第二十一屆(2011年)全國(guó)初中物理競(jìng)賽試題

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2011年第二十一屆全國(guó)初中應(yīng)用物理競(jìng)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(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.目前，很多汽車的駕駛室里都有一個(gè)叫做GPS(全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))接收器的裝置。GPS接收器通過(guò)接收衛(wèi)星發(fā)射的導(dǎo)航信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的精確定位并導(dǎo)航。衛(wèi)星向GPS接收器傳送信息依靠的是 ( ) A.紅外線 B.紫外線C.電磁波 D.激光2.圖1為工人師傅用于推車運(yùn)送純凈水的圖片，對(duì)于這兩種方法中哪種方法比較省力的判斷，下列說(shuō)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(wú)法判斷。3.如圖2所示，教室里的天花板下面裝有多擋位吊扇，當(dāng)?shù)跎日９ぷ鲿r(shí)，對(duì)于吊扇對(duì)天花板的拉力大小與其重力大小的判斷，下列說(shuō)法中正確的是 ( ) A.吊扇在高擋位工作時(shí)，拉力等于重力。 B.吊扇在低擋位工作時(shí)，拉力大于重力。C.電扇在任意擋位工作時(shí)，拉力等于重力。D.電扇在任意擋位工作時(shí)，拉力小于重力。4.在學(xué)校的田徑運(yùn)動(dòng)會(huì)上，小亮注意到發(fā)令臺(tái)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(lái)反射發(fā)令槍的槍聲，所以必須正對(duì)著終點(diǎn)計(jì)時(shí)裁判的方向。B.主要用來(lái)襯托發(fā)令槍冒出的白煙，所以應(yīng)該是深色或黑色的。C.主要用來(lái)減弱噪聲，所以要把它放在看臺(tái)和發(fā)令槍之間。D.主要用來(lái)遮陽(yáng)，所以要把它放在裁判員的頭的上方。5.隨著我國(guó)航天員在軌道艙內(nèi)停留時(shí)間的增加，在軌道艙內(nèi)進(jìn)行體育鍛煉必將成為航天員需要完成的一項(xiàng)重要工作；下列適合航天員在軌道艙中進(jìn)行體育鍛煉的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目是() A.舉啞鈴 B.跳繩C.踢毯子 D.拉彈簧拉力器6.動(dòng)車組列車進(jìn)站前的減速過(guò)程分為兩個(gè)階段進(jìn)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(dòng)力供給，列車依靠慣性繼續(xù)前行，并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電；第二階段采用機(jī)械剎車，速度從90km/h開(kāi)始不斷減小直至停止；關(guān)于列車進(jìn)站過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化，下列說(shuō)法中正確的是( )A.第一階段減小的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為電能，即電能等于減小的動(dòng)能。B.第一階段減小的動(dòng)能有一部分轉(zhuǎn)化為電能，即電能小于減小的動(dòng)能。C.第二階段減小的動(dòng)能主要轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，且內(nèi)能等于減小的動(dòng)能。D.第二階段減小的動(dòng)能主要轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，且內(nèi)能大于減小的動(dòng)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(lái)的時(shí)候，我們觀察并記錄一次北斗星與北極星相對(duì)于地面的位置；半夜的時(shí)候，我們?cè)俅斡^察并記錄北斗星與北極星相對(duì)于地面的位置。比較這兩次的記錄結(jié)果，我們會(huì)發(fā)現(xiàn) ()A.北斗星和北極星都是運(yùn)動(dòng)的。B.北斗星和北極星都是靜止的。C.北斗星是運(yùn)動(dòng)的，北極星是靜止的。D.北斗星是靜止的，北極星是運(yùn)動(dòng)的。8.在炒花生或栗子時(shí)，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(shí)間過(guò)長(zhǎng)。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(guò)高而使花生或栗子變焦。9.人站在哈哈鏡前，會(huì)由于哈哈鏡的特殊形狀而使人體不同部位的像或被拉長(zhǎng)或被壓短而變形，令人發(fā)笑?，F(xiàn)有一個(gè)如圖5甲所示由兩個(gè)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(dāng)一個(gè)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(zhǎng)。 B.下半身的像被拉長(zhǎng)。C.全身的像都被拉長(zhǎng)。 D.全身的像都被壓短。10.圖6甲是某生產(chǎn)流水線上的產(chǎn)品輸送及計(jì)數(shù)裝置示意圖。其中S為激光源，Rl為光敏電阻(有光照射時(shí)，阻值較??；無(wú)光照射時(shí)，阻值較大)，R2為定值保護(hù)電阻，a、b間接“示波器”(示波器的接入對(duì)電路無(wú)影響)。水平傳送帶勻速前進(jìn)，每當(dāng)傳送帶上的產(chǎn)品通過(guò)S與Rl之間時(shí)，射向光敏電阻的光線會(huì)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(shí)間變化的關(guān)系如圖6乙所示。己知計(jì)數(shù)器電路中電源兩極間的電壓恒為6V，保護(hù)電阻島的阻值為400Ω。則( )A.有光照射時(shí)光敏電阻Rl的阻值為800Ω。B.有光照射和無(wú)光照射時(shí)保護(hù)電阻R2兩端的電壓之比為1:2。C.有光照射和無(wú)光照射時(shí)光敏電阻的阻值之比為1:2。D.每1h通過(guò)S與Rl之間的產(chǎn)品個(gè)數(shù)為6000個(gè)。二、簡(jiǎn)答下列各題(每題5分，共30分)1.警用弓弩因其發(fā)射時(shí)無(wú)光、聲音小等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于反恐，如圖7甲所示。圖7乙和丙為兩種配有不同瞄準(zhǔn)裝置的弩，它們可用來(lái)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(qǐng)觀察它的結(jié)構(gòu)，并分析它的使用過(guò)程，其中用到了哪些物理知識(shí)?2.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(guò)開(kāi)關(guān)對(duì)其進(jìn)行控制，當(dāng)通電時(shí)這些金屬膜會(huì)發(fā)熱。請(qǐng)回答這些金屬膜的主要作用是什么?3.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放和反放的照片，圖9丙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(gè)數(shù)字和刻度線的右側(cè)都有一個(gè)陰影。(1)利用圖9丙說(shuō)明，該刻度尺的刻度線噴在圖9丙中所標(biāo)的A、B、C、D的哪個(gè)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?4.一串小彩燈，規(guī)格都是"4V、0.2A"，每個(gè)小彩燈的結(jié)構(gòu)如圖10所示，在正常情況下，細(xì)金屬絲由于表面有一層氧化銅而與燈絲支架不導(dǎo)通，若加上200V以上電壓時(shí)，氧化銅被擊穿，細(xì)金屬絲與燈絲支架導(dǎo)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(qǐng)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明:(1)應(yīng)串聯(lián)多少個(gè)小彩燈?(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?5.為了節(jié)省電能，居民樓的樓道燈通常由兩個(gè)開(kāi)關(guān)共同控制。一個(gè)是利用光敏器件制成的“光控開(kāi)關(guān)”，它的作用是光線暗時(shí)自動(dòng)閉合，光線亮?xí)r自動(dòng)斷開(kāi)；一個(gè)是利用聲敏器件制成的“聲控開(kāi)關(guān)”，它的作用是有聲音時(shí)自動(dòng)閉合電路，兩分鐘后，若再無(wú)聲音則自動(dòng)斷開(kāi)。(1)請(qǐng)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(gè)“聰明”的電路。晚上只要拍拍手，燈就亮了，過(guò)一會(huì)自動(dòng)熄滅，給爺爺帶來(lái)了方便。不過(guò)遇到晚上有雷雨，就麻煩了，雷聲使燈不斷被點(diǎn)亮，影響爺爺休息。還有爺爺睡覺(jué)前需要這盞燈一直被點(diǎn)亮。現(xiàn)在再給你兩個(gè)開(kāi)關(guān)Sl、S2，在圖11乙中完成對(duì)這個(gè)“聰明”電路的改裝。并分別說(shuō)明在燈自動(dòng)工作、晚上打雷需取消自動(dòng)功能和需要燈一直被點(diǎn)亮?xí)r開(kāi)關(guān)Sl、S2的斷開(kāi)與閉合情況。6.某物理興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了圖12甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，在橡皮塞中緊密地插入一根細(xì)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(dāng)用力沿圖12所示方向擠壓裝滿水的玻璃瓶時(shí)，會(huì)看到細(xì)玻璃管內(nèi)的水面明顯上升。在這里，同學(xué)們利用細(xì)玻璃管內(nèi)水面的變化將玻璃瓶的微小形變"放大"了。請(qǐng)你再列舉兩個(gè)用到這種"放大"方法來(lái)觀察物理現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)或用到這種方法來(lái)工作的儀器，并簡(jiǎn)要說(shuō)明"放大"的方法。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(jìn)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3.5xl03J/(kg.°C)?；诮】稻壒?，肉片必須至少在大于80°C的湯中保持2min，在這2min時(shí)間里，由于向外界散熱整體溫度將下降約2°C1.碗中油層的作用是什么?2.為實(shí)現(xiàn)上述的溫度要求，碗中湯的質(zhì)量多少應(yīng)滿足什么條件?四、(12分)微波爐是一種利用向食物發(fā)射微波，進(jìn)而將以微波形式存在的電磁能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能來(lái)對(duì)食物加熱的廚具。因?yàn)槲⒉梢陨钊胧澄锉砻鎯?nèi)約5cm，因此與蒸烤類廚具比較，具有加熱更加迅速的特點(diǎn)。小明家最近買了一個(gè)微波爐，他聽(tīng)人們講利用微波爐對(duì)食物加熱，不僅加熱時(shí)間短，還具備加熱效率高的特點(diǎn)。為了驗(yàn)證后一種說(shuō)法，他決定借助電能表、手表、溫度計(jì)等器材實(shí)際測(cè)量一下微波爐在高火擋燒水時(shí)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1200W，他又查看了他家的單相電子電能表，上面注明3200imp/kW·h(它表示每消耗電能1kW·h，該電能表上面的發(fā)光二極管閃爍3200次)。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(kāi)始加熱，同時(shí)用鐘表計(jì)時(shí)并記錄電能表上面的發(fā)光二極管閃爍的次數(shù)，歷時(shí)4min，電能表上面的發(fā)光二極管閃爍了256次，此時(shí)取出并測(cè)得水的溫度為72°C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(qǐng)回答這個(gè)微波爐是如何僅僅利用這只微波管實(shí)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(wèn)題，想自己動(dòng)手:作一個(gè)太陽(yáng)淋浴器，他買來(lái)了一個(gè)圓柱形金屬桶，一個(gè)壓力傳感開(kāi)關(guān)，兩個(gè)圓柱體以及細(xì)線若干。初步設(shè)計(jì)如圖13所示，其中A、B兩個(gè)圓柱體通過(guò)細(xì)繩與壓力傳感開(kāi)關(guān)相連。己知:圓柱形金屬桶的底面積Sl=0.5m2，高h(yuǎn)1=50cm;壓力傳感開(kāi)關(guān)的作用是當(dāng)它受到豎直向下的拉力達(dá)到10N時(shí)閉合，通過(guò)控制水泵從進(jìn)水口向桶內(nèi)注水，當(dāng)拉力等于4N時(shí)斷開(kāi)，水泵停止向桶內(nèi)注水:兩個(gè)圓柱體的底面積S2=40cm2，高h(yuǎn)2=12c請(qǐng)你幫助小明的父親在其初步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，求出滿足上述要求的兩段細(xì)線的長(zhǎng)度。(壓力傳感開(kāi)關(guān)與金屬桶間的距離、細(xì)繩質(zhì)量與體積、計(jì)算儲(chǔ)水量時(shí)圓柱體排水體積忽略不計(jì))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(yáng)能電池為能源的汽車，以下是他查到的一些數(shù)據(jù)