全國初中物理競賽試題及答案

1、2014 年第二十四屆初中應用物理競賽（巨人杯）試題一、本題共10小題，每小題2分，共20分。以下各小題給出的四個選項中只有一個是正確的，把正 確選項前面的字母填在題后的括號內。1.汽車的觀后鏡是用來觀察車后路面情況的裝置，一 鏡。正常情況下，坐在駕駛員位置的人通過左側觀后 見如圖1甲所示的效果。在某次準備駕車外出前，坐 位置的王師傅發(fā)現(xiàn)，從左側觀后鏡中看到的是如圖1情景。為確保行駛安全，左側觀后鏡的鏡面應適當完 的哪種操作（）般為凸面鏡應該看在駕駛員乙所示的成圖2中2“元旦文藝會演”時，物理老師和電工師傅合作給同學 個“不怕電”的節(jié)目（注意：因該節(jié)目有危險，同學們切勿 先電工師傅將兩根導線的

2、接頭A、B分別連接到一標有100”的燈泡（如圖3甲所示）的接線柱C、D上，閉合開關， 光。隨后，電工師傅斷開開關取下燈泡，物理老師站到干 上，左、手兩手分別抓住兩導線接頭A、B（如圖3乙所 電工師傅閉合開關，用測電筆分別測試導線接頭A、B及物膚，發(fā)現(xiàn)測電筆的氖管均發(fā)光，而在這一過程中，物理老 自如。對以上現(xiàn)象的解釋，你認為下列說法中正確的是A.物理老師有“特異功能”，確實不怕電B.物理老師的雙手戴著絕緣手套們表演了一模仿）。首“PZ220燈泡正常發(fā)燥的木凳示） ， 此時 理老師的皮 師依然談笑C.在人、燈替換的過程中，電源的零線被斷開了D.在人、燈替換的過程中，電源的火線被斷開了3.圖4甲為一

3、把手工的鋸條，圖4乙為正對著鋸齒看的 現(xiàn)它的鋸齒都“東倒西歪”的側向兩側，而不在一個平 原因是（）A.將鋸齒做成這樣的形狀后，容易將鋸齒打磨得更鋒B.將鋸齒做成這樣的形狀后，鋸條承受撞擊能力更強C.鋸條用得太久，鋸齒被撞歪了效果，發(fā)面上。其利D.將鋸齒做成這樣的形狀后，可以使鋸口加寬，減小被鋸物體對鋸條的摩擦力4“嫦娥三號”探測器在月球表面降落時，沒有使用降落傘，是因為（）A.月球表面非常松軟，不需要使用降落傘減速B.距離月球表面太近，用降落傘來不及減速C.月球表面附近沒有大氣，降落傘無法起到減速的作用D.“嫦娥三號”質量太大，不易制作足夠大的降落傘5汽車發(fā)動機在工作過程中需要冷卻。圖5為汽車

4、發(fā)動機的水冷系統(tǒng)工作原理示意圖。在汽車發(fā)動機正常工作的過程中,圖5所示有關汽車發(fā)動機水冷系統(tǒng)中水流方向以及水泵葉輪轉向的示意圖中,水流方時正確的是6. 2013年6月20日我國宇航員王亞平首次進行了太空王亞平所做實驗的一個畫面，圖中的水呈球狀而不破 重的原因外，還主要是因為（）A.B.C.D.7.水球的外表面有一層很薄的橡皮膜 水球表面分子間相互作用的引力大于斥力 在實驗用水中事先添加了某些特殊物質 到外太空后，水的分子結構發(fā)生了變化 將一只點燃的蠟燭靠近家里的鏡子，會發(fā)現(xiàn)鏡子中出現(xiàn)了多授課。圖6為裂，除了失)形成圖7個蠟燭的像，如圖7所示。對于這種現(xiàn)象，下列解釋中正確的是（A.鏡子的質量不好

5、，反射面不平整B.光經(jīng)玻璃前表面和后表面發(fā)生多次反射后形成了多個虛像C.燭焰將附近的空氣加熱后，由于空氣密度不均勻導致的折射 了多個虛像D.火焰抖動的過程中，由于視覺暫留效應形成的錯覺&小東在觀看“神舟十號”飛船發(fā)射時，想估算一下運載飛船 射后的第一個10s內的平均速度。他上網(wǎng)“神舟十號”的長征二號F運載火箭全長 從網(wǎng)上下載了 “神舟十號”發(fā)射的視頻， 火箭剛發(fā)射時和第10s的圖片，如圖8甲和 示。則火箭發(fā)射后第一個10s內的平均速 接近（A. 4m/sC. 12m/s9.為了監(jiān)督司機是否遵守限速規(guī)定，交管 路上安裝了固定測速儀。如圖9所示，汽車向放置在道路中間的測速儀勻速駛來，測速儀

6、向汽車發(fā)出 兩次短促的超聲波信號。第一次發(fā)出信號到測速儀接收到經(jīng)汽車反射回來的信號用時 發(fā)出信號到測速儀接收到汽車反射回來的信號用時 波的速度是340m/s，則（A.B.C.D.9m/s.15m/s）汽車接收到第一次信號時，距測速儀 汽車接收到第二次信號時，距測速儀 汽車的速度是34m/s汽車的速度是30.9m/s甲乙4!I-Tf- -:-.的火箭在發(fā)查到運載58m然后分別截取 圖8乙所 度值應最部門在公0.5s，第二次0.3s，若發(fā)出兩次信號的時間間隔是1.1s，超聲10.如圖10所示的電動自行車既可以電動騎行，也可以腳踏騎行。電動騎行時，蓄電池對車上的電 動機供電，電動機為車提供動力。下表

7、是某型號電動自行車的主要技術參數(shù)。根據(jù)學過的物理知 識，判斷以下估算結果中合理的是（）A.電動自行車行駛過程中，電動機的工作電流保持5A不變B.蓄電池一次充足電，放電時可輸出的電能最多約為3.5X104JC.若蓄電池儲存能量的80%用于驅動電動自行車在平均阻力為40N的水平公路上勻速行駛，蓄電池一次充電最多能連續(xù)電動行駛約41KmD.蓄電池一次充電后， 該電動自行車最多可供電動騎行2.4h整車整車質量40Kg最咼車速30Km/h最大噪音62dB蓄電池電壓48V容量12Ah二、簡答下列各題（每題5分，共301.有兩只干凈、透明的圓柱形玻璃 只盛滿不含氣泡、污物的純凈水，另 空杯子，兩只杯子的杯口

8、都被不透明的蓋子蓋嚴了。請你說明如何只用眼睛觀察判斷哪只杯中裝有 水，并說明這樣做的依據(jù)。2.如圖11所示，位于兩個電線桿之間的電線總是呈現(xiàn)出向下的弧線，弧線最低點與兩端懸點間的水平線的距離稱為垂距或稱垂度。請回答：（1）若架設電線時所留垂距過小，你認為會有什么危害（2）若架設電線時所留垂距過大，你認為會有什么危害或不3.如圖12甲所示，家用漏電保護器是在用電器發(fā)生漏電故障 電時實施保護的設備，它的內部構造包含兩個部分 試驗電路。家庭電路漏電時，通過火線與零線的電流不相等。漏電保護器中有一檢測裝置（在圖12乙中雙虛線框內，未具體畫出），當它檢測到通過自身的火線和零線的電流不等時，便切斷電源，起

9、到保護作用。漏電保護器中還有試驗電路，由一只開關S與一個電阻R組成，閉合開關S就能模擬漏電情形，從而檢查漏電保護器工作是否正常。請在圖12乙中漏電保護器的虛線框內畫出試驗電路。4“嫦娥三號”探測器主要由兩大部分構成：著陸器和巡視器，其中巡視器就是我們俗稱“玉兔” 的月球車（如圖13所示）網(wǎng)上有許多學生和科學愛好者問了許多關于月球車的有趣問題，你能幫他 回答嗎1.如圖16甲所示狀態(tài)，加熱器是否處于加熱狀態(tài)2.已知當控制電路的電流達到0.04A時，繼電器的銜鐵被吸合；當控制電路的電流減小到0.036A時，銜鐵會被釋放。當調節(jié)R=350Q時，恒溫箱內可獲得最高溫度為100OC的“恒溫”。如果需要將恒

10、溫箱內的溫度控制在最低溫度為50C的“恒溫”，則應將R的阻值調為多大、3.使用該恒溫箱，獲得最低溫度為50OC的“恒溫”，與獲得最高溫度為100OC的“恒溫”相比較，哪一個的溫度波動范圍更小為什么電動機額定電壓48V額定功率240W分）杯，一 一只為足或人體觸測裝置和（1）月球表面的某些部分土壤非常松軟，而且崎嶇不平， 輪才能方便它在月球表面行駛（2）月球車為什么不使用減震性能更好的充氣輪胎（3）月球車的主要能量來源是什么5.如圖14甲所示為一輛在田地里使用的農用四輪拖拉 輪是導向輪，后輪是驅動輪，拖拉機 時一般后面掛有拖車或耕地設備等。所示為一輛在倉庫、機場、車站等地 的搬運貨物的叉車，它的

11、前輪是驅動 輪是導向輪。請分別解釋為什么拖拉 輪窄小，后輪寬大得多，而叉車的前 大、后輪窄小6.小明在用如圖15所示的氣筒給自行 打氣后，發(fā)現(xiàn)氣筒外管的溫度明顯比 升高很多，且越靠近氣筒外筒的頂部的地方， 中，底座和內管不動，手柄和外管上下運動；活塞固定在內管頂部。請你分析產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原 因。三、（11分）科技小組的同學們設計了如圖 在一定范圍內的“恒溫”），包括工作電路和控制電路兩部分。其中， 阻。R為熱敏電阻（置于恒溫箱內），其阻值隨溫度變化的關系如圖50Q。溫度越高。注：在用該氣筒給自行車輪胎打氣過程機，它的前在工作圖14乙方常見輪，后機的前輪寬車輪胎打氣前16甲所示的恒溫箱溫控電路（

12、用于獲得高于室溫、R為阻值可以調節(jié)的可變電16乙所示，繼電器線圈電阻控制石塊、隕石坑遍布。設計什么樣的月球車四、（12分）如圖17所示為16mm勺電影放映機放電影，這種電影放映機使用寬度為16mm勺電影膠片，電影中的聲音以聲音信號的方式刻錄在電影膠片上，如圖18所示。1.電影放映機正常放映時，有關放映燈泡、放映機鏡頭（凸透鏡）、電影膠片、反光鏡（凸面鏡或凹面鏡）的種類及其相對位置的關系，提出了如圖19所示的幾種猜想，其中可能正確的是（ ）10mm則根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知電影放映機鏡頭的焦距可能為（ ）A.52mm B.24mm C.49mm D.26mm4.若該16mmfe影膠片的厚度H=0.14m

13、m片夾上密密繞了一 影膠片，如圖20所示，圖中d和D分別表示片夾內電影膠 徑和外徑。求：（1）這盤電影膠片的總長度L約是多少（2）若按每秒24幅畫面正常放映，這盤電影膠片大約能連 放映多長時間（不計片頭與片尾的長度）五、（12分）小亮家有一輛轎車，爸爸在給他講車的性能時，總是說“2.0的排量”，卻很少說“功率”，為此小亮特地從網(wǎng)上查到了排量的定義：活塞上止點到下止點所通過的“工作容積”稱為氣缸排量。如果發(fā)動機有若干個氣缸，所有氣缸 積”之和稱為發(fā)動機排量。小亮從說明書上查 轎車采用的是LFX直列四缸發(fā)動機，排量為 網(wǎng)上查找到了這種轎車的輸出功率與轉速的關 所示。1.根據(jù)圖21分析， 在發(fā)動機轉

14、速為10005000r/min范圍內，它的輸出功率與轉速大致定性關系2.試通過公式推導出在其他參數(shù)相同時，轎車發(fā)動機的輸出功率與其排量的關系。3.小亮又向爸爸詢問了一些實測數(shù)據(jù)：轎車行駛的路況好，平均車速為100Km/h時，發(fā)動機的轉速為2000r/min，平均油耗為9L/100Kmo參考圖21中的數(shù)據(jù)，分析這輛汽車在這種狀態(tài)下行駛時，發(fā)動 機的效率約為多少每個做功沖程氣缸氣體的平均壓強約是多少（已知汽油的熱值為4.6X107j/Kg，密度為0.71X103Kg/m3）o六、（15分）小明自己設計并動手將房間里的窗簾改成電動窗簾。為此他購置了微型電動機及減速 裝置、電源、雙刀雙擲開關、滑輪、皮

15、帶、拉繩等器材，對原有的窗簾盒進行改造。1.如圖22甲所示，小明在窗簾盒（上方的雙虛線框）內安裝了電動裝置，電動裝置通過拉繩拉 著窗簾一起運動。改變通過微型電動機的電流方向，就可改變其轉軸轉動的方向，從而將窗簾打開 或關閉。利用雙刀雙擲開關，可以實現(xiàn)電源對電動機供電電流方向的改變。請你在圖22甲右側的虛2.有一次，電影剛開始放映時，小新 情況下，下列所述的觀看效果中，不A.人退著向后走B.地上的碎陶片突然聚集起來，最后C.聽到的是正常的影片中的對白D.箭倒著飛向弓箭3.小新看電影時，估計銀幕到電影放 寬度約為3m已知電影放映機所使發(fā)現(xiàn)銀幕上的畫面全部是倒立的。在這種 可能出現(xiàn)的場景是（）形成一

16、只漂亮的陶罐映機的距離約為15m,銀幕上的電影畫面 用的16mmfe影膠片中畫面的寬度約為“工作容到家中的2.0L;從系如圖21有怎樣的16mm電於澈映機閨17整盤電片的內續(xù)正常RH21線框內，完成電源、雙刀雙擲開關和接線柱間的電路連接。2.電動機的轉速一般很高，需要安裝減速裝置，如圖22乙所示。請說明減速裝置的減速原理。3.下表是所使用的微型電動機的部分數(shù)據(jù)。表格中，額定功率是“電動機在額定電壓和額定 電流下工作時的輸出功率，堵轉電流是“在額定電壓下，讓電動機的轉軸固定不動時的電流。 請根據(jù)表中的有關數(shù)據(jù)計算：（1）以額定功率運行時，該電動機的效率為多少（2）電動機的額外功率主要由熱損耗和機

17、械損耗造成，請分別求出以額定功率運行時，該電動機的 熱損耗功率和機械損耗功率（3）在圖22甲中，減速裝置、飛輪、皮帶、滑輪、拉繩共同構成了傳動裝置。已知每半邊的窗簾 滑軌長度為1.5m，要求自動窗簾能夠在6s內完全關閉到完全打開。拉動半邊窗簾時，掛鉤和滑軌間 的平均摩擦力為2N。則安裝電動窗簾時，對傳動裝置的機械效率有何要求2014 年全國初中物理競賽參考答案一、 選擇題（每小題2分，共20分）12345678910ACDCBBBBCC二、簡答題（每題5分，共30分）（1） 透過杯子觀察杯子后面較遠處的物體，若看到的是正立的左右相反的物體的像，則這只 杯子中裝有水；（3分）（2）折射規(guī)律（2分

18、）2.（5分）（1）架設電線時，若所留垂距過小，當氣溫降低時電線收縮會拉斷電線甚至將電線桿 拉倒；（2分）（2）架設電線時，若所留垂距過大，遇到大風天氣，電線擺動幅度過大，容易導致電線 折斷； 同時， 電線離地面太近， 容易造成事故，3. （5分）見圖答1.與標答相同，得 的接點在檢測裝置的左側，與零線 的接點在檢測裝置的右側，得4分。4（5分）（1）月球車的輪子表面積做得更 小，不至于陷進松軟的月壤中。采用輪 子，平地靠輪子行走，遇到小的障礙可以“腿”，爬行越過障礙。（2）月球表面的晝夜溫差超過300C,橡膠不可能在如此大的溫度范圍內保持彈性與強度。 月球表面沒有大氣壓，充氣輪胎易爆裂。（3

19、）白天主要靠太陽能電池板。夜晚主要靠鋰電池和 核電池（或稱為核放射熱源） 。（每一小問，只需答對一條就得2分，若三小問全部答對，得5.（5分）（1）拖拉機的前輪是導向輪，前輪窄小可以在改變方向時減小轉動前輪的阻力。拖拉機在工作時后面掛有拖車或耕地設備，使得拖拉機的重心靠近后輪，后輪對地面的壓力更大。后輪寬大可以 減小壓強，既能保護輪胎，也可以使拖拉機不會下陷到松軟的田地里。（3分）（2）叉車在搬運時貨物放在前方，使得叉車的重心靠近前輪，前輪對地面的壓力更大。前輪寬大既右保護輪胎，也可以減小叉車對地面的壓強。（2分）6.（5分）（1）在用氣筒給自行車胎打氣的過程中， 外管頂部對氣筒和輪胎內的氣體

20、做 功，氣體內能增大，溫度升高，氣筒外管將熱量傳遞到管的外壁，因此氣筒外壁溫度明顯升高；（1分）（2）因為外管越向下移動，外管的頂部氣體被壓縮越多，氣體壓強越大，移動相同距離，對氣 體做功越多，氣體內能增大越明顯，溫度越高，進而導致氣筒外壁上部溫度比下部溫度更高；（3）外管在相對于活塞上、下運動過程中，向外傳遞的內能主要來自于內部被壓縮的高溫氣 體，而外筒的下部與上部相比，其與管內高溫氣體的接觸時間較短，吸收的熱量較少，因此溫度較 低；（1分）并且浪費材料。（分，若火線大，壓強更 腿復合式輪變“輪”為5分）。1=（1分）3分）圖答1火線零線（4）外管在相對于活塞向下運動過程中，在高壓氣體作用下

21、，外管與活塞間的壓力增大，單位 長度克服摩擦力做功而轉化成的內能越靠近外管頂部越多，導致氣筒外壁上部溫度比下部溫度更 高；（2分）三、 （11分）（1） 加熱狀態(tài) -2分（2） 設控制電路中電源兩端的電壓為E。由圖15乙，當溫度為100OC時，熱敏電阻R的阻值為500Q -2分故E=I1（Ro+ R1+R） -2分=0.04AX（50Q+500Q+350Q）=36V 2分由圖15乙，當溫度為500C時，熱敏電阻R的阻值為900Q -1分因此R2 =（36V/0.036）- 900Q- 50Q= 50Q -1分（3） 獲得最低溫度為500C的“恒溫”溫度波動范圍更小，因為在500C附近，熱敏電阻的阻值隨溫度的變化更顯著。 -1分四、 （12分）1.A 2. C 3.C則每個工作循環(huán)中，四個氣缸燃氣對活塞做的總功：W= 4W0=p0V排每個工作循環(huán)，發(fā)動機的轉軸轉2圈，所用的時間t=2/n故發(fā)動機轉速為n時，燃氣對活塞做功的功率：P=W/ t = npV排/ 2- 2分所以在發(fā)動機轉速n、做功沖程氣缸平均壓強p。等參數(shù)相同時，燃氣對活塞做功的功率 機排量V排成正比。當發(fā)動機的效率保持不變時，發(fā)動機的輸出功率成正比，因此發(fā)動機的輸出功率P出與發(fā)動機排量V排成正比。（1分）由發(fā)動機輸出特性曲線可知：發(fā)動機轉速為200