全國初中奧林匹克物理競賽試題和答案

1、全國初中應用物理競賽試題注意事項：1 .請在密封線內(nèi)填寫所在地區(qū)、學校、姓名和考號。2 .用藍色或黑色鋼筆、圓珠筆書寫。3 .本試卷共有六個大題，滿分100分。4 .答卷時間：2011年3月27日（星期日）上午9:30-11:10一、本題共10小題，每小題2分，共20分。以下各小題給出的四個選項中只有一個是正確的，把 正確選項前面的字母填在題后的括號內(nèi)。1 .目前，很多汽車的駕駛室里都有一個叫做GPS（全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)）接收器的裝置。GPS接收器通 過接收衛(wèi)星發(fā)射的導航信號，實現(xiàn)對車輛的精確定位并導航。衛(wèi)星向GPS接收器傳送信息依靠 的是（）A.紅外線B.紫外線 C電磁波D.激光2 .圖1為工

2、人師傅用手推車運送純凈水的圖片，對于這兩種方法中哪種方法比較省力的判斷，下列 說法中正確的是（）A.圖甲的方法比較省力B.圖乙的方法比較省力C.圖甲和圖乙兩種方法所用力的大小相等D.無法判斷3 .如圖2所示，教室里的天花板下面裝有多擋位吊扇，當?shù)跎日９ぷ鲿r，對于吊扇對天花板的拉 力大小與其重力大小的判斷，下列說法中正確的是（）A.吊扇在高擋位工作時，拉力等于重力B.吊扇在低擋位工作時，拉力大于重力。電扇在任意擋位工作時，拉力等于重力D.電扇在任意擋位工作時，拉力小于重力4 .在學校的田徑運動會上，小亮注意到發(fā)令臺上有一塊“板子”，如圖3所示。關于這塊板子的作 用，他做了如下猜想，其中正確的是

3、（）A.主要用來反射發(fā)令槍的槍聲，所以必須正對著終點計時裁判的方向B.主要用來襯托發(fā)令槍冒出的白煙，所以應該是深色或黑色的C.主要用來減弱噪聲，所以要把它放在看臺和發(fā)令槍之間D.主要用來遮陽，所以要把它放在裁判員的頭的上方5 .隨著我國航天員在軌道艙內(nèi)停留時間的增加，在軌道艙內(nèi)進行體育鍛煉必將成為 航天員需要完成的一項重要工作。下列適合航天員在軌道艙中進行體育鍛煉的運 動項目是 （）A.舉啞鈴B.跳繩 C.踢毽子D.拉彈簧拉力器6 .動車組列車進站前的減速過程分為兩個階段進行：第一階段采用“再生剎車”技術，速度從 250km / h減至90km/h,這期間停止動力供給，列車依靠慣性繼續(xù)前行，并

4、帶動發(fā)電機發(fā)電；第 二階段采用機械剎車，速度從90km / h開始不斷減小直至停止。關于列車進站過程中的能量轉(zhuǎn)化，下列說法中正確的是（）A.第一階段減小的動能全部轉(zhuǎn)化為電能，即電能等于減小的動能B.第一階段減小的動能有一部分轉(zhuǎn)化為電能，即電能小于減小的動能C.第二階段減小的動能主要轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，且內(nèi)能等于減小的動能D.第二階段減小的動能主要轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，且內(nèi)能大于減小的動能7.在晴朗的夜空，我們很容易找到北斗星與北極星，如圖4所示。天剛黑下來的時候，我們觀察并 記錄一次北斗星與北極星相對于地面的位置；半夜的時候，我們再次觀察并記錄北斗星與北極星 相對于地面的位置。比較這兩次的記錄結(jié)果，我們會發(fā)現(xiàn)（

5、）A.北斗星和北極星都是運動的B.北斗星和北極星都是靜止的c.北斗星是運動的，北極星是靜止的值蠹瞥儲：D.北斗星是靜止的，北極星是運動的8 .在炒花生或栗子時，通常要往鍋里放一些沙子（或粗鹽）。這樣做的主要目的是（）A.使炒鍋的溫度更高B.使花生或栗子受熱均勻且避免與鍋底直接接觸時間過長C.讓沙子（或粗鹽）吸收一些水分，使花生或栗子更加干酥脆D.讓沙子（或粗鹽）吸收部分熱量，防止因溫度過高而使花生或栗子變焦9 .人站在哈哈鏡前，會由于哈哈鏡的特殊形狀而使人體不同部位的像或被拉長或被壓短而變形，令 人發(fā)笑。現(xiàn)有一個如圖5甲所示由兩個水平方向的柱面鏡連接而成的哈哈鏡，豎直置于水平地面 上。當一個與

6、哈哈鏡等高的人站在其正前方（如圖5乙所示），他看到的像的情況是（）A.上半身的像被拉長閣揩aB .下半身的像被拉長）|C.全身的像都被拉長Ki （1D .全身的像都被壓短10 .圖6甲是某生產(chǎn)流水線上的產(chǎn)品輸送及計數(shù)裝置示意圖。其中S為激光源，R1為光敏電阻（有光 照射時，阻值較?。粺o光照射時，阻值較大），R2為定值保護電阻，a、b間接“示波器”（示波 器的接入對電路無影響）。水平傳送帶勻速前進， 每當傳送帶上的產(chǎn)品通過S與R1之間時，射向 光敏電阻的光線會被產(chǎn)品擋住。若傳送帶上的產(chǎn) 品為均勻正方體，示波器顯示的電壓隨時間變化 的關系如圖6乙所示。已知計數(shù)器電路中電源兩 極間的電壓恒為6V，保

7、護電阻R2的阻值為 400Q。則（ ）A.有光照射時光敏電阻R1的阻值為800 QB.有光照射和無光照射時保護電阻R2兩端的電壓之比為1： 2C.有光照射和無光照射時光敏電阻的阻值之比為1： 2D.每l h通過S與R1之間的產(chǎn)品個數(shù)為6 000個二、簡答下列各題（每置5分，共30分）1 .警用弓弩因其發(fā)射時無光、聲音小等特點，被廣泛應用于反恐，如圖7甲所示。圖7乙和丙為兩 種配有不同瞄準裝置的弩，它們可用來發(fā)射箭和鋼珠，并配有手柄、肩托等輔助設備。弩弦的拴 繞使用了滑輪可有效地減小體積。請觀察它的結(jié)構，并分析它的使用過程，其中用到了哪些物理 知識？平乙丙圖72 .許多轎車后窗玻璃的內(nèi)壁上都平行

8、地貼有若干條很窄的金屬膜，如圖8所示。駕駛員可以通過開 關對其進行控制，當通電時這些金屬膜會發(fā)熱。請回答這些金屬膜的主要作用是什么？圖83 .圖9中的甲、乙兩圖是同一把平放在一張白紙上的透明刻度尺正放和反放的照片，陋丙是其沿 刻度線方向的橫截面圖。刻度尺的刻度線是用油漆噴上去的。由圖9乙可以看到，每個數(shù)字和刻度 線的右側(cè)都有一個陰影。（1）利用圖9丙說明，該刻度尺的刻度線噴在圖9丙中所標的A、B、C、D 的哪個部位?為什么?（2）一般都將刻度尺帶刻度的一側(cè)做得較薄，這樣做的好處是什么？刪唧啊崛D 1cm 24 .一串小彩燈，規(guī)格都是“4V 0. 2A”，每個小彩燈的結(jié)構如圖10所示，在正常情況

9、下，細金屬 絲由于表面有一層氧化銅而與燈絲支架不導通，若加上200V以上電壓時，氧化銅被擊穿，細金屬 絲與燈絲支架導通。若將這種規(guī)格的小彩燈接入220V電路中，為使小彩燈正常發(fā)光，請通過計算 說明：(1)應串聯(lián)多少個小彩燈?(2)若其中一只小彩燈的燈絲被燒斷，其它小彩燈是否還能發(fā)光?為什 么？絲導電支架圖10 U5 .為了節(jié)省電能，居民樓的樓道燈通常由兩個開關共同控制。一個是利用光敏器件制成的“光控開 關”，它的作用是光線暗時自動閉合，光線亮時自動斷開；一個是利用聲敏器件制成的“聲控開關” 它的作用是有聲音時自動閉合電路，兩分鐘后，若再無聲音則自動斷開。(1)請將圖11甲中的器材連成符合上述樓

10、道燈要求的電路。(2)小明受樓道燈電路的啟發(fā)，在爺爺?shù)呐P室里也安裝了這樣一個“聰明”的電路。晚上只要拍 拍手，燈就亮了，過一會自動熄滅，給爺爺帶來了方便。不過遇到晚上有雷雨，就麻煩了，雷聲使 燈不斷被點亮，影響爺爺休息。還有爺爺睡覺前需要這盞燈一直被點亮?，F(xiàn)在再給你兩個開關Sr S2,在圖11乙中完成對這個“聰明”電路的改裝。并分別說明在燈自動工作、晚上打雷需取消自動 功能和需要燈一直被點亮時開關S1、S2的斷開與閉合情況。甲乙圖II6 .某物理興趣小組的同學設計了圖12甲所示的實驗裝置，在橡皮塞中緊密地插入一根細玻璃管， 將此橡皮塞蓋緊在裝滿水的玻璃瓶瓶口，玻璃瓶沿水平方向的截面 為圖12乙

11、所示的橢圓。當用力沿圖12所示方向擠壓裝滿水的玻璃 瓶時，會看到細玻璃管內(nèi)的水面明顯上升。在這里，同學們利用細 玻璃管內(nèi)水面的變化將玻璃瓶的微小形變“放大”了。請你再列舉 兩個用到這種“放大”方法來觀察物理現(xiàn)象的實驗或用到這種方法 來工作的儀器，并簡要說明“放大”的方法。三、（11分）“米線”是一種特色小吃。端上餐桌的有：一碗熱湯，上面浮著一層油；一碟切成薄片 的鮮肉；一碗已煮熟的米線。食客先把肉片放進湯內(nèi)，稍候再加入米線?，F(xiàn)有以下資料：湯的初溫97，比熱容4. 2X103j/（kg .）；肉片的質(zhì)量為0. 2kg,初溫22, 比熱容3.5X103j/（kg.）?；诮】稻壒?，肉片必須至少在大

12、于80的湯中保持2min,在這2 min 時間里，由于向外界散熱整體溫度將下降約2。問：1 .碗中油層的作用是什么？2 .為實現(xiàn)上述的溫度要求，碗中湯的質(zhì)量多少應滿足什么條件？四、（12分）微波爐是一種利用向食物發(fā)射微波，進而將以微波形式存在的電磁能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能來 對食物加熱的廚具。因為微波可以深入食物表面內(nèi)約5 cm,因此與蒸烤類廚具比較，具有加熱更加 迅速的特點。小明家最近買了一個微波爐，他聽人們講利用微波爐對食物加熱，不僅加熱時間短，還具備加 熱效率高的特點。為了驗證后一種說法，他決定借助電能表、手表、溫度計等器材實際測量一下微 波爐在高火擋燒水時的效率。為此他查看了家中微波爐后面的銘牌，

13、上面注明額定輸入功率為1200 W,他又查看了他家的單 相電子電能表，上面注明3200imp/kW-h（它表示每消耗電能1kW-h,該電能表上面的發(fā)光二極管 閃爍3200次）。之后，他關閉其他所有家用電器，將體積為lL、溫度為20的水放入微波爐并用高 火開始加熱，同時用鐘表計時并記錄電能表上面的發(fā)光二極管閃爍的次數(shù)，歷時4 min,電能表上面 的發(fā)光二極管閃爍了 256次，此時取出并測得水的溫度為72,請你幫助小明計算微波爐燒水時的 效率。微波爐中發(fā)射微波的器件叫做微波管，若某微波爐內(nèi)的微波管只有一只，且該微波管只能在額 定電壓下以額定功率工作，請回答這個微波爐是如何僅僅利用這只微波管實現(xiàn)在不

14、同擋位工作的昵?五、（12分）小明的父親為了解決全家人夏季淋浴問題，想自己動手制作一個太陽能淋浴器。他 買來了一個圓柱形金屬桶，一個壓力傳感開關，兩個圓柱體以及細線若干。初步設計如圖13所示， 其中A、B兩個圓柱體通過細繩與壓力傳感開關相連。已知：圓柱形金屬桶的底面積Sl=0. 5 m2,高h1=50 cm；壓力傳感開關的作用是當它受到豎直 向下的拉力達到10 N時閉合，通過控制水泵從進水口向桶內(nèi)注水，當拉力等于4 N時斷開，水泵停 止向桶內(nèi)注水；兩個圓柱體的底面積S2=40 cm2,高h2=12 cm,每個圓柱體重G=6 N。要求當水桶內(nèi) 儲水量達200 L時停止注水，當儲水量剩余40 L時

15、開始注水。請你幫助小明的父親在其初步設計的基礎上，求出滿足上述要求的兩段細線的長度。（壓力傳感 開關與金屬桶間的距離、細繩質(zhì)量與體積、計算儲水量時圓柱體排水體積忽略不計）褪水口六、（15分）隨著新能源、低碳等理念的普及，小明設想出了一種完全以太陽能電池為能源的汽 車，以下是他查到的一些數(shù)據(jù):太陽輻射的總功率P總=3. 9X 1026W,太陽到地球的距離r=1.5X 1011m, 總、陽光穿過太空和地球周圍的大氣層到達地面的過程中的能量損耗約為51%；太陽光垂直照射時，太 陽能電池的能量轉(zhuǎn)化效率最高約為15%；假設一輛太陽能電池車的質(zhì)量約為750kg,期望達到的最 高時速為72 km/h,車輛行

16、駛過程中的平均阻力約為車重的0. 02倍，車身最多能敷設的太陽能電 池板的面積約為8m2,驅(qū)動電機能夠?qū)⑤斎牍β实?0%轉(zhuǎn)化為用于牽引汽車前進的機械功率。（已知 半徑為r的球的表面積為S=4 r2）1 .根據(jù)以上數(shù)據(jù)，通過計算對小明的設想進行分析與評價。2 .你對他的設想有什么改進建議？2011年第二十一屆全國初中應用物理競賽參考解答和評分標準說明工1 .除選擇題外，提供的參考解答不一定都是惟一正確的.：對于-那些與此解答不同的解答，正確的， 同樣得分口2 .評分標準只是按一種思躇與方法給出的.在閱卷過程中會出現(xiàn)各種不同情況，可參照本評分標 施的精神定出具體處理辦法，但不要與本評分標準有較大偏

17、離.3 .簡答題或計算題是按照分步方法給分的。在評分標伸中常常寫出、，這里的、 是用來代表答題要點或步驟的；若考生并未寫出這個式子，而在文字-表達成以后的解題過程中反映了 這-要點或步驟，同樣得分。沒有寫出任何式干或文字說明，只給出最后結(jié)果的，不能得分。4 .參考解答中的數(shù)字結(jié)果是按照有效數(shù)字的運算要求給出的，但時考生不做要求.不要因為有效 數(shù)字的錯誤而扣分。5,要求學生估算的，要看學生是否會忽略那些可以忽略的條件.6.在最后定獎時，如果得分相同的人數(shù)超過莪獎名額，因而難于選拔時，可對特選試卷進行加分 評判.加分評判的基本依據(jù)是：（1）所用方法或原理不是課本所講的，具有創(chuàng)新性，應加分；（2）方

18、法簡便，應加分；（3）提出多種正確解法，鹿加分；（4）試卷表達規(guī)范，條理清楚，能充分利用數(shù)學工具，應加分，上述各項的執(zhí)行都座由競賽領導小組做出規(guī)定（省統(tǒng)一分配獎勵名賴的由省決定，地、市分配獎 勵名額的由地、而決定靠一、選擇題每小題2分，共20分）LC 2, A 3.04.B5 D 6,B IC 8. R 9. E 10 D二、簡答題每題5分，共30分）L （5分）畚若答案手柄上有北紋：表面粗糧增大惇擦.箭身細長：減小空氣阻力.弓箭或鋼珠離開普弦后 能甦慢運動：物體具有慣性。箭頭尖銳：蹣小受力面積,增大壓強.利用弩的彈力發(fā)射弓箭： 將彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能,啟托：娟大受力面積，減小壓強,瞄具士光的直

19、線傳播.光學嚙準 鏡：光的折射（凸透鏡成像、望遠鏡）、光的直線傳播。滑輪組：裝箭時省力*滑輪組：放箭時 省距以說明：每說對一種作用得1分.最多5分，2. （S分）參考答案在冬季，使附著在窗玻璃內(nèi)表面上的小水滴汽化或小冰粒增化并汽化；使附著在玻璃窗外表面 上的積雪熔化.便于司機通過駕駛室上方的反光鏡觀察車后面的情況，說明；中每個物態(tài)變化名稱1分1共3分。2分。共5分第I頁共4頁3. 5分參考答案覿所在部便.為了讓刻度或貼近被測物體減小讀數(shù)誤差.)刻度尺有刻度的一邊做得較薄，適為了在應用刻度尺畫線的時候塔尖貼近刻度尺，線更 容易畫直，由于塔尖貼近刻度線，更容易畫出長度符合要求的瓏段.說明：(I)I

20、分，工分。(2:2分.共5分04. (5分)參考答案 4/2xl0lx（72-20）J= 2.18x105 J （2 分）微波爐的效率，.= =；胤，=% 43分）當微波爐中的微波管在額定電壓下以額定功率連續(xù)工作時，設定為高火擋：當微波爐中的微波管 在賴定電壓下以額定功率間熱工作時，設定為非高火擋；且工作時間與不工作時間的比值越小土微波 爐的擋位越低.（3分）玉，口2分）參考解答桶內(nèi)儲水量為4OL時水深:A1=-m=SxlO1m （1分）圓柱體所受浮力大?。篎,-（2x6-10）N=2 N C2分）圓柱體B排水體積：丫幽三金 以扁0 m5=2x104 tii3 （1分）2x1014圓柱體端入水中深度：ftB=