2011年第二十一届全国初中应用物理竞赛试题》答案及分析课件Microsoft_PowerPoint_演示文稿(精品).ppt

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1、一一、本题共、本题共10小题，每小题小题，每小题2分，共分，共20分。以下各小题给出的四个选项中只有一分。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。个是正确的，把正确选项前面的字母填在题后的括号内。2011年第二十一届全国初中应用物理竞赛试题年第二十一届全国初中应用物理竞赛试题1.目前，很多汽车的驾驶室里都有一个叫做GPS(全球卫星定位系统)接收器的装置。GPS接收器通过接收卫星发射的导航信号，实现对车辆的精确定位并导航。卫星向GPS接收器传送信息依靠的是 ()A.红外线 B.紫外线 C.电磁波 D.激光C2.图1为工人师傅用于推车运送纯净水的图片，对于

2、这两种方法中哪种方法比较省力的判断，下列说法中正确是 ()A.图甲的方法比较省力。B.图乙的方法比较省力。C.图甲和图乙两种方法所用力的大小相等。D.无法判断。AFF1F2FF2F1本题涉及到高中物理中力的合成与分解本题涉及到高中物理中力的合成与分解的知识，本题属力的分解问题；的知识，本题属力的分解问题；斜向上的力可以分解为一个水平的力和一个斜向上的力可以分解为一个水平的力和一个竖直向上的力，而竖直向上的力使物体对地竖直向上的力，而竖直向上的力使物体对地面的压力减小，摩擦阻力减小，所以省力。面的压力减小，摩擦阻力减小，所以省力。斜向下的力可以分解为一个水平的力和一个斜向下的力可以分解为一个水平

3、的力和一个竖直向下的力，而竖直向下的力使物体对地竖直向下的力，而竖直向下的力使物体对地面的压力增大，摩擦阻力增大，所以费力。面的压力增大，摩擦阻力增大，所以费力。3.如图2所示，教室里的天花板下面装有多挡位吊扇，当吊扇正常工作时，对于吊扇对天花板的拉力大小与其重力大小的判断，下列说法中正确的是 ()A.吊扇在高挡位工作时，拉力等于重力。B.吊扇在低挡位工作时，拉力大于重力。C.电扇在任意挡位工作时，拉力等于重力。D.电扇在任意挡位工作时，拉力小于重力。D4，如图3所示；关于这块板子的作用，他做了如下猜想，其中正确的是 ()A.主要用来反射发令枪的枪声，所以必须正对着终点计时裁判的方向。B.主要

4、用来衬托发令枪冒出的白烟，所以应该是深色或黑色的。C.主要用来减弱噪声，所以要把它放在看台和发令枪之间。D.主要用来遮阳，所以要把它放在裁判员的头的上方。B扇叶转动时给了空气一扇叶转动时给了空气一个向下的力，根据力作个向下的力，根据力作用是相互的知识可知，用是相互的知识可知，空气也给了扇叶一个向空气也给了扇叶一个向上的力，所以，拉力小上的力，所以，拉力小于重力。于重力。5.随着我国航天员在轨道舱内停留时间的增加，在轨道舱内进行体育锻炼必将成为航天员需要完成的一项重要工作；下列适合航天员在轨道舱中进行体育锻炼的运动项目是 ()A.举哑铃 B.跳绳 C.踢毽子 D.拉弹簧拉力器 D6.动车组列车进

5、站前的减速过程分为两个阶段进行:第一阶段采用“再生刹车”技术，速度从250km/h减至90km/h，这期间停止动力供给，列车依靠惯性继续前行，并带动发电机发电；第二阶段采用机械刹车，速度从90km/h开始不断减小直至停止；关于列车进站过程中的能量转化，下列说法中正确的是 ()A.第一阶段减小的动能全部转化为电能，即电能等于减小的动能。B.第一阶段减小的动能有一部分转化为电能，即电能小于减小的动能。C.第二阶段减小的动能主要转化为内能，且内能等于减小的动能。D.第二阶段减小的动能主要转化为内能，且内能大于减小的动能。B 因为太空中物体是失重的，即物体没有重力；而举哑铃时要克因为太空中物体是失重的

6、，即物体没有重力；而举哑铃时要克服重力做功，跳绳时人体要靠重力返回地面，踢毽子时毽子也要靠服重力做功，跳绳时人体要靠重力返回地面，踢毽子时毽子也要靠重力返回地面，只有拉弹簧拉力器时是克服弹力做功与重力无关，重力返回地面，只有拉弹簧拉力器时是克服弹力做功与重力无关，因而，选择答案因而，选择答案D正确正确7.在晴朗的夜空，我们很容易找到北斗星与北极星，如图4所示。天刚黑下来的时候，我们观察并记录一次北斗星与北极星相对于地面的位置；半夜的时候，我们再次观察并记录北斗星与北极星相对于地面的位置。比较这两次的记录结果，我们会发现 ()A.北斗星和北极星都是运动的。B.北斗星和北极星都是静止的。C.北斗星

7、是运动的，北极星是静止的。D.北斗星是静止的，北极星是运动的。c北极星位于北极正上方，相对于北极点是静止的，因而叫做北极星。北极星位于北极正上方，相对于北极点是静止的，因而叫做北极星。而北斗七星不同时刻在我们头顶的不同位置，即：相对于地面是运动的。而北斗七星不同时刻在我们头顶的不同位置，即：相对于地面是运动的。故答案故答案C正确正确8.在炒花生或栗子时，通常要往锅里放一些沙子(或粗盐)；这样做的主要目的是 ()A.使炒锅的温度更高。B.使花生或栗子受热均匀且避免与锅底直接接触时间过长。C.让沙子(或粗盐)吸收一些水分，使花生或栗子更加干酥脆。D.让沙子(或粗盐)吸收部分热量，防止因温度过高而使

8、花生或栗子变焦。B9.人站在哈哈镜前，会由于哈哈镜的特殊形状而使人体不同部位的像或被拉长或被压短而变形，令人发笑。现有一个如图5甲所示由两个水平方向的柱面镜连接而成的哈哈镜，竖直置于水平地面上。当一个与哈哈镜等高的人站在其正前方(如图5乙所示)，他看到的像的情况是 ()A.上半身的像被拉长。B.下半身的像被拉长。C.全身的像都被拉长。D.全身的像都被压短。B这个问题对我们小地方的人来说，因为这个问题对我们小地方的人来说，因为没见过，故而不知道结果，但通过思考没见过，故而不知道结果，但通过思考，应该能够回答出来。，应该能够回答出来。思考：凸面镜（如：汽车观后镜）成正思考：凸面镜（如：汽车观后镜）

9、成正立缩小的像；跟凸面镜相反，凹面镜应立缩小的像；跟凸面镜相反，凹面镜应成正立放大的像。成正立放大的像。逆向思维法。逆向思维法。故选项故选项B正确正确10.图6甲是某生产流水线上的产品输送及计数装置示意图。其中S为激光源，Rl为光敏电阻(有光照射时，阻值较小；无光照射时，阻值较大)，R2为定值保护电阻，a、b间接“示波器”(示波器的接入对电路无影响)。水平传送带匀速前进，每当传送带上的产品通过S与Rl之间时，射向光敏电阻的光线会 被产品挡住。若传送带上的产品为均匀正方体，示波器显示的电压随时间变化的关系如图6乙所示。己知计数器电路中电源两极间的电压恒为6V，保护电阻的阻值为400。则 ()A.

10、有光照射时光敏电阻Rl的阻值为800。B.有光照射和无光照射时保护电阻R2两端的电压之比为1:2。C.有光照射和无光照射时光敏电阻的阻值之比为1:2。D.每1 h通过S与Rl之间的产品个数为6000个。D注意：本题中R1和R2是串联的，因此要联想到串联电路的特点是：电流处处相等，各导体两端的电压与电阻成正比。因为R1有光照射时，阻值较小，则电压也小；无光照射时，阻值较大，则电压也大；因而从乙图中可知：2V时为有光照即无产品通过，4V时为无光照即有产品通过。有光照时：有光照时：U1=2V 则则U2=4V 由由U1/U2=R1/R2可知：可知：R1=200无光照时：无光照时：U1=4V 则则U2=

11、2V由由U1/U2=R1/R2可知：可知：R1=800二、简答下列各题二、简答下列各题(每题每题5分，共分，共30分分)1.警用弓弩因其发射时无光、声音小等特点，被广泛应用于反恐，如图7甲所示。图7乙和丙为两种配有不同瞄准装置的弩，它们可用来发射箭和钢珠，并配有手柄、肩托等辅助设备弩弦的拴绕使用了滑轮可有效地减小体积。请观察它的结构，并分析它的使用过程，其中用到了哪些物理知识?答答:手柄上有花纹手柄上有花纹:表面粗糙增大磨擦表面粗糙增大磨擦.箭身细长箭身细长:减小空气阻力减小空气阻力.弓箭或钢珠离开弩弦后能继续运动弓箭或钢珠离开弩弦后能继续运动:物体具有惯性物体具有惯性.箭头尖锐箭头尖锐:减小

12、受力面积减小受力面积,增大压强增大压强.利用弩的弹力发射弓箭利用弩的弹力发射弓箭:将弹性势能转将弹性势能转化为动能化为动能.肩托肩托:增大受力面积，减小压强。增大受力面积，减小压强。瞄具：光的直线传瞄具：光的直线传播。播。光学瞄准镜：光的折射（凸透镜成像、望远镜）、光的直线光学瞄准镜：光的折射（凸透镜成像、望远镜）、光的直线传播。传播。滑轮组：装箭时省力。滑轮组：装箭时省力。滑轮组：放箭时省距离。滑轮组：放箭时省距离。2.许多轿车后窗玻璃的内壁上都平行地贴有若干条很窄的金属膜，如图8所示。驾驶员可以通过开关对其进行控制，当通电时这些金属膜会发热。请回答这些金属膜的主要作用是什么?答：答：在冬季

13、，使附着在窗玻璃内表面上的小水滴汽化或小冰粒熔在冬季，使附着在窗玻璃内表面上的小水滴汽化或小冰粒熔化并汽化；使附着在玻璃窗外表面上的积雪熔化。化并汽化；使附着在玻璃窗外表面上的积雪熔化。便于司机通过驾驶室上方的反光镜观察车后面的情况。便于司机通过驾驶室上方的反光镜观察车后面的情况。3.图9中的甲、乙两图是同一把平放在一张白纸上的透明刻度尺正放和反放的照片，图9丙是其沿刻度线方向的横截面图。刻度尺的刻度线是用油漆喷上去的。由图9乙可以看到，每个数字和刻度线的右侧都有一个阴影。(1)利用图9丙说明，该刻度尺的刻度线喷在图9丙中所标的A、B、C、D的哪个部位?为什么?(2)一般都将刻度尺带刻度的一侧

14、做得较薄，这样做的好处是什么?答答：（：（1）C所在部位。所在部位。为了让刻度线贴近被测物体，减小读为了让刻度线贴近被测物体，减小读数误差。数误差。（2）刻度尺有刻度的一边做得较薄，是为了在应用刻度尺画线刻度尺有刻度的一边做得较薄，是为了在应用刻度尺画线的时候笔尖贴过刻度尺，线更容易画直。的时候笔尖贴过刻度尺，线更容易画直。由于笔尖贴近刻度线，由于笔尖贴近刻度线，更容易画出长度符合要求的线段。更容易画出长度符合要求的线段。4.一串小彩灯，规格都是4V、0.2A，每个小彩灯的结构如图10所示，在正常情况下，细金属丝由于表面有一层氧化铜而与灯丝支架不导通，若加上200V以上电压时，氧化铜被击穿，细

15、金属丝与灯丝支架导通。若将这种规格的小彩灯接入220V电路中，为使小彩灯正常发光，请通过计算说明:(1)应串联多少个小彩灯?(2)若其中一只小彩灯的灯丝被烧断，其它小彩灯是否还能发光?为什么?5.为了节省电能，居民楼的楼道灯通常由两个开关共同控制。一个是利用光敏器件制成的光控开关，它的作用是光线暗时自动闭合，光线亮时自动断开；一个是利用声敏器件制成的声控开关，它的作用是有声音时自动闭合电路，两分钟后，若再无声音则自动断开。(1)请将图11甲中的器材连成符合上述楼道灯要求的电路。(2)小明受楼道灯电路的启发，在爷爷的卧室里也安装了这样一个聪明的电路。晚上只要拍拍手，灯就亮了，过一会自动熄灭，给爷

16、爷带来了方便。不过遇到晚上有雷雨，就麻烦了，雷声使灯不断被点亮，影响爷爷休息。还有爷爷睡觉前需要这盏灯一直被点亮。现在再给你两个开关Sl、S2，在图11乙中完成对这个聪明电路的改装。并分别说明在灯自动工作、晚上打雷需取消自动功能和需要灯一直被点亮时开关Sl、S2的断开与闭合情况。6.某物理兴趣小组的同学设计了图12甲所示的实验装置，在橡皮塞中紧密地插入一根细玻璃管，将此橡皮塞盖紧在装满水的玻璃瓶瓶口，玻璃瓶沿水平方向的截面为图12乙所示的椭圆。当用力沿图12所示方向挤压装满水 的玻璃瓶时，会看到细玻璃管内的水面明显上升。在这里，同学们利用细玻璃管内水面的变化将玻璃瓶的微小形变放大了。请你再列举

17、两个用到这种放大方法来观察物理现象的实验或用到这种方法来工作的仪器，并简要说明放大的方法。答：答：将正在发声的音叉靠近用细线悬吊着的乒乓球，通过乒乓球反复被弹开显将正在发声的音叉靠近用细线悬吊着的乒乓球，通过乒乓球反复被弹开显示音叉在振动。示音叉在振动。温度计的玻璃管做得很细，用液柱的长度变化显示液体的热胀冷缩。温度计的玻璃管做得很细，用液柱的长度变化显示液体的热胀冷缩。金属盒压强计中用指针的摆动显示金属盒的形变程度。金属盒压强计中用指针的摆动显示金属盒的形变程度。用托盘天平的指针是否指在平衡标牌的中央刻度线上来显示天平的横梁是否水用托盘天平的指针是否指在平衡标牌的中央刻度线上来显示天平的横梁

18、是否水平。平。三、（三、（11分）分）米线是一种特色小吃。端上餐桌的有:一碗热汤，上面浮着一层油:一碟切成薄片的鲜肉:一碗已煮熟的米线。食客先把肉片放进汤内，稍候再加入米线。现有以下资料:汤的初温97，比热容4.2x10 J/(kg)；肉片的质量为0.2kg，初温22，比热容3.5xl0 J/(kg)。基于健康缘故，肉片必须至少在大于80的汤中保持2min，在这2 min时间里，由于向外界散热整体温度将下降约2)。问:1.碗中油层的作用是什么?2.为实现上述的温度要求，碗中汤的质量多少应满足什么条件?33四、（四、（12分）分）微波炉是一种利用向食物发射微波，进而将以微波形式存在的电磁能转化为

19、内能来对食物加热的厨具。因为微波可以深入食物表面内约5 cm，因此与蒸烤类厨具比较，具有加热更加迅速的特点。小明家最近买了一个微波炉，他听人们讲利用微波炉对食物加热，不仅加热时间短，还具备加热效率高的特点。为了验证后一种说法，他决定借助电能表、手表、温度计等器材实际测量一下微波炉在高火挡烧水时的效率。为此他查看了家中微波炉后面的铭牌，上面注明额定输入功率为1 200 W，他又查看了他家的单相电子电能表，上面注明3200 imp/kWh(它表示每消耗电能1 kWh，该电能表上面的发光二极管闪烁3 200次)。之后，他关闭其他所有家用电器，将体积为1L、温度为20的水放入微波炉并用高火开始加热，同

20、时用钟表计时并记录电能表上 面的发光二极管闪烁的次数，历时4 min，电能表上面的发光二极管闪烁了256次，此时取出并测得水的温度为72，请你帮助小明计算微波炉烧水时的效率。微波炉中发射微波的器件叫做微波管，若某微波炉内的微波管只有一只，且该微波管只能在额定电压下以额定功率工作，请回答这个微波炉是如何仅仅利用这只微波管实现在不同挡位工作的呢?五、（五、（12分）分）小明的父亲为了解决全家人夏季淋浴问题，想自己动手:作一个太阳淋浴器，他买来了一个圆柱形金属桶，一个压力传感开关，两个圆柱体以及细线若干。初步设计如图13所示，其中A、B两个圆柱体通过细绳与压力传感开关相连。己知:圆柱形金属桶的底面积

21、Sl=0.5 m ，高h1=50 cm;压力传感开关的作用是当它受到竖直向下的拉力达到10 N时闭合，通过控制水泵从进水口向桶内注水，当拉力等于4N时断开，水泵停止向桶内注水:两个圆柱体的底面积S2=40 cm ，高h2=12 cm，每个圆柱体重G=6N。要求当水桶内储水量达200 L时停止注水，当储水量剩余40L时开始注水。请你帮助小明的父亲在其初步设计的请你帮助小明的父亲在其初步设计的基础上，求出满足上述要求的两段细线的基础上，求出满足上述要求的两段细线的长度。长度。(压力传感开关与金属桶间的距离、压力传感开关与金属桶间的距离、细绳质量与体积、计算储水量时圆柱体排细绳质量与体积、计算储水量

22、时圆柱体排水体积忽略不计水体积忽略不计)22六、六、(15分分)随着新能源、低碳等理念的普及，小明设想出了一种完全以太阳能电池为能源的汽车，以下是他查到的一些数据:太阳辐射的总功率P总=3.9x10 W，太阳到地球的距离为1.5x10 m，阳光穿过太空和地球周围的大气层到达地面的过程中的能量损耗约为51%;太阳光垂直照射时，太阳能电池的能量转化效率最高约为15%;假设一辆太阳能电池车的质量约为750kg，期望达到的最高时速为72km/h，车辆行驶过程中的平均阻力约为车重的0.02倍，车身最多能敷设的太阳能电池板的面积约为8m ，驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率。(已知半径为r的球的表面积为S=4r )1.根据以上数据，通过计算对小明的设想进行分析与评价。2.你对他的设想有什么改进建议?211 262