2010年全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽試題

1、2010年第二十屆全國(guó)初中應(yīng)用物理競(jìng)賽試題注意事項(xiàng)：1.請(qǐng)?jiān)诿芊饩€內(nèi)填寫所在地區(qū)、學(xué)校、姓名和考號(hào)。 2.用藍(lán)色或黑色鋼筆飛圓珠筆書寫。 3.本試卷共有六個(gè)大題，滿分100分。 4.答卷時(shí)間: 2010年3月28日(星期日上午9:30-11:00 一、選擇題（每小題2分，共20分）:以下各小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)是正確的，把正確選項(xiàng)前面的字母填在醒后的括號(hào)內(nèi)。圖11. 2009年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)由三人分享，其中因在光纖通信技術(shù)方面所做的原創(chuàng)性工作而被稱為“光纖之父”戶的美籍華人是( ) A.錢永健 B.朱祿文 C.高錕 D.丁肇中2.晴朗無(wú)風(fēng)的早晨，當(dāng)飛機(jī)從空中飛過，在蔚藍(lán)的天空中會(huì) 留下

2、一條長(zhǎng)長(zhǎng)的“尾巴”，飛如圖1所示，這種現(xiàn)象俗稱為“飛機(jī)拉煙”。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因之一是飛機(jī)在飛行過程中排出的暖濕氣體遇冷所致。在這一過程中，暖濕氣體發(fā)生的物態(tài)變化是( ) A.熔化 B.液化 C.蒸發(fā) D.升華圖2圖33. 2010年1月2日起，我國(guó)北方大部地區(qū)遭遇大范圍降雪天氣襲擊。大雪嚴(yán)重影響了民航、鐵路和高速公路等交通，如圖2所示。在遇到這種天氣時(shí)，為了盡快清除積雪，常用的辦法是撤“融雪鹽” ，這是因?yàn)椋?） A. “融雪鹽”與少量水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生的熱量使周圍的冰雪熔化 B. “融雪鹽”產(chǎn)生“保暖層”，使冰雪吸收足夠的“地?zé)帷倍刍?C.使雪形成“含融雪鹽的雪”，“含融雪鹽的雪”熔點(diǎn)

3、低于當(dāng)?shù)販囟龋寡┤刍?D“融雪鹽”有利于冰雪對(duì)陽(yáng)光的吸收，從而加快冰雪的熔化4.小明發(fā)現(xiàn)戶外地面以上的冬季供熱管道每隔一段距離總呈現(xiàn)型，如圖3所示。其主要原因是 ( )A.為了避開行人和建筑物 B.為了美觀 C. 為了避免管道因熱脹冷縮導(dǎo)致的損壞 D.為了方便工人師傅安裝和檢修 5.體操、投擲、攀巖等體育運(yùn)動(dòng)都不能缺少的“鎂粉”，它的學(xué)名是碳酸鎂。體操運(yùn)動(dòng)員在上杠前都要在手上涂擦“鎂粉”，其目的是 ( ) A.僅僅是為了利用“鎂粉”，吸汗的作用，增加手和器械表面的摩擦而防止打滑 B.僅僅是為了利用手握著器械并急劇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)“鎂粉”，能起到襯墊作用，相當(dāng)于在中間添加了一層“小球”做“滾動(dòng)摩擦” C

4、僅僅是為了利用“鎂粉”，填平手掌的褶皺和紋路，使手掌與器械的接觸面增大，將握力變得更加實(shí)在和均勻 D.上述各種功能都具有 6.小新同學(xué)家中的墻壁上豎直懸掛著一指針式電子鐘，當(dāng)其因電池電能不是而停止時(shí)，指針最可能停在如圖4中所示的哪個(gè)位置附近( )圖47.小明在用可變焦的光學(xué)照相機(jī)（一種鏡頭焦距大小可根據(jù)需要發(fā)生改變的光學(xué)照相機(jī))給小蘭拍了一張半身照之后，保持相機(jī)和小蘭的位置不變，又給小蘭拍了一張全身照。關(guān)于這個(gè)過程對(duì)相機(jī)的調(diào)節(jié)，下列說法中正確的是 ( )A.焦距變大，像距也變大 B.焦距變小，像距也變小 C.焦距變大，像距變小 D.焦距變小，像距變大 8.為判斷一段導(dǎo)線中是否有直流電流通過，手

5、邊若有下列幾組器材，其中最為方便可用的是 ( )A.小燈泡及導(dǎo)線 B.鐵棒及細(xì)棉線 C.帶電的小紙球及細(xì)棉線 D.被磁化的縫衣針及細(xì)棉線 9.物理小組的同學(xué)想利用閃電和雷聲的時(shí)間間隔計(jì)算閃電發(fā)生位置到他們的距離，以下是因位同學(xué)提出的不同方案，其中計(jì)算結(jié)果誤差最小的應(yīng)該是 ( ) A記錄剛剛看到閃電至剛剛聽到雷聲的時(shí)間，再乘以聲速 B記錄剛剛看到閃電至雷聲剛剛結(jié)束的時(shí)間貴再乘以聲速 C由兩位同學(xué)分別按選項(xiàng)A、B兩種方法測(cè)量時(shí)間，求平均值后，再乘以聲速 D由一位同學(xué)按照選項(xiàng)A的方法，多測(cè)幾次對(duì)應(yīng)不同閃電與雷聲的時(shí)間間隔，求平均值后，再乘以聲速圖510.圖5是環(huán)衛(wèi)工人用的一種垃圾夾的結(jié)構(gòu)示意圖。拉繩

6、的一端固定在手把上，另一端穿過空心管桿與兩夾爪的一端相連。當(dāng)用力捏手把時(shí)，夾爪在拉繩的作用下可夾持物體，同時(shí)彈簧被壓縮；當(dāng)松開手把時(shí)，夾爪在彈簧的作用下恢復(fù)原狀。在使用過程中，手把和夾爪分別是 ( )A.省力杠桿，費(fèi)力杠桿 B.費(fèi)力杠桿，省力杠桿 C省力杠桿，省力杠桿D.費(fèi)力杠桿，費(fèi)力杠桿二、簡(jiǎn)答下列各題（每題5分，共30分）圖61.小軍的爸爸想拆除廚房一盞燈，并將控制該燈的開關(guān)玫成插座。但是他家所有的線路都是暗線(除了電燈和開關(guān)的接線盒處，其余部分的導(dǎo)線都在墻內(nèi))，若將改動(dòng)后的線路重新鋪設(shè)成暗線則因工程量太太而不切實(shí)際，鋪設(shè)明線又不美觀。小軍得知后，又經(jīng)過認(rèn)真思考，他根據(jù)物理課上所學(xué)的知識(shí)，

7、首先畫出了他家現(xiàn)有接線的電路圖（如圖6所示），并認(rèn)為只需在原線路上稍作改裝，就能達(dá)到目的。請(qǐng)你用文字說明小軍的改裝方法，并在右側(cè)虛線框中畫出改裝后的電路圖。圖722008年8月1日，京津城際高速鐵路正式開通運(yùn)營(yíng)，使用的是國(guó)產(chǎn)“和諧號(hào)”C3 型動(dòng)車組(如圖7所示)。該車車廂內(nèi)部設(shè)有獨(dú)特的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，夏天送冷風(fēng)時(shí)，車頂中部和車窗下部的送風(fēng)量之比約為3: 1；冬天送熱風(fēng)時(shí)，車頂中部和車窗下部的送風(fēng)量之比約為1: 3。這樣送出的風(fēng)平和、均勻，保障車廂各處溫度適宜。請(qǐng)定性解釋采用這種送風(fēng)比例設(shè)計(jì)的原因。圖83“鴛鴦火鍋”是用金屬片將鍋的內(nèi)部空間隔成相等的兩部分，一邊放清湯鹵，一邊放紅湯鹵，清湯和紅湯的

8、質(zhì)量、主要成分以及初溫幾乎相同，但是清湯鹵一側(cè)液面沒有油層，紅湯鹵一側(cè)液面有一層麻辣風(fēng)味的泊，如圖8所示。吃飯的人們可根據(jù)自己的喜好把食物放入不同的湯料中進(jìn)行燙涮。但小新注意到每次使用這種“鴛鴦火鍋”吃燙涮食品時(shí)，總是紅湯鹵一側(cè)首先沸騰。最初，小新認(rèn)為這是由于紅湯鹵一側(cè)的火更大些，但觀察發(fā)現(xiàn)，兩邊的火焰相同。試分析為什么總是紅湯鹵一側(cè)先沸騰。圖94.小麗在廚房幫媽媽做飯時(shí)發(fā)現(xiàn)菜刀上有兩種孔，如圖9 所示，她對(duì)這兩種孔的作用不了解。請(qǐng)你給她解釋圈中孔、的作用。圖105中新網(wǎng)2009年5月20日電:英國(guó)每日郵報(bào) 19日刊登了一組照片，如圖10 所示。灰鵝在飛行途中突遇強(qiáng)風(fēng)，這只藝高膽大的灰鵝做出了

9、令人吃驚的動(dòng)作以飛行方向?yàn)檩S線，橫向轉(zhuǎn)體180度，但最難的是它的頭部依然保持著正常飛行時(shí)的姿態(tài)！雖然這看起來(lái)有些不可思議，連世界上最優(yōu)秀的體操運(yùn)動(dòng)員都會(huì)被其柔韌的鵝脖所折服。請(qǐng)你思考并回答，灰鵝這樣轉(zhuǎn)體的效果是什么，為什么?6.露天放置的大型石油液化氣罐，為了防止因溫度過高而造成爆炸等事故，罐體外表面通常漆成銀白色，如圖11所示。而露天安裝的電力變壓器，同樣為了防止因溫度過高而造成火災(zāi)等事故，在采用加注冷卻油、安裝散熱管等一系列散熱措施的同時(shí)，卻把其外表面漆成顏色很深的灰黑色，如圖12所示。同樣是為了防止溫度過高，一個(gè)外表面漆成顏色很淺灼銀白色，另一個(gè)外表面卻漆成顏色很深的灰黑色，這是為什么呢

10、? 圖11圖12三、(11分)黑光誘蟲燈是應(yīng)用物理學(xué)原理治理害蟲的一種專用設(shè)備，其結(jié)構(gòu)和工作電路與普通的日光燈的基本相同，區(qū)別只是黑光誘蟲燈燈管的材料和其內(nèi)壁上所涂的熒光粉不同。有的黑光誘蟲燈的燈管外側(cè)加一層高壓電網(wǎng)殺滅害蟲，如圖13所示，有的是直接利用自然水源(如養(yǎng)魚池等)殺滅害蟲。黑光誘蟲燈在正常工作時(shí)，會(huì)發(fā)出波長(zhǎng)為365nm的“光”，盡管這種“光”，人眼看不見，一些害蟲卻看得見。具有趨光特性的害蟲見到這種“光”后即紛紛飛來(lái)，為進(jìn)一步殺滅害蟲創(chuàng)造條件。 1.為什么人眼看不見黑光誘蟲燈發(fā)出的“光”?它發(fā)出的是紅外線還是紫外線?人的視覺頻率范圍: (0.430.75) x1015Hz 2.盡管

11、人眼看不見黑光誘蟲燈發(fā)出的“光”，但技術(shù)人員仍然不允許我們用肉眼近距離地直接觀察正在正常工作的黑光誘蟲燈燈管。這是為什么?圖133.通常一盞H-40型40W的黑光誘蟲燈可以用來(lái)誘殺害蟲的果園范圍約35畝。小胖家承包有400畝果園，在果園里安裝的這種黑光誘蟲燈每年工作約150天，每天工作約10小時(shí)，電價(jià)按每度電0.5元計(jì)算，則每年需要為這些黑光誘蟲燈交多少元電費(fèi)? 4.請(qǐng)解釋上述兩種黑光誘蟲燈是如何殺滅害蟲的。 四、(12分)小明發(fā)現(xiàn)他家的電源插排上有多個(gè)指示燈？如圖4甲所示。小明將電源插排拆開啟發(fā)現(xiàn)，每個(gè)指示燈實(shí)際上是一個(gè)發(fā)光二極管，每個(gè)發(fā)光二極管和一個(gè)定值電阻串聯(lián)后接在220V的電源上。他通

12、過查閱資料得知，發(fā)光二極管的站構(gòu)與普通二極管相似，由一個(gè)PN結(jié)構(gòu)成，具有單向?qū)щ娦浴．?dāng)在發(fā)光二極管上加正向電壓時(shí)，發(fā)光二極管導(dǎo)通并發(fā)光；當(dāng)加反向電壓時(shí)，發(fā)光二極管截止(電阻可視為無(wú)窮大)且不發(fā)光。如果將發(fā)光二極管D和電阻R接在如圖14乙所示的正弦交流電路中，只有在交流電壓正半周期時(shí)，發(fā)光二極管導(dǎo)通，在負(fù)半周期時(shí)不導(dǎo)通。并可以證明：若用UD表示發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)其兩端的電壓，當(dāng)所加的交流電壓為U時(shí)，電阻R上的電壓為，實(shí)際上交流電壓值是變化的，其瞬時(shí)可達(dá)到的最大值約為查表可知發(fā)光二極管正常發(fā)光時(shí)其兩端的電壓約為2V，通過它的電流約為l0mA，計(jì)算時(shí)忽略發(fā)光二極管發(fā)光過程中消耗功率的變化。(1)為了保

13、證發(fā)光二極管的安全叩需要串聯(lián)一個(gè)多大阻值的定值電阻? （2）此時(shí)發(fā)光二極管和定值電阻消耗的總功率為多大? (3)如果我國(guó)有一億個(gè)家庭每天使用帶有一個(gè)發(fā)光二極管指示燈的插排？每天工作24小時(shí)，那么我國(guó)每年(按365天計(jì)算)要損耗多少度電?(4)根據(jù)此現(xiàn)象警示我們平時(shí)要如何節(jié)約用電? 圖14五、(12分)現(xiàn)代社會(huì)汽車大量增加，發(fā)生交通事故的一個(gè)重要原因是遇到意外情況時(shí)車不能立即停止。司機(jī)從看到情況到肌肉動(dòng)作操縱制動(dòng)器來(lái)剎車需要一段時(shí)間，這段時(shí)間叫反應(yīng)時(shí)間；在這段時(shí)間內(nèi)汽車要保持原速前進(jìn)一段距離，這段距離叫反應(yīng)距離。從操縱制動(dòng)器剎車，到車停下來(lái)，汽車又要前進(jìn)一段距離，這段距離叫制動(dòng)距離。下面是一個(gè)機(jī)

14、警的司機(jī)駕駛一輛保養(yǎng)得很好的汽車在干燥的水平公路上以不同的速度行駛時(shí)，測(cè)得的反應(yīng)距離和制動(dòng)距離。請(qǐng)回答:(1)剎車過程中輪胎會(huì)發(fā)熱，這是什么原因?是什么能轉(zhuǎn)化為什么能的過程？ (2)利用上表數(shù)據(jù)，通過計(jì)算求出該司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間大約是多少秒? (3)分析上表數(shù)據(jù)可知，汽車制動(dòng)距離與行駛速度有什么關(guān)系? (4)為了提醒司機(jī)朋友在雨雪天氣里注意行車安全，在高速公路旁邊設(shè)置了“雨雪路滑，減速慢行”的警示牌，請(qǐng)簡(jiǎn)要說明這句話的物理道理。速度/km·h-140506080100反應(yīng)距離/m79111519制動(dòng)距離/m813203454六、(15分)“手拉葫蘆”(如圖15所示)是一種攜帶方便、使用簡(jiǎn)易的手動(dòng)起重機(jī)械，廣泛用于工廠、工地、礦山、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等環(huán)境，用來(lái)完成起吊貨物等任務(wù)。其中HCB30型“手拉葫蘆”的技術(shù)數(shù)據(jù)如下表：型號(hào)HCB30承載鏈條股數(shù)（股）2最大承載質(zhì)量(t)3鏈條直徑(mm)8一次起升高度(mm)3手拉輪直徑(mm)150測(cè)試載荷(kN)37.5承載輪直徑(mm)50最小凈空高度（mm）470凈重（kg）21.7最大載荷所需拉力(N)360毛重（kg）22.3注：“一次起升高度”是指，成年人在站立狀態(tài)，用