上海2013大同杯物理競(jìng)賽復(fù)賽

1、上海市第二十七屆初中物理競(jìng)賽（大同中學(xué)杯）復(fù)賽試題（2013年）說(shuō)明：1本試卷共有五大題，答題時(shí)間為120分鐘，試題滿分為150分2答案及解答過(guò)程均寫(xiě)在答卷紙上。其中第一、第二和第四大題只要寫(xiě)出答案，不寫(xiě)解答過(guò)程；第三、第五大題按題型要求寫(xiě)出完整的解答過(guò)程。解答過(guò)程中可以使用計(jì)算器。3本試卷中常數(shù)g取10牛/千克，水的密度為，水的比熱容4.2×103焦/千克·，空氣的密度為，一、選擇題（以下每題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意，每小題4分，共32分）1.據(jù)報(bào)道，我國(guó)載人空間站工程已正式啟動(dòng)實(shí)施，2020年前后將建成規(guī)模較大、長(zhǎng)期有人參與的國(guó)家級(jí)太空實(shí)驗(yàn)室，在太空實(shí)驗(yàn)室中可以正常使用的實(shí)

2、驗(yàn)器具是 ( ) A.天平、測(cè)力計(jì)、電磁爐、微波爐 B.測(cè)力計(jì)、液體溫度計(jì)、微波爐、指針式電壓表 C.機(jī)械式秒表、超聲波測(cè)距儀、液體式氣壓計(jì) D.測(cè)力計(jì)、滴(液)管、數(shù)字式電壓表和電流表2.我國(guó)載人神舟飛船返回艙的表面有一層叫做“燒蝕層”的物質(zhì)，可以在返回大氣層時(shí)保護(hù)返回艙不因高溫而燒毀，燒蝕層能起這種作用，除了它的隔熱性能外，還主要由于 ( ) A.它能把熱輻射到宇宙空間 B.它的硬度大，飛行時(shí)不易損壞 C.它在汽化時(shí)能吸收大量的熱 D.它的表面非常光滑，能減少艙體與空氣的摩擦 3. 在蜻蜓翅膀末端的前緣，會(huì)看到有一小塊加厚而發(fā)暗的色素斑，生物學(xué)上它被稱為“翅痣”，它的作用可能是( ) A.

3、吸收太陽(yáng)的光能，產(chǎn)生飛行的動(dòng)力 B.發(fā)出超聲波，通過(guò)吸收反射波辨別方位，給蜻蜓的飛行導(dǎo)航 C.調(diào)整翅膀的震動(dòng)，減弱飛行過(guò)程中翅膀上的有害震動(dòng) D.就像人的眼睛一樣，通過(guò)吸收紅外線，來(lái)獲取外界信息4. 如圖所示，是一根長(zhǎng)直密繞通電螺線管的剖面圖，A、B分別是在螺線管軸線上的兩點(diǎn)，A點(diǎn)在螺線管的端面處，B點(diǎn)在螺線管的內(nèi)部，則B點(diǎn)的磁場(chǎng) ( ) A.比A點(diǎn)磁場(chǎng)強(qiáng) B.比A點(diǎn)磁場(chǎng)弱 C.與A點(diǎn)磁場(chǎng)大小相等 D.無(wú)法確定5. 如圖所示，是一種裝咖啡的壺，咖啡壺的側(cè)面裝有一個(gè)透明的長(zhǎng)直玻璃管，它和咖啡壺構(gòu)成了一個(gè)連通器，用以顯示壺中液面的高度，當(dāng)閥門(mén)(俗稱龍頭)打開(kāi)后，就會(huì)有咖啡流出，閥門(mén)關(guān)閉時(shí)，咖啡立即

4、停止流出，那么玻璃管中的咖啡液面的變化情況是 ( ) A.無(wú)論閥門(mén)打開(kāi)還是關(guān)閉，都始終和壺中的液面等高B.閥門(mén)打開(kāi)時(shí)和壺中的液面等高，閥門(mén)關(guān)閉時(shí)先上升到比壺中液面稍高處然后再降到和壺中的液面等高處C.閥門(mén)打開(kāi)時(shí)會(huì)突然上升一小段高度，閥門(mén)關(guān)閉時(shí)先下降到比壺中液面稍低處然后再升到和壺中的液面等高處D.閥門(mén)打開(kāi)時(shí)會(huì)突然下降一小段高度，閥門(mén)關(guān)閉時(shí)先上升到比壺中液面稍高處然后再降到和壺中的液面等高處6. 如圖所示，是某同學(xué)用一次性紙杯自制的走馬燈模型，用支架支在白熾燈上，點(diǎn)亮白熾燈，紙杯就旋轉(zhuǎn)起來(lái)，更換不同瓦數(shù)的白熾燈泡，以及利用透明塑料片卷成的不同長(zhǎng)度的圓筒加在走馬燈上方，都可以觀察到紙杯的轉(zhuǎn)速發(fā)生了

5、改變，同學(xué)們就此發(fā)表了四條意見(jiàn)：因?yàn)榭諝鈱?duì)流，紙杯發(fā)生了旋轉(zhuǎn)；塑料圓筒長(zhǎng)度越長(zhǎng)，紙杯旋轉(zhuǎn)得越慢；白熾燈的瓦數(shù)越大，紙杯旋轉(zhuǎn)得越快；紙杯轉(zhuǎn)動(dòng)的方向與杯底開(kāi)口方向相反，其中與事實(shí)符合的是( ) A. B. C. D.7. 有五個(gè)完全相同的杯子，其中一個(gè)盛滿開(kāi)水，其他杯中沒(méi)有水，若僅利用杯子的吸熱作用(不計(jì)其他散熱途經(jīng))，使開(kāi)水的溫度降低，則下列方法中效果最好的是 ( ) A.將第一杯中的水，平均倒入其余四個(gè)杯子中 B.先將第一杯中的水整杯倒入第二個(gè)杯子中，等到杯子不再吸熱時(shí)，再倒入第三個(gè)杯子中，以此類(lèi)推，最后倒入第五個(gè)杯子中 C.先平均倒入其中兩個(gè)杯子中，等到杯子不再吸熱，再平均倒入剩下的兩個(gè)杯子

6、中 D.以上三種方法的效果都是相同的8.有一個(gè)“不倒翁”，形狀可以簡(jiǎn)化成由半徑為R的半球與頂角為的圓錐體組成(如圖所示)，它的重心在對(duì)稱軸上。為使“不倒翁”在任意位置都能恢復(fù)豎直狀態(tài)，則該“不倒翁”的重心為到半球體的球心O的距離必須大于( ) A. 0 B. C. D. 二、填空題(每小題6分，共30分)9.射電望遠(yuǎn)鏡是用來(lái)觀測(cè)和研究來(lái)自天體的射電波的基本設(shè)備，可以測(cè)量天體射電波的強(qiáng)度、頻譜和偏振等量。射電望遠(yuǎn)鏡的基本原理和光學(xué)反射望遠(yuǎn)鏡相似，射電望遠(yuǎn)鏡接收的射電波是_(選填“無(wú)線電波”、“可見(jiàn)光”、“紫外線”、“X射線”、“伽瑪射線”)。射電望遠(yuǎn)鏡的工作時(shí)段是_(選填“只能白天工作”、“只能

7、夜晚工作”、“只能在晴朗的天氣工作”、“可以全天候工作”)。10.A球?yàn)榫鶆驇д姷慕^緣球體，當(dāng)它繞著自己的軸做逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)(由上往下看)時(shí)，則A球上方的小磁針的N極將_,則A球左方的小磁針的N極將_。(均選填“指向左”、“指向右”、“指向上方”、“指向下方”)11.如圖所示，是一個(gè)簡(jiǎn)易的吊鉤裝置，它是由4根長(zhǎng)度不一的剛性輕桿AD、DF、BC、CE鉸接而成，A端通過(guò)固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接在墻上，C端可以在光滑水平地面上左右自由移動(dòng)，表示AD的長(zhǎng)度，表示AB的長(zhǎng)度，表示DF的長(zhǎng)度，表示BC的長(zhǎng)度，忽略吊鉤到F點(diǎn)的長(zhǎng)度，BCED構(gòu)成一個(gè)平行四邊形，若吊鉤上不管掛上多重質(zhì)量的物體，吊鉤裝置在水平面上的不同位置

8、時(shí)都能處于平衡狀態(tài)，則、和必須滿足的關(guān)系是_.吊鉤裝置處于平衡狀態(tài)時(shí)，C端受到地面的作用力的方向?yàn)開(kāi). 12.如圖所示，正四面體ABCD金屬絲框架，接在直流電源上，電流從A點(diǎn)進(jìn)，B點(diǎn)出，四面體各棱的電阻相同，都為R,則A、B兩點(diǎn)之間的電阻為_(kāi)，若將A、B、C、D各點(diǎn)之間的棱任意拆去一個(gè)，則A、B兩點(diǎn)之間的最大阻值為_(kāi).13.各種運(yùn)動(dòng)比賽常以體重區(qū)分量級(jí)，已知運(yùn)動(dòng)員肌肉施力的大小與肌肉的截面積成正比，假設(shè)運(yùn)動(dòng)員的形體雖有不同，但密度幾乎相等，且肌肉的伸縮速率也大致相同，則運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)的功率P與其質(zhì)量M的關(guān)系可以寫(xiě)成，式中的為一比例常數(shù)，由此可推出的大小為_(kāi).3、 計(jì)算題(本題共33分)14.(9分

9、)已知太陽(yáng)正射到地球表面每平方米上的功率為1.0千瓦，現(xiàn)有一太陽(yáng)能熱水器，其收集陽(yáng)光的面積為3.0×8.0，轉(zhuǎn)換太陽(yáng)輻射能為水的熱能的效率為80%，假設(shè)此熱水器的進(jìn)水溫度與室溫皆為25攝氏度，該熱水器的熱量損失率正比于熱水器內(nèi)水溫與室溫之溫差，當(dāng)熱水器出水口關(guān)閉時(shí)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間輻射后，熱水器內(nèi)的水溫可以達(dá)到85攝氏度，問(wèn)當(dāng)熱水器以每分鐘6升的流量出水，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，其穩(wěn)定的出水溫度為多少攝氏度？15. (12分)如圖是多檔位電熱器的工作電路圖，電熱器內(nèi)只有兩個(gè)阻值分別為的電阻絲，旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)內(nèi)有一塊絕緣圓盤(pán)，在圓盤(pán)的邊緣依次有“0,1,2，9”共10個(gè)金屬觸點(diǎn)，可以繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的旋鈕開(kāi)關(guān)

10、兩端各有一個(gè)金屬滑片，轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕開(kāi)關(guān)可以將相鄰的觸點(diǎn)連接。如旋鈕上的箭頭指向圖中的D時(shí)，金屬滑片將2、3觸點(diǎn)接通，同時(shí)另一端將7、8觸點(diǎn)接通。電源電壓為220伏。用這個(gè)旋鈕開(kāi)關(guān)可以實(shí)現(xiàn)電熱器有多檔位加熱功率要求。請(qǐng)回答： (1).該電熱器可有幾個(gè)不同加熱檔位？ (2).將此電熱器接入家庭電路中，電熱器在正常工作時(shí)每個(gè)檔位的功率各是多大？并分別指出旋鈕開(kāi)關(guān)接在哪個(gè)檔位。16. (12分)某密閉房間內(nèi)有一臺(tái)空調(diào)，當(dāng)房間內(nèi)溫度為，房間外溫度為，正常工作時(shí)空調(diào)每秒消耗的電功千焦，此時(shí)空調(diào)每秒從房間吸收的熱量為，向室外釋放的熱量為，與、之間滿足如下關(guān)系式： +=， 設(shè)：，則有： 若室外向房間每秒漏進(jìn)(或漏

11、出)的熱量與房間內(nèi)外的溫差成正比。當(dāng)室外溫度為，溫度控制器開(kāi)關(guān)使其間斷運(yùn)轉(zhuǎn)30%的時(shí)間(例如開(kāi)了3分鐘就停7分鐘，如此交替開(kāi)停)，發(fā)現(xiàn)這時(shí)室內(nèi)保持20攝氏度不變。試問(wèn)： 在夏天仍要求維持室內(nèi)溫度為20攝氏度，則該空調(diào)器可允許正常連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最高室外溫度是多少攝氏度？ 若在冬天，空調(diào)從外界吸熱，向室內(nèi)放熱，仍要求維持室內(nèi)溫度為20攝氏度，則它能正常運(yùn)轉(zhuǎn)的最低室外溫度是多少攝氏度？4、 實(shí)驗(yàn)題(本題共27分) 17.(12分)某同學(xué)利用以下實(shí)驗(yàn)器材測(cè)量一個(gè)輸出電壓恒定，但是數(shù)值未知的電源。實(shí)驗(yàn)器材有：兩個(gè)電阻箱和、一個(gè)理想的最大測(cè)量值為的周六電流表G(電流表上只有0刻度和最大刻度)、一個(gè)電流表保護(hù)電

12、阻(阻值未知)、一個(gè)電鍵、若干導(dǎo)線。他設(shè)計(jì)了如下電路圖，進(jìn)行了如下操作。請(qǐng)?jiān)跈M線處填寫(xiě)必要的文字或數(shù)據(jù)，使整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程完整、正確。 第一步操作：先不接電阻箱A_(選填“”或“”)，其它元件按如圖接上。合上電鍵S，調(diào)節(jié)另一個(gè)電阻箱B的阻值，讓電流表的指針指在_(選填“0刻度”或“最大刻度”)，記下此時(shí)電阻箱B的示數(shù)為27200. 第二步操作：斷開(kāi)電鍵S,接入電阻箱A，并將其阻值調(diào)為_(kāi)(選填“0”或“最大”),同時(shí)將電阻箱B的阻值減半，然后合上電鍵S，逐步_(選填“增大”或“減小”)電阻箱_(選填“A”或“B”)的阻值，使電流表的指針指在_(選填“0刻度”或“最大刻度”)位置，記下此時(shí)電阻箱的

13、示數(shù)為3160. 根據(jù)以上測(cè)得值，可以推算出的阻值為_(kāi)歐；被測(cè)電源的電壓為_(kāi)伏。(結(jié)果請(qǐng)保留小數(shù)點(diǎn)后兩位)18. (15分)現(xiàn)有下列實(shí)驗(yàn)器材：物理天平一臺(tái)，盛有水的燒杯一個(gè)，銅管材料一小塊，蠟(蠟芯材料)一大塊和細(xì)線若干。某學(xué)生在沒(méi)有測(cè)量長(zhǎng)度的器材的情況下，利用所給儀器，按以下實(shí)驗(yàn)步驟測(cè)量一根已知長(zhǎng)度的銅管內(nèi)徑。已知銅管長(zhǎng)度L=8.12厘米，水的密度。請(qǐng)?jiān)跈M線處填寫(xiě)相應(yīng)的表達(dá)式或數(shù)據(jù)： 調(diào)節(jié)物理天平； 把小銅塊分別置于空氣中、水中稱量，得出平衡時(shí)砝碼的質(zhì)量分別為，則小銅塊的密度計(jì)算表達(dá)式： 把小蠟塊在空氣中稱量，平衡時(shí)砝碼的質(zhì)量為；把小銅塊和小蠟塊捆在一起浸沒(méi)于水中稱量，平衡時(shí)砝碼的質(zhì)量為。則

14、蠟的密度計(jì)算表達(dá)式： 將銅管中塞滿蠟； 把含有蠟芯的銅管分別置于空氣中和水中稱量，平衡時(shí)砝碼的質(zhì)量分別為。則可求出銅管內(nèi)徑。 下表為某次測(cè)量得到的數(shù)據(jù)：根據(jù)以上數(shù)據(jù)，求解出的銅管內(nèi)徑的值為：_.5、 判斷與說(shuō)理題(本題共28分) 19.(12分)某同學(xué)出家門(mén)就可以看到東方明珠塔，他拿出書(shū)包里的直尺，伸直手臂量了一下塔高3cm，該同學(xué)記得上課時(shí)老師曾介紹過(guò)東方明珠塔高約460m，于是他估算出他家到東方明珠塔的直線距離。這位同學(xué)的家旁有一個(gè)地鐵站，從這站出發(fā)乘坐N站即可抵達(dá)陸家嘴。從地圖上看，地鐵線路接近直線。請(qǐng)分析說(shuō)明： (1)該同學(xué)如何估算他家到東方明珠塔的直線距離L。畫(huà)出相應(yīng)的示意圖，并計(jì)算

15、L約為多少千米。 (2)如果他想估算上海地鐵列車(chē)在站間開(kāi)行的平均時(shí)速，需要在地鐵站里獲取那些信息。20. (16分)空氣的阻力與速度有關(guān)，我們把研究的對(duì)象近似的簡(jiǎn)化成球體，當(dāng)物體的速度比較慢時(shí)，空氣的阻力表達(dá)式是是空氣的黏度，取，不考慮它隨溫度的變化，是物體的半徑，是物體的速度大?。划?dāng)物體的速度比較快時(shí)，空氣的阻力表達(dá)式是式中為空氣的密度。根據(jù)以上的原理，請(qǐng)分析以下問(wèn)題：(球體的體積公式為) (1)試計(jì)算半徑分別為的水滴在空中豎直下落的速度，并由此說(shuō)明云、霧和雨是由何種半徑的水滴下落形成； (2)在塵土飛揚(yáng)的馬路上灑水的物理原理是什么？ (3)PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物，也稱為可入肺顆粒物，每立方米空氣中這種顆粒的含