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1、第 1 页 共 14 页 2020年第十五届全国初中应用物理知识竞赛初赛试 题及答案（精华版） 答卷时间： 2020年 3 月 27 日(星期 ) 上午 9：3011：10。 一、选择题以下各小题给出的四个选项只有一个是正确的，把 正确选项前面的字母填在题后的括号内(每小题 3 分，共 12 分)。 1在铁路道口常设有如图所示的道闸，这 种道闸平时上扬，当火车要通过道口时道闸转动 到水平位置，示意过往的其他车辆停车等候，这 种道闸称为常开型道闸。与之相反，另一种道闸平时水平放置，当 有车辆要通过时，道闸上扬，允许车辆通过，这种道闸称为常闭型 通闸。对于这两种道闸重心的位置，下列说法正确的 是
2、A常闭型道闸，重心应在O点左侧 B常开型道闸。重心应在O点右侧 C常闭型道闸，重心应在O点右侧 D以上说法都不对 2 有一种叫做“压电陶瓷”的电子元件，当对它挤压或拉伸时， 它的两端就会形成一定的电压，这种现象称为压电效应。一种燃气 打火机，就是应用了该元件的压电效应制成的。只要用大拇指压一 第 2 页 共 14 页 下打火机上的按钮， 压电陶瓷片就会产生10kV20kV的高压，形成 火花放电，从而点燃可燃气体。在上述过程中，压电陶瓷片完成的 能量转化是 A化学能转化为电能 B内能转化为电能 C光能转化为光能 D机械能转化为电能 3用可变焦的光学照相机可以把远处的景物“拉近”进行拍 摄，就是说
3、，虽然被拍摄的景物与照相机镜头之间距离距离基本不 变，但仍可以使底片上所成的像变大。关于这个过程，下列说法 中正确的是 A焦距变大，像距也变大 B焦距变小，像距也变小 C焦距变大，像距变小 D焦距变小，像距变大 4我国北方地区冬季用燃煤取暖所造成的大气污染，已越来越 引起人们的关注。现在有些家庭已经改用燃油取暖，以降低对大气 的污染。小明家的住房面积约110 m 2，若将住房的门窗关闭好，用 燃 烧 柴 油 来取 暖 ， 并 使室 温 升 高 10 ， 已 知 柴 油的 热 值 为 4.3lO7J/kg ，空气的密度约为1.3 kg m 3 ，空气的比热容为 1.010 3J(kg/ )，所需
4、的柴油约为 A0.0l kg B0.1 kg C1kg D10kg 二、填空题 (共 13 分) 第 3 页 共 14 页 1(3 分) 在装修房屋时，工人师傅常用一根灌 有水 (水中无气泡 ) 且足够长的透明塑料软管的两端 靠在墙面的不同地方并做出标记，如图 2 所示。他们 这样做的目的是在做标记时用到的物理知识 是。 2(3 分)小明同学暑假去旅游， 在避暑山 庄他看到“烟雨楼”在水面上映出了美丽的 倒影，这主要地由于光的成像而形成的。 小明用照相机记录了，这些美景。但是当他从 冲洗部取出照片时，发现照片如图3 所示，经过仔细辨别他才确 认出侧是真实景物在水中的倒影。 3(3 分)住在非洲
5、沙漠的居民，由于没有电，夏天无法用电冰 箱保鲜食物，当地人发明了一种简易“沙漠冰 箱”，如图所示。它由内罐和外罐组成，两罐 之问填满潮湿的沙子。使用时将食物放在内 罐，罐口盖上湿布，放在干燥、通风的地方， 并经常向内罐和外罐之间的沙子上洒些水，这样对内罐中的食物可 以起到一定的保鲜作用。 根据上文，请回答： 第 4 页 共 14 页 (1)将它放在干燥、通风的地方，目的是。 (2)经常向两罐之间的沙子上洒些水，目的是 4(4 分)按照我旧交通管理的规定“红灯停、绿灯行、黄灯预 备”，小刚在科技活动中设计了一个实验电路，用以模拟十字路口 的红绿灯，如图5 所示。请你分析并回答下面的问题 (1)
6、规定红灯发出的光作为交通的停止信号，填原因是 (2) 当单刀多掷开关接通位置“1”时，灯发光，发光的各 灯采用的是联方式， (3)当开关接通位置“ 3”时，允许方向的车辆迎行 三、简答下列各题 (共 23 分) 1(4 分) 小明和小红都想帮妈妈煮鸡蛋。 当煮鸡蛋的水烧开后， 小明认为要继续将火烧得很旺，他粥内水剧烈沸腾，这样会很快将 鸡蛋煮熟。小红则认为，水沸腾后应改用小火，盖上锅盖，让锅内 水微微沸腾， 同样能很快将鸡蛋煮熟。 你认为谁的想法更合理 ?请写 出理由. 第 5 页 共 14 页 2(4 分) 在观看河岸边的城市夜景时，往往发现每盏灯在水里 的像不是一盏灯，而是一条光柱，请你分
7、析这是为什么。 3(4 分) 小明用打气筒给自行车轮打气后，发现气筒壁的温度 明显高于打气前的温度。对于这个现象，你作怎样的解释? 4 (5 分) 如图 6 甲、 乙分别是两种小型饮水锅炉的结构示意图， 从节能角度看，你认为哪一利，更合理?请简要说明理由 . 5( 6分)果蝇的每只眼睛都是由许多微型的“小眼睛”组成 的，所以这种眼睛又称为复眼。图7 甲是果蝇眼睛的特写照片，图 乙是果蝇眼球局部再次放大的特写照，图丙是其中一只“小眼晴” 的示意图请你把果蝇的眼睛与人眼相比分析它有哪些优势为什 么? 四、(6 分)当李老师最后离开计算机房要去关闭总电闸时，发 现电能表 (如图 8 所示，的转盘仍在
8、缓慢地转动。 他用手表粗略地估 第 6 页 共 14 页 测了 一下 1 min 转盘转动了 5r。检查发现，原来机房内还有20 台电脑显示器处于待机状念。请你算一算1 台电脑显示器的待机 功率约多大 ? 五、(7 分)AB 和 CD是完全相同的两条带有绝缘皮的导线，它们 并行地埋设在相距2km的甲、乙两地之间。由于两导线之间某处的 绝缘外皮受到损伤， 而发生了漏电现象 ( 即相当于两根导线之间在漏 电处连接了一个电阻。为了确定漏电处的位置，维修人员做了以下 测量： (1)在甲地将两端电压恒为90 V的电源的两极分别接在A、C两 端，此时在乙地用内电阻很大的电压表测得B、D两端电压为 72 V
9、。 (2)在乙地将两端电压恒为100 V 的电源的两极分别接在B、D 两端，此时在甲地刖同型号的电压表测得A、 C阳端的电压为 50V。 如果 AB和 CD导线每千米电阻值为2 ，请你根据以上测量结 果计算漏电处距甲地多远 ?绝缘皮破损处的漏电电阻是多大? 六、(11 分) 图 9 是一种电梯结构的示意图，电梯厢在电梯井 第 7 页 共 14 页 中沿，竖直通道上下运行。钢链的两端分别固定在电梯井顶部的一 点和 B点，刚时钢链绕过重15000 N 电梯厢下的滑轮而托起整个厢 体 E，又跨过电梯井顶部由电动机驱动并带有齿轮的轮轴C，在 C 和 B之间吊起与动滑轮相连的配重D。 电梯载重量为 10
10、 人(1 人的质 量按 60 kg 计算，取 g=10 N / kg ，忽略摩擦及钢链的质量)。请回 答： (1)配重的功能是什么 ?住已知电梯厢重和载重量的情况下，配 重的质量最好是多大 ? (2)当电梯满载匀速上升时，A、B两点受到的拉力各是多大? 七、 (14分， 科 技 小组 的 同学 们 准 备对 市 场 上一 批 标 有 “PZ220V 100W ”的灯泡进行一项质量检测。他们测出灯泡在不同 电压下的实际电流值 (见下表 ) 。实验操作可靠、数据无误。 电压 UV 180 185 l90 195 200 205 电流 I A 0.426 0.434 0.447 0.453 第 8
11、页 共 14 页 电压 U V 210 215 220 225 230 235240 电流 I A 0.458 0.462 0.46 7 0.47l 0.475 0.479 0.482 请你回答： (1)试通过计算说明这种灯泡在标称电压下工作时，其消耗的功 率是否等于额定功率。 (2)假如生产这种灯泡的钨丝的粗细是一定的为使其在标称电 压下工作时消耗的功率等于额定功率，其长度为一确定的数值l0， 实际上这个灯泡钨丝的长度比 l0长了还是短了 ?为什么? (3)如果要使这种灯泡达到额定功率， 加在灯泡 L 的实际电压应 为多大? 提示：可用作图象的方法解答。 在图 10 的坐标纸上作出相关图 0
12、.4170.441 第 9 页 共 14 页 象、根据图象求得结果。 八；(14 分) 有一种测量人的体重和身高的电子秤，其测体重部 分的原理图如图11 中的虚线框所示 , 它主要由三部分构成：踏板和 压力杠杆 ABO ，压力传感器 R(电阻值会随所受压力大小发生 ，变化的可变电阻 ), 显示体重大小的仪表A(实质是电流表 ) ，其中 AO ：BO=5 ：l ，压力传感器 R表面能承受的最大压强为210 6Pa，且 已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示。 压力 F /N 0 50 100 150 200 250 300 电阻 R/ 300 270 240 210 180 150 1
13、20 第 10 页 共 14 页 设踏板和杠杆组件的质量可以忽略不计，接通电源后压力传 感器两端的电压恒为4.68 V ，取 g=10N/kg请回答： (1)该秤零起点 ( 即踏板空载时 ) 的刻度线应标在电流表刻度盘 多少毫安处 ? (2)如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为20mA ， 这个人的体重是多少 ? (3)若压杆与压力传感器之间的接触面积是2cm 2， 则该秤的最大 称量值是多少 ? 第十五届全国初中应用物理知识竞赛参考答案 一、选择题 1.C;2.D;3.A;4.B。 二、填空题 1. 在墙上确定一系列等高点, 连通器原理 ; 2. 反射, 左;3. 加快水的蒸发 ,
14、利用水的蒸发吸热降低食物的温度; 4.(1) 红光能在空气中传播更远的距离; 人眼对红光比其他色光更敏 感;(2) 南北“绿” , 东西“红” ; 并;(3) 东西。 第 11 页 共 14 页 三、简答题 1. 小红的想法更好 ; 只要能维持水沸腾 , 不论用大火还是 小火,水的温度都不再改变。 火太大 , 既浪费能源 , 又会使水因剧烈汽 化而容易干锅。 2. 在河面有波浪时 , 波浪起伏 , 在各个方向相当于形成了许多小的平 面镜 ; 岸上的灯通过每个小平面镜产生位置高低各不相同的许多虚 像, 从而形成一条光柱。 3气筒壁温度升高有两方面的原因: 一是由于气筒内的活塞与筒壁 间的摩擦生热
15、 , 引起壁温升高 ; 二是由于气筒内的活塞不断压缩气体 对气体做功 , 气体温度升高导致筒壁的温度升高。 4乙图所示的锅炉的结构更合理。 理由 : 水的受热面积大 , 同时减少了燃烧室下面的热损失, 增加了 内能的利用率。锅炉外有绝热材料 , 大大降低散热损失 , 节约燃料。 有吹风设备 , 燃料燃烧充分 , 提高燃料的利用率。 5从果蝇眼部的特写照片可以看出, 它的每只眼睛可以看成是由许 多只微型的小透镜组成。每个小透镜主光轴所指的方向各不相同: 这样,几乎各个不同方向的景物均可通过不同的小透镜成清晰的像, 所以它的视野是十分宽阔的。而人的每只眼睛只相当由一个凸透镜 构成,与之相比 , 其
16、视野的范围就小多了。 四、参考解答由图8 电能表可知 , 该电能表转盘每转过3 000r, 消耗 1kW h 的电能这表明每转一圈用电器所消耗的电能为1 200J。设 1 第 12 页 共 14 页 台电脑显示器的待机功率为P,由 20P 60s=1 200J5, 解得:P =5W 。 五、依题意画等效电路图 , 如图答 1、图答 2。 因为已知每 1km导线的电阻为2, 所以 2km导线的电阻为4, 设 MN为漏电处 , 漏电电阻为 R,AM和 CN电阻均为 r, 则 MB和 ND电阻均 为 4- r 。依题给条件 (1)、(2)可列方程 :72=90R+2rR,和 50=100 R+2(4-r)R,解得 r =0.8,R =6.4。 已知每 1km 导线电阻为 2,故 0.8对应的长度为0.4km,即漏电
