第十五屆全國初中應用物理知識競賽試題

一、選擇題  以下各小題給出的四個選項只有一個是正確的,把正確選項前面的字母填在題后的括號內(每小題3分,共12分)。

   1.在鐵路道口常設有如圖1所示的道閘,這種道閘平時上揚,當火車要通過道口時道閘轉動到水平位置,示意過往的其他車輛停車等候,這種道閘稱為常開型道閘。與之相反,另一種道閘平時水平放置,當有車輛要通過時,道閘上揚,允許車輛通過,這種道閘稱為常閉型道閘。對于這兩種道閘重心的位置,下列說法正確的是[    ]

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A.常閉型道閘,重心應在o點左側

   B.常開型道閘,重心應在o點右側

   C.常閉型道閘,重心應在o點右側

   D.以上說法都不對

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   2.有一種叫做“壓電陶瓷”的電子元件,當對它擠壓或拉伸時,它的兩端就會形成一定的電壓,這種現(xiàn)象稱為壓電效應。一種燃氣打火機,就是應用了該元件的壓電效應制成的。只要用大拇指壓一下打火機上的按鈕,壓電陶瓷片就會產生10kV~20kV的高壓,形成火花放電,從而點燃可燃氣體。在上述過程中,壓電陶瓷片完成的能量轉化是[    ]

   A.化學能轉化為電能    B.內能轉化為電能

   C.光能轉化為內能    D.機械能轉化為電能

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   3.用可變焦的光學照相機可以把遠處的景物“拉近”進行拍攝,就是說,雖然被拍攝的景物與照相機鏡頭之間的距離基本不變,但仍可以使底片上所成的像變大。關于這個過程,下列說法中正確的是[    ]

   A.焦距變大,像距也變大    B.焦距變小,像距也變小

   C.焦距變大,像距變小    D.焦距變小,像距變大

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    4.我國北方地區(qū)冬季用燃煤取暖所造成的大氣污染,己越來越引起人們的關注,F(xiàn)在有些家庭已經改用燃油取暖,以降低對大氣的污染。小明家的住房面積約110m2,若將住房的門窗關閉好,用燃燒柴油來取暖,并使室溫升高10℃,已知柴油的熱值為4.3×107J/kg,空氣的密度約為1.3kg/m3,空氣的比熱容為1.O×l03 J/(kg.℃),所需的柴油約為[    ]

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   A.0.01kg  B.0.1kg    C.1kg    D.10kg

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 二、填空題(共13分)

   1.(3分)在裝修房屋時,工人師傅常用一根灌有水(水中無氣泡)且足夠長的透明塑料軟管的兩端靠在墻面的不同地方并做出標記,如圖2所示。他們這樣做的目的是_________________________,在做標記時用到的物理知識是_____________________________________。

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   2.(3分)小明同學暑假去旅游,在避暑山莊他看到“煙雨樓”在水面上映出了美麗的倒影,這主要是由于光的__________________成像而形成的。小明用照相機記錄了這些美景。但是當他從沖洗部取出照片時,發(fā)現(xiàn)照片如圖3所示,經過仔細辨別,他才確認出________側是真實景物在水中的倒影。

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   3.(3分)住在非洲沙漠的居民,由于沒有電,夏天無法用電冰箱保鮮食物,當?shù)厝税l(fā)明了一種簡易“沙漠冰箱”,  如圖4所示。它由內罐和外罐組成,兩罐之間填滿潮濕的沙子。使用時將食物放在內罐,罐口蓋上濕布,放在干燥、通風的地方,并經常向內罐和外罐之間的沙子上灑些水,這樣對內罐中的食物可以起到一定的保鮮作用。

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   根據(jù)上文,請回答:

   (1)將它放在干燥、通風的地方,目的是______________________________。

   (2)經常向兩罐之間的沙子上灑些水,目的是___________________________.

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   4.(4分)按照我國交通管理的規(guī)定,“紅燈停、綠燈行、黃燈預備”,小剛在科技活動中設計了一個實驗電路,用以模擬十字路口的紅綠燈,如圖5所示。請你分析并回答下面的問題。

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   (1)規(guī)定紅燈發(fā)出的光作為交通的停止信號,其原因是_____________________.

   (2)當單刀多擲開關接通位置“1”時,_____燈發(fā)光,發(fā)光的各燈采用的是_____聯(lián)方式。

   (3)當開關接通位置“3”時,允許______方向的車輛通行。

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三、簡答下列各題(共23分)

   1.(4分)小明和小紅都想幫媽媽煮雞蛋。當煮雞蛋的水燒開后,小明認為要繼續(xù)將火燒得很旺,使鍋內水劇烈沸騰,這樣會很快將雞蛋煮熟。小紅則認為,水沸騰后應改用小火,蓋上鍋蓋,讓鍋內水微微沸騰,同樣能很快將雞蛋煮熟。你認為誰的想法更合理?請寫出理由。

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   2.(4分)在觀看河岸邊的城市夜景時,往往發(fā)現(xiàn)每盞燈在水里的像不是一盞燈,而是一條光柱,請你分析這是為什么。

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   3.(4分)小明用打氣筒給自行車輪胎打氣后,發(fā)現(xiàn)氣筒壁的溫度明顯高于打氣前的溫度。對于這個現(xiàn)象,你作怎樣的解釋?

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4.(5分)如圖6甲、乙分別是兩種小型飲水鍋爐的結構示意圖,從節(jié)能角度看,你認為哪一種更合理?請簡要說明理由。

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5.(6分)果蠅的每只眼睛都是由許多微型的“小眼睛”組成的,所以這種眼睛又稱為復眼。圖7甲是果蠅眼睛的特寫照片,圖乙是果蠅眼球局部再次放大的特寫照片,圖丙是其中一只“小眼睛”的示意圖。請你把果蠅的眼睛與人眼相比分析它有哪些優(yōu)勢,為什么?

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四、(6分)當老師最后離開計算機房要去關閉總電閘.時,發(fā)現(xiàn)電能表(如圖8所示)、的轉盤仍在緩慢地轉動。他用手表粗略地估測了一下,1min轉盤轉動了5r。檢查發(fā)現(xiàn),原來機房內還有20臺電腦顯示器處于待機狀態(tài)。請你算一算1臺電腦顯示器的待機功率約多大?

  

五、(7分)AB和CD是完全相同的兩條帶有絕緣皮的導線,它們并行地埋設在相距2 km的甲、乙兩地之間。由于兩導線之間某處的絕緣外皮受到損傷,而發(fā)生了漏電現(xiàn)象(即相當于兩根導線之間在漏電處連接了一個電阻)。為了確定漏電處的位置,維修人員做了以下測量:

   (1)在甲地將兩端電壓恒為90 V的電源的兩極分別接在A、C兩端,此時在乙地用內電阻很大的電壓表測得B、D兩端電壓為72V。

   (2)在乙地將兩端電壓恒為100V的電源的兩極分別接在B、D兩端,此時在甲地用同一型號的電壓表測得A、C兩端的電壓為50V。

   如果AB和CD導線每千米電阻值為2Ω,請你根據(jù)以上測量結果計算漏電處距甲地多遠?絕緣皮破損處的漏電電阻是多大?

六、(11分)  圖9是一種電梯結構的示意圖,電梯廂在電梯井中沿豎直通道上下運行。鋼鏈的兩端分別固定在電梯井頂部的A點和B點,同時鋼鏈繞過重15 000N電梯廂下的滑輪而托起整個廂體E,又跨過電梯井頂部由電動機驅動帶有齒輪的輪軸C,在C和B之間吊起與動滑輪相連的配重D。電梯載重量為10人(1人的質量按60kg計算,取g=10N/kg,忽略摩擦及鋼鏈的質量)。請回答:

   (1)配重的功能是什么?在已知電梯廂重和載重量的情況下,配重的質量最好是多大?

   (2)當電梯滿載勻速上升時,A、B兩點受到的拉力各是多大?

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七、(14分)科技小組的同學們準備對市場上一批標有“PZ220V-1OOW”的燈泡進行一項質量檢測。他們測出燈泡在不同電壓下的實際電流值(見下表)。實驗操作可靠、數(shù)據(jù)無誤。

電壓U/V

……..

  180

  185

  190

  195

  200

  205

  電流I/A

………

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 0.417

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 0.426

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 0.434

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 0.441

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 0.447

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 0.453

 

  電壓U/V

  210

  215

  220

  225

  230

  235

  240

 

  電流I/A

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 0.458

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 0.462

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 0.467

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 0.471

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 0.475

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 0.479

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 0.482

 

 請你回答:

   (1)試通過計算說明這種燈泡在標稱電壓下工作時,其消耗的功率是否等于額定功率。

   (2)假如生產這種燈泡的鎢絲的粗細是一定的,為使其在標稱電壓下工作時消耗的功率等于額定功率,其長度為一確定的數(shù)值l0實際上這個燈泡鎢絲的長度比l0長了還是短了?為什么?

   (3)如果要使這種燈泡達到額定功率,加在燈泡上的實際電壓應為多大?

 提示:可用作圖象的方法解答。在圖10的坐標紙上作出相關圖象,根據(jù)圖象求得結果。

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八、(14分)有一種測量人的體重和身高的電子秤,其測體重部分的原理圖如圖11中的虛線框所示,它主要由三部分構成:踏板和壓力杠桿ABO,壓力傳感器R(電阻值會隨所受壓力大小發(fā)生變化的可變電阻),顯示體重大小的儀表A(實質是電流表)。其中  AO:BO=5:1,壓力傳感器只表面能承受的最大壓強為2×106Pa,且已知壓力傳感器R的電阻與所受壓力的關系如下表所示。

壓力F/N

    0

    50

    100

    150

    200

    250

    300

  ...

 電阻R/Ω

  300

  270

  240

  210

  180

  150

  120

  ...

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設踏板和杠桿組件的質量可以忽略不計,接通電源后,壓力傳感器兩端的電壓恒為4.68V,取g=10N/kg。請回答:

   (1)該秤零起點(即踏板空載時)的刻度線應標在電流表刻度盤多少毫安處?

   (2)如果某人站在該秤踏板上,電流表刻度盤的示數(shù)為20mA,這個人的體重是多少?

   (3)若壓桿與壓力傳感器之間的接觸面積是2cm2,則該秤的最大稱量值是多少?

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