上海市大同杯初中物理競賽試題2004年復(fù)賽解答

1、第 8 頁 共 16 頁上海市第十八屆初中物理競賽（ 2004 年）復(fù)賽試題解答說明 ： 1本試卷共有五大題，答題時間為 120分鐘，試題滿分為 150分2 本卷第一 第二大題只要寫出答案，不寫解答過程；第三 第五大題按題型要求寫出完整的解答過程，解答過程中可以使用計算器。本試卷中常數(shù) g 取 10 牛 /千克。一 選擇題 （以下每題只有一個選項符合題意）1 某同學(xué)家中所有的燈原來都正常發(fā)光，現(xiàn)突然全部熄滅了，檢查保險絲發(fā)現(xiàn)并未燒斷，用測電筆測試 室內(nèi)火線與零線，氖管都發(fā)光。該同學(xué)對故障作了下列四種判斷，其中正確的是：（ ） A 進戶火線斷路B 進戶零線斷路C 燈泡全部燒壞了D 室內(nèi)線路某處短

2、路解： A 、進戶火線斷路，用測電筆測試室內(nèi)各處電路時，接觸火線氖管不會發(fā)光；B、進戶的零線上的保險絲熔斷了，正確；C、家中的電燈是并聯(lián)的，全熄滅了，不可能全部被燒壞；D、電路中某處短路會使電路中電流過大，燒斷保險絲故選 B 2 同一個物體的溫度，可以利用攝氏溫標或熱力學(xué)溫標表示。例如，某一天中午的自來水溫度，用攝氏 溫標表示為 20，用熱力學(xué)溫標表示為 293K 。那么，當自來水的溫度升高 1時，用熱力學(xué)溫標表示這 一溫度的升高，下列說法中正確的是：（ ）A 溫度升高大于 1K B 溫度升高等于 1KC 溫度升高小于 1K D 無法確定溫度升高的值與 1K 大小的關(guān)系。 解：攝氏溫度的 0與

3、熱力學(xué)溫度的 273K 相同，但它們的溫差是相等的，即攝氏溫標與熱力學(xué)溫標的溫 差是相同的，當自來水的溫度升高1時，水的熱力學(xué)溫度升高了 1K 故選 B3 如圖 1 所示，有一正方形的不透光的房間，在其中的一面墻上開有一個圓形小孔。在這面墻的對面有 一個正方形的平面鏡。在房間里有一個人靠在與平面鏡垂直的一側(cè)墻面上，當有一束垂直于圓孔的平行光 通過圓孔射到平面鏡上時，他能看到的是：（ ）A 鏡面上有一個圓形的亮斑B 整個正方形鏡子的形狀C 整個房間的各處都是亮的D 感到整個房間是一片黑暗第 1 頁 共 16 頁解：（1）垂直于圓孔的平行光通過圓孔射到平面鏡上時，由于入射光線與平面鏡垂直， 因此入

4、射角是 0，反射角也應(yīng)是 0，反射光線將沿原方向返回；（2）由于鏡面比較光滑，發(fā)生的是鏡面反射，反射光線仍然平行從小孔射出，沒有反射光線進入人的眼 睛，也沒有光線射到墻壁上，因此整個房間一片黑暗故選 D 4 如圖 2 所示，在水平放置的圓形長直管中，有一個光滑的、可自由移動的活塞剛好把長直管分成左右 兩部分，且活塞左、右兩端面的形狀如圖。當左、右兩部分中氣體的壓強分別為p1和 p2 時，活塞可停在圖示位置不動?，F(xiàn)在同時緩緩增大左、右兩部分中氣體的壓強，使活塞仍然停在圖示位置不動。若左、右 兩部分中氣體壓強的變化量 p1和 p2。則下列關(guān)于它們關(guān)系的說法中正確的是：（）A p1p2B p1 p2

5、C p1=p2D 無法確定解：左、右兩部分中氣體的壓強分別為 p1 和 p2 時，根據(jù) P=F S 可得： 圓形長直管右中部分中氣體對活塞產(chǎn)生的壓力為F2=P2S2；（ S2 為自由移動的活塞右面的橫截面積）；圓形長直管中左部分氣體對活塞產(chǎn)生的水平向右的壓力應(yīng)該為水平向右的壓強P1與垂直于壓強 P1 的有效受力面積 S1的乘積，即 F1=P1S1；（垂直于水平方向壓強 P1的有效受力面積 S1 應(yīng)為自由移動的活塞右 面的橫截面積）；自由移動的活塞粗細不變， S1=S2； 活塞處于靜止狀態(tài)，在水平方向上受力平衡，F(xiàn)1=F2；即 P1S1=P2S2；p1=p2， 當緩緩增大左、右兩部分中氣體的壓強

6、時，則左、右兩部分中氣體對活塞產(chǎn)生的壓力分別為： F1=（P1+p1）S1、F2=（P2+ p2）S2；活塞仍然停在圖示位置不動，受力平衡；F1=F2；即（ P1+ p1）S1=（P2+p2）S2； p1= p2； 故選 C 5 如圖 3 所示，甲、乙、丙為三個光滑線型軌道，軌道的高度和總長度相同，若一帶孔的光滑小球套在 光滑軌道上，將小球從軌道的頂端由靜止開始釋放，經(jīng)過時間t 滑到軌道的底端，則關(guān)于時間 t 的大小，下列說法中正確的是：（ ）A 甲圖中小球所用時間最少B 乙圖中小球所用時間最少C 丙圖中小球所用時間最少D 甲、乙、丙三個軌道中小球所用的時間相同解：小球從甲，乙，丙三個光滑線型

7、軌道由靜止開始從頂端滑到底端，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，斜面是光滑 的，沒有摩擦重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能，達到底端的動能相等，質(zhì)量相同，速度相同所以它到達底端 時的速度相等小球從甲，乙，丙三個光滑線型軌道由靜止開始從頂端下滑的過程中，對小球沿曲線方向做功的是重力在 支撐面上產(chǎn)生的分力，由圖可知乙圖中的分力大，做功快，時間短，故乙圖中小球所用時間最少 故選 B 6 如圖 4 所示，扶梯的 A 端只能沿墻面無摩擦上下滑動，開始時扶梯與墻面的夾角為 靜摩擦力太小導(dǎo)致扶梯 A 端沿墻往下滑， B 端沿地面向右滑，關(guān)于扶梯 A、 B 兩端的運動速度，下列說法正確的是（ ）A A 端下滑速度始終大于 B 端右滑速

8、度B A 端下滑速度始終小于 B 端右滑速度C A 端下滑速度先小于 B端右滑速度，后大于 B端右滑速度D A 端下滑速度先大于 B 端右滑速度，后小于 B 端右滑速度解：（ 1）在扶梯 A 端與豎直墻壁的夾角從 30增大到 45 時， A 端下滑速度小 于 B 端右滑速度；（2）在扶梯 A 端與豎直墻壁的夾角從 45增大 90時， A 端下滑速度大于 B 端 右滑速度30O。由于地面的故選 CA 在圖中的 A 處C 在圖中的 C 處B 在圖中的 B 處 D 在圖中的 D 處解：如分析中的圖，根據(jù)物體在平面鏡中成像，物像到平面鏡的距離相等，軍艦在平面鏡 在A 處，軍艦的像又在平面鏡 NN中成像

9、，像在 B處故選 B MM 中成像，像8 在圖 6 所示的電路中，定值電阻R3 的阻值小于滑動變阻器R2的最大阻值，現(xiàn)使滑動變阻器的滑往從a 端滑向 b 端，則在移動過程中：（ A 電壓表 V1和 V2 的示數(shù)始終變大B 電壓表 V1 和 V2 的示數(shù)始終變小C 電壓表 V1 的示數(shù)始終變大，電壓表V2的先變大后變小7 圖 5 為潛望鏡工作原理圖。若現(xiàn)有一軍艦位于S 點處，則潛水艇中的人通過潛望鏡看到軍艦的像的位 置：（ ）圖6填空題 9 小明的爸爸騎自行車上下班，按 5 米 /秒的正常車速，上下班各需用半小時。有一天，他想在上下班時 順路到文具店購買一些練習(xí)本，文具店離開工作單位的路程為 3

10、000 米，假如購買練習(xí)本共需 5 分鐘，且 開始時仍以 5 米 /秒的車速行駛， 最終仍在半小時內(nèi)走完全程， 那么考慮到安全因素， 要求在購買練習(xí)本后 的車速盡可能小，小明的爸爸應(yīng)該 （選填“上班時”或“下班時”）去文具店，離開文具店后，自行車的車速為米 /秒。10家用電熱淋浴器分儲水式和無水箱式兩種。無水箱式淋浴器是使冷水流過電熱器就達到需要的溫度， 立即從噴頭噴出熱水供淋浴?，F(xiàn)在自來水的溫度為16 攝氏度，淋浴器要熱水的溫度為 38 攝氏度左右，淋浴所需熱水流量為 1 10-3米 3/分，水的比熱容 c為 4.2103J/（千克） .則該淋浴器的電熱器電功率為 瓦；它的工作電流大小為安（

11、不計加熱過程中的能量損失及水的密度變化）11 在圖 7 所示的電路中，當電路兩端加上電壓U 后，電路正常工作，如果電阻 R2 發(fā)生了斷路，電阻R3兩端電壓將減少二分之一，而電阻R2 發(fā)生斷路前電阻 R1和 R2的總功率與電阻 R2 發(fā)生開路后電阻 R1的功率相等，則三個電阻的阻值之比R1：R2：R3 為；在電阻發(fā)生斷路前后， R3上消耗的電功率為 (選填：“變大”、“變小”或“不變”)。12 如圖 8 所示，有一個半徑為 1 米、重為 300 牛的均勻球，置于傾角為 600 的斜面上，用一水平細繩拉 住球，使球處于平衡狀態(tài)，則此均勻球受到 幾個力作用，水平繩的拉力大小為 牛。 (sin60o=

12、0.866,cos60o=0.5)13 如圖 9 所示， AB 、為兩根平等并且均勻的相同電阻絲，另有一根電阻絲，其長度略大于 、兩軌道的寬度，可以在、上滑行并保持與垂直，與、接觸良好，圖中 電壓表為理想電壓表。當處于圖中位置時電壓表讀數(shù)為 6.0 伏，將由圖中位置向左移動一段距離 L 后電壓表的讀數(shù)變?yōu)?5.0伏，若將 EF由圖中位置向右移動一段相同距離 L 后，電壓表讀數(shù)為 伏；如果 AB，CD 電阻絲單位長度上的電阻為歐，電源電壓為U伏，則電阻絲 EF的電阻為歐。三 計算題14 在鋼鐵廠的軋鋼車間里有一臺如圖所示的鋼板冷軋機，較厚的鋼板勻速地經(jīng)過軋輥被軋成薄鋼板后， 整齊地卷成鋼板卷。經(jīng)

13、過時間 t 鋼板卷的半徑增加了一倍。試求此后半徑再增加一倍需要多少時間？第 15 頁 共 16 頁15 如圖 11所示，一根長 2 米的細銅棒放在水平的支架上， 右端緊靠固定的豎起擋板。 在細銅棒的左端， 有一根可以繞 c 點轉(zhuǎn)動的指針，指針的 ac段始終靠在細銅棒的 左端。如果只考慮細銅棒的熱脹冷縮的作用，則當細銅棒的溫 度發(fā)生變化時，指針的上端會指在刻度盤的不同位置，由此可 制成一個溫度計。試分析：（1）刻度盤上的溫度值沿順時旬方向是增大還是減小？（2）現(xiàn)在知道細銅棒的長度隨溫度的變化關(guān)系到為 L=LO（1+at）,a=1.710-5/，指針的總長度為 7厘米，且 ab=bc=1 厘米。當

14、細銅棒的溫度為 0時，指針在刻度盤的中央 0 刻度的 地方，細銅棒的左端正好和指針上的 b 點相接觸，指針在 0 刻 度的兩側(cè)能夠轉(zhuǎn)過的角度均為 30O。求此溫度計的測量范圍。16 某同學(xué)用一根粗細均勻的鐵棒， 將一個邊長為 a的立方體重物箱撬起一個很小的角度 （如圖 12 所示， 圖中的角度已被放大）。已知：鐵棒單位長度受到的重力為P1；重物箱受到的重力為 G，撬動鐵棒的力豎直向上，插入的長度為箱寬的四分之一，并保持該長度不變，則當選用的鐵棒長度滿足什么條件時，施加 的力最小，此最小的力為多大？四 實驗題17 如圖 13 所示，有一彈簧測力計，由于某種原因，它表面的刻度值沒有了，但彈簧測力

15、計的其他部分都完好。為了利用它，現(xiàn)把一切工作小段長度均勻分割的刻度線粘貼到彈簧測 力計上，當用 1 牛的拉力拉彈簧測力計的掛鉤時，彈簧秤的指針剛好指在刻度線 5 下面的第 三條黑線位置；當用 2 牛的拉力拉彈簧測力計的掛鉤時，彈簧測力計的指針剛好指在刻度線7 的位置。由此可知，利用圖中的刻度線，此彈簧測力計能夠測量的范圍是 。如果將刻度線粘貼位置向掛鉤方向移動一小段，則此時彈簧測力計能夠測得的最大值與最小值之 差將 （選填：變大，不變或變小）。18 有一個特殊結(jié)構(gòu)的元件（如圖 14 所示），由 A、B 兩部分組成，被封閉在透明的玻璃殼內(nèi)，a,、b為兩個接線柱。某學(xué)生為了研究 A 、B 兩部分電

16、學(xué)特性，通過查閱資料，得知A 是一個定值電阻，其 U-I值如表； B 是一種由特殊金屬制成的導(dǎo)體，該元件的額定電壓是 7 伏，為了既不破壞元件的結(jié)構(gòu)，但又能 測定 B 的額定功率，他使用如圖 15 所示的器材，測得一組該元件的 U-I 值（如圖 16 所示）后，利用這些 數(shù)據(jù)測出了 B 的額定功率。請你回答以下問題：2) 請利用表和如圖 16 提供的數(shù)據(jù)求出 B 在正常工作時的額定功率 P五、判斷與說理題 19在我們的日常生活、工業(yè)生產(chǎn)和高科技領(lǐng)域里，磁被廣泛運用。請回答下列一組與磁有關(guān)的問題。(1) 目前，世界上研制的磁浮列車主要有兩類：一類為超導(dǎo)型一類為常導(dǎo)型。磁浮列車主要有懸浮 系統(tǒng)、

17、導(dǎo)向系統(tǒng)和推進系統(tǒng)等部分組成。 我國在上海浦東成功建造了世界上第一條商用磁浮列車。 它屬于： A 超導(dǎo)型，其懸浮系統(tǒng)利用同名磁極互相排斥B 超導(dǎo)型。其懸浮系統(tǒng)利用異名磁極互相吸引C 常導(dǎo)型，其懸浮系統(tǒng)利用同名磁極互相排斥D 常導(dǎo)型，其懸浮系統(tǒng)利用異名磁極互相吸引(2) 將磁鋼 M固定在鐵塊 C上用手將一元硬幣 B1、 B2疊在一起豎立在磁鋼上端如圖17 所示。將手(3) 如圖 18 所示是生產(chǎn)中常用的兩種閘刀開關(guān)， 圖中 A是導(dǎo)電的閘刀， B是簧片 (可以與閘刀保持緊密 接觸或分離 ) ，C是電磁鐵的線圈， 能對圖 18(a) 中的杠桿 D(右邊下降時左邊會升起 )、圖 18(6) 中的銜鐵

18、E 產(chǎn)生吸力。 0 是固定轉(zhuǎn)動軸，即支點。 K 是彈簧。圖中箭頭為電流方向。試說明這兩種開關(guān)分別在什么情 況下能自動斷開電源。圖 18(4) 以下是關(guān)于電飯鍋的原理的說明。請你在畫線的空格處填寫恰當?shù)奈锢砻~或數(shù)值，并回答有關(guān) 提問。電飯鍋能自動控制電流加熱的程序。把飯煮得甘香柔軟而不焦枯，靠的是如圖 19 所示的自動控制開 關(guān)，當按下開關(guān)按鍵，圖 19(a) 中的開關(guān)橫桿把磁鐵向上頂，使磁鐵吸住感溫軟鐵。這時。發(fā)熱電阻絲接 通電源，開始加熱。當鍋內(nèi)的飯沸騰后，鍋內(nèi)的水就漸漸減少。當鍋內(nèi)的水蒸干時，鍋內(nèi)的溫度就會超 過 ，當溫度達到 103時， 感溫軟鐵就不受磁鐵的吸引，開關(guān)的杠桿在彈簧的彈力

19、及自身重力的作 用而下降，使接觸點分開，發(fā)熱電阻絲與電源斷開，如圖 19(b) 所示。與此同時，接通另一保溫電路 ( 圖中 略去未畫 ) ，保持飯的溫度在 70左右。(a ) “當溫度達到 103 時感溫軟鐵就不受磁鐵的吸引”這一現(xiàn)象說明了什么物理道理?(b) 能用這種電飯鍋來煮開水并自動保溫在70左右嗎 ? 寫下你的判斷，并簡要說明理由。圖 18（a）： 圖 19（b）： 20 請回答下列有關(guān)聲音的問題（1） 以下是兩位同學(xué)的一段對話。請你對其正確性作出判斷。并給出證明。 甲同學(xué)：如果飛機在無風(fēng)情況下作水平飛行，當你聽到從頭頂傳來飛機的轟鳴聲時。發(fā)現(xiàn)飛機已掠過 頭頂而在你前上方，說明飛機是超音速飛行。乙同學(xué)：如果飛機在無風(fēng)情況下作水平飛行無論飛機是否超音速飛行，當你聽到從頭頂傳來飛機的 轟鳴聲時，飛機一定已掠過你的頭頂在你前上方了，所以我們無法據(jù)此來判斷飛機是否超音速飛行。（2） 下列三張圖片分別反映了飛機以三種不同速度在空中（ 不考慮空氣的流動 ） 水平飛行時，產(chǎn)生的聲波的情況。 A 點表示飛機的位置。請你利用給出的圖用刻度尺、直角尺