第十六屆全國初中應用物理知識競賽初賽試卷
一、選擇題 以下各小題給出的四個選項只有一個是正確的，把正確
選項前面的字母填在題后的括號內(nèi)(每小題3分，共15分)。
1．小亮同學從超市買來一個玻璃瓶裝的鐵皮蓋罐頭，想把瓶蓋打開，可是怎么也擰不動。小亮的哥哥用螺絲刀沿瓶蓋的邊輕輕撬了幾下，一擰就打開了。這主要是因為用螺絲刀撬瓶蓋可以 【 】
A．增大瓶蓋直徑，減小瓶蓋側(cè)壁對瓶的壓力
B．減小瓶蓋與瓶口的接觸面積
C．減小瓶內(nèi)外氣體的壓力差
D．由于撬了蓋的一邊，而增大了蓋的另一邊的壓力
2．高壓輸電線路的鐵塔頂端有一條(或兩條)比下面輸電線細的金屬線(如圖1～圖2)，它的作用是 【 】
A．加強鐵塔的穩(wěn)定性
B．傳輸零線的電流
C．防雷電，起到避雷針的作用
D．作為備用線，供輸電線斷開時應急使用
3．用普通照相機拍照時，要按被照物體距相機鏡頭的遠近進行“調(diào)焦”，使用起來不太便捷。有一種“傻瓜”相機，只要把想拍攝的景物全部納入取景器內(nèi)，不論遠處還是近處的物體，在照片上都比較清晰，從而使拍照的過程變得十分快捷。這種“傻瓜”相機不用“調(diào)焦”的奧秘是 【 】
A．采用了長焦距的鏡頭，使遠近不同的物體成像的位置相差不大
B．采用了短焦距的鏡頭，使遠近不同的物體成像的位置相差不大
C．采用了長焦距的鏡頭，使遠近不同的物體成像的位置相同
D．采用了短焦距的鏡頭，使遠近不同的物體成像的位置相同
4．磁帶錄音機既可以錄音，也可用以放音，其主要部件為運行的磁帶和繞有線圈的磁頭。錄音時，磁帶上的磁粉被由聲音信號轉(zhuǎn)化而來的電流產(chǎn)生的磁場所磁化，這樣便將聲音信號轉(zhuǎn)化為磁信號記錄在磁帶上；放音時，再把磁帶上的磁信號通過磁頭轉(zhuǎn)化為電信號使揚聲器發(fā)聲。對于錄音機錄音、放音過程的基本原理，下列各種說法中正確的是 【 】
A．錄音的基本原理是電磁感應，放音的基本原理是電流的磁效應
B．錄音的基本原理是電流的磁效應，放音的基本原理是電磁感應
C．錄音和放音的基本原理都是電流的磁效應
D．錄音和放音的基本原理都是電磁感應
5．王勇同學在賓館飯店看到一種自動門，當有人靠近時，門會實現(xiàn)自動開閉。王勇同學對此產(chǎn)生了濃厚的興趣，他很想知道自動門是如何實現(xiàn)自動控制的。為此他反復做了幾次試驗：當他輕輕地靠近自動門時，門自動打開；當把一個足球滾向自動門時，門自動打開；當把一面底部裝有滾珠的無色透明大玻璃板，直立著滑向自動門時，門不打開。王勇同學根據(jù)探究試驗的結(jié)果，對自動門的自控原理提出了以下幾種猜想，你認為其中最合理的猜想是 【 】
A．自動門“聽”到來者的聲音時，通過聲控裝置實現(xiàn)自動開閉
B啟動門探測到靠近的物體發(fā)射出的紅外線，通過光控裝置實現(xiàn)自動開閉
C自動門本身能發(fā)射出一種紅外線信號，當此種信號被靠近的物體反射時，就會實現(xiàn)自動開閉
D．靠近門的物體通過空氣能產(chǎn)生一種壓力傳給自動門，實現(xiàn)自動開閉
二、填空題(共15分)
1．(3分)如圖3所不，小婷乘汽車到姥姥家去度假，汽車在平直公路上行駛。小婷的感覺是：遠處的村莊相對于電線桿在向_________運動；近處的小樹相對于電線桿在向_______運動；電線桿周圍的景物看起來好像在繞電線桿做_____時針
轉(zhuǎn)動。
2．(3分)列車上出售的食品常常放在如圖4所示的小推車上，若貨物均勻擺在車內(nèi)，當前輪遇到障礙物A時，售貨員向下按扶把，這時手推車可以視為杠桿，支點是_____(寫出支點位置的字母)；當后輪遇到障礙物A時，售貨員向上提扶把，這時支點是______。后一種情況下，手推車可以視為______力杠桿。
3．(3分)在海拔3000 m以上的高原地區(qū)，汽車發(fā)動機的冷卻水容易沸騰，這是因為高原地區(qū)_______的緣故。常年生活在平原地區(qū)的人到達該地區(qū)后，由于空氣稀薄會產(chǎn)生缺氧反應，為了得到足夠的氧氣，人會不自覺地進行深呼吸，這時肺的容積與在平原上相比要擴張得更_______(選填“大”或“小”)一些。
4．(3分)汽車上的機械式里程表是用安裝在輪上的一組計數(shù)齒輪來實現(xiàn)計數(shù)的，而這些計數(shù)齒輪又通過特定的傳動裝置被車輪的轉(zhuǎn)動所驅(qū)動。同時車輪的轉(zhuǎn)動還通過特定的傳動裝置，傳遞給由電磁感應原理制成的傳感器，傳感器再將反映車輪轉(zhuǎn)動情況的電信號顯示在速度表上，從而指示此時的車速。當輪胎用久了有明顯的磨損后，就會使所計里程和指示的時速產(chǎn)生誤差。若里程表記錄里程為12000 km，則汽車實際行駛的里程將 _______(填“大于”、“小于”或“等于”)示數(shù)；若此車從北京駛往上海，以速度表上指示的時速為依據(jù)，對整個行程所估算的行駛時間將________(選填“大于”、小于”或“等于”)實際行駛時間。
5．(3分)2005年春節(jié)晚會上，一群聾啞青年用精美絕倫的舞蹈“千手觀音”給人以美的享受，善的啟迪。
(1)如圖5所示，觀眾看不見領(lǐng)舞者邰麗華身后站著的其他舞蹈者，這是因為光是______________傳播的。
(2)在觀看演出的過程中，我們雖然沒有看到樂隊卻也能分辨出是何種樂器在發(fā)聲，這主要是因為不同樂器所發(fā)聲音的_________是不同的。
(3)電視觀眾看到蓮花座上的千手觀音身披絢麗霞光，這些光是由________、_______、______三原色依不同的比例混合而成的。
三、簡答下列各題(共22分)
1．(4分)火箭點火發(fā)射時，若高溫火焰向下噴射到發(fā)射臺上，發(fā)射臺就會被燒
毀。為了保護發(fā)射臺，在它的底部建造了個大水池，從而巧妙地解決了這個技術(shù)問題。
(1)火箭發(fā)射時，底部噴出的龐大的白色氣團(圖6)是由什么組成的?它是怎樣形成的?
(2)分析“大水池”對發(fā)射臺起到保護作用的道理。
2．(4分)在高壓輸電線路中�？煽吹� 如圖7所示的一些絕緣子。請說明為什么懸掛高壓輸電線的絕緣子的表面要涂光亮的瓷釉，而且做成一節(jié)一節(jié)的?
3．(4分)小志家買了一種點綴節(jié)日用的小彩燈，他發(fā)現(xiàn)當其中一個小彩燈的燈絲燒斷了以后，其余的小彩燈還能繼續(xù)發(fā)光。于是小志對小彩燈之間的連接關(guān)系產(chǎn)生了興趣，為此他請教了科技人員，得到以下信息。
他用的小彩燈規(guī)格是“2．5 V，0．25 A”，通過串聯(lián)一定數(shù)量的小彩燈，使單個小彩燈兩端所加的電壓比它的額定電壓稍低，每個小彩燈都能基本正常發(fā)光。
小彩燈的構(gòu)造如圖8所示，在燈絲導電支架上除了有燈絲和起固定作用的小玻璃珠以外，還繞有約4圈細金屬絲。燈絲電阻冷時約為2．5 Ω，熱時約為15 Ω。
細金屬絲的電阻為1 Ω，正常(低壓)情況下，由于支架表面有一層氧化銅的緣故，它與燈絲支架是不導通的，沒有電流流過。若加上較高的電壓(如220 V)時氧化層可被擊穿，細金屬絲與燈絲支架導通。
根據(jù)以上介紹的資料，請你說明為什么一個小彩燈的燈絲燒毀后，其他的小彩燈還能繼續(xù)發(fā)光。
4．(4分)向陽中學廣播室想借助于雙刀雙擲開關(guān)控制南北兩教學樓的喇
叭：開關(guān)擲向A端時南面的三只喇叭接通，擲向B端時南北六只喇叭全部接通。
請你用筆畫線代替導線按上述要求完成圖9中的電路圖。
5．(6分)長期以來，實心粘土磚一直是我國主要的建筑材料。由于粘土磚在生產(chǎn)過程中存在著諸多弊端，國家有關(guān)部門提出了減少粘土磚使用率、倡導新型
材料的要求。如圖10所示的空心水泥磚就是新型建筑材料的一種。請你從節(jié)能與環(huán)保等方面分析，使用空心水泥磚比使用實心粘土磚有哪些好處。(至少寫出三條)
四、(6分)李明同學家要買一個燒水用的水壺，超市里有兩種容積相同但品種
不同的鋁質(zhì)水壺可供選購，一種是放在液化氣灶上用的，另一種是壺內(nèi)裝有電熱器的，如圖ll所示。李明想比較哪一種水壺燒水更省錢。他首先進行了調(diào)查，得到如下資料：當?shù)鼐用裼秒姷膬r格是0.5元／度；瓶裝液化氣的價格是60元／瓶(每瓶中液化氣的質(zhì)量約為15 kg，液化氣的熱值為4.2×107J／kg),用液化氣燒水的熱效率約為30％，用電熱水壺燒水的熱效率約為90％。根據(jù)以上信息，請你通過計算分析一下用哪種水壺燒水更省錢。
五、(8分)為了保護環(huán)境，治理水土流失，學校的環(huán)保小組設計并進行了河水含沙量的研究。
第一階段是理論分析：分別以ρ水、ρ沙、ρ泥水表示水、泥沙、泥沙水的密度，以x表示每立方米泥沙水中所含泥沙的質(zhì)量(稱做含沙量)，導出了ρ泥水與ρ水、ρ沙、x的關(guān)系式；然后作出了泥沙水的密度ρ泥水隨含沙量x變化的圖象。
第二階段是實驗驗證：在一個量筒里放入一定量干燥的黃土，再倒入一定量的清水，計算出含沙量x，并測出泥沙水的密度ρ泥水；接著再多次加入清水配制成不同密度的泥沙水，進行同樣的計算和測量，由此得出ρ泥水與x的多組數(shù)據(jù)；然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)作出了表示泥沙水的密度與含沙量關(guān)系的ρ泥水－x圖象。他們驚喜地發(fā)現(xiàn)，實驗結(jié)果與理論分析是一致的。
第三階段是實際測量：在一次山洪沖刷地面時，他們采集了40 L的水樣，稱出其總質(zhì)量為40.56kg。此前已經(jīng)測出干燥的泥沙的密度ρ沙：2.4×103kg／m3，于是求出了洪水中的平均含沙量。
(1)請你參與環(huán)保小組第一階段的工作，導出ρ泥水與ρ水、ρ沙、x的關(guān)系式。然后根據(jù)關(guān)系式作出泥沙水的密度ρ泥水隨含沙量x變化圖象的草圖。
(2)請你參與環(huán)保小組第三階段的計算工作，求出洪水中的平均含沙量。
六、(10分)現(xiàn)在很流行的數(shù)碼相機的主要優(yōu)點是可以直接生成數(shù)碼照片，從而可以方便地進行編輯與加工，保存的時間也更長。而且數(shù)碼照片還可以直接在
電腦上顯示出來，或者通過電子郵件傳送出去。
下面是一款數(shù)碼相機的電池的一些資料。根據(jù)右面提供的信息以及下面對數(shù)碼相機工作過程的介紹，回答相關(guān)問題：
(1)數(shù)碼相機的電源打開后，就處于待機狀態(tài)，這時要消耗一定的電能；拍攝時，拍攝與處理數(shù)據(jù)所消耗的電能就更大。假設用一個充滿電的電池作電源進行拍照，每5min拍一張照片，相機使用過程中的平
均工作電流為0.2A。請估算一節(jié)充滿電的電池最多可以拍攝多少張照片。
(2)對一個電能已全部耗盡的這種電池進行完全充電，充電的效率多大?
七、(12分)空調(diào)的“匹數(shù)”，是對空調(diào)輸入功率的粗略標識。因相同匹數(shù)不同品牌空調(diào)的制冷效能有較大的差異，為便于比較，空調(diào)的效能常以“制冷量”來表示。在選擇空調(diào)時，除了制冷量和制熱量(對冷熱空調(diào)而言)外，還要考慮“能效比”。
空調(diào)的能效比=，它表示空調(diào)器是否高效節(jié)電。目前市場上空調(diào)器的能效比相差很大，一般在2～3之間，最高的可達到3．5左右，應盡量挑選能效比高的空調(diào)。房間所需的制冷量和制熱量可按下面的公式計算：制冷量Q冷＝S（房間面積）×140w－180 w；制熱量Q熱=S(房間面積)×180 W－240 W(此公式適用于層高2．5 m的房間，如果層高偏大，則應適當加大功率)。
下表是小明家準備購買的某一型號空調(diào)的使用說明書的一部分。
請結(jié)合上面所介紹的知識和空調(diào)使用說明書，通過計算回答下面的問題：
1．這臺空調(diào)的能效比是多少。
2小明家新購買樓房客廳的面積約為30 m2，層高為2．7 m，他想在客廳內(nèi)安裝上表所示的空調(diào)。請你通過計算說明這種選擇是否合理。
3．若小明家用此空調(diào)器制冷，空調(diào)器的壓縮機每天實際工作6 h，一個月僅空調(diào)一項所支付的電費約為多少?(當?shù)氐碾妰r為0.5元／度)
八、(12分)小軍家客廳墻壁上有一個控制燈的開關(guān)和一個兩孔插座裝在一起的“一開兩孔”的電工元件。圖12是元件的面板、圖13是元件殼體內(nèi)部的原接線圖。由于開關(guān)損壞，需要更換整個元件。小軍爸爸決定自己動手完成，小軍給爸爸當助手。
小軍爸爸斷開家中進戶線的總開關(guān)，在拆舊換新的過程中發(fā)現(xiàn)：拆下前沒有留意元件中的A、B、D三根導線(B、C間已有一短導線在內(nèi)部相連)與外面的①②③三根導線的連接關(guān)系(如圖14)，因為室內(nèi)導線都在水泥墻內(nèi)，無法觀察①②③各導線與墻內(nèi)導線的連接情況。
于是他閉合家中進戶線的總開關(guān)，用試電筆檢測各根導線，發(fā)現(xiàn)：第①根導線可以使試電筆發(fā)光；第②、⑨根導線不能使試電筆發(fā)光。
根據(jù)小軍爸爸的檢測，能不能判斷各根導線的連接情況?
小軍經(jīng)過仔細思考后認為，不能判斷每根導線的連接情況，如果在情況不明時盲目連接還可能出現(xiàn)更嚴重的問題。
(1)你認為小軍的觀點對不對?為什么?
(2)你能不能利用常用的家用電器，如臺燈等(均帶有插頭)，鑒別出①②③根導線應怎樣分別與A、B、D接線柱相連接?說出你的方法并簡述理由。
(3)根據(jù)你的判斷，將圖14中①②⑧根導線與下面的A、B、D接線柱和上面的火線、零線及燈泡連接起來。
閱讀短文，感知人類科學探索歷程的艱辛、漫長與富有意義，回答問題．
