第24屆全國初中應(yīng)用物理知識競賽復(fù)賽試題及參考答案(初三組)(教科版)

1、2014年第二十四屆全國初中應(yīng)用物理競賽(巨人杯)試題一、本題共10小題，每小題2分，共20分。以下各小題給出的四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汽車的觀后鏡是用來觀察車后路面情況的裝置，一般為凸面鏡。正常情況下，坐在駕駛員位置的人通過左側(cè)觀后鏡應(yīng)該看見如圖1甲所示的效果。在某次準備駕車外出前，坐在駕駛員位置的王師傅發(fā)現(xiàn)，從左側(cè)觀后鏡中看到的是如圖1乙所示的情景。為確保行駛安全，左側(cè)觀后鏡的鏡面應(yīng)適當完成圖2小的哪種操作( ) 2“元旦文藝會演”時，物理老師和電工師傅合作給同學們表演了一個“不怕電”的節(jié)目(注意：因該節(jié)目有危險，同學們切勿模仿)。首先電工師傅將

2、兩根導(dǎo)線的接頭A、B分別連接到一標有“PZ220 100”的燈泡(如圖3甲所示)的接線柱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，物理老師站到干燥的木凳上，左、右兩手分別抓住兩導(dǎo)線接頭A、B(如圖3乙所示)，此時電工師傅閉合開關(guān)，用測電筆分別測試導(dǎo)線接頭A、B及物理老師的皮膚，發(fā)現(xiàn)測電筆的氖管均發(fā)光，而在這一過程中，物理老師依然談笑自如。對以上現(xiàn)象的解釋，你認為下列說法中正確的是( ) A物理老師有“特異功能”，確實不怕電 B物理老師的雙手戴著絕緣手套 C在人、燈替換的過程中，電源的零線被斷開了 D在人、燈替換的過程中，電源的火線被斷開了 3圖4甲為一把手工鋸的鋸條，

3、圖4乙所示為正對著鋸齒看的效果；發(fā)現(xiàn)它的鋸齒都“東倒西歪”的側(cè)向兩側(cè)，而不在一個平面上。其原因是 ( )A將鋸齒做成這樣的形狀后，容易將鋸齒打磨得更鋒利 B將鋸齒做成這樣的形狀后，鋸條承受撞擊能力更強 C鋸條用得太久，鋸齒被撞歪了 D將鋸齒做成這樣的形狀后，可以使鋸口加寬，減小被鋸物體對鋸條的摩擦力 4“嫦娥三號”探測器在月球表面降落時，沒有使用降落傘，是因為 ( ) 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的作用 D“嫦娥三號”質(zhì)量太大，不易制作足夠大的降落傘5汽車發(fā)動機在工作過程中需要冷卻。圖5為汽車發(fā)動機

4、的水冷系統(tǒng)工：作原理示意圖。在汽車發(fā)動機正常工作的過程中，圖5所示有關(guān)汽車發(fā)動機水冷系統(tǒng)中水流方向以及水泵葉輪轉(zhuǎn)向的示意圖中，正確的是 ( ) 62013年6月20日我國宇航員王亞平首次進行了太空授課。圖6為王亞平所做實驗的一個畫面，圖中的水呈球狀而不破裂，除了失重的原因外，還主要是因為 ( ) A水球的外表面有一層很薄的橡皮膜 B水球表面分子之間相互作用的引力大于斥力 C在實驗用水中事先添加了某些特殊物質(zhì) D到外太空后，水的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化 7將一只點燃的蠟燭靠近家里的鏡子，會發(fā)現(xiàn)鏡子中出現(xiàn)了多個蠟燭的像，如圖7所示。對于這種現(xiàn)象，下列解釋中正確的是 ( ) A鏡子的質(zhì)量不好，反射面不平整

5、 B光經(jīng)玻璃前表面和后表面發(fā)生多次反射后形成了多個虛像 C燭焰將附近的空氣加熱后，由于空氣密度不均勻?qū)е碌恼凵湫纬闪硕鄠€虛像 D火焰抖動的過程中，由于視覺暫留效應(yīng)形成的錯覺 8小東在觀看“神舟十號”飛船發(fā)射時，想估算下運載飛船的火箭在發(fā)射后的第個10s內(nèi)的平均速度。他上網(wǎng)查到運載“神舟十號”的長征二號F運載火箭全長58m。然后從網(wǎng)上下載了“神舟十號”發(fā)射的視頻，分別截取火箭剛發(fā)射時和發(fā)射后第10s的圖片，如圖8甲和圖8乙所示。則火箭發(fā)射后第一個10s內(nèi)的平均速度值應(yīng)最接近 ( ) A4ms B9ms C12ms D15ms9為了監(jiān)督司機是否遵守限速規(guī)定，交管部門在公路上安裝了固定測速儀。如圖9

6、所示，汽車向放置在道路中間的測速儀勻速駛來，測速儀向汽車發(fā)出兩次短促的超聲波信號。第一次發(fā)出信號到測速儀接收到經(jīng)汽車反射回來的信號用時0.5s，第二次發(fā)出信號到測速儀接收到經(jīng)汽車反射回來的信號用時0.3s，若發(fā)出兩次信號的時間間隔是1.1s，超聲波的速度是340ms，則 ( ) A汽車接收到第一次信號時，距測速儀170m B汽車接收到第二次信號時，距測速儀102m C汽車的速度是34ms D汽車的速度是30.9ms 10如圖10所示的電動自行車既可以電動騎行，也可以腳踏騎行。電動騎行時，蓄電池對車上的電動機供電，電動機為車提供動力。下表是某型號電動自行車的主要技術(shù)參數(shù)。整車質(zhì)量40kg整 車最

7、高車速30kmh最大噪聲62dB蓄電池電壓48V容量12Ah電動機額定電壓48V額定功率240W 根據(jù)學過的物理知識，判斷以下估算結(jié)果中合理的是 ( ) A電動自行車行駛過程中，電動機的工作電流保持5A不變 B蓄電池一次充足電，放電時可輸出的電能最多約為3.5104J C若蓄電池儲存能量的80用于驅(qū)動電動自行車在平均阻力為40N的水平公路上勻速行駛，蓄電池一次充電最多能連續(xù)電動行駛約41km D蓄電池一次充電后，該電動自行車最多可供電動騎行2.4h 二、筒答下列各題(每題5分，共30分)1有兩只于凈、透明的圓柱形玻璃杯，一只盛滿刁；含氣泡、污物的純凈水，另一只為空杯子，兩只杯子的杯口都被不透明

8、的蓋子蓋嚴了。請你說明如何只用眼睛觀察判斷哪只杯中裝有水，并說明這樣做的依據(jù)。2如圖11所示，位于兩個電線桿之間的電線總是呈現(xiàn)出向下的弧線，弧線最低點與兩端懸點間的水平線的距離稱為垂距或稱垂度。請回答： (1)若架設(shè)電線時所留垂距過小，你認為會有什么危害?(2)若架設(shè)電線時所留垂距過大，你認為會有什么危害或不足?3如圖12甲所示，家用漏電保護器是在用電器發(fā)生漏電故障或人體觸電時實施保護的設(shè)備，它的內(nèi)部構(gòu)造中包含有兩個部分檢測裝置和試驗電路。家庭電路漏電時，通過火線與零線的電流不相等。漏電保護器中有一檢測裝置(在圖12乙中雙虛線框內(nèi)，未具體畫出)，當它檢測到通過自身的火線和零線的電流不等時，便切

9、斷電源，起到保護作用。漏電保護器中還有試驗電路，由一只開關(guān)S與一個電阻R組成，閉合開關(guān)S就能模擬漏電情形，從而檢查漏電保護器工作是否正常。請在圖12乙中漏電保護器的虛線框內(nèi)畫出試驗電路。 4“嫦娥三號”探測器主要由兩大部分構(gòu)成：著陸器和巡視器，其中巡視器就是我們俗稱“玉兔”的月球車(如圖13所示)。網(wǎng)上有許多學生和科學愛好者問了許多關(guān)于月球車的有趣問題，你能幫他回答嗎? (1)月球表面的某些部分土壤非常松軟，而且崎嶇不平，石塊、隕石坑遍布。設(shè)計什么樣的月球車輪才能方便它在月球表面行駛? (2)月球車為什么不使用減震性能更好的充氣輪胎?(3)月球車的主要能量來源是什么? 5如圖14甲所示為輛在田

10、地里使用的農(nóng)用四輪拖拉機，它的前輪是導(dǎo)向輪，后輪是驅(qū)動輪，拖拉機在工作時一般后面掛有拖車或耕地設(shè)備等。圖14乙所示為一輛在倉庫、機場、車站等地方常見的搬運貨物的叉車，它的前輪是驅(qū)動輪，后輪是導(dǎo)向輪。 請分別解釋為什么拖拉機的前輪窄小、后輪寬大得多，而叉車的前輪寬大、后輪窄小?6小明在用如圖15所示的氣筒給自行車輪胎打氣后，發(fā)現(xiàn)氣筒外管的溫度明顯比打氣前升高很多，且越靠近氣筒外筒的頂部的地方，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，手柄和外管上下運動；活塞固定在內(nèi)管頂部。請你分析產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因。 三、(11分)科技小組的同學們設(shè)計了如圖16甲所示的恒溫箱溫控電路(用于

11、獲得高于室溫、控制在一定范圍內(nèi)的“恒溫”)，包括工作電路和控制電路兩部分。其中，R為阻值可以調(diào)節(jié)的可變電阻。R熱敏電阻(置于恒溫箱內(nèi))，其阻值隨溫度變化的關(guān)系如圖16乙所示，繼電器線圈電阻50。 1如圖16甲所示狀態(tài)，加熱器是否處于加熱狀態(tài)? 2已知當控制電路的電流達到0.04A時，繼電器的銜鐵被吸合；當控制電路的電流減小到0.036A時，銜鐵會被釋放。當調(diào)節(jié)R=350時，恒溫箱內(nèi)可獲得最高溫度為100的“恒溫”。如果需要將恒溫箱內(nèi)的溫度控制在最低溫度為50的“恒溫”，則應(yīng)將R的阻值調(diào)為多大? 3使用該恒溫箱，獲得最低溫度為50的“恒溫”，與獲得最高溫度為100的“恒溫”相比較，哪一個的溫度波

12、動范圍更小?為什么? 四、(12分)如圖17所示為16mm電影放映機放電影，這種電影放映機使用寬度為16mm的電影膠片，電影中的聲音以聲音信號的方式刻錄在電影膠片上，如圖18所示。1電影放映機正常放映時，有關(guān)放映燈泡、放映機鏡頭(凸透鏡)、電影膠片、反光鏡(凸面鏡或凹面鏡)的種類及其相對位置關(guān)系，提出了如圖，19所示的幾種猜想，其中可能正確的是( )2有一次，電影剛開始放映時，小新發(fā)現(xiàn)銀幕上的畫面全部是倒立的。在這種情況下，下列所述的觀看效果中，不可能出現(xiàn)的場景是 ( ) A人退著向后走 B地上的碎陶片突然聚集起來，最后形成一只漂亮的陶罐 C聽到的是正常的影片中的對白 D箭倒著飛向弓 3小新看

13、電影時，估計銀幕到電影放映機的距離約為15m；銀幕上的電影畫面寬度約為3m。已知電影放映機所使用的16mm電影膠片中畫面的寬度約為10mm。則根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知電影放映機鏡頭的焦距可能為( ) A52mm B24mm C49mm D26mm 4若該16mm電影膠片的厚度H=0.14mm。片夾上密密地繞了一整盤電影膠片，如圖20所示，圖中d和D分別表示片夾內(nèi)電影膠片的內(nèi)徑和外徑。求： (1)這盤電影膠片的總長度L約是多少? (2)若按每秒24幅畫面正常放映，這盤電影膠片大約能連續(xù)正常放映多長肘間? (不計片頭與片尾的長度) 五、(12分)小亮家有一輛轎車，爸爸在給他講車的性能時，總是說“2.0的排

14、量”，卻很少說“功率”，為此小亮特地從網(wǎng)上查到了排量的定義： 活塞從上止點移動到下止點所通過的“工作容積”稱為氣缸排量。如果發(fā)動機有若干個氣缸，所有氣缸“工作容積”之和稱為發(fā)動機排量。小亮從說明書上查到家中的轎車采用的是LFX直列四缸發(fā)動機，排量為2.0L；從網(wǎng)上查找到了這種轎車的輸出功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系如圖21所示。 1根據(jù)圖21分析，在發(fā)動機轉(zhuǎn)速為10005000rmin范圍內(nèi)，它的輸出功率與轉(zhuǎn)速大致有怎樣的定性關(guān)系?2試通過公式推導(dǎo)出在其他參數(shù)相同時，轎車發(fā)動機的輸出功率與其排量的關(guān)系。3小亮又向爸爸詢問了些實測數(shù)據(jù)：轎車行駛的路況好，平均車速為l00kmh時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速為2000rmin，

15、平均油耗為9L100km。參考圖21中的數(shù)據(jù)，分析這輛汽車在這種狀態(tài)下行駛時，發(fā)動機的效率約為多少? 每個做功沖程氣缸內(nèi)氣體的平均壓強是約為多少? (已知汽油的熱值為4.6107Jkg，密度為0.71103kgm3) 六、(15分)小明自己設(shè)計并動手將房間里的窗簾改成電動窗簾。為此他購置了微型電動機及減速裝置、電源、雙刀雙擲開關(guān)、滑輪、皮帶、拉繩等器材，對原有的窗簾盒進行改造。 1如圖22甲所示，小明在窗簾盒(上方的雙虛線框)內(nèi)安裝了電動裝置，電動裝置通過拉繩拉著窗簾一起運動。改變通過微型電動機的電流方向，就可改變其轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的方向，從而將窗簾打開或關(guān)閉。利用雙刀雙擲開關(guān)，可以實現(xiàn)電源對電動機供

16、電電流方向的改變。請你在圖22甲右側(cè)的虛線框內(nèi)，完成電源、雙刀雙擲開關(guān)和接線柱間的電路連接。 2電動機的轉(zhuǎn)速一般很高，需要安裝減速裝置，如圖22乙所示。請說明減速裝置的減速原理。 3下表是所使用的微型電動機的部分數(shù)據(jù)。表格中，額定功率是“電動機在額定電壓和額定電流下工作時的輸出功率”，堵轉(zhuǎn)電流是“在額定電壓下，讓電動機的轉(zhuǎn)軸固定不動時的電流”。型號工作電壓范圍U/V額定電壓U額/V額定電流I額/A額定功率(輸出)P出/W額定轉(zhuǎn)速n/rmin-1堵轉(zhuǎn)電流I堵/ARS-360SH-142808.0-30.0120.342.1550001.36請根據(jù)表中的有關(guān)數(shù)據(jù)計算：(1)以額定功率運行時，該電動

17、機的效率為多少? (2)電動機的額外功率主要由熱損耗和機械損耗造成，請分別求出以額定功率運行時，該電動機的熱損耗功率和機械損耗功率? (3)在圖22甲中，減速裝置、飛輪、皮帶、滑輪、拉繩共同構(gòu)成了傳動裝置。已知每半邊的窗簾滑軌長度為1.5m，要求自動窗簾能夠在6s內(nèi)從完全關(guān)閉到完全打開。拉動半邊窗簾時，掛鉤和滑軌間的平均摩擦力為2N。則安裝電動窗簾時，對傳動裝置的機械效率有何要求?2014年第二十四屆全國初中應(yīng)用物理競賽(巨人杯)參考解答和評分標準 一、選擇題(每小題2分，共20分) 1A 2C 3D 4C 5B 6B 7B 8B 9C 10C 二、簡答題(每題5分，共30分) 1(5分)參考

18、答案 (1)透過杯子觀察杯子后面較遠處的物體，若看到的是正立的左右相反的物體的像，則這只杯子中裝有水： (1)光的折射規(guī)律。 說明： (1)3分。 (2)2分。其他答案合理同樣得分 2(5分)參考答案 (1)架設(shè)電線時，若所留垂距過小，當氣溫降低時，電線收縮會拉斷電線甚至將電線桿拉倒。 (2)架設(shè)電線時，所留垂距過大，遇到大風天氣，電線擺動幅度過大，容易導(dǎo)致電線折斷；同時，電線離地面太近，容易造成事故，并且浪費材料。說明：(1)2分，(2)3分，共5分。3(5分)參考答案 見圖答1 說明：與標答相同，得5分，若與火線的接點在檢測裝置左側(cè)，與零線的接點在檢測裝置右側(cè)，得4分。 4(5分)參考答案

19、 (1)月球車的輪子表面積做的更大，壓強更小，不至于陷進松軟的月壤中。采用輪腿復(fù)合式輪子，平地靠輪子行走，遇到小的障礙可以變“輪”為“腿”，爬行越過障礙。 (2)月球表面的晝夜溫差超過300，橡膠不可能在如此大的溫度范圍內(nèi)保持彈性與強度。月球表面沒有大氣壓，充氣輪胎易爆裂。(3)白天主要靠太陽能電池板。夜晚主要靠鋰電池和核電池(或稱為核放射熱源)。 說明：每一小問，只需答對一條就得2分，若三小問全部答對，本題得5分。 5(5分)參考答案 (1)拖拉機的前輪是導(dǎo)向輪，前輪窄小可以在改變方向時減小轉(zhuǎn)動前輪的阻力。 拖拉機在工作時后面掛有拖車或耕地設(shè)備，使得拖拉機的重心靠近后輪，后輪對地面的壓力更大

20、。后輪寬大可以減小壓強，既能保護輪胎，也可以使拖拉機不會下陷到松軟的田地里。 (2)叉車的后輪是導(dǎo)向輪，后輪窄小可以在改變方向時減小轉(zhuǎn)動前輪的阻力。 叉車在搬運時貨物放在前方，使得叉車的重心靠近前輪，前輪對地面的壓力更大。前輪寬大既可以保護輪胎，也可以減小叉車對地面的壓強。 說明：(1)3分，(2)2分。共5分。 6(5分)參考答案 (1)在用氣筒給白行車胎打氣的過程中，外管頂部對氣筒和輪胎內(nèi)的氣體做功，氣體內(nèi)能增大，溫度升高，氣筒外管將熱量傳遞到管的外壁，因此氣筒外壁溫度明顯升高： (2)因為外管越向下移動，外管的頂部氣體被壓縮越多，氣體壓強越大，移動相同的距離，對氣體做功越多，氣體內(nèi)能增大

21、越明顯，溫度越高，進而導(dǎo)致氣筒外壁上部溫度比下部溫度更高； (3)外管在相對于活塞上、下運動過程中，向外傳遞的內(nèi)能主要來自于內(nèi)部被壓縮的高溫氣體，而外筒的下部與上部相比，其與管內(nèi)高溫氣體的接觸時間較短，吸收的熱量較少，因此溫度較低； (4)外管在相對于活塞向下運動過程中，在高壓氣體作用下，外管與活塞間的壓力增大，單位長度克服摩擦力做功而轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能越靠近外管頂部越多，導(dǎo)致氣筒外壁上部溫度比下部溫度更高。 說明：(1)、(3)、(4)各1分，(2)2分。共5分。三、(11分)參考解答 (1)加熱狀態(tài)(2分) (2)設(shè)控制電路中電源兩端的電壓為E。 由圖15乙，當溫度為100時，熱敏電R1的阻值為

22、500，(2分) 故E=I1（R0+R1+R1)(2分) =0.04A(50+500+350)=36V(1分)由圖15乙，當溫度為50時，熱敏電阻只的阻值為900(1分) 因此R2=36V0.036A90050=50 (1分) (3)獲得最低溫度為50的“恒溫”溫度波動范圍更小，因為在50附近，熱敏電阻的阻值隨溫度的變化更顯著。(1分) 四、(12分)參考解答 1A 2C 3C(3分) 4(1)這盤電影膠片繞在片夾上的橫截面積 (2分) 電影膠片的長度(2分) （2分） (2)正常放映時，連續(xù)24幅畫面在電影膠片上的總長度L0=24(6+1.5)10-3=0.18m(1分) 電影膠片運行的平均速度(1分) 連續(xù)正常放映時間(1分) 五、(12分)參考解答 1由這臺發(fā)動機輸出特性曲線可以看出在發(fā)動機轉(zhuǎn)速為10005000rmin范圍內(nèi)，它