【2019年整理】年全國初中物理競賽決賽試題及答案

1、2010 年第二十屆全國初中應用物理競賽復賽試題注意事項：l 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，滿分為100 分。4答卷時間：2010 年 4 月 18 日（星期日）上午9: 30 11: 10。題號一二三四五六總分分數(shù)復核人一、 （ 16 分）干簧管（也叫干簧繼電器）比一般機械開關結構簡單、體積小、速度高、工作壽命長；而與電子開關相比，它又有抗負載沖擊能力強的特點，工作可靠性很高。如圖1 甲所示為干簧管的結構簡圖，其中磁簧片是一種有彈性的薄鐵片，被固定于玻璃管上。1當將一個條形磁鐵與干簧管平行放置時， 如圖 1 乙， 干簧管的磁

2、簧片觸點就會閉合， 將電路接通：當條形磁鐵遠離干簧管時，觸點就會斷開。請簡述其原理。2某同學設想用干簧管制作水位自動報警器，圖2 是他設計的一部分情況，請幫助他完成其余部分的設計：（ 1 ）設永久磁鐵所受的重力為3N，浮球的體積為200cm3，不計滑輪處的摩擦。則要想讓此裝置能正常工作，浮球的質量應滿足什么條件（取g 10N/kg ）？（ 2）他手邊還有開關、紅燈、綠燈和電鈴各一個，導線若干，請在圖中的虛線方框內(nèi)畫出報警電路，要求：水位到達A 處時，紅燈亮，電鈴報警；水位到達B 處時，綠燈亮，電鈴報警。第 1頁 共 6頁二、 （ 16 分）小明同學為實驗室設計了一個多擋位電加熱器，其工作原理圖

3、如圖3 所示。其中R1、R2、 R3為發(fā)熱電阻。三個燈泡為上述發(fā)熱電阻相應的的工作指示燈，其所消耗的電功率可忽略不計。小明設想通過開關的組合，使電加熱器能有200W、 300W、900W 共七擋功率。為此他還設計了下面這份簡單的表格，表中的“”表示對應的開關閉合，相應的指示燈亮； “×”表示對應的開關斷開，相應的指示燈熄滅。功率欄給出了相應狀態(tài)時電加熱器的功率值。1按照他的設想，幫他計算出R1、 R2， R3的阻值各為多少？2補齊表中其余擋位的空格。第 2頁 共 6頁三、 （ 16 分）如圖4 為過去郵局里用來稱量郵件質量的雙桿臺秤的主要結構簡圖，這種臺秤的兩條秤桿是固定在一起的，兩

4、條秤桿分別裝有秤錘A、 B，其中秤錘A 只能處于其所在秤桿上有槽的特定位置處，秤錘B 則可停在其所在秤桿上的任意位置。1這個臺秤的量程和分度值分別是多少？2寫出用這種秤測量一個郵包的質量時的操作步驟（包括校零的具體步驟）。3若用調整好的臺秤稱量一個郵包的質量時，秤桿水平平衡后，秤錘東B 所處的位置如圖4 所示，則這個郵包的質量為多少？4由圖中的信息推導出A、 B 兩秤錘mA和mB的關系。第 3頁 共 6頁S3是什么開關，爸爸告訴他這叫“雙刀雙擲”開關，相當于兩個單刀雙擲開關“聯(lián)動”爸爸還告訴他要將這三個開關分別裝在三個與客廳相連的房間的門旁邊。這是為什么？這樣裝有什么好處呢？小華決定仔細研究一

5、下。1小華準備首先用列表的方法分析開關的狀態(tài)與燈泡亮滅的關系。為此他設計了如下的表格，并用“1 ”和“2 ”表示開關接通的位置，用“1”和“0”表示燈泡的“亮”和“滅” 。請你也參與到他的研究中來，并幫他在表格中記錄下三個開關所有可能的組合對燈的控制 情況，完成下表：S1S3S2燈的亮滅2根據(jù)列表的結果總結出這個電路的好處。3弄懂了這個電路和雙刀雙擲開關的特點之后，他又有了新的想法：還可以在圖5 的電路中再增加一個雙刀雙擲開關S4并使它和其他的開關作用相同。請把他的設計畫在圖6 中。五、 （ 18 分）單位質量的某種液體變?yōu)橥瑴囟鹊臍怏w所需要吸收的熱量，叫做這種液體的汽化熱。通常情況下，同種液

6、體在不同溫度下的汽化熱是不同的。某課外活動小組設計了如圖7 所示的裝置，可以用來測定100時水的汽化熱。 該裝置的測量原理是：用電壓可調的電加熱器使玻璃容器內(nèi)的水沸騰，用電子天平分別測量沸騰一段時間前后水的質量，同時測量所用的時間及在該段時間內(nèi)電加熱器的電壓和電流， 根據(jù)相關的數(shù)據(jù)和能量守恒關系即可求出水的汽化熱 。 由于這個裝置工作時的散熱損失是不可忽略的，該組同學實驗時測量了兩組數(shù)據(jù)，如下表所示：電壓 /V電流 /A時間 /s水的初質量/g水的末質量/g第一組2013007068第二組40230070601 試簡單說明該裝置的散熱功率是否隨加熱功率的改變而改變。2根據(jù)以上數(shù)據(jù)，求水的汽化熱

7、3針對此實驗提出一些減少實驗誤差的措施。第 5頁 共 6頁2.0 的排量” ，卻很少4.6×l 07J/kg，密度為0.71× 103 kg/m 3。六、 （ 18 分）小亮家有一輛家用轎車，爸爸在給他說車的性能時，總是說“說“功率”，為此小亮特地從網(wǎng)上查到了排量的定義：活塞從上止點移動到下止點所通過的空間容積稱為汽缸排量。如果發(fā)動機有若干個氣缸，所有氣缸工作容積之和稱為發(fā)動機排量。從說明書上查到：小亮家的汽車采用的是LFX 直列四缸發(fā)動機，排量為2.0L；從網(wǎng)上查找到了其輸出特性曲線（如圖8 所示） ；小亮又向爸爸詢問了一些實測數(shù)據(jù)：由于汽車行駛的路況很好，所以平均車速為

8、90km/h， 此時發(fā)動機轉速為2000r/min， 平均行駛百公里油耗為9L ；從物理書上查得汽油的熱值為1由這臺發(fā)動機輸出特性曲線可以看出，在發(fā)動機轉速為1000 5000 r/min 范圍內(nèi)，它的輸出功率與轉速大致有什么關系？2試通過公式推導出在其他參數(shù)相同時，發(fā)動機的輸出功率與其排量的關系。3這輛汽車以90km/h 行駛時，發(fā)動機的效率約為多少？每個做功沖程汽缸內(nèi)的平均壓強約為多少？第 6頁 共 6頁2010 年第二十屆全國初中應用物理競賽復賽試題參考解答與評分標準說明：1提供的參考解答除選擇題外，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。2評分標準只是按一種

9、思路與方法給出的。在閱卷過程中會出現(xiàn)各種不同情況，可按照本評分標準的精神定出具體處理辦法，但不要與本評分標準有較大偏離。3問答題或計算題是按照分步方法給分的。在評分標準中常常寫出（1）式幾分，（ 2）式幾分這里的式子是用來代表步驟的。若考生并未寫出這個式子，而在文字表達或以后的解題過程中反映了這一步驟，同樣得分。沒有寫出任何式子或文字說明，只給出最后結果的，不能得分。4參考解答中的數(shù)字結果是按照有效數(shù)字的運算要求給出的，但對考生不做要求。不要因為有效數(shù)字的錯誤而扣分。5在最后定獎時，如果得分相同的人數(shù)超過獲獎名額，因而難于選拔時，可對待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

10、或原理不是課本所講的，具有創(chuàng)新性，應加分；（ 2）方法簡便，應加分；（ 3）提出多種正確解法，應加分；（ 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)行都需由競賽領導小組做出規(guī)定（省統(tǒng)一分配獎勵名額的由省決定，地、市分配獎勵名額的由地、市決定）。一、 （ 16 分）參考答案1當將一個條形磁鐵與干簧管平行放置時，干簧管的磁簧片就會被磁化，且靠近的那兩個端點會被磁化成異名磁極而相互吸引，觸點就會閉合，將電路接通；當條形磁鐵遠離干簧管時，磁簧片的磁性消失，在彈力的作用下觸點就會斷開。4 分2浮球浸沒入水中時受到的浮力為F 浮 水 gV 排 1.0 ×103kg m3

11、× 10N kg ×2×10 m3 2N 3分設浮球剛好浸沒入水中，浮球必須上浮，則必須滿足G 浮球 <F 浮 十 G 磁鐵 2N+3N 5N設浮球剛好離開水面時，浮球必須下降，則必須滿足G 浮球 > G 磁鐵 3N因此要想讓此裝置能正常工作，此浮球所受的重力應滿足：5N>G 浮球 >3N .2 分由公式 G mg 可以算出浮球的質量應滿足：0.5kg>m 浮球 >0.3kg 1 分3如圖1 所示： 6 分全部正確給6 分，不畫開關扣2 分，不標出紅、綠燈或標錯扣2 分（ 16 分）參考答案1 由題意可知：當開關S1 閉合時，電

12、加熱器的功率為電阻R1 的功率，所以1 分當開關S2閉合時，電加熱器的功率為電阻R2的功率，所以1 分當開關都閉合時，電路的總功率應該為最大，即所以P3 400W .3 分2如下表所示（每行2 分，共 10 分）10 分（ 16 分）參考答案1 由圖可知，這臺秤的量程是2.0kg，分度值是lg。 4分2如圖2（可不畫） 5 分將臺秤放在水平臺面上。將秤錘A、 B 均置零調節(jié)平衡螺母，直至秤桿水平平衡為止。將所要測量的郵包放在載物臺上。先逐槽移動秤錘A，直至若再向大刻度方向移動一個槽，就會導致杠桿左端下沉時為止；而后移動秤錘B，直至秤桿再次水平平衡。將稱錘A、 B 所對的刻度值相加即為郵包的質量

13、。3這個郵包的質量為723g.3分4當向載物臺放質量為100g （ 0.lkg）的重物時，為使臺秤平衡，可以將A 秤錘向左移動一格， 也可以將B 秤錘向左移動至左端，此時其移動的距離為A 秤錘移動距離的20 倍。 因為二者是等效的，所以可以得到mA 20mB .4 分四、 （ 16 分）參考答案1 如下表所示（順序不要求一致） .8 分S1S3S2燈的亮滅111111201210122121102121221122202 根據(jù)列表的結果可以看出，不論其他開關處于何種位置，每一個開關都可以獨立地控制燈的亮、滅，因而從任何一個房門走進或離開客廳時都可以方便地開或關客廳的燈，也節(jié)約電能。4分3如圖3 所示.4分5、 （ 18 分）參考答案1該裝置的散熱功率不隨加熱功率的改變而改變。 .2 分因為加熱功率發(fā)生改變后，水溫并不會改變，與周圍環(huán)境的溫度差也就不變，而其他的條件2由能量守恒定律可知：3分根據(jù)題意可得：代入數(shù)據(jù)，解得6分也都未發(fā)生變化，所以散熱功率不會變化。3 分3增大加熱功率（或電壓）、增大汽化水的質量、換用更保溫的容器（減少散熱功率）、適當增大環(huán)境溫度、減小測量時間、多測幾組數(shù)取平均值等。 .4分6、 （ 18 分）參考答案1由這臺發(fā)動機輸出特性曲線可以看出在發(fā)動機轉速為1000 5000r/min 范圍內(nèi)，它的輸出功率與轉速大致成正比2分2設做