全國(guó)初中應(yīng)用物理競(jìng)賽及參考答案

1、2015年第二十五屆全國(guó)初中應(yīng)用物理競(jìng)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(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)是正確的，把正確的選項(xiàng)前面的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。1市面上有一種化妝鏡，當(dāng)對(duì)著它照鏡子時(shí)，能看到自己面部更細(xì)微處。這種化妝鏡應(yīng)該是一個(gè)（）A.平面鏡B.凸面鏡C.凹面鏡D.凸透鏡2“充電寶”是一種給手機(jī)等電子設(shè)備提供電能的移動(dòng)電源。2014年8月7日，我國(guó)民航局首次專門針對(duì)“充電寶”發(fā)出公告，公告要求旅客攜帶登機(jī)的“充電寶”額定能量不能超過一定標(biāo)準(zhǔn)。這一“標(biāo)準(zhǔn)”的單位是（）AAhBmAhCWhDVA3為了確保用電安全，家中都會(huì)安裝配電盤。配電盤中除了裝有分別控制廚房

2、、客廳和臥室等用電的開關(guān)外，還裝有漏電保護(hù)器。小明裝完新房后，將插排插入客廳墻上的電源插孔中，然后將電視機(jī)的電源插頭插入插排的電源插孔，但打開電視機(jī)后，配電盤中的漏電保護(hù)器就“跳閘”了。小明拔下電視機(jī)電源插頭，把漏電保護(hù)器的開關(guān)復(fù)原（重新閉合），然后將能正常使用的臺(tái)燈插入該插排的電源插孔，閉合臺(tái)燈開關(guān)后，漏電保護(hù)器兩次“跳閘”。關(guān)于發(fā)生上述現(xiàn)象的原因，下列猜想正確的是（）A.墻上的電源插座中的火線和零線間短路了B.插排中插座處的零線和地線接反了C.插排中插座處的零線和火線接反了D.插排中插座處的火線和地線接反了4氫氣具有可燃性，因此早期使用的氫氣填充的氣球和飛艇很容易燃燒起火。后來(lái)使用不會(huì)燃燒

3、的氦氣替代氫氣來(lái)填充氣球和飛艇。相同條件下氦氣的密度約為氫氣密度的兩倍。若忽略球皮和吊索的重力，則相同體積的擬氣球與氫氣球相比（）A.氨氣球的有效載重量約為氫氣球的一半B.氨氣球的有效載重量約為氫氣球的2倍C.氨氣球的有效載重量比氫氣球小很多D.氨氣球的有效載重量與氫氣球差不多5.圖1是一種案秤的照片。根據(jù)這張照片估計(jì)，將該案秤配備的標(biāo)有“1kg字樣的槽碼放在秤盤上，那么測(cè)得其質(zhì)量應(yīng)約為（）A1kgB0.2kgC0.1kgD0.5kg6晚上，小明挑著一盞不帶光源的工藝品小燈籠在家里玩。當(dāng)把小燈籠移到發(fā)光面較大的吸頂燈正下方時(shí)（如圖2甲所示），會(huì)在小燈籠正下方的白紙上出現(xiàn)一個(gè)影子，關(guān)于這個(gè)影子的

4、形狀，圖2乙中正確的是（）7如圖3所示，一個(gè)圓柱狀的輕質(zhì)紙筒順著一個(gè)傾斜的木板滾下。關(guān)于紙筒在地面上的落點(diǎn)，下列說法中正確的是（）A.在A點(diǎn)的左側(cè)B.正好在A點(diǎn)C.在A點(diǎn)的右側(cè)D.上述三種情況皆有可能8無(wú)論是嚴(yán)冬還是酷暑，在使用冷暖空調(diào)的房間窗戶玻璃表面，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)小水珠。下列關(guān)于這一現(xiàn)象的說法中，正確的是（）A無(wú)論冬夏，小水珠總是附著在玻璃的內(nèi)表面B.無(wú)論冬夏，小水珠總是附著在玻璃的外表面C.夏天，小水珠附著在玻璃的內(nèi)表面，冬天，小水珠附著在玻璃的外表面D夏天，小水珠附著在玻璃的外表面，冬天，小水珠附著在玻璃的內(nèi)表面39如果地球表面大氣壓為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，地球半徑為6.4X10km據(jù)此估算地

5、球周圍空氣的總質(zhì)量約為（）18121812A5X10kgB.5X10kgC1x10kgD1x10kg1昊種變焦鏡頭的變焦范圍為15mm85mm,用這個(gè)鏡頭對(duì)著遠(yuǎn)處的某一棟樓房拍照。當(dāng)使用焦距15mm拍照時(shí)，顯示屏上所成的清晰像的高度為h;當(dāng)使1用焦距85mm拍照時(shí)，顯示屏上所成的清晰像的高度為h,則h與h的比值約212為（）A3：17B17：3C289：9D9：289二、簡(jiǎn)答下列各題（每題6分，共30分）1小剛和家人在逛公園時(shí)，發(fā)現(xiàn)園藝工人正在用一個(gè)奇怪的工具修剪樹枝（如圖4甲所示）。在交談中師傅告訴他這個(gè)工具叫做“高剪”，使用時(shí)用“高剪”的頭部鉤住高處要剪斷的枝杈，拉動(dòng)繩子，就可以輕松地剪斷

6、樹枝了。圖4乙為高剪的頭部照片，你能說出它使用了哪些物理知識(shí)嗎？圖42小明過生日那天，媽媽買了冰淇淋蛋糕。回到家中媽媽把隨贈(zèng)的干冰棒裝入礦泉水瓶并旋緊了瓶蓋，然后也蛋糕一起放入了冰箱。沒過多久，冰箱內(nèi)發(fā)生了爆炸，門被震飛。請(qǐng)你解釋產(chǎn)生這一結(jié)果的原因。3在不太明亮的博物館里，有一個(gè)由透明玻璃制成的長(zhǎng)方體展柜，柜內(nèi)放著一個(gè)碗形文物甲，文物的正上方有燈光朝下照射。從某個(gè)角度看過去，可以看到“4個(gè)”文物（如圖6所示，分別標(biāo)記為甲、乙、丙、?。Ｕ?qǐng)回答：（1）圖6中的乙、丙、丁分別是如何形成的？（2）為什么看起來(lái)甲最亮，乙和丙較暗，丁最暗？4小麗隨爸爸參觀一個(gè)大型油庫(kù)，她發(fā)現(xiàn)每個(gè)儲(chǔ)油罐都是又矮又粗，外表

7、刷成銀白色，頂部都向上拱起，罐身上方有很高的鐵針，每個(gè)油罐這邊還有自動(dòng)噴水裝置，如圖7所示。請(qǐng)你幫助小麗分析儲(chǔ)油罐為什么這樣設(shè)計(jì)和安裝？5.現(xiàn)有如下器材：一個(gè)帶有閥門的“陰管（如圖8所示）；鐵架臺(tái)（帶有夾持附件）；注射器（帶有橡膠軟管，可供抽氣用）；一把刻度尺；兩只分別盛有水和濃鹽水的燒杯；試用上述器材測(cè)量燒杯中的濃鹽水的密度。要求寫出實(shí)驗(yàn)的方法和步驟，以及結(jié)果的表達(dá)式。三、（11分）如圖9所示為一架學(xué)生用托盤天平，其游碼標(biāo)尺的最大刻度值為5g。若測(cè)得天平橫梁兩刀口間距L為24cm,游碼刻度線總長(zhǎng)度L是18cm,試12用以上數(shù)據(jù)推算游碼的質(zhì)量。四、（12分）聲波在海水中傳播衰減程度遠(yuǎn)小于電磁波

8、。聲納就是利用聲波在水中的傳播特點(diǎn)來(lái)對(duì)物體進(jìn)行定位和測(cè)速的。圖10是一艘靜止軍艦上的聲納裝置的顯示器所顯示出聲波信號(hào)發(fā)出與接收的情況，圖中P、P是聲納發(fā)出的12信號(hào)，n、n分別是P、P被不明物體反射回來(lái)的信號(hào)。如果P、P之間的121212時(shí)間間隔t1.0s,聲波在海水中的傳播速度=15OOm/s,不明物體是沿直線正對(duì)著軍艦勻速行駛。求1.信號(hào)P遇到不明物體時(shí)，該物體到軍艦的距離。12.不明物體的速度。五、（12分）圖11是小興踩腳踏式翻蓋垃圾桶的照片。小興穿的鞋是41碼（26cm）。若桶蓋質(zhì)量為500g,且質(zhì)量分布均勻，請(qǐng)估算：1.若要把桶蓋頂起,腳掌對(duì)踏板的壓力至少應(yīng)該是多大？2.將桶蓋翻到

9、照片所示狀態(tài)，至少要做多少功？六、（15分）隨著人們環(huán)保意識(shí)的提高，風(fēng)光互補(bǔ)路燈”（如圖12所示）得到了廣泛的應(yīng)用。它在有陽(yáng)光時(shí)通過太陽(yáng)能電池板發(fā)電，有風(fēng)時(shí)通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電，兩者皆備時(shí)同時(shí)發(fā)電，并將電能輸送至蓄電池儲(chǔ)存起來(lái)，供路燈晚間照明使用。為了能使蓄電池的使用壽命更為長(zhǎng)久，一般充電至90%左右即停止充電，放電余留20%左右即停止電能輸出。下表為某型號(hào)風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)配置方案的相關(guān)參數(shù)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)太陽(yáng)能電池組件最小啟動(dòng)風(fēng)速1.0m/s太陽(yáng)能電池180W最小充電風(fēng)速3.0m/s太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換效率15%最大限制風(fēng)速12.0m/s蓄電池400Ah-12V最大輸出功率400W大功率LED路燈80W-1

10、2V1若遇到陰天并且無(wú)風(fēng)，僅靠蓄電池供電，最多可供燈具正常發(fā)光多長(zhǎng)時(shí)間？22若一塊該“風(fēng)光互補(bǔ)路燈”太陽(yáng)能電池板的總面積為5m,當(dāng)其垂直太2陽(yáng)光方向放置時(shí)，最大發(fā)電功率達(dá)到180W，則當(dāng)?shù)卮怪碧?yáng)光方向1m范圍內(nèi)太陽(yáng)能電池板所接收太陽(yáng)輻射的最大功率為多少？3當(dāng)風(fēng)速為6.0m/s時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率將變?yōu)?0W。在這種風(fēng)速下，持續(xù)光照12h,蓄電池的電量也只由20%充至U了70%（求此過程中太陽(yáng)能電池板發(fā)電的平均功率。2015年第二十五屆全國(guó)初中應(yīng)用物理競(jìng)賽（巨人杯）參考答案一、選擇題（每小題2分，共20分）1 C 2 C 34 D 5 6 C 7 C 810A二、簡(jiǎn)答題（每題5分，共30分

11、）1（1）剪刀的刀刃處，減小受力面積增大了壓強(qiáng)；（2）使用了滑輪組，省力；（3）剪刀本身是一個(gè)省力杠桿；（4）利用了彈簧的彈性形變產(chǎn)生的彈力，恢復(fù)剪刀的張開狀態(tài)；（5）繩子的表面粗糙，增加了手與繩子間的摩擦。說明：答對(duì)一點(diǎn)得2分，共6分。2放在冷藏室中的干冰，會(huì)迅速升華成氣態(tài)二氧化碳；由于裝干冰的礦泉水瓶的瓶蓋被旋緊了，瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)急劇增大；當(dāng)超過礦泉水瓶能夠承受的最大壓強(qiáng)時(shí)，將導(dǎo)致礦泉水瓶被撐破，瓶?jī)?nèi)氣體高速溢出，導(dǎo)致爆炸。3（1）乙和丁分別是甲通過展柜側(cè)玻璃和展柜后側(cè)玻璃反射而成的像。丙是乙通過展柜后側(cè)玻璃反射而成的像，同時(shí)也是丁通過展柜左側(cè)玻璃反射而所成的像，二像重合。（2）因?yàn)檎构癫Ａc

12、平面鏡不同，玻璃的透光性好，入射光的大部分透射到玻璃的另一面，小部分發(fā)生鏡面反射。甲是文物表面反射的光透過玻璃后直接進(jìn)入人眼所成的像，所以看起來(lái)最亮，通過展柜側(cè)面玻璃成的像乙和丁是部分光發(fā)生鏡面反射的結(jié)果，較暗；丙是反射光在另一個(gè)玻璃表面再次發(fā)生反射成像的結(jié)果，在遇到第二個(gè)玻璃表面時(shí)又有大部分光透射出去，因此丙看起來(lái)最暗。4.（1）外表又矮又粗，是為了增加容積時(shí)，盡量減少增加油對(duì)罐側(cè)壁的壓強(qiáng)；（2）外表刷成銀白色，是為了更好的反射太陽(yáng)輻射，避免油溫升高太多；（3）頂部拱起，是類似于拱橋的作用，增加罐頂?shù)膹?qiáng)度；（4）罐身上方細(xì)高的鐵架避雷針，防止雷擊點(diǎn)燃油料；（5）自動(dòng)噴水裝置可以在氣溫較高時(shí)，

13、向罐身噴灑水，利用水的蒸發(fā)吸熱，降低罐身的溫度。說明：答對(duì)一點(diǎn)得2分，共6分。5.（1）將“U形管開口豎直向下固定在鐵架臺(tái)上，兩個(gè)管品分別插入盛有水和濃鹽水的燒杯中，打開閥門；（2）用注射器從抽氣口抽出適量空氣后，待兩管中的液面升高一定高度后，關(guān)閉閥門；（3）分別用刻度尺測(cè)量?jī)晒軆?nèi)外液面的圖度差h和h。鹽7k7kh水待測(cè)鹽水的密度為：鹽7k水h鹽7k說明：每一操作步驟1分，得出正確表達(dá)式3分，共6分。三、（11分）參考解答設(shè)游碼的質(zhì)量為m,則根據(jù)天平的原理，當(dāng)天平左盤放置m=5g的物體時(shí)可01以在右盤放置m=5g的祛碼與之平衡，此時(shí)天平橫梁（除游碼外）的重力與其相i對(duì)于支點(diǎn)（中央刀口的）力臂的

14、乘積設(shè)為M,則LLL121mg mg M mg,4分 101222也可將5g的祛碼取下，將游碼移至游碼標(biāo)尺的右端，天平仍然平衡，即LL12mgM,4分1022L1由以上兩式，代入數(shù)據(jù)，可以求mm3.33g得,，3分012L2四、（12分）參考解答（1）從圖10中可以看出，從發(fā)出信號(hào)P到接收到信號(hào)n經(jīng)歷的時(shí)間為1124s,1分所以信號(hào)P遇到不明物體時(shí)，該物體到軍艦的距離為11s150024m18000m的加分12（2）從圖10中可以看出，從發(fā)出信號(hào)P到接收到信號(hào)n經(jīng)歷的時(shí)間為2223.9s,1分所以信號(hào)P遇到不明物體時(shí)，該物體到軍艦的距離為21s1500239m17925m皿”分22不明物體移動(dòng)

15、的距離為s=ss=75m,1分12不明物體移動(dòng)這段距離，經(jīng)過的時(shí)間為0.95s,1分所以不明物體移動(dòng)的速度為v=75/0.95m/s=78.9m/s,3分0五、（12分）參考解答（1）若要把桶蓋頂起，腳對(duì)踏板的壓力至少應(yīng)該為桶蓋水平放置時(shí)被頂起所需力的大小，因桶蓋的質(zhì)M分布均勻，重力作用在桶蓋的重心位置；小興的鞋的尺碼是41碼，即長(zhǎng)度為26cm；用刻度尺測(cè)M出各段距離，根據(jù)鞋的長(zhǎng)度與各距離的相同比例關(guān)系,可得出如下的估測(cè)值：AO=13cm；OB=26cm；CO=86cmiDO=22cmo1122設(shè)腳對(duì)A點(diǎn)的作用力為F,頂力f對(duì)B點(diǎn)的作用力為F,1頂桿對(duì)桶蓋上的D點(diǎn)的作用力為F,根據(jù)杠桿平衡條件有：2FAOFOB0111UGCOFDO022222FF22可得：f=i9.6n,7分（取值范圍在18N到22N之間的均可給分）（2）將桶蓋從