上海大同杯復(fù)賽試題及答案

上海大同杯復(fù)賽試題及答案文件管理序列號(hào)：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]2013年上海市第二十七屆初中物理競賽（大同中學(xué)杯）復(fù)賽試題及答案說明：.本試卷共有五大題，答題時(shí)間為120分鐘，試題滿分為150分。.答案及解答過程均寫在答題紙上。其中第一、第二和第四大題只要寫出答案，不寫解答過程；第二、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(jì)算器。.考試完畢后將試卷和答題紙一并交給監(jiān)考人員。.本試卷中常數(shù)g取10牛/千克；水的密度為1.00X103千克/米3,水的比熱容4.2X103焦/（千克?℃）；空氣密度為1.29千克/米3；sin37°=0.6,cos37°=0.8。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、長期有人參與的國家級(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)驗(yàn)器具是（）A.天平、測力計(jì)、電磁爐、微波爐；B.測力計(jì)、液體溫度計(jì)、微波爐、指針式電壓表；C.機(jī)械式秒表、超聲波測距儀、液體式氣壓計(jì)；D.測力計(jì)、滴（液）管、數(shù)字式電壓表和電流表。2、我國載人神舟飛船返回艙的表面有一層叫做“燒蝕層”的物質(zhì)（如圖1所示），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。圖1圖23、在蜻蜓翅膀末端的前緣，會(huì)看到有一塊加厚而發(fā)暗的色素斑，生物學(xué)上它被稱為“翅痣”,如圖2所示，它的作用可能是（）A.吸收太陽的光能，產(chǎn)生飛行的動(dòng)力；B.發(fā)出超聲波，通過吸收反射波辨別方位，給蜻蜓的飛行導(dǎo)航；C.調(diào)整翅膀的振動(dòng)，減弱飛行過程中翅膀上的有害振動(dòng)；D.就像人的眼睛一樣，通過吸收紅外線，來獲取外界的信息。4、如圖3所示，是一根長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（）A.比A點(diǎn)磁場強(qiáng)；B.比A點(diǎn)磁場弱；C.與A點(diǎn)磁場大小相等；D.無法確定。圖35、如圖4所示，是一種裝咖啡的壺?？Х葔氐膫?cè)面裝有一個(gè)透明的長直玻璃管，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（俗稱龍頭）打開后，就會(huì)有咖啡流出，閥門關(guān)閉時(shí)，咖啡立即停止流出，那么玻璃管中的咖啡液面的變化情況是（）A.無論閥門打開還是關(guān)閉，都始終和壺中的液面等高；B.閥門打開時(shí)和壺中的液面等高，閥門關(guān)閉時(shí)先上升到比壺中液面稍高處，然后再降到和壺中液面等高處；C.閥門打開時(shí)會(huì)突然上升一小段高度，閥門關(guān)閉時(shí)先下降到比壺中液面稍低處，然后再升到和壺中液面等高處；D.閥門打開時(shí)會(huì)突然下降一小段高度，閥門關(guān)閉時(shí)先上升到比壺中液面稍高處，然后再降到和壺中液面等高處。圖46、如圖5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)了起來。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)生了改變。同學(xué)們就此發(fā)表了四條意見：①因?yàn)榭諝鈱α?，紙杯發(fā)生了旋轉(zhuǎn)；②塑料圓筒長度越長，紙杯旋轉(zhuǎn)得越慢；③白熾燈的瓦數(shù)越大，紙杯旋轉(zhuǎn)得越快；④紙杯的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與杯底開口方向相反。其中與事實(shí)符合是（）A.①②③；B.①②④；C.②③④；D.①③④。圖57、有五個(gè)完全相同的杯子，其中一個(gè)盛滿開水，其他杯中沒有水，僅利用杯子的吸熱作用，將開水的溫度降低，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，再平均倒入剩下的二個(gè)杯子中；D.無論怎樣，最終的結(jié)果都是相同的。8、有一“不倒翁”，形狀可以簡化成由半徑為R的半球體與頂角為74o的圓錐體組成（如圖6所示），它的重心在對稱軸上。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”的重心到半球體的球心的距離必須大于A.0；B.2R/3；C.3R/5；D.3R/4。圖6二、填空題（每小題6分，共30分）9、射電望遠(yuǎn)鏡是用來觀測和研究來自天體的射電波的基本設(shè)備，可以測量天體射電波的強(qiáng)度、頻譜及偏振等量。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“無線電波”、“紅外線”、“可見光”、“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”、“只能夜晚工作”、“只能在晴朗的天氣工作”、“可以全天候工作”）。10、如圖7所示，A球?yàn)榫鶆驇д姷慕^緣球體，當(dāng)它繞著白己的軸做逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)（由上往下看）時(shí)，則A球上方的小磁針的N級(jí)將,A球左側(cè)的小磁針的N級(jí)將（均選填：“指向左”、“指向右”、“指向上方”、“指向下方”）。圖711、如圖8所示，是一個(gè)簡易的吊鉤裝置，它是由4根長度不一的剛性輕桿AD、DF、BC、CE鉸接而成，A端通過固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接在墻上，C端可以在光滑水平地面上左右白由移動(dòng)。L1表示AD的長度，L2表示AB的長度，L3表示DF的長度，L4表示BC的長度，忽略吊鉤到F點(diǎn)的長度，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時(shí)都能處于平衡狀態(tài)，則L1、L2、L3、L4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方向?yàn)?。圖812、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)之間的阻值為—；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。圖913、各種運(yùn)動(dòng)比賽常以體重區(qū)分量級(jí)。己知運(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)系可以寫成P二KM2,式中的K為一比例常數(shù)。由此可推出x的大小為。三、計(jì)算題（本題共33分）14、（9分）已知太陽正射到地球表面每平方米上的功率為1.0千瓦，現(xiàn)有一太陽能熱水器，其收集陽光的面積為3.X8.0米2,轉(zhuǎn)換太陽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℃，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)過長時(shí)間照射后，熱水器內(nèi)的水溫可以達(dá)到85℃，問當(dāng)熱水器以每分鐘6升的流量出水，經(jīng)過一段時(shí)間后，其穩(wěn)定的出水溫度為多少攝氏度？15、（12分）如圖9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R1=50歐和R2=100歐的電熱絲；旋轉(zhuǎn)開關(guān)內(nèi)有一塊絕緣圓盤，在圓盤的邊緣依次有“0、1、29”共10個(gè)金屬觸點(diǎn)；可以繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的旋鈕開關(guān)兩端各有一個(gè)金屬滑片，轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕開關(guān)可以將相鄰的觸點(diǎn)連接。如旋鈕上的箭頭指向圖中位置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)旋轉(zhuǎn)開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)電熱器有多檔位加熱功率的要求。請回答：（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？并分別指出旋鈕開關(guān)接在哪個(gè)檔位。圖916、（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1,房間外溫度為t1,正常工作時(shí)空調(diào)每秒消耗的電功W=2千焦，此時(shí)空調(diào)每秒從房間吸取的熱量為Q2,向室外釋放的熱量為Q1,W與Q2、Q1之間滿足如下關(guān)系式：①W+Q2=Q1；②設(shè)：T=t+273,則有：Q/Q1T/L若室外向房間每秒漏進(jìn)（或漏出）的熱量與房間內(nèi)外的溫差成正比。當(dāng)室外溫度為30℃,溫度控制器開關(guān)使其間斷運(yùn)轉(zhuǎn)30％的時(shí)間（例如開了3分鐘就停7分鐘,如此交替開停）,發(fā)現(xiàn)這時(shí)室內(nèi)保持20℃不變。試問；①在夏天仍要求維持室內(nèi)溫度為20℃,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？②若在冬天，空調(diào)從外界吸熱，網(wǎng)室內(nèi)放熱，仍要求維持室內(nèi)為20℃，則它能正常運(yùn)轉(zhuǎn)的最低室外溫度是多少攝氏度？四、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R1和R2、一個(gè)理想的最大測量值為50RA的直流電流表G（電流表上只有0刻度和最大刻度）、一個(gè)電流表保護(hù)電阻Rg（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?jiān)跈M線處填寫必要的文字或數(shù)據(jù)，使整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作過程完整、正確。第一步操作：先不接電阻箱A（選填“R1”或"R2）,其它元件按如圖接上。合上電鍵S,調(diào)節(jié)另一電阻箱B的阻值，讓電流表的指針指在—（選填“O刻度”或“最大刻度”）記下此時(shí)電阻箱B的示數(shù)為27200歐。第二步操作：斷開電鍵S,接入電阻箱A,并將其阻值調(diào)為（選填“O”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)電阻箱的示數(shù)為3160歐。根據(jù)以上測得值，可以推算出R的阻值為歐；被測電源的電壓g為伏。（結(jié)果請保留小數(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)生在沒有測量比度的器材的情況下，利用所給儀器，按以下實(shí)驗(yàn)步驟測量一根己知長度的銅管內(nèi)徑。已知銅管長度L=8.12厘米，水的密度P0=1.00克/厘米3。請?jiān)跈M線處填寫相應(yīng)的表達(dá)式或數(shù)據(jù)：①調(diào)節(jié)物理天平；②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ml、m2；則小銅塊的密度計(jì)算表達(dá)式：P=；1③把小蠟塊在空氣中稱量，平衡時(shí)砝碼的質(zhì)量為m3;把小銅塊與小蠟塊捆在一起浸沒于水中稱量，平衡時(shí)祛碼的質(zhì)量為m4。則蠟的密度計(jì)算表達(dá)式：P=;2④將銅管中塞滿蠟；⑤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m、m'。則可求出銅管內(nèi)徑d；下表為某次測量得到的數(shù)據(jù):物理量mlm2m3m4mm'平均值6.15.44.34.917.13.51052019根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可求解出的銅管內(nèi)徑d的值為：d=。五．判斷與說理題（本題共28分）19、（12分）某同學(xué)出家門就可以看到東方明珠塔，他拿出書包里的直尺，伸直手臂量了一下塔高3cm，該同學(xué)記得上課時(shí)老師曾介紹過東方明珠塔高約460m,于是他估算出他家到東方明珠的直線距離。這位同學(xué)的家旁有一個(gè)地鐵站，從此站出發(fā)乘坐N站即可直接抵達(dá)陸家嘴。從地圖上看，地鐵線路接近直線。請分析說明：（1）該學(xué)生如何估算他家到東方明珠的直線距離L。（2）畫出相應(yīng)的示意圖，并計(jì)算L約為多少千米。20、（16分）空氣的阻力與速度有關(guān)，我們把研究的對象近似的簡化成球體，當(dāng)物體的速度比較慢時(shí)，空氣阻力的表達(dá)式是f=6nnrV,n是空氣的黏度，取n^1.8X10-5帕?秒，不考慮它隨溫度的變化，r是物體的半徑，V是物體的速度大小；當(dāng)物體的速度比較快時(shí)，空氣的阻力的表達(dá)式是f二np空r2V