上海市第26届大同杯复赛试题及答案详解.docx

2012上海市第26届大同杯复赛试题及答案详解
2012上海市第26届大同杯复赛试题及答案详解

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15
上海市第二十六届初中物理竞赛（大同中学杯）复赛试题（2012年)

说明：
1．本试卷共有五大题，答题时间为120分钟，试题满分为150分
2．答案及解答过程均写在答卷纸上.其中第一、第二大题只要写出答案，不写解答过程;第三至第五大题按题型要求写出完整的解答过程.解答过程中可以使用计算器.
3．本试卷中常数g取10牛/千克，水的比热容4.2×103焦/千克·℃，冰的比热容焦/千克·℃，冰的密度0.9×103千克/米3,冰的熔化热为3。33×105焦/千克.
一、选择题(以下每题只有一个选项符合题意,每小题4分共32分）
1.儿童要多参加户外运动，这是因为太阳光中的某种频率的电磁波可以促成维生素D的活化,从而促进骨骼对钙的吸收，这种电磁波是 ( )
A。 红外线 B。 紫外线 C. X射线 D. 绿色光

2。冬天雨雪过后，停在户外的汽车的前窗玻璃上常会结有一层冰。要想除去这些冰，下列做法中不可采用的是 ( ）
A。喷洒盐溶液 B.用硬的纸质物体直接清除
C。启动车子，打开热风，吹车前窗玻璃 D.将少量沸水洒在车前窗玻璃上

3.“达人秀”中用冬瓜、土豆做成吹奏乐器,用它们吹奏出来的声音可能具有的相同特征是 ( ）
A。 音色 音调 B。 音色 响度 C。 音调 响度 D。 音色 音调 响度

4.在电视节目中我们经常会看到“特斯拉线圈”的表演，表演者通过变压器与电磁振荡制造出人工闪电。在表演时，表演者与“特斯拉线圈"之间会放出美妙的电火花，对此,你认为对人体不会造成危害的原因是 （ )
A. “特斯拉线圈”产生的电火花电压很低，电流很小
B。 表演者穿的防护服是绝缘的，电流并没有流经防护服
C. 人体的电阻很小,“特斯拉线圈”产生的电流经人体导入地面
D. 表演者穿的防护服里有很多金属丝，电流都眼防护服流过

5.小轩很喜欢爸爸新买的数码照相机，在旅途中拍下了火车内桌面上塑料杯瞬间的不同状态，如下图的甲乙丙,则下列关于火车运动状态的判断可能正确的是 ( ）

A。甲图中火车在加速运动，乙图中火车突然向左加速，丙图中火车突然向左减速
B。甲图中火车在匀速运动，乙图中火车突然向右加速,丙图中火车突然向左加速
C.甲图中火车在减速运动,乙图中火车突然向左减速，丙图中火车突然向右加速
D。甲图中火车在匀速运动，乙图中火车突然向左加速，丙图中火车突然向右减速
6。如图所示，一根轻杆长为，放置在半径为的光滑半球形碗中，在图示位置平衡,A球与球心连线和竖直方向的夹角为，碗固定在长木板上,长木板可绕O点转动，现对长木板的另一端施加外力F,使其逆时针缓慢转动,在A、B两球均未脱离碗的过程中,A球与球心连线和竖直方向的夹角的变化情况是 ( )

A.逐渐变小 B。逐渐变大 C.先变大后变小 D。保持不变
7.如图电路，分别表示电流表或电压表，电表都是理想的,则下列各组电表示数中可能实现的是 （ )

A。的示数为1安培，的示数为2伏特，的示数为0.5安培
B。的示数为2伏特, 的示数为1安培,的示数为0.5安培
C.的示数为0.5安培, 的示数为1安培，的示数为2伏特
D。的示数为2伏特,的示数为0.5安培, 的示数为1安培

8。因为地震,造成了很多堰塞湖，假设有一块立方体石块堵住了水的去路，设水的密度为，石块的质量为，石块的左右侧面为正方形，边长为,宽度为,石块与地面足够粗糙，不会滑动,水若能推倒石块，则石块的宽度应该满足的条件是 （ )

A。 B。 C。 D.

二、填空题(每小题6分，共30分)
9.交通运输中用“客运效率”来反映交通工具的某项效能,即客运效率=人数×路程/消耗能量。一个人骑电动自行车，消耗100万焦的能量可行驶30千米，一辆载有4人的普通轿车，消耗32000万焦的能量可行驶100千米，则电动自行车与这辆轿车的客运效率之比是________
有一种自动充电式电动车，前轮装有发电机，发电机与蓄电池连接.当骑车者用力蹬车或车自行滑行时，自行车就可以连通发电机向蓄电池充电，转化成电能储存起来。某人骑车以500焦的初动能在粗糙的水平路面上滑行，若关闭自动充电装置，让车自由滑行，其动能随位移变化关系如图线所示；若启动自动充电装置，其动能随位移变化关系如图线所示，则向蓄电池所充电能是_______焦.

10. 如图所示是研究钢丝伸长形变的实验。在底板一端固定一个滑轮A，另一端装一立柱B。在靠近滑轮一端处有一个带有小轮C并可绕竖直轴转动的小平面镜。把钢丝的一端固定在立柱上,另一端在小轮上紧绕一周后跨过滑轮挂上重物。在平面镜前置一激光器，让光线射向平面镜并反射投影至长木板末端的光屏上，这样,钢丝受力伸长，带平面镜转动一个小角度，反射光线在屏上就有一较大位移。为估算出BC间钢丝的伸长量,除了测量平面镜上光的反射点与光屏的距离，以及反射光线在屏上的位移,实验中还应测定的物理量是_________，可得伸长量=______(用以上测量量表示)。

11.由于眼睛有视觉暂留,因此会造成一些奇特现象。例如，在如图所示的黑色圆盘中有一白色窄条OA，圆盘绕垂直于盘面的中心轴以频率赫兹顺时针旋转，用频率赫兹的频闪光去照射，在盘上能看到______根稳定的白色窄条.

喜欢观察昆虫的小华发现了类似的奇特现象，傍晚看到蜜蜂的翅膀在频闪灯的照射下，似乎在缓慢的震动，自上而下一次约为2秒，已知频闪灯的频率为50赫兹，则蜜蜂的翅膀振动的频率为________赫兹(已知这种蜜蜂的振动频率的范围是450～480赫兹）.

12。 如图所示，六个电阻完全相同，阻值都是的功率为_______。若将电源接在线路中的“"；“”；“";“”；“"；“”；所有电阻)中无电流流过。

13。两个同样的开口容器用两根同样的管子连通且装满水，两管各用阀门关闭(如图所示）.两容器里水温保持恒定，左边的容器里水温为,右边的容器里水温为，并且摄氏度。如果阀门保持关闭状态,打开阀门，则容器里 的水将_______(选填：从左向右、从右向左、不会通过阀门；此后打开阀门，则容器里 的水将_______(选填：从左向右、从右向左、不会）通过阀门。

三、计算题(本题共36分)
14.(8分) 如图所示是给某一保温水箱注水的水龙头，是冷水管的阀门,是热水管的阀门。灌满水箱所需时间由水的压强(由水泵产生)以及水流经水管以及阀门所受阻力决定。阻力与压强的传递无关,假设在灌满水箱时间内我们所研究的系统中压强和阻力不变。现就以下情况进行记录：
完全打开冷水管的阀门,关闭热水管的阀门，在时间=8分钟内灌满水箱；若完全打开热水管的阀门，关闭冷水管的阀门，则在时间=12分钟内灌满水箱.试求：若将冷、热水管阀门完全打开，则灌满水箱需要多少时间

15.(14分）1724年,荷兰人华伦海特引入华氏温度.他把一定浓度的盐水凝固时的温度定为零华氏度,把纯水凝固时的温度定为32华氏度，把标准大气压下水沸腾的温度定为212华氏度，中间分为180等份，每一等份代表1华氏度。用符号F表示华氏温度。根据上述文字，回答以下问题：
(1)请写出华氏温度F与摄氏温度t的转换式.
(2)求相同体积零华氏度的冰与90摄氏度的水混合后的温度。不计整个过程的能量损失.

16。 (14分)如图所示,一个底部非常薄的圆柱形杯子，装满密度为的液体,恰好浮在密度分别为的分界面间，下方液体密度,且。已知杯子的外径为，内径为，杯子浸入下方液体的深度为。若杯底出现一个小洞，密度为的液体将经小洞流入杯里，求当液体不再经小洞流入杯里时，圆柱形杯子浸入密度为的液体的深度。

四、实验题(本题共26分)
17.（12分）某实验室为了研究刹车距离S（发现情况到车辆停止运动所行驶的距离)与反应时间（发现情况到采取制动措施的时间)的关系,通过实验得到以下数据。设在实验中，每次刹车时车速相同,刹车系统的制动力大小不变。
反应时间t（秒）
0。54
0。63
0.70
1.05
1.28
1.48
刹车距离S（米)
57
59
61
68
73
78

(1)请用作图法画出刹车距离S与反应时间的关系图;

(2）请利用图线确定实验中汽车刹车时的速度大小.

18。(14分）复印机的扫描器是由截面为正六边形、表面为镜面的柱体构成，正六边形的边长为，柱体可以绕转动轴转动(如图所示）。在扫描器右侧并排竖直放置一个薄透镜,透镜的焦距为,透镜的主光轴通过扫描器的转动轴。在透镜右焦平面放置一光屏，光屏的中心位于主光轴上。现有一竖直光束，其延长线与转动轴距离，从图示位置射向扫描器。
(1）请用尺规作图，画出该光线通过系统后射到光屏上的位置。
(2）求射到主光轴上方光屏的光点到主光轴的最大距离.

五、判断与说理题(本题共26分)
19.（12分)如图所示是航天控制中心的大屏幕上的一幅卫星运行轨迹图，它记录了卫星在地球表面垂直投影的位置变化；图中表示在一段时间内卫星绕地球中心圆周飞行四圈,依次飞经中国和太平洋地区的四次轨迹、、、，图中分别标出了各地点的经纬度（如：在轨迹通过赤道时的经度为西经,绕行一圈后轨迹再次经过赤道时的经度为180°），设地球半径为，卫星离地面的高度为343千米。
(1)卫星运行的周期是多少？

（2)请用纬度表示卫星上摄像设备能拍摄到的地表范围。

20。科学家利用光与微粒(100毫米左右）发生相互作用的特性,发明了一种用激光来操纵微粒的工具-——光镊子。其原理是：当一束会聚的激光束从光疏媒质进入光密媒质时发生折射如图题20—1所示)，光束的会聚程度将减弱，光束在界面受到向下的力；当一束会聚的激光束从光密媒质进入光疏媒质时发生折射（如图题20-2所示)，光束的会聚程度将增强，光束在界面受到向上的力。
（1)现有一束向某点会聚的激光束射向折射率大于周围介质的小球，试分析图题—3所示情况下，小球受到激光束的总作用力方向。

（2)用光镊子捕获和移动水中的玻璃小球十分方便。下图是利用光镊子把水中玻璃小球排成“人”字形或“口”字形的照片。实验时，将混有直径为2.5微米的玻璃小球的水溶液滴在载玻片上，然后利用光镊子将玻璃小球提离载玻片,并在水中移动。设光镊子的捕获力与激光的功率成正比。已知玻璃小球的密度，激光的最大功率为毫瓦，球体的体积。实验发现当激光功率为毫瓦时，恰好能将玻璃小球提离载玻片。求该光镊子能产生的最大捕获力.

2012上海市第二十六届初中物理竞赛（大同中学杯）复赛试题参考答案
一、选择题（每小题4分，共32分）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
B
D
C
D
A
D
B
B
1解:阳光中的紫外线可以促成维生素D的活化，从而促进骨骼对钙的吸收．
故选B．人体内的胡萝卜素经紫外线照射后变成维生素D，维生素D能促进人体对钙的吸收．
2解：A、喷洒盐溶液,可以降低水的凝固点,从而达到熔化的目的．故A做法可采用；
B、用硬的纸质物体直接清除可以除去一些冰，故B做法可采用；
C、启动车子，打开热风，吹车前窗玻璃可以使冰因吸热而熔化，达到除冰的目的，故C做法可采用；
D、将少量沸水洒在车前窗玻璃，因水的温度很高，会使冰和玻璃迅速吸热而膨胀引起对物体的破坏，故这种做法不可采用;
故选D．
根据冰熔化吸热来进行判断．汽车的前窗玻璃上结的冰是由于空气中的水蒸气遇冷凝固而形成的,除去这些冰就是让冰熔化的过程
3 解：不同乐器、不同发声体的材料和结构不同，产生的音色会不同，我们是靠音色来辨别乐器的种类；所以用冬瓜、土豆做成吹奏乐器，用它们吹奏出来的声音的音色一定是不同的，具有的相同特征可能是音调和响度．
故选C．
声音的特性有三个：音调、响度和音色．音调是指声音的高低，响度是指声音的大小，音色是指声音的感觉特性．
4解：
A、“特斯拉线圈"产生的电火花电压是非常高的，电流也会很大，故本选项说法错误,不合题意；
B、表演者穿的防护服并非是完全绝缘的，而是有很多金属丝，使电流能够通过,从而产生电火花，故本选项说法错误，不合题意；
C、在表演时，电流的确要通过人的身体，但人体的电阻却是比较大的,且电流主要是通过防护服来流入地面的，故本选项说法错误，不合题意；
D、表演者穿的防护服里有很多金属丝,电流基本上都从防护服流过，最终导向地面，故说法正确，符合题意．
故选D．
5解：
甲图中，物体相对于桌面的位置没有发生改变，因此它们的运动状态是相同的，说明此时火车在匀速运动;
乙图中，物体向右倾倒，说明火车突然向左加速（或向右减速），因为，火车突然向左加速时，塑料杯的下部由于摩擦也随着加速，而上部由于惯性仍保持原来的运动状态,所以才会向右倾倒；火车向右减速时的情形也可用类似的方法解释；
丙图中，物体右左倾倒，说明火车突然向左减速（或向右加速)，因为，火车突然向左减速时,塑料杯的下部由于摩擦也随着减速，而上部由于惯性仍保持原来的运动状态，所以才会向左倾倒；火车向右加速时的情形也可用类似的方法解释．
综上所述，甲图中火车在匀速运动，乙图中火车突然向左加速(或向右减速），丙图中火车突然向左减速（或向右加速)，只有选项A符合题意．
故选A．
7解：（1)由电路图可知，如果a与c为电流表，则电阻R1与R2被短路，只有电阻R3与两电流表组成串联电路,等效电路图如图甲所示，两电流表示数相同，故A错误；
（2）由电路图可知，如果b与c是电流表，a是电压表，则电阻R1与R2并联，然后再与R3串联，电压表测并联电路电压，电流表b测干路电流，电流表c测通过R1的支路电流，等效电路图如图乙所示，电流表b示数大于c的示数,故B正确,D错误;
（3）由电路图可知,a与b是电流表，等效电路图如图丙所示，a被短路，电流为零，故C错误;
故选B．

8解：
如图石块与地面足够粗糙，不会滑动；水若能推倒石块，就是石块沿O点转动，设水对石块的平均压力为

二、填空题(每格3分，共30分)
9、24：1 200

10、 小轮C 的半径R，dR/2L
11、5， 450。25
（将圆盘五等分）
向左转|向右转

频闪光频率为150赫兹，也就是1秒照150下，所以照一下用"150分之一“秒。
白条转动频率为30赫兹，也就是1秒转30圈，所以转一圈用“30分之一”秒,所以转“5分之一"圈用“150分之一”秒，也就是说白条从1处转到2处用“150分之一"秒

开始白条在1处，频闪光照了一下，
过了“150分之一”秒之后白条到了2处，频闪光又照了一下
过了“150分之一”秒之后，白条到了3处，频闪光又照了一下
过了“150分之一”秒之后，白条到了4处，频闪光又照了一下
过了“150分之一”秒之后，白条到了5处，频闪光又照了一下
过了“150分之一"秒之后,白条到了1处,频闪光又照了一下
……如此重复……
所以白条在1、2、3、4、5这五个地方都会被频闪光照一下
频闪光1秒就能照150下，这过程是很快的，所以我们就能看到有5条“稳定”的白条。

昆虫的翅膀振动过程中，频闪灯一亮一灭，灭的瞬间看不见,亮的瞬间又看见了，那么要出现这种现象,只能是昆虫的翅膀振动时从上到下的过程中又经过了频率的整数倍,即50Hz的整数倍，900倍在这个范围内，现一次是2秒，那么频率最小是0.25Hz，即为450Hz 再加一次就是450.25Hz
12、U2/4R, R1
解：(1)将电压为U的电源接在C、D两点之间时，从C点开始到D点结束，等效电路图如下

13、从右向左；从左向右;从右向左（最后两个空格全部填对才能得分）
解：①因为t1＞t2＞4℃，根据水的热胀冷缩可知，左侧水的密度小于右侧水的密度,
又因为两侧水深相同，根据p=ρgh可知，右侧底部的压强大于左侧，所以，打开阀门K2，容器里的水将从右向左通过阀门K2；
②由于两容器都装满水,所以当水从右向左流动时,右侧水面下降,左侧水溢出，
此后打开阀门K1，由于在这一位置，左侧的水深明显大于右侧,根据p=ρgh可知，左侧此处的压强大于右侧，则容器里的水将从左向右通过阀门K1．
故答案为:从右向左；从左向右．
①水在4℃时热胀冷缩,即温度越高,密度越小，据此可判断两容器底部压强的大小，从而判断打开阀门K2时水的流向；
②当水流动之后，会造成两侧水的深度不同,在同一水平面处即阀门K1处，两侧深度明显差异，会造成两侧压强的再次不同，进而会使水再次发生流动．
三计算题 （共36分）
14、（8分)将水流过管道类比于电流，则压强可视为电压，阻力可视为电阻
，,， 解得t=4.8分
15、(14分）
（1）(6分)设

解得:
（2）(8分）设冰和水的体积是V，混合后的最后温度是t摄氏度

，，

16（14分）
设杯的质量为m,杯高为l，杯里液体的质量为m1，浮力为F，则
mg+m1g=F
杯子浮在两种液体的分界面上，杯在上面液体部分的体积为V1，在下面液体部分的体积为V2,则浮力

于是平衡条件可写成：

建议分步给分，总分6分
当底部出现一个小洞时，下面以液体流入杯里，将上面液体排出，该过程一直进行到当杯里两种液体的分界面与杯外两种液体分界面相平时。所以:

解得
四实验题(共26分）
17（12分 ）
（1）6分
正确标出6个点3分，正确画出一条直线3分
（2）6分
在图中直线上选取相距较远的两点2分，计算得到斜率为22。2m/s 4分（算出斜率，写出速度值，在21.1—23。1之间得4分）

18（1）（8分）
参见右图，建议设置关键得分点

（2）（6分）镜面行图示位置每转过60度，入射点的法线与竖直方向的夹角从30度增大到60度又减小到30度，因此镜面在转动过程中,反射光线与入射光线的最大夹角为120度，所以反射光线偏离主光轴（主光轴上方）的最大夹角为30度，作副光轴交于焦平面，如图，可见：

五、判断与说理题（26分）
19（1）（6分）
卫星每运行一周，地球自转角度为180—157。5=22.5度
则卫星运行的周期为
（2）（6分）
由图可知 ，

可得拍摄的范围在北纬至南纬之间

20（1）（6分)小球受到的光束的作用力方向向下
光线经两次折射折向上方，即光束经过玻璃(介质)球受到的总作用力的效果为向上，所以玻璃（介质）球受到的激光束的作用力向下。

（2）(6分）
P=16mW时，恰好使玻璃球提离载玻片，即

设, 则