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2007年第十七届全国初中应用物理知识竞赛初赛试题及答案_图文

第十七届全国初中应用物理知识竞赛初赛试题 2007 年第十七届全国初中应用物理知识竞赛初赛试题
本试卷共有八个大题,满分 100 分。 答卷时间:2007年 3 月 24 日(星期六)上午 9:30~11:10。 一、选择题 以下各小题给出的四个选项中只有一个是正确的,把正确选项前面的宇 母填在题后的括号内(每小题 2 分,共 10 分) 。 1. 为了保证飞机在起降过程中的安全,飞机起飞和降落时下列操作中正确的是 ( ) A. 起飞时前轮先离开地面,降落时前轮先接触地面 B. 起飞时前轮先离开地面,降落时后轮先接触地面 C. 起飞时前轮先离开地面,降落时前、后轮同时接触地面 D. 起飞时前、后轮同时离开地面,降落时前、后轮同时接触地面 2. 手机已成为现代生活中常用的一种通讯工具。一般的手机都设有利用振动提示人 们“来电”的装置。有一种手机提示“来电”是用一个微型电动机带动转轴上的叶片转动, 当叶片转动时,电动机也就跟着振动起来,从而又带动手机振动。在图 1 所示的几种形状 的叶片中,你认为能够实现上述振动功能的是( )

3. 蔬菜加工企业为了避免蔬菜在长途运输、贮藏等环节中腐烂变质及高温杀菌时对 蔬菜营养成分的破坏, 常常对蔬菜进行真空脱水, 使之成为脱水蔬菜。 从物理学的角度看, 真空脱水的道理是( ) A.真空环境的温度极低,可使蔬菜中的水分迅速凝固并升华,从而实现脱水 B.真空环境的温度很高,可使蔬菜中的水分在短时间内迅速汽化,从而实现脱水 C.真空环境的空气密度很小,可迅速提高蔬菜中水分子的运动速度,从而实现脱水 D.真空环境的气压很低,因而大大降低了水的沸点,使蔬菜中的水分迅速汽化,从 而实现脱水 4.人们用来取暖的一种热水袋如图所示。 它的表面有很 多长条状的橡胶突起部分, 这些突起部分相互平行且突起的 高度较大,做成这种外形的主要目的是( ) A. 使热水袋美观大方,起到装饰作用 B. 使热水袋能同时具有传导、 对流和辐射的传热功能 C. 这种突起具有良好的弹性, 在外界压力作用下容易 发生弹性形变,以防止在某种重压下所灌热水将热水袋胀破 D. 减小热水袋与人体的直接接触面积,以降低热水袋的放热速度,实现缓慢放热 5. 由于长期的河道淤塞,黄河下游的河床已被抬高。沿河农民通常采用如图 3 所示 的方式,引黄河水来灌溉农田。有关这种引水灌溉方式,下列说法中错误的是( ) A. 这种取水灌溉方式利用了连通器原理
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B. 使用时B端管口必须低于A处水面 C. 使用时先将管道中灌满水 D. 高度差H越大,管道中的水流得就越快

农田灌溉的剖面示意图

二、填空题(每空 1 分,共 15 分) 1. 古诗《小儿垂钓》中有“路人借问遥招手,怕得鱼惊不应人” 。 (1)这个钓鱼的小儿面对路人的询问,只是招招手却默不作声。这是因为他知道声 音不仅能在空气中传播,还能在 中传播。 (2)小儿招手 (选填“会”或“不会” )产生波动,鱼儿听不见的原因是 。 2. 去年暑假小明参加学校的生存夏令营,学到了野外生存 的很多知识和技能。其中: (1)获取饮用水。如图 4,用大塑料袋套在树叶浓密的嫩 枝上, 扎紧袋口。 随着植物中水的不断 和 , 经过一段时间,塑料袋的内表面上就会出现一层水珠。 (2)用影子辨别方向。如图 5 所示,将一根直杆竖直插在 水平地面上的 O 点。中午前后,用描点的方法在地面上画出 杆的阴影顶端的运行轨迹, 在轨迹上找出其中距 O 点最近的 图4 图5 (选填“东” “西” 点 A,则 OA 所指示的方向就是 “南” “北” )方向,这一判断应用的光学知识是 。 3. 当摄影师用一台镜头焦距固定的照相机给全班同学照完毕业像后,接着又要给小 明同学照半身像,这时摄影师应该 (填“增大”或“减小” )照相机镜头和小明 同学的距离,同时 (填“增大”或“减小” )镜头到底 片的距离。 4. 用久了的白炽灯泡会蒙上一层浅浅的黑色,这是因为钨 丝受热时产生 现象,出现钨蒸气,在灯泡内壁上产生 的缘故。 5. 油库里的储油罐如图所示,它浑身银白,直径较大,高 度较矮(相对于直径而言) ,像个短胖子。 请回答:
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(1)在储油罐的这些设计中, “浑身呈银白色”是为了 ; “直径较大,高度 较矮”是为了 。 (2)在储油罐旁还安装有自动喷头,每到夏天,特别是白天的中午,常用喷头向储 油罐喷水,这主要是利用水的 较大的特性,以及水蒸发时要吸热的特性来给储油 罐 ,以防止油的自燃。 三、简答下列各题(每小题 4 分,共 20 分) 1. 小华感冒咳嗽,妈妈给她买了“双黄连口服液” 。 粗心的小华将口服液盒内特制吸管弄丢了,只好拿来一根 放大后的饮料 吸管截面图 饮料吸管插入瓶中,结果她费了很大的劲才把药液“吸” 上来。后来,她发现这两种吸管的形状不一样:饮料吸管 外壁光滑,口服液吸管外壁有棱,两种吸管的截面形状如 放大后的药物 图所示。请你运用物理知识解释为什么两种吸管“吸”药 吸管截面图 的效果不同。 2. 小明要买一个电炉用来烧开水,他到商店去选购时看到有 800W和 1200W两种规 格,他想:800W的功率小,比较省电,打算买 800W的。如果从节能的角度考虑,你认为 他的这种想法合理吗,为什么? 3. 寒冬时节的早晨,汽车司机上车后常发现在前风挡车窗上出现白色的“哈气” ,于 是他打开暖风, 很快就能除掉“哈气” 夏天, 在下大雨后, 风挡车窗上也出现“哈 ; 气”影响安全驾驶, 于是司机打开空调制冷, 很快“哈气”也被除掉。为什么同样的现 象, 司机采取不同的方法却收到了相同的效果?请你用所学的物理知识加以解释。 4. 小洪买了一种叫“吹泡泡”的玩具,发现有时能吹出泡泡,有时又吹不出泡泡。 爱动脑筋的他产生了一个疑问: 这泡泡的产生究竟与哪些因素有关呢?他猜想: 泡泡的 产生可能与吹泡泡用的管子粗细有关, 于是他设计并进行了实验, 记录了如下实验结果: 液 体 3 容易 5 较易 肥皂液 10 较难 20 难 50 不产生 管子直径/mm 泡泡产生的情况

请你根据小洪的实验记录回答下列问题: (1)分析以上实验结果,可以得到什么结论? (2)请你另外提出两种猜想,说明影响泡泡产生的因素。 (3)设计一个方案,验证你提出的其中一种猜想。

5. 如图为输电线路中常用的油浸自冷式变压器。 变压器内部的 铁芯、线圈就浸没于变压器油(一种矿物油,也称导热油)中。变 压器工作时,铁芯、线圈会发热。这些热量主要通过导热油并流经 变压器外部的一根根金属管道散发到空气中,从而使铁芯、线圈的
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温度不会升高太多,以确保变压器的安全运行。请回答: (1)变压器外部的散热器为什么做成管道状? (2)变压器的上部有个油箱,其侧面有一个油量表。油量表就是一根上、下两端均 开口并插入油箱中的玻璃管。电工通过观察玻璃管中油面的高度来判断油箱中油量的多 少。请问:设计这一装置利用的主要物理知识是什么? (3)从图 8 我们发现:变压器外部的散热管道都是沿竖直方向而不是沿水平方向分 布的,这是为什么? (4)正常情况下,变压器油箱中的导热油是绝对不允许装得满满的,这是为什么?

四. (8 分)小明家新买了一条 100W的电热毯,他想用电 流表和电压表测量电热毯的电阻值, 于是连接了如图 9 所示的实 验电路。 其中电源两端的电压为 6V, Rx 为电热毯的电阻值, 滑 动变阻器的最大阻值为 20Ω。但实验过程中,小明发现,不论怎 样调整滑动变阻器触头 P 的位置, 电压表的示数几乎不发生变化, 且查得电路各处均连接无误。请你分析一下产生这一现象的原因 是什么?若不更换实验器材,应怎样连接电路,才能在触头 P 滑动过程中,有效地改变电 热毯两端的电压值。

五. (10 分) 如图所示为利群商厦安装的光敏电 阻自动计数器的示意图。其中 A 为光源,B 为由电动机 带动匀速运行的自动扶梯,R1 为光敏电阻,R2 为定值电 阻,当有光照射时 R1=R2。每当扶梯上有顾客经过,挡 住由A射向 R1 的光线时,R1 的电阻值就增大,计数器就 计数一次。请回答: 1. 当扶梯上的顾客挡住由A射向 R1 的光线时,光 敏电阻 R1 两端的电压将发生怎样的变化?R1 的功率怎样变化? 2. 若已知自动扶梯满载时,相邻的两个顾客之间的距离均为 50cm,扶梯运行的速度 为 1m/s。求计数器计数 101 次,所需用的时间。 3. 若某一段时间内自动扶梯的乘载率为 20%,试求这一段时间内该商场自动扶梯上 的平均客流量是多少。 (客流量是指单位时间经过的顾客人数)

六. (10 分) “加在密闭液体上的压强, 能够大小不变 地被液体向各个方向传递” 这个规律叫做帕斯卡定律。在图 , 11 所示的连通器中,如果活塞的质量和液体本身所受的重力可 以忽略不计,根据帕斯卡定律可以推得, 作用在大、 小活塞上
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的力和大、小活塞的面积有以下关系:

F2 S 2 = F1 S1
根据这一关系式:如果小活塞的面积较小,那么在小活塞上加一个较小的力,就可以 在大活塞上得到一个较大的力。 “液压千斤顶”就是根据帕斯卡定律制成的。 图 12 所示的是液压千斤顶的剖面图。 它是汽车 等运输机械常备的维修工具,只要对杠杆施加一个 不大的作用力 F, 就可以把一辆汽车顶起来而便于更 换和修理轮胎。如果图示的千斤顶的大活塞面积是 40cm ,小活塞面积是 5 cm ,杠杆上的 OA=
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1 OB。 5

请回答: 1. 使用中发现,压下杠杆时,虽然能把一个重物顶起来,但一放手,重物又降了下 来,不能把重物长时间顶住。这说明图示的千斤顶有一个零件损坏或丢掉了。请你画一个 零件补在相应的位置上,达到被顶起的重物不再降下来的目的(在图 12 上画出示意图即 可) 。 2. 若修好了的液压千斤顶的机械效率为 80%,使用时,假设大活塞刚好顶在重物的 重心竖直线的位置上。若要在 1min 内把 1t 的重物顶起 3cm,则维修人员消耗的平均功率 和加在杠杆 B 端的力分别是多大?(取g=10N/kg)

七. (13 分) 某院内有甲、 乙两户居民, 院内原先供电线路用的是横截面积为 2.5mm 的铝芯橡皮绝缘线,从进院后的接线端经 25m先到达甲户,再从甲户经 25m到达乙户。 每户总用电额定功率均为 2kW。为了增加用户的最大安全用电功率,现在要进行“电力 增容” ,使每户总用电额定功率均可增加到 4kW。增容后保持院内线路分布情况不变,只 是供电线路改用铜芯橡皮绝缘线。下表列出了不同横截面积的铜导线在常温下的安全载流 量(即长时间通电时的最大安全电流) 。 导线横截面积 S/mm 2.5 4 6 10
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铜芯橡皮绝缘线安全载流量 I/A 28 37 47 68

假设两户所有用电器均为纯电阻电器, 各用电器的额定电压都是 220V, 用户室内 电线的电阻忽略不计。而且设进院后的接线端的电压总保持 220V, 试回答下列问题: 1. 画出院内的供电和用电的电路图。 2. 通过计算说明,在实用和经济的前提下,为了“电力增容” ,院内的供电线路应选 用哪一种铜导线? -3 3. 若选用的铜导线每米电阻为 4.25×10 Ω,那么增容后,在甲、乙两用户都同时使
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用“220V 4kW”的电器时, 乙户所得到的实际电功率是多少?

八.(14 分)如图是常见的一种电动自行车,使用前要先对车上 的蓄电池充电。骑行时,蓄电池对车上的电动机供电,电动机为车提 供动力。下表是这种品牌电动自行车的一些主要技术参数。

最高车速 蓄电池 一次充电耗电量 整车质量

≤30km/h 36V/10Ah 铅酸蓄电池 0.6kWh 40kg

一次充电连续行驶里程 充电时间 电动机效率 最大骑行噪声

50km 8h 80% ≤62dB

请回答: 1. 技术参数表中“336V/10Ah”表示的物理意义是什么? 2. 若质量是 70kg 的人骑电动自行车在水平路面上以 6m/s 的速度匀速行驶时,受到 的阻力是人与车总重的 0.02 倍,取g=10N/kg。求:行驶 20min,电动机对自行车做的功 和通过电动机线圈的电流。 3. 若摩托车每行驶 10km 耗油 2.5L,油价约 5.1 元/L,照明用电的电费约 0.5 元 /kWh,请通过计算说明使用电动自行车与摩托车哪种更经济。 4. 请从环保角度,比较电动自行车与摩托车对环境的污染情况。 5. 在交通运输中,常用“客运效率”来反映交通工具的某项效能, “客运效率”表示 每消耗单位能量对应的载客数和运送路程的乘积,即客运效率=人数×路程/消耗能量。 6 一个人骑电动自行车,消耗 1MJ(10 J)的能量可行驶 30km,一辆载有 4 人的普通轿车, 消耗 320MJ 的能量可行驶 100km,则电动自行车与这辆轿车的客运效率之比是多少?

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