2020年第二十一屆全國初中物理競賽試題

1、2020年第二十一屆全國初中應用物理競賽試題一、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(nèi)。1.目前，很多汽車的駕駛室里都有一個叫做 GPSG球衛(wèi)星定位系統(tǒng)）接收器的裝置。 GPS接收器通過接收衛(wèi)星發(fā)射的導航信號，實現(xiàn)對車輛的精確定位并導航。衛(wèi)星向 GPS8收器傳送信息依靠的是（）A.紅外線 B.紫外線 C. 電X1F 一種方法中哪 M 乙種方法比較省力的判斷，下列說法中正確的是（） A.圖甲的方法比較省力。B.圖乙的方法比較省力。C.圖甲和圖乙兩種方法所用力的大小相等。D.無法判斷。3.如圖2所示，教室里的天花板下

2、面裝有多擋位吊扇，當?shù)跎日９ぷ鲿r，對于吊扇對天花板的拉力大小與其重力大小的判斷，下列說法中正確的是（）A.吊扇在高擋位工作時，拉力等于重力。B.吊扇在低擋位工作時，拉力大于重力。C.電扇在任意擋位工作時，拉力等于重力。D.電扇在任意擋位工作時，拉力小于重力。4.在學校的田徑運動會上，小亮注意到發(fā)令臺上有一塊“板子”，如圖3所示；關(guān)于 這塊板子的作用，他做了如下猜想，其中正確的是（）A.主要用來反射發(fā)令槍的槍聲，所以必須正對著終點計時裁判的方向。B.主要用來襯托發(fā)令槍冒出的白煙，所以應該是深色或黑色的。C.主要用來減弱噪聲，所以要把它放在看臺和發(fā)令槍之間。D.主要用來遮陽，所以要把它放在裁判員

3、的頭的上方。.隨著我國航天員在軌道艙內(nèi)停留時間的增加，在軌道艙內(nèi)進行體育鍛煉必將成為 航天員需要完成的一項重要工作；下列適合航天員在軌道艙中進行體育鍛煉的運動 項目是（）A.舉啞鈴B.跳繩 C . 踢毯子D.拉彈簧拉力器.動車組列車進站前的減速過程分為兩個階段進行：第一階段采用“再生剎車”技術(shù)， 速度從250km/h減至90km/h,這期間停止動力供給，列車依靠慣性繼續(xù)前行，并帶動發(fā)電機發(fā)電；第二階段采用機械剎車，速度從90km/h開始不斷減小直至停止；關(guān) 于列車進站過程中的能量轉(zhuǎn)化，下列說法中正確的是 （）A.第一階段減小的動能全部轉(zhuǎn)化為電能，即電能等于減小的動能。B.第一階段減小的動能有一

4、部分轉(zhuǎn)化為電能，即電能小于減小的動能。C.第二階段減小的動能主要轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，且內(nèi)能等于減小的動能。D.第二階段減小的動能主要轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，且內(nèi)能大于減小的動能。7.在晴朗的夜空，我們很容易找到北斗星與北極星，如圖 4所示。天剛黑下來的時 候，我們觀察并記錄一次北斗星與北極星相對于地面的位置；半夜的時候，我們再 次觀察并記錄北斗星與北極星相對于地面的位置。比較這兩次的記錄結(jié)果，我們會 發(fā)現(xiàn) （） TOC o 1-5 h z A.北斗星和北極星都是運動的。工B.北斗星和北極星都是靜止的。jC.北斗星是運動的，北極星是靜止的。i女北極星L北斗星1*1 4D.北斗星是靜止的，北極星是運動的。.在炒花生或

5、栗子時，通常要往鍋里放一些沙子 （或粗鹽）； 這樣做的主要目的是（）A.使炒鍋的溫度更高。B.使花生或栗子受熱均勻且避免與鍋底直接接觸時間過長。C.讓沙子（或粗鹽）吸收一些水分，使花生或栗子更加干酥脆。D.讓沙子（或粗鹽）吸收部分熱量，防止因溫度過高而使花生或栗子變焦。.人站在哈哈鏡前，會由于哈哈鏡的特殊形狀而使人體不同部位的像或被拉長或被 壓短而變形，令人發(fā)笑。現(xiàn)有一個如圖 5甲所示由兩個水平方向的柱面鏡連接而成 的哈哈鏡，豎直置于水平地面上。當一個與哈哈鏡等高的人站在其正前方（如圖5乙所示），他看到的像的情況是（）A.上半身的像被拉長。B.下半身的像被拉長。C.全身的像都被拉長。D.全身的

6、像都被壓短。.圖6甲是某生產(chǎn)流水線上 的產(chǎn)品輸送及計數(shù)裝置示意圖。其中 S為激光源，R 為光敏電阻（有光照射時，阻值較小；無光照射時，阻值較大），Q為定值保護電阻， a、b間接“示波器”（示波器的接入對 電路無影響）。水平傳送帶勻速前進，每當 傳送帶上的產(chǎn)品通過S與R之間時，射向光敏電阻的光線會 被產(chǎn)品擋住。若傳送 帶上的產(chǎn)品為均勻正方體，示波器顯示的電壓隨時間變化的關(guān)系如圖6乙所示。己知計數(shù)器電路中電源兩極間的電壓恒為 6V,保護電阻島的阻值為400QO則（）A.有光照射時光敏電阻R的阻值為800QOB.有光照射和無光照射時保護電阻 R兩端的電壓之比為1:2。C.有光照射和無光照射時光敏電阻

7、的阻值之比為1:2。D.每1 h通過S與R之間的產(chǎn)品個數(shù)為6000個。、簡答下列各題（每題5分，共30分）.警用弓弩因其發(fā)射時無光、聲音小等特點，被廣泛應用于反恐，如圖 7甲所示。 圖7乙和丙為兩種配有不同瞄準裝置的弩，它們可用來發(fā)射箭和鋼珠，并配有手柄、 肩托等輔助設(shè)備弩弦的拴繞使用了滑輪可有效地減小體積。請觀察它的結(jié)構(gòu)，并分 析它的使用過程，其中用到了哪些物理知識 ？圖7.許多轎車后窗玻璃的內(nèi)壁上都平行地貼有若干條很窄的金屬膜，如圖8所示。駕駛員可以通過開關(guān)對其進行控制，當通電時這些金屬膜會發(fā)熱。請回答這些金屬膜 的主要作用是什么？.圖9中的甲、乙兩圖是同一把平放在一張白紙上的透明刻度尺正

8、放和反放的照片，圖9內(nèi)是其沿刻度線方向的橫截面圖?？潭瘸叩目潭染€是用油漆噴上去的。由圖 9 乙可以看到，每個數(shù)字和刻度線的右側(cè)都有一個陰影。(1)利用圖9內(nèi)說明，該刻度 尺的刻度線噴在圖9內(nèi)中所標的A、B C D的哪個部位？為什么？ (2)一般都將刻度 尺帶刻度的一側(cè)做得較薄，這樣做的好處是什么 ？.一串小彩燈，規(guī)格都是4V、0.2A”,每個小彩燈的結(jié)構(gòu)如圖10所示，在正常情況 下，細金屬絲由于表面有一層氧化銅而與燈絲支架不導通， 若加上200V以上電壓時, 氧化銅被擊穿，細金屬絲與燈絲支架導通。若將這種規(guī)格的小彩燈接入220V電路中, 為使小彩燈正常發(fā)光，請通過計算說明：(1)應用聯(lián)多少個小

9、彩燈？ (2)若其中一只 小彩燈的燈絲被燒斷，其它小彩燈是否還能發(fā)光 ？為什么？緲金H鍵理鳴球I卜一，燈等 導電點架圖10.為了節(jié)省電能，居民樓的樓道燈通常由兩個開關(guān)共同控制。一個是利用光敏器件 制成的“光控開關(guān)”，它的作用是光線暗時自動閉合，光線亮時自動斷開；一個是利 用聲敏器件制成的“聲控開關(guān)”，它的作用是有聲音時自動閉合電路，兩分鐘后，若 再無聲音則自動斷開。(1)請將圖11甲中的器材連成符合上述樓道燈要求的電路。(2)小明受樓道燈電路的啟發(fā)，在爺爺?shù)呐P室里也安裝了這樣一個“聰明”的電路。 晚上只要拍拍手，燈就亮了，過一會自動熄滅，給爺爺帶來了方便。不過遇到晚上 有雷雨，就麻煩了，雷聲使

10、燈不斷被點亮，影響爺爺休息。還有爺爺睡覺前需要這盞燈一直被點亮。現(xiàn)在再給你兩個開關(guān) S、S2,在圖11乙中完成對這個“聰明”電路的改裝。并分別說明在燈自動工作、晚上打雷需取消自動功能和需要燈一直被點亮時開關(guān)S、S2的斷開與閉合情況。甲乙圖11.某物理興趣小組的同學設(shè)計了圖12甲所示的實驗裝置，在橡皮塞中緊密地插入一 根細玻璃管，將此橡皮塞蓋緊在裝滿水的玻璃瓶瓶口，玻璃瓶沿水平方向的截面為 圖12乙所示的橢圓。當用力沿圖12所示方向擠壓裝滿水 的玻璃瓶時，會看到細玻 璃管內(nèi)的水面明顯上升。在這里，同學們利用細玻璃管內(nèi)水面的變化將玻璃瓶的微 小形變放大了。請你再列舉兩個用到這種放大”方法來觀察物理

11、現(xiàn)象的實驗或用 到這種方法來工作的儀器，并簡要說明放大的方法。 甲乙,12三、(11分)“米線”是一種特色小吃。端上餐桌的有：一碗熱湯，上面浮著一 層油：一碟切成薄片的鮮肉：一碗已煮熟的米線。食客先把肉片放進湯內(nèi)，稍候再加 入米線?，F(xiàn)有以下資料：湯的初溫97 C,比熱容4.2x103J / (kg. C);肉片的質(zhì)量為0.2kg，初溫22 C ,比熱容3.5xl0 3J/(kg.C )?；诮】稻壒?，肉片必須至少在大于80 C的湯中保持2min,在這2 min時間里，由于向外界散熱整體溫度將下降約2 C。問：.碗中油層的作用是什么？.為實現(xiàn)上述的溫度要求，碗中湯的質(zhì)量多少應滿足什么條件？四、（

12、12分）微波爐是一種利用向食物發(fā)射微波，進而將以微波形式存在的電 磁能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能來對食物加熱的廚具。因為微波可以深入食物表面內(nèi)約5 cm,因此與蒸烤類廚具比較，具有加熱更加迅速的特點。小明家最近買了一個微波爐，他聽人們講利用微波爐對食物加熱， 不僅加熱時 問短，還具備加熱效率高的特點。為了驗證后一種說法，他決定借助電能表、手表、 溫度計等器材實際測量一下微波爐在高火擋燒水時的效率。為此他查看了家中微波爐后面的銘牌，上面注明額定輸入功率為1 200 W,他又查看了他家的單相電子電能表，上面注明 3200 imp / kW-h（它表示每消耗電能1 kWh,該電能表上面的發(fā)光二極管閃爍 3 200次

13、）。之后，他關(guān)閉其他所有家用電 器，將體積為1L、溫度為20。C的水放入微波爐并用高火開始加熱，同時用鐘表計 時并記錄電能表上 面的發(fā)光二極管閃爍的次數(shù)，歷時 4 min,電能表上面的發(fā)光二 極管閃爍了 256次，此時取出并測得水的溫度為 72 0 C,請你幫助小明計算微波爐 燒水時的效率。微波爐中發(fā)射微波的器件叫做微波管，若某微波爐內(nèi)的微波管只有一只，且該 微波管只能在額定電壓下以額定功率工作，請回答這個微波爐是如何僅僅利用這只 微波管實現(xiàn)在不同擋位工作的呢？五、（12分小明的父親為了解決全家人夏季淋浴問題，想自己動手：作一個 太陽淋浴器，他買來了一個圓柱形金屬桶，一個壓力傳感開關(guān)，兩個圓柱

14、體以及細 線若干。初步設(shè)計如圖13所示，其中A、B兩個圓柱體通過細繩與壓力傳感開關(guān)相 連。己知：圓柱形金屬桶的底面積S=0.5 m2,高h1=50 c m;壓力傳感開關(guān)的作用是當它受到豎直向下的拉力達到10 N時閉合，通過控制水泵從進水口向桶內(nèi)注水，當 2、.拉力等于4N時斷開，水泵停止向桶內(nèi)注水：兩個圓柱體的底面積 &=40 cm ,局h2=12 c成 每個圓柱體重G=6N要求當水桶內(nèi)儲水量達200 L時停止注水，當儲水量剩余 40L時開始注水。請你幫助小明的父親在其初步設(shè)計的基礎(chǔ)上，求出滿足上述要求的兩段細線的 長度。（壓力傳感開關(guān)與金屬桶間的距離、細純質(zhì)量與體積、計算儲水量時圓柱體排 水

15、體積忽略不計）壓力傳感開關(guān)“ 5 號進水口L出水口圖13六、（15分）隨著新能源、低碳等理念的普及，小明設(shè)想出了一種完全以太陽 能電池為能源的汽車，以下是他查到的一些數(shù)據(jù)：太陽輻射的總功率P總=3.9x1026 W 太陽到地球的距離口 1.5x10 11 m,陽光穿過太空和地球周圍的大氣層到達地面的過 程中的能量損耗約為51%;太陽光垂直照射時，太陽能電池的能量轉(zhuǎn)化效率最高約為 15%假設(shè)一輛太陽能電池車的質(zhì)量約為 750kg,期望達到的最高時速為72km/h,車 輛行駛過程中的平均阻力約為車重的 0.02倍，車身最多能敷設(shè)的太陽能電池板的面 積約為8吊，驅(qū)動電機能夠?qū)⑤斎牍β实?0%?；癁橛?/p>

16、于牽引汽車前進的機械功率。 （已知半徑為r的球的表面積為S=4冗r2）.根據(jù)以上數(shù)據(jù)，通過計算對小明的設(shè)想進行分析與評價.你對他的設(shè)想有什么改進建議？2011年第二十一屆全國初中應用物理競賽參考解答和評分標準說孫1.除選擇題外，提供的參考解答不一定都是惟一正礴的，對于那些與此解答不同的解答，正確的, 同樣得分.3評分標準只超接一料思路與方法給出的.在閱卷過程中會出現(xiàn)各種不同情況，可參照本評分標 準的精神定出具體處理辦法，但不要與本評分標準有較大偏離.3,簡答題或計算題是按照分步方法給分的.在評分標準中常常寫出、這里的、 是用來代表答刪要點或步驟的.若考生并未寫出這個式子，而在文字表達或以后的解

17、颼過程中反映了 這一要點或步圖，同樣得分.沒有寫出任何式子或文字說明，只給出果后結(jié)果的，不能得分.4,參考解答中的數(shù)字初果是按照有效數(shù)字的運舞要求給出的，但對考生不做要求.不要因為有效 數(shù)字的錯誤而扣分.要求學生估算的，要看學生是否會忽略那些可以忽略的條件.在鍛后定獎時,如果御分相網(wǎng)的人數(shù)超過獲獎名項，因而難于選拔時，可對待選試卷進行加分 評判.加分評判的基本依據(jù)是（1）所用方法或原理不是課本所講的，具有創(chuàng)新性，應加分t2方法簡便，應加分（3）提出多種正確解法，應加分4）試卷表達規(guī)范，條理清楚，能充分利用數(shù)學工具，應加分.上述各項的執(zhí)行都應由競賽恢導小蛆做出規(guī)定省統(tǒng)一分配獎勵名頓的由省決定,地

18、、市分配獎 勵名敏的由地、市決定.一、M.（每小題2分，共20分）.C2. A ID 4.B5.D6.B 7.C 8. B 9. B 10. D二、簡答履（街題5分，共30分）.（5分）書考答案手柄上有花CG表面粗粒增大摩擦.箭身細長減小空氣用力.弓俯或蝌珠離開寫弦后 能維續(xù)運動物體具有慣性.倘頭尖銳減小殳力面積，增大壓強.利用弩的彈力發(fā)射弓箭： 將彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能.用托增大受力面積，減小樂強.瞄具：光的直線傳播.光學瞄準 鏡：光的折射凸透慢成像.望遠鏡）、光的直線傳播.滑輪組：裝箭時省力.滑輪組：放箭時 省距離.說明，誨說對一種作用得】分，最多5分. 分）步考答案在冬季，使附著在度玻3內(nèi)表

19、面上的小水滴汽化成小冰粒熔化井汽化；便附著在玻璃窗外表面 上的積雪熔化。便于司機通過駕收空上方的反光情觀察車后面的情況.說明，中誨個物態(tài)變化名稱I分，共3分。2分.其5分. （5分）參考答案（1）C所在部位.為了讓刻度線貼近被測物體，澈小讀數(shù)諛差.2刻皮尺有刻度的一邊做得較薄，地為了在應用刻度尺詢線的時候邕尖貼近刻度尺，越更 容易畫鹵.由于簿尖貼近刻度線，更容易畫出長度符合要求的線段.說明：（1）1分，2分.（2） 2分.共5分.（5分）參考答案（1）應串聯(lián)接入電路的彩燈個數(shù)：盛鬻55個.圖答I（2）此時電路總電阻：曬55蠟 Qe| 100當箕中一只影燈燈紋燒斷脫間，彩燈等效電跆如圖答1所示，

20、將所有 正常彩燈當成個電阻，R“,燈絲燒斷的彩燈，其整體野成一個電阻An, 由于此時細金屬絲與燈鏗支架不導通，燈絲燒斷的彩燈的電阻A 比正常彩 燈的燈紋總電阻Rf大很多.（4）根據(jù)申聯(lián)電路特點可得：u又因為丁冬nqatnnKg（5）UwU=220V,此時燈絲燒斷了的彩燈兩端電壓U1的為220V,大于200V,氧化銅被擊穿, 金屬絲與燈絲支架將導通，此后燈絲燒斷了的彩燈相當于導線，220 V的電壓將重新加在其他未被燒 壞的彩燈兩端,所以其他彩燈能維續(xù)發(fā)光.說明：（1） 1分.（2）各1分.共5分.-o*-聲控開關(guān)光控開關(guān)圖答3圖答2, （5分）參考答案（1）見圖答2.見圖答3 需燈自動工作時，斷

21、開So閉合S”晚上打雷時斷開S”露瞿燈i且被點亮時閉 合Si和&說明，（1） 1分.（2）各1分.共5分.（5分）參考答案將正在發(fā)聲的有叉靠近用窗線懸吊著的乒乓球，通過乒乓球反復被彈開顯示音叉在振動.溫度計的破網(wǎng)管做得很細,用液柱的長度變化顯示液體的熱脹冷縮.金屬盒壓強計中用指針的攝動顯示金屬盒的形變程度.用托盤天平的指針是否指在平衡標牌的中央刻度線上來顯示天平的橫梁是否水平.說胡：其他方法只要正編也可傅分，苗答出一點25分，最多不超過5分.三，（11分）參有解答（3分）.減慢蒸發(fā)，從而減慢熱量的散失.因為肉片必須至少在大于80匕的湯中保持2 min,在此期間，整體溫度將下降約2t, TOC

22、o 1-5 h z 所以，湯和肉混合后的溫度至少為r82 X? 2分）根據(jù)；Q=Q.以及 QwemAf 2分）可得：C-EmO.B （I分）至少需要湯的質(zhì)量IChWrCHr）eW（2分）。分）豈加10、0”（8222工 -t二一 4.2、后7682）7力kg四、（12分）,考解答 TOC o 1-5 h z 4min減波爐消耗電能 E.基喘絳J.Z.fiSxlO51 （2分）水的質(zhì)Mi mxpVl.OxIOxlxlO lkg （2分）水吸收的熱量：Q=cm （Mb）- 4.2x10Jxlx（72-20）J= 2,I8X105J （2分）微波爐的效率 7 = 2 88x10s 76% *（3 分）當強波爐中的張波管在題定電壓下以額定功率連續(xù)工作時，設(shè)定為高火擋|當微波爐中的激波管 在縱定電壓下以額定功率間歌工作時,設(shè)定為非高火擋I旦工作時間與不工作時間的比值越小，微波爐的擋位越低（3分） 五、（12分）步考解答桶內(nèi)儲水量為40L時水深I(lǐng) A產(chǎn)縹*