2023年全國(guó)初中應(yīng)用物理競(jìng)賽試題及參考答案解析

版版學(xué)習(xí)好幫手學(xué)習(xí)好幫手2023年全國(guó)初中應(yīng)用物理競(jìng)賽試題10220分。以下各小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)是正確的，把正確選項(xiàng)前面的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。1．的是〔 〕A．冷與不冷是將下雪過(guò)程中與下雪過(guò)后的溫度進(jìn)展比照來(lái)說(shuō)的B．冷氣流的北上導(dǎo)致氣溫的降低C．雪的熔化、熔化后水的蒸發(fā)以及雪的升華都需要吸熱導(dǎo)致氣溫的降低D．人們感覺(jué)的“冷”與“不冷”除與溫度有關(guān)之外，還受空氣濕度的影響2．大路交通標(biāo)志由基板和附著其上的反光膜組成，夜晚它可以反射汽車(chē)射來(lái)的燈光，使司機(jī)看清交通標(biāo)志。圖1所示的反光膜橫截面的構(gòu)造示意圖中，設(shè)計(jì)最合理的是〔 〕3．如圖2所示，生活中有很多方法都可以將斧頭安緊在斧柄上，下面四種方法能更好地利用斧頭慣性的是( )圖24．將一根直木棒放在一裝有水的長(zhǎng)方體外形的玻璃水槽中的偏左側(cè)的位置，直木棒靜止后從其正前方觀看到的現(xiàn)象是下面四種狀況中的哪一種〔 〕5．用手提起如圖4甲所示長(zhǎng)細(xì)金屬鏈的一端，使金屬鏈的另一端接觸玻璃杯底部，然后漸漸將長(zhǎng)金屬鏈順序地盤(pán)入玻璃杯中，直到金屬鏈幾乎能裝滿玻璃杯。將玻璃杯放置在水平桌面的最左端，使金屬鏈的另一端伸出玻璃杯外，然后用手指按住金屬鏈，如圖4乙所示。假設(shè)將手指放開(kāi)，將會(huì)消滅以下哪種現(xiàn)象〔 〕A．沒(méi)有變化 B．金屬鏈會(huì)回到玻璃杯中C．金屬鏈會(huì)下落一段距離后停頓滑出杯子 D．金屬鏈會(huì)下落直到玻璃杯清空6．如圖5所示為雙金屬片溫度計(jì)的內(nèi)部構(gòu)造示意圖，雙金屬片一般是由外形一樣的銅片和鐵片鉚合在一起制成的，其中銅的熱膨脹程度比鐵的大。當(dāng)溫度變化時(shí)，由于內(nèi)外兩層金屬片的膨脹程度不一樣而引起指針偏轉(zhuǎn)，同時(shí)在彈力的平衡下，指針便指在刻度盤(pán)上相應(yīng)的溫度值位置上，從而顯示出被測(cè)的溫度。下面關(guān)于雙金屬片溫度計(jì)的生疏中，錯(cuò)誤的選項(xiàng)是( )A．雙金屬片溫度計(jì)是依據(jù)固體熱脹冷縮的原理制成的B．被測(cè)溫度越高，雙金屬片溫度計(jì)內(nèi)彈簧的彈力越大C．雙金屬片溫度計(jì)的指針做得比較長(zhǎng)，是為了能起到將微小形變放大的作用D．要使溫度上升時(shí)指針順時(shí)針偏轉(zhuǎn)，雙金屬片的外層〔圖中較粗線所示〕應(yīng)是鐵，內(nèi)層〔圖中較細(xì)線所示〕應(yīng)是銅7．有閱歷的面點(diǎn)師傅在用手從蒸籠里拿剛蒸熟的饅頭之前，總是先用手蘸上少許涼水。面點(diǎn)師傅這樣做，主要的道理和目的是〔 〕A．利用涼水先對(duì)手進(jìn)展冷卻，同時(shí)由于水的比熱容又較大，避開(kāi)手被燙傷B．利用涼水蒸發(fā)吸熱，以降低手的溫度，避開(kāi)手被燙傷C．利用涼水蒸發(fā)吸熱，以快速降低籠內(nèi)水蒸氣的溫度，避開(kāi)手被燙傷D．利用涼水把手與熱饅頭隔開(kāi)，以避開(kāi)手被燙傷8．在搶救呼吸困難的病人時(shí)，醫(yī)生往往給病人輸氧氣。氧氣經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)的輸送管道進(jìn)入病房，再通過(guò)一個(gè)如圖6所示的裝置。這個(gè)裝置讓氧氣先通入瓶中的蒸餾水內(nèi)，而后才供給應(yīng)病人呼吸使用。爭(zhēng)論性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)們對(duì)于讓氧氣通入瓶中的蒸餾水內(nèi)的目的，提出了如下幾種觀點(diǎn)：①過(guò)濾氧氣，除去輸送過(guò)程中夾雜的少量雜質(zhì)②給氧氣加濕，使氧氣潮濕一些③冷卻氧氣，降低氧氣的溫度④通過(guò)氣泡可以觀看氧氣的流量大小，便于調(diào)整在上述觀點(diǎn)中，最為合理的一組是〔 〕A．①②③B．②③④C．①②④ D．①③④9．晶晶在超市買(mǎi)了一塊豆腐、一顆圓白菜、一盒雞蛋，依據(jù)你學(xué)的物理學(xué)問(wèn)，你覺(jué)得如圖7所示的哪種裝袋方式最合理〔 〕10．半潛船是特地從事運(yùn)輸大型海上石油鉆井平臺(tái)、大型艦船、潛艇等超長(zhǎng)超重而又無(wú)法分割吊運(yùn)的超大型設(shè)備的船舶。如圖8甲所示，半潛船把裝貨甲板潛入水中，使貨物能夠進(jìn)入裝貨甲板上。然后半潛船上浮至船身和貨物一起浮出水面，將貨物運(yùn)走，如圖8乙所示為用半潛船運(yùn)送損壞的艦艇。以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是〔 〕A．半潛船是由密度比水小的實(shí)心材料制成的B．建筑半潛船時(shí)內(nèi)部確定留有很大體積的空艙C．沒(méi)有裝載任何貨物處于下潛狀態(tài)的半潛船，與它裝載著艦艇并浮出水面時(shí)受到的浮力大小確定相等D8乙中的半潛船的質(zhì)量必需要小于艦艇的質(zhì)量二、簡(jiǎn)答以下各題〔630分〕眼鏡是我們格外生疏的光學(xué)器件，由鏡片和鏡架組成〔如圖9所示。眼鏡可分為①矯正視力的近視眼鏡、遠(yuǎn)視眼鏡、老花眼鏡及散光眼鏡等；②保護(hù)眼睛的防風(fēng)眼鏡、太陽(yáng)眼鏡、游泳眼鏡等；③具有矯正視力和保護(hù)眼睛雙重功能的眼鏡。請(qǐng)分別從力學(xué)、光學(xué)等不同角度，說(shuō)出至少三條上述各種眼鏡中包含的物理學(xué)問(wèn)。為防止小轎車(chē)在行駛途中由于車(chē)門(mén)沒(méi)有關(guān)閉而帶來(lái)危急，廠家設(shè)計(jì)了報(bào)警電路。四個(gè)車(chē)門(mén)都關(guān)閉時(shí)蜂鳴報(bào)警器不響且指示燈不亮；只要有一扇車(chē)門(mén)沒(méi)有關(guān)閉，蜂鳴報(bào)警器就會(huì)報(bào)警，對(duì)應(yīng)的指示燈就會(huì)發(fā)光，依據(jù)指示燈發(fā)光狀況可推斷哪一扇車(chē)門(mén)沒(méi)有關(guān)閉。請(qǐng)你在圖10中用筆畫(huà)線表示導(dǎo)線，將各元件連接成符合要求的、電路圖〔導(dǎo)線不許穿插或穿過(guò)開(kāi)關(guān)，說(shuō)明：每個(gè)車(chē)門(mén)把握一個(gè)開(kāi)關(guān)S1門(mén)翻開(kāi)時(shí)開(kāi)關(guān)閉合。

對(duì)應(yīng)L，其他類(lèi)推)當(dāng)車(chē)門(mén)關(guān)閉時(shí)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，車(chē)111如圖11甲所示的吊車(chē)在試圖吊起損壞的車(chē)輛時(shí)，發(fā)生了翻車(chē)事故〔如圖11乙所示3種可能緣由。參與拔河競(jìng)賽前教師告知同學(xué)們應(yīng)留意以下技巧：①選擇體重大的同學(xué)參賽；②穿較的有花紋的橡膠底運(yùn)動(dòng)鞋；③拔河時(shí)身體要句后傾斜適當(dāng)角度，兩腿前伸兩腳用力蹬地，重心落在腳掌后面；④發(fā)力時(shí)，繩子確定要拉直，聽(tīng)到口號(hào)一起用力往后拉。請(qǐng)你分3條上述技巧背后蘊(yùn)含的物理學(xué)問(wèn)。面簡(jiǎn)潔產(chǎn)生水霧的緣由?！?1分〕抽水蓄能電站是一種特別的發(fā)電站，也是目前電力系統(tǒng)中最牢靠、最經(jīng)濟(jì)、壽命周期長(zhǎng)、容量大、技術(shù)最成熟的儲(chǔ)能裝置。抽水蓄能電站的根本構(gòu)造如圖13所示，當(dāng)電網(wǎng)上的電能有盈余時(shí)，抽水蓄能電站就利用盈余的電能，通過(guò)蓄能機(jī)組帶動(dòng)水泵，把水由低處的下庫(kù)抽到高處的上庫(kù)并儲(chǔ)存起來(lái)；當(dāng)電網(wǎng)上的電能缺乏時(shí)，使原來(lái)抽到上庫(kù)的水再流回下庫(kù)，并推動(dòng)蓄能機(jī)組帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。2023年6月12日，安徽金寨抽水蓄能電站工程正式開(kāi)工?？傃b機(jī)容量120萬(wàn)千瓦〔120萬(wàn)千瓦，打算建設(shè)4臺(tái)單機(jī)容量30萬(wàn)千瓦的發(fā)電機(jī)組。設(shè)計(jì)年26.820.1億千瓦時(shí)。取g=10N/kg，求：依據(jù)設(shè)計(jì)要求，平均每年這4臺(tái)發(fā)電機(jī)組相當(dāng)于要共同工作連續(xù)工作多少天？該抽水蓄能電站的年運(yùn)行綜合效率?

的設(shè)計(jì)值是多少？行假設(shè)該抽水蓄能電站在放水發(fā)電階段的效率?多少？

=90%，則抽水蓄能階段的效率? 是發(fā) 抽假設(shè)該抽水蓄能電站上、下庫(kù)的水面平均高度h=100m，為保證該抽水蓄能電站4臺(tái)t0=l0hV至少要多少m3?四〔11分〕2023年4月16日，中國(guó)首創(chuàng)的十秒級(jí)閃充電車(chē)在寧波正式下線，如圖14所示。這種電車(chē)承受超級(jí)電容〔一種可以直接以電能形式儲(chǔ)存能量的設(shè)備，像蓄電池一樣也有正、負(fù)兩極〕作為電能存儲(chǔ)設(shè)備。這種超級(jí)電容安全環(huán)保，可反復(fù)充放電 100萬(wàn)次以上，使用壽命長(zhǎng)達(dá)十年。與該車(chē)相匹配的充電樁安裝在各公交站點(diǎn)，充電樁在乘客上下車(chē)的約30s時(shí)間里即可把電布滿，并可讓車(chē)持續(xù)正常行駛5km以上。在制動(dòng)和下坡時(shí)，電車(chē)還可以把局部動(dòng)能再轉(zhuǎn)化為電能為超級(jí)電容充電。假設(shè)假設(shè)這種電車(chē)的質(zhì)量〔滿載，含乘客〕為m=15t;正常勻速行駛時(shí)，電車(chē)受到的平均f為車(chē)重G0.02v=10m/s〔g=10N/kg)求:這種電車(chē)正常勻速行駛時(shí)的功率P。行假設(shè)這種電車(chē)每次布滿電后持續(xù)正常行駛5km，正常勻速行駛時(shí)的效率為

=90%。試估算，每次布滿電，行電車(chē)從充電樁所獲得的能量E。假設(shè)每次給這種電車(chē)布滿電須耗時(shí) t=30s。試估算，充電樁為電車(chē)充電時(shí)的輸出功率P。出假設(shè)按電價(jià)0.5元/kWh來(lái)計(jì)算，則每次充電需花費(fèi)電費(fèi)多少元？與之同樣功能的然油公交車(chē)百公里油耗約為36L，燃油價(jià)格按5.5元/L5km需花費(fèi)然油費(fèi)多少元？〔14分〕小明某次在路邊觀看到，工人師傅們?cè)诎惭b水泥電線桿過(guò)程中要將地面上水平的電線桿“直立”起來(lái)時(shí)，在地面上先挖了外形如圖15所示的坑。地面處的坑口截面根本上是一個(gè)長(zhǎng)方形，其寬度僅比電線桿的粗端直徑略大一點(diǎn)，坑中從長(zhǎng)方形的一邊開(kāi)頭有一從地面直達(dá)坑底的斜坡。而另一邊則是直上直下的，坑底根本上是一個(gè)正方形。請(qǐng)你回答：為什么要挖成圖15所示的深坑，而不挖成圖16甲所示的僅比電桿略粗一點(diǎn)的深坑，或者如圖16乙所示的大口徑的深坑？這樣做有什么好處？通過(guò)計(jì)算比照分析：假設(shè)已將電線桿水平放在坑口上方，且其粗端位于坑底右端正上方，現(xiàn)要把電線桿分別埋入圖15、圖16甲所示的兩個(gè)坑中，則在豎起電線桿的開(kāi)頭階段，對(duì)電線桿的細(xì)端分別至少需要多大的力？己知這種坑深1.6m，坑底的長(zhǎng)、寬都是0.3m，地面處坑口長(zhǎng)2.3m、寬0.3m。電桿線410kg8.0m0.26m3.2m〔g=10N/kg)在上述兩種狀況下，豎起電線桿的過(guò)程中，工人師傅們對(duì)電線桿分別至少要做多少功？〔14分〕如圖17所示為一種型電器——無(wú)葉空氣凈化暖風(fēng)器，兼具風(fēng)扇、制溫存空氣凈化的功能，其銘牌如表所示。如圖18甲所示，電器的底部為進(jìn)氣口，空氣進(jìn)入時(shí)要經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)凈化，然后被馬達(dá)送入環(huán)形通道〔內(nèi)有加熱元件。環(huán)形通道一端開(kāi)有細(xì)縫，空氣從細(xì)縫高速吹出。如圖18乙所示，高速吹出的氣流，能帶動(dòng)四周和前方的空氣，使形成風(fēng)的空氣體積比進(jìn)氣體積增加十幾倍。請(qǐng)解釋這種電器形成風(fēng)的空氣體積比進(jìn)氣體積增加很多的緣由。假設(shè)要將一個(gè)“10m×7m×3m”的房間的溫度從15°C提升到20°C，請(qǐng)答復(fù)：請(qǐng)估算該電器至少需^作多長(zhǎng)時(shí)間？〔己知空氣的密度約為 1.22kg/m3，比熱容約為1×103J/〔kg·℃〕空氣凈化暖風(fēng)器銘牌最大功率最大功率送風(fēng)距離最強(qiáng)進(jìn)氣氣流可達(dá)最強(qiáng)出風(fēng)氣流可達(dá)4-7m33L/S(升/秒〕434L/S(升/秒〕反思你的估算和實(shí)際狀況有何差異、解釋為什么會(huì)有差異？3．假設(shè)要凈化該房間內(nèi)的空氣，請(qǐng)答復(fù)：該電器過(guò)濾一遍與房間一樣體積的空氣至少需要多長(zhǎng)時(shí)間？反思你計(jì)算出的時(shí)間和實(shí)際狀況下將空氣過(guò)濾干凈需要的時(shí)間有何差異、解釋為什么會(huì)有差異？2023年其次十六屆全國(guó)初中應(yīng)用物理學(xué)問(wèn)競(jìng)賽參考解答和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)一、選擇題〔220分〕1．B 2．D 3．A 4．C 5．D 6．D 7．A 8．C 9．B 10．B二、簡(jiǎn)答題〔630分〕16分〕參考答案鼻托面積較大是為了增大受力面積，減小壓強(qiáng)，使人感覺(jué)更舒適；鏡片和鏡架盡量用密度小的材料，減小眼鏡總質(zhì)量，減小壓力，減小壓強(qiáng)，使人感覺(jué)更舒適；近視眼鏡的鏡片對(duì)光束有發(fā)散作用，可以使裸眼所成的像向視網(wǎng)膜方向移動(dòng)，成以視網(wǎng)膜上；鏡腿承受彈性較好的材料，不簡(jiǎn)潔損壞和變形。26分〕如圖答-1所示36分〕吊臂相對(duì)于水平面傾斜的角度過(guò)??；被吊物體質(zhì)量過(guò)大；吊臂伸出過(guò)長(zhǎng)；吊車(chē)左端的支撐爪不夠靠前。46分〕參考答案體重大的同學(xué)對(duì)地面的壓力大，摩擦力大；穿較的有花紋的橡膠底運(yùn)動(dòng)鞋，可以增加接觸面間的粗糙程度，摩擦力大；把人看做一個(gè)杠桿，以腳為支點(diǎn)，重心落在腳掌后面且兩腿前伸用力蹬地，可以增加重力的力臂，增加被對(duì)手拉動(dòng)向前方轉(zhuǎn)動(dòng)的難度；同時(shí)用力，且全部力都沿同始終線，同一方向，合力最大。56分〕參考答案秋季夜晚水和空氣放熱，由于水的比熱容比空氣大，早晨的溫度高于空氣；水蒸發(fā)形成水蒸氣；水蒸氣遇冷空氣放熱液化形成小水滴即“水霧〔11分〕參考解答4臺(tái)發(fā)電機(jī)組相當(dāng)于要共同連續(xù)工作的時(shí)間Wt 發(fā) P發(fā)

20.1108kWh1675h70d 2分1.2106kW該抽水蓄能電站的年運(yùn)行綜合效率的設(shè)計(jì)值W 行 P耗

100%20.1108kWh100%75% 2分26.8108kWh運(yùn)行綜合效率η

與放水發(fā)電階段的效率η行

和抽水蓄能階段的效率η發(fā)

的關(guān)系為抽η =η行 發(fā)則抽水蓄能階段的效率行 行抽 發(fā)

%3分90%放水發(fā)出的電能Pt=ηρVgh 2分該抽水蓄能電站上水池的庫(kù)容至少為PtV庫(kù)gh發(fā)

4.8107m3 2分〔11分〕參考解答電車(chē)勻速行駛時(shí)，電車(chē)的牽引力F=f=0.02G=0.02mg=0.02×15×103kg×10N/kg=3×103N 1分行電車(chē)正常勻速行駛時(shí)的功率P =Fv=3×103N×10m/s=3×104W 2分行這種電車(chē)每次布滿電后持續(xù)正常行駛s=5km，電車(chē)所做的功為：W=Fs=3×103N×5×103m=1.5×107J 1分1.5107J電車(chē)從充電樁所獲得的能量E

0.9

1.6107J 2分E 1.67107J充電樁為電車(chē)充電時(shí)的輸出功率為P出

5.57105W……2分t 30s每次充電所需電費(fèi)為

1.671073.6106

kWh0.5元/kWh2.32元 2分燃油公交車(chē)行駛5km須花費(fèi)燃油費(fèi)為5km 36L5.5元/L9.9元 1分100km〔14分〕參考答案15分〕挖成圖15所示的深坑好處如下：①少挖土方：挖成圖15所示的深坑要比挖成圖16乙所示的深坑少挖土方，這樣可以少做功，避開(kāi)人力鋪張，提高勞動(dòng)效率。15所示的坑里向外取土。③省力省功：用圖15所示的深坑埋水泥電線桿，與用圖16甲所示的深坑埋水泥電線桿相比，不必將電線桿沿豎直方向直立在地面上，重心上上升度小，施工時(shí)即省力又省功。④施工安全：用圖15所示的深坑埋水泥電線桿，施工人員只需從有斜坡的方向扶住水泥電線桿就行了，水泥電線桿不會(huì)向其它方向傾倒，施工比較安全。2．①假設(shè)將這種電線桿埋入圖15所示的坑中，電線桿就位后的狀況如圖答-2所示。 1分設(shè)豎起電線桿的開(kāi)頭階段，在細(xì)端所施加的豎直向上的拉力為F1。在圖答-22.3m-0.3m=2.0m11 11進(jìn)而：OA=8.0m-2.0m=6.0m OB=3.2m-2.0m=1.2m11 11電線桿重：G=mg=410×10N=4100N 1分依據(jù)杠桿平衡條件，有：F1×O1A1=G×O1B1解得：F

=GOB11

=820N ………2分11 OA11116甲所示的坑中。電線桿就位后的狀況如圖答-3所示。1分設(shè)豎起電線桿的開(kāi)頭階段，在細(xì)端所施加的豎直向上的力為F。2在圖答-3中：OA=8.0m OB=3.2m ……1分22 22依據(jù)杠桿平衡條件，有：F×OA=G×OB2 22 22GOBF

2 21640N ……1分2 OA2 23．在圖答-2中，電線桿重心上升：h=3.2m-1.6m=1.6m ……1分1人們對(duì)電線桿做功：W=Gh=4100×1.6J=6560J ……1分1 1在圖答-3中，電線桿重心上升：h=3.2m ……1分2人們對(duì)電線桿做功：W=Gh=4100×3.2J=13120J ……1分2 2〔14分〕參考答案1．當(dāng)氣流從細(xì)縫以高速吹出，氣流的壓強(qiáng)小于四周空氣的壓強(qiáng) 1分在壓強(qiáng)差的作用下，四周的空氣流向氣流并被加速，從而隨著氣流一起向前運(yùn)動(dòng)/r