2022年第十六届全国初中应用物理知识竞赛初赛试题及答案.doc

第十六届初中应用物理知识竞赛初赛试题
.答卷时间：3月26日（星期日）上午9:30～11:10。
一、选用题如下各小题给出四个选项只有一种是对旳，把对旳选项前面字母填在题后括号内（每题3分，共15分）
1．小亮同窗从超市买来一种玻璃瓶装铁皮盖罐头，想把瓶盖打开，可是怎么也拧不动。小亮哥哥用螺丝刀沿瓶盖边轻轻撬了几下，一拧就打开了。这重要是由于用螺丝刀撬瓶盖可以［ ］
A.增大瓶盖直径，减小瓶盖侧壁对瓶压力
B.减小瓶盖与瓶口接触面积
C.减小瓶内外气体压力差
D.由于撬了盖一边，而增大了盖另一边压力
2．高压输电线路铁塔顶端有一条（或两条）比下面输电线细金属线（如图1～图2 ),它作用是［ ］
A.加强铁塔稳定性 B传播零线电流
C.防雷电起到避雷针作用
D.作为备用线，供输电线断开时应急使用
3．用一般照相机拍照时，要按被照物体距相机镜头远近进行“调焦”，使用起来不太便捷。有一种“傻瓜”相机，只要把想拍摄景物所有纳入取景器内，无论远处还是近处物体，在照片上都比较清晰，从而使拍照过程变得十分快捷。这种“傻瓜”相机不用“调焦”奥秘是［ ］
A.采用了长焦距镜头，使远近不同物体成像位置相差不大
B采用了短焦距镜头，使远近不同物体成像位置相差不大
C.采用了长焦距镜头，使远近不同物体成像位置相似
D采用了短焦距镜头，使远近不同物体成像位置相似
4.磁带录音机既可以录音，也可用以放音，其重要部件为运营磁带和绕有线圈磁头。录音时，磁带上磁粉被由声音信号转化而来电流产生磁场合磁化，这样便将声音信号转化为磁信号记录在磁带上；放音时，再把磁带上磁信号通过磁头转化为电信号使扬声器发声。对于录音机录音、放音过程基本原理，下列多种说法中对旳是［ ］
A.录音基本原理是电磁感应，放音基本原理是电流磁效应
B.录音基本原理是电流磁效应，放音基本原理是电磁感应
C.录音和放音基本原理都是电流磁效应
D.录音和放音基本原理都是电磁感应
5．王勇同窗在宾馆饭店看到一种自动门，当有人接近时，门会实现自动开闭。王勇同窗对此产生了浓厚爱好，她很想懂得自动门是如何实现自动控制。为此她反复做了几次实验：当她轻轻地接近自动门时，门自动打开；当把一种足球滚向自动门时，门自动打开；当把一面底部装有滚珠无色透明大玻璃板，直立着滑向自动门时，门不打开。王勇同窗根据探究实验成果，对自动门自控原理提出了如下几种猜想，你觉得其中最合理猜想是［ ］
A．自动门“听”到来者声音时，通过声控装置实现自动开闭
B．自动门探测到接近物体发射出红外线，通过光控装置实现自动开闭
C．自动门自身能发射出一种红外线信号，当此种信号被接近物体反射时，就会实现自动开闭
D．接近门物体通过空气能产生一种压力传给自动门，实现自动开闭

二、填空题（共15分）
1．(3分）如图3所示，小婷乘汽车到姥姥家去度假，汽车在平直公路上行驶。小婷感觉是：远处村庄相对于电线杆在向 运动；近处小树相对于电线杆在向
运动；电线杆周边景物看起来仿佛在绕电线杆做 时针转动。
2．(3分）列车上发售食品常常放在如图4所示小推车上，若货品均匀摆在车内，目前轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶把，这时手推车可以视为杠杆，支点是 （写出支点位置字母）；当后轮遇到障碍物A时，售货员向上提扶把，这时支点是 。后一种状况下，手推车可以视为 力杠杆。
3．(3分）在海拔3000m以上高原地区，汽车发动机冷却水容易沸腾，这是由于高原地区 缘故。常年生活在平原地区人达到该地区后，由于空气稀薄会产生缺氧反映，为了得到足够氧气，人会不自觉地进行深呼吸，这时肺容积与在平原上相比要扩张得更 （选填“大”或“小”）某些。
4．(3分）汽车上机械式里程表是用安装在轮上一组计数齿轮来实现计数，而这些计数齿轮又通过特定传动装置被车轮转动所驱动。同步车轮转动还通过特定传动装置，传递给由电磁感应原理制成传感器，传感器再将反映车轮转动状况电信号显示在速度表上，从而批示此时车速。当轮胎用久了有明显磨损后，就会使所计里程和批示时速产生误差。若里程表记录里程为1km.则汽车实际行驶里程将 （填“不不不小于”、“不不小于”或“等于”）示数：若此车从北京驶往上海，以速度表上批示时速为根据，对整个行程所估算行驶时间将 （选填“不不不小于”、“不不小于”或“等于”）实际行驶时间。
5．(3分）春节晚会上，一群聋哑青年用精美绝伦舞蹈“千手观音”给人以美享有，善启迪。
（1)如图5所示，观众看不见领舞者邰丽华身后站着其她舞蹈者，这是由于光是 传播。
(2）在观看表演过程中，我们虽然没有看到乐队却也能辨别出是何种乐器在发声，这重要是由于不同乐器所发声音 是不同。
（3）电视观众看到莲花座上千手观音身披绚丽霞光，这些光是由 、 、 三原色依不同比例混合而成。
三、简答下列各题（共22分）
1．(4分）火箭点火发射时，若高温火焰向下喷射到发射台上，发射台就会被烧毁。为了保护发射台，在它底部建造了一种大水池，从而巧妙地解决了这个技术问题。
（1)火箭发射时，底部喷出庞大白色气团（图6)是由什么构成？它是如何形成？
(2)分析“大水池”对发射台起到保护作用道理。
2．(4分）在高压输电线路中常可看到如图7所示某些绝缘子。请阐明为什么悬挂高压输电线绝缘子表面要涂光亮瓷釉，并且做成一节一节？
3．(4分）小志家买了一种点缀节日用小彩灯，她发现当其中一种小彩灯灯丝烧断了后来，别旳小彩灯还能继续发光。于是小志对小彩灯之间连接关系产生了爱好，为此她请教了科技人员，得到如下信息。
她用小彩灯规格是“2.5 V，0.25 A”,通过串联一定数量小彩灯，使单个小彩灯两端所加电压比它额定电压稍低，每个小彩灯都能基本正常发光。
小彩灯构造如图8所示，在灯丝导电支架上除了有灯丝和起固定作用小玻璃珠以外，还绕有约4圈细金属丝。灯丝电阻冷时约为2.5Ω,热时约为15。
细金属丝电阻为1Ω，正常（低压）状况下，由于支架表面有一层氧化铜缘故，它与灯丝支架是不导通，没有电流流过。若加上较高电压（如220 V）时氧化层可被击穿，细金属丝与灯丝支架导通。
根据以上简介资料，请你阐明为什么一种小彩灯灯丝烧毁后，其她小彩灯还能继续发光。
4. (4分）向阳中学广播室想借助于双刀双掷开关控制南北两教学楼喇叭：开关掷向A端时南面三只喇叭接通，掷向B端时南北六只喇叭所有接通。请你用笔画线替代导线按上述规定完毕图9中电路图。
5.（6分）长期以来，实心粘土砖始终是国内重要建筑材料。由于粘土砖在生产过程中存在着诸多弊端，国家有关部门提出了减少粘土砖使用率、倡导新型材料规定。如图10所示空心水泥砖就是新型建筑材料一种。请你从节能与环保等方面分析，使用空心水泥砖比使用实心粘土砖有哪些好处。〔至少写出三条）

四、(6分）李明同窗家要买一种烧水用水壶，超市里有两种容积相似但品种不同铝质水壶可供选购，一种是放在液化气灶上用，另一种是壶内装有电热器，如图11所示。李明想比较哪一种水壶烧水更省钱。她一方面进行了调查，得到如下资料、本地居民用电价格是0.5元/度；瓶装液化气价格是60元/瓶（每瓶中液化气质量约为15 kg，液化气热值为4.2×107J/kg )；用液化气烧水热效率约为30%，用电热水壶烧水热效率约为90％。根据以上信息，请你通过计算分析一下用哪种水壶烧水更省钱。
五、(8分）为了保护环境，治理水土流失，学校环保小组设计并进行了河水含沙量研究。
第一阶段是理论分析：分别以ρ水、ρ沙、ρ泥水体现水、泥沙、泥沙水密度，以x体现每立方米泥沙水中所含泥沙质量〔称做含沙量），导出了ρ泥水与ρ水、ρ沙、x关系式；然后作出了泥沙水密度ρ泥水、水随含沙量x变化图象。
第二阶段是实验验证：在一种量筒里放入一定量干燥黄土，再倒入一定量清水，计算出含沙量x，并测出泥沙水密度ρ泥水；接着再多次加入清水配制成不同密度泥沙水，进行同样计算和测量，由此得出ρ泥水与x多组数据；然后根据这些数据作出了体现泥沙水密度与含沙量关系ρ泥水一x图象。她们惊喜地发现，实验成果与理论分析是一致。
第三阶段是实际测量：在一次山洪冲刷地面时，她们采集了40 L水样，称出其总质量为40.56 kg.此前己经测出千燥泥沙密度ρ沙=2.4×103 kg/m3，于是求出了洪水中平均含沙量。
（1)请你参与环保小组第一阶段工作，导出ρ泥水与ρ水、ρ沙、x关系式。然后根据关系式作出泥沙水密度ρ泥水随含沙量x变化图象草图。
(2）请你参与环保小组第三阶段计算工作，求出洪水中平均含沙量。
六、（10分）目前很流行数码相机重要长处是可以直接生成数码照片，从而可以以便地进行编辑与加工，保存时间也更长。并且数码照片还可以直接在电脑上显示出来，或者通过电子邮件传送出去。
右面是一款数码相机电池某些资料。
根据右面提供信息以及下面对数码相机工作过程简介，回答有关问题：
（1)数码相机电源打开后，就处在待机状态，这时要消耗一定电能；拍摄时，拍摄与解决数据所消耗电能就更大。假设用一种布满电电池作电源进行拍照，每5min拍一张照片，相机使用过程中平均工作电流为0.2A.请估算一节布满电电池最多可以拍摄多少张照片。
(2）对一种电能己所有耗尽这种电池进行完全充电，充电效率多大？
七、（12分）空调“匹数”，是对空调输入功率粗略标记。因相似匹数不同品牌空调制冷效能有较大差别，为便于比较，空调效能常以“制冷量”来体现。
在选用空调时，除了制冷量和制热量（对冷热空调而言）外，还要考虑“能效比”。
空调能效比＝，它体现空调器与否高效节电。目前市场上空调器能效比相差很大，一般在2～3之间，最高可达到3.5左右，应尽量挑选能效比高空调。
房间所需制冷量和制热量可按下面公式计算：制冷量Q冷=S(房间面积)×140W一180 W；制热量Q 热=S（房间面积）×180 W－240 W（此公式合用于层高2.5 m房间，如果层高偏大，则应恰当加大功率）。
下表是小明家准备购买某一型号空调使用阐明书一某些。

请结合上面所简介知识和空调使用阐明书，通过计算回答下面问题：
1.这台空调能效比是多少。
2小明家新购买楼房客厅面积约为30m2，层高为2.7 m，她想在客厅内安装上表所示空调。请你通过计算阐明这种选用与否合理。
3.若小明家用此空调器制冷，空调器压缩机每天实际工作6 h，一种月仅空调一项所支付电费约为多少？（本地电价为0.5元/度）
八、（12分）小军家客厅墙壁上有一种控制灯开关和一种两孔插座装在一起“一开两孔”电工元件。图12是元件面板、图13是元件壳体内部原接线图。由于开关损坏，需要更换整个元件。小军爸爸决定自己动手完毕，小军给爸爸当助手。
小军爸爸断开家中进户线总开关，在拆旧换新过程中发现：拆下前没有留意元件中A、B，D三根导线（B、C间己有一短导线在内部相连）与外面①②③三根导线连接关系（如图14 ).由于室内导线都在水泥墙内，无法观测①②③各导线与墙内导线连接状况。
于是她闭合家中进户线总开关，用试电笔检测各根导线，发现：第①根导线可以使试电笔发光；第②、③根导线不能使试电笔发光。
根据小军爸爸检测，能不能判断各根导线连接状况？小军通过仔细思考后觉得，不能判断每根导线连接状况，如果在状况不明时盲目连接还也许浮现更严重问题。
（1)你觉得小军观点对不对？为什么？
(2)你能不能运用常用家用电器，如台灯等（均带有插头），鉴别出①②③根导线应如何分别与A、B、D接线柱相连接？说出你措施并简述理由。
(3）根据你判断，将图14中①②③根导线与下面A、B、D接线柱和上面火线、零线及灯泡连接起来。

第十六届初中应用物理知识竞赛参照解答和评分原则
一、选用题 每题3分，共15 分
1. C （3分） 2. C（3分） 3. B （3分） 4. B （3分） 5. C（3分）

二、填空题 共15 分
1.（3分）前（1分）；后（1分）；顺（1分）
2.（3分）C（1分）；B（1分）；省（1分）
3.（3分）气压低（或不不小于1原则大气压），水沸点减少（或低于100℃）（2分）；大（1分）
4.（3分）不不小于（1分）；不不小于（2分）
5.（3分）(1) 沿直线（1分）；(2) 音色（1分）；(3) 红，绿，蓝（1分）

三、简答题 共22分
1.（4分）参照答案：
（1）（2分）庞大白色气团是由小水珠构成……………………………1分
它是由水池里水汽化后又降温液化成小水珠飘浮在空中形成。………1分
（2）（2分）高温火焰喷到水中，水吸取热量汽化成水蒸气，从而起到保护发射台作用。 （水还起减震效果，这也是一项保护作用。此项不答不扣分）………………2分
答题图1
A
B
L
220V
2.（4分）参照答案：
（1）绝缘子表面涂釉是为了使它表面光滑，避免因长期暴露在空气中积聚灰尘、污垢而导电；………………2分
（2）制成一节节形状是为了增大也许漏电表面层长度，从而增大绝缘子电阻，减小漏电危险。……2分
3.（4分）参照答案：
如答题图1所示，当某个小彩灯L灯丝烧毁时，AB间形成断路，220V电压就直接加到细金属丝与灯丝导电支架AB之间；……………………………………………2分
氧化层被击穿，细金属丝与灯丝导电支架导通，此时这个灯只相称于一段导线（如答题图1），起到连接作用，这样其她小彩灯就能继续工作。…………………………2分
但是每个灯上电压有一点升高，但是还不至于烧毁灯丝。固然，烧毁小彩灯太多时，别旳小彩灯也会由于电压过高而所有烧毁。（此段不答，不扣分）
答题图2
北面
南面
A
B
开关
扩音机线间
变压器输出线
4.（4分）参照答案：
如答题图2所示。
阐明：①所连电路只能控制南面或北面一侧喇叭得1分；全对得4分。
②本题中不考虑输出端阻抗问题。

5.（6分）参照答案：
①使用空心水泥砖，减少了水泥与沙石量，可以有效节省资源。
②用空心水泥砖垒墙，由于墙体内空气为热不良导体，使这种房子冬暖夏凉，从而节省能源。
③有隔音作用
④不挖粘土，不破换环境
阐明：每答出一条得2分，最多得6分

四、（共6分）参照解答：
由题意可知，1元钱可购得2度电或15kg/60=0.25kg液化气………………1分
消费1元钱用电烧水得到有效热量为：2×3.6×106J×90%=6.48×106J……………………2分
消费1元钱用液化气烧水得到有效热量为：0.25kg×4.2×107J/kg×30%=3.15×106J ……2分
消费1元钱用电烧水比用液化气烧水得到有效热量更多，可见用电热水壶烧水更省钱。
………………………………………………………………………………1分
其她解法，只要对旳，参照上述评分原则评分。

五、(共8分 )参照解答：
（1）设含沙量为x，则体积为V泥沙水中，沙质量为xV，沙体积为
水体积为：， 水质量为：
水与沙总质量为：………………………………-2分
泥沙水密度：＝＝
令，　　则……………………1分
泥沙水密度随含沙量x变化图象如答题图3 …………2分
ρ泥水
0
x
答题图3
ρ水
（2）根据：
则x= …………1分
已知ρ沙＝2.4×103 kg/m3
kg/m3
因此 k=………………………………………………………1分
则x= kg/m3…………………………1分
六、（共 10 分）参照解答：
⑴ 电池布满电时储存在电池内能量
E=UIt=3.7V×2200×10-3A×3600s=29304J ……………………………………3分
每拍摄一张照片平均消耗能量 E1= U1I1t1=3.7V×0.2A×5×60s=222 J…………2分
拍摄照片张数 n= E/ E1=29304J /222 J=132张……………………………………1分
⑵对电池完全充电时，充电器向电池输出电能
W=U′It′=4.2V×2200×10-3A×2.5×3600s=83160J………………………………2分
充电效率 η=E/W=29304J /83160J =35.2％………………………………………2分

七、（共 12分）参照解答 ：
1．这台空调能效比为 …………………………2分
2．所需制冷量为：Q冷＝S×140W－180W=30×140W－180W=4020W ………………2分
所需制热量为：Q热＝S×180W－240W=30×180W－240W=5160 W ……………………2分
查表得：空调额定制冷量为5000W，额定制热量为5300W，都略不不不小于房间所需要制冷量和制热量。考虑到楼房高度2.7m>2.5m，应恰当加大功率，故这种选用是合理。 ……………3分
3．空调一种月内消耗电能为W=Pt =(8.6×220×)W×6h×30=340.6kW·h， …………2分
应支付电费为340.6kW·h×0.5元/ kW·h =170.3元 ………………………………1分
其她解法(每月按31天)，只要对旳，参照上述评分原则给分。

八、（共12分）参照解答：
1.小军观点是对。…………………………………………………………………1分
第①根导线可以使试电笔发光，阐明是火线，一定与B相连；第②、③根导线不能使试电笔发光，阐明不是火线，但还不能判断出究竟哪根线直接接在零线上，哪根线接在灯泡上。如果盲目连接，也许会将零线接在D上，闭合开关，就会形成短路，也许引起火灾，导致更严重事故。……3分
2.具体连线措施,有二种也许
(一)第一种也许
措施：闭合台灯开关，如果将①、②两导线小心地接在台灯插头上（不要短路），台灯正常发光；将①、③两导线接在台灯插头上时，两灯均发光，但都不是正常发光，亮度都较暗，这阐明导线②是直接接在零线上并与A相连；导线③接在灯泡上,并与D相连………………………………3分
理由是：台灯直接接在火线与零线上时，正常发光；与灯泡串联时，两灯功率都不不小于额定功率，两灯都较暗。……………………………………………………………2分
实际连线如答题图4所示。………………………………………………3分
(二)第二种也许
措施：闭合台灯开关，将①、②两导线小心地接在台灯插头上，两灯均发光，但都不是正常发光，亮度都较暗；将①、③两导线接在台灯插头上时，台灯正常发光。这阐明③导线是直接接在零线上，并与A相连；导线②接在灯泡上，并与D相连。 ………………………………3分
理由是：台灯直接接在火线与零线上时，正常发光；与灯泡串联时，两灯功率都不不小于额定功率，两灯都较暗。 ………………………………………2分
实际连线如答题图5所示。 …………………………………3分
阐明:学生只要对旳回答一种也许即可得满分。
①
②
③
墙体
火线
零线
答题图4
A
B
C
D

①
②
③
墙体
火线
零线
答题图5
A
B
C
D