2018年全国初中应用物理竞赛试卷

1、2018年度全国初中应用物理竞赛试卷注意事项：.请在密封线内填写所在地区、学校、姓名和考号。.用蓝色或黑色钢笔、圆珠笔书写。.本试卷共有六个大题，满分 100分。题号一一三四五六总分分数复核人一、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

2、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.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.将cd相连，然后a、b分

3、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 装上写有“1.5/2000 mAH ”字祥。对该电池，下列说法中正确的是（）5号电池包A.它能提供的电能约 10.8 kJB.它正常工作时的电流是 2 AC.它提供的最大电功率为3 WD.它在电路中是提供电荷的装置.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

4、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.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。如果小明将装着龟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，波导管却装置图6.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

5、.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.静止、密闭的客车上有一个系在座椅上的氨气球，一个悬挂在车顶的小球。 向左驶出，图7中氨气球与悬挂小球最可能出现的相对位置变化是（.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 dm这包纸

6、的质量约为 2.5 kgC.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）i 甲.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：一种方法是图9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 4C,则哪种方法可以使罐装饮料降温更快，为什么？.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

7、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。甲开口在F9 103.拧开水龙头，让水流平稳地流出，形成如图(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？11所示形状的水柱。请看图回答11所示分别是该展品.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 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。图12.图13所示为低压电

8、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

9、。图13三、(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2M05kg。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/so已知海面大气压 p0=1.0X05Pa,海水的密度是 k1.03 M0*g/m3。(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

10、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？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）2cm乙图1415热水出口C 阻水出

11、口冷水进口葩交换器五、(13分)某学校新装的饮水机既能提供温度为100c的开水，也能提供温度为35c的可 直接饮用的温开水。研究性学习小组的同学查阅了相关资料，画出了饮水机内部结构简图如图所示。他们发现从自来水管流入饮水机的20 c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 c的开水进行热交换，这样开水就变成了35 c的温开水，生水也被加热到85 C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 k=4.2X103J/(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

12、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？图15六、(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00.2 s、0.2 s0.4 s、0.4 s0.6 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、电子秒表展开了研究。使用如图 16所示的输液 系统时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

13、：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加，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

14、设计实验研究“水滴分别在00.2 s、0.2 s0.4 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。输液袋滴竹流速IN2018年度全国初中应用物理竞赛参考解答和评分标准说明：,：.除选择题外，提供的参考解答不一定都是唯一正确的.对于那拄与此解答不同的解答,正确的. 同样得分.评分标准只是按一种思路与方法给出的.在阅卷过程中会出现各种不同情况，可参照本评分标 准的精神定出具体处理办法，但不要与本评分标准有较大偏离.筒答题或计算题是按照分步方法给分的.在评分标准中常常写出、 这里的、 是用来代表答题要点或步骤的.若考生并未写出这个式子，而在文字表达或以后的解题过程中反映了

15、 这要点或步骤，同样得分.没有写出任何式子或文字说明，只给出最后结果的，不能得分.参考解答中的数字结果是按照有效数字的运算要求给出的，但对考生不做要求.不要因为有效 数字的错误而扣分.要求学生估算的，要看学生是否会忽略那些可以忽略的条件.在最后定奖时，如果得分相同的人数超过获奖名额，因而难于选拔时，可对待选试卷进行加分 评判,加分评判的基本依据是： .:-/; TOC o 1-5 h z （1）所用方法或原理不是课本所讲的，具有创新性，应加分；.,.方法简便，应加分；、.（3）提出多种正确解法，.应加分：.、.；:（4）试卷表达规范，条理清楚，能充分利用数学工具，应加分.上述各项的执行都应由竞

16、赛领导小组做出规定（省统一分配奖励名额的由省决定，地、市分配奖 励名额的由地、市决定）.一 .； *. , * , * ? r . ： ： * _、选撵（每小题2分，共20分）题号1.；2，3,45 6789.10答案AADC.ADBCBB TOC o 1-5 h z 二、端答题（每题6分，共30分）.（6分）参考答案（I）将冰袋放在罐装饮料上方降温更快；.；.：、，（2分）（2）将冰袋放在罐装饮料上方，上方的低温液体密度大向下运动高温液体密度小向上运动液体的对贪会使得降温更快；.（2分）（3）将冰袋放在罐装饮料下方，罐中的液体只能靠热传导降温，所以降温慢 （2分）一.二12（6分）参考答案一

17、； J（D用图乙的方式倒； . 2分）2）倒新打开羞子的果汁时，包装盒内装满果汁.若采用甲的方式倒，由于重力，果汁部分先流 出，同时包装盒内攵着的空间变大内部气体压强变小.但由于瓶口在下方，被果汁全部堵住，外界空 气无法进入，大气压使得果汁越来越不易流出（表现为流出果汁速度越来越慢），可能直至几乎停止海第1页共4页这种过桂冏nu a 出.当内外乐强第大到一定程度外界空气突然进入包装盒，流出果慧不好而是果汁很容妫 始，形成r果汁流出断断续续、时远时近（同时发出咕咚声）的现雄造（2分）裁出杯子外面；一 m叶虫肝外界空气和包装盒（3）若枭用乙的方式倒，瓶口在上方，倒出果汁时瓶不会完全被果汴：或不易融

18、到杯子外 内部气体通过果汁上方的通道连通，内外摹本不存在压强漏果汁容易稳定地（2分）， 而水龙头的把手是-个轮轴，-方面带动转轴可以控制水流量的大小，另一方面在墨过程（3分） 中起到省力的作用；（2）水从水龙头潦出后，由于受重力，离水龙头距离越远,速度越大-在水流连续流动的吃七 相同时间通过某横截面的水置保持不变，因此速度越大，水柱横截面枳越小，因此呈现出上粗下细形状.（3分）（6分）参考答案（1）甲图是软螺线管通电的状态，.（2分）（2）如果将软螺线管的通电电流反向，不会影响原有的实验现公，即不通电时软螺纹管呈松散状 TOC o 1-5 h z 态，通电时软螺纹管呈堂缩状态：（2分）（3）螺

19、线管通电后，螺线管的各单匝线图均产生磁场，把每匝线图看作一个通电螺线管，相当于 一个条形磁铁，相邻的磁铁的异性磁极相对，因此他们之间相互吸引，在吸引力的作用下螺线管收缩 在一起（2分）（6分）分考答案（1）管道可以增大散热面积（或与空气接触面积）以加强散热效果.管道沿整直方向便于受压器 中的导热油形成对流，可增强散热能力，（2分$，则膨胀的导热油会把变（3分）（1分）pg/r=l.Ox 10s Pa +L03x 1 伊x9.8x75 Pa -8.57x1（5pa（2）浮筒持开水的体积r-xP,它在水中所受到的浮力是伊 x9.8x3.14x52x2N=9.51*1Q*N浮筒所受重力小号2.Oxl

20、OM,8M.%xiaN每个浮筒能够产生的上举力等于受到的浮力与其重力之差，即上举力尸产凡 O9.51xia N -1.%X1O* N -7.55x10*N6个浮筒产生的上举力尸.-6尸产6）7.55*07.53107即为所求四、。2分）参考解答. “按设计规格，核压力机可产生5 000N压力，在手柄端施加的压力最小为凡对由于她利尚轮汨衣的轮轴列方程，则F*30cm5kNx 1cm（2分解得F=167N，.,：（幺分）说明：若尸的力臂选择在2530之间的，即尸在167N200N之间的均得分以手动压力机底座最左端为支点，人对手柄的压力使压力机逆时针翻转，压力机自身重力使其履 时针制转只要人压力使其逆时针翻转的力和力臂的乘积始终小于压力机重力顺时针翻转的力和“管 的乘积，就不必通过螺栓固定在特制工作台上. ，.：. .估计压力机重心位置：压力机重心位置位于中点至右侧四分之一位置的区间范围内，设其距底座 TOC o 1-5 h z 最左端的水平长度为心（估测重心位置在中点至最右端范围内均给分，估测2分）（2分）以手柄处于水平状态分析，估算手柄伸至最长状态时，估滞露出底座左埸的长度妁为24 em（估测露出底座左端的长度在15 0n至28 cm均给分，估费2分（2分）贝IJ l67Nx 24cm ,9kg*ION/kg*L解得：L-44.5 cm （根据估算数据，列出合理方程即可得