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2011上海初中物理竞赛及答案



上海市第二十五届初中物理竞赛(大同中学杯)复赛试题(2011 年)
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.答案及解答过程均写在答卷纸上。 其中第一、 第二大题只要写出答案, 不写解答过程; 第三至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。 3.本试卷中常数 g 取 10N/kg,水的比热容 4.2×10

3J/kg· ℃ ,水的密度 1.0×103 kg/m3, 冰的密度 0.9×10 3 kg/m3,冰的熔化热 3.33×105J/kg 。 一、选择题(以下每题只有一个选项符合题意,每小题 4 分,共 32 分) 1.潜泳的人,从水下向上看,会看到一彩色镶边、内有图像的圆面,那么 ( A.圆面内只能呈现水面上的部分景物 B.彩色镶边是由于水面四周各种物体的颜色所引起的 C.彩色镶边是由于不同颜色的光折射程度略有不同所致 D.圆面中图像呈现的是水面外的景物,且看到景物的高度比实际景物要低 )

2.磁带录放机可高速播放正常录制的声音,在高速播放时最有可能听不到的声音是正常录 音时 ( ) A.音调较低的声音 B.音调较高的声音 C.响度较小的声音 D.响度较大的声音 3.两个人共同搬一个 50 千克质量分布均匀的木箱上楼梯,如图所 示。木箱长 1.25 米,高 0.5 米;楼梯和地面成 45o,而且木箱与楼梯 平行。如果两人手的用力方向都是竖直向上的,那么在下面的人对 木箱施加的力与上面的人对木箱施加的力的比值是 ( ) A.8/3 B.7/3 C.5/3 D.5/4 4.月球是地球的卫星,在地球上我们总是只能看到月球的一面,是因为月球绕地球公转的 周期与自转的周期相等,请问登上月球的航天员在月球上看地球,将看到地球( A.既有绕月球的转动,又有自转 B.只有绕月球的转动,没有自转 C.只有自转,没有绕月球的转动 D.既没有绕月球的转动,也没有自转 5.在如图所示的电路中,当电键 S 闭合后,电压表有示数,调节可变电阻 R 的阻值,电压 表的示数增大了△ U。则( ) A.可变电阻 R 被调到较小的阻值 B.电阻 R2 两端的电压减小,减小量等于△ U C.通过电阻 R2 的电流减小,减小量小于△ U/ R2 D.通过电阻 R2 的电流减小,减小量等于△ U/ R1 )

1

6.如图所示,甲、乙两小球沿光滑轨道 ABCD 运动,在水平轨道 AB 上运动时,两小球的 速度均为 5 米/秒,相距 10 米,水平轨道 AB 和水平轨道 CD 的高度差为 1.2 米,水平段与 斜坡段间均有光滑小圆弧连接,且两小球在运动中始终未脱离轨道,两小球在轨道 BC 上的 平均速度均为 6 米/秒,在 CD 上的速度均为 7 米/秒,则( A.两小球在水平轨道 CD 上运动时仍相距 10 米 B.两小球在水平轨道 CD 上运动时距离小于 10 米 C.两小球到达图示位置 P 点的时间差为 2 秒 D.两小球到达图示位置 P 点的时间差为 1.4 秒 )

7.如图所示,将一柔软的导线弯成星形,并将其置于光滑水平桌面上,然后将电键 S 闭合, 则该星形回路将 ( ) A.不会变形 B.会变形,所围面积增大 C.会变形,所围面积减小 D.会变形,所围总面积不变

8.过年的时候,桌上的菜肴非常丰富,其中多油的菜汤与少油菜汤相比不易冷却,这主要 是因为 ( ) A.油的导热能力比水差 B.油层阻碍了汤的热辐射 C.油层和汤中的水不易发生热交换 D.油层覆盖在汤面,阻碍了水的蒸发

二、填空题(每小题 6 分,共 30 分) 9.如图所示,某同学从桌面上的近视眼镜中看到自己身后同一个窗户 的两个像,这两个像为____________像(选填:“实”或“虚”),是 ____________面镜(选填:“平”、“凹”、“凸”)所成的像, 10.一端封闭的玻璃管自重为 G,横截面积为 S,内装一段高为 h 的水 银柱,封闭了一定质量的气体。现将玻璃管封闭端用弹簧测力计悬起,另一 端没入水银槽中,如图所示。当玻璃管没入一定深度后,弹簧测力计的示数 为 G。若当时的大气压为 p0,则此时管内上方气体的压强为_______,玻璃 管内、外水银面的高度差△ x 为_______。(设玻璃管壁的厚度不计)

2

11.如图所示,在同一平面上的 AC、BD 两杆,分别绕相距 L 的 A、B 两轴逆时针转动,转 动快慢相同,初始时刻如图(a)所示,且∠ CAB=300,∠ DBA=900,经过一段时间,两杆运动 到如图(b)所示, 且∠ CAB=900, ∠ DBA=300, 则此过程中交点 M 的运动轨迹为______________ (选填:“直线”、“圆弧”、“其它曲线”),M 移动的路程为_________。

12.因为环境污染,北极的冰山上常年沉积着灰尘,使冰 山表面吸收了更多太阳光,加速了冰山的熔化。假设覆盖 着灰尘的冰山上表面每单位时间单位面积所吸收的太阳 光为 98 瓦/米 2(此数据已将太阳光白天和黑夜的不同日照 量平均计算在内)。若有厚度为 30 米的冰山,如图所示, 则仅靠阳光的暴晒,在 0℃ 的海水中,需要约___________ 天才能将此冰山熔化。 13.如图所示,两根长度相等的杆 OA 与 OB 在 O 点用螺 母铰接在一起,两臂间的夹角可以改变,OA 是没有质量的轻 杆,而 OB 杆是有一定质量且质量均匀分布的重杆,初始时两 杆间的夹角为 900,用一根细线悬挂端点 A,两杆处于静止状 态,然后将两杆间的夹角变为 1000,两杆再次处于静止状态 时 O 点相对于初始状态是_________, (选填: “上升”、 “下降”、 “位置不变”) 为使金属杆的顶点 O (即两臂连接处) 位置最高, 金属杆两臂张开的角度应为____________。 三、计算题(本题共 36 分) 14.一底面积是 100 厘米 2 的柱形容器内盛有适量的水,现将 含有石块的冰块投入容器的水中,恰好悬浮,此时水位上升了 6 厘米。当水中冰块全部熔化 后,相比熔化前水对容器底部的压强改变了 55.28 帕。求石块的密度。

3

15.某处地面发生浅层地震。地震产生两种不同的地震波,一种是振动和地面平行的(纵向 波),一种是振动和地面垂直(横向波),甲地震台先接受到纵向波,然后接受到横向波,两者 之间的时间间隔为 4 秒;乙地震台也经历同样的情况,而时间间隔为 10 秒,已知甲和乙之 间的直线距离为 34.8 千米,纵向地震波的速度为 4 千米/秒,横向地震波的速度为 2 千米/ 秒。 利用以上的数据, 求震中和甲处之间的距离为多少?震中和甲处的连线与震中和乙处的 连线之间的夹角为多少?

16. 将一功率为 P=500 瓦的加热器置于装有水的碗中, 经过 2.0 分钟后, 碗中水温从 T1=85℃ 上升到 T2=90℃ ,之后将加热器关掉 1.0 分钟,发现水温下降 1.0℃ 。试估算碗中所装水的质 量。

17.如图所示的电路中,电源电压 E=6 伏,R=2 欧;S 为电键;其他 8 个电阻一个未知,设 为 Rx。剩下的 7 个电阻的阻值均为 1 欧。若 闭合电键 S 以后, 电源的输出功率为 12 瓦, 则 Rx 的阻值为多少?通过 Rx 中的电流为多 少?

四、实验题(本题共 12 分) 18.用最小刻度值为 1 毫米的刻度尺测量物理课本的长度,下列记录结果中正确的是: ( ) A.238.0 毫米 B.23.8 厘米 C.237.90 毫米 D.2.38 分米
4

19.在做光学实验时,某同学需要将一束平行光的宽度放大为 2 倍,于是他在光束路径中 放置了由两片透镜组成的透镜组来到达此目的,如图所示。若其中一片透镜是焦距 f 的凸透 镜,则: (1)如果另一片透镜采用的是凸透镜,则其焦距应为多少?应置于何处?请作图说明; (2)如果另一片透镜采用的是凹透镜,则其焦距应为多少?应置于何处?请作图说明;

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五.判断与说理题(本题共 40 分) 20. 2010 上海世博会给广大的参观者带来了很多新科技 的体验,有亚克力杆、喷雾降温、触摸屏、LED 发光二 极管等,请通过阅读以下材料并回答相应的问题。 (1)2010 上海世博会英国馆是由 6 万根透明亚克力杆组 成——这些杆的顶端都带有一个细小的彩色光源。 白天, 亚克力杆会将室外的光线导入来提供内部照明,从而营 造出敞亮的空间感,到了晚上顶端的光源又使整个展馆 散发出璀璨迷人的光影。如图所示。请简述亚克力杆如何将光线从外界传导到馆内; (2)2010 上海世博会期间,气温较高的世博园区内许多区域都安装了喷雾降温装置,喷雾装 置采用物理的方式,以水为原料,利用高压,将其以较高的速度输送到喷嘴,撞击喷嘴中的 撞针后形成直径 4 微米左右的雾滴。请简述喷雾降温的原理; (3)电阻式触摸屏将矩形区域中触摸点(X,Y)的物理位置转换为代表 X 坐标和 Y 坐标的电压。 电阻式触摸屏有两层电阻,当未在触摸屏上施力时,两层电阻不接触。当有物体在触摸屏表 面施以一定的压力时,上层电阻与下层电阻发生接触,该结构可以等效为如图(a)所示的电 路。此时在 Y+、Y-之间加驱动电压,测量 X+电压,如图(b)所示;然后在 X+、X-之间加驱 动电压,测量 Y+电压,如图(c)所示。利用两次测得的电压值可获得接触点的坐标.

现在 有一 块长 10 厘米,宽 6 厘米的手机触摸屏,以其中心为原点建立坐标轴,则触点坐标 X 方向的 范围是[-3 厘米,3 厘米],Y 方向的范围是[-5 厘米,5 厘米]。触摸屏的驱动电压为 5 伏。一 位同学用笔按在屏上某点,当 Y+电极施加驱动电压时,测得 X+电极的电压为 3.2 伏;当 X+电极施加驱动电压时,测得 Y+电极的电压为 1.5 伏。请通过计算判断笔按在触摸屏上位 置的坐标。

(4)2010 年上海世博会大量使用 LED 发光二极管。小明设计了一个研究 LED 发光二极管特 性的实验,他采用滑动变阻器改变阻值的方法,用电压表和电流表测 LED 发光二极管两端 的电压 UD 和通过它的电流 I,得到一组数据记录,如下表中所示: U D/ V 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.6 2.8 3.0

6

I/ mA

0

0.9

2.3

4.3

6.8

13.0

15.8

24.0

28.2

37.0

请回答下列问题: ① 数据表中有一电压表的数据空白,根据下图(a)电压表的示数完成填写空白; ② 用笔画线表示导线,在下图(b)中连接实验器材画出小明实验的实物图; ③ 在 I—U 图上用描点法画出 LED 发光二极管的伏安特性曲线; ④ 已知该 LED 发光二极管的最佳工作电压为 2.5 伏, 现用 5 伏稳压电源供电, 需要串联一个 电阻 R 才能使二极管工作在最佳状态,试在 I—U 图上画出 R 的图线。

7

21.薄膜干涉是一种重要的光学现象,其装置如图甲所示,将一块平板玻璃放置在另一平板 玻璃之上,在一端夹入几张纸片,从而在两片玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜,当某单 色光垂直入射后,利用显微镜可观测到空气薄膜附近的明暗相间条纹,当纸张数不同时,条 纹数也不同。如图乙所示,条纹平行且等间距。某同学测量在相同的范围内看到的亮条纹的 数量,记录在如下的表格中 纸张数 条纹数 2 3 6 9 10 15 12 18 14 21

(1)请你分析上述数据,猜测单位长度内的数目与薄膜的顶角的关系 (2)将一根金属丝,替换纸片夹在两玻璃板之间,数出条纹数量为 6 条,请问它的直径相当 于几张纸。 (3)现在有两根粗细不相等(微有差别)的金属丝 A 和 B,将 A 和 B 放在钢质平台上,A 和 B 上面用一透明平板 T 压住,如图所示。则在 T 和钢质平台间形成了尖劈形空气薄层,它们 在某单色光垂直照射下各产生明暗相间的条纹,试简述怎样判断 A 和 B 谁粗谁细?

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上海市第二十五届初中物理竞赛(大同中学杯)复赛试题参考答案
一、选择题(每小题 4 分,共 32 分) 1C 2B 3 B 4 C 5 C h 13、 下降 600 6 C 7 B 8 D

二、填空题(每题 6 分,共 30 分) 9、 虚 凸 10、 p0 11、 圆弧

/9

12、 1062

9

10

四、实验题(本题共 12 分) 18、(本题共 3 分)A 19、(本题共 9 分)解: 1.有两解 放置一个 2f 的凸透镜,放置在第一片后 3f 处

放置一个 f/2 的凸透镜,放置在第一片前 3f/2 处

11

2.放置一个-f/2 的凹透镜,放置在第一片前 f/2 处

五.判断与说理题(本题共 40 分) 20、 (本题共 6 分)(1)亚克力杆的折射率比空气的折射率大 , ........ 入射光在杆内通过多次全反射 ,从一端传入室内。 ..... (本题共 6 分)(2)喷雾降温主要是利用了以下几点: ①水滴在变成 4 微米的雾滴的过程中,表面积增大了,易于水分子与外界交换热量,易于蒸 发。 ②水滴的体积变小了,质量变轻,易于随空气对流,被风带走,带走热量。

③、④

12

21、(本题共 10 分) (1)单位长度内的数目与薄膜的顶角成正比关系 (2)用内插法可知,直径相当于 4 张纸。 (3)可以在靠近某端施力向下压玻璃板,如果看到明暗相间的条纹变稀疏,则说明 B 比 A 的 直径要粗。如果看到明暗相间的条纹变密集,则说明 B 比 A 的直径要细。 其他合理的方法亦可给分

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