2016年第二十六屆全國初中應(yīng)用物理競賽試題含答案

2016 年第二十六屆全國初中應(yīng)用物理競賽試題 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、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： 2016 年 3月 27 日 (星期日）上午 9:30 11:10。 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我國有句諺語說： “ 下雪不 冷化雪冷 ” 。你認(rèn)為以下幾個(gè)說法中一定錯(cuò)誤的是（ B ） A冷與不冷是將下雪過程中與下雪過后的溫度進(jìn)行對(duì)比來說的 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，將會(huì)出現(xiàn)下列哪種現(xiàn)象（ D ） A沒有變化 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，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（圖中較細(xì)線所示）應(yīng)是銅 7有經(jīng)驗(yàn)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） A利用涼水先對(duì)手進(jìn)行冷卻，同時(shí)由于水的比熱容又較大，避免手被燙傷 B利用涼水蒸發(fā)吸熱，以降低手的溫度，避免手被燙傷 C利用涼水蒸發(fā)吸熱，以迅速降低籠內(nèi)水蒸氣的溫度，避免手被燙傷 D利用涼水把手與熱饅頭隔開，以避免手被燙傷 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)過很長的輸送管道進(jìn)入病房，再通過一個(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)，而后才提供給病人呼吸使用。研究性學(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)： 過濾氧氣，除去輸送過程中夾雜的少量雜質(zhì) 給氧氣加濕，使氧氣濕潤一些 冷卻氧氣，降低氧氣的溫度 通過氣泡可以觀察氧氣的流量大小，便于調(diào)節(jié) 在上述觀點(diǎn)中，最為合理的一組是（ C） A B C D 9晶晶在超市買了一塊豆腐、一顆圓白菜、一盒雞蛋，根據(jù)你學(xué)的物理知識(shí)，你覺得如圖7 所示的哪種裝袋方式最合理（ B ） 10半潛船是專門 從事運(yùn)輸大型海上石油鉆井平臺(tái)、大型艦船、潛艇等超長超重而又無法分割吊運(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。下列說法中正確的是（ B） A半潛船是由密度比水小的實(shí)心材料制成的 B建造半潛船時(shí)內(nèi)部一定留有很大體積的空艙 C沒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)受到的浮力大小一定相等 D圖 8 乙中的半潛船的質(zhì)量必需要小于艦艇的質(zhì)量 二、簡答 下列各題（每題 6 分，共 30分） 1眼鏡是我們十分熟悉的光學(xué)器件，由鏡片和鏡架組成（如圖 9所示）。眼鏡可分為 矯正視力的近視眼鏡、遠(yuǎn)視眼鏡、老花眼鏡及散光眼鏡等； 保護(hù)眼睛的防風(fēng)眼鏡、太陽眼鏡、游泳眼鏡等； 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，說出至少三條上述各種眼鏡中包含的物理知識(shí)。 2為防止小轎車在行駛途中由于車門沒有關(guān)閉而帶來危險(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有關(guān)閉。請(qǐng)你在圖10 中用筆畫線表示導(dǎo)線，將各元件連接成符合要求的、電路圖（導(dǎo)線不許交叉或穿過開關(guān)），說明：每個(gè)車門控制一個(gè)開關(guān)（ 應(yīng) 他類推 )當(dāng)車門關(guān)閉時(shí)開關(guān)斷開，車門打開時(shí)開關(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： 挑選體重大的同學(xué)參賽； 穿較新的有花紋的橡膠底運(yùn)動(dòng)鞋； 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； 發(fā)力時(shí)，繩子一定要拉直，聽到口號(hào)一起用力往后拉。請(qǐng)你分析并說出 3 條上述技巧背后蘊(yùn)含的物理知識(shí)。 5在秋季無風(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、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，通過蓄能機(jī)組帶動(dòng)水泵，把水由低處的下庫抽到高處的上庫并儲(chǔ)存起來；當(dāng)電網(wǎng)上的電能不足時(shí)，使原來抽到上庫的水再流回下庫，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)目正式開工?？傃b機(jī)容量 120萬千瓦（此處可看作總發(fā)電功率為 120 萬千瓦），計(jì)劃建設(shè) 4 臺(tái)單機(jī)容量 30 萬千瓦的發(fā)電機(jī)組。設(shè)計(jì)年總抽水消耗電能 能發(fā)電 g=10N/： 1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=估算，該抽水蓄能電站上庫的容量 V 庫 至少要多少 m? 四、（ 11 分） 2015 年 4月 16 日，中國首創(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 100萬次以上，使用壽命長達(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 30可讓車持續(xù)正常行駛 5 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 ；正常勻速行駛時(shí)的速度為 v=10m/s。（取 g=10N/ : 1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 5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 4若按電價(jià) /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 樣行駛 5 五、（ 14 分）小明某次在路邊觀察到，工人師傅們?cè)诎惭b水泥電線桿過程中要將地面上水平的電線桿 “ 豎立 ” 起來時(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)長方形，其寬度僅比電線桿的粗端直徑略大一點(diǎn)，坑中從長方形的一邊開始有一從地面直達(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 底的長、面處坑口長 桿線的質(zhì)量為 410 端直徑 重心距粗端 取 g=10N/3在上述兩種情況下，豎起電線桿的過程中，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) “ 10m7m3m”的房間的溫度從 15 C 提升到 2(回答： (1)請(qǐng)估算該電器至少需 作多長時(shí)間？（己知空氣的密度約為 1 22 kg/m，比熱容約