1、第 1 页 共 10 页 20062006 年年第十六届全国初中应用物理知识竞赛第十六届全国初中应用物理知识竞赛初赛试题初赛试题 .答卷时间：2006 年 3 月 26 日（星期日）上午 9:3011:10。 一、选择题以下各小题给出的四个选项只有一个是正确的，把正确选项前面的字母填在题 后的括号内（每小题 3 分，共 15 分） 1小亮同学从超市买来一个玻璃瓶装的铁皮盖罐头，想把瓶盖打开，可是怎么也拧 不动。小亮的哥哥用螺丝刀沿瓶盖的边轻轻撬了几下，一拧就打开了。这主要是因为用螺 丝刀撬瓶盖可以 A.增大瓶盖直径，减小瓶盖侧壁对瓶的压力 B.减小瓶盖与瓶口的接触面积 C.减小瓶内外气体的压力
2、差 D.由于撬了盖的一边，而增大了盖的另一边的压力 2高压输电线路的铁塔顶端有一条（或两条）比下面 输电线细的金属线（如图 1图 2 ),它的作用是 A.加强铁塔的稳定性 B 传输零线的电流 C.防雷电起到避雷针的作用 D.作为备用线，供输电线断开时应急使用 3用普通照相机拍照时，要按被照物体距相机镜头的 远近进行“调焦” ，使用起来不太便捷。有一种“傻瓜”相 机，只要把想拍摄的景物全部纳入取景器内，不论远处还是近处的物体，在照片上都比较 清晰，从而使拍照的过程变得十分快捷。这种“傻瓜”相机不用“调焦”的奥秘是 A.采用了长焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相差不大 B 采用了短焦距的镜头
3、，使远近不同的物体成像的位置相差不大 C.采用了长焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相同 D 采用了短焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相同 4.磁带录音机既可以录音，也可用以放音，其主要部件为运行的磁带和绕有线圈的磁 头。录音时，磁带上的磁粉被由声音信号转化而来的电流产生的磁场所磁化，这样便将声 音信号转化为磁信号记录在磁带上；放音时，再把磁带上的磁信号通过磁头转化为电信号 使扬声器发声。对于录音机录音、放音过程的基本原理，下列各种说法中正确的是 A.录音的基本原理是电磁感应，放音的基本原理是电流的磁效应 B.录音的基本原理是电流的磁效应，放音的基本原理是电磁感应 C.录音和放音的基
4、本原理都是电流的磁效应 D.录音和放音的基本原理都是电磁感应 5王勇同学在宾馆饭店看到一种自动门，当有人靠近时，门会实现自动开闭。王勇 同学对此产生了浓厚的兴趣，他很想知道自动门是如何实现自动控制的。为此他反复做了 几次试验：当他轻轻地靠近自动门时，门自动打开；当把一个足球滚向自动门时，门自动 打开；当把一面底部装有滚珠的无色透明大玻璃板，直立着滑向自动门时，门不打开。王 勇同学根据探究试验的结果，对自动门的自控原理提出了以下几种猜想，你认为其中最合 理的猜想是 第 2 页 共 10 页 A自动门“听”到来者的声音时，通过声控装置实现自动开闭 B自动门探测到靠近的物体发射出的红外线，通过光控装
5、置实现自动开闭 C自动门本身能发射出一种红外线信号，当此种信号被靠近的物体反射时，就会实 现自动开闭 D靠近门的物体通过空气能产生一种压力传给自动门，实现自动开闭 二、填空题（共 15 分） 1(3 分）如图 3 所示，小婷乘汽车到姥姥家去度假， 汽车在平直公路上行驶。小婷的感觉是：远处的村庄相对于 电线杆在向 运动； 近处的小树相对于电线杆在向 运动；电线杆周围的景物看起来好像在绕电线杆做 时针转动。 2(3 分）列车上出售的食品常常放在如图 4 所示的小 推车上，若货物均匀摆在车内，当前轮遇到障碍物 A 时， 售货员向下按扶把， 这时手推车可以视为杠杆， 支点是 （写 出支点位置的字母）
6、；当后轮遇到障碍物 A 时，售货员向上提 扶把， 这时支点是 。 后一种情况下， 手推车可以视为 力 杠杆。 3(3 分）在海拔 3000m 以上的高原地区，汽车发动机的 冷却水容易沸腾，这是因为高原地区 的 缘故。常年生活在平原地区的人到达该地区后，由于空气稀薄 会产生缺氧反应，为了得到足够的氧气，人会不自觉地进行深呼吸，这时肺的容积与在平 原上相比要扩张得更 （选填“大”或“小” ）一些。 4(3 分）汽车上的机械式里程表是用安装在轮上的一组计数齿轮来实现计数的，而 这些计数齿轮又通过特定的传动装置被车轮的转动所驱动。同时车轮的转动还通过特定的 传动装置，传递给由电磁感应原理制成的传感器，
7、传感器再将反映车轮转动情况的电信号 显示在速度表上，从而指示此时的车速。当轮胎用久了有明显的磨损后，就会使所计里程 和指示的时速产生误差。 若里程表记录里程为 12000km.则汽车实际行驶的里程将 （填 “大于” 、 “小于”或“等于” ）示数：若此车从北京驶往上海，以速度表上指示的时速为 依据，对整个行程所估算的行驶时间将 （选填“大于” 、 “小于”或“等于” ） 实际行驶时间。 5(3 分）2005 年春节晚会上，一群聋哑青年用精美绝伦 的舞蹈“千手观音”给人以美的享受，善的启迪。 （1)如图 5 所示，观众看不见领舞者邰丽华身后站着的其 他舞蹈者，这是因为光是 传播的。 (2）在观看
8、演出的过程中，我们虽然没有看到乐队却也能 分辨出是何种乐器在发声，这主要是因为不同乐器所发声音的 是不同的。 （3）电视观众看到莲花座上的千手观音身披绚丽霞光，这些光 第 3 页 共 10 页 是由 、 、 三原色依不同的比例混合而成的。 三、简答下列各题（共 22 分） 1(4 分）火箭点火发射时，若高温火焰向下喷射到发射台上，发 射台就会被烧毁。为了保护发射台，在它的底部建造了一个大水池，从 而巧妙地解决了这个技术问题。 （1)火箭发射时，底部喷出的庞大的白色气团（图 6)是由什么组成 的？它是怎样形成的？ (2)分析“大水池”对发射台起到保护作用的道理。 2(4 分）在高压输电线路中常可
9、看到如图 7 所示的一些绝缘子。请说明为什么悬挂高压输电线 的绝缘子的表面要涂光亮的瓷釉，而且做成一节一 节的？ 3(4 分）小志家买了一种点缀节日用的小彩 灯，他发现当其中一个小彩灯的灯丝烧断了以后， 其余的小彩灯还能继续发光。于是小志对小彩灯之 间的连接关系产生了兴趣， 为此他请教了科技人员， 得到以下信息。 他用的小彩灯规格是“2.5 V, 0.25 A”,通过串联一定数量的小彩 灯，使单个小彩灯两端所加的电压比它的额定电压稍低，每个小彩灯 都能基本正常发光。 小彩灯的构造如图 8 所示， 在灯丝导电支架上除了有灯丝和起固 定作用的小玻璃珠以外，还绕有约 4 圈细金属丝。灯丝电阻冷时约为
10、 2.5,热时约为 15。 细金属丝的电阻为 1，正常（低压）情况下，由于支架表面有 一层氧化铜的缘故，它与灯丝支架是不导通的，没有电流流过。若加 上较高的电压（如 220 V）时氧化层可被 击穿，细金属丝与灯丝支架导通。 根据以上介绍的资料，请你说明为什 么一个小彩灯的灯丝烧毁后，其他的小彩 灯还能继续发光。 4. (4 分）向阳中学广播室想借助于双 刀双掷开关控制南北两教学楼的喇叭：开 关掷向 A 端时南面的三只喇叭接通，掷向 B 端时南北六只喇叭全部接通。 请你用笔画线代替导线按上述 要求完成图 9 中的电路图。 5.（6 分）长期以来，实心粘土砖一直是我国主要的建筑 材料。由于粘土砖在
11、生产过程中存在着诸多弊端，国家有关部 门提出了减少粘土砖使用率、倡导新型材料的要求。如图 10 所示的空心水泥砖就是新型建筑材料的一种。请你从节能与环保等方面分析，使用空心水 第 4 页 共 10 页 泥砖比使用实心粘土砖有哪些好处。 至少写出三条） 四、(6 分）李明同学家要买一个烧水用 的水壶， 超市里有两种容积相同但品种不同的 铝质水壶可供选购， 一种是放在液化气灶上用 的，另一种是壶内装有电热器的，如图 11 所 示。 李明想比较哪一种水壶烧水更省钱。 他首 先进行了调查， 得到如下资料、 当地居民用电 的价格是 0.5 元/度；瓶装液化气的价格是 60 元/瓶（每瓶中液化气的质量约为
12、 15 kg，液化气的热值为 4.2107J/kg )；用液化气烧水的 热效率约为 30%，用电热水壶烧水的热效率约为 90。根据以上信息，请你通过计算分析 一下用哪种水壶烧水更省钱。 五、(8 分）为了保护环境，治理水土流失，学校的环保小组设计并进行了河水含沙量 的研究。 第一阶段是理论分析：分别以水、沙、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质量 称做含沙量） ， 导出了泥水与水、 沙、 x 的关系式； 然后作出了泥沙水的密度泥水、水随含沙量 x 变化的图象。 第二阶段是实验验证：在一个量筒里放入一定量干燥的黄土，再倒入一定量的清水， 计算出含沙量 x，并
13、测出泥沙水的密度泥水；接着再多次加入清水配制成不同密度的泥沙 水，进行同样的计算和测量，由此得出泥水与 x 的多组数据；然后根据这些数据作出了表 示泥沙水的密度与含沙量关系的泥水一 x 图象。他们惊喜地发现，实验结果与理论分析是 一致的。 第三阶段是实际测量：在一次山洪冲刷地面时，他们采集了 40 L 的水样，称出其总 质量为 40.56 kg.此前己经测出千燥的泥沙的密度沙=2.4103 kg/m3， 于是求出了洪水中的 平均含沙量。 （1)请你参与环保小组第一阶段的工作，导出泥水与水、沙、x 的关系式。然后根 据关系式作出泥沙水的密度泥水随含沙量 x 变化图象的 草图。 (2）请你参与环保
14、小组第三阶段的计算工作，求出 洪水中的平均含沙量。 六、 （10 分）现在很流行的数码相机的主要优点是 可以直接生成数码照片，从而可以方便地进行编辑与加 工，保存的时间也更长。而且数码照片还可以直接在电 脑上显示出来，或者通过电子邮件传送出去。 右面是一款数码相机的电池的一些资料。 根据右面提供的信息以及下面对数码相机工作过程 的介绍，回答相关问题： （1)数码相机的电源打开后，就处于待机状态，这 第 5 页 共 10 页 时要消耗一定的电能；拍摄时，拍摄与处理数据所消耗的电能就更大。假设用一个充满电 的电池作电源进行拍照，每 5min 拍一张照片，相机使用过程中的平均工作电流为 0.2A.
15、请估算一节充满电的电池最多可以拍摄多少张照片。 (2）对一个电能己全部耗尽的这种电池进行完全充电，充电的效率多大？ 七、 （12 分）空调的“匹数” ，是对空调输入功率的粗略标识。因相同匹数不同品牌空 调的制冷效能有较大的差异，为便于比较，空调的效能常以“制冷量”来表示。 在选择空调时，除了制冷量和制热量（对冷热空调而言）外，还要考虑“能效比” 。 空调的能效比 ）输入功率（ ）制冷量（ W W ，它表示空调器是否高效节电。目前市场上空调器 的能效比相差很大，一般在 23 之间，最高的可达到 3.5 左右，应尽量挑选能效比高的空 调。 房间所需的制冷量和制热量可按下面的公式计算： 制冷量 Q冷
16、=S(房间面积)140W 一 180 W；制热量 Q 热=S（房间面积）180 W240 W（此公式适用于层高 2.5 m 的房间， 如果层高偏大，则应适当加大功率） 。 下表是小明家准备购买的某一型号空调的使用说明书的一部分。 请结合上面所介绍的知识和空调使用说明书，通过计算回答下面的问题： 1.这台空调的能效比是多少。 2 小明家新购买楼房客厅的面积约为 30m2，层高为 2.7 m，他想在客厅内安装上表所 示的空调。请你通过计算说明这种选择是否合理。 3.若小明家用此空调器制冷， 空调器的压缩机每天实际工作 6 h， 一个月仅空调一项所 支付的电费约为多少？（当地的电价为 0.5 元/度
17、） 八、 （12 分）小军家客厅墙壁上有一个控 制灯的开关和一个两孔插座装在一起的 “一开 两孔”的电工元件。图 12 是元件的面板、图 13 是元件壳体内部的原接线图。由于开关损 坏，需要更换整个元件。小军爸爸决定自己动 手完成，小军给爸爸当助手。 小军爸爸断开家中进户线的总开关， 在拆 旧换新的过程中发现：拆下前没有留意元件中的 A、B, D 三根导线（B、C 间己有一短导 线在内部相连）与外面的三根导线的连接关系（如图 14 ).因为室内导线都在水泥墙 内，无法观察各导线与墙内导线的连接情况。 第 6 页 共 10 页 于是他闭合家中进户线的总开关，用试电笔检测各根导线，发现：第根导线可
18、以使 试电笔发光；第、根导线不能使试电笔发光。 根据小军爸爸的检测，能不能判断各根导线的连接情况？小军经过仔细思考后认为， 不能判断每根导线的连接情况，如果在情况不明时盲目连接还可能出现更严重的问题。 （1)你认为小军的观点对不对？为什么？ (2)你能不能利用常用的家用电器， 如台灯等 （均带有插 头） ，鉴别出根导线应怎样分别与 A、B、D 接线柱相 连接？说出你的方法并简述理由。 (3）根据你的判断，将图 14 中根导线与下面的 A、B、D 接线柱和上面的火线、零线及灯泡连接起来。 第 7 页 共 10 页 第十六届全国初中应用物理知识竞赛参考解答和评分标准 一、一、选择题选择题 每小题每
19、小题 3 3 分，分，共共 15 15 分分 1. C （3 分） 2. C（3 分） 3. B （3 分） 4. B （3 分） 5. C（3 分） 二、二、填空题填空题 共共 15 15 分分 1.（3 分）前（1 分） ；后（1 分） ；顺（1 分） 2.（3 分）C（1 分） ；B（1 分） ；省（1 分） 3.（3 分）气压低（或小于 1 标准大气压） ，水的沸点降低（或低于 100） （2 分） ； 大（1 分） 4.（3 分）小于（1 分） ；小于（2 分） 5.（3 分）(1) 沿直线（1 分） ；(2) 音色（1 分） ；(3) 红，绿，蓝（1 分） 三三、简答题简答题 共共
20、 2222 分分 1 1. .（4 4 分）分）参考答案参考答案： （1） （2 分）庞大的白色气团是由小水珠组成的1 分 它是由水池里的水汽化后又降温液化成小水珠飘浮在空中形成的。1 分 （2） （2 分）高温的火焰喷到水中，水吸收热量汽化成水蒸气，从而起到保护发射 台的作用。 （水还起减震的效果，这也是一项保护作用。此项不答不扣 分）2 分 2 2. .（4 4 分）分）参考答案：参考答案： （1）绝缘子表面涂釉是为了使它的表面光滑，防止 因 长 期 暴 露 在 空 气 中 积 聚 灰 尘 、 污 垢 而 导 电；2 分 （2） 制成一节节的形状是为了增大可能漏电的表面 层的长度，从而增大
21、绝缘子的电阻，减小漏电的危险。2 分 3 3. .（4 4 分）分）参考答案：参考答案： 如答题图 1 所示，当某个小彩灯 L 的灯丝烧毁时，AB 间形成断路，220V 电压就直接 加到细金属丝与灯丝导电支架 AB 之间；2 分 氧化层被击穿，细金属丝与灯丝导电支架导通，此时这个灯只相当于一段导线（如答 题图 1） ，起到连接作用，这样其他小彩灯就能继续工作。2 分 但是每个灯上的电压有一点升高，不过还不至于烧毁灯丝。当然，烧毁的小彩灯太多 时，其余小彩灯也会因为电压过高而全部烧毁。 （此段不答，不扣分） 4 4. .（4 4 分）分）参考答案参考答案： 如答题图 2 所示。 说明：所连电路只
22、能控制南面或 北面一侧喇叭的得 1 分；全对得 4 分。 本题中不考虑输出端的阻抗问 题。 答题图 2 北 面 南 面 A B 开 关 扩音机线间 变压器输出线 答题图 1 A B L 220V 第 8 页 共 10 页 5 5. .（6 6 分）分）参考答案：参考答案： 使用空心水泥砖，减少了水泥与沙石量，可以有效节约资源。 用空心水泥砖垒墙，由于墙体内的空气为热的不良导体，使这种房子冬暖夏凉，从 而节约能源。 有隔音作用 不挖粘土，不破换环境 说明：每答出一条得 2 分，最多得 6 分 四、四、 （共（共 6 6 分）参考解答分）参考解答： 由题意可知，1 元钱可购得 2 度电或 15kg
23、/60=0.25kg 液化气1 分 消费 1 元钱用电烧水得到的有效热量为： 2 3.6 106J 90%=6.48 106J2 分 消费 1 元钱用液化气烧水得到的有效热量为： 0.25kg 4.2 107J/kg 30%=3.15 106J 2 分 消费 1 元钱用电烧水比用液化气烧水得到的有效热量更多，可见用电热水壶烧水更省 钱。 1 分 其他解法，只要正确，参考上述评分标准评分。 五、五、( (共共 8 8 分分 ) )参考解答：参考解答： （1）设含沙量为 x，则体积为 V 的泥沙水中，沙的质量为 xV，沙的体积为 沙 xV 水的体积为： V x V 沙 ， 水的质量为： ） 沙 水
24、 x V-(1 水与沙的总质量为： xV x V） 沙 水 -(1 -2 分 泥沙水的密度： x x ） 沙 水泥水 -(1 xx 沙 水 水 - x）（ 沙 水 水 -1 令 沙 水 1k ， 则 kx 水泥水 1 分 泥沙水的密度随含沙量 x 变化图象如答题图 3 2 分 （2）依据： kx 水泥水 则 x= k 水泥水 - 1 分 已知 沙2.4103 kg/m3 33 3 10014. 1kg/m 1040 56.40 泥水 kg/m3 0 . 4 1 7 102.4 101.0 3 3 沙 水 所以 k= 0.5831 沙 水 1 分 泥水 0 x 答题图 3 水 第 9 页 共 1
25、0 页 则 x= 24kg/m 0.583 101)-(1.014 k - 3 3 水泥水 kg/m31 分 六六、 （共（共 10 10 分）分）参考解答：参考解答： 电池充满电时储存在电池内的能量 E=UIt=3.7V220010-3A3600s=29304J 3 分 每拍摄一张照片平均消耗的能量 E1= U1I1t1=3.7V0.2A560s=222 J2 分 拍摄照片的张数 n= E/ E1=29304J /222 J=132 张1 分 对电池完全充电时，充电器向电池输出的电能 W=UIt=4.2V220010-3A2.53600s=83160J2 分 充电的效率 =E/W=29304
26、J /83160J =35.22 分 七、七、 （共（共 1212 分）参考解答分）参考解答 ： 1 这台空调的能效比为 7 . 2 W1850 W5000 输入功率 制冷量 能效比 2 分 2所需的制冷量为：Q冷S140W180W=30140W 180W=4020W 2 分 所需的制热量为：Q热S180W240W=30180W240W=5160 W 2 分 查表得：空调的额定制冷量为 5000W，额定制热量为 5300W，都略大于房间所需 要的制冷量和制热量。考虑到楼房的高度 2.7m2.5m，应适当加大功率，故这种选择是合 理的。 3 分 3空调一个月内消耗的电能为 W=Pt =(8.62
27、20)W6h 30=340.6kWh， 2 分 应支付的电费为 340.6kWh0.5 元/ kWh =170.3 元 1 分 其他解法(每月按 31 天)，只要正确，参考上述评分标准给分。 八、八、 （共（共 1212 分）参考解答：分）参考解答： 1.小军的观点是对的小军的观点是对的。1 分 第根导线可以使试电笔发光，说明是火线，一定与 B 相连；第、根导线不能使 试电笔发光，说明不是火线，但还不能判断出到底哪根线直接接在零线上，哪根线接在灯 泡上。如果盲目连接，可能会将零线接在 D 上，闭合开关，就会形成短路，可能引起火灾， 造成更严重的事故。3 分 2.具体的连线方法具体的连线方法,
28、,有二种可能有二种可能 ( (一一) )第一种可能第一种可能 方法：闭合台灯开关，如果将、两导线小心地接在台灯的插头上（不要短路） ， 台灯正常发光；将、两导线接在台灯的插头上时，两灯均发光，但都不是正常发光， 第 10 页 共 10 页 亮度都较暗，这说明导线是直接接在零线上并与 A 相连；导线接在灯泡上,并与 D 相 连3 分 理由是：台灯直接接在火线与零线上时，正常发光；与灯泡串联时，两灯功率都小于 额定功率，两灯都较暗。2 分 实际连线如答题图 4 所示。3 分 ( (二二) )第二种可能第二种可能 方法：闭合台灯开关，将、两导线小心地接在台灯的插头上，两灯均发光，但都 不是正常发光，亮度都较暗；将、两导线接在台灯的插头上时，台灯正常发光。这说 明导线是直接接在零线上，并与 A 相连；导线接在灯泡上, 并与 D 相 连。 3 分 理由是：台灯直接接在火线与零线上时，正常发光；与灯泡串联时，两灯功率都小于 额定功率，两灯都较暗。 2 分 实际连线如答题图 5 所示。 3 分 说明说明: :学生只要正确回答一种可能即可得满分。 墙体 火线 零线 答题图 4 A B C D 墙体 火线 零线 答题图 5 A B C D
