全国初中应用物理知识竞赛试题及答案

2008 年 全国初中应用物理知识竞赛试题 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．本试卷共有七个大题，满分 100 分。 4．答卷时间：2008 年 3 月 30 日(星期日)上午 9：30~11：10。 一、选择题(共 10 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．长途汽车经过长时间行驶后，驾驶员常常会停下车，拿根铁棒敲打车轮，凭借声音可以 判断轮胎内的空气是否充足。这主要是因为敲击的轮胎内空气充足时发出声音的 A．响度较大 B．音调较高 C．音调较低 D．响度较小 2．检查视力时，要求眼睛与视力表相距 5 m。医院里常按图 1 所示的 方式检查视力，让被检查者面对平面镜而坐，身后是视力表。已知人 距平面镜 2 m，那么视力表离平面镜的距离是 A．5m B．2m C．3m D．4m 3．光在同种均匀介质中是沿直线传播的，小红直不明白：在光纤通信 中，光信号是怎样经过漫长而又曲折的线路，从一端传到另一端的呢? 后来通过“探究光纤怎样传输光信号”的活动中，她终于明白了：光 信号在光纤中 A．是靠光纤壁不断地反射而向前传播 B．就像电流沿弯曲导线那样传播 C．就像水流沿弯曲水管流动那样传播 D．是靠光纤壁不断地折射而向前传播 4．某工厂要制造一种特殊用途的钢罐，要求在钢罐内表 面牢牢地压接上一层 0．25mm 厚的铝膜。技术人员联 合攻关提出了以下方案：先把铝膜紧贴到钢罐内表面， 排出铝膜与钢罐之间的空气，冉向钢罐内灌满水并插入 冷冻管使水结冰，铝膜就可以与钢罐接触牢了。对于使 铝膜与钢罐接牢的方法，下列分析中正确的是 A．铝膜与钢罐之间的水把它们冻牢了 B．水结冰时放出的热量使铝膜焊接在钢罐表面上了 C．大气压的作崩把铝膜压接到钢罐上了 D．水结冰膨胀产生的压力把铝膜与钢罐紧紧地压牢在一起了 5．图 2 所示的是高压输电线路，其中高压输电线与变压器之司安装有避雷器， 它的作用是防止变压器遭受雷击。关于这种避雷器，F 列说法正确的是 A．避雷器在通常电压下是导体，在遇到雷击的电压时是绝缘体 B．在任何电压下避雷器都是导体 C．在任何电压下避雷器都是绝缘体 D．避甫器在遇到雷击的电压叫是导体，在通常电压下是绝缘体 二、填空题(共 18 分) 1．金秋十月，小琪一家人来到郊区游玩， 看到农民过去用来舂米粉的工具(如图 3 所示)和磨面的工具(如图 4 所示)。小琪 联想学过的简单机械，发现这两件工具 其实就是_______都是物理知识在生活 生产中的应用。 2．国庆假期，爱动脑的小明和李志乘坐 火车去旅游。并计划在途中观赏车外景色的同时，做次测定火车速度的活动，事先商定了方 案，明确了分工。当他们发现有另一列客车迎面开来时，记录了如下数据：对面客车从他们 窗边驶过的时间约为 8 s；对面客车共有 17 节车厢，而日与他们乘坐的车的车厢是相同的； 他们所乘坐的车厢内电子显示屏上显示的时速为 108 km／h。在火车停靠车站时，小明又观 察到车厢外表面标有“换长 2 2”的字样，并通过询问列车员得知，“换 长”就是换算长度的意思，且 1 个换长＝11 m。根据这些信息． 他们估算出迎面开来的客车的行驶速度约为______________. 3．图 5 所示的是医院为病人输液时用的吊瓶，瓶中插入两条管子，A 管是输液管、B 管是空气管。在输液的过程中，如果发现病人的血液沿 输液管回流，可将吊瓶适当地升高，血液就会随着药液重新流入患者的 血管而不再回流。这是因为当吊瓶升高后，增大了流入患者血管药液的 ______ ，阻止了血液的流出。B 管的作用是_______ 4．图 6 所示为种环保型手电筒，筒内没有电池。使 用时，只要来回摇晃手电筒，使永磁体在手电筒中 的两个橡胶垫之间来回运动．灯泡就能发光。而且 来回摇晃的越快，灯泡越亮。这种手电筒能发电的 依 据 是 _______ 原 理 ， 这 个 原 理 足 英 国 科 学 家 _______发现的。 5．1821 年，德国物理学家塞贝克发现了一种奇怪的现象：把两根铜丝和一根铁丝与灵敏电 流计串联成闭合电路，然后把铜丝和铁丝的一个连接点放在盛有冰水混合物的容器里保持低 温：另一个连接点放在火焰上加热。发现灵敏电流计的指针发生丁偏转，这一现象表明这时 闭台电路中产生了电流。塞贝克把这种电流叫做“热 电流”．把这一电路叫“热电偶电路”。 某研究小组的同学们按如图 7 所示的电路，模拟 塞贝克实验，探究了决定“热电流”大小的因素．通 过实验测得了电流的大小与温差关系的一组数据： 请根据以上资料数据说明： (1)产生热电流的条件是___________ (2)根据热电流的特点，猜想并写出热电偶电路的一 种应用：___________ 三、简答下列各题(共 22 分) 1．(6 分)如图 8 是一把厨房里常见的多功能剪刀，特别是图 中标有 l、2、3、4、5 序号的部位都具有一定的功能，且每 一项功能都与物理知识息息相关。请你写出其中的三项功 能，并说明所用到的物理知识 2．据报道：2005 年 4 月 20 日上午 8 时 38 分，由重庆飞往 上海的 CA4541 航班在重庆江北机场起飞后撞上一群鸽子， 飞机多处破损．左发动机停止工作，直接经济损失达 295 万 元人民币。所幸机长沉着冷静依靠右发动机单机工作，在空 中盘旋 59min 后成功迫降，机上所有人员安然无 恙。小小的鸽子怎能把结实的飞机撞坏昵?请你 应用学过的知识解释鸽子撞坏飞机的原因。 3．图 9 足李阳把刻度尺直立在玻璃镜面上拍得 的一张照片，请根据照片上的信息， 估算一下玻璃镜的厚度，并说明估算的依据。 4．为什么汽车前灯的玻璃灯罩要用有一些 横竖条纹的玻璃(如图 10 所示)制成· 5．我国南方某些地区有用“番薯、酒曲、水”做原料酿造“地瓜酒”的习俗。首先将 番薯煮熟，晾到一定的温度后，把“番薯、酒曲、水”按。定比例混合并搅拌均匀，经艘酵 40 天左右，其间每天搅拌一、二次；最后在“酒料”中分离山“地瓜酒”。图 11 是从“酒 料”中提取“地瓜酒”的装置示意图。 小驯同学利用放假期间，在家协助爷爷完成了酿造“地瓜酒”的最后一道工序 ①在小锅中加入冷水； ②取适量消料放入大锅里加热； ③在大杯中得到“地瓜酒”： ④适时用冷水替换小锅中变热的水； ⑤把“渣”取出．重复以上步骤。 请你说叫酿造“地瓜酒”的这最后一道工序中用到了哪些物理知识。 四、(13 分)图 12 是一种牲畜饮水用自动装置的 示意图。水箱底部有一出水孔，底盖 A 甲时顶 住水箱的出水孔．一旦饮水槽水位下降，浮球 C 受到的浮力减小，底盖 A 打开，水就通过出水 孔从水箱流入饮水槽。设计水箱的最高水位为 60 cm．水箱出水孔横截面积是 30 cm2。底盖 A 及竖杆 B 的总质量是 400 g，浮球 c 的质量是 600 g，体积是 2dm3，g 取 10N/g。 (1)写出此装置应用到的物理知识(至少说出 2 条)； (2)通过计算说明，这个自动装置在水箱蓄满水时是否能正常工作： (3)若能正常工作，请分析说明影响此自动装置能否正常工作的因素：若不能正常工作，请 提出使该自动装置正常工作的改进方案。 五、(13 分)如图 l 3 是一个电热器的工作原 理图，电热器内有两个阻值分别为 R1=60Ω 和 R2=120Ω的电热丝；旋转开关内有一块绝 缘圆盘，在圆盘的边缘依次有 0，1，2，— — 9 共 10 个金属触点；可以绕中心轴转动 的开关旋钮两端各有一个金属滑片，转动开 关旋钮可以将相邻的触点连接。如旋钮上的 箭头指向图中位置 D 时，金属滑片将 2、3 触点接通，同时另一端将 7、8 触点接通。 用这个旋转开关可以实现电热器有多挡位 工作的要求。请回答： (1)这个电热器可有几个不同加热挡位? 并指出每个加热档位旋转开关的箭头指向的位置： (2)将此电热器接人家庭电路中，电热器在正常工作时每个挡位的功率各是多大。 六、(12 分)2000 年 8 月 12 日．在巴伦支海参加 军事演习的俄罗斯北方舰队“库尔斯 克”号核潜艇(图 14)．意外沉没，所有舱室都灌满了海水，艇上 118 名官兵全部遇难。引起 了国际社会的普遍关注。 已知“库尔斯克”号核潜艇的质量 m=1．4X10kg， 海水密度近似取作ρ水=l.0xl03kg／m3．制造潜艇的材料的平均 密度取作 p M=7．0x103kg／m3．g 取 10N／kg。请回答： (1)核裂变和核聚变是大量获得核能的两种途径，核 潜艇中反应堆的核能是通过哪种选径获得的? (2)为了精确地探测到潜艇沉没的位置，在潜艇正上 方海面向下发出超声波，从 发出信号至接收到由潜艇反射旧来的信号经历的时间 t= 146 s，如果超声波在海水中 的传播速度 v=1450m／s，则潜艇沉没的实际深度 h 约为多大?(计算结果取整数) (3)有人提出一种打捞“库尔斯克”号的方案，就是在潜艇周围缠满可充气的负载 量大的浮力袋，若每只浮力袋的质量为 50 kg，充气后的体积 V0=10 m3，试估算要将 “库尔斯克”号核潜艇打捞起来，至少需用多少只浮力袋? 七、(12 分)频率为 300MHz-300GHz 的电磁波，它的波长很短，通常称之为微波。微波 能沿直线传播，在遇到金属材料时能发生反射：遇到玻璃、塑料、陶瓷等绝缘材料叫可以穿 透；遇到含有水分的蛋白质、脂肪等介质可被吸收，并将微波的电磁能量变为内能。 人们熟悉的手机就是利用微波进行通讯的。GSM 手机的工作频率般为 900 MHz~ ／1800 MHz 波段。使用手机通话时，微波会对人体产生一种“加热效应”，微波频率 越高，人对其能量吸收率就越尚，危害也就越大。下表提供了某种型号手机的技术参数。 请根据这砦技术参数和微波的上述特性解决下列问题。 (1)手机的最大工作电流约是多少?在 300 min 的通话时间内．手机的平均功率约为多少· (2)请列举两项减小手机微波辐射危害的措施。 (3)某网站卜蹙载了一则“手机煮鸡蛋”的消息：两名实验人员将一个生鸡蛋放置在陶 瓷杯子里，在鸡蛋两侧各放置部手机，让听筒与鸡蛋的水平距离保持 2 cm 左右。用其中一 部手机拨通另一 部手机，并保持通话状态。在实验进行到 65 min 时，实验人员取出鸡蛋， 发现已经完全熟透。请判断这则消息的真伪，并简要说明理由。