2023年全国初中应用物理知识竞赛试题.pdf

全国初中应用物理竞赛试题一、选择题（每小题2 分，共 1 2 分）:以下各小题给出的四个选项中只有一个是对的的，把对的选项前面的字母填在题后的括号内。1.在2 0 23年北京奥运会的所有运动场馆都安装了光纤网络。场馆中光纤的重要用途是（）A.输电 B.通信 C.导热 D.照明2.炎热无风的夏天,小宇走在被晒得发烫的柏油路上，看见前面的路面已被一辆洒水车洒水淋湿了。他认为走在淋湿了的路面上一定比走在干燥的路面上感到凉爽，于是赶紧走过去，结果在洒过水的路面上，他却感到更加闷热了。你认为产生这种感觉的重要因素是（）A.洒水车中的水通过曝晒后，内能增大，温度很高B.地面上的水使被反射的阳光增多，身体获得更多热量C.洒水后使附近的空气湿度增长，身上的汗液蒸发变慢D.地面上的水蒸发时把热量带到了人的身上3.修补被扎破的自行车内胎时，修车师傅通常用一把周身是刺的铿将内胎扎破处的外表面锤毛,再把要补上去的橡胶补丁贴在内胎上的一面也铿毛，然后再将铿毛的两个表面涂上胶水,待胶水晾一会儿之后，对准、压紧。对于下列铿毛橡胶表面的重要目的的分析，你认为最也许的是（）A.使补胎处的橡胶更膨松，以增强补胎处橡胶的弹性B.增大内胎和橡胶补丁接触的表面积，以充足发挥胶水的粘合作用c.增大内胎与橡胶补丁之间的摩擦，防止错位D.防止因补胎处太厚而导致内胎对外胎的压强不均匀,避免外胎爆胎4.与火车相比,汽车车厢外表面更容易堆积灰尘。对于导致这种现象的因素分析，你认为下列说法中最也许的是（）A.火车车厢的外表面比汽车车厢的外表面光滑，更不容易堆积灰尘B.火车行驶的速度比汽车的大，产生的风更大，更容易把灰尘吹掉C.火车行驶的速度比汽车的大，车闹外侧空气流动的速度比汽车的大,车厢外侧气压比汽车的小,车厢的内外压强差比汽车的大，更不容易堆积灰尘D.在车辆行驶过程中，车厢外表面由于和空气摩擦而带电,由于汽车的轮胎是绝缘的橡胶，和铁轮的火车相比更不容易把电荷导入地下，因而更容易吸附灰华。5.在水泥路面的道路施工中,其中有一道工序是：大约每隔8m 在水泥中插入一根长木条，将水泥路面割断成一块一块的。然后再趁水泥尚未完全固化时用带有齿的轮在铺设好的路面划出一道道的横线（如右图所示）。对上述做法的分析，你认为下列说法中最也许的是（）A.用带有齿的轮在铺设好的路面上划出一道道的横线，是为了使路面更加美观B.用长木条将水泥路面割断成一块一块的，是为了节约铺设路面的水泥材料C.用长木条将水泥路面割断成一块一块的，是为了防止由于热膨胀导致路面损坏D.用长木条将水泥路面割断成一块一块的，是为了增大路面的摩擦6.如图甲所示，煤气管道涉及户外和户内两部分，两者之间连接着一只煤气表。工人师傅给每户安装完户内管道后，都要检查一下管道是否漏气。有一种检测装置如图乙所示，在两端开口的透明的 U 型管中装有水，当U 型管两端压强相等时，两侧水面相平。检测时,关闭开关后，用力向用户管道口 Y 内吹气，然后迅速将U 型管的一端Y 与用户管道口 Y 相连接,U 型管内水面出现高度差（如图丙所示）。观测U 型管中水面的变化可以判断户内管道是否漏气（）A.若水面高度差逐渐增大，则表白不漏气B.若水面高度差逐渐减小,则表白不漏气C.若水面高度差保持不变，则表白漏气D.若水面高度差保持不变,则表白不漏气二.填空题（每小题2 分，共 6 分）1.科学家根据星球光谱的红移现象推断宇宙正在膨胀，星球正在离我们越来越远。其实在平常生活中声音也有类似的现象，在火车从我们身边疾驶而过的瞬间，尽管火车发出的汽笛声频率是不变的,但我们听起来声音的音调却是（选 填“由 高 变 低 或“由低变高 ）o2.2 0 23年 5 月 12日 14时 2 8 分，我国四川省汶川县发生了里氏8.1 级强烈地震，为及时了解震区的受灾情况，便于指挥调度，相关部门运用了飞机航拍和卫星遥感技术。飞机航拍只能在白天进行,运用的是地面物体反射的可见光来拍摄。拍摄过程中，地面上的物体在摄像机上成的像，应位于摄像机镜头的一倍焦距至二倍焦距之间，且更靠近（选 填“一倍焦距”或“二倍焦距”）处;而卫星遥感则可以昼夜不断的工作，由于它不仅可以感知可见光，还可以感知物体发出的_（选 填“紫外线”或“红外线”）。3.在建造高楼大厦时,其地基大多采用箱式基础。所谓箱式基础，就是把整栋大楼占地范围的地皮掏空挖深，然后填上钢筋混凝土。箱式基础的优点在于:第一，增大了大楼与地面的接触面积，从而减小了大楼对地面的，可有效地防止地皮大幅度的下陷;第二，减少了整栋大楼的,增大了大楼的稳度，提高了大楼的抗震能力。三.简答下列各题（每题5分，共 3 0 分）1 .豆腐本来是光滑细嫩的（如图甲所示），经冰冻再解冻以二、E 七后，就会出现许多小孔，成为美味的“冻豆腐”（如图乙所示）。瀚H,*弋雄请你说明“冻豆腐”中产生许多小孔的道理。,/甲 乙2 .小明学了家庭电路的知识后，在生活中更加注意观测家用电器。他发现自己家洗衣机用的是三脚插头，插头上标有一些符号和文字，如图所示。（1）请写出以下标记或字符的含义：10 A 2 5 0 V;E;L；N。（2）小明仔细观测三只插脚，又有新的发现：标 有“E”字的插脚比其他两脚稍长一些。他又查看了其他用电器的三脚插头，也是这种情况。请你从安全用电的角度写出这样制作的好处。3.小 琳家新安装了 一台电热水器，电热水器的铭牌旁贴有右侧所示的一段警示语。1.严禁湿手拔插电源插头。2 .必须确认电热水器贮水再，才干通电加热。请你应用学过的物理知识对这段警示语的必要性给予合理的解释。4.右图为商店常用称量货品的台秤，试分析在下列情况下称量货品时，称量结果与实际质量相比是偏大还是偏小。（1）秤坨磨损了；（2）调零螺母的位置比对的位置向右多旋进了一些。5 .如下图甲所示，在一根横跨河流两岸的硬塑料管内穿有三根完全相同的导线。为了辨别哪两个线头为同一根导线的两端，工人师傅用图乙所示的“测通器”来进行测试。他一方面将A 和 B连接起来，然后将“测通器”的m连接在D上，将 n连接在F上，发现此时小灯泡发光。工人师傅据此可以做出什么判断?下一步他将如何操作才干最终搞清每根导线的两端？A.B-D-E硬塑料管6 .小明搬进刚装修完的新家，妈妈给他买了一个床头灯，他将这个床头灯插在床边墙壁的插座上。晚上，小明在床上看书时，忽然床头灯熄灭了，过了一会儿，灯又亮了，这时他发现爸爸刚刚洗完澡从卫生间走了出来。小明很好奇，亲自去卫生间打开“浴霸”的灯，发现他床头的灯又熄灭了。关闭“浴霸”的灯，床头的灯又亮了。小明很想知道为什么他的床头灯会出现这种“奇怪现象”，线路究竟出了什么问题？（1）请你画出小明家装修时连接浴霸灯与床头插座（床头灯）的电路图，并应用所学知识分析产生这一“奇怪现象”的因素。（2）假如不想让上述“奇怪现象”出现，床头灯的开关能正常控制床头灯的亮灭，请画出对的的电路图。四.（10分）为了缓解用电高峰电力紧张的矛盾，我国一些地区使用了“分时电（能）表”。下表是采用分时计费前、后电费价目表:原电表计费方法分时电表计费方法时间范围全天高峰期低谷期6:00 22:002 2:00次日 6：00单 价（元/度）0.480.500.30小明家天天要用电水壶将质量为3 k g,初温为20的水烧开，己知气压为1 标准大气压，水的比热容为4.2X1 0 3j/（k g ）o 求：1.这些水被烧开需要吸取多少热量？2.使用分时电表后，小明家把烧水时间安排在低谷期，若不计热量损失，仅此一项,一个月（以30天计）比本来节省多少元电费？五.（14分）右图所示为一种太阳能照明灯，太阳能电池板供1 只“220 V 40W”的电子节能灯工作。若太阳能电池板接受太阳能的有效面积为0.3 m 2,地球上该处与太阳光垂直的表面接受的太阳辐射能约为7.2 X104j/（min m2）,太阳光照一天，恰好可供电子节能灯工作10 h o 假设太阳光一直垂直照射太阳能电池板，且不考虑天气影响,天天以8 h 计算。求：1.太阳能照明灯运用太阳能的效率大约是多少?2.若200 W的白炽灯与这种40 w 的电子节能灯的发光效果相称。请你根据下表中数据计算说明:按目前价格使用这种太阳能照明灯与使用这种白炽灯相比在经济上是否有优势？（灯天天工作10 h,一年按3 6 5 天计算）额定电压/V额定功率/W平均寿命每只售价/元每度电费/元白炽灯22020 01000小时2.00.5电子节能灯2 20408 0 0 0 小时20太阳能电池板20 2 31500六.（1 4分）科技小组的同学想运用学到的浮力知识制作一个浮力秤。他们找来一个瓶身为柱状体的空饮料瓶，剪掉瓶底，旋紧瓶盖，在瓶盖系上一块质量适当的石块，然后将其倒置在水桶里，如图所示。使用时，只要把被测物体投入瓶中，从水面所对的刻度就可以直接读出被测物体的质量。1.在这里石块的作用是什么?试应用所学物理知识分析其中的道理。2.这种浮力秤的质量刻度是均匀的吗?为什么？3.经测量，该饮料瓶圆柱状部分的直径为8.0cm,当浮力秤中不放被测物体时，水面所对位置为零刻度（如图所示）。请根据图中标明的长度值,通过计算，在1、2、3、4各刻度线右侧给浮力秤标明相应的质量值。（兀取3.1,最后结果只保存整数）七.（14分）在一些农村地区建造的沼气池，通过将农村大量的秸秆、人畜粪便发酵来获取沼气，运用沼气来烧火做饭，点灯照明。沼气池的应用，不仅使上述资源得以更好的运用，同时也给生活带来了诸多便利，使环境得以改善。这是一个一举多得的惠民工程。图9所示为一农户的水压式沼气池的剖面简图。7.沼气压力显示器 8.总阀门 9.U 形管压强计（里面装有染成红色的水）10.出料口盖板（不密封水压池，水压池仍与外面大气相通）1 1.阀门已知该农户家燃气灶的相关技术数据如下:使用燃料液化石油气天然气人工煤气人工沼气灶前压强（kPa）2.82.01.00.5额定热流量（k W）普通炉左:3.6组合炉左：3.6右：4.0右：3.6单炉4.0取 g=10 N/k g,水的比热容 C 木=4.2XK）3j/（k g ）1.根据图9 所示，通过计算说明，该农户此时能否使用这个沼气池中的沼气来正常烧火做饭？2.有一天，该农户发现，沼气压强小于燃气灶的规定。为了能尽快运用沼气生火做饭，从物理学的角度看，可采用哪些措施？3.若该农户所用的燃气灶是普通炉，通常情况下，普通炉中的右炉单独正常工作时，将一壶质量为 2.5 kg、温度为20的水烧开，耗时约lOmin。试估算右炉烧水的效率。4.请你就如何提高燃气灶的效率问题谈淡你的设想。2009年全国初中应用物理知识竞赛参考解答和评分标准说明：1 .除选择题外，提供的参考解答不一定都是惟一正确的。对于那些与此解答不同的解答，正确的，同样得分。2.评分标准只是按一种思路与方法给出的。在阅卷过程中会出现各种不同情况，可参照本评分标准的精神定出具体处理办法，但不要与本评分标准仃较大偏离。3.问答题或计算题是按照分步方法给分的。在评分标准中常常写山（1）式几分，（2）式几分这里的式子是用来代表步骤的。若考生并未写出这个式子，而在文字表达或以后的解题过程中反映了这一步骤，同样得分。没仃写出任何式子或文字说明，只给出最后结果的，不能得分。4.参考解答中的数字结果是按照有效数字的运算要求给出的，但对考生不做要求。不要因为有效数字的错误而扣分。5.要求学生估算的，要看学生是否会忽略那些可以忽略的条件。6.在取后定奖时，如果得分相同的人数超过获奖名额，因而难于选拔时，可对待选试卷进行加分评判。加分评判的范本依据是：（1）所用方法或原理不是课本所讲的，具有创新性，应加分；（2）方法简便，应加分；（3）提出多种正确解法，应加分：（4）试卷表达规范，条理清楚，能充分利用数学I：具，应加分。上述各项的执行都应由竞赛领导小组做出规定（省统一分配奖励名额的由省决定，地、市分配奖励名额的山地、市决定）。一、选 择 题（每小题2分，共1 2分）1.B 2.C 3.B 4.D 5.C 6.D二、填 空 题（每小题2分，共6分）1 .由鸟变低（2分）2.一倍焦距，红 外 线（每 空1分，共2分）3.压强，重 心（每 空1分，共2分）三、简 答 题（每 题5分，共30分）1.（5分）参考答案仃三个耍点：（I）水结冰后，体积会变大。（2）豆腐中含仃水，冰冻以后，豆腐中的小冰块把整块豆腐挤压成蜂窝形状。（3）待冰熔化成水后，就留下了许多孔洞。说明：要 点（1）、（2）各2分，要 点（3）1分，共5分。2.（5分）参考答案（1）此插头允许通过的最大安全电流为I0A,能够承受的最大安全电压为250V；地线；火线；零线。（2）有三个要点：接地插脚比其他两脚稍K一些，这样当将插头插入插座的瞬间，用电器的金属外壳首先接地，然后用电器跟火线、零线连通；而当拔卜插头时，用电器先与火线、零线断开，最后金属外壳再与地线分开。保证在插入和拔下插头的瞬间，即使用电器的外壳“漏电”，也不会使人触电。说明：（1）中、各0.5分，共2分；（2）中要点、各1分，共3分。第1页 共4页四、（10分）参考解答i .这些水需吸收热量：Q=cm（t2-ro.（1分）s x it x a x d o o-a o j.（1 分）=I.OXIO6J.（1 分）2.LOX 106J=0.28 度.（2分）可以节省电费:0.28X（0.48-0.30）X 3OX.（4分）=1.5元.（1分）五、（14分）参考解答1.太阳能电池板工作一天（按8h计算）吸收的太阳能=7,2X104X0.3X8X60 J=1.04x10。.（2 分）照明灯工作10 h消耗的电能W=P/=40 x10 x3600 J=1.44X106J.（1 分）_ W 1.44x10,n=E=1.04X107J=14%（2分）2.在相同的时间内（20年）进行比较:白炽灯（或节能灯）工作总时间：20 x365x10 h=73000h使用白炽灯情况:需要的灯数73000/1000=73（-）.（1分）购买白炽灯的费用73x2.0元=146元.（1分）白炽灯所消耗的电能W=P，=0.2x73000kW-h=14600kW-h须交电费14600 x0.5元=7300元.（1分）共计费用：146元+7300元=7446元.（1分）使用太阳能照明灯情况：需要的灯数73000/8000=10（盏）.（1分）购买节能灯的费用10 x20元=200元.（1分）共计费用：1500元+200元=1700元.（1分）7446 元 1700 元.（1 分）这说明，使用这种太阳能照明灯比使用这种白炽灯在经济上有很大优势。.（1分）六、（14分）参考解答1.石块的作用是使浮力秤能够竖直地漂浮在水中。.（1分）石块受到的重力远大于空饮料瓶受到的重力，所以浮力秤的重心较低，并低于浮力的作用点，如图答-3所示，当浮力等于重力时，浮力秤将竖直漂第3页 共4页浮在水中。（如果没有石块，整套装置的重心将会而于浮力的作用点，在浮力和重力的作用F，浮力秤容易歪倒，难以竖直漂浮在水中。）.（2分）2.质量的刻度是均匀的。.（1分）设被测物体的质量为m,饮料瓶圆柱状部分的半径为r,在浮力秤中放入被测物体后，瓶身浸入的深度增加值为儿贝IJ:浮力秤再次漂浮时，增大的浮力等于增大的重力：尸 浮=G（1分）HP：p=mg.（2 分）可得：仁,.“分）因为 水、小厂为定值，所以八与m成正比，该浮力种质量的刻度是均匀的.（1 分）3.因为h二,所以m=p尔 冗/h.（1分）图答-4其中,东=LOX lO,kg/m r=4.0 cm,h=1 cm Z i2=2 cm,h3=3 c m,44=4 cm。带入以上数据，可得对应I、2、3、4各刻度线的质鼠值应标记为50g、100g、150g、2 0 0 g,如图答4所示。.（4分）七、（14分）参考解答1-灶前沼气压强p-p *g h水.（I分）=L0 x103 kg/m3x 10 N/kg x0.06 m=6.0 x 102Pa=0.6 kPa.（1 分）因为p 0.5 k P a,因此可以使用这个沼气池中的沼气来iE常烧火做饭。.（1分）2.可采取的措施仃：通过进料口向沼气池中加水、加料或向水压池中加水等。如果通过进料口向沼气池中加适量的热水，则效果更佳。说明：每项正确、合理的措施得1分，最多2分。3.一般说来，燃气灶正常 作时，燃气的燃烧是很充分的，我们可以视为燃气完全燃烧：再把当时的大气压看作是1标准大气压。水吸收的热量：。鼻=c水 加 水.家.（1分）=4.2x 1O3X2.5X（1OO-2O）J=8.4X 105 J.（1 分）燃气灶所放出的热量：Q=Pt.（1分）=4.0 xl03x 10 x60 J=2.4x106 J.（分）右炉烧水的效率：二号 xlOO%.（I分）2故=吃.xlOO%=35%.（I 分）4.提高燃气灶热效率的设想如卜一：适当选用额定热流量较大的炉具以缩短加热时间，从而缩短向环境散热的时间，以减少热损失;及时清除水壶底部的水垢，以加快热传递：烧水时，水能最好加盖。说明：每项正确、合理的设想得I分，最多3分.第4页 共4页