2018年度全國初中應用物理競賽試卷

2018年度全國初中應用物理競賽試卷

　　注意事項：

　　1.請在密封線(xiàn)內填寫(xiě)所在地區、學(xué)校、姓名和考號。

　　2.用藍色或黑色鋼筆、圓珠筆書(shū)寫(xiě)。

　　3.本試卷共有六個(gè)大題，滿(mǎn)分100分。

　　―、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)選項中只有一個(gè)是正確的，把正確選項前面的字母填在題后的括號內。

　　1.如圖1所示為倫敦四大地標性摩天大樓：“對講機”、“小黃瓜”、“奶酷刨”、“碎片大廈”。其中座大樓的設計考慮不周，曾經(jīng)由于玻璃反光將停放在附近的小轎車(chē)某些部件“烤”熔化了，你認為這座大樓最可能是( )

　　2.當今，世界性的能源危機斷地加深，節約能源義不容辭。下面四種符號中，為中國節能標志的是( )

　　3.在炎熱的夏天，當我們吃冰棒的時(shí)候，常�？吹皆诒�棒的周?chē)�有“白氣”冒出，關(guān)于這個(gè)“白氣”，下列說(shuō)法中正確的是( )

　　A.“白氣”是冰棒上的冰升華的結果，“白氣”應該上升

　　B.“白氣”是冰棒上的冰升華的結果，“白氣”應該下降

　　C.“白氣”是空氣中的水蒸氣液化的結果，“白氣”應該上升

　　D.“白氣”是空氣中的水蒸氣液化的結果，“白氣”應該下降

　　4.如圖3所示為雙線(xiàn)并繞的螺線(xiàn)管，a、b、c、d為四個(gè)接線(xiàn)柱，其中a、b之間連接一根較細的導線(xiàn);c、d之間連接一根較粗的導線(xiàn)。如用兩端電壓恒定的同一個(gè)電源供電，下列連接方式中磁性最強的方法是( )

　　A.將bc相連，然后a、d分別接電源兩極

　　B.將cd相連，然后a、b分別接電源兩極

　　C.將ab相連、cd相連，然后分別接電源兩極

　　D.將ad相連、bc相連，然后分別接電源兩極

　　5.5號電池因其體積小、容量適中，因此在小功率電器產(chǎn)品中廣泛使用。某種市售5號電池包裝上寫(xiě)有“1.5 V 2000 mAH”字祥。對該電池，下列說(shuō)法中正確的是( )

　　A.它能提供的電能約10.8 kJ B.它正常工作時(shí)的電流是2 A

　　C.它提供的最大電功率為3 W D.它在電路中是提供電荷的裝置

　　6.在平緩的海灘上經(jīng)�？梢钥吹饺鐖D4所示的情景：不論遠處的海浪沿什么方向沖向海岸，到達岸邊時(shí)總是大約沿著(zhù)垂直于岸的方向。發(fā)生這個(gè)現象的原因可能是( )

　　A.在海岸邊，風(fēng)的方向總是與海岸線(xiàn)垂直

　　B.在海岸邊，風(fēng)的方向總是與海岸線(xiàn)平行

　　C.水波在淺水中傳播時(shí)，水越淺傳播得越快

　　D.水波在淺水中傳播時(shí)，水越淺傳播得越慢

　　7.小明在寵物店買(mǎi)了淡水熱帶魚(yú)，為方便帶回家，商家將魚(yú)放在裝有水的輕薄的塑料袋里。如果小明將裝著(zhù)魚(yú)且沒(méi)有打開(kāi)的塑料袋直接放入家里的淡水魚(yú)缸中，則圖5中最有可能發(fā)生的情況是( )

　　8.微波在傳播過(guò)程中，如果遇到金屬會(huì )被反射，遇到陶瓷或玻璃則幾乎不被吸收的透射，而遇到類(lèi)似于水、酸等極性分子構成的物質(zhì)則會(huì )被吸收導致這些物質(zhì)的溫度升高。如圖6所示為家用微波爐工作過(guò)程的示意圖。根據這些信息，你認為以下關(guān)于微波爐的說(shuō)法不正確的是( )

　　A.爐的內壁要使用金屬材料

　　B.爐內盛放食物的容器的材質(zhì)可以是玻璃或陶瓷

　　C.爐內轉盤(pán)的主要作用是為了從不同側面看到食物被加熱的情況

　　D.微波爐的玻璃門(mén)上有一層金屬膜或金屬網(wǎng)

　　9.靜止、密閉的客車(chē)上有一個(gè)系在座椅上的氦氣球，一個(gè)懸掛在車(chē)頂的小球。若客車(chē)突然啟動(dòng)向左駛出，圖7中氦氣球與懸掛小球最可能出現的相對位置變化是( )

　　10.紙是我國古代四大發(fā)明之一，造紙術(shù)的發(fā)明，引起了書(shū)寫(xiě)材料的一場(chǎng)革命，直至今日仍為信息傳遞和保存的重要方式之一。如圖8甲所示是平放于水平桌面上的一包印紙，熱愛(ài)物理的小遠同學(xué)注意到打印紙的包裝上有如圖7乙所示的一些信息，他還用毫米刻度尺測量了這包紙的厚度，記錄了一個(gè)數據5.00，但忘了寫(xiě)單位，以下對這包紙的估算最符合實(shí)際情況的是( )

　　A.這種紙單張紙張的厚度約是50μm

　　B.這包紙的質(zhì)量約為2.5 kg

　　C.這種紙的密度大于水的密度

　　D.這包紙對水平桌面的壓強約為40 Pa

　　二、簡(jiǎn)答下列各題(每題6分，共30分)

　　1.炎熱的夏天，小明想用冰袋給如圖9所示的罐裝飲料降溫。他想到了兩種方法：一種方法是將冰袋放在罐裝飲料的上方，另-種方法是將冰袋放在罐裝飲料的下方。假定液體飲料充滿(mǎn)整個(gè)容器且飲料的末溫不低于4℃，則哪種方法可以使罐裝飲料降溫更快，為什么?

　　2.將新打開(kāi)蓋子的飲料盒中的果汁倒入杯中時(shí)，有時(shí)會(huì )出現果汁流出斷斷續續、時(shí)遠時(shí)近(同時(shí)發(fā)出咕咚聲)的現象，果汁也很容易濺出杯子外面。為避免這種情況發(fā)生，在打開(kāi)飲料盒的蓋子后，應采用圖10甲還是圖10乙的方式倒果汁，請運用物理知識說(shuō)明圖10甲、乙兩種方式倒果汁效果不同的原因。

　　3.擰開(kāi)水龍頭，讓水流平穩地流出，形成如圖11所示形狀的水柱。請看圖回答:

　　(1)簡(jiǎn)述水龍頭把手的作用;

　　(2)為什么流出的水柱呈上粗下細的形狀?

　　4.中國科技館“探索與發(fā)現”展廳有一個(gè)展品名為：“伸縮的線(xiàn)圈’它是一個(gè)用軟線(xiàn)在一根塑料管上繞成的軟螺線(xiàn)管，軟螺線(xiàn)管導線(xiàn)的兩端可通過(guò)開(kāi)關(guān)與電源相聯(lián)。如圖11所示分別是該展品中軟螺線(xiàn)管通電或不通電的兩種狀態(tài)，請回答以下幾個(gè)問(wèn)題：

　　(1)哪幅圖是軟螺線(xiàn)管通電的狀態(tài)?

　　(2)如果將軟螺線(xiàn)管通電的電流反向，可以看到什么現象?

　　(3)解釋軟螺線(xiàn)管通電或不通電的兩種狀態(tài)的原因。

　　5.圖13所示為低壓電路中常用的油浸自冷式變壓器。變版器內部的鐵芯、線(xiàn)圈浸沒(méi)于變壓器油(一種礦物油，也稱(chēng)導熱油)中。變壓器工作時(shí)，鐵芯、線(xiàn)圈會(huì )發(fā)熱，熱量就在導熱油流經(jīng)變壓器外部那一根根金屬管道的過(guò)程中導出并散發(fā)到空氣中，從而使鐵芯、線(xiàn)圈的溫度不會(huì )升髙太多，以確保變壓器的安全運行。請回答：

　　(1)變壓器外部的散熱器做成豎直方向上的管道狀，這樣做的目的是什么?

　　(2)變壓器的上部有個(gè)油箱，其側面有一個(gè)油量表，如圖13所示，油量表的主要部件是一根外置的玻璃管。請簡(jiǎn)述如何判斷油箱的油量，依據的主要物理知識是什么，并解釋正常情況下，變壓器油箱中的導熱油為什么不允許裝滿(mǎn)?

　　(3)變壓器附近要設置防觸電的警示標志，請解釋原因。

　　三、(11分)海洋打撈技術(shù)中常用浮筒打撈海底沉船。充滿(mǎn)海水的浮筒靠自重下沉，向沉入水中的浮筒內充氣，將浮筒內海水排出，浮筒即產(chǎn)生上舉力。浮筒為鋼制的空心圓柱體，其圓柱面的外半徑r=5m，圓柱體高度L=12m，其質(zhì)量為2×l05kg。某海域有一艘失事沉船，打撈人員需先用聲吶(一種發(fā)射聲波的儀器)探測沉船的深度，在沉船正上方的海面上向沉船發(fā)射聲波，測得聲波從發(fā)出至接收到反射波的時(shí)間是0.1s，海水中的聲速為1500m/s。已知海面大氣壓p0=1.0×l05Pa，海水的密度是ρ=1.03×10³kg/m³。

　　(1)求給浮筒充氣的氣體壓強至少應是多大?

　　(2)若用浮筒打撈沉船時(shí)，需用6個(gè)這樣的浮筒。若用其他方式打撈這艘沉船，大約需要多大的力才能將沉船打撈起來(lái)?

　　四、(12分)如圖14甲所示為手動(dòng)壓力機，廠(chǎng)家己標出部分尺寸，其他相關(guān)尺寸可根據圖甲估測獲得。壓力機手柄拆卸下來(lái)的結構如圖14乙所示，手柄總長(cháng)度為30 cm，手柄連接的齒輪直徑為2 cm。向下壓手柄右端時(shí)通過(guò)齒輪帶動(dòng)齒條向下運動(dòng)，可對放在臺面上的物體施加巨大壓力。若此壓力機的規格是可產(chǎn)生5000N的壓力，總質(zhì)量為9 kg。請通過(guò)估算說(shuō)明：根據該壓力機的設計規格，若手柄轉到任何方位時(shí)都能正常工作，在將該壓力機放在水平桌面上使用時(shí)，是否需要用螺栓將其固定在工作臺上?(g取10N/kg)

　　五、(13分)某學(xué)校新裝的飲水機既能提供溫度為100℃的幵水，也能提供溫度為35℃的可直接飲用的溫開(kāi)水。研究性學(xué)習小組的同學(xué)査閱了相關(guān)資料，畫(huà)出了飲水機內部結構簡(jiǎn)圖如圖15所示。他們發(fā)現從自來(lái)水管流入飲水機的20℃生水并不是直接進(jìn)入加熱器，而是先進(jìn)入換熱器，與已經(jīng)加熱到100℃的開(kāi)水進(jìn)行熱交換，這樣開(kāi)水就變成了35℃的溫開(kāi)水，生水也被加熱到85℃然后進(jìn)入加熱器。若飲水機加熱器的額定功率為3 kW，飲水機內水箱容量45L，已知C水=4.2×10³J/(kg·℃)。請回答下列問(wèn)題：

　　(1)寫(xiě)出A、B、C、D四個(gè)位置的水溫。

　　(2)相同功率的只能提供開(kāi)水的飲水機，一天供應8小時(shí)開(kāi)水，最多能供應多少L?

　　(3)統計結果顯示，學(xué)校學(xué)生一天所需的開(kāi)水和溫開(kāi)水的質(zhì)量之比是1:4，使用該型號飲水機，每天正常工作8小時(shí)，最多能供應多少L可飲用水?

　　(4)請簡(jiǎn)述這種飲水機有哪些優(yōu)點(diǎn)?

　　六、(14分)為了研究“從靜止開(kāi)始滴落的水滴，在不同時(shí)間段的平均速度隨時(shí)間變化的規律”，小林將這個(gè)問(wèn)題簡(jiǎn)化為“研究水滴分別在0～0.2 s、0.2 s～0.4 s、0.4 s～0.6 s…的平均速度與時(shí)間有什么關(guān)系”?他使用醫用輸液系統、刻度尺、電子秒表展幵了研究。使用如圖16所示的輸液系統吋以保持一段時(shí)間內滴出水滴的時(shí)間間隔相同。

　　(1)調節流速調節器，改變滴出水滴的時(shí)間間隔。不增加器材，請設計實(shí)驗研究：當滴出水滴時(shí)間間隔長(cháng)短改變時(shí)，每個(gè)水滴的質(zhì)量是否發(fā)生變化?寫(xiě)出實(shí)驗少驟、預測可以觀(guān)察到的現象，并說(shuō)明可得出的結論;

　　(2)小林從第1個(gè)水滴離開(kāi)針頭開(kāi)始計時(shí)，到第31個(gè)水滴離開(kāi)針頭按下秒表停止計時(shí)，讀出秒表的示數為調整水滴滴出時(shí)間間隔，使t1= 6 s。保持滴出時(shí)間間隔不變，然后他在針頭正下方放置接水盤(pán)，調整接水盤(pán)底部到針頭滴水口的高度h1，使耳朵剛好聽(tīng)到前一個(gè)水滴滴在盤(pán)中的聲音同時(shí)，下一水滴剛好開(kāi)始下落。用刻度尺測量出h1 = 0.20 m，求此過(guò)程水滴下落的平均速度V1;

　　(3)假如第(1)問(wèn)實(shí)驗結果證明：當水滴滴出時(shí)間間隔較長(cháng)時(shí)，改變水滴滴出時(shí)間間隔，滴出水滴的質(zhì)量幾乎不變。請設計實(shí)驗研究“水滴分別在0～0.2 s、0.2 s～0.4 s、……的平均速度，與時(shí)間有什么關(guān)系”，寫(xiě)出實(shí)驗步驟和平均速度的計算公式。

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