上海市大同杯初中物理競賽試題2011年復賽解析

1、上海市第二十五屆初中物理競賽（大同中學杯）復賽試題（2011年）說明：1 .本試卷共有五大題，答題時間為120分鐘，試題滿分為 150分2 .答案及解答過程均寫在答卷紙上。其中第一、第二大題只要寫出答案，不寫解答過程；第三至第五大題按題型要求寫出完整的解答過程。解答過程中可以使用計算器。3 .本試卷中常數(shù) g取10牛/千克，水的比熱容 4.2X103焦/千克 C,水的密度1.0 X103千克/米3,冰的密度 0.9X103千克/米3,冰的熔化熱為 3.33X105焦/千克。、選擇題（以下每題只有一個選項符合題意，每小題4分，共32分）題號12345678答案CBBCCCBD1.潛泳的人，從水下

2、向上看，會看到一彩色鑲邊、內(nèi)有圖像的圓面，那么（）A.圓面內(nèi)只能呈現(xiàn)水面上的部分景物B.彩色鑲邊是由于水面四周各種物體的顏色所引起的C.彩色鑲邊是由于不同顏色的光折射程度略有不同所致D.圓面中圖像呈現(xiàn)的是水面外的景物，且看到景物的高度比實際景物要低解答C1 A,錯，即使在圓圈內(nèi)，沒反射全反射，但是也不代表沒發(fā)生反射，只不過反射的多 少罷了，也能看到水下物體在水表面的反射。B,錯。見C的分析C對，因為不同顏色的光的折射率不同，全反射角不同，反射回水下的角度不同，所 以才形成一個圓圈。D錯，畫光路圖就知道了，透射光線向下偏折，所以如果光從水平上入射，也是向下偏折這樣，反向延長以后會發(fā)現(xiàn)像的位置要不

3、實際位置高！2 .磁帶錄放機可高速播放正常錄制的聲音，在高速播放時最有可能聽不到的聲音是正常錄音時 （）A.音調(diào)較低的聲音B.音調(diào)較高的聲音C.響度較小的聲音D.響度較大的聲音解答：B人的耳朵，聽到聲音的頻率，是有限的。當聲音的頻率太高時，人的耳朵就無能為力了，如大家都聽不到超聲波。聲音中的音調(diào)的高低，就是頻率的高低。在播放錄制的聲音時，播放的速度越快，則聲音的頻率就越高。當播放速度高到一定程度時，超過耳朵能收聽到頻率范圍，從而導致聽不到。3.兩個人共同搬一個 50千克質(zhì)量分布均勻的木箱上 樓梯，如圖所示。木箱長 1.25米，高0.5米；樓梯和 地面成45o,而且木箱與樓梯平行。如果兩人手的用

4、 力方向都是豎直向上的，那么在下面的人對木箱施加的力與上面的人對木箱施加的力的比值是()A. 8/3 B. 7/3 C. 5/3 D. 5/4解：B如圖，木箱質(zhì)量均勻故其重心在幾何中心，標為 G,則此題變?yōu)橐粋€杠桿問題，下面的人抬箱子時，支點在上面的人手 B處，動力臂為BF,阻力臂為BH ,根據(jù)杠桿的平衡條件可得：FiXBF=GX BH ;上面的人抬箱子時，支點在下面的人手A處，動力臂為根據(jù)杠桿的平衡條件可得：F2 XAC=GX AD ;,. AC=BF, BH=CD ,，兩個力的比值為 Fi： F2=DC: AD下面是DC: AD的求法/ BAC=45 度-L m AE L25 6正=IC=

5、-JF=T?V木箱為一個指形戰(zhàn)對禽疑就為4L5紅粵cac-ad)2=ec=35»fflAD= 上16所以匚口二Acq二 噸生二 生81616第3題圖AC,阻力臂為AD, ；F1 ； Fz=DC; AD=7； 34.月球是地球的衛(wèi)星，在地球上我們總是只能看到月球的一面，是因為月球繞地 球公轉(zhuǎn)的周期與自轉(zhuǎn)的周期相等，請問登上月球的航天員在月球上看地球，將看 到地球（）A.既有繞月球的轉(zhuǎn)動，又有自轉(zhuǎn)B.只有繞月球的轉(zhuǎn)動，沒有自轉(zhuǎn)C.只有自轉(zhuǎn)，沒有繞月球的轉(zhuǎn)動D.既沒有繞月球的轉(zhuǎn)動，也沒有自轉(zhuǎn)解答：選C,在地球上我們總是只能看到月球的一面，是因為月球繞地球公轉(zhuǎn)的周期與自轉(zhuǎn)的周期相等，也就是說

6、，以月球上的某一點為參照物，整個地球相對于月球的位置沒有發(fā) 生變化，所以是靜止的，即看不出繞月球的轉(zhuǎn)動.又因為地球的整個位置雖然與月球 之間保持不變，但地球自身在發(fā)生轉(zhuǎn)動，即總是變換著朝向月球的一面.故登上月球 的航天員在月球上看地球，將看到地球只有自轉(zhuǎn)，沒有繞月球的轉(zhuǎn)動.選項 C符合題第5題圖5.在圖所示的電路中，當電鍵 S閉合后，電壓表有示數(shù)，調(diào)節(jié)可變電阻R的阻值，電壓表的示數(shù)增大了U。則 （）A.可變電阻R被調(diào)到較小的阻值UUR2U RiB.電阻R2兩端的電壓減小，減小量等于C.通過電阻R2的電流減小，減小量小于D.通過電阻R2的電流減小，減小量等于解：整個電路為串聯(lián)電路，串聯(lián)分壓，電壓

7、大小與電阻成正比，電壓表的示數(shù)增大了 U,說明R與Ri并聯(lián)后的總電阻是增大的，故A選項錯誤；總電壓U不變，電壓表示數(shù)增大了 U,說明電阻R2和R串聯(lián)后的總電壓減小了 U, R2兩端的電壓減小量要比 U小，因此電流減小量要比 U/ R2小，故選項 BD 都錯誤，選項 C正確.故選C.6.如圖所示，甲、乙兩小球沿光滑軌道ABCD運動，在水平軌道 AB上運動時，兩第5頁共16頁小球的速度均為 5米/秒，相距 10米，水平軌道AB和水平軌道 CD的高度差為1.2米，水平段 與斜坡段間均有光滑小圓弧連 接，且兩小球在運動中始終未脫 離軌道，兩小球在軌道BC上的平均速度均為6米/秒，在CD上的速度均為7米

8、/秒，則（）A .兩小球在水平軌道 CD上運動時仍相距10米B .兩小球在水平軌道 CD上運動時距離小于 10米C.兩小球到達圖示位置P點的時間差為2秒D.兩小球到達圖示位置 P點的時間差為1.4秒解答：CAB、根據(jù)動能定理知2 口解得v=7m/s ,知兩球在CD段運動的速度為7m/s ,大于AB段的 速度大小，兩球在軌道上的運動情況相同，所以在 CD段上的間距大于10m.故A、 B錯誤.CD、A、B兩球在軌道上的運動情況相同，可知兩球通過P點的時間差等于 A球從初始位置運動到 B球初始位置的時間， dAt=V2s-故C正確，D錯誤.故選C.7 .如圖所示，將一柔軟的導線彎成星形，并將其置于光

9、滑水平桌面上，然后將電鍵S閉合，則該星形回路將（）A.不會變形8 .會變形，所圍面積增大C.會變形，所圍面積減小D.會變形，所圍總面積不變解答：B,會變形，所圍面積增大。看星形的其中一個角，兩條導線的電流方向相反（如下圖） ，根據(jù)安培定則和左手定 則可知，電流異向的兩條導線會相互排斥，所以這個角會變大，其它三個角同理，所 以整個星形的面積會增大。8.過年的時候，桌上的菜肴非常豐富，其中多油的菜湯與少油菜湯相比不易冷卻，這主要是因為（）A.油的導熱能力比水差B.油層阻礙了湯的熱輻射C.油層和湯中的水不易發(fā)生熱交換D.油層覆蓋在湯面，阻礙了水的蒸發(fā)解答：D多油的菜湯與少油的菜湯相比不易冷卻，這主要

10、是因為油的密度比水小，漂浮在水面上，油層覆蓋在湯面，阻礙了水的蒸發(fā)，水蒸發(fā)吸熱程度小，達不到冷卻的效果。故選D.、填空題（每小題6分，共9、 ,10、 p0,30分）凸。h。11、圓弧,2.3 L O912、 1062。第9題圖13、 下降, 6009 .如圖所示，某同學從桌面上的近視眼鏡中看到自己身后同一個窗戶的兩個像，這兩個像為 像（選填:實”或虛”，）是 面鏡（選填：平”、凹”、凸所成的像， 解：近視鏡從前面觀察，會由于光的反射成像，鏡片是有弧 度的，從前面看向外凸，與凸面鏡成像是一樣的，成的是虛像，離鏡片越近，所成的 像越大.故答案為：虛、凸.10 . 一端封閉的玻璃管自重為G,橫截面

11、積為S,內(nèi)裝一段高為h的水銀柱，封閉了第5頁共16頁第10題圖第11題圖（a）一定質(zhì)量的氣體?，F(xiàn)將玻璃管封閉端用彈簧測力計懸起，另一端沒入水銀槽中，如圖所示。當玻璃管沒入一定深度后，彈簧測力計的示數(shù)為Go若當時的大氣壓為 po,則此時管內(nèi)上方氣體的壓強為 ，玻璃管內(nèi)、外水銀面的高度差 Lx為。（設 玻璃管壁的厚度不計） 解答：1測力計示數(shù)r，玻璃首受到大氣向下的壓力叫3,輕直向下的重力T,封閉q體豎直向上的尋力店，測力計拉孟直向上的力F r對玻璃管r三平衡條件但：仃十刖5=F-“5 r貝D :。二血克二心義獨£ r輝得：片廝；旗璃首下部封閉氣體壬淮：嚇二小 ：i11 .如圖所示，在同

12、一平面上的 AC、BD兩桿，分別繞相距 L的A、B兩軸逆時針轉(zhuǎn) 動，轉(zhuǎn)動快慢相同，初始時刻如圖 （a）所示，且/ CAB=30°, /DBA=90°,經(jīng)過一段時 間，兩桿運動到如圖（b）所示，且/ CAB=90 0, / DBA=30 0,則此過程中交點 M的運 動軌跡為 （選填：“直線”、“圓弧”、“其它曲線”），M移動的路程為第7頁共16頁此題可跳過 解答：以B為原點，BD為正方向，/ ACB=60 =兀/3恒定轉(zhuǎn)動過程中，設。為轉(zhuǎn)過角 BM=d過M做AB垂線交HBH=p sin 0AH=p cos 0 tan( - %. )3BH+AH=Lp sin 0 + p co

13、s 0 -tan)=Lt /3p =（，3/3）L（路徑長度：V 3sin 0 +cos 0 )-2s 3 r Ld0 J312 .因為環(huán)境污染，北極的冰山上常年沉積著灰塵，使冰山表面吸收了更多太陽光， 加速了冰山的熔化。 假設覆蓋著灰塵的冰山上表面每單位時間單位面積所吸收的太陽光為98瓦/米2（此數(shù)據(jù)已將太陽光白天和黑夜的不同日照量平均計算在內(nèi)）。若有厚度為30米的冰山，如圖所示，則僅靠陽光的暴曬,在0c的海水中，需要約 此冰山熔化。天才能將冰山解工，冰的質(zhì)量士m=pV=pSh，冰脂化毒要啜收的熱里：Q=qm=qpS1i， 冰吸收的太陽能:冰帽化需要吸收的熱量等于驍?shù)玫谔柲埽琎E，即工 q

14、pSh-PSt>則冰熔化需要的時間：qph 31010A;g m-卻17 Ho了眄 1062天 E故答案為:IQ62.13 .如圖所示，兩根長度相等的桿OA與OB在O點用螺母校接在一起，兩臂間的夾角可以改變，OA是沒有質(zhì)量的輕桿，而OB桿是有一定質(zhì)量且質(zhì)量均勻分布的重桿,初始第#頁共16頁第13題圖時兩桿間的夾角為 900,用一根細線懸掛端點 A,兩桿處于靜止狀態(tài)，然后將兩桿間的夾角變?yōu)殪o止狀態(tài)時O點相對于初始狀態(tài)是1000,兩桿再次處于,（選填:“上升”、“下降”、“位置不變”）為使金屬桿的頂點O （即兩臂連接處）位置最高，金屬桿兩臂張開的角度應為 。解答：以A為原點，0始終在半徑為

15、A的圓弧上在0B上找一個中點 C （就是系統(tǒng)的重心），在A點懸掛后，C和A的連線必在豎直 方向，C始終在A點正下方在 0CA 中,有 OA/sin / ACO = 0C / sin / OAC0點最高，則/ OAC最大，則需sin Z ACO最大，即/ ACO=90 0因為0A = 2 0C故/ AOC=60 0三、計算題（本題共36分）14 . 一底面積是100厘米2的柱形容器內(nèi)盛有適量的水，現(xiàn)將含有石塊的冰塊投入容 器的水中，恰好懸浮，此時水位上升了6厘米。當水中冰塊全部熔化后，相比熔化前水對容器底部的壓強改變了55.28帕。求石塊的密度。14、（本題共9分）解：由投入含有石塊的冰塊可知，

16、5浮=6 （冰+石塊）p 水gS A h= （m 冰 + m 石）gm 冰+m 石=p 水 SA h= 1.0X 103x 100X 10-4x 6x 10-2kg = 0.6kg冰熔化后，水位下降的高度:水g水位下降就是由于冰化成水體積減小引起的，即1.055.281035.5281010 3mm冰水石塊的質(zhì)量石塊的體積冰 水331.0 103 0.9 103S h33冰1.0 1030.9 103m 石=0.6kg 0.498kg = 0.102kg10010 4 6 10石塊的密度0.1024.67 10 52.1810010 45.528 100.49833 m 4.67 100.9

17、103103kg/m33kg 0.498kg15 .某處地面發(fā)生淺層地震。地震產(chǎn)生兩種不同的地震波，一種是振動和地面平行的（縱向波），一種是振動和地面垂直 （橫向波），甲地震臺先接受到縱向波，然后接受到橫向波，兩者之間的時間間隔為4秒；乙地震臺也經(jīng)歷同樣的情況，而時間間隔為10秒，已知甲和乙之間的直線距離為34.8千米，縱向地震波的速度為 4千米/秒，橫向地震波的速度為 2千米/秒。利用以上的數(shù)據(jù)，求震中和甲處之間的距離為多少？ 震中和甲處的連線與震中和乙處的連線之間的夾角為多少？15、（本題共8分）設V1=4km/s, V2=2km/s , O點為震中地點，t和t'分別為縱向地震 波

18、傳至甲處（A點）和（B點）乙處的時間；則 OA v1t v2(t 4) t4s OA 4km/s 4 16km匕1V2同理可得：OB 40 kmO點位置如圖，由余弦定理可得：一2一22222OAOBAB16240234.82cos 一 一2OA OB2 16 40600乙(B)0.5,甲（A）16 .將一功率為P=500瓦的加熱器置于裝有水的碗中，經(jīng)過 2.0分鐘后，碗中水溫從 Ti=85C上升到T2=90C ,之后將加熱器關掉 1.0分鐘，發(fā)現(xiàn)水溫下降 1.0C。試估算 碗中所裝水的質(zhì)量。17 .本本題共9分）解答：加熱器在2分鐘內(nèi)所供應的總熱量，等于水溫升高所吸收的熱量，加上散失到周圍環(huán)境

19、的熱量，即Pt cm（T2 Ti） Q若水溫變化不大，則散失到周圍環(huán)境的熱量與時間成正比。因此加熱器關掉1分鐘,1從熱水散失的熱量等于 一Q,此熱量等于熱水溫度下降1.00C所方出的熱量，即21八.-Q cm T2從上兩時可以解得：Pt cm(T2 1 2 T)Ptm c(T2 T1 2 T)500 120"34.2 103 (5.0 2 1.0)2.0kg17.如圖所示的電路中，電源電壓E=6伏，R=2歐；S為電鍵；其他8個電阻一個未第17題圖第11頁共16頁I知，設為Rxo剩下的7個電阻的阻值 均為1歐。若閉合電鍵 S以后，電源 的輸出功率為12瓦，則Rx的阻值為 多少？通過Rx

20、中的電流為多少？17.本本題共10分）解：如圖所示算AB兩點之向的阻值，用圖圈出來的區(qū)域電壓相同,可以收縮成點。這樣就很容易算出 AB兩點之間的總的阻值為 R2/2 /83由E的6V,輸出功率為12W,由R總 E-可知外電阻為3Q,則AB兩點之間的電阻為1可算出R28 ,總電流是2A,2電阻兩端的電壓為 2V,所以流過2電阻的電流為0.25A。四、實驗題（本題共 12分）18 .用最小刻度值為1毫米的刻度尺測量物理課本的長度，下列記錄結(jié)果中正確的是：（）A. 238.0 毫米B. 23.8厘米C. 237.90 毫米D. 2.38分米18、（本題共3分）A解：毫米刻度尺測量值有準確值和估計值兩

21、部分。最小刻度是毫米的尺子， 測長度時,可以讀準到毫米這一位，毫米以下則為估計讀數(shù)19 .在做光學實驗時，某同學需要將一束平行光的寬度放大為2倍，于是他在光束路徑中放置了由兩片透鏡組成的透鏡組來到達此目的，如圖所示。若其中一片 透鏡是焦距f的凸透鏡，則：如果另一片透鏡采用的是凸透鏡，則其焦距應為多少？應置于何處？請作圖說 明；(2)如果另一片透鏡采用的是凹透鏡，則其焦距應為多少？應置于何處？請作圖說 明；透鏡組第19題圖19、(本題共9分)解：1 .有兩解放置一個2f的凸透鏡，放置在第一片后 3f處。焦距金馬孑之凸透放置一個f/2的凸透鏡，放置在第一片前3f/2處焦距葡之凸透箱焦距篇"

22、;2之凸透2 .放置一個-f/2的凹透鏡，放置在第一片前f/2處焦距舄之凹透箱洌焦距卻之四透五.判斷與說理題（本題共 40分）20. 2010上海世博會給廣大的參觀者帶 來了很多新科技的體驗，有亞克力桿、 噴霧降溫、觸摸屏、LED發(fā)光二極管等， 請通過閱讀以下材料并回答相應的問題。（1）2010上海世博會英國館是由 6萬根透 明亞克力桿組成一一這些桿的頂端都帶有一個細小的彩色光源。白天，亞克力 桿會將室外的光線導入來提供內(nèi)部照第20（1）題圖明，從而營造出敞亮的空間感，到了晚上頂端的光源又使整個展館散發(fā)出璀璨迷人的光影。如圖所示。請簡述亞克力桿如何將光線從外界傳導到館內(nèi)；（2）2010上海世博

23、會期間，氣溫較高的世博園區(qū)內(nèi)許多區(qū)域都安裝了噴霧降溫裝置， 噴霧裝置采用物理的方式，以水為原料，利用高壓，將其以較高的速度輸送到噴嘴，撞擊噴嘴中的撞針后形成直徑4微米左右的霧滴。請簡述噴霧降溫的原理；（3）電阻式觸摸屏將矩形區(qū)域中觸摸點（X,Y）的物理位置轉(zhuǎn)換為代表 X坐標和Y坐標的電壓。電阻式觸摸屏有兩層電阻，當未在觸摸屏上施力時，兩層電阻不接觸。當有物 體在觸摸屏表面施以一定的壓力時，上層電阻與下層電阻發(fā)生接觸，該結(jié)構(gòu)可以等效x-軍動電壓(c)(a)(b)第20(3)題圖為如圖（a）所示的電路。此時在 Y+、Y-之間加驅(qū)動電壓，測量 X+電壓，如圖（b）所示; 然后在X+、X-之間加驅(qū)動電

24、壓，測量 Y+電壓，如圖（c）所示。利用兩次測得的電壓 值可獲得接觸點的坐標。第13頁共16頁現(xiàn)在有一塊長10厘米，寬6厘米的手機觸摸屏，以其中心為原點建立坐標軸，則觸點坐標X方向的范圍是-3厘米，3厘米,Y方向的范圍是-5厘米，5厘米。觸摸屏的驅(qū)動電壓為5伏。一位同學用筆按在屏上某點，當 Y+電極施加驅(qū)動電壓時，測得X+電極的電壓為3.2伏；當X+電極施加驅(qū)動電壓時，測得 Y+電極的電壓為1.5伏。 請通過計算判斷筆按在觸摸屏上位置的坐標。(4)2010年上海世博會大量使用 LED發(fā)光二極管。小明設計了一個研究 LED發(fā)光二 極管特性的實驗，他采用滑動變阻器改變阻值的方法，用電壓表和電流表測

25、LED發(fā)光二極管兩端的電壓 Ud和通過它的電流I,得到一組數(shù)據(jù)記錄，如下表中所示：Ud / V00.40.81.21.62.02.62.83.0I / mA00.92.34.36.813.015.824.028.237.0請回答下列問題:數(shù)據(jù)表中有一電壓表的數(shù)據(jù)空白，根據(jù)下圖(a)電壓表的示數(shù)完成填寫空白;(b)中連接實驗器材畫出小明實驗的實物圖;LED發(fā)光用筆畫線表示導線，在下圖 在I U圖上用描點法畫出 二極管的伏安特性曲線；已知該LED發(fā)光二極管的最佳工作電 壓為2.5伏，現(xiàn)用5伏穩(wěn)壓電源供電，需 要串聯(lián)一個電阻R才能使二極管工作在 最佳狀態(tài)，試在I U圖上畫出R的圖線。第20(4)題圖(a)第13頁率Il6 INu/ V20、（本題共6分）（1）亞克力桿的折射