2018年度全国初中应用物理竞赛试卷及答案

1 2018 年度全国初中应用物理竞赛试卷 注意事项 1 请在密封线内填写所在地区 学校 姓名和考号 2 用蓝色或黑色钢笔 圆珠笔书写 3 本试卷共有六个大题 满分 100 分 题号 一 二 三 四 五 六 总分 分数 复核人 本题共 10 小题 每小题 2 分 共 20 分 以下各小题给出的四个选项中只有一个是正确 的 把正确选项前面的字母填在题后的括号内 1 如图 1 所示为伦敦四大地标性摩天大楼 对讲机 小黄瓜 奶酷刨 碎片 大厦 其中座大楼的设计考虑不周 曾经由于玻璃反光将停放在附近的小轿车某些部件 烤 熔 化了 你认为这座大楼最可能是 2 当今 世界性的能源危机断地加深 节约能源义不容辞 下面四种符号中 为中国节能标志 的是 3 在炎热的夏天 当我们吃冰棒的时候 常常看到在冰棒的周围有 白气 冒出 关于这个 白 气 下列说法中正确的是 A 白气 是冰棒上的冰升华的结果 白气 应该上升 B 白气 是冰棒上的冰升华的结果 白气 应该下降 C 白气 是空气中的 水蒸气液化的结果 白气 应该上升 D 白气 是空气中的水蒸气液化的结果 白气 应该 下降 2 4 如图 3 所示为双线并绕的螺线管 a b c d 为四个接线柱 其中 a b 之间连 接一根较细的导线 c d 之间连接一根较粗的导线 如用两端电压恒定的同一个电源 供电 下列连接方式中磁性最强的方法是 A 将 bc 相连 然后 a d 分别接电源两极 B 将 cd 相连 然后 a b 分别接电源两极 C 将 ab 相连 cd 相连 然后分别接电源两极 D 将 ad 相连 bc 相连 然后分别接电源两极 5 5 号电池因其体积小 容量适中 因此在小功率电器产品中广泛使用 某种市售 5 号电池包 装上写有 1 5 V 2000 mAH 字祥 对该电池 下列说法中正确的是 A 它能提供的电能约 10 8 kJ B 它正常工作时的电流是 2 A C 它提供的最大电功率为 3 W D 它在电路中是提供电荷的装置 6 在平缓的海滩上经常可以看到如图 4 所示的情景 不论远处的 海浪沿什么方向冲向海岸 到达岸边时总是大约沿着垂直于岸的方向 发生这个现象的原因可能是 A 在海岸边 风的方向总是与海岸线垂直 B 在海岸边 风的方向总是与海岸线平行 C 水波在浅水中传播时 水越浅传播得越快 D 水波在浅水中传播时 水越浅传播得越慢 7 小明在宠物店买了淡水热带鱼 为方便带回家 商家将鱼放在装有水的轻薄的塑料袋里 如果小明将装着魚且没有打开的塑料袋直接放入家里的淡水鱼缸中 则图 5 中最有可能发生的情 况是 8 微波在传播过程中 如果遇到金属会被反射 遇到陶瓷或玻璃则几 乎不被吸收的透射 而遇到类似于水 酸等极性分子构成的物质则会被吸 收导致这些物质的温度升高 如图 6 所示为家用微波炉工作过程的示意图 根据这些信息 你认为以下关于微波炉的说法不正确的是 A 炉的内壁要使用金属材料 B 炉内盛放食物的容器的材质可以是玻璃或陶瓷 C 炉内转盘的主要作用是为了从不同侧面看到食物被加热的情况 D 微波炉的玻璃门上有一层金属膜或金属网 9 静止 密闭的客车上有一个系在座椅上的氦气球 一个悬挂在车顶的小球 若客车突然启 动向左驶出 图 7 中氦气球与悬挂小球最可能出现的相对位置变化是 3 10 纸是我国古代四大发明之一 造纸术的发明 引起了书写材料的一场革命 直至今日仍为 信息传递和保存的重要方式之一 如图 8 甲所示是平放于水平桌面上的一包印纸 热爱物理的小 远同学注意到打印纸的包装上有如图 7 乙所示的一些信息 他还用毫米刻度尺测量了这包纸的厚 度 记录了一个数据 5 00 但忘了写单位 以下对这包纸的估算最符合实际情况的是 A 这种纸单张纸张的厚度约是 50 m B 这包纸的质量约为 2 5 kg C 这种纸的密度大于水的密度 D 这包纸对水平桌面的压强约为 40 Pa 二 简答下列各题 每题 6 分 共 30 分 1 炎热的夏天 小明想用冰袋给如图 9 所示的罐装饮料降温 他想到了两种方法 一种方法 是将冰袋放在罐装饮料的上方 另 种方法是将冰袋放在罐装饮料的下方 假定液体饮料充满整个 容器且饮料的末温不低于 4 则哪种方法可以使罐装饮料降温更快 为什么 2 将新打开盖子的饮料盒中的果汁倒入杯中时 有时会出现果汁流出断断续续 时远时近 同时发出咕咚声 的现象 果汁也很容易溅出杯子外面 为避免这种情况发生 在打开饮料盒 的盖子后 应采用图 10 甲还是图 10 乙的方式倒果汁 请运用物理知识说明图 10 甲 乙两种方式 倒果汁效果不同的原因 4 3 拧开水龙头 让水流平稳地流出 形成如图 11 所示形状的水柱 请看图回答 1 简述水龙头把手的作用 2 为什么流出的水柱呈上粗下细的形状 4 中国科技馆 探索与发现 展厅有一个展品名为 伸缩的线圈 它是一个用软线在一根 塑料管上绕成的软螺线管 软螺线管导线的两端可通过开关与电源相联 如图 11 所示分别是该展 品中软螺线管通电或不通电的两种状态 请回答以下几个问题 1 哪幅图是软螺线管通电的状态 2 如果将软螺线管通电的电流反向 可以看到什么现象 3 解释软螺线管通电或不通电的两种状态的原因 5 5 图 13 所示为低压电路中常用的油浸自冷式变压器 变版器内部的铁芯 线圈浸没于变压器 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 热量就在导热油流经变 压器外部那一根根金属管道的过程中导出并散发到空气中 从而使铁芯 线圈的温度不会升髙太 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做成竖直方向上的管道状 这样做的目的是什么 2 变压器的上部有个油箱 其侧面有一个油量表 如图 13 所示 油量表的主要部件是一根 外置的玻璃管 请简述如何判断油箱的油量 依据的主要物理知识是什么 并解释正常情况下 变压器油箱中的导热油为什么不允许装满 3 变压器附近要设置防触电的警示标志 请解释原因 三 11 分 海洋打捞技术中常用浮筒打捞海底沉船 充满海水的浮筒靠自重下沉 向沉入 水中的浮筒内充气 将浮筒内海水排出 浮筒即产生上举力 浮筒为钢制的空心圆柱体 其圆柱 面的外半径 r 5m 圆柱体高度 L 12m 其质量为 2 l05kg 某海域有一艘失事沉船 打捞人员需 先用声呐 一种发射声波的仪器 探测沉船的深度 在沉船正上方的海面上向沉船发射声波 测 得声波从发出至接收到反射波的时间是 0 1s 海水中的声速为 1500m s 已知海面大气压 p0 1 0 l05Pa 海水的密度是 1 03 10 kg m 1 求给浮筒充气的气体压强至少应是多大 2 若用浮筒打捞沉船时 需用 6 个这样的浮筒 若用其他方式打捞这艘沉船 大约需要多 大的力才能将沉船打捞起来 6 四 12 分 如图 14 甲所示为手动压力机 厂家己标出部分尺寸 其他相关尺寸可根据图 甲估测获得 压力机手柄拆卸下来的结构如图 14 乙所示 手柄总长度为 30 cm 手柄连接的齿轮 直径为 2 cm 向下压手柄右端时通过齿轮带动齿条向下运动 可对放在台面上的物体施加巨大压 力 若此压力机的规格是可产生 5000N 的压力 总质量为 9 kg 请通过估算说明 根据该压力机 的设计规格 若手柄转到任何方位时都能正常工作 在将该压力机放在水平桌面上使用时 是否 需要用螺栓将其固定在工作台上 g 取 10N kg 7 五 13 分 某学校新装的饮水机既能提供温度为 100 的幵水 也能提供温度为 35 的可 直接饮用的温开水 研究性学习小组的同学査阅了相关资料 画出了饮水机内部结构简图如图 15 所示 他们发现从自来水管流入饮水机的 20 生水并不是直接进入加热器 而是先进入换热器 与已经加热到 100 的开水进行热交换 这样开水就变成了 35 的温开水 生水也被加热到 85 然后进入加热器 若饮水机加热器的额定功率为 3 kW 饮水机内水箱容量 45L 已知 C 水 4 2 10 J kg 请回答下列问题 1 写出 A B C D 四个位置的水温 2 相同功率的只能提供开水的饮水机 一天供应 8 小时开水 最多能供应多少 L 3 统计结果显示 学校学生一天所需的开水和温开水的质量之比是 1 4 使用该型号饮水机 每天正常工作 8 小时 最多能供应多少 L 可饮用水 4 请简述这种饮水机有哪些优点 8 六 14 分 为了研究 从静止开始滴落的水滴 在不同时间段的平均速度随时间变化的规 律 小林将这个问题简化为 研究水滴分别在 0 0 2 s 0 2 s 0 4 s 0 4 s 0 6 s 的平均速度 与时间有什么关系 他使用医用输液系统 刻度尺 电子秒表展幵了研究 使用如图 16 所示的 输液系统吋以保持一段时间内滴出水滴的时间间隔相同 1 调节流速调节器 改变滴出水滴的时间间隔 不增加器材 请设计实验研究 当滴出水 滴时间间隔长短改变时 每个水滴的质量是否发生变化 写出实验少骤 预测可以观察到的现象 并说明可得出的结论 2 小林从第 1 个水滴离开针头开始计时 到第 31 个水滴离开针头按下秒表停止计时 读出 秒表的示数为调整水滴滴出时间间隔 使 t1 6 s 保持滴出时间间隔不变 然后他在针头正下方 放置接水盘 调整接水盘底部到针头滴水口的高度 h1 使耳朵刚好听到前一个水滴滴在盘中的声 音同时 下一水滴刚好开始下落 用刻度尺测量出 h1 0 20 m 求此过程水滴下落的平均速度 V1 3 假如第 1 问实验结果证明 当水滴滴出时间间隔较长时 改变水滴滴出时间间隔 滴出 水滴的质量几乎不变 请设计实验研究 水滴分别在 0 0 2 s 0 2 s 0 4 s 的平均速度 与 时间有什么关系 写出实验步骤和平均速度的计算公式 9 10 11 12 13