求第十二届全国初中应用物理竞赛初赛答案

Question

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Answer 1

2002年第l2届全国初中应用物理知识竞赛试题初赛答案
一、选择题：
1．答案：B 解析：学生用计算器耗电很少，其工作电流一般应为1 30uA左右。通常手电筒小灯泡的功率不足1 W，其电流只有零点几安，它的值接近200uA；家用空调功率接近1000 W，其电流为几安，电饭锅的功率也超过100w，其电流也为几安。
2．答案：C 解析：一般这是由于台灯可能正好在人的正前方，从而有较强的反射光朝人反射，如将台灯移至人的侧旁，即可避免出现这种现象。通常以右手写字的人来说，则应将台灯移至其左臂外侧最好。如果台灯移至右臂外侧时，写字时，右手的影子在正前方，影响看书和写字。
3．答案：D 解析：由凸透镜的成像规律可知，离透镜越远的物体通过透镜所生的像离透镜越近，为使远处物体的像能清楚地成在透明的纸上，应收透明纸向透镜靠拢一些，而不应该把B向外拉使A、B之间的距离增加，为使半透明纸上得到的像更亮一些，要成像的物体就应该在明亮的地方，所以应该把模型照相机的B朝着室外面而不是朝着较暗的室内。
4．答案：A 解析：投影仪投影彩色幻灯片时，是投影仪将彩色幻灯片成像在银幕上，即投影仪投射到银幕上不同位置处有不同的彩色光，这些在该位置发生漫反射，使银幕前观众看到银幕上各处的色彩不同而构成一幅与幻灯片相似彩色画面。若以照相机闪光灯的闪光再投射到银幕上，则银幕对照相机的闪光将同样予以反射，而闪光是白色光，它均匀地照到整个银幕上，这样会冲淡银幕上原来画面的明暗对比，使原来的像模糊不
清楚。若是闪光的强度比幻灯投射光强度强很多时，则将会使原图基本看不出来，整个锶幕成一片白色，而白色中倒会把银幕上的一些污渍呈现出来，这种情况下拍摄不出来的照片，也和上述看到的情况一样了。
二、填空题
1．答案：铁、水晶、饼干，固体；牛奶、白酒、水银，液体。
(或者)水晶、白酒，透光；铁、饼干、牛奶、水银，不透光。
(或者)铁、水晶、水银，晶体；牛奶、饼干、白酒，非晶体。
(或者)铁、水晶、水银，纯净物；牛奶、饼干、白酒，混合物。
(或者)牛奶、饼干、白酒，可食用；铁、水晶、水银，不可食用。
解析：可以从多角度对这些物质分类，例如根据物质的属性来分类，它在常温下分固体和液体，也可以看它是否透光来分类。从组成上分是纯净物或混合物，还可以从人类是否食用分类等
2．答案：连线如图。与E相连的导线为地线，如果地线断了，一旦洗衣机外壳与电源火线之间的绝缘层被损坏就容易造成触电事故。

解析：洗衣机地线的作用是防止出现触电事故。若洗衣机外壳与电源线间绝缘层被破坏时，若无地线．，此洗衣机外壳相当火线，人触及外壳就会触电，若有地线，则洗衣机外壳与大地相通，人触及外壳时，不会发生触电事故。
3．答案：D，B，A，C .解析：用照相机拍摄远处景物时，若所用相机镜头的焦距越长，则其所拍摄到的远景的范围越小，但越清楚。在四张照片中，D图所拍摄到的范围最小，可见是用相机甲拍摄的。同理可得到A图、C图、B图分别是用相机丙、丁、乙拍摄的。
4．答案：①生病发烧时用酒精擦在身体上(或湿毛巾敷在身上)，酒精(或水)蒸发吸收热量，使身体降温。
②电冰箱的液态氟利昂蒸发吸收热量，使冰箱内温度降低。
5．答案：开关电灯时，电流发生迅速变化，就产生电磁波，收音机接收到这一电磁波，并将变化电流变成声音，这就是开或关电灯时收音机里出现“喀拉"声。
三、简答下列各题
1．解析：最相信丙。因为物理实验是检验物理理论是否正确的最终标准。
2．答案：能说明声音产生的条件的是实验乙和丁；实验现象甲说明声音传播需要介质；实验丙说明不同长度的空气柱振动时发出的声音的频率不同o
3．答案：(1)这一设计的目的是为了节约用水。
(2)这种设计的工作原理是：阀门不打开时，图柱形浮标内部的空气不会逸出，浮标排开水较多，水箱中水面上升较少(此时水箱中水也就较少)就能浮起；浮标即带动杠杆压住进水口；阀门打开时，圆柱形浮标内的空气与外界相通，水可以进入圆柱体内部，圆柱形浮标排开水较少，水箱中水面更高时浮标才会浮起，即只有水箱中水较多时，浮标才能带动杠杆压住进水口。
由上述可知这一装置涉及多方面的物理知识，主要有杠杆平衡原理：阿基米德原理和气体压强与体积的关系等。
这种特殊结构的水箱能起到节约用水的作用，是对比于普通水箱来说，用普通水箱时，人们每次大小便都要用去一满箱水来冲水；而用这一特殊结构的水箱来冲水，则可以根据需要或打开阀门或不打开阀门而进行便后冲水时，则用去的就不是一满水箱水了。
四、判断题
1．√ 2.√ 3．√4. √．5 √ 6．√
五、答案：盐水密度为1．14×103 kg/m3
解析：设木杆的横截面积为S，盐水密度为ρ1，水的密度为ρ0，密度计漂浮液面时，浸入水中的深度为h0，浸入盐水中的深度为h。 ．
密度计漂浮在盐水液面时受到浮力 F=pgV排=pgsh
密度计漂浮在水面时受到的浮力 F0=ρgy排’=ρ0gsh
两种情况下受到浮力都等于它的重力 F=F0=G
∴ρgsh=ρ0gsh
∴盐水密度ρ=1．14×103 kg／m3
六、答案：24．2℃
解析：太阳辐射到水箱处的能量 E=gST
水吸收的热能(热量)θ=cm △t
θ=Eη=qSTηlη2
水升高的温度∵cm△t=qSTηlη2
∴△t=24．2℃
七、答案：①如下图；②指示灯两端电压按5V设计有利于延长指示灯寿命，③0．0572m；④96％
解析③由公式P=U/R得电热管的电阻。
Rl=24．2Ω
电热管两端的实际电压 U'=220V-5 V=21 5 V
通过电热管的电流 I’=8．884 A

小灯泡的电阻 R灯=36Ω
通过灯泡的实际电流 I灯=0．139Ω
通过电阻丝的电流 I强=8．884A-0．139A=8．745A
电阻丝的电阻 R丝=0．572Ω
电阻丝的长度 l=0．0572m
④实际功率与额定功率之比96％
八、解析：(1)这两个实验现象说明气体压强与气体的流速有关，气体体速越大，压强就越小。：
(2)旋转着的塑料瓶的移动方向如图甲空白方向箭头。
塑料瓶周围空气的流速由瓶本身旋转带动旁边空气旋转形成气流和电风扇吹风所形成的气流。这两股气流在瓶的同侧为同方向，在另一侧为相反方向，导致在同方向一侧气流速度较大，压强较小，而在两气流反方向的一侧，气体流速较小，压强较大。这两侧压力差将塑料瓶向两股气流同方向的一侧偏移。
(3)1、2、3分别是上旋球、不旋球、下旋球的轨迹图，如图乙，由于球的转动，周围空气也随之绕球转动。对于上旋球(轨迹1)，由于球的旋转，球上方空气随之向左运动；但同时球向左运动，则空气相对于球向右运动，空气相对于球的两种运动作用相抵，球上方的气流速度比下方的小，所以上方压强大，因此，球受到向下的压力，沿弧线迅速下落。

Answer 2

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Answer 3

2002年第十二届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题

（考试时间：120分钟）

一、（10分）有—支缝衣用的钢针，与磁铁接触后磁化，试说出二种简单实用的方法，判断它的南北极。

二、（12分）洗浴用的电热水器的电功率是1.2 kW，热水器内筒的直径是30cm，高是50cm。如果加热过程中的热量散失率为10％， 则把水从20 ℃加热到70 ℃需要多长时间？

三、（14分）摄影胶片的感光能力一定时，要获得正确曝光的底片，镜头的透光面积和曝光时间的组合就应该是一定的。镜头的透光面积由叫做“光圈”的机构控制，通常用22、16、11、8、5.6、4、2.8等数字代表，22就表示此时镜头透光的直径是它的焦距f的 ，依此类推。曝光时间的长短由叫做“快门”的机构控制，通常用500、250、125、60、30、15等数字代表。500就表示此时曝光的时间是 s，依此类推。现在通过试摄已经知道，光圈、速度的最佳曝光组合是11、15，如果为了其他需要而必须选用5.6的光圈，试计算应该选用的快门速度。

四、（14分）已知空气的密度为1.29 kg / m3，估算人体在空气中受到的浮力。

Answer 4

第12届全国初中应用物理知识竞赛复赛答案
1．解析：①可以把钢针别在一小块涂油的纸上、使它浮在玻璃杯所盛的水中，指北的就是钢针的N极，②把钢针悬在细线上，指北的就是钢针的北极。③把钢针放在光滑的玻璃板上，用条形磁铁的N极靠近它，被吸引的一端就是钢针的北极。
2．答案：1．9h
解析：水的质量 m=Vρ=πr2hρ
水升温吸收的热量 Q吸=cm(t-t0)=cπr2hρ(t-t0)
电热器放出的热量 Q放=PT Q有=PTη
∵Q吸=Q有
∴cπr2hρ=(t-t0)=PTη
加热的时间 T=114min=1．9h
3．解析：先研究光圈由1l改为5．6后，透光面积变为原来的多少，由S=πr2得知：圆面积与半径的平方成正比，修改光圈后的透光面积与原来透光面积之比：S1/S2=3．9，因此曝光时间应该改为原来的四分之一，即选用1/60 s。
4．解析： 游泳时，人可以用呼吸控制人在水中的浮沉，这个事实说明人体的密度与水的密度大致相同。即ρ人=ρ水
人的体积 V人=m/ρ人=m/ρ水
人排开空气的体积：V排空=V人=m/ρ水
人在空气中受到的浮力 F=0．8 N
5．答案：9．4h；654mm
解析：由输入功率知压缩机每小时耗电W=Pt=170W x 3600S／n=612×l03 J／n
说明书所给每日用电量 W’=1．6kw•h=5760×103 J
压缩机每日工作时间 t=9．4h
门的最小宽度 654mm。
6．答案：96％
解析：直流电动机满负荷工作时的电流 I=P/U
电动机热损失
电动机满负荷工作时，负荷带来的阻力远大于电动机轴摩擦阻力电动机效率
=96％
7．答案：104Pa，74mm
解析：右手高举药瓶时，瓶中液面与针头的高度差约为1m，这个液柱产生的压强就等于静脉血压与大气压之差：
△P=ρgh=104 Pa
由于水银的密度是水的密度的l3．6倍，所以产生同样大的压强，水银柱的高度，h水银=0．074m=74mm
8．解析：乙房间的气温较高，两个壶中的水都在沸腾，壶嘴一定都在喷出水蒸气，但甲壶嘴上方的“白气"很多，说明水蒸气遇到了较冷空气液化了很多小水滴。而乙壶喷出的水蒸气很少液化，说明乙房间温度较高。

第十三届全国初中应用物理知识竞赛试题参考答案
1．A．2．B．3．D．4．C． 5．凸透镜、反光罩．
6．26Ω或欧姆， 7． 或0．58．
8．糠皮，谷粒，它们以同样的速度被抛出，碎石的质量最大，动能最大，所以克服空气阻力运动的距离最大，糠的质量最小，运动的距离最小．
9．如果户内电线短路，电流将会很大，这时铁丝不能熔断，电路将会过热，可能引起火灾．
10．(1)工业、民用的锅炉以及汽车等．燃烧燃料时产生热；人体本身也产生热．(2)扩大绿地面积，增加城市的人工水面．
11．(1)AC、DE和GE是三个杠杆．它们的支点分别是C、E和E．(2)图(a)的组装更合理．对于杠杆DE来说，指甲在D点对它的作用力是阻力。AC在B点对它的作用力是动力．两种组装方式中，阻力和阻力臂是一样的，但图(a)中的动力臂BE大于图(b)中的动力臂，因此图(a)的组装方式要比图(b)的方式省力．
12．(1)把秤放在水平桌面上；(2)砝码盘上不放砝码，秤盘不放物品，游码放到最左边，调整调零螺丝使秤杆平衡；(3)把被称物品放到秤盘中；(4)从大到小依次把槽码放到砝码盘上进行试称，当某一砝码能够压下砝码盘而比它小一级的砝码刚好不能压下时，保留后一砝码；(5)移动游码，使秤杆平衡；(6)把所用槽码上面刻写的质量数与游码位置所标的质量数相加，就得到被称物品的质量．
13．根据电热毯的额定功率和额定电压可以推算出，它的电阻约为R= =968Ω． 滑动变阻器是与它串联的，它们的总电阻是两者之和．但滑动变阻器只有20Ω，远小于电热毯的电阻，滑动变阻器阻值的变化对总电阻的影响很小，所以对电路中的电流和电热毯两端电压的影响很小．
按图8所示的电路连接，测量时可以有效地改变电热毯两端的电压．
14．从容量单位的组成看，它是放电电流与放电时间的乘积．原则上，这种电池应该能够以1300mA的电流放电lh．
放电功率P＝UI＝1．2×1．3W＝1．56W，放电1h释放的能量E＝Pt＝1．56W×3600s＝5．6×103J，
所以，这种可充电电池可以储存的能量大约是5．6千焦．
15．(1)乙站给出了油的密度．为什么乙站要这样做?密度这个物理量与体积、质量相关联，看来乙站有可能按质量售油．另一方面，油的密度小于l，如果以千克为单位售油，单价的数值会大于以升为单位标价的数值．乙站确实是这样．如果3．103元是lkg 0号柴油的价格，lL的价格就是3．103元×0．8350＝2．59元．这与甲站的标价只差0．01元．看来乙站的确是按质量计量售油的．
(2)新疆的昼夜温差、季节温差都很大。同样质量的油，不同温度时的体积相差较多．有的加油站为了减小销售误差，就采用质量计量的方法．沿海地区温差没有新疆那么大，一般只用体积计量．
16．表中快门一行每格中的数值大约总是左边相邻数值的2倍，这表示镜头进光时间只有左边相邻一挡的一半．为了保证光照能量一定，镜头进光量应该是左边一挡的2倍．这就是说，镜头的进光面积应该是左边一挡的2倍．从圆面积的公式S＝ 可以得出 , 这表示，要使进光量扩大为原来的2倍，镜头的直径应该扩大为原来的 倍，即1．4倍．由于表中“光圈”值的16实际是指镜头焦距的 (依此类推)，所以光圈一行每个数值应为它右侧数值的1．4倍．用表中的数值验证一下这个关系：
这与我们的推断相符，所以，光圈一行最右一格的数值应该是2．8÷1．4＝2．
17．(1)F＝3nmg，因为动滑轮右侧的l条钢缆与它左侧的3条钢缆承受相同的力，而左侧每条钢缆受的力是nm g．
(2)机车运行中，拾电器会把输电线向上托起．如果使用两端固定的钢缆，悬线会因此松驰，输电线将左右摇摆，有可能脱离拾电器造成断电事故．使用滑轮组可以保证输电线的高度变化时钢缆始终保持张紧状态．如果用弹簧代替滑轮组，情况好于两端固定的钢缆，但钢缆的张紧程度仍随弹簧的长度有较大的变化，而且不易确定钢缆的最佳长度．