2016年度全國初中應(yīng)用物理競賽試題及答案

2016年第二十六屆全國初中應(yīng)用物理競賽試題注意事項：1．請在密封線內(nèi)填寫所在地區(qū)、學(xué)校、姓名和考號。2．用藍(lán)色或黑色鋼筆、圓珠筆書寫。3．本試卷共有六個大題，滿分100分。4．答卷時間：2016年3月27日(題號一二二/四五總分分?jǐn)?shù)/復(fù)核人/一、本題共10小題，毎小題2分，共20分。以下各小題給出的四個選項中只有一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．我國有句諺語說：“下雪不冷化雪冷”。你認(rèn)為以下幾個說法中一定錯誤的是（B）A．冷與不冷是將下雪過程中與下雪過后的溫度進(jìn)行對比來說的B．冷氣流的北上導(dǎo)致氣溫的降低C．雪的熔化、熔化后水的蒸發(fā)以及雪的升華都需要吸熱導(dǎo)致氣溫的降低D．人們感覺的“冷”與“不冷”除與溫度有關(guān)之外，還受空氣濕度的影響2．公路交通標(biāo)志由基板和附著其上的反光膜組成，夜晚它可以反射汽車射來的燈光，使司機(jī)看清交通標(biāo)志。圖1所示的反光膜橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖中，設(shè)計最合理的是（C）3．如圖2所示，生活中有很多方法都可以將斧頭安緊在斧柄上，下面四種方法能更好地利用斧頭慣性的是(A)4．將一根直木棒放在一裝有水的長方體形狀的玻璃水槽中的偏左側(cè)的位置，直木棒靜止后從其正前方觀察到的現(xiàn)象是下面四種情況中的哪一種（C ）5．用手提起如圖4甲所示長細(xì)金屬鏈的一端，使金屬鏈的另一端接觸玻璃杯底部，然后逐漸將長金屬鏈順序地盤入玻璃杯中，直到金屬鏈幾乎能裝滿玻璃杯。將玻璃杯放置在水平桌面的最左端，使金屬鏈的另一端伸出玻璃杯外，然后用手指按住金屬鏈，如圖4乙所示。若將手指放開，將會出現(xiàn)下列哪種現(xiàn)象（D ）A．沒有變化B．金屬鏈會回到玻璃杯中C．金屬鏈會下落一段距離后停止滑出杯子D．金屬鏈會下落直到玻璃杯清空6．如圖5所示為雙金屬片溫度計的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，雙金屬片一般是由形狀相同的銅片和鐵片鉚合在一起制成的，其中銅的熱膨脹程度比鐵的大。當(dāng)溫度變化時，由于內(nèi)外兩層金屬片的膨脹程度不一樣而引起指針偏轉(zhuǎn)，同時在彈力的平衡下，指針便指在刻度盤上相應(yīng)的溫度值位置上，從而顯示出被測的溫度。下面關(guān)于雙金屬片溫度計的認(rèn)識中，錯誤的是(D)A．雙金屬片溫度計是根據(jù)固體熱脹冷縮的原理制成的B．被測溫度越高，雙金屬片溫度計內(nèi)彈簧的彈力越大C．雙金屬片溫度計的指針做得比較長，是為了能起到將微小形變放大的作用D．要使溫度升高時指針順時針偏轉(zhuǎn)，雙金屬片的外層（圖中較粗線所示）應(yīng)是鐵，內(nèi)層2．為防止小轎車在行駛途中由于車門沒有關(guān)閉而帶來危險，廠家設(shè)計了報警電路。四個車門都關(guān)閉時蜂鳴報警器不響且指示燈不亮；只要有一扇車門沒有關(guān)閉，蜂鳴報警器就會報警，對應(yīng)的指示燈就會發(fā)光，根據(jù)指示燈發(fā)光情況可判斷哪一扇車門沒有關(guān)閉。請你在圖10中用筆畫線表示導(dǎo)線，將各元件連接成符合要求的、電路圖（導(dǎo)線不許交叉或穿過開關(guān)），說明：每個車門控制一個開關(guān)（S1對應(yīng)L1，其他類推)當(dāng)車門關(guān)閉時開關(guān)斷開，車門打開時開關(guān)閉合。3．如圖11甲所示的吊車在試圖吊起損壞的車輛時，發(fā)生了翻車事故（如圖11乙所示）。請你分析吊車翻車的3種可能原因。4．參加拔河比賽前老師告訴同學(xué)們應(yīng)注意以下技巧：①挑選體重大的同學(xué)參賽；②穿較新的有花紋的橡膠底運動鞋；③拔河時身體要句后傾斜適當(dāng)角度，兩腿前伸兩腳用力蹬地，重心落在腳掌后面；④發(fā)力時，繩子一定要拉直，聽到口號一起用力往后拉。請你分析并說出3條上述技巧背后蘊(yùn)含的物理知識。 5．在秋季無風(fēng)或微風(fēng)的清晨，湖面上方經(jīng)常有一層厚厚的“水霧”。請你解釋秋季水面容易產(chǎn)生水霧的原因。三、（11分）抽水蓄能電站是一種特殊的發(fā)電站，也是目前電力系統(tǒng)中最可靠、最經(jīng)濟(jì)、壽命周期長、容量大、技術(shù)最成熟的儲能裝置。抽水蓄能電站的基本結(jié)構(gòu)如圖13所示，當(dāng)電網(wǎng)上的電能有盈余時，抽水蓄能電站就利用盈余的電能，通過蓄能機(jī)組帶動水泵，把水由低處的下庫抽到高處的上庫并儲存起來；當(dāng)電網(wǎng)上的電能不足時，使原來抽到上庫的水再流回下庫，并推動蓄能機(jī)組帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。2015年6月12日，安徽金寨抽水蓄能電站項目正式開工?？傃b機(jī)容量120萬千瓦（此處可看作總發(fā)電功率為120萬千瓦），計劃建設(shè)4臺單機(jī)容量30萬千瓦的發(fā)電機(jī)組。設(shè)計年總抽水消耗電能26.81．按照設(shè)計要求，平均每年這4臺發(fā)電機(jī)組相當(dāng)于要共同工作連續(xù)工作多少天？2．該抽水蓄能電站的年運行綜合效率?行的設(shè)計值是多少？3．若該抽水蓄能電站在放水發(fā)電階段的效率?行=90%，則抽水蓄能階段的效率?抽是多少？4．若該抽水蓄能電站上、下庫的水面平均高度h=100m，為保證該抽水蓄能電站4臺發(fā)電機(jī)組全部滿負(fù)荷連續(xù)發(fā)電t0=l0h，試估算，該抽水蓄能電站上庫的容量V庫至少要多少m3?四、（11分）2015年4月16日，中國首創(chuàng)的十秒級閃充電車在寧波正式下線，如圖14所示。這種電車采用超級電容（一種可以直接以電能形式儲存能量的設(shè)備，像蓄電池一樣也有正、負(fù)兩極）作為電能存儲設(shè)備。這種超級電容安全環(huán)保，可反復(fù)充放電100萬次以上，使用壽命長達(dá)十年。與該車相匹配的充電樁安裝在各公交站點，充電粧在乘客上下車的約30s時間里即可把電充滿，并可讓車持續(xù)正常行駛5km以上。在制動和下坡時，電車還可以把部分動能再轉(zhuǎn)化為電能為超級電容充電。若假設(shè)這種電車的質(zhì)量（滿載，含乘客）為m=15t;正常勻速行駛時，電車受到的平均阻力f為車重G的0.02倍；正常勻速行駛時的速度為v=10m1．這種電車正常勻速行駛時的功率P行。2．若這種電車每次充滿電后持續(xù)正常行駛5km，正常勻速行駛時的效率為?行=90%。試估算，每次充滿電，電車從充電樁所獲得的能量E。3．若每次給這種電車充滿電須耗時t=30s。試估算，充電樁為電車充電時的輸出功率P出。4．若按電價0.5元/kWh來計算，則每次充電需花費電費多少元？與之同樣功能的然油公交車百公里油耗約為36L，燃油價格按5.5元/L來計算，同樣行駛5km需花費然油費多少元？五、（14分）小明某次在路邊觀察到，工人師傅們在安裝水泥電線桿過程中要將地面上水平的電線桿“豎立”起來時，在地面上先挖了形狀如圖15所示的坑。地面處的坑口截面基本上是一個長方形，其寬度僅比電線桿的粗端直徑略大一點，坑中從長方形的一邊開始有一從地面直達(dá)坑底的斜坡。而另一邊則是直上直下的，坑底基本上是一個正方形。請你回答：1．為什么要挖成圖15所示的深坑，而不挖成圖16甲所示的僅比電桿略粗一點的深坑，或者如圖16乙所示的大口徑的深坑？這樣做有什么好處？．2．通過計算對比分析：如果已將電線桿水平放在坑口上方，且其粗端位于坑底右端正上方，現(xiàn)要把電線桿分別埋入圖15、圖16甲所示的兩個坑中，則在豎起電線桿的開始階段，對電線桿的細(xì)端分別至少需要多大的力？己知這種坑深1.6m，坑底的長、寬都是0.3m，地面處坑口長2.3m、寬0.3m。電桿線的質(zhì)量為410kg，長8.0m，粗端直徑0.26m，其重心距粗端3.2m。（取g=10N/kg)3．在上述兩種情況下，豎起電線桿的過程中，工人師傅們對電線桿分別至少要做多少功？六、（14分）如圖17所示為一種新型電器——無葉空氣凈化暖風(fēng)器，兼具風(fēng)扇、制暖和空氣凈化的功能，其銘牌如表所示。如圖18甲所示，電器的底部為進(jìn)氣口，空氣進(jìn)入時要經(jīng)過濾網(wǎng)凈化，然后被馬達(dá)送入環(huán)形通道（內(nèi)有加熱元件）。環(huán)形通道一端開有細(xì)縫，空氣從細(xì)縫高速吹出。如圖18乙所示，高速吹出的氣流，能帶動周圍和后方的空氣，使形成風(fēng)的空氣體積比進(jìn)氣體積增加十幾倍。1．請解釋這種電器形成風(fēng)的空氣體積比進(jìn)氣體積增加很多的原因。2．如果要將一個“10m×7m×3m”的房間的溫度從15°C提升到(1)請估算該電器至少需^作多長時間？（己知空氣的密度約為1．22kg/m3，比熱容約為1×103J/（kg·空氣凈化暖最大功率:風(fēng)器銘牌制暖2000W涼風(fēng)/凈化40W送風(fēng)距