第十三届全国初中应用物理知识竞赛初赛复赛试题与答案.doc

2003年第十三届全国初中应用物理知识竞赛初赛试题
一、以下各题所列答案中只有一个是正确的。把正确答案前面的字母填在题后的方括号内（共12分，每小题3分）
1．许多照相机镜头到胶片的距离是可调的。某次拍摄前摄影师已经把相机“调焦”。使被摄者在胶片上形成了清晰的像．如果在拍摄前被摄者移动了位置，他和摄影者的距离变大。为使他在胶片上仍然形成清晰的像。镜头与底片的距离应该( ) A．变小 B．变大 C．先变小后变大 D.先变大后变小
2．拖拉机深耕时的行驶速度一般比在公路上慢，这主要是为了( )
A.提高机械传动效率 B.增大牵引力 C.节省燃料 D.提高发动机的功率
3.安全用电的常识之一就是不要靠近高压电．但是，两爪站在高压线上的鸟却不会发生触电事故，这是因为( )
A.鸟爪上的角质层不导电 B.鸟爪很干燥 C.电线上有绝缘层 D.鸟的两爪间的电压很低
4.我国最近发射的神舟四号飞船返回舱的表面有一层叫做“烧蚀层”的物质，它可以在返回大气层时保护返回舱不因高温而烧毁．烧蚀层能起这种作用，除了它的隔热性能外，还由于( )
A.它的硬度大，高温下不会损坏 B.它的表面非常光滑，能减少舱体与空气的摩擦
C.它在汽化时能吸收大量的热 D.它能把热辐射到宇宙空间
5．(4分)一种微型手电筒的灯泡做成图l所示的形状，它的前端相当于一个 ．使用这种灯泡可以省去一般手电筒中的一个零件，它是 ．
6．(4分)图2是一个电表的表盘．也许你没有学过这种电表的用法．但根据所学的其它电表的读数方法。你也能知道。它的示数是 ，单位是 ．
7．(4分)一架飞机水平匀速地从小明的头顶飞过．当他听到飞机发动机的声音从头顶正上方传来时。发现飞机在他前上方与地面约成60°角的方向，这架飞机的速度大约是声速的 倍。

8．(6分)图3为农用扬场机的示意图．谷物脱粒后。谷粒、糠皮及少量碎石的混合物在快速转动的轮W和皮带B的带动下被抛出．谷粒、糠皮、碎石落地的远近不同。从而形成l、2、3三堆，达到分离的目的．其中1是 ，2是 ．从能量的角度看。它们在运动过程中能够分离，是因为 ．
9．(5分)如果用铁丝代替家庭电路中的保险丝。在什么情况下，可能出现什么危险?写出一种可能的危险，并说明会产生危险的理由．

10．(4分)城市中的气温通常比郊区的气温高一些。这种现象叫做城市的“热岛效应”．形成热岛效应的主要原因是人类的活动．
(1)举出两个例子，说明人类的一些活动可以引起热岛效应．
(2)提出两点切实可行的建议，用于改善热岛效应．

11．(6分)图4(a)是一个指甲刀． (1)这个指甲刀是由哪几个杠杆组成的?它们的支点各在哪里?
(2)小明的指甲刀有图(a)和图(b)两种组装方式．请分析哪种组装方式更合理．

12．(6分)如图是一台常见的台秤．参照天平的使用方法，从放置；台秤开始，到称出物品的质量为止，说出它的使用步骤．各步骤用序号(1)、(2)、(3)标出．

13．(8分)小明家新买了一条标有“220V50W”的电热毯，他想用电流表和电压表测量电热毯的电阻值，于是连接了如图所示的电路。其中R为待测电热毯的电阻，电源两端的电压为6V，滑动变阻器的最大阻值为20Ω．但是，小明在测量过程中发现，无论怎样调整滑动变阻器，电表的示数都几乎没有变化，且查得各元件完好，电路连接无误．请分析产生这一现象的原因．如果仍然使用这些器材，怎样连接电路才能有效地改变电热毯两端的电压?请画出你的电路图．

14．(7分)手机、数码相机等电器中多使用可充电电池，电池上所标的“电压”和“容量”是两个重要参数．容量的单位通常为“毫安时”(符号mA．h)．某种可充电电池所标的电压是1．2V，容量是1300mA·h，请估算这种电池可储存的电能，

15．(8分)在不同地区，车用燃油的价格会有不同，不同日期的油价也可能不一样，但都不会相差很大．赵明生活在沿海地区，暑假到新疆探亲，在新疆乘坐汽车时却发现了下面的奇怪现象．车辆在甲加油站时，他看到加油机上的示数如右表所示；走过一段路之后，在乙加油站的小黑板上又看到一个如下的价目表．赵明最初非常吃惊：为什么在相距不远的两地，油价相差这么多!但仔细思考之后他恍然大悟，原来两站的计量方式不同．
油品价格密度：
温度一览表(2002．7．14)
品名
密度
温度
价格
值班人
93号汽油
0．7530
28．6
3．545
发油：×××
90号汽油
0．7300
28．3
3．344
安全：×××
0号柴油
0．8350
28．6
3．103
计量：×××
10号柴油
0．84

站长：×××
(1)通过计算说明，两个加油站的计量方式有什么不同．
(2)为什么在新疆会有两种不同的燃油计量方式，而在沿海地区一般只用一种方式计量?
16．(12分)照相时，选择不同的“光圈”以控制镜头的进光面积：选择不同的快门速度，以控制镜头的进光时间．两者结合的目的是使底片受到的光照能量保持一定，光照能量过大或过小都不能得到好照片．下面的表格是某种情况下光圈与快门的几种正确组合．在“快门”一行中，“15”表示快门打开的时间是1/15s，依此类推；在“光圈”一行中，“16”表示镜头透光部分的直径等于镜头焦距的1/16，依此类推．计算光圈一行的最后一格应填的数字．
光圈
16
11
8
5.6
4
2.8

快门
15
30
60
125
250
500
1000

17．(14分)电气化铁路的输电线常用如图所示的方式悬挂在钢缆上．钢缆的A端固定
在电杆上，B端通过滑轮组连接在电杆C上．
(1)配重D是n个混凝土圆盘(图中只画出3个)，每个盘的质量是m．按图示的配置，钢缆在B端所受的拉力大约是多少?
(2)如果只考虑B端的牢固性，本来可以把它直接固定在电杆C上，也可以用一个很硬的大弹簧连接B和C，实际上却用滑轮组来连接，这样做的优点是什么?

2003年第十三届全国初中应用物理知识竞赛初赛试题答案
1．A．2．B．3．D．4．C． 5．凸透镜、反光罩． 6．26Ω或欧姆， 7．√3/3或0．58．
8．糠皮，谷粒，它们以同样的速度被抛出，碎石的质量最大，动能最大，所以克服空气阻力运动的距离最大，糠的质量最小，运动的距离最小． 9．如果户内电线短路，电流将会很大，这时铁丝不能熔断，电路将会过热，可能引起火灾．
10．(1)工业、民用的锅炉以及汽车等．燃烧燃料时产生热；人体本身也产生热．(2)扩大绿地面积，增加城市的人工水面．
11．(1)AC、DE和GE是三个杠杆．它们的支点分别是C、E和E．(2)图(a)的组装更合理．对于杠杆DE来说，指甲在D点对它的作用力是阻力。AC在B点对它的作用力是动力．两种组装方式中，阻力和阻力臂是一样的，但图(a)中的动力臂BE大于图(b)中的动力臂，因此图(a)的组装方式要比图(b)的方式省力．
12．(1)把秤放在水平桌面上；(2)砝码盘上不放砝码，秤盘不放物品，游码放到最左边，调整调零螺丝使秤杆平衡；(3)把被称物品放到秤盘中；(4)从大到小依次把槽码放到砝码盘上进行试称，当某一砝码能够压下砝码盘而比它小一级的砝码刚好不能压下时，保留后一砝码；(5)移动游码，使秤杆平衡；(6)把所用槽码上面刻写的质量数与游码位置所标的质量数相加，就得到被称物品的质量．
13．根据电热毯的额定功率和额定电压可以推算出，它的电阻约为R==968Ω． 滑动变阻器是与它串联的，它们的总电阻是两者之和．但滑动变阻器只有20Ω，远小于电热毯的电阻，滑动变阻器阻值的变化对总电阻的影响很小，所以对电路中的电流和电热毯两端电压的影响很小．
按图8所示的电路连接，测量时可以有效地改变电热毯两端的电压．
14．从容量单位的组成看，它是放电电流与放电时间的乘积．原则上，这种电池应该能够以1300mA的电流放电lh．
放电功率P＝UI＝1．2×1．3W＝1．56W，放电1h释放的能量E＝Pt＝1．56W×3600s＝5．6×103J，
所以，这种可充电电池可以储存的能量大约是5．6千焦．
15．(1)乙站给出了油的密度．为什么乙站要这样做?密度这个物理量与体积、质量相关联，看来乙站有可能按质量售油．另一方面，油的密度小于l，如果以千克为单位售油，单价的数值会大于以升为单位标价的数值．乙站确实是这样．如果3．103元是lkg 0号柴油的价格，lL的价格就是3．103元×0．8350＝2．59元．这与甲站的标价只差0．01元．看来乙站的确是按质量计量售油的．
(2)新疆的昼夜温差、季节温差都很大。同样质量的油，不同温度时的体积相差较多．有的加油站为了减小销售误差，就采用质量计量的方法．沿海地区温差没有新疆那么大，一般只用体积计量．
16．表中快门一行每格中的数值大约总是左边相邻数值的2倍，这表示镜头进光时间只有左边相邻一挡的一半．为了保证光照能量一定，镜头进光量应该是左边一挡的2倍．这就是说，镜头的进光面积应该是左边一挡的2倍．从圆面积的公式S＝可以得出, 这表示，要使进光量扩大为原来的2倍，镜头的直径应该扩大为原来的 倍，即1．4倍．由于表中“光圈”值的16实际是指镜头焦距的(依此类推)，所以光圈一行每个数值应为它右侧数值的1．4倍．用表中的数值验证一下这个关系：
这与我们的推断相符，所以，光圈一行最右一格的数值应该是2．8÷1．4＝2．
17．(1)F＝3nmg，因为动滑轮右侧的l条钢缆与它左侧的3条钢缆承受相同的力，而左侧每条钢缆受的力是nm g．
(2)机车运行中，拾电器会把输电线向上托起．如果使用两端固定的钢缆，悬线会因此松驰，输电线将左右摇摆，有可能脱离拾电器造成断电事故．使用滑轮组可以保证输电线的高度变化时钢缆始终保持张紧状态．如果用弹簧代替滑轮组，情况好于两端固定的钢缆，但钢缆的张紧程度仍随弹簧的长度有较大的变化，而且不易确定钢缆的最佳长度．

2003年第十三届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题
一、(15分+4分)现在许多平房和多层建筑的屋顶都安装了太阳能热水器，用于家庭洗浴。试分析热水器对供水压力、水管强度两方面的要求。

二、(15分+4分)采取什么方法可以把大块马铃薯尽快煮熟?尽可能多地写出可行的方法，并说明其中的物理原理和这种方法的优缺点或适用场合。

三、(25分+4分)当你背对着路灯向前匀速行走时，定量分析你的身影长度变化的规律。

四、(25分+4分)利用空的塑料瓶如矿泉水瓶能做哪些物理实验?尽可能多地写出来。要求写出实验的装置和制作要点(必要时画出简图)、简明操作步骤、所根据的物理原理。

五、(20分+4分)为了交通安全，机动车转弯时，要使用转向灯对其他车辆及行人发出信号，同时车内的转向指示灯装置也会给驾驶员提供转向灯是否正常的信息。具体地说，当机动车要向右转弯时，前、后两只转向灯D右1、D右2均正常发光,车内的转向指示灯同时也闪亮，而两只左转向灯D左1、D左2不发光。左转弯与右转弯的情况类似。
如图所示，机动车转向灯电路的四只转向灯D右1、D右2、D左l、D左2以及转向指示灯D尚未接入电路。已知四只转向灯均为标有“6V，10W”字样的灯泡，转向指示灯D标有“6V，1.5W”字样，电源电压为6V，图中中RJ为闪光器，它可以使电路间歇地通、断。请回答：
(1)按题目要求将四只转向灯D右1、D右2、D左1、D左2及转向指示灯D接入电路，完成机动车转向灯电路图。
(2)四只转向灯的额定功率相同，为什么转向灯电路工作时，总是两只转向灯发光，另外两只转向灯不发光?请运用你学过的电学知识加以分析、论证。

2003年第十三届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题答案
一、设热水器距地面的高度为h，热水器中的水在地面附近产生的压强为p＝ρgh
供水管要能把水送到热水器上，水压要大于p。（到此可得15分，答出以下再加4分）
例如：楼顶高10m，要求供水压强大于p＝ρgh＝103×10×10＝1×105Pa，相当于标准大气压。
底层的水管要能承受105Pa以上的压强，顶层水管的耐压要求可以低些，例如直接与热水器相连的水管可以用塑料管。
二、1、使用高压锅，压强增大，锅内水的沸点增高，可以用较短时间把马铃薯煮熟。优点是速度快，而且由于温度高，马铃薯更好吃，缺点是不能随时开锅观察，有可能性把马铃薯煮烂。2、把马铃薯切成小块再煮。这是因为热量比较容易到达小块马铃薯内部，内部温度上升较快。优点是简单易行，缺点是水分过多地深入马铃薯内部，口味变差，营养也有损失。
三、 用三角形相似推出此式得25分，对公式进行讨论加4分。
四、可做一个抽水机模型。在瓶盖上挖一个直径1cm左右的孔，再剪一个比孔稍大的塑
料片。用塑料片把孔盖住，用软布和万能胶把塑料片的一边与瓶盖粘牢，使它成为一个单向阀门。在饮料瓶的侧面开一个小孔，再把瓶盖拧牢，抽水机模型就做成了。使用时，把瓶盖向下插入水中，一只手用力捏，排出瓶内部分空气，然后用另一只手堵住瓶侧面小孔，松开捏瓶的那只手，水就在大气压的作用下上升到瓶中。再露出瓶侧面小孔，用力捏瓶，水就从小孔流出。说出两个实验即得25分，说出更多可加分。
五、（1）电路如图所示。
（2）不论转向开关S转至位置1还是位置2，所有的灯都接入了电路。若车向右转向，则开关S接1，此时D右1和D右2正常发光，而D左1和D左2并联后与D串联。因为转向指示灯的规格是“6V、1.5W”所以转向指示灯D的电阻为RD＝U2/P＝24Ω。转向灯规格都是“6V、10W” 所以转向灯的电阻均为R＝U2/P＝3.6Ω。左（或右）两只转向灯和转向指示灯总电阻。R总＝IRD＋2R＝25.8Ω。通过转向指示灯D的电流：ID＝U/R总＝0.23A，所以转向
指示灯D上获得的功率：PD＝I2R＝1.36W。由于PD’与转向指示灯的额定功率（1.5W）相差不多，所以此时转向指示灯能发光。
而此时通过左转向灯中每只灯泡上的电流I＝ ID/2＝0.115A，所以每个左转向灯的实际功率为P实＝I2R＝0.052W。由于左转向灯的P实远小于其额定功率10W，所以左转向灯不能发光。
当车向左转向时，同样的道理，只有左转向灯发光面右转向灯中虽然有电流通过但并不发光。
（1）（2）各10分。