2023年全国初中应用物理竞赛试题及参考答案解析

版版学习好帮手学习好帮手2023年全国初中应用物理竞赛试题10220分。以下各小题给出的四个选项中只有一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．的是〔 〕A．冷与不冷是将下雪过程中与下雪过后的温度进展比照来说的B．冷气流的北上导致气温的降低C．雪的熔化、熔化后水的蒸发以及雪的升华都需要吸热导致气温的降低D．人们感觉的“冷”与“不冷”除与温度有关之外，还受空气湿度的影响2．大路交通标志由基板和附着其上的反光膜组成，夜晚它可以反射汽车射来的灯光，使司机看清交通标志。图1所示的反光膜横截面的构造示意图中，设计最合理的是〔 〕3．如图2所示，生活中有很多方法都可以将斧头安紧在斧柄上，下面四种方法能更好地利用斧头惯性的是( )图24．将一根直木棒放在一装有水的长方体外形的玻璃水槽中的偏左侧的位置，直木棒静止后从其正前方观看到的现象是下面四种状况中的哪一种〔 〕5．用手提起如图4甲所示长细金属链的一端，使金属链的另一端接触玻璃杯底部，然后渐渐将长金属链顺序地盘入玻璃杯中，直到金属链几乎能装满玻璃杯。将玻璃杯放置在水平桌面的最左端，使金属链的另一端伸出玻璃杯外，然后用手指按住金属链，如图4乙所示。假设将手指放开，将会消灭以下哪种现象〔 〕A．没有变化 B．金属链会回到玻璃杯中C．金属链会下落一段距离后停顿滑出杯子 D．金属链会下落直到玻璃杯清空6．如图5所示为双金属片温度计的内部构造示意图，双金属片一般是由外形一样的铜片和铁片铆合在一起制成的，其中铜的热膨胀程度比铁的大。当温度变化时，由于内外两层金属片的膨胀程度不一样而引起指针偏转，同时在弹力的平衡下，指针便指在刻度盘上相应的温度值位置上，从而显示出被测的温度。下面关于双金属片温度计的生疏中，错误的选项是( )A．双金属片温度计是依据固体热胀冷缩的原理制成的B．被测温度越高，双金属片温度计内弹簧的弹力越大C．双金属片温度计的指针做得比较长，是为了能起到将微小形变放大的作用D．要使温度上升时指针顺时针偏转，双金属片的外层〔图中较粗线所示〕应是铁，内层〔图中较细线所示〕应是铜7．有阅历的面点师傅在用手从蒸笼里拿刚蒸熟的馒头之前，总是先用手蘸上少许凉水。面点师傅这样做，主要的道理和目的是〔 〕A．利用凉水先对手进展冷却，同时由于水的比热容又较大，避开手被烫伤B．利用凉水蒸发吸热，以降低手的温度，避开手被烫伤C．利用凉水蒸发吸热，以快速降低笼内水蒸气的温度，避开手被烫伤D．利用凉水把手与热馒头隔开，以避开手被烫伤8．在抢救呼吸困难的病人时，医生往往给病人输氧气。氧气经过很长的输送管道进入病房，再通过一个如图6所示的装置。这个装置让氧气先通入瓶中的蒸馏水内，而后才供给应病人呼吸使用。争论性学习小组的同学们对于让氧气通入瓶中的蒸馏水内的目的，提出了如下几种观点：①过滤氧气，除去输送过程中夹杂的少量杂质②给氧气加湿，使氧气潮湿一些③冷却氧气，降低氧气的温度④通过气泡可以观看氧气的流量大小，便于调整在上述观点中，最为合理的一组是〔 〕A．①②③B．②③④C．①②④ D．①③④9．晶晶在超市买了一块豆腐、一颗圆白菜、一盒鸡蛋，依据你学的物理学问，你觉得如图7所示的哪种装袋方式最合理〔 〕10．半潜船是特地从事运输大型海上石油钻井平台、大型舰船、潜艇等超长超重而又无法分割吊运的超大型设备的船舶。如图8甲所示，半潜船把装货甲板潜入水中，使货物能够进入装货甲板上。然后半潜船上浮至船身和货物一起浮出水面，将货物运走，如图8乙所示为用半潜船运送损坏的舰艇。以下说法中正确的选项是〔 〕A．半潜船是由密度比水小的实心材料制成的B．建筑半潜船时内部确定留有很大体积的空舱C．没有装载任何货物处于下潜状态的半潜船，与它装载着舰艇并浮出水面时受到的浮力大小确定相等D8乙中的半潜船的质量必需要小于舰艇的质量二、简答以下各题〔630分〕眼镜是我们格外生疏的光学器件，由镜片和镜架组成〔如图9所示。眼镜可分为①矫正视力的近视眼镜、远视眼镜、老花眼镜及散光眼镜等；②保护眼睛的防风眼镜、太阳眼镜、游泳眼镜等；③具有矫正视力和保护眼睛双重功能的眼镜。请分别从力学、光学等不同角度，说出至少三条上述各种眼镜中包含的物理学问。为防止小轿车在行驶途中由于车门没有关闭而带来危急，厂家设计了报警电路。四个车门都关闭时蜂鸣报警器不响且指示灯不亮；只要有一扇车门没有关闭，蜂鸣报警器就会报警，对应的指示灯就会发光，依据指示灯发光状况可推断哪一扇车门没有关闭。请你在图10中用笔画线表示导线，将各元件连接成符合要求的、电路图〔导线不许穿插或穿过开关，说明：每个车门把握一个开关S1门翻开时开关闭合。

对应L，其他类推)当车门关闭时开关断开，车111如图11甲所示的吊车在试图吊起损坏的车辆时，发生了翻车事故〔如图11乙所示3种可能缘由。参与拔河竞赛前教师告知同学们应留意以下技巧：①选择体重大的同学参赛；②穿较的有花纹的橡胶底运动鞋；③拔河时身体要句后倾斜适当角度，两腿前伸两脚用力蹬地，重心落在脚掌后面；④发力时，绳子确定要拉直，听到口号一起用力往后拉。请你分3条上述技巧背后蕴含的物理学问。面简洁产生水雾的缘由。〔11分〕抽水蓄能电站是一种特别的发电站，也是目前电力系统中最牢靠、最经济、寿命周期长、容量大、技术最成熟的储能装置。抽水蓄能电站的根本构造如图13所示，当电网上的电能有盈余时，抽水蓄能电站就利用盈余的电能，通过蓄能机组带动水泵，把水由低处的下库抽到高处的上库并储存起来；当电网上的电能缺乏时，使原来抽到上库的水再流回下库，并推动蓄能机组带动发电机发电。2023年6月12日，安徽金寨抽水蓄能电站工程正式开工。总装机容量120万千瓦〔120万千瓦，打算建设4台单机容量30万千瓦的发电机组。设计年26.820.1亿千瓦时。取g=10N/kg，求：依据设计要求，平均每年这4台发电机组相当于要共同工作连续工作多少天？该抽水蓄能电站的年运行综合效率ŋ

的设计值是多少？行假设该抽水蓄能电站在放水发电阶段的效率ŋ多少？

=90%，则抽水蓄能阶段的效率ŋ 是发 抽假设该抽水蓄能电站上、下库的水面平均高度h=100m，为保证该抽水蓄能电站4台t0=l0hV至少要多少m³?四〔11分〕2023年4月16日，中国首创的十秒级闪充电车在宁波正式下线，如图14所示。这种电车承受超级电容〔一种可以直接以电能形式储存能量的设备，像蓄电池一样也有正、负两极〕作为电能存储设备。这种超级电容安全环保，可反复充放电 100万次以上，使用寿命长达十年。与该车相匹配的充电桩安装在各公交站点，充电桩在乘客上下车的约30s时间里即可把电布满，并可让车持续正常行驶5km以上。在制动和下坡时，电车还可以把局部动能再转化为电能为超级电容充电。假设假设这种电车的质量〔满载，含乘客〕为m=15t;正常匀速行驶时，电车受到的平均f为车重G0.02v=10m/s〔g=10N/kg)求:这种电车正常匀速行驶时的功率P。行假设这种电车每次布满电后持续正常行驶5km，正常匀速行驶时的效率为

=90%。试估算，每次布满电，行电车从充电桩所获得的能量E。假设每次给这种电车布满电须耗时 t=30s。试估算，充电桩为电车充电时的输出功率P。出假设按电价0.5元/kWh来计算，则每次充电需花费电费多少元？与之同样功能的然油公交车百公里油耗约为36L，燃油价格按5.5元/L5km需花费然油费多少元？〔14分〕小明某次在路边观看到，工人师傅们在安装水泥电线杆过程中要将地面上水平的电线杆“直立”起来时，在地面上先挖了外形如图15所示的坑。地面处的坑口截面根本上是一个长方形，其宽度仅比电线杆的粗端直径略大一点，坑中从长方形的一边开头有一从地面直达坑底的斜坡。而另一边则是直上直下的，坑底根本上是一个正方形。请你回答：为什么要挖成图15所示的深坑，而不挖成图16甲所示的仅比电杆略粗一点的深坑，或者如图16乙所示的大口径的深坑？这样做有什么好处？通过计算比照分析：假设已将电线杆水平放在坑口上方，且其粗端位于坑底右端正上方，现要把电线杆分别埋入图15、图16甲所示的两个坑中，则在竖起电线杆的开头阶段，对电线杆的细端分别至少需要多大的力？己知这种坑深1.6m，坑底的长、宽都是0.3m，地面处坑口长2.3m、宽0.3m。电杆线410kg8.0m0.26m3.2m〔g=10N/kg)在上述两种状况下，竖起电线杆的过程中，工人师傅们对电线杆分别至少要做多少功？〔14分〕如图17所示为一种型电器——无叶空气净化暖风器，兼具风扇、制温存空气净化的功能，其铭牌如表所示。如图18甲所示，电器的底部为进气口，空气进入时要经过滤网净化，然后被马达送入环形通道〔内有加热元件。环形通道一端开有细缝，空气从细缝高速吹出。如图18乙所示，高速吹出的气流，能带动四周和前方的空气，使形成风的空气体积比进气体积增加十几倍。请解释这种电器形成风的空气体积比进气体积增加很多的缘由。假设要将一个“10m×7m×3m”的房间的温度从15°C提升到20°C，请答复：请估算该电器至少需^作多长时间？〔己知空气的密度约为 1.22kg/m³，比热容约为1×10³J/〔kg·℃〕空气净化暖风器铭牌最大功率最大功率送风距离最强进气气流可达最强出风气流可达4-7m33L/S(升/秒〕434L/S(升/秒〕反思你的估算和实际状况有何差异、解释为什么会有差异？3．假设要净化该房间内的空气，请答复：该电器过滤一遍与房间一样体积的空气至少需要多长时间？反思你计算出的时间和实际状况下将空气过滤干净需要的时间有何差异、解释为什么会有差异？2023年其次十六届全国初中应用物理学问竞赛参考解答和评分标准一、选择题〔220分〕1．B 2．D 3．A 4．C 5．D 6．D 7．A 8．C 9．B 10．B二、简答题〔630分〕16分〕参考答案鼻托面积较大是为了增大受力面积，减小压强，使人感觉更舒适；镜片和镜架尽量用密度小的材料，减小眼镜总质量，减小压力，减小压强，使人感觉更舒适；近视眼镜的镜片对光束有发散作用，可以使裸眼所成的像向视网膜方向移动，成以视网膜上；镜腿承受弹性较好的材料，不简洁损坏和变形。26分〕如图答-1所示36分〕吊臂相对于水平面倾斜的角度过小；被吊物体质量过大；吊臂伸出过长；吊车左端的支撑爪不够靠前。46分〕参考答案体重大的同学对地面的压力大，摩擦力大；穿较的有花纹的橡胶底运动鞋，可以增加接触面间的粗糙程度，摩擦力大；把人看做一个杠杆，以脚为支点，重心落在脚掌后面且两腿前伸用力蹬地，可以增加重力的力臂，增加被对手拉动向前方转动的难度；同时用力，且全部力都沿同始终线，同一方向，合力最大。56分〕参考答案秋季夜晚水和空气放热，由于水的比热容比空气大，早晨的温度高于空气；水蒸发形成水蒸气；水蒸气遇冷空气放热液化形成小水滴即“水雾〔11分〕参考解答4台发电机组相当于要共同连续工作的时间Wt 发 P发

20.1108kWh1675h70d 2分1.2106kW该抽水蓄能电站的年运行综合效率的设计值W 行 P耗

100%20.1108kWh100%75% 2分26.8108kWh运行综合效率η

与放水发电阶段的效率η行

和抽水蓄能阶段的效率η发

的关系为抽η =η行 发则抽水蓄能阶段的效率行 行抽 发

%3分90%放水发出的电能Pt=ηρVgh 2分该抽水蓄能电站上水池的库容至少为PtV库gh发

4.8107m3 2分〔11分〕参考解答电车匀速行驶时，电车的牵引力F=f=0.02G=0.02mg=0.02×15×103kg×10N/kg=3×103N 1分行电车正常匀速行驶时的功率P =Fv=3×103N×10m/s=3×104W 2分行这种电车每次布满电后持续正常行驶s=5km，电车所做的功为：W=Fs=3×103N×5×103m=1.5×107J 1分1.5107J电车从充电桩所获得的能量E

0.9

1.6107J 2分E 1.67107J充电桩为电车充电时的输出功率为P出

5.57105W……2分t 30s每次充电所需电费为

1.671073.6106

kWh0.5元/kWh2.32元 2分燃油公交车行驶5km须花费燃油费为5km 36L5.5元/L9.9元 1分100km〔14分〕参考答案15分〕挖成图15所示的深坑好处如下：①少挖土方：挖成图15所示的深坑要比挖成图16乙所示的深坑少挖土方，这样可以少做功，避开人力铺张，提高劳动效率。15所示的坑里向外取土。③省力省功：用图15所示的深坑埋水泥电线杆，与用图16甲所示的深坑埋水泥电线杆相比，不必将电线杆沿竖直方向直立在地面上，重心上上升度小，施工时即省力又省功。④施工安全：用图15所示的深坑埋水泥电线杆，施工人员只需从有斜坡的方向扶住水泥电线杆就行了，水泥电线杆不会向其它方向倾倒，施工比较安全。2．①假设将这种电线杆埋入图15所示的坑中，电线杆就位后的状况如图答-2所示。 1分设竖起电线杆的开头阶段，在细端所施加的竖直向上的拉力为F1。在图答-22.3m-0.3m=2.0m11 11进而：OA=8.0m-2.0m=6.0m OB=3.2m-2.0m=1.2m11 11电线杆重：G=mg=410×10N=4100N 1分依据杠杆平衡条件，有：F1×O1A1=G×O1B1解得：F

=GOB11

=820N ………2分11 OA11116甲所示的坑中。电线杆就位后的状况如图答-3所示。1分设竖起电线杆的开头阶段，在细端所施加的竖直向上的力为F。2在图答-3中：OA=8.0m OB=3.2m ……1分22 22依据杠杆平衡条件，有：F×OA=G×OB2 22 22GOBF

2 21640N ……1分2 OA2 23．在图答-2中，电线杆重心上升：h=3.2m-1.6m=1.6m ……1分1人们对电线杆做功：W=Gh=4100×1.6J=6560J ……1分1 1在图答-3中，电线杆重心上升：h=3.2m ……1分2人们对电线杆做功：W=Gh=4100×3.2J=13120J ……1分2 2〔14分〕参考答案1．当气流从细缝以高速吹出，气流的压强小于四周空气的压强 1分在压强差的作用下，四周的空气流向气流并被加速，从而随着气流一起向前运动/r