第二十三屆全國(guó)初中應(yīng)用物理競(jìng)賽(巨人杯)試題及答案2

1、2013年第二十三屆全國(guó)初中應(yīng)用物理競(jìng)賽（巨人杯）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：2013年3月31日（星期日）上午9:3011：10。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(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.驗(yàn)鈔機(jī)發(fā)出的“光”能使鈔票上的熒光物質(zhì)發(fā)光；家用電器的遙控器發(fā)出的“光”，能用來(lái)控制電風(fēng)扇、電視機(jī)、空調(diào)器等電器的開啟與關(guān)閉。對(duì)于它們發(fā)出的“光”，下列說(shuō)法中正確的是 ( )A.驗(yàn)鈔機(jī)和遙控器發(fā)出的“光”都是紫外線B.驗(yàn)

2、鈔機(jī)和遙控器發(fā)出的“光”都是紅外線C.驗(yàn)鈔機(jī)發(fā)出的“光”是紫外線，遙控器發(fā)出的“光”是紅外線D.驗(yàn)鈔機(jī)發(fā)出的“光”是紅外線，遙控器發(fā)出的“光”是紫外線2.在嚴(yán)寒的冬季，小明到滑雪場(chǎng)滑雪，恰逢有一塊空地正在進(jìn)行人工造雪。他發(fā)現(xiàn)造雪機(jī)在工作過(guò)程中，不斷地將水吸入，并持續(xù)地從造雪機(jī)的前方噴出“白霧”，而在“白霧“下方，已經(jīng)沉積了厚厚的一層“白雪”，如圖1所示。對(duì)于造雪機(jī)在造雪過(guò)程中，水這種物質(zhì)發(fā)生的最主要的物態(tài)變化，下列說(shuō)法中正確的是 ( )A.凝華 B.凝固 C.升華 D.液化3.在有些地區(qū)，人們常在小河邊洗衣服。如圖2所示，人們先把臟衣服浸泡在河水里，然后提出來(lái)放在石板上，用木棒捶打，水花四濺，

3、如此反復(fù)多次，直到衣服被洗凈為止。這里，用木棒捶打的主要目的是( )A.把衣服上的灰塵打碎，以便于洗滌 B.增大木棒與灰塵之間的摩擦，將灰塵帶走C.迫使?jié)褚路锩娴乃畯囊路w維之間的縫隙中高速噴出，利用高速水流將灰塵沖洗掉D.木棒捶打，使衣服突然運(yùn)動(dòng)起來(lái)，而衣服上的灰塵由于具有慣性仍然靜止，從而使灰塵脫離衣服4.如圖3所示，海北中學(xué)有一個(gè)跑道為400 m的操場(chǎng)，在操場(chǎng)的主席臺(tái)和觀眾席上方一字形排列著A、B、C三個(gè)相同的音箱。在一次運(yùn)動(dòng)會(huì)的開幕式上，站在操場(chǎng)中的所有同學(xué)都可以聽到音箱發(fā)出的足夠大的聲音，但站在某些位置的同學(xué)卻感覺聽不清音箱中播放的內(nèi)容，在圖3的l、2、3三個(gè)位置中，位于哪個(gè)位置附

4、近的同學(xué)應(yīng)該是“感覺聽不清”的？ ( )A.1 B.2 C.3 D.在哪個(gè)位置都一樣5.炒菜時(shí)如果發(fā)生油鍋起火現(xiàn)象，下列做法中最不應(yīng)該的是 ( )A.加一些冷油，降低溫度 B.立刻蓋上鍋蓋C.立即向鍋內(nèi)倒入冷水來(lái)滅火 D.將蔬菜倒入油鍋內(nèi)6.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國(guó)自行研制的全球衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)(BDS)。系統(tǒng)由空間端、地面端和用戶端（導(dǎo)航儀）組成，全部建成后可在全球范圍內(nèi)為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)。2012年12月27日，北斗導(dǎo)航業(yè)務(wù)正式對(duì)亞太地區(qū)提供無(wú)源定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)。關(guān)于“BDS”的工作過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是( )A.導(dǎo)航儀只能接收地面端的中心控制系統(tǒng)的信息而

5、不能接收導(dǎo)航衛(wèi)星的信息B.導(dǎo)航儀只能接收導(dǎo)航衛(wèi)星的信息而不能向?qū)Ш叫l(wèi)星發(fā)送信息C.導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射的電磁波不能在真空中傳播D.導(dǎo)航僅與導(dǎo)航衛(wèi)星之間是通過(guò)電磁波傳遞信息的7.小明學(xué)習(xí)了電路知識(shí)后，想利用發(fā)光二極管設(shè)計(jì)一個(gè)帶開關(guān)指示燈的照明電路，晚間關(guān)閉照明燈后，利用二極管發(fā)出的光指示開關(guān)所在的位置。他共設(shè)計(jì)了4個(gè)電路，如圖4所示，其中L為白熾燈，規(guī)格為(220V 60W)、D為發(fā)光二級(jí)管，規(guī)格為(1.2VO.O1A)、S為單刀雙擲開關(guān)、R為限流電阻。圖4中能夠滿足要求的電路是 ( )8.某測(cè)量?jī)x器及其控制電路如圖5所示。儀器的等效內(nèi)阻為100歐，正常工作電流范圍為100300mA，電源電壓為30V。

6、控制電路由兩個(gè)滑動(dòng)變阻器組成，為了快速準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)儀器的工作電流，應(yīng)選用哪一組變阻器？ ( )A.R1=lOO歐, R2=10歐.C.R1=lOO歐, R2=100歐B.R1=200歐, R2=20歐D.R1=200歐, R2=200歐9.明光中學(xué)的同學(xué)制定了一個(gè)劃船比賽規(guī)則：在距兩個(gè)船隊(duì)之間的中點(diǎn)處放置一個(gè)插有紅旗的小木箱（發(fā)令槍響時(shí)被釋放，隨河水流動(dòng)）：甲、乙兩船隊(duì)（兩船連線與水流方向平行）聽發(fā)令槍聲同時(shí)從上游和下游向著小木箱出發(fā)；先得到小木箱的船隊(duì)獲勝。針對(duì)這個(gè)比賽規(guī)則同學(xué)們開展了討論，下列選項(xiàng)是一些同學(xué)的意見，其中正確的是 ( )A.比賽規(guī)則不公平，對(duì)上游船隊(duì)有利B.比賽規(guī)則不公平，對(duì)下

7、游船隊(duì)有利C.比賽規(guī)則公平，水流動(dòng)對(duì)兩船隊(duì)影響效果一樣D.條件不足，無(wú)法確定10.小轎車勻速行駛在公路上，坐在副駕駛位置的小青觀察到轎車速度盤的指針始終在11Okm/h位置處，在超越相鄰車道上同向勻速行駛的另一輛大客車的過(guò)程中，小青發(fā)現(xiàn)自己經(jīng)過(guò)該車的時(shí)間約為5s，如圖6所示。則被超越大客車的車速范圍為 ( )A.1020m/s B.2030m/s C.3040m/s D.4050m/s二、簡(jiǎn)答下列各題（每題5分，共30分）1.圖7是常見的一種電動(dòng)自行車，因其節(jié)能環(huán)保、便捷實(shí)用而受到很多工薪階層人員的青睞。請(qǐng)你說(shuō)出5種電動(dòng)自行車上不同部件中蘊(yùn)含的物理知識(shí)。2.小文同學(xué)學(xué)習(xí)了有關(guān)物理知識(shí)后，設(shè)想制

8、作了一個(gè)為氣球充氣的電動(dòng)充氣泵，她畫出了如圖8甲所示的結(jié)構(gòu)示意圖，其中永久磁鐵下方為S極。充氣泵在工作過(guò)程中，通過(guò)電磁鐵線圈的電流大小隨時(shí)間變化情況如圖8乙所示。請(qǐng)簡(jiǎn)述這個(gè)氣泵為氣球充氣的工作過(guò)程。3.明光中學(xué)物理實(shí)踐小組在裝配直流電動(dòng)機(jī)模型后參加班級(jí)的實(shí)踐成果展示交流會(huì)，在會(huì)上演示通過(guò)改變直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向及轉(zhuǎn)速使重物上升或下降的過(guò)程。電路元件包括一個(gè)單刀單擲開關(guān)、一個(gè)雙刀雙擲開關(guān)、一個(gè)滑動(dòng)變阻器、一個(gè)小型直流電動(dòng)機(jī)和一個(gè)直流電源，如圖9所示。請(qǐng)完成電路圖的連接以實(shí)現(xiàn)上述功能。（操作過(guò)程中只能扳動(dòng)開關(guān)，不得再改變電路中的接線）4.電磁波遇到平滑的金屬表面會(huì)像光遇到平面鏡一樣發(fā)生反射，反射過(guò)

9、程遵循光的反射定律。小明與叔叔一起去參觀救生艇時(shí)，發(fā)現(xiàn)救生艇的上方懸掛著一個(gè)由三塊相互垂直的正方形薄金屬平板組成的“角反射器”，如圖10所示。請(qǐng)你簡(jiǎn)述角反射器的工作原理以及該救生艇懸掛角反射器的原因。5.民航客機(jī)在飛行過(guò)程中，飛行高度可達(dá)lOkm左右，在這種情況下，飛機(jī)外部的氣溫可達(dá)-600C左右，氣壓也低至26-28kPa。但是座艙內(nèi)卻是溫暖如春，氣壓和地面大氣壓相近。請(qǐng)應(yīng)用物理知識(shí)分析飛機(jī)座艙內(nèi)是如何獲得如此舒適環(huán)境的。6.-般說(shuō)來(lái)，物體在溫度升高時(shí)膨脹，溫度降低時(shí)收縮，這一現(xiàn)象稱為熱脹冷縮。在相同的條件下，氣體的熱脹冷縮最顯著，液體次之，固體最不顯著。固體、液體、氣體的這種性質(zhì)都可以被利

10、用。有一些電冰箱中的自動(dòng)溫度控制裝置，就是根據(jù)氣體熱脹冷縮的性質(zhì)制成的。圖11是它的結(jié)構(gòu)示意圖，其中金屬盒是用薄的彈性鋼片制作，表面有一些環(huán)狀波紋，內(nèi)部密封有一定量的氣體。結(jié)合圖片嘗試分析它的控溫原理。三、(11分)隨著社會(huì)的進(jìn)步，電冰箱已經(jīng)成為現(xiàn)代家庭不可或缺的家用電器，下表是某品牌電冰箱的銘牌。請(qǐng)認(rèn)真閱讀銘牌上的信息，并結(jié)合平時(shí)的生活經(jīng)驗(yàn)回答下列問(wèn)題：17.小明認(rèn)為，耗電量應(yīng)當(dāng)?shù)扔谳斎肟偣β逝c一天的時(shí)間的乘積，但計(jì)算后卻發(fā)現(xiàn)，差異很大。這是為什么？18.電冰箱上標(biāo)示的耗電量為0.58 kWh/24 h。但是在炎熱的夏季當(dāng)電冰箱內(nèi)裝滿食物后，小明利用電能表測(cè)量的結(jié)果大約是該耗電量的1.5倍，

11、其可能原因是什么？19.若某電冰箱的耗電量按銘牌上標(biāo)注的耗電量的1.5倍計(jì)算，該電冰箱一天要工作多長(zhǎng)時(shí)間？四、（12分）工人師傅經(jīng)常使用一種稱為“大力鉗”的工具夾緊或切斷金屬材料，圖12所示為用于切斷金屬所常用的一種小型大力鉗，其各部分尺寸已在圖中標(biāo)明（單位為cm）。若工人師傅的單手最大握力為900 N，他使用該大力鉗時(shí)，在被鉗材料處能夠產(chǎn)生的最大壓力為多大？五、(12分)三峽水利樞紐工程是中國(guó)規(guī)模最大的水利樞紐工程，如圖13所示。樞紐控制流域面積約1.0xl06 km2，占長(zhǎng)江流域面積的56%，壩址所在位置年平均流量為Q：4.51xl011 m3。水利樞紐的主要任務(wù)包括防洪、發(fā)電、航運(yùn)三方面

12、，在發(fā)電方面，三峽水電站共安裝32臺(tái)7 x105 kW水輪發(fā)電機(jī)組，另外還有2臺(tái)S xl04 kW的電源機(jī)組，總裝機(jī)容量（指34臺(tái)發(fā)電機(jī)組同時(shí)工作時(shí)的總發(fā)電功率）P=2.25 xl07 kW，設(shè)計(jì)年發(fā)電量約W=1011kWh。閱讀上述材料，解答下列問(wèn)題(水的密度p=1.0 x103 kg/m3，取g =10 N/kg)：20.若三峽電站上、下游水位差按h=110 m計(jì)算，試求三峽電站將水的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能的效率。21.若34臺(tái)發(fā)電機(jī)組全部發(fā)電，要達(dá)到年發(fā)電量的要求，每臺(tái)發(fā)電機(jī)組平均年發(fā)電時(shí)間t為多少天？六、(15分)寒假小明參加了學(xué)校組織的去內(nèi)蒙古草原的冬令營(yíng)之前，老師對(duì)他們講了草原上防火和自救

13、的知識(shí)，告訴他們，草原一旦起火，推進(jìn)的速度很快，草原的火就像一堵墻一樣大面積地向前推進(jìn)；但由于草的質(zhì)量小，很快就燒完了，所以當(dāng)火墻的前面還在燃燒，火墻的后面很快就會(huì)熄滅，因此火墻比較薄。這一點(diǎn)與森林火災(zāi)有著顯著的不同。基于草原火災(zāi)的特點(diǎn)，老師囑咐他們，若遇到草原著火，一定要迎著火墻快速地沖過(guò)去。如果背著火，朝沒有火的地方跑，很快就會(huì)被大火吞噬。若某次草原發(fā)生火災(zāi)時(shí)，恰好西風(fēng)，風(fēng)速v1=1 m/s，所形成的火墻厚度D=8 m;火墻的推進(jìn)速度可看作與風(fēng)速相同，即v2=v1=l m/s。通常情況下，人在草原上奔跑的速度可達(dá)v3=7 m/s;而在十分疲憊的情況下，持續(xù)奔跑的速度約為V4=1.5 m/s。人的衣服被火焰點(diǎn)燃所需的時(shí)間約為t1=1.5 s。22.請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算說(shuō)明老師所說(shuō)的“草原