2012年第二十二屆全國(guó)初中應(yīng)用物理競(jìng)賽試題(word版)

1、2012年第二十二屆全國(guó)初中應(yīng)用物理競(jìng)賽試題注意事項(xiàng):1.請(qǐng)?jiān)诿芊饩€(xiàn)內(nèi)填寫(xiě)所在地區(qū)、學(xué)校、姓名和考號(hào)。2.用藍(lán)色或黑色鋼筆、圓珠筆書(shū)寫(xiě)。 3.本試卷共有六個(gè)大題，滿(mǎn)分100分。 4.答卷時(shí)間: 2012年3月25日(星期日)上午9:30-11:10 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(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)是正確的把正確選項(xiàng)前面的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。1.早晨，小明騎著自行車(chē)沿平直的公路駛向?qū)W校，強(qiáng)勁的北風(fēng)迎面吹來(lái)，此時(shí)地面對(duì)車(chē)前輪的摩擦力為f1，對(duì)車(chē)后輪的摩擦力為f2。則下列說(shuō)法中正確的是( )A. f1與前進(jìn)方向相反，f1<f2 B.f1與前進(jìn)方向相反，f1>

2、;f2C. f1與前進(jìn)方向相同，f1<f2 D.f1與前進(jìn)方向相間，f1>f22.小明發(fā)現(xiàn)，有些電線(xiàn)桿上裝有如圖1所示的”小風(fēng)車(chē)”，這些小風(fēng)車(chē)在微風(fēng)中能不停地旋轉(zhuǎn)，且旋轉(zhuǎn)葉片的一面還裝有反光的小鏡子。關(guān)于這樣的”小風(fēng)車(chē)”的作用，下列說(shuō)法中正確的是 ( )A.為了警示此處有電 B.為了測(cè)定風(fēng)向C.為了測(cè)量風(fēng)速大小D.為了驅(qū)趕小鳥(niǎo)，避免小鳥(niǎo)在上面做窩而導(dǎo)致電路短路3.一名軍人在一次執(zhí)行任務(wù)時(shí)需要從正在正常向前行駛的卡車(chē)右側(cè)跳下。對(duì)于跳車(chē)的方法，以下四種方案中最安全的是 ( )A.臉向車(chē)后并相對(duì)于車(chē)向后跳 B.臉向車(chē)后并將對(duì)于車(chē)向前跳C.臉向車(chē)前并相對(duì)于車(chē)向后跳 D.臉向車(chē)前并相對(duì)于車(chē)向

3、前跳 4.我國(guó)不少地區(qū)把陰霾天氣現(xiàn)象并入霧一起作為災(zāi)害性天氣，統(tǒng)稱(chēng)為 “霧霾天氣”。關(guān)于霧和霾的認(rèn)識(shí)，下列說(shuō)法中正確的是 ( )A霧是大量的小水滴或冰晶浮游在近地面空氣層中形成的B霧和霾是兩種不同的天氣現(xiàn)象 C霧是由懸浮在大氣中的大量微小塵粒、煙?；螓}粒等顆粒形成的D霧和霾是同一個(gè)概念的兩種不同說(shuō)法5.北京奧運(yùn)會(huì)上的花樣游泳運(yùn)動(dòng)員，由于在水面上、下都能聽(tīng)到音樂(lè)指令，從而以其優(yōu)美的舞姿、隨音樂(lè)節(jié)拍而精確完成的動(dòng)作，讓觀(guān)眾感受到了體育之美。關(guān)于運(yùn)動(dòng)員在水下是如何接收到音樂(lè)指令的下列說(shuō)法中，符合實(shí)際情況的是( )A.僅在水面以上放有音箱，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員的頭部在水面|以下時(shí)，聲音經(jīng)由空氣、水，最終傳到運(yùn)動(dòng)員

4、的耳朵B.僅在水面以下放有音箱，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員的頭部在水而以下時(shí)，聲音通過(guò)水傳到運(yùn)動(dòng)員的耳朵C.運(yùn)動(dòng)員通過(guò)無(wú)線(xiàn)耳機(jī)，接收來(lái)自控制室的電磁波信號(hào)，再將其轉(zhuǎn)化成聲音，被耳朵接收D. 在水面以上和以下都放有音箱，使運(yùn)動(dòng)員的頭部無(wú)論是在水面以上還是以下， 都能聽(tīng)到清晰的音樂(lè)聲6.小明學(xué)習(xí)了浮力知識(shí)以后，對(duì)熱氣球運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了興趣，他在網(wǎng)上收集了許多關(guān)于熱氣球的知識(shí)及類(lèi)似圖2所示的圖片。以下是他對(duì)熱氣球運(yùn)動(dòng)所做的猜想，其中正確的是 ( ) A.通過(guò)調(diào)節(jié)火焰大小，改變熱氣球的體積來(lái)調(diào)節(jié)熱氣球的飛行高度，進(jìn)而選擇需要的風(fēng)向B.通過(guò)改變?nèi)嗽诘趸@中站立的位置，來(lái)改變熱氣球飛行的方向C.通過(guò)調(diào)節(jié)火焰大小，改變熱氣球內(nèi)的空氣

5、密度來(lái)調(diào)節(jié)熱氣球的飛行高度，進(jìn)而選擇需要的風(fēng)向D.通過(guò)調(diào)節(jié)火焰噴射的方向，來(lái)改變熱氣球飛行的方向7.如圖3所示，四個(gè)相同的玻璃瓶?jī)?nèi)裝有深度不同的水。用筷子輕輕敲擊瓶口或用嘴貼著瓶口吹氣，會(huì)發(fā)出不同的聲音。下列關(guān)于所發(fā)出聲音的判斷中正確的是 ( ) A.用筷子輕輕敲擊瓶口，甲瓶的音調(diào)最高 B.用嘴貼著瓶口吹氣，甲瓶的音調(diào)最高， C .用筷子輕輕敲擊瓶口，丁瓶的音調(diào)最低 D.用嘴貼著瓶口吹氣，丁瓶的音調(diào)接高 8在煮餃子時(shí)將餃子投入沸騰的水中，并用勺子輕輕推動(dòng)沉下的餃子，等到水重新沸騰后，加上些涼水繼續(xù)煮一會(huì)兒使水再次沸騰，這時(shí)煮熟的餃子會(huì)浮出水面。熟餃子會(huì)浮起來(lái)的主要原因是 ( )A.鍋里的水量多

6、了B.餃子在水里經(jīng)過(guò)燒煮變輕了 C.水溫低時(shí)餃子受到的重力較大，水溫高時(shí)餃子受到的重力較小D.水沸騰后，餃子內(nèi)的部分水汽化變成水蒸氣，佼餃子體積增大9.目前航天飛船的飛行軌道都是近地軌道，一般在地面上方300km左右的軌道上飛行，繞地球飛行一周的時(shí)間約為90min左右。若飛船在赤道上空飛行，那么飛船里的航天員在24h內(nèi)可以見(jiàn)到日出的次數(shù)可能為 ( ) A. 15 B. 1 C. 2.7 D. 0.38 10.圖4甲所示的熱烙膠槍是一種裝修工具，用于材料涂膠。它的內(nèi)部有2只相同的PTC(正溫度系數(shù)加熱元件，其工作電路如圖4乙所示，扣動(dòng)扳機(jī)能使固體膠條向前擠壓，聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)S同時(shí)擲向A、B，槍口冒出膠

7、液，松開(kāi)扳機(jī)，聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)S同時(shí)擲向B、C。單只PTC元件的電阻隨溫度的變化如圖4丙所示。關(guān)于PTC元件的工作情況，下列說(shuō)法中正確的是 ( ) A.扣動(dòng)扳機(jī)，兩只PTC元件串聯(lián)在電路中B.松開(kāi)扳機(jī)，只有一只PTC元件接入電路C.松開(kāi)扳機(jī)，當(dāng)溫度為80C時(shí)，電路消極的電功率為55WD.扣動(dòng)扳機(jī)，當(dāng)溫度為180時(shí)， 1min電路消耗的電能為4800J二、簡(jiǎn)答下列各題(每題5分，共30分) 1.乒乓球運(yùn)動(dòng)是集競(jìng)技、娛樂(lè)、健身于一體的體育運(yùn)動(dòng)，如圖5所示。請(qǐng)分析運(yùn)動(dòng)員在擊球過(guò)程中用到了哪些物理知識(shí)?2圖6是魚(yú)缸中過(guò)濾增氧泵增氧工作時(shí)的原理示意圖，水泵把水從進(jìn)水管口吸入，從出水管口快速?lài)姵鰰r(shí)空氣就會(huì)從進(jìn)氣管

8、口進(jìn)入水中，與水流一起噴出。 (1)請(qǐng)解釋空氣能進(jìn)入水中的原理和過(guò)程；(2)請(qǐng)?jiān)倭信e一個(gè)生產(chǎn)或生活中利用上述原理進(jìn)行工作的例子。 3. 2006年7月1日，青藏鐵路會(huì)線(xiàn)貫通。鐵路要通過(guò)“千年凍土”區(qū)，“凍土”區(qū)路基在溫度過(guò)高時(shí)會(huì)變得松軟不牢固。為解決“凍土”難題，保證路基的穩(wěn)定，青藏鐵路路基兩旁各插有一排碗口粗細(xì)、高約2m的熱棒(中空的鐵棒)，如圖7所示，熱棒在路基下還埋有5m深，里面灌有液氮。請(qǐng)解釋熱棒是如何解決“凍土”難題保證路基的穩(wěn)定的。 4.小明家新買(mǎi)了一臺(tái)電熱油汀取暖器，如圖8所示。當(dāng)小明用力晃動(dòng)這臺(tái)取暖器時(shí)，可以聽(tīng)到其內(nèi)部發(fā)出了液體流動(dòng)的聲音。小明找出說(shuō)明書(shū)仔細(xì)閱讀后得知，這種取暖

9、幫將電熱管安裝在散熱片腔體內(nèi)的下部;在腔體內(nèi)電熱管周?chē)⒂袑?dǎo)熱油;在控拉制電路中裝有雙金屬混控元件，當(dāng)油溫達(dá)到調(diào)定溫度時(shí)，溫控元件會(huì)自行斷開(kāi)電源, 在使用注意事項(xiàng)中特別強(qiáng)調(diào)這種取暖器不能倒置或側(cè)臥使用。請(qǐng)回答:(1)為什么用油做導(dǎo)熱物質(zhì)而不用水?(2)取暖器內(nèi)部發(fā)出了液體流動(dòng)的聲音，說(shuō)明油沒(méi)有裝滿(mǎn)，這是為什么? (3)為什么強(qiáng)調(diào)不能上下倒置或放倒后通電加熱? 5有的轎車(chē)的觀(guān)后鏡是用平面鏡做成的,而有的又是用凸面鏡做成的，請(qǐng)說(shuō)明其各自的優(yōu)點(diǎn)是什么。6.一些高樓大廈表面用許多大塊的鍍膜玻璃做外墻面(俗稱(chēng)“玻璃幕墻”)。在大樓外面的人，白天看這些玻璃，感覺(jué)它們好像一面面的鏡子，能看到樓外景物的像卻看

10、不到大樓里面的景物。在大樓里面的人，通過(guò)這些玻璃，卻能看到樓外的景物。 請(qǐng)你對(duì)樓外面的人白天觀(guān)察到的現(xiàn)象做出解釋。三、(11分)早在1800年前的漢代，科學(xué)家張衡就發(fā)明了用來(lái)測(cè)量車(chē)輛行駛里程的“記里鼓車(chē)”，又名“記里車(chē)”、“司里車(chē)”、“大王軍車(chē)”等?？萍际穼W(xué)家王振鋒先生根據(jù)史書(shū)上的文字描述，復(fù)原了這種神奇的車(chē)，如圖9甲所示。因9乙所示為記里鼓車(chē)的原理圖，馬匹拉著該車(chē)向前行走，帶動(dòng)左、右足輪轉(zhuǎn)動(dòng)。立輪與左、右足輪裝在同一水平軸上，齒數(shù)為18,并與下平輪嚙合，帶動(dòng)下平輪水平轉(zhuǎn)動(dòng)，下平輪齒數(shù)為54；齒數(shù)為3的旋風(fēng)輪與下平輪裝在同一豎軸上，并與中平輪嚙合。中平輪齒數(shù)為100，轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，輪上的撥子便撥動(dòng)

11、上層木人右臂擊鼓一次，顯示車(chē)行一里。漢代曾以六尺為一步，三百步為一里，假設(shè)那時(shí)人們認(rèn)為的圓周率約為3。試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明，這架“記里鼓車(chē)”的足輪直徑應(yīng)該是多少尺?四、(12分)在學(xué)校創(chuàng)新比賽中，小亮同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)多擋位的電熱水器。圖10甲所示是他設(shè)計(jì)的電熱水器的工作電路圖. R1和R2兩根電熱絲。他設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)如圖10乙所示，旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)內(nèi)有一塊絕緣圓盤(pán)，在圓盤(pán)的邊緣依次有共10個(gè)金屬觸點(diǎn)(在圖乙中用“0”表示， “0”中標(biāo)有1、2、3、4編號(hào)，編號(hào)相同的觸點(diǎn)用導(dǎo)線(xiàn)連接)?？梢岳@中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的開(kāi)關(guān)旋鈕兩端各有一個(gè)金屬滑片，轉(zhuǎn)動(dòng)開(kāi)關(guān)旋鈕可以將相鄰的觸點(diǎn)連接。例如，圖10乙中，旋鈕上的箭頭指向圖中位置D，

12、此時(shí)，金屬滑片將1、2兩觸點(diǎn)接通，同時(shí)另一端也將3、4 兩觸點(diǎn)接通。當(dāng)旋鈕上的箭頭指向A、B、C、D不同位置時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)四檔電熱功率。他設(shè)計(jì)的四檔加熱功率如下表所示：1.如果要實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)沿某個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，加熱功率依次遞減或遞增，通過(guò)計(jì)算。分析說(shuō)明電熱絲R1和R2的阻值應(yīng)該分別為多大?旋鈕上的箭頭指向A、B、C、D不同位置時(shí)，分別對(duì)應(yīng)哪一擋加熱功率?2.小亮根據(jù)計(jì)算結(jié)果，借助電池組、電壓表和電流表分別截取了電阻大小符合要求約兩根電熱絲，并按電路圖連接好。經(jīng)檢查無(wú)誤后，小亮將電熱器接入家庭電路，同時(shí)借助電能表和手表測(cè)量電熱器在不同檔位工作時(shí)實(shí)際消耗的電功率，結(jié)果發(fā)現(xiàn)每一檔的實(shí)際功率均小于按照電熱

13、絲電阻值計(jì)算的結(jié)果，測(cè)量后發(fā)現(xiàn)電源也壓為220V。請(qǐng)簡(jiǎn)單解釋產(chǎn)生這種偏差的原因。3.使用中他發(fā)現(xiàn)水溫開(kāi)始升高較快，后來(lái)水溫升高越來(lái)越慢，最后甚至?xí)３帜硞€(gè)溫度不再升高，此時(shí)水并沒(méi)有沸騰。并且選擇加熱檔位功率越小，水能夠達(dá)到的最高溫度越低，這是為什么?五、（12分）如圖11甲所示為某型號(hào)汽車(chē)的自動(dòng)測(cè)定油箱內(nèi)測(cè)量的電路原理圖，其中電源兩端的電壓恒為24V，R0為定值電阻，A為測(cè)量指示表（一只量程為00.6A的電流表），Rx為壓敏電阻，它的上表面受力面積為10cm2，其阻值與所受壓力的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖11乙所示。油箱上下兩部分皆為長(zhǎng)方體形狀，下半部分橫截面積為20dm2，高為2dm，上半部分橫截面積為1

14、0dm2，油箱加滿(mǎn)油時(shí)油的總體積為60dm3。當(dāng)油條裝滿(mǎn)油時(shí)，油量表的示數(shù)如圖11丙所示。已知：汽油=0.7×103kg/m3，取g=10N/kg。1當(dāng)油箱內(nèi)汽油用完時(shí)，油量表的指針指向某一位置，求此位置所對(duì)應(yīng)的電流值是多少；2若汽車(chē)在高速公路行駛400km，測(cè)量表由滿(mǎn)刻度指向滿(mǎn)刻度的1/4位置，求該汽車(chē)每行駛100km消耗汽油多少升；3在上面第（2）問(wèn)所述的行駛過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，油量表的示數(shù)在開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的一段時(shí)間內(nèi)變化較快，而后來(lái)一段時(shí)間內(nèi)變化較慢，請(qǐng)解釋其中的原因。六、（15分）如圖12甲所示，冰凍是造成高山地區(qū)冬季輸配電線(xiàn)路倒塔（桿）斷線(xiàn)的重要原因。為了避免之類(lèi)事故的發(fā)生，一方面電力工人要及時(shí)對(duì)輸電線(xiàn)路進(jìn)行除冰作業(yè)，另一方面要加強(qiáng)輸電線(xiàn)的抗增能力。一般高壓輸電線(xiàn)每一要都是由一股位于中間的鋼質(zhì)線(xiàn)芯和六股相同粗細(xì)的鋁質(zhì)線(xiàn)芯絞在一起組成的，其橫截面積如圖12乙所示。這種輸電線(xiàn)通常被稱(chēng)為鋼芯絞線(xiàn)（代號(hào)LGJ）。已知該鋼芯線(xiàn)所能承受的最大安全拉力為其正常工作情況下拉力的5倍。下表是該種鋼芯鋁絞線(xiàn)的相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)。1該電力線(xiàn)路采用鋼芯鋁絞線(xiàn)而不采用與之同樣結(jié)構(gòu)尺寸的鋁絞線(xiàn)，其主要目的是什么？2輸電線(xiàn)路結(jié)冰后，輸電線(xiàn)（連同上面的冰）變粗、變重。為了保證輸電線(xiàn)路的安全，防止輸電線(xiàn)被拉斷，在冰凍的鋼芯鋁絞線(xiàn)（連同上面的冰，其橫截面積可以看作圓）的直徑D增大到一定值時(shí)就必須進(jìn)行除冰作業(yè)，試估