范围更小？为什么？4.(12点)如图17所示，使用宽度为16毫米的电影放映机播放电影，电影中的声音以声音信号的形式记录在电影上，如图18所示。1.当电影放映机正常放映时，如图19所示，对放映灯泡、放映机透镜(凸透镜)、电影胶片和反射镜(凸面镜或凹面镜)的类型及其相对位置提出了几种推测

12、，其中()可能是正确的。2.有一次，当这部电影第一次放映时，肖鑫发现屏幕上的所有图片都是颠倒的。在这种情况下，在以下观看效果中，不可能的场景是()A.人们向后走B.地上的碎陶片突然聚集起来，最后形成了一个漂亮的陶罐C.我听到的是普通电影中的对话D.箭向后飞向弓和箭3.当肖鑫看电影时，估计从屏幕到电影放映机的距离约为15米，电影屏幕的宽度约为3米。据了解，电影放映机使用的16毫米胶片的图像宽度约为10毫米。根据上述数据，电影放映机镜头的焦距可以是()a . 52毫米b . 24毫米c . 49毫米d . 26毫米4.如果16毫米薄膜的厚度为H=0.14mm毫米，则整个薄膜紧紧地缠绕在薄膜支架上，

13、如图20所示，其中D和D分别代表薄膜支架的内径和外径。请：这部电影的总长度l是多少？(2)如果通常以每秒24帧的速度放映，这部电影能连续正常放映多长时间？(不包括标题和标题的长度)5.(12分)梁潇的家人有车。当他父亲告诉他汽车的性能时，他总是说“排量为2.0”，但很少说“动力”。为此，梁潇从网上专门找到了位移的定义：从活塞上止点到下止点的“工作容积”称为气缸位移。如果发动机有几个气缸，所有气缸的“工作容积”之和称为发动机排量。梁潇从手册中发现，家用汽车使用排量为2.0升的LFX直列四缸发动机；如图21所示，输出功率和该车转速之间的关系可以在互联网上找到。1.根据图21的分析，在1000 50

14、00转/分的范围内，输出功率和发动机转速之间的定性关系是什么？2.在其他参数相同的情况下，通过公式推导出输出功率与汽车发动机排量的关系。3.梁潇问爸爸一些实测数据：当汽车在良好的路况下行驶时，平均速度为100公里/小时，发动机转速为2000转/分钟，平均油耗为9L/100公里。参考图21中的数据，分析汽车在这种状态下运行时的发动机效率。每个做功冲程气缸的平均气体压力是多少？(已知汽油的热值为4.6107焦耳/千克，密度为0.71103千克/立方米)。6.(15分)小明自己设计并把房间里的窗帘换成了电动窗帘。为此，他购买了微型电机、减速器、电源、双刀双掷开关、滑轮、皮带、拉绳等设备来改造原来的窗

15、帘盒。1.如图22a所示，小明在窗帘箱(顶部双点划线箱)中安装了一个电气装置，该电气装置通过拉动绳索拉动窗帘一起移动。通过改变通过微型马达的电流方向，可以改变其旋转轴的旋转方向，从而打开或关闭窗帘。通过使用双极双掷开关，可以改变电机的电源电流方向。请在图22A右侧的虚线框中完成电源、双极双掷开关和端子之间的电路连接。2.电机的速度通常很高，所以需要安装一个减速器，如图22B所示。请解释减速装置的减速原理。3.下表显示了所用微型电机的一些数据。表中额定功率为“额定电压和额定电流下工作时电机的输出功率”，堵转电流为“额定电压下电机转轴固定时的电流”。请根据表中的相关数据计算：(1)在额定功率下运行时，电机的效率是多少？(2)电机的额外功率主要由热损失和机械损失引起。请分别计算电机在额定功率下运行时的热损失功率和机械损失功率。(3)在图22A中，减速器、飞轮、皮带、滑轮和拉绳一起构成传动装置。众所周知，每一半窗帘滑轨的长度为1.5m，要求自动窗帘能在6s内完全关闭至完全打开。拉窗帘的一半时，挂钩和滑轨之间的平均摩擦力为2N。安装电动窗帘时，对传动装置的机械效率有什么要求？2014年全国初中物理竞赛参考答案首先，选择题(每个小问题2分，共20分)12345678910ACDCBBBBCC2.简答题(每题5分，共30分)(1)通过杯子观察远在杯子后面的物体。如果你看到物体