2023年全國初中物理競賽試題及答案

第二十四屆初中應(yīng)用物理競賽試題試卷總分：120分時間：120分鐘啟用前----絕密本題共10小題，每小題2分，共20分。如下各小題給出四個選項中只有一種是對的，把對的選項前面字母填在題后括號內(nèi)。1.汽車觀后鏡是用來觀測車后路面狀況裝置，普通為凸面鏡。正常狀況下，坐在駕駛員位置人通過左側(cè)觀后鏡應(yīng)當(dāng)看見如圖1甲所示效果。在某次準(zhǔn)備駕車外出前，坐在駕駛員位置王師傅發(fā)現(xiàn)，從左側(cè)觀后鏡中看到是如圖1乙所示情景。為保證行駛安全，左側(cè)觀后鏡鏡面應(yīng)恰當(dāng)完畢圖2中哪種操作（）2.“元旦文藝會演”時，物理教師和電工師傅合作給同窗們表演了一種“不怕電”節(jié)目(注意：因該節(jié)目有危險，同窗們切勿模仿)。一方面電工師傅將兩根導(dǎo)線接頭A、B分別連接到一標(biāo)有“PZ220100”燈泡（如圖3甲所示）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，物理教師站到干燥木凳上，左、手兩手分別抓住兩導(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及物理教師皮膚，發(fā)現(xiàn)測電筆氖管均發(fā)光，而在這一過程中，物理教師仍然談笑自如。對以上現(xiàn)象解釋，你認(rèn)為下列說法中對的是（）A．物理教師有“特異功能”，的確不怕電B．物理教師雙手戴著絕緣手套C．在人、燈替代過程中，電源零線被斷開了D．在人、燈替代過程中，電源火線被斷開了3.圖4甲為一把手工鋸條，圖4乙為正對著鋸齒看效果，發(fā)現(xiàn)它鋸齒都“東倒西歪”側(cè)向兩側(cè)，而不在一種平面上。其因素是（）A．將鋸齒做成這樣形狀后，容易將鋸齒打磨得更鋒利B．將鋸齒做成這樣形狀后，鋸條承受撞擊能力更強C．鋸條用得太久，鋸齒被撞歪了D．將鋸齒做成這樣形狀后，可以使鋸口加寬，減小被鋸物體對鋸條摩擦力4．“嫦娥三號”探測器在月球表面降落時，沒有使用降落傘，是由于（）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作用D．“嫦娥三號”質(zhì)量太大，不易制作足夠大降落傘5．汽車發(fā)動機在工作過程中需要冷卻。圖5為汽車發(fā)動機水冷系統(tǒng)工作原理示意圖。在汽車發(fā)動機正常工作過程中，圖5所示關(guān)于汽車發(fā)動機水冷系統(tǒng)中水流方向以及水泵葉轉(zhuǎn)向示意圖中，對的是（）6．6月20日國內(nèi)宇航員王亞平初次進行了太空授課。圖6為王亞平所做實驗一種畫面，圖中水呈球狀而不破裂，除了失重因素外，還重要是由于（）A．水球外表面有一層很薄橡皮膜B．水球表面分子間互相作用引力不不大于斥力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，水分子構(gòu)造發(fā)生了變化7．將一只點燃蠟燭接近家里鏡子，會發(fā)現(xiàn)鏡子中浮現(xiàn)了各種蠟燭像，如圖7所示。對于這種現(xiàn)象，下列解釋中對的是（）A．鏡子質(zhì)量不好，反射面不平整B．光經(jīng)玻璃前表面和后表面發(fā)生多次反射后形成了各種虛像C．燭焰將附近空氣加熱后，由于空氣密度不均勻?qū)е抡凵湫纬闪烁鞣N虛像D．火焰抖動過程中，由于視覺暫留效應(yīng)形成錯覺8．小東在觀看“神舟十號”飛船發(fā)射時，想估算一下運載飛船火箭在發(fā)射后第一種10s內(nèi)平均速度。她上網(wǎng)查到運載“神舟十號”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)射視頻，分別截取火箭剛發(fā)射時和第10s圖片，如圖8甲和圖8乙所示。則火箭發(fā)射后第一種10s內(nèi)平均速度值應(yīng)最接近（）A．4m/sB．9m/sC．12m/sD．15m/s9．為了監(jiān)督司機與否遵守限速規(guī)定，交管部門在公路上安裝了固定測速儀。如圖9所示，汽車向放置在道路中間測速儀勻速駛來，測速儀向汽車發(fā)出兩次短促超聲波信號。第一次發(fā)出信號到測速儀接受到經(jīng)汽車反射回來信號用時0.5s，第二次發(fā)出信號到測速儀接受到汽車反射回來信號用時0.3s，若發(fā)出兩次信號時間間隔是1.1s，超聲波速度是340m/s，則（）A．汽車接受到第一次信號時，距測速儀170mB．汽車接受到第二次信號時，距測速儀102mC．汽車速度是34m/sD．汽車速度是30.9m/s10．如圖10所示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重要技術(shù)參數(shù)。依照學(xué)過物理知識，判斷如下估算成果中合理是（）電動自行車行駛過程中，電動機工作電流保持5A不變蓄電池一次充足電，放電時可輸出電能最多約為3.5×104J若蓄電池儲存能量80%用于驅(qū)動電動自行車在平均阻力為40N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蓄電池一次充電后，該電動自行車最多可供電動騎行2.4h整車整車質(zhì)量40Kg最高車速30Km/h最大噪音62dB蓄電池電壓48V容量12Ah電動機額定電壓48V額定功率240W二、簡答下列各題（每題5分，共30分）有兩只干凈、透明圓柱形玻璃杯，一只盛滿不含氣泡、污物純凈水，另一只為空杯子，兩只杯子杯口都被不透明蓋子蓋嚴(yán)了。請你闡明如何只用眼睛觀測判斷哪只杯中裝有水，并闡明這樣做根據(jù)。如圖11所示，位于兩個電線桿之間電線總是呈現(xiàn)出向下弧線，弧線最低點與兩端懸點間水平線距離稱為垂距或稱垂度。請回答：若架設(shè)電線時所留垂距過小，你認(rèn)為會有什么危害？（2）若架設(shè)電線時所留垂距過大，你認(rèn)為會有什么危害或局限性？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行保護設(shè)備，它內(nèi)部構(gòu)造涉及兩個某些-------檢測裝置和實驗電路。家庭電路漏電時，通過火線與零線電流不相等。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(dāng)它檢測到通過自身火線和零線電流不等時，便切斷電源，起到保護作用。漏電保護器中尚有實驗電路，由一只開關(guān)S與一種電阻R構(gòu)成，閉合開關(guān)S就能模仿漏電情形，從而檢查漏電保護器工作與否正常。請在圖12乙中漏電保護器虛線框內(nèi)畫出實驗電路。4.“嫦娥三號”探測器重要由兩大某些構(gòu)成：著陸器和巡視器，其中巡視器就是咱們俗稱“玉兔”月球車（如圖13所示）網(wǎng)上有許多學(xué)生和科學(xué)愛好者問了許多關(guān)于月球車有趣問題，你能幫她回答嗎？月球表面某些某些土壤非常松軟，并且崎嶇不平，石塊、隕石坑遍及。設(shè)計什么樣月球車輪才干以便它在月球表面行駛？月球車為什么不使用減震性能更好充氣輪胎？月球車重要能量來源是什么？5.如圖14甲所示為一輛在田地里使用農(nóng)用四輪拖拉機，它前輪是導(dǎo)向輪，后輪是驅(qū)動輪，拖拉機在工作時普通背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、車站等地方常用搬運貨品叉車，它前輪是驅(qū)動輪，后輪是導(dǎo)向輪。請分別解釋為什么拖拉機前輪窄小，后輪寬敞得多，而叉車前輪寬敞、后輪窄小？小明在用如圖15所示氣筒給自行車輪胎打氣后，發(fā)現(xiàn)氣筒外管溫度明顯比打氣前升高諸多，且越接近氣筒外筒頂部地方，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)象因素。（11分）科技小組同窗們設(shè)計了如圖16甲所示恒溫箱溫控電路（用于獲得高于室溫、控制在一定范疇內(nèi)“恒溫”），涉及工作電路和控制電路兩某些。其中，R’為阻值可以調(diào)節(jié)可變電阻。R為熱敏電阻（置于恒溫箱內(nèi)），其阻值隨溫度變化關(guān)系如圖16乙所示，繼電器線圈電阻50Ω。（1）如圖16甲所示狀態(tài)，加熱器與否處在加熱狀態(tài)？（2）已知當(dāng)控制電路電流達成0.04A時，繼電器銜鐵被吸合；當(dāng)控制電路電流減小到0.036A時，銜鐵會被釋放。當(dāng)調(diào)節(jié)R’=350Ω時，恒溫箱內(nèi)可獲得最高溫度為1000C“恒溫”。假如需要將恒溫箱內(nèi)溫度控制在最低溫度為500C“恒溫”，則應(yīng)將R’阻值調(diào)為多大？、（3）使用該恒溫箱，獲得最低溫度為500C“恒溫”，與獲得最高溫度為1000C“恒溫”相比較，哪一種溫度波動范疇更??？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電影膠片，電影中聲音以聲音信號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，關(guān)于放映燈泡、放映機鏡頭（凸透鏡）、電影膠片、反光鏡（凸面鏡或凹面鏡）種類及其相對位置關(guān)系，提出了如圖19所示幾種猜想，其中也許對的是（）（2）有一次，電影剛開始放映時，小新發(fā)現(xiàn)銀幕上畫面所有是倒立。在這種狀況下，下列所述觀看效果中，不也許浮現(xiàn)場景是（）人退著向后走地上碎陶片忽然匯集起來，最后形成一只美麗陶罐聽到是正常影片中對白箭倒著飛向弓箭（3）小新看電影時，預(yù)計銀幕到電影放映機距離約為15m，銀幕上電影畫面寬度約為3m。已知電影放映機所使用16mm電影膠片中畫面寬度約為10mm。則依照以上數(shù)據(jù)可知電影放映機鏡頭焦距也許為（）A.52mmB.24mmC.49mmD.26mm（4）若該16mm電影膠片厚度H=0.14mm，片夾上密密繞了一整盤電影膠片，如圖20所示，圖中d和D分別表達片夾內(nèi)電影膠片內(nèi)徑和外徑。求：這盤電影膠片總長度L約是多少？若按每秒24幅畫面正常放映，這盤電影膠片大約能連續(xù)正常放映多長時間？（不計片頭與片尾長度）（12分）小亮家有一輛轎車，爸爸在給她講車性能時，總是說“2.0排量”，卻很少說“功率”，為此小亮特地從網(wǎng)上查到了排量定義：活塞上止點到下止點所通過“工作容積”稱為氣缸排量。假如發(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。小亮從闡明書上查到家中轎車采用是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輸出功率與轉(zhuǎn)速關(guān)系如圖21所示。（1）依照圖21分析，在發(fā)動機轉(zhuǎn)速為1000～5000r/min范疇內(nèi)，它輸出功率與轉(zhuǎn)速大體有如何定性關(guān)系？（2）試通過公式推導(dǎo)出在其她參數(shù)相似時，轎車發(fā)動機輸出功率與其排量關(guān)系。（3）小亮又向爸爸詢問了某些實測數(shù)據(jù)：轎車行駛路況好，平均車速為100Km/h時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速為r/min，平均油耗為9L/100Km。參照圖21中數(shù)據(jù)，分析這輛汽車在這種狀態(tài)下行駛時，發(fā)動機效率約為多少？每個做功沖程氣缸氣體平均壓強約是多少？（已知汽油熱值為4.6×107J/Kg，密度為0.71×103Kg/m3)。（15分）小明自己設(shè)計并動手將房間里窗簾改成電動窗簾。為此她購買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，對原有窗簾盒進行改造。（1）如圖22甲所示，小明在窗簾盒（上方雙虛線框）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。變化通過微型電動機電流方向，就可變化其轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動方向，從而將窗簾打開或關(guān)閉。運用雙刀雙擲開關(guān)，可以實現(xiàn)電源對電動機供電電流方向變化。請你在圖22甲右側(cè)虛線框內(nèi)，完畢電源、雙刀雙擲開關(guān)和接線柱間電路連接。（2）電動機轉(zhuǎn)速普通很高，需要安裝減速裝置，如圖22乙所示。請闡明減速裝置減速原理。（3）下表是所使用微型電動機某些數(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輸出功率”，堵轉(zhuǎn)電流是“在額定電壓下，讓電動機轉(zhuǎn)軸固定不動時電流”。請依照表中關(guān)于數(shù)據(jù)計算：以額定功率運營時，該電動機效率為多少？電動機額外功率重要由熱損耗和機械損耗導(dǎo)致，請分別求出以額定功率運營時，該電動機熱損耗功率和機械損耗功率？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。已知每半邊窗簾滑軌長度為1.5m，規(guī)定自動窗簾可以在6s內(nèi)完全關(guān)閉到完全打開。拉動半邊窗簾時，掛鉤和滑軌間平均摩擦力為2N。則安裝電動窗簾時，對傳動裝置機械效率有何規(guī)定？全國初中物理競賽參照答案選取題（每小題2分，共20分）12345678910ACDCBBBBCC簡答題（每題5分，共30分）透過杯子觀測杯子背面較遠處物體，若看到是正立左右相反物體像，則這只杯子中裝有水；（3分）（2）折射規(guī)律（2分）2.（5分）（1）架設(shè)電線時，若所留垂距過小，當(dāng)氣溫減少時電線收縮會拉斷電線甚至將電線桿拉倒；（2分）（2）架設(shè)電線時，若所留垂距過大，碰到大風(fēng)天氣，電線擺動幅度過大，容易導(dǎo)致電線折斷；同步，電線離地面太近，容易導(dǎo)致事故，并且揮霍材料。（3分）3.(5分)見圖答1.與標(biāo)答相似，得5分，若火線接點在檢測裝置左側(cè)，與零線接點在檢測裝置右側(cè)，得4分。4（5分）（1）=1\*GB3①月球車輪子表面積做得更大，壓強更小，不至于陷進松軟月壤中。=2\*GB3②采用輪腿復(fù)合式輪子，平地靠輪子行走，碰到小障礙可以變“輪”為“腿”，爬行越過障礙。（2）=1\*GB3①月球表面晝夜溫差超過3000C，橡膠不也許在如此大溫度范疇內(nèi)保持彈性與強度。=2\*GB3②月球表面沒有大氣壓，充氣輪胎易爆裂。（3）=1\*GB3①白天重要靠太陽能電池板。=2\*GB3②夜晚重要靠鋰電池和核電池（或稱為核放射熱源）。（每一小問，只需答對一條就得2分，若三小問所有答對，得5分）。5.（5分）（1）拖拉機前輪是導(dǎo)向輪，前輪窄小可以在變化方向時減小轉(zhuǎn)動前輪阻力。拖拉機在工作時背面掛有拖車或耕地設(shè)備，使得拖拉機重心接近后輪，后輪對地面壓力更大。后輪寬敞可以減小壓強，既能保護輪胎，也可以使拖拉機不會下陷到松軟田地里。（3分）（2）叉車在搬運時貨品放在前方，使得叉車重心接近前輪，前輪對地面壓力更大。前輪寬敞既右保護輪胎，也可以減小叉車對地面壓強。（2分）6.（5分）（1）在用氣筒給自行車胎打氣過程中，外管頂部對氣筒和輪胎內(nèi)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外壁，因而氣筒外壁溫度明顯升高；（1分）由于外管越向下移動，外管頂部氣體被壓縮越多，氣體壓強越大，移動相似距離，對氣體做功越多，氣體內(nèi)能增大越明顯，溫度越高，進而導(dǎo)致氣筒外壁上部溫度比下部溫度更高；（1分）（3）外管在相對于活塞上、下運動過程中，向外傳遞內(nèi)能重要來自于內(nèi)部被壓縮高溫氣體，而外筒下部與上部相比，其與管內(nèi)高溫氣體接觸時間較短，吸取熱量較少，因而溫度較低；（1分）（4）外管在相對于活塞向下運動過程中，在高壓氣體作用下，外管與活塞間壓力增大，單位長度克服摩擦力做功而轉(zhuǎn)化成內(nèi)能越接近外管頂部越多，導(dǎo)致氣筒外壁上部溫度比下部溫度更高；（2分）三、（11分）（1）加熱狀態(tài)---------2分（2）設(shè)控制電路中電源兩端電壓為E。由圖15乙，當(dāng)溫度為1000C時，熱敏電阻R1阻值為500Ω-----------2分故E=I1（R0+R1+R1’）-------------------2分=0.04A×(50Ω+500Ω+350Ω)=36V------2分由圖15乙，當(dāng)溫度為500C時，熱敏電阻R阻值為900Ω---------1分因而R2’=（36V/0.036）-900Ω-50Ω=50Ω--------1分（3）獲得最低溫度為500C“恒溫”溫度波動范疇更小，由于在500C附近，熱敏電阻阻值隨溫度變化更明顯。------------------1分四、（12分）1.A2.C3.C4.這盤電影膠片繞在片夾上橫截面積五、（12分）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1000~5000r/min范疇內(nèi)，它輸出功率與轉(zhuǎn)速大體成正比-------------（1分）2.設(shè)做功沖程燃氣對活塞平均壓強為p0，發(fā)動機排量為V排，每個活塞受力面積為S，活塞移動距離為L，則V排=4SL，做功沖程中燃氣對一種活塞平均壓力：F=p0S每完畢一種工作循環(huán)，在做功沖程中燃氣對一種活塞做功：W0=FL=p0SL=p0V排/4------------2分則每個工作循環(huán)中，四個氣缸燃氣對活塞做總功：W=4W0=p0V排每個工作循環(huán)，發(fā)動機轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)2圈，所用時間t=2/n故發(fā)動機轉(zhuǎn)速為n時，燃氣對活塞做功功率：P’=W/t=np0V排