2023年全國(guó)初中物理競(jìng)賽試題及答案

第二十四屆初中應(yīng)用物理競(jìng)賽試題試卷總分：120分時(shí)間：120分鐘啟用前----絕密本題共10小題，每小題2分，共20分。如下各小題給出四個(gè)選項(xiàng)中只有一種是對(duì)的，把對(duì)的選項(xiàng)前面字母填在題后括號(hào)內(nèi)。1.汽車觀后鏡是用來觀測(cè)車后路面狀況裝置，普通為凸面鏡。正常狀況下，坐在駕駛員位置人通過左側(cè)觀后鏡應(yīng)當(dāng)看見如圖1甲所示效果。在某次準(zhǔn)備駕車外出前，坐在駕駛員位置王師傅發(fā)現(xiàn)，從左側(cè)觀后鏡中看到是如圖1乙所示情景。為保證行駛安全，左側(cè)觀后鏡鏡面應(yīng)恰當(dāng)完畢圖2中哪種操作（）2.“元旦文藝會(huì)演”時(shí)，物理教師和電工師傅合作給同窗們表演了一種“不怕電”節(jié)目(注意：因該節(jié)目有危險(xiǎn)，同窗們切勿模仿)。一方面電工師傅將兩根導(dǎo)線接頭A、B分別連接到一標(biāo)有“PZ220100”燈泡（如圖3甲所示）接線柱C、D上，閉合開關(guān)，燈泡正常發(fā)光。隨后，電工師傅斷開開關(guān)取下燈泡，物理教師站到干燥木凳上，左、手兩手分別抓住兩導(dǎo)線接頭A、B（如圖3乙所示），此時(shí)電工師傅閉合開關(guān)，用測(cè)電筆分別測(cè)試導(dǎo)線接頭A、B及物理教師皮膚，發(fā)現(xiàn)測(cè)電筆氖管均發(fā)光，而在這一過程中，物理教師仍然談笑自如。對(duì)以上現(xiàn)象解釋，你認(rèn)為下列說法中對(duì)的是（）A．物理教師有“特異功能”，的確不怕電B．物理教師雙手戴著絕緣手套C．在人、燈替代過程中，電源零線被斷開了D．在人、燈替代過程中，電源火線被斷開了3.圖4甲為一把手工鋸條，圖4乙為正對(duì)著鋸齒看效果，發(fā)現(xiàn)它鋸齒都“東倒西歪”側(cè)向兩側(cè)，而不在一種平面上。其因素是（）A．將鋸齒做成這樣形狀后，容易將鋸齒打磨得更鋒利B．將鋸齒做成這樣形狀后，鋸條承受撞擊能力更強(qiáng)C．鋸條用得太久，鋸齒被撞歪了D．將鋸齒做成這樣形狀后，可以使鋸口加寬，減小被鋸物體對(duì)鋸條摩擦力4．“嫦娥三號(hào)”探測(cè)器在月球表面降落時(shí)，沒有使用降落傘，是由于（）A．月球表面非常松軟，不需要使用降落傘減速B．距離月球表面太近，用降落傘來不及減速C．月球表面附近沒有大氣，降落傘無法起到減速作用D．“嫦娥三號(hào)”質(zhì)量太大，不易制作足夠大降落傘5．汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在工作過程中需要冷卻。圖5為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)水冷系統(tǒng)工作原理示意圖。在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作過程中，圖5所示關(guān)于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)水冷系統(tǒng)中水流方向以及水泵葉轉(zhuǎn)向示意圖中，對(duì)的是（）6．6月20日國(guó)內(nèi)宇航員王亞平初次進(jìn)行了太空授課。圖6為王亞平所做實(shí)驗(yàn)一種畫面，圖中水呈球狀而不破裂，除了失重因素外，還重要是由于（）A．水球外表面有一層很薄橡皮膜B．水球表面分子間互相作用引力不不大于斥力C．在實(shí)驗(yàn)用水中事先添加了某些特殊物質(zhì)D．到外太空后，水分子構(gòu)造發(fā)生了變化7．將一只點(diǎn)燃蠟燭接近家里鏡子，會(huì)發(fā)現(xiàn)鏡子中浮現(xiàn)了各種蠟燭像，如圖7所示。對(duì)于這種現(xiàn)象，下列解釋中對(duì)的是（）A．鏡子質(zhì)量不好，反射面不平整B．光經(jīng)玻璃前表面和后表面發(fā)生多次反射后形成了各種虛像C．燭焰將附近空氣加熱后，由于空氣密度不均勻?qū)е抡凵湫纬闪烁鞣N虛像D．火焰抖動(dòng)過程中，由于視覺暫留效應(yīng)形成錯(cuò)覺8．小東在觀看“神舟十號(hào)”飛船發(fā)射時(shí)，想估算一下運(yùn)載飛船火箭在發(fā)射后第一種10s內(nèi)平均速度。她上網(wǎng)查到運(yùn)載“神舟十號(hào)”長(zhǎng)征二號(hào)F運(yùn)載火箭全長(zhǎng)58m。然后從網(wǎng)上下載了“神舟十號(hào)”發(fā)射視頻，分別截取火箭剛發(fā)射時(shí)和第10s圖片，如圖8甲和圖8乙所示。則火箭發(fā)射后第一種10s內(nèi)平均速度值應(yīng)最接近（）A．4m/sB．9m/sC．12m/sD．15m/s9．為了監(jiān)督司機(jī)與否遵守限速規(guī)定，交管部門在公路上安裝了固定測(cè)速儀。如圖9所示，汽車向放置在道路中間測(cè)速儀勻速駛來，測(cè)速儀向汽車發(fā)出兩次短促超聲波信號(hào)。第一次發(fā)出信號(hào)到測(cè)速儀接受到經(jīng)汽車反射回來信號(hào)用時(shí)0.5s，第二次發(fā)出信號(hào)到測(cè)速儀接受到汽車反射回來信號(hào)用時(shí)0.3s，若發(fā)出兩次信號(hào)時(shí)間間隔是1.1s，超聲波速度是340m/s，則（）A．汽車接受到第一次信號(hào)時(shí)，距測(cè)速儀170mB．汽車接受到第二次信號(hào)時(shí)，距測(cè)速儀102mC．汽車速度是34m/sD．汽車速度是30.9m/s10．如圖10所示電動(dòng)自行車既可以電動(dòng)騎行，也可以腳踏騎行。電動(dòng)騎行時(shí)，蓄電池對(duì)車上電動(dòng)機(jī)供電，電動(dòng)機(jī)為車提供動(dòng)力。下表是某型號(hào)電動(dòng)自行車重要技術(shù)參數(shù)。依照學(xué)過物理知識(shí)，判斷如下估算成果中合理是（）電動(dòng)自行車行駛過程中，電動(dòng)機(jī)工作電流保持5A不變蓄電池一次充足電，放電時(shí)可輸出電能最多約為3.5×104J若蓄電池儲(chǔ)存能量80%用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)自行車在平均阻力為40N水平公路上勻速行駛，蓄電池一次充電最多能連續(xù)電動(dòng)行駛約41Km蓄電池一次充電后，該電動(dòng)自行車最多可供電動(dòng)騎行2.4h整車整車質(zhì)量40Kg最高車速30Km/h最大噪音62dB蓄電池電壓48V容量12Ah電動(dòng)機(jī)額定電壓48V額定功率240W二、簡(jiǎn)答下列各題（每題5分，共30分）有兩只干凈、透明圓柱形玻璃杯，一只盛滿不含氣泡、污物純凈水，另一只為空杯子，兩只杯子杯口都被不透明蓋子蓋嚴(yán)了。請(qǐng)你闡明如何只用眼睛觀測(cè)判斷哪只杯中裝有水，并闡明這樣做根據(jù)。如圖11所示，位于兩個(gè)電線桿之間電線總是呈現(xiàn)出向下弧線，弧線最低點(diǎn)與兩端懸點(diǎn)間水平線距離稱為垂距或稱垂度。請(qǐng)回答：若架設(shè)電線時(shí)所留垂距過小，你認(rèn)為會(huì)有什么危害？（2）若架設(shè)電線時(shí)所留垂距過大，你認(rèn)為會(huì)有什么危害或局限性？如圖12甲所示，家用漏電保護(hù)器是在用電器發(fā)生漏電故障或人體觸電時(shí)實(shí)行保護(hù)設(shè)備，它內(nèi)部構(gòu)造涉及兩個(gè)某些-------檢測(cè)裝置和實(shí)驗(yàn)電路。家庭電路漏電時(shí)，通過火線與零線電流不相等。漏電保護(hù)器中有一檢測(cè)裝置（在圖12乙中雙虛線框內(nèi)，未具體畫出），當(dāng)它檢測(cè)到通過自身火線和零線電流不等時(shí)，便切斷電源，起到保護(hù)作用。漏電保護(hù)器中尚有實(shí)驗(yàn)電路，由一只開關(guān)S與一種電阻R構(gòu)成，閉合開關(guān)S就能模仿漏電情形，從而檢查漏電保護(hù)器工作與否正常。請(qǐng)?jiān)趫D12乙中漏電保護(hù)器虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路。4.“嫦娥三號(hào)”探測(cè)器重要由兩大某些構(gòu)成：著陸器和巡視器，其中巡視器就是咱們俗稱“玉兔”月球車（如圖13所示）網(wǎng)上有許多學(xué)生和科學(xué)愛好者問了許多關(guān)于月球車有趣問題，你能幫她回答嗎？月球表面某些某些土壤非常松軟，并且崎嶇不平，石塊、隕石坑遍及。設(shè)計(jì)什么樣月球車輪才干以便它在月球表面行駛？月球車為什么不使用減震性能更好充氣輪胎？月球車重要能量來源是什么？5.如圖14甲所示為一輛在田地里使用農(nóng)用四輪拖拉機(jī)，它前輪是導(dǎo)向輪，后輪是驅(qū)動(dòng)輪，拖拉機(jī)在工作時(shí)普通背面掛有拖車或耕地設(shè)備等。圖14乙所示為一輛在倉(cāng)庫(kù)、機(jī)場(chǎng)、車站等地方常用搬運(yùn)貨品叉車，它前輪是驅(qū)動(dòng)輪，后輪是導(dǎo)向輪。請(qǐng)分別解釋為什么拖拉機(jī)前輪窄小，后輪寬敞得多，而叉車前輪寬敞、后輪窄??？小明在用如圖15所示氣筒給自行車輪胎打氣后，發(fā)現(xiàn)氣筒外管溫度明顯比打氣前升高諸多，且越接近氣筒外筒頂部地方，溫度越高。注：在用該氣筒給自行車輪胎打氣過程中，底座和內(nèi)管不動(dòng)，手柄和外管上下運(yùn)動(dòng)；活塞固定在內(nèi)管頂部。請(qǐng)你分析產(chǎn)生這一現(xiàn)象因素。（11分）科技小組同窗們?cè)O(shè)計(jì)了如圖16甲所示恒溫箱溫控電路（用于獲得高于室溫、控制在一定范疇內(nèi)“恒溫”），涉及工作電路和控制電路兩某些。其中，R’為阻值可以調(diào)節(jié)可變電阻。R為熱敏電阻（置于恒溫箱內(nèi)），其阻值隨溫度變化關(guān)系如圖16乙所示，繼電器線圈電阻50Ω。（1）如圖16甲所示狀態(tài)，加熱器與否處在加熱狀態(tài)？（2）已知當(dāng)控制電路電流達(dá)成0.04A時(shí)，繼電器銜鐵被吸合；當(dāng)控制電路電流減小到0.036A時(shí)，銜鐵會(huì)被釋放。當(dāng)調(diào)節(jié)R’=350Ω時(shí)，恒溫箱內(nèi)可獲得最高溫度為1000C“恒溫”。假如需要將恒溫箱內(nèi)溫度控制在最低溫度為500C“恒溫”，則應(yīng)將R’阻值調(diào)為多大？、（3）使用該恒溫箱，獲得最低溫度為500C“恒溫”，與獲得最高溫度為1000C“恒溫”相比較，哪一種溫度波動(dòng)范疇更??？為什么？四、（12分）如圖17所示為16mm電影放映機(jī)放電影，這種電影放映機(jī)使用寬度為16mm電影膠片，電影中聲音以聲音信號(hào)方式刻錄在電影膠片上，如圖18所示。（1）電影放映機(jī)正常放映時(shí)，關(guān)于放映燈泡、放映機(jī)鏡頭（凸透鏡）、電影膠片、反光鏡（凸面鏡或凹面鏡）種類及其相對(duì)位置關(guān)系，提出了如圖19所示幾種猜想，其中也許對(duì)的是（）（2）有一次，電影剛開始放映時(shí)，小新發(fā)現(xiàn)銀幕上畫面所有是倒立。在這種狀況下，下列所述觀看效果中，不也許浮現(xiàn)場(chǎng)景是（）人退著向后走地上碎陶片忽然匯集起來，最后形成一只美麗陶罐聽到是正常影片中對(duì)白箭倒著飛向弓箭（3）小新看電影時(shí)，預(yù)計(jì)銀幕到電影放映機(jī)距離約為15m，銀幕上電影畫面寬度約為3m。已知電影放映機(jī)所使用16mm電影膠片中畫面寬度約為10mm。則依照以上數(shù)據(jù)可知電影放映機(jī)鏡頭焦距也許為（）A.52mmB.24mmC.49mmD.26mm（4）若該16mm電影膠片厚度H=0.14mm，片夾上密密繞了一整盤電影膠片，如圖20所示，圖中d和D分別表達(dá)片夾內(nèi)電影膠片內(nèi)徑和外徑。求：這盤電影膠片總長(zhǎng)度L約是多少？若按每秒24幅畫面正常放映，這盤電影膠片大約能連續(xù)正常放映多長(zhǎng)時(shí)間？（不計(jì)片頭與片尾長(zhǎng)度）（12分）小亮家有一輛轎車，爸爸在給她講車性能時(shí)，總是說“2.0排量”，卻很少說“功率”，為此小亮特地從網(wǎng)上查到了排量定義：活塞上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所通過“工作容積”稱為氣缸排量。假如發(fā)動(dòng)機(jī)有若干個(gè)氣缸，所有氣缸“工作容積”之和稱為發(fā)動(dòng)機(jī)排量。小亮從闡明書上查到家中轎車采用是LFX直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī)，排量為2.0L；從網(wǎng)上查找到了這種轎車輸出功率與轉(zhuǎn)速關(guān)系如圖21所示。（1）依照?qǐng)D21分析，在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1000～5000r/min范疇內(nèi)，它輸出功率與轉(zhuǎn)速大體有如何定性關(guān)系？（2）試通過公式推導(dǎo)出在其她參數(shù)相似時(shí)，轎車發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率與其排量關(guān)系。（3）小亮又向爸爸詢問了某些實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)：轎車行駛路況好，平均車速為100Km/h時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為r/min，平均油耗為9L/100Km。參照?qǐng)D21中數(shù)據(jù)，分析這輛汽車在這種狀態(tài)下行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)效率約為多少？每個(gè)做功沖程氣缸氣體平均壓強(qiáng)約是多少？（已知汽油熱值為4.6×107J/Kg，密度為0.71×103Kg/m3)。（15分）小明自己設(shè)計(jì)并動(dòng)手將房間里窗簾改成電動(dòng)窗簾。為此她購(gòu)買了微型電動(dòng)機(jī)及減速裝置、電源、雙刀雙擲開關(guān)、滑輪、皮帶、拉繩等器材，對(duì)原有窗簾盒進(jìn)行改造。（1）如圖22甲所示，小明在窗簾盒（上方雙虛線框）內(nèi)安裝了電動(dòng)裝置，電動(dòng)裝置通過拉繩拉著窗簾一起運(yùn)動(dòng)。變化通過微型電動(dòng)機(jī)電流方向，就可變化其轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向，從而將窗簾打開或關(guān)閉。運(yùn)用雙刀雙擲開關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)電源對(duì)電動(dòng)機(jī)供電電流方向變化。請(qǐng)你在圖22甲右側(cè)虛線框內(nèi)，完畢電源、雙刀雙擲開關(guān)和接線柱間電路連接。（2）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速普通很高，需要安裝減速裝置，如圖22乙所示。請(qǐng)闡明減速裝置減速原理。（3）下表是所使用微型電動(dòng)機(jī)某些數(shù)據(jù)。表格中，額定功率是“電動(dòng)機(jī)在額定電壓和額定電流下工作時(shí)輸出功率”，堵轉(zhuǎn)電流是“在額定電壓下，讓電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸固定不動(dòng)時(shí)電流”。請(qǐng)依照表中關(guān)于數(shù)據(jù)計(jì)算：以額定功率運(yùn)營(yíng)時(shí)，該電動(dòng)機(jī)效率為多少？電動(dòng)機(jī)額外功率重要由熱損耗和機(jī)械損耗導(dǎo)致，請(qǐng)分別求出以額定功率運(yùn)營(yíng)時(shí)，該電動(dòng)機(jī)熱損耗功率和機(jī)械損耗功率？在圖22甲中，減速裝置、飛輪、皮帶、滑輪、拉繩共同構(gòu)成了傳動(dòng)裝置。已知每半邊窗簾滑軌長(zhǎng)度為1.5m，規(guī)定自動(dòng)窗簾可以在6s內(nèi)完全關(guān)閉到完全打開。拉動(dòng)半邊窗簾時(shí)，掛鉤和滑軌間平均摩擦力為2N。則安裝電動(dòng)窗簾時(shí)，對(duì)傳動(dòng)裝置機(jī)械效率有何規(guī)定？全國(guó)初中物理競(jìng)賽參照答案選取題（每小題2分，共20分）12345678910ACDCBBBBCC簡(jiǎn)答題（每題5分，共30分）透過杯子觀測(cè)杯子背面較遠(yuǎn)處物體，若看到是正立左右相反物體像，則這只杯子中裝有水；（3分）（2）折射規(guī)律（2分）2.（5分）（1）架設(shè)電線時(shí)，若所留垂距過小，當(dāng)氣溫減少時(shí)電線收縮會(huì)拉斷電線甚至將電線桿拉倒；（2分）（2）架設(shè)電線時(shí)，若所留垂距過大，碰到大風(fēng)天氣，電線擺動(dòng)幅度過大，容易導(dǎo)致電線折斷；同步，電線離地面太近，容易導(dǎo)致事故，并且揮霍材料。（3分）3.(5分)見圖答1.與標(biāo)答相似，得5分，若火線接點(diǎn)在檢測(cè)裝置左側(cè)，與零線接點(diǎn)在檢測(cè)裝置右側(cè)，得4分。4（5分）（1）=1\*GB3①月球車輪子表面積做得更大，壓強(qiáng)更小，不至于陷進(jìn)松軟月壤中。=2\*GB3②采用輪腿復(fù)合式輪子，平地靠輪子行走，碰到小障礙可以變“輪”為“腿”，爬行越過障礙。（2）=1\*GB3①月球表面晝夜溫差超過3000C，橡膠不也許在如此大溫度范疇內(nèi)保持彈性與強(qiáng)度。=2\*GB3②月球表面沒有大氣壓，充氣輪胎易爆裂。（3）=1\*GB3①白天重要靠太陽(yáng)能電池板。=2\*GB3②夜晚重要靠鋰電池和核電池（或稱為核放射熱源）。（每一小問，只需答對(duì)一條就得2分，若三小問所有答對(duì)，得5分）。5.（5分）（1）拖拉機(jī)前輪是導(dǎo)向輪，前輪窄小可以在變化方向時(shí)減小轉(zhuǎn)動(dòng)前輪阻力。拖拉機(jī)在工作時(shí)背面掛有拖車或耕地設(shè)備，使得拖拉機(jī)重心接近后輪，后輪對(duì)地面壓力更大。后輪寬敞可以減小壓強(qiáng)，既能保護(hù)輪胎，也可以使拖拉機(jī)不會(huì)下陷到松軟田地里。（3分）（2）叉車在搬運(yùn)時(shí)貨品放在前方，使得叉車重心接近前輪，前輪對(duì)地面壓力更大。前輪寬敞既右保護(hù)輪胎，也可以減小叉車對(duì)地面壓強(qiáng)。（2分）6.（5分）（1）在用氣筒給自行車胎打氣過程中，外管頂部對(duì)氣筒和輪胎內(nèi)氣體做功，氣體內(nèi)能增大，溫度升高，氣筒外管將熱量傳遞到管外壁，因而氣筒外壁溫度明顯升高；（1分）由于外管越向下移動(dòng)，外管頂部氣體被壓縮越多，氣體壓強(qiáng)越大，移動(dòng)相似距離，對(duì)氣體做功越多，氣體內(nèi)能增大越明顯，溫度越高，進(jìn)而導(dǎo)致氣筒外壁上部溫度比下部溫度更高；（1分）（3）外管在相對(duì)于活塞上、下運(yùn)動(dòng)過程中，向外傳遞內(nèi)能重要來自于內(nèi)部被壓縮高溫氣體，而外筒下部與上部相比，其與管內(nèi)高溫氣體接觸時(shí)間較短，吸取熱量較少，因而溫度較低；（1分）（4）外管在相對(duì)于活塞向下運(yùn)動(dòng)過程中，在高壓氣體作用下，外管與活塞間壓力增大，單位長(zhǎng)度克服摩擦力做功而轉(zhuǎn)化成內(nèi)能越接近外管頂部越多，導(dǎo)致氣筒外壁上部溫度比下部溫度更高；（2分）三、（11分）（1）加熱狀態(tài)---------2分（2）設(shè)控制電路中電源兩端電壓為E。由圖15乙，當(dāng)溫度為1000C時(shí)，熱敏電阻R1阻值為500Ω-----------2分故E=I1（R0+R1+R1’）-------------------2分=0.04A×(50Ω+500Ω+350Ω)=36V------2分由圖15乙，當(dāng)溫度為500C時(shí)，熱敏電阻R阻值為900Ω---------1分因而R2’=（36V/0.036）-900Ω-50Ω=50Ω--------1分（3）獲得最低溫度為500C“恒溫”溫度波動(dòng)范疇更小，由于在500C附近，熱敏電阻阻值隨溫度變化更明顯。------------------1分四、（12分）1.A2.C3.C4.這盤電影膠片繞在片夾上橫截面積五、（12分）1.由這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出特性曲線可以看出在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1000~5000r/min范疇內(nèi)，它輸出功率與轉(zhuǎn)速大體成正比-------------（1分）2.設(shè)做功沖程燃?xì)鈱?duì)活塞平均壓強(qiáng)為p0，發(fā)動(dòng)機(jī)排量為V排，每個(gè)活塞受力面積為S，活塞移動(dòng)距離為L(zhǎng)，則V排=4SL，做功沖程中燃?xì)鈱?duì)一種活塞平均壓力：F=p0S每完畢一種工作循環(huán)，在做功沖程中燃?xì)鈱?duì)一種活塞做功：W0=FL=p0SL=p0V排/4------------2分則每個(gè)工作循環(huán)中，四個(gè)氣缸燃?xì)鈱?duì)活塞做總功：W=4W0=p0V排每個(gè)工作循環(huán)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)2圈，所用時(shí)間t=2/n故發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為n時(shí)，燃?xì)鈱?duì)活塞做功功率：P’=W/t=np0V排