2024年初中應用物理競賽試題及答案

其次十六屆全國初中應用物理競賽試題

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.我國有句諺語說：“下雪不冷化雪冷”。你認為以下幾個說法中有定錯誤的是

（）

A.冷與不冷是將下雪過程中與下雪過后的溫度進行對比來說的

B.冷氣流的北上導致氣溫的降低

C.雪的熔化、熔化后水的蒸發(fā)以及雪的升華都須要吸熱導致氣溫的降低

D.人們感覺的“冷”與“不冷”除與溫度有關之外，還受空氣濕度的影響

2.馬路交通標記由基板和附著其上的反光膜組成，夜晚它可以反射汽車射來的燈光，

使司機看清交通標記。圖1所示的反光膜橫截面的結(jié)構示意圖中，設計最合理的是（）

3.如圖2所示,生活中有許多方法都可以將斧頭安緊在斧柄上，下面四種方法能更

好地利用斧頭慣性的是（）

4.將?根直木棒放在一裝有水的長方體形態(tài)的玻璃水槽中的偏左側(cè)的位置，直木棒靜

止后從其正前方視察到的現(xiàn)象是下面四種狀況中的哪一種（）

5.用手提起如圖4甲所示長細金屬鏈的一端，使金

屬鏈的另一端接觸玻璃杯底部，然后漸漸將長金屬鏈依

次地盤入玻璃杯中，直到金屬鏈幾乎能裝滿玻璃杯。將

玻璃杯放置在水平桌面的最左端，使金屬鏈的另一端伸

出玻璃杯外，然后用手指按住金屬鏈，如圖4乙所示。

若將手指放開，將會出現(xiàn)下列哪種現(xiàn)象（）圖4

A.沒有改變B.金屬鏈會回到玻璃杯中

C.金屬鏈會下落?段距離后停止滑出杯子D.金屬鏈會下落直到玻璃杯清空

6.如圖5所示為雙金屬片溫度計的內(nèi)部結(jié)構示意圖，雙金屬片一般是由形態(tài)相同的銅

片和鐵片鉀合在一起制成的，其中銅的熱膨脹程度比鐵的大。當溫度改變時，由于內(nèi)外兩

層金屬片的膨脹程度不一樣而引起指針偏轉(zhuǎn)，同時在彈力的平衡

下，指針便指在刻度盤上相應的溫度值位置上，從而顯示出被測

的溫度。下面關于雙金屬片溫度計的相識中，錯誤的是（）

A.雙金屬片溫度計是依據(jù)固體熱脹冷縮的原理制成的

B.被測溫度越高，雙金屬片溫度計內(nèi)彈簧的彈力越大

C.雙金屬片溫度計的指針做得比較長，是為了能起到將微

小形變放大的作用

D.要使溫度上升時指針順時針偏轉(zhuǎn)，雙金屬片的外層（圖中較粗線所示）應是鐵，

內(nèi)層（圖中較細線所示）應是銅

7.有閱歷的面點師傅在用手從蒸籠里拿剛蒸熟的饅頭之前，總是先用手蘸上少許涼

水。面點師傅這樣做，主要的道理和目的是（）

A.利用涼水先對手進行冷卻，同時由于水的比熱容又較大，避開手被燙傷

B.利用涼水蒸發(fā)吸熱，以降低手的溫度，避開手被燙傷

C.利用涼水蒸發(fā)吸熱，以快速降低籠內(nèi)水蒸氣的溫度，避開手被燙傷

D.利用涼水把手與熱饅頭隔開，以避開手被燙傷

8.在搶救呼吸困難的病人時，醫(yī)生往往給病人輸氧氣。氧氣經(jīng)過很長的輸送管道進入

病房，再通過一個如圖6所示的裝置。這個裝置讓氧氣先通入瓶中的蒸儲水內(nèi)，而后才供

應應病人呼吸運用。探討性學習小組的同學們對于讓氧氣通入瓶中的蒸儲水內(nèi)的目的，提

出了如下幾種觀點：

①過濾氯氣，除去輸送過程中夾雜的少量雜質(zhì)

②給氧氣加濕，使氧氣潮濕一些

③冷卻氧氣，降低氧氣的溫度

④通過氣泡可以視察氧氣的流量大小，便于調(diào)整

在上述觀點中，最為合理的一組是（）

A.①②③B.②③④C.①②④D.①③④圖6

9.晶晶在超市買了一塊豆腐、一顆圓白菜、一盒雞蛋,依據(jù)你學的物理學問，你覺得

圖7

10.半潛船是特地從事運輸大型海上石油鉆井平臺、

大型艦船、潛艇等超長超重而又無法分割吊運的超大型設

備的船舶。如圖8甲所示，半潛船把裝貨甲板潛入水中，

使貨物能夠進入裝貨甲板上。然后半潛船上浮至船身和貨

物一起浮出水面，將貨物運走，如圖8乙所示為用半潛船

運輸損壞的艦艇。下列說法中正確的是（）

A.半潛船是由密度比水小的實心材料制成的

B.建立半潛船時內(nèi)部肯定留有很大體積的空艙

C.沒有裝載任何貨物處于下潛狀態(tài)的半潛船，與它裝

載著艦艇并浮出水面時受到的浮力大小肯定相等

D.圖8乙中的半潛船的質(zhì)量必須要小于艦艇的質(zhì)量

二、簡答下列各題（每題6分，共30分）

1.眼鏡是我們非常熟識的光學器件，由鏡片和鏡架組成（如圖9所示）。眼鏡可分為

①矯正視力的近視眼鏡、遠視眼鏡、老花眼鏡及散光眼鏡等；②愛護眼睛的防風眼鏡、太

陽眼鏡、游泳眼鏡等；③具有矯正視力和愛護眼睛雙重功能的眼鏡。

請分別從力學、光學等不同角度，說出至少三條上述各種眼鏡中包含的物理學問。

2.為防止小轎車在行駛途中由于車門沒有關閉而帶來危急，廠家設計了報警電路。四

個車門都關閉時蜂鳴報警器不響且指示燈不亮；只要有一扇車門沒有關閉，蜂鳴報警器就

會報警，對應的指示燈就會發(fā)光，依據(jù)指示燈發(fā)光狀況可推斷哪一扇車門沒有關閉。請你

在圖10中用筆畫線表示導線，將各元件連接成符合要求的、電路圖（導線不許交叉或穿過

開關），說明：每個車門限制個開關（Si對應Li，其他類推）當車門關閉時開關斷開，車

門打開時開關閉合。

圖10

3.如圖11甲所示的吊車在試圖吊起損壞的車輛時，發(fā)生了翻車事故（如圖11乙所

示）。請你分析吊車翻車的3種可能緣由。

4.參與拔河競賽前老師告知同學們應留意以下技巧：①選擇體重大的同學參賽；②穿

較新的有花紋的橡膠底運動鞋：③拔河時身體要句后傾斜適當角度，兩腿前伸兩腳用力蹬

地，重心落在腳掌后面；④發(fā)力時，繩子肯定要拉直，聽到口號一起用力往后拉。請你分

析并說出3條上述技巧背后蘊含的物理學問。

圖12

5.在秋季無風或微風的早晨，湖面上方常常有一層厚厚的“水霧”。請你說明秋季水

面簡單產(chǎn)生水霧的緣由。

三、（11分）抽水蓄能電站是一種特別的發(fā)電站，也是目前

電力系統(tǒng)中最牢靠、最經(jīng)濟、壽命周期長、容量大、技術最成心會

熟的儲能裝置。抽水蓄能電站的基本結(jié)構如圖13所示，當電-也

網(wǎng)上的電能有盈余時，抽水蓄能電站就利用盈余的電能，通過

蓄能機組帶動水泵，把水由低處的下庫抽到高處的上庫并儲存4

起來；當電網(wǎng)上的電能不足時，使原來抽到上庫的水再流回下WI卜濟

庫，并推動蓄能機組帶動發(fā)電機發(fā)電。

2015年6月12日，安徽金寨抽水蓄能電站項目正式開

工?？傃b機容量120萬千瓦（此處可看作總發(fā)電功率為120萬圖

千瓦），安排建設4臺單機容量30萬千瓦的發(fā)電機組。設計年

總抽水消耗電能268億千瓦時，蓄能發(fā)電20.1億千瓦時。取g=10N/kg,求：

1.依據(jù)設計要求，平均每年這4臺發(fā)電機組相當于要共同工作連續(xù)工作多少天？

2.該抽水蓄能電站的年運行綜合效率IJ"的設計值是多少？

3.若該抽水蓄能電站在放水發(fā)電階段的效率fj圻90%,則抽水蓄能階段的效率U燃是

多少？

4.若該抽水蓄能電站上、下庫的水面平均高度h=100m,為保證該抽水蓄能電站4臺

發(fā)電機組全部滿負荷連續(xù)發(fā)電to=IOh,試估算，該抽水蓄能電站上庫的容量V柞至少要多少

m3?

四、（11分）2015年4月16日，中國首創(chuàng)的十秒級閃充電車在寧波正式下線，如圖14所

示。這種電車采納超級電容（一種可以干脆以電能形式儲存能量的設備，像蓄電池一樣也

有正、負兩極）作為電能存儲設備。這種超級電容平安環(huán)保，可反復充放電100萬次以

上，運用壽命長達十年。與該車相匹配的充電樁安裝在各公交站點，充電樁在乘客上下車

的約30s時間里即可把電充溢，并可讓車持續(xù)正常行駛5km以上。在制動和下坡時，電車

還可以把部分動能再轉(zhuǎn)化為電能為超級電容充電。

若假設這種電車的質(zhì)量（滿載，含乘客）為m=15l;正常勻速行駛時，電車受到的平均

阻力/為車重G的0.02倍；正常勻速行駛時的速度為片10m/s。（取g=10N/kg）求：

1.這種電車正常勻速行駛時的功率P"。

2.若這種電車每次充溢電后持續(xù)正常行駛5km,正

常勻速行駛時的效率為90%。試估算，每次充溢電,

電車從充電樁所獲得的能量E。

3.若每次給這種電車充溢電須耗時t=30so試估

算，充電樁為電車充電時的輸出功率?咫。

4.若按電價0.5元/kWh來計算，則每次充電需花費

電費多少元？與之同樣功能的然油公交車百公里油耗約

圖14

為36L,燃油價格按5.5元ZL來計算，同樣行駛5km需

花費然油費多少元？

五、(14分)小明某次在路邊視察到，工人師傅們在安裝水泥電線桿過程中要將地面上水

平的電線桿“直立”起來時，在地面上先挖了形態(tài)如圖15所示的坑。地面處的坑口截面基

本上是一個長方形，其寬度僅比電線桿的粗端直徑略大一點，坑中從長方形的一邊起先有

一從地面直達坑底的斜坡。而另一邊則是直上直下的，坑底基本上是一個正方形。請你回

答：

1.為什么要挖成圖15所示的深坑，

而不挖成圖16甲所示的僅比電桿略粗一點

的深坑，或者如圖16乙所示的大口徑的深

坑？這樣做有什么好處？

2.通過計算對比分析：假如已將電線

桿水平放在坑口上方，且其粗端位于坑底右端正上方，現(xiàn)要把電線桿分別埋入圖15、圖16

甲所示的兩個坑中，則在豎起電線桿的起先階段，對電線桿的細端分別至少須要多大的

力？己知這種坑深1.6m,坑底的長、寬都是0.3m,地面處坑口長2.3m、寬0.3m。電桿線

的質(zhì)量為410kg,長8.0m,粗端直徑426m,其重心距粗端3.2m。(取g=10N/kg)

3.在上述兩種狀況下，豎起電線桿的過程中，工人師傅們對電線桿分別至少要做多少

功？

六、（14分）如圖17所示為一種新型電器——無葉空氣凈化暖風器，兼具風扇、制溫煦

空氣凈化的功能，其銘牌如表所示。如圖18甲所示，電器的底部為進氣

口，空氣進入時要經(jīng)過濾網(wǎng)凈化，然后被馬達送入環(huán)形通道（內(nèi)有加熱元

件）。環(huán)形通道一端開有細縫，空氣從細縫高速吹出。如圖18乙所示，高

速吹出的氣流，能帶動四周和后方的空氣，使形成風的空氣體積比進氣體

積增加十幾倍。

1.請說明這種電器形成風的空氣體積比進氣體積增加許多的緣由。

2.假如要將一個“10mx7m>3m”的房間的溫度從15°C提升到20°

C,請回答：

（1）請估算該電器至少需人作多長時間？（己知空氣的密度約為1.22

kg/m3,比熱容約為1x103〃（kg.C）

空氣凈化暖風器銘牌

制暖2000W

最大功率

涼風/凈化40W

送風距離4-7m

最強進氣氣流可達33L/S（升/秒）

最強出風氣流可達434L/S（升/秒）

（2）反思你的估算和實際狀況有何差異、說明為什么會有差異？

3.假如要凈化該房間內(nèi)的空氣，請回答：

（1）該電器過濾一遍與房間相同體積的空氣至少須要多長時間？

（2）反思你計算出的時間和實際狀況下將空氣過濾干凈須要的時間有何差異、說明為什

么會有差異？

從上方環(huán)形透遨將'（海篇速吹出氣體出熔Ml卜幾倍

m18

2024年其次十六屆全國初中應用物理學問競賽參考解答和評分標準

一、選擇題（每小題2分，共20分）

1.B2.D3.A4.C5.D6.D7.A8.C9.B10.B

二、簡答題（第題6分，共30分）

1.（6分）參考答案

（1）鼻托面積較大是為了增大受力面積，減小壓強，使人感覺更舒適；

（2）鏡片和鏡架盡量用密度小的材料，減小眼鏡總質(zhì)量，減小E力，減小壓強，使人

感覺更舒適；

（3）近視眼鏡的鏡片對光束有發(fā)散作用，可以使裸眼所成的像向視網(wǎng)膜方向移動，成

以視網(wǎng)膜上；

（4）鏡腿采納彈性較好的材料，不簡單損壞和變形。

2.（6分）參考答案

如圖答所示

3.（6分）參考答案

（1）吊臂相對于水平面傾斜的角度過小;

（2）被吊物體質(zhì)量過大；

（3）吊臂伸出過長；

（4）吊車左端的支撐爪不夠靠前。

4.（6分）參考答案

（1）體重大的同學對地面的壓力大，摩擦力大；

（2）穿較新的有花紋的橡膠底運動鞋，可以增加接觸面間的粗糙程度，摩擦力大；

（3）把人看做一個杠桿，以腳為支點，重心落在腳掌后面且兩腿前伸用力蹬地，可以

增加重力的力臂，增加被對手拉動向前方轉(zhuǎn)動的難度；

（4）同時用力，且全部力都沿同始終線，同一方向，合力最大。

5.（6分）參考答案

（1）秋季夜晚水和空氣放熱，由于水的比熱容比空氣大，早晨的溫度高于空氣；

（2）水蒸發(fā)形成水蒸氣：

（3）水蒸氣遇冷空氣放熱液化形成小水滴即“水霧”。

三、（H分）參考解答

1.平均每年這4臺發(fā)電機組相當于要共同連續(xù)工作的時間

鞏發(fā)_20.1X10U皿

=1675/?=70J2分

1.2xlO^W

2.該抽水蓄能電站的年運行綜合效率的設計值

叫xlOO%2O.lxlOMw7?

x100%=75%2分

26.8x10s&皿

3.運行綜合效率n行與放水發(fā)電階段的效率n發(fā)和抽水蓄能階段的效率n拄的關系為

〃廳二〃發(fā)

則抽水蓄能階段的效率

%啜=羲=83.3%

3分

4.放水發(fā)出的電能尸/=〃及“幺/?2分

該抽水蓄能電站上水池的庫容至少為

Pt7.

=---------=4.8X107/?-.....2分

Pghi］發(fā)

四、（H分）參考解答

1.電車勻速行駛時，電車的牽引力

F=f=0.02G=0.02mg=0.02X15X1032gX10N/kg=3X\03N................1分

電車正常勻速行駛時的功率P行二尸v=3X1（PNX10m/s=3X104W..............2分

2.這種電車每次充溢電后持續(xù)正常行駛s=5km,電車所做的功為：

\V=Fs=3X103NX5Xl03m=1.5X107J................1分

15X1077

電車從充電樁所獲得的能量E==1.6X10J2分

0.9

3.充電樁為電車充電時的輸出功率為瑞=寧=I"，/；。/=5.57xIO、W……2分

4.每次充電所需電費為〔々Xi,左皿x0.5元皿=2.32元........2分

3.6xlO6

燃油公交車行駛5km須花費燃油費為*Lx36Lx5.5元/L=9.9元.......1分

100碗

五、（14分）參考答案

1.（5分）挖成圖15所示的深坑好處如下：

①少挖土方：挖成圖15所示的深坑要比挖成圖16乙所示的深坑少挖土方，這樣可以

少做功，避開人力奢侈，提高勞動效率。

②便于施工：施工人員更易于從圖15所示的坑里向外取土。

③省力省功：用圖15所示的深坑埋水泥電線桿，與用圖16甲所示的深坑埋水泥電線

桿相比，不必將電線桿沿豎直方向直立在地面上，重心上上升度小，施工時即省力又省

功。

④施工平安：用圖15所示的深坑埋水泥電線桿，施工人員只需從有斜坡的方向扶住水

泥電線桿就行了，水泥電線桿不會向其它方向傾倒，施工比較平安。

2.①若將這種電線桿埋入圖15所示的坑中，電線桿就位后的狀況如圖答-2所

示。............1分

設豎起電線桿的起先階段，在細端所施加的豎直向上的拉力為F,o

在圖答-2中，電線桿粗端伸入坑口的距離為2.3m-0.3m=2.0m

進而：O]4i=8.0m-2.0m=6.0mOiBi=3.2m-2.0m=1.2m.....1分

電線桿重：G=/^=4l0X10N=4100N......1分

依據(jù)杠桿平衡條件，有：QXOiAkGXO/i

解得：Fl=￡r^L=820N......2分

圖答-3

②若將這種電線桿埋入圖16甲所示的坑中。電線桿就位后的狀況如圖答-3所示。1分

設豎起電線桿的起先階段，在細端所施加的豎直向上的力為尸2。

在圖答?3中：02A2=8.0mQ&=3.2m...1分

依據(jù)杠桿平衡條件，有：F2X（?2^2=GXO252

解得：GXO40/V……1分

=2^2=16

。24

3.在圖答-2中，電線桿重心上升：/?i=3.2m-l.6m=1.6m……1分

人們對電線桿做功：W產(chǎn)G/H4100X1.6J=6560J……1分

在圖答-3中，電線桿重心上升：〃2=3.2m……1分

人們對電線桿做功：W2=Gh2=4100X3.2J=13120J……1分

六、（14分）參考答案

1.當氣流從細縫以高速吹出，氣流的壓強小于四周空氣的壓強...........1分

在壓強差的作用下，四周的空氣流向氣流并被加速，從而隨著氣流一起向前運動1分