1、第 1 页 共 7 页 20042004 年年第十四届全国初中应用物理知识竞赛第十四届全国初中应用物理知识竞赛初赛试题初赛试题 本试卷共有七个大题。 一、以下各题所列答案中只有一个是正确的。把正确答案前面的字母填在题后的方括号内 （共 12 分，每小题 3 分） 。 1电视机的开启和关闭可以通过遥控器实现。遥控器用来控制电视机的是 A红光 B红外线 C紫光 D紫外线 2烹制油炸食品时，如果不慎将水滴溅入烧热的油锅中，会听到“叭叭”的响声， 同时油花四溅。出现这一现象的主要原因是 A水是热的不良导体 B水滴的温度与油的温度不一样 C水的沸点比热油的温度低 D水的比热容比油的比热容大 3在儿童乐园
2、，摄影师给卡通人照相，在对焦时，发现毛玻 璃上卡通人像的位置如图甲所示。为了使毛玻璃上卡通人像的位 置如图 1 乙所示，摄影师应当将镜头适当地 A向下并且向左移 B向下并且向右移 C向上并且向左移 D向上并且向右移 4图 2 给出了小明设计的楼梯照明电灯的四种控制电路，其 中 S1、S2分别为楼上和楼下的开关（都是单刀双掷开关） 。要求拨动其中任一开关，都能 改变电灯原来的发光或熄灭状态。在实际应用中最好的方案是 二、填空（共二、填空（共 2020 分）分） 1 （4 分）用来烧开水的铝制水壶的底部，常有几个凸凹不平的同心圆，其主要作用 是： （1）_； （2）_。 2 （3 分）小峰身高 1
3、.70cm，眼睛距头顶 8cm，直立在水平地面上照镜子。如果他想 从竖直挂在墙上的平面镜里看到自己的脚，这面镜子的底边离地面的高度不应超过 _m。 3 （4 分）2003 年春季，在我国部分城市出现了“非典”疫情，各 地广泛使用喷雾器对公共场所消毒。图 3 给出了一种喷雾器的示意图， 就其工作原理要用到的物理知识有（写出两项即可） （1）_； （2）_。 第 2 页 共 7 页 4 （5 分）2003 年 10 月 16 日 6 时 54 分， “神舟”五号飞船成功完成了我国第一次载 人航天飞行，返回舱在内蒙古主着陆场地安全着陆。 （1）火箭发射时发生的能量转化主要是_能转化为_能。 （2）在
4、飞船关闭发动机后绕地球飞行时，如果在舱内进行下列实验，与在地面相比， 其中最难完成的是_（填字母） ：A用温度计测温度；B用显微镜观察洋葱表皮； C用漏斗、滤纸过滤，除去水中的泥沙。 （3）如果将农作物种子携带到太空，然后再带回来进行种植实验。这样做的目的是 _。 5 （4 分）我国北方早春育苗常用温床，电热温床是其中的一种。电热温床是这样制 成的：先将床土挖去约 20cm 厚，床底铺一层麦秸或锯末，再铺一层塑料膜。将电热线按 10cm 间距，均匀地铺在塑料膜上，再把床土放回，这样电热温床就做成了。 电热温床的温控仪相当于一个阻值随温度变化的可变电阻，利用它可以根据温度自动 控制通过电热线的电
5、流，从而实现温床温度的自动控制。使用时应该把温控仪与电热线 _联。 电热线不能打结、 交叉或重叠， 否则可能由于_ 而发生危险。这种方法是利用_获得适宜幼苗生长的温度。 三、简答下列各题（共三、简答下列各题（共 2020 分）分） 1、 （4 分）某城市铁路车站的设计方案如图 4 所示，进站和出站的轨道都与站台构成 一个缓坡。从能量利用的角度看，这种设计的优点是什么？ 2 （4 分）在远洋轮船的船舷上，都漆着几条“载重线” 。轮船 满载时，水面不能超过规定的载重线。如图 5 所示为一艘远洋轮船 及载重线的示意图，其中标有 W 的是北大西洋载重线，标有 S 的是 印度洋载重线。运用你学过的物理知
6、识，分析一下这种标识说明了 什么？ 3 （6 分）小汽车的前挡风玻璃有一定的倾斜角度，而卡车、 公交车等大型车辆的前挡风玻璃却几乎是竖直的。请用光学知识分 析小汽车前挡风玻璃这样安装的原因（可以画图说明） 。 4 （6 分）在生产、生活中，由于摩擦等原因，常常产生静电，静电既可利用也能造 成危害。 （1）请各举一个实例，说明静电对人们生活、生产的利与弊。 （2）请举例说明防止静电带来不利影响的具体措施。 四、 （四、 （8 8 分）分）小明设计了一个公厕中的自动冲刷厕所的水箱。这种水箱能把自来水管持 续供给的较小流量的水储备到一定量后，自动开启放水阀，这样就可 用较大水量冲刷便池中的污物。图
7、6 为这种水箱的结构示意图，已知 水箱底为边长 l=40cm 的正方形，A 是一直径 d1=8cm 的圆形放水阀门， 其质量和厚度均可忽略不计，且恰好能将排水管口及连杆与浮子 B 相 连，连杆的长度 h0=10cm。浮子 B 是一外部直径 d2=8cm、高 H30cm、 第 3 页 共 7 页 质量 m=0.4kg 的空心圆柱体，设水箱每次放水都能将水箱中的水全部放净，试通过计算说 明：（1） 水箱体至少多高， 水才不会从水箱上部溢出？ （2） 如果自来水管的流量为 0.2m 3/h， 该水箱某次放水结束到下次开始放水的时间间隔为几分钟？ 五、 （五、 （1212 分）分）学校要开运动会，几个
8、同学讨论怎样才能将铅球 掷得更远。陈平说： “掷出点越高，掷得越远” 。王力说： “掷出速度 越大，掷得越远” 。李明说： “我们还是通过实验来探究吧” 。 大家经过讨论，提出了以下猜想。 猜想 1：铅球掷得远近，可能与掷出铅球点的高度有关。 猜想 2：铅球掷得远近，可能与掷出铅球时的速度有关。 猜想 3：铅球掷得远近，可能与掷出铅球的角度（投掷方向与 水平方向的夹角）有关。 为了检验上述猜想是否正确，他们制作了一个小球弹射器，如 图 7 所示。它能使小球以不同的速度大小和方向射出，弹射方向对 水平方向的仰角，可由固定在铁架台上的量角器读出。他们通过 7 次实验得到下表中的实 验数据（ “射出
9、距离”指水平距离） 。 实验序号 射出点高度 h/m 射出速度 v/(ms 1) 射出仰角 射出距离 l/m 1 0.5 5 30 2.9 2 0.5 10 30 9.6 3 0.5 10 45 10.7 4 1.0 10 45 11.1 5 1.5 10 45 11.5 6 0.5 10 60 9.1 7 0.5 15 30 20.7 请你根据上述所收集的信息和相关证据回答下列问题。 （1）为验证猜想 1，应选用序号为_、_、_的实验数据， 因为_。 （2）为验证猜想 2，应选用序号为_、_、_的实验数据， 因为_。 （3）为验证猜想 3，应选用序号为_、_、_的实验数据， 因为_。 （4）
10、通过上述实验，你认为怎样才能将铅球掷得更远？ 六、 （六、 （1212 分）分）图 8 为一种摩托车转向灯的电路原理图。其 中“RJ 开关”为由继电器控制的开关，可以使电路间歇地 通断，D 为指示灯。当 S 拨至 1 位置时，RD1、RD2前后两 个右转向灯发光，向外界发出右转信号，同时 D 灯闪亮， 向驾驶员显示转向灯正常工作。左转时道理与右转一样。 若四只转向灯都用“6V、10W”的灯泡，D 用“6V、1.5W” 第 4 页 共 7 页 的灯泡，电源两端电压为 6V。试通过计算说明，为什么把 S 拨至 1、2 的任何位置时 D 灯 都会发光，而左、右转向灯不同时发光？ 七、 （七、 （16
11、16 分）分）下表列出的是某厂生产的家用燃气热水器的参数。表中“额定热负荷”指的 是满负荷使用时，1h 内燃料燃烧产生的热量。 产品名称 燃气快速热水器 产品型号 JSY5-C JSR5-C JST5-C 适用燃气 液化石油气 人工煤气 天然气 额定燃气压力 28003000Pa 280300mmH2O 800-1000Pa 80-100 mmH2O 2000-2500Pa 200-250 mmH2O 额定热负荷 37MJ/h 额定燃气耗量 0.36810 2m3/h 1.96410 2m3/h 1.0410 2m3/h 热效率 80 适用水压 0.041.0MPa（0.410kgf/cm 2
12、） 热 水 产 率 温升 25 5l/min 温升 40 3l/min 温升 55 2l/min 接 口 尺 寸 燃气入口 G1/2 冷水入口 G1/2 热水入口 G1/2 外形尺寸 406mm（高）293mm（宽）230mm（厚） 重量 6.2kg （1）分别计算燃烧 1m 3液化石油气、人工煤气和天然气所产生的热量。 （2）根据表中数值和你已有的知识，讨论“额定燃气压力”一行中， “mmH2O”的含义。 （3） 王保成同学说，“热水产率” 一栏中， 5、 3、 2 后面的好像是数字 “1” 但是在 “/min” 的前面又好像丢掉了什么。请你通过计算判断这个栏目中三个参数的正确数值和单位。
13、（4） “热效率”一栏给的是参考值， “热水产率”一栏给的是厂家对样品的实测值。 分别计算温升 25和 55时的热效率，并解释这两个情况下热效率不同的原因。 第 5 页 共 7 页 第十四届全国初中物理应用知识竞赛参考解答 一、答案和评分标准 共 12 分 每小题 3 分 1B 2C 3B 4A 二、参考二、参考答案和评分标准 共 20 分 1 （1）增大受热面积， （2）增强机械强度。每空 2 分。 20.81，3 分。 3利用杠杆改变力的大小或方向，气体体积缩小压强增大。每空 2 分。 4 （1）化学，机械（或动能和势能） ，1 分。答对一个空不给分。 （2）C，2 分。 （3）在失重状态
14、下看种子的基因是否发生变化，2 分。 5串，电热过于集中，局部温度过高而烧坏电热线的绝缘层，导致短路或漏电，电 流的热效应。第一空 1 分，第二空 2 分，第三空 1 分。表述不同意思相同同样给分。 三、参考解答和评分标准 共 20 分。 1车进站时的部分动能转化为重力势能，减少因刹车损耗的机械能（2 分） ；车出站 时储存的重力势能又转化为动能，起到节能作用。 （2 分） 全题 4 分，没有答出节能作用的，扣 1 分。 2不同海域的海水的密度不一样，北大西洋的海水密度比印度洋的密度大。全题 4 分。 3为保证夜间行车的安全。小汽车前挡风玻璃倾斜安装是因为 后面车辆射来的光，照射到前挡风玻璃后
15、，斜向下反射；当车内景物被照亮时，通过 前挡风玻璃所成的像在驾驶员前面的斜上方。这样车内驾驶员都不至由于反射光而受到干 扰。 无论用文字还是作图，基本正确给 3 分，表述清楚再给 3 分，只说是由于光的反射规 律，给 1 分。 4 （1）利用静电现象的实例，如人们利用静电可以除尘、静电复印等。给 2 分。静 电危害的实例，如穿着化纤的衣物易“电人”或“吸尘”等。给 2 分。 （2）防止静电带来不利影响的具体措施，如在运输汽油的汽车尾部拖一根铁链与 大地相连，以防止静电的积累发生放电现象产生而引起火灾。给 2 分。 四、参考解答和评分标准（8 分） （1）设水箱中水面高度为 h 时，连杆对阀门
16、A 的拉力为 T，此时阀门刚好可被拉开。 对浮子 B 根据平衡条件有：mgTF浮 （1 分） 其中 F浮gp 4d 2 2(hh0) （1 分） 对放水阀门 A 根据杠杆的平衡条件有：Td1=ghp 4d 2 1 d1 2 （2 分） 联立可解得： 第 6 页 共 7 页 h= mgrgp 4d 2 2h0 rgp 4d 2 2rgp 8d 2 1 0.36m （1 分） 所以水箱体的高度至少为 0.36m。 （2）一箱水的体积为：V箱=l 2h（0.4m）20.36m0.058m3 （1 分） 自来水管的流量 Q0.2m 3/h 蓄满一箱水所用时间 t=V 水 Q =0.058m 3 0.2
17、m 3 60min =17.4min （2 分） 所以，水箱放水的时间间隔约 17.4min。 五、参考解答和评分标准 （12 分） （1）3、4、5，要研究与射出点高度的关系，应该保持射出速度、射出仰角相同。 （2）1、2、7，要研究与射出速度的关系，应该保持射出点的高度、射出仰角相同。 （3）2、3、6，要研究与射出仰角的关系，应该保持射出点的高度、射出速度相同。 （4）应该尽量提高掷出点的高度、尽量提高掷出点的速度、选择适当的掷出仰角。 全题 12 分。 （1） 、 （2） 、 （3）每小题前三空共 2 分，但有一个错误就不给分；第四空 1 分。第（4）小题 3 分。 六、参考解答和评分
18、标准 （12 分） 因为灯 D 的规格是“6V、1.5W” ，所以灯 D 的电阻为 RD=U 2/P D=24 （1 分） 转向灯的规格都是V、10W” ，所以转向灯的电阻均为 RU 2/P=3.6 左（或右）两只转向灯和灯 D 总电阻： R总=RDR/225.8 （1 分） 当摩托车向右（或左）转时，开关 S 接至位置 1（或位置 2） ，此时右转（或左）向灯 RD1、RD2两端的电压为 6V，正常发光。 （2 分） 而通过灯 D 的电流： ID=U/R总=0.23A （1 分） 所以灯 D 上获得的功率：PD=I 2R D=1.3W （1 分） 由于 PD与灯 D 的额定功率（1.5W）差
19、不多，所以此时灯 D 也能发光。 （2 分） 与此同时，通过左（或右）转向灯中每只灯泡上的电流：IID/2=0.12A （1 分） 所以每个左（或右）转向灯的实际功率为： P实=I 2R0.052W （1 分） 由于左（或右）转向灯的 P实远小于其额定功率 10W，所以左（或右）转向灯不能发光。 （2 分） 七、参考解答和评分标准 （16 分） （1）液化石油气 3710 6J 0.36810 2m3=1.010 6J/m3 （1 分） 第 7 页 共 7 页 人工煤气 3710 6J 1.96410 2m3=0.1910 6J/m3 （1 分） 天然气 3710 6J 1.0410 2m3=
20、0.3610 6J/m3 （1 分） （2）这一行既然是表示压力（指压强） ，而且在每格里，上面一行的量的单位都是压 强单位 Pa，所以 mmH2O 很可能是压强的另一种单位。H2O 是水的分子式，mm 是毫米的单位， 联想到有时用 1mm 高的汞柱产生的压强作为压强单位，mmH2O 会不会是 1mm 高的水柱产生 的压强？可以试一试。 1mm 水柱产生的压强是 p=gh=110 310110-3Pa10Pa （1 分） 而“额定燃气压力“一行中以 mmH2O 为单位的量的数值与以 Pa 为单位的量的数值的确 相差 10 倍。 所以， mmH2O 是个压强单位， 大小等于 1mm 高的水柱产生
21、的压强， 即 1mmH2O=10Pa。 （1 分） （3） 以温升 40为例， 根据表中其他参数计算热水产率。 我们希望能够以此判断 “l” 的含义。设每分钟产热水的质量为 m，水在 1min 内吸收的热量可以表示为 Qicm(t2t1) （1 分） 另一方面，根据表中所给的参量，热效率按 80计算时，水在 1min 内吸收的热量为 Qi3710 6 60 J80=4.9310 5J （1 分） 由、两式解出 m 4.9310 5 4.210 340kg=2.9kg3kg （2 分） 由此判断， “3”和“/min”之间的符号如果代表质量，它的意义应该是“kg” 。考虑 到 1kg 的水的体积是 1L，所以这个符号一定是字母“l” （小写的 L） ，而不是数字“1” 。 因此， 正确的数值和单位是3L/min。 分析温升25和55两种情况可以印证这个结论。 （2 分） （4）由关系式 Qicm(t2t1) 可知，温升 25时每分钟吸收的热量是 Qi4.210 3525J5.25105J （1 分） 燃气每分钟产生的热量是 3710 6 60 J6.1710 5J 热效率 5.2510 5J 6.1710 5J=85% （2 分） 同理可得，温升 55时 热效率 75 （1 分） 温升较高时热量散失多，所以热效率较低。 （1 分）
