上海市第18初中物理竞赛复赛试题及解答

上海市第十八届初中物理竞赛（复赛）试题及解答说明：1本试卷共有五大题，答题时间为120分钟，试题满分为150分2 本卷第一第二大题只要写出答案，不写解答过程；第三第五大题按题型要求写出完整的解答过程，解答过程中可以使用计算器。本试卷中常数g取10牛/千克。试题一 选择题（以下每题只有一个选项符合题意）1 某同学家中所有的灯原来都正常发光，现突然全部熄灭了，检查保险丝发现并未烧断，用测电笔测试室内火线与零线，氖管都发光。该同学对故障作了下列四种判断，其中正确的是：（ ）A 进户火线断路 B 进户零线断路C 灯泡全部烧坏了 D 室内线路某处短路2 同一个物体的温度可以利用摄氏温标或热力学温标表示为20，用热力学温标表圾为293K。那么，当自来水的温度升高1时，用热力学温标表示这一温度的升高，下列说法中正确的是：（ ）A 温度升高大于1K B 温度升高等于1KC 温度升高小于1K D 无法确定升高的值与1K大小的关系。3 如图1所示，有一正方形的不透光的房间，在其中的一面墙上开有一个圆形小孔。在这面墙的对面有一个正方形的平面镜。在房间里有一个人靠在与平面镜垂直的一侧墙面上，当有一束垂直于圆孔的平行光通过圆孔射到平面镜上时，他能看到的是：（ ）A 镜面上有一个圆形的亮斑B 整个正方形镜子的形状C 整个房间的各处都是亮的D 感到整个房间是一片黑暗4 如图2所示，在水平放置的圆形长直管中，有一个光滑的，可自由移动的活塞刚好把长直管分成左右两部分，且活塞左、右两端面的形状如图。当左、右两部分中气体的压强分别为p1和p2时，活塞可停在图示位置不动。现在同时缓缓增大左、右两部分中气体的压强，使活塞仍然停在图示位置不动。若左、右两部分中气体压强的变化量p1和p2。则下列关于它们关系的说法中正确的是：（ ）A p1>p2 B p1<p2C p1=p2 D 无法确定5 如图3所示，甲，乙，丙为三个光滑线型轨道，带孔的光滑小球套在光滑轨道上，并沿轨道的顶端滑动。轨道的高度和总长度相同。将小球从轨道的顶端由静止开始释放，经过时间t滑到轨道的底端，则关于时间t的大小，下列说法中正确的是：（ ）A 甲图中小球所用时间最少。 B 乙图中小球所用时间最少。C 丙图中小球所用时间最少 D 甲，乙，丙三个图中小球所用的时间相同。6 如图4所示，扶梯的A端只能沿墙面无摩擦上下滑动，开始时扶梯与墙面的夹角为30O。由于地面的静摩擦力大小导致扶梯A端沿墙往下滑，B端沿地面向右滑，关于扶梯A，B两端的运动速度，下列说法正确的是（ ）A A端下滑速度始终大于B端右滑速度B A端下滑速度始终小于B端右滑速度C A端下滑速度先小于B端右滑速度，后大于B端右滑速度D A端下滑速度先大于B端右滑速度，后小于B端右滑速度7 图5为潜望镜工作原理图。若现有一军舰位于S点处，则潜水艇中的人通过潜望镜看到的像的位置：（ ）A 在图5中的A处 B 在图5中的B处C 在图5中的C处 D 在图5中的D处8 在图6所示的电路中，定值电阻R3的阻值小于滑动变阻器R2的最大阻值，现使滑动变阻器的滑往从a端滑向b端，则在移动过程中：（ ）A 电压表V1和V2的示数始终变大B 电压表V1和V2的示数始终变小C 电压表V1的示数始终变大，电压表V2的先变大后变小D电压表V1的示数先变大后变小，电压表V2的始终变小二 填空题9 小明的爸爸骑自行车上下班，按5米/秒的正常车速，上下班各需用半小时。有一天，他想在上下班时顺路到文具店购买一些练习本，文具店离开工作单位的路程为3000米，假如购买练习本共需5分钟，且开始时仍以5米/秒的车速行驶，最终仍在半小时内走完全程，那么考虑到安全因素，要求在购买练习本后的车速尽可能小，小明的爸爸应该 （选填“上班时”或“下班时”）去文具店，离开文具店后，自行车的车速为 米/秒。10家用电热淋浴器分储水式和无水箱式两种。无水箱式淋浴器是使冷水流过电热器就达到需要的温度，立即从喷头喷出热水供淋浴。现在自来水的温度为16摄氏度，淋浴器要热水的温度为38摄氏度左右，淋浴所需热水流量为110-3米3/分，水的比热容c为4.2103J/（千克）.则该淋浴器的电热功当量器电功率为 瓦；它的工作电流大小为 安（不计加热过程中的能量损失及水的密度变化）11 在图7所示的电路中，当电路两端加上电压U后，电路正常工作，如果电阻R2发生了断路，电阻R3两端电压将减少二分之一，而电阻R2发生断路前电阻R1和R2的总功率与电阻R2发生思路后电阻R1的功率相等，则三个电阻的阻值之比R1：R2：R3为 ；在电阻发生断路前后，R3上消耗的电功率为 （选填：“变大”、“变小”或“不变”）。12 如图8所示，有一个半径为1米，重为300牛的均匀球，置于倾角为600的斜面上，用一水平细绳拉住球，使球处于平衡状态，则此均匀球受到 几个力作用，水平绳的拉力大小为 牛。（sin60o=0.866,cos60o=0.5）13 如图9所示，AB、为两根平等并且均匀的相同电阻丝，另有一根电阻丝，其长度略大于、两轨道的宽度，可以在、上滑行并保持与垂直，与、接触良好，图中电压表为理想电压表。当处于图中位置时电压表读数为6.0伏，将由图中位置向左移动一段距离L后电压表的读数变为5.0伏，若将EF由图中位置向右移动一段相同距离L后，电压表读数为 伏；如果AB，CD电阻丝单位长度上的电阻为欧，电源电压为U伏，则电阻丝EF的电阻为 欧。三 计算题14 在钢铁厂的轧钢车间里有一台如图10所示的钢板冷轧机，较夺取的钢板匀速地经过轧辊被轧成薄钢板后，整齐地卷成钢板卷。经过时间T钢板卷的半径增加了一倍。试求此后半径再增加一倍需要多少时间表？15 如图11所示，一根长2米的细铜棒放在水平的支架上，右端紧靠固定的竖起挡板。在细铜棒的左端，有一根可以绕c点转动的指针，指针的ac段始终靠在细铜棒的左端。如果只考虑细铜棒的热胀冷缩的作用，则当细铜棒的温度发生变化时，指旬的上端会指在刻度盘的不同位置，由此可制成一个温度计。试分析：（1）刻度盘上的温度值沿顺时旬方向是增大还是减小？（2）现在知道细铜棒的长度随温度的变化关系到为L=LO(1+at),a=1.710-5/，指针的总长度为7厘米，且ab=bc=1厘米。当细铜棒的温度为0时，指针掼在刻度盘的中央0刻度的地方，细铜棒的左端正好和指针上的b点相接触，指针有0刻度的两侧能够转过的角度均为30O。求此温度计的测时范围。16 某同学用一根粗细均匀的铁棒，将一个边长为a的正方形重物箱撬起一个很小的角度（如图12所示，图中的角度已被放大）。已知：铁棒单位长度受到的重力为P1；重物臬常驻到的重力为G。现将铁棒的一端插入箱底，在另一端施加一个向上的力撬动重物箱。如果插入的长度为箱宽的四分之一，并保持该长度不变，则当选用的铁棒长度满足什么条件时，施加的力最小，此最小的力为多大？四 实验题17 如图13所示，有一根弹簧测力计，由于某种原因，它表面的刻度值没有了，但弹簧测力计的其他部分都完好。为了利用这把弹簧测力计，现把一切工作小段长度均匀分割的刻度线粘贴到弹簧测力计上，当用1牛的拉力拉弹簧测力计的挂钩时，弹簧秤的指旬刚好指在刻度线5下面的第三条黑线位置；当用2牛的拉力拉弹簧测力计的挂钩时，弹簧测力计的指针刚好指在刻度线7的位置。由此可知，利用图中的刻度线，此弹簧测力计能够测量的范围是 。如果将刻度线粘贴位置向挂钩方向移动一小段，则此时弹簧测力计能够测得的最大值与最小值之差将 （选填：变大，不变或变小）。18 有一个特殊结构的元件（如图14所示），由A、B两部分组成，被封闭在透明的玻璃壳内，a,b为两个接线柱。某学生为了研究A、B两部分电学特性，通过查阅资料，得知A是一个定值电阻，其U-I值如表1；B是一种由特殊金属制成的导体，该元件的额定电压是7伏，为了既不破坏元件的结构，但又能测定B的额定功率，他使用（如图15所示）的器材，则得一组该元件的U-I值（如图16所示）后，利用这些数据测出了B的额定功率。请你回答以下问题：（1） 用笔线代替导线，将如图15所示的器材连成一个测量元件的UI值的电路。（2） 请利用表1和如图16提供的数据求出B在正常工作时的额定功率P五、判断与说理题19在我们的日常生活、工业生产和高科技领域里，磁被广泛运用。请回答下列一组与磁有关的问题。 (1)目前，世界上研制的磁浮列车主要有两类：一类为超导型一类为常导型。磁浮列车主要有悬浮系统、导向系统和推进系统等部分组成。我国在上海浦东成功建造了世界上第一条商用磁浮列车。它属于： A超导型，其悬浮系统利用同名磁极互相排斥 B超导型。其悬浮系统利用异名磁极互相吸引 C常导型，其悬浮系统利用同名磁极互相排斥 D常导型，其悬浮系统利用异名磁极互相吸引 (2)将磁钢M固定在铁块C上用手将一元硬币B1、B2叠在一起竖立在磁钢上端如图17所示。将手指稍稍松开一小段距离将观察到的现象是 原因是 。 图17 (3)如图18所示是生产中常用的两种闸刀开关，图18中A是导电的闸刀，B是簧片(可以与闸刀保持紧密接触或分离)，C是电磁铁的线圈，能对图18(a)中的杠杆D(右边下降时左边会升起)、图18(6)中的衔铁E产生吸力。0是固定转动轴，即支点。K是弹簧。图中箭头为电流方向。试说明这两种开关分别在什么情况下能自动断开电源。 (4)以下是关于电饭锅的原理的说明。请你在画线的空格处填写恰当的物理名词或数值，并回答有关提问。 电饭锅能自动控制电流加热的程序。把饭煮得甘香柔软而不焦枯靠的是如图19所示的自动控制开关，当按下开关按键，如图19(a)所示。开关横杆把磁铁向上顶，使磁铁吸住感温软铁。这时。发热电阻丝接通电源，开始加热。当锅内的饭沸腾后。锅内的水就会因而渐渐减少。当锅内的水蒸干锅内的温度就会超过 ，当温度达到103时，感温软铁就不受磁铁的吸引，开关的杠杆在弹簧的弹力及自身重力的作用而下降，使接触点分开，发热电阻丝与电源断开，如图19(b)所示。与此同时，接通另一保温电路(图中略去未画)，保持饭的温度在70左右。 (a)“当温度达到103时感温软铁就不受磁铁的吸引”这一现象说明了什么物理道理? (b)能用这种电饭锅来煮开水并自动保温在70左右吗?写下你的判断，并简要说明理由。图18（a）：_。图19（b）：_。 20请回答下列有关声音的问题 (1)以下是两位同学的一段对话。请你对两位同学的对话的正确性作出判断。并给出证明。 甲同学：如果飞机在无风情况下作水平飞行，当你听到从头顶传来飞机的轰鸣声时。发现飞机已掠过头顶，在你前上方，说明飞机是超音速飞行。 乙同学：如果飞机在无风情况下作水平飞行无论飞机是否超音速飞行，当你听到从头顶传来飞机的轰鸣声时，飞机一定已掠过你的头顶。在你前上方了，所以我们无法据此来判断飞机是否超音速飞行。 (2)下列三张图片分别反映了飞机以三种不同速度在空中(不考虑空气的流动)水平飞行时，产生的声波的情况。图20中一系列圆表示声波的传播情况，A点表示飞机的位置。请你利用给出的图用刻度尺、直角尺等工具估测图20a、图20c中飞机飞行的速度。已知声音在空气中的速度为340米秒。(要求写出完整的解答过程) 21某同学用弹簧测力计下悬挂一均匀实心金属圆柱体浸在液体中。分别研究弹簧测力计示数与液体密度、物体在液体中深度的关系。实验时，该同学先把圆柱体浸没在不同液体中，分别记下了弹簧测力计的示数，测得的实验数据如表1。然后把圆柱体浸在同种液体中，通过改变液面到圆柱体底部的距离，记下弹簧测力计的示数，测得实验数据如表2。 表1 液体密度(l03千克/米3)1.2 1.8 2O 2.2 2.4 2.5 弹簧测力示数F(牛) 7.5 4.5 2.5 1.5 1.O表2 液面到金属块底部的距离h(米)00.210.30.40.50.60.7 弹簧测力示数F(牛)11.19.98.77.57.5 根据实验数据，回答下列问题： (1)根据表1、表2中的实验数据请通过计算、分析，完成表l和表2中的空格填写。 (2)在图21中。能正确反映表1中弹簧测力计示数液体密度之间关系是图2l中的 。 (3)金属圆柱体的底面积为多少米。?(要求写出完的解答过程) (4)在研究弹簧测力计示数与液体密度关系时，当液体密度为3O10。千克米。时测得弹簧测力计的示数为O，请说明产生此现象的原因： (5)通过分析表2，是否能得出；反映弹簧测力讦示数与金属块浸在液体体中体积之间规律?若能，可以用什么表达式来表达?若不能，请说明理由：参考答案一、选择题(每小题4分，共32分)题号12345678答案BBDCBCBD二、填空题(每格3分。共30分)三、计算题(共26分)14(本题8分) 即再过4T的时间，薄钢板卷的半径再增加一 倍。15(本题8分)(1)增大(2分)即可测量的温度范围是一1697至1697。(注：因为y当，即X时，y 有最大值。）四、实验题(共14分)17(本题6分) ，不变。18(本题8分) (1)(3分) 读数正确2分公式及计算结果正确3分五、判断与说理题(共48分)19(本题20分) (1)(3分)D (2)(3分)两枚硬币分开，每个硬币被磁化为一个磁体，磁体的同名磁极靠在一起，相互排斥。 (3分)(6分) 图18(a)：这是一个过电流保护开关，当电流过大时，电磁铁将衔铁D吸下，电键断开。 图18(b):是一个欠电流保护开关。当电流过小时，电磁铁吸不住衔铁E，电键断开。 (4)(8分)蒸发。100 (a)原因是：当温度升高到103，软铁内分子热运动加剧，软铁无法被磁化，永久磁铁对其不再有吸力。 (b)不能，因为，当水烧开时，温度为100，只有当水烧干后，温度才会进一步升高到103。20(本题11分) (1)(5分)答；两位同学的说法都不正确。证明如下：设飞机飞行的速度为v。，声音在空气中的传播速度为v。. 无论v为多大，tg>0说明当人听到从头顶传来的轰鸣声时，飞机已掠过头顶，飞向前方。当vv0时，tgl，即450，说明当人听到从头顶传来的轰鸣声时，发现飞行与竖直方向夹角大于450时，说明飞机的飞行速度大于声速。(2)(6分) 21(本题17分) (1)(3分)3.5，13.5，7.5。 (2)(3分)图(A) (3)(4分) 由表1得V=510-4米3。 由表2得：F=pgsh一，GT=pgV一。 所以S=10-3米2。 (4)(3分)圆柱体浮在液面上。 (5)(4分)F=13.5一1.2104V排。