2016年度全國(guó)初中應(yīng)用物理競(jìng)賽試題及答案

2016年第二十六屆全國(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(xiě)所在地區(qū)、學(xué)校、姓名和考號(hào)。2．用藍(lán)色或黑色鋼筆、圓珠筆書(shū)寫(xiě)。3．本試卷共有六個(gè)大題，滿分100分。4．答卷時(shí)間：2016年3月27日(題號(hào)一二二/四五總分分?jǐn)?shù)/復(fù)核人/一、本題共10小題，毎小題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)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．我國(guó)有句諺語(yǔ)說(shuō)：“下雪不冷化雪冷”。你認(rèn)為以下幾個(gè)說(shuō)法中一定錯(cuò)誤的是（B）A．冷與不冷是將下雪過(guò)程中與下雪過(guò)后的溫度進(jìn)行對(duì)比來(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．公路交通標(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結(jié)構(gòu)示意圖中，設(shè)計(jì)最合理的是（C）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(A)4．將一根直木棒放在一裝有水的長(zhǎng)方體形狀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察到的現(xiàn)象是下面四種情況中的哪一種（C ）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，然后逐漸將長(zhǎng)金屬鏈順序地盤入玻璃杯中，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。若將手指放開(kāi)，將會(huì)出現(xiàn)下列哪種現(xiàn)象（D ）A．沒(méi)有變化B．金屬鏈會(huì)回到玻璃杯中C．金屬鏈會(huì)下落一段距離后停止滑出杯子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)部結(jié)構(gòu)示意圖，雙金屬片一般是由形狀相同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)的認(rèn)識(shí)中，錯(cuò)誤的是(D)A．雙金屬片溫度計(jì)是根據(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．要使溫度升高時(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2．為防止小轎車在行駛途中由于車門沒(méi)有關(guān)閉而帶來(lái)危險(xiǎn)，廠家設(shè)計(jì)了報(bào)警電路。四個(gè)車門都關(guān)閉時(shí)蜂鳴報(bào)警器不響且指示燈不亮；只要有一扇車門沒(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，根據(jù)指示燈發(fā)光情況可判斷哪一扇車門沒(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)線不許交叉或穿過(guò)開(kāi)關(guān)），說(shuō)明：每個(gè)車門控制一個(gè)開(kāi)關(guān)（S1對(duì)應(yīng)L1，其他類推)當(dāng)車門關(guān)閉時(shí)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，車門打開(kāi)時(shí)開(kāi)關(guān)閉合。3．如圖11甲所示的吊車在試圖吊起損壞的車輛時(shí)，發(fā)生了翻車事故（如圖11乙所示）。請(qǐng)你分析吊車翻車的3種可能原因。4．參加拔河比賽前老師告訴同學(xué)們應(yīng)注意以下技巧：①挑選體重大的同學(xué)參賽；②穿較新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)，繩子一定要拉直，聽(tīng)到口號(hào)一起用力往后拉。請(qǐng)你分析并說(shuō)出3條上述技巧背后蘊(yùn)含的物理知識(shí)。 5．在秋季無(wú)風(fēng)或微風(fēng)的清晨，湖面上方經(jīng)常有一層厚厚的“水霧”。請(qǐng)你解釋秋季水面容易產(chǎn)生水霧的原因。三、（11分）抽水蓄能電站是一種特殊的發(fā)電站，也是目前電力系統(tǒng)中最可靠、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。抽水蓄能電站的基本結(jié)構(gòu)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)上的電能不足時(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。2015年6月12日，安徽金寨抽水蓄能電站項(xiàng)目正式開(kāi)工?？傃b機(jī)容量120萬(wàn)千瓦（此處可看作總發(fā)電功率為120萬(wàn)千瓦），計(jì)劃建設(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)年總抽水消耗電能26.81．按照設(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？2．該抽水蓄能電站的年運(yùn)行綜合效率?行的設(shè)計(jì)值是多少？3．若該抽水蓄能電站在放水發(fā)電階段的效率?行=90%，則抽水蓄能階段的效率?抽是多少？4．若該抽水蓄能電站上、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)發(fā)電機(jī)組全部滿負(fù)荷連續(xù)發(fā)電t0=l0h，試估算，該抽水蓄能電站上庫(kù)的容量V庫(kù)至少要多少m3?四、（11分）2015年4月16日，中國(guó)首創(chuàng)的十秒級(jí)閃充電車在寧波正式下線，如圖14所示。這種電車采用超級(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。與該車相匹配的充電樁安裝在各公交站點(diǎn)，充電粧在乘客上下車的約30s時(shí)間里即可把電充滿，并可讓車持續(xù)正常行駛5km以上。在制動(dòng)和下坡時(shí)，電車還可以把部分動(dòng)能再轉(zhuǎn)化為電能為超級(jí)電容充電。若假設(shè)這種電車的質(zhì)量（滿載，含乘客）為m=15t;正常勻速行駛時(shí)，電車受到的平均阻力f為車重G的0.02倍；正常勻速行駛時(shí)的速度為v=10m1．這種電車正常勻速行駛時(shí)的功率P行。2．若這種電車每次充滿電后持續(xù)正常行駛5km，正常勻速行駛時(shí)的效率為?行=90%。試估算，每次充滿電，電車從充電樁所獲得的能量E。3．若每次給這種電車充滿電須耗時(shí)t=30s。試估算，充電樁為電車充電時(shí)的輸出功率P出。4．若按電價(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百公里油耗約為36L，燃油價(jià)格按5.5元/L來(lái)計(jì)算，同樣行駛5km需花費(fèi)然油費(fèi)多少元？五、（14分）小明某次在路邊觀察到，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“豎立”起來(lái)時(shí)，在地面上先挖了形狀如圖15所示的坑。地面處的坑口截面基本上是一個(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)始有一從地面直達(dá)坑底的斜坡。而另一邊則是直上直下的，坑底基本上是一個(gè)正方形。請(qǐng)你回答：1．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？．2．通過(guò)計(jì)算對(duì)比分析：如果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)始階段，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。電桿線的質(zhì)量為410kg，長(zhǎng)8.0m，粗端直徑0.26m，其重心距粗端3.2m。（取g=10N/kg)3．在上述兩種情況下，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？六、（14分）如圖17所示為一種新型電器——無(wú)葉空氣凈化暖風(fēng)器，兼具風(fēng)扇、制暖和空氣凈化的功能，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)周圍和后方的空氣，使形成風(fēng)的空氣體積比進(jìn)氣體積增加十幾倍。1．請(qǐng)解釋這種電器形成風(fēng)的空氣體積比進(jìn)氣體積增加很多的原因。2．如果要將一個(gè)“10m×7m×3m”的房間的溫度從15°C提升到(1)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·空氣凈化暖最大功率:風(fēng)器銘牌制暖2000W涼風(fēng)/凈化40W送風(fēng)距