2014年上海市第28届“大同杯”初中物理竞赛复赛试卷

2014年上海市第28届“大同杯”初中物理竞赛复赛试卷一、选择题（以下每小题只有一个选项符合题意，每小题4分，共32分）1．（4分）当坐在野外的篝火旁时，我们看到篝火后面的物体是晃动的，原因是（）A．视觉错误，因为火焰在跳动B．火焰加热空气，使空气密度不均匀且不稳定C．火焰作为光源在抖动，所以经后面物体反射的光也在晃动D．火焰加热了另一边的物体，使它热胀冷缩，所以看到它在晃动2．（4分）如图所示，将144根长钉固定在木板上，尖端朝上，将一只气球置于上方，手轻轻放在气球上，若手轻轻下按，则（）A．气球会立即破掉，因为气球受到手的压力B．气球会立即破掉，因为气球受到钉子的压强过大C．气球不会破，因为气球受力平衡D．气球不会破，因为气球受到的压力被分散，压强不足以刺破气球3．（4分）如果不慎在照相机的镜头上粘上一个灰尘颗粒（如图），那么拍摄的相片（）A．其上部将出现一个黑点B．其下部将出现一个黑点C．其上部和下部皆无黑点D．其上部和下部各出现一个黑点4．（4分）太阳表面的温度约为6000℃，所辐射的电磁波中辐射强度最大的在可见光波段，人体温度约为37℃，所辐射的电磁波中辐射强度最大的在红外波段，宇宙空间内的电磁辐射相当于零下270℃的物体发出的，这种辐射称为“3K背景辐射”，“3K背景辐射”的波段为（）A．γ射线B．X射线C．紫外线D．无线电波5．（4分）往热水瓶里灌水，热水瓶在被灌满的过程中，从热水瓶口发出声音的音调（）A．越来越高B．越来越低C．始终不变D．忽高忽低6．（4分）神舟十号上天后，宇航员王亚萍在太空授课，做了一个水膜的实验，将细圆环从水中取出形成水膜，有关水膜厚度的描述正确的是（）A．中央薄，四周厚B．中央厚，四周薄C．四周和中央一样厚D．以上三种情况都会出现7．（4分）如图所示，两个通电螺线管与电源构成图示电路，在其内部和两个螺线管之间中部上方分别放置一个小磁针，静止时小磁针的位置正确的是（）A．B．C．D．8．（4分）如图所示，一个半径为R的半圆形的凹槽固定在地面上，一个半径为KR（K＜1）的圆柱体从凹槽的右端静止释放，假设凹槽内表面足够粗糙，圆柱体在滚动时不会打滑，刚释放时，圆柱体表面的箭头指向凹槽中心O，当K=时，圆柱体滚动到凹槽左端最高点时的箭头的指向为（）A．水平向右B．水平向左C．竖直向上D．竖直向下二、填空题（每小题6分，共30分）9．（6分）甲、乙两个水箱，上端开口，装有相同体积的水，乙水箱中的水位较高，现在两个水箱底部开两个面积一样的小孔，水从孔中流出，实验观察发现，水箱中的水流光所需要的时间与水箱横截面成正比、与储水高度的平方根成正比，则_________箱中的水先流光，设乙箱中的水流掉一半的时间为t，则剩下的水流完所需时间为_________．10．（6分）某同学家的热水器的温度控制器未能正确安装，他从镜子里看到了如图所示的像，则此时显示的温度是_________，如果显示的温度是64℃，请在下面空格处画出通过镜子看到的数字的像_________．11．（6分）如图所示为“风光互补路灯”系统，它在有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，并将电能输至蓄电池储存起来，供路灯照明使用，下表为某型号风光互补路灯系统配置方案：风力发电机太阳能电池组件其它元件最小启动风速1.0m/s太阳能电池输出功率36W蓄电池500Ah12V最小充电风速2.0m/s最大限制风速12．m/s太阳能转化效率15%大功率LED路灯800W12V最大输出功率400W如果当地垂直于太阳光的平面得到的太阳辐射最大强度约为240W/m2，要使太阳能电池的最大输出功率达到36w，太阳能电池板的面积至少要_________m2，当风速为6m/s时，风力发电机的输出功率将变为50w，在仅靠风力发电的情况下，将蓄电池的电能由20%充至90%所需时间为_________h．13．（6分）我们把闭合电路中大小和方向都随时间作周期性变化的电流，叫做交流电，我国民用交流电的电压为220V，频率为_________Hz，上述220V是交流电的电压有效值，有效值是指让交流电和直流电通过相同阻值的电阻，如果在相同时间内产生的热量相等，就把这一直流电的量值称为该交流电的有效值，如图为某交流电电流随时间变化的图象，该交流电的电流有效值为_________A．三、计算题（本题共32分）14．（8分）如图所示，一个用电阻丝绕成的线圈浸没在盛油的量热器中，量热器为绝热容器，不会与外界发生热交换，线圈的电阻为Rθ，Rθ会随温度变化，其变化规律可以用公式Rθ=R0（1+αθ）表示，式中R0为0℃时线圈的电阻、θ为线圈温度、α为电阻的温度系数，现将线圈两端接入电压恒定的电源，线圈发热使油温缓慢地上升，已知油的初始温度为0℃，此时油温升高的速率为5.0℃/min；持续一段时间后，油温上升到30℃，此时油温升高的速率为4.50℃/min，试求此线圈电阻的温度系数．15．（12分）如图（a）所示，一根质量分布均匀的细直硬杆，长度为L，质量为m，在杆的最左端A与距右端的B处立两个相同的支撑物，将细杆水平支起，求：（1）A处与B处的支持力NA和NB．（2）在杆的最右端C再加上一个同样的支撑物，如图（b）所示，假设支撑物均由相同的弹性材料制成，当它们受到挤压时会产生微小形变，其竖直方向上发生的微小形变与弹力成正比，则A、B、C三处的支持力NA、NB和NC分别为多少？16．（12分）如图所示，两个焦距分别为f1和f2的薄透镜L1和L2平行放置，两透镜的光轴略微错开，已知：两透镜相距为D，D＜f1；两光轴间的距离为δ，以透镜L2的光心为原点，其主光轴为x轴（向右为正方向），向上为y轴，在图示平面内建立坐标系，求此透镜组右侧的交点坐标．四、实验题（本题26分）17．（12分）有一内阻约在1000Ω﹣2000Ω之间的电流表，因年代久远标度值已看不出，仅有刻度，某同学利用下表所列器材、若干导线和电键等元件设计了一个测量该电流表内阻的电路，如图为已完成部分线路连接的实物连接图．编号器材名称及技术指标A待测电流表B电源E（电压未知）C电阻箱RA（0～9999Ω）D滑动变阻器R1（0～20Ω，1A）（1）请用笔线代替导线完成实物连接图；（2）请完成以下实验步骤：将电键S断开，按电路图接好各元件，使滑动片P先置于_________（选填“a”或“b”）端，电阻箱阻值调为_________．（选填：“零”或“最大”）；闭合电键S，调节滑动片P于某一位置，使电流表的指针偏转，并使指针指在_________（选填“最大量程”、“最大量程的三分之二”、“最大量程的一半”或“最大量程的三分之一”）处；调节_________（选填“滑动变阻器”或“电阻箱阻值”），使电流表的指针指在_________（选填“最大量程”、“最大量程的三分之二”、“最大量程的一半”或“最大量程的三分之一”）处，记下_________（选填“滑动变阻器”或“电阻箱”）的阻值R．即得待测电流表内阻为_________．（3）利用此方法测得的电流表内电阻_________其实际的内阻（选填“大于”、“小于”），造成这种误差的原因是_________．18．（14分）某同学为测量某种油的密度，找到一个特殊的平底试管，该试管内、外截面均匀，管壁有一定厚度，试管底部很薄其厚度可以不计，实验室有以下器材：盛水大容器、尺、滴管、作图用坐标纸、吸水棉和吸水纸、蒸馏水、装在塑料杯内的待测密度的油．他按照如下的方法进行测量：（1）如图甲所示，将试管开口向上，竖直浸入盛水大容器中；（2）在试管中加水，先加一定量的水，待试管平衡后，用尺量出lc、lz，然后不断地加水，始终保持试管平衡，测得多组lc、lz记入表中；（3）把试管中的水倒掉，并用吸水棉和吸水纸将试管擦干，在试管中滴入待测密度的油，重复上述过程；（4）作图求解油的密度．表1表2管中加水管中加油lc（cm）lz（cm）lc（cm）lz（cm）3.7011.705.7012.504.5012.306.0012.604.9012.606.0012.805.2012.906.4013.005.3013.006.8013.305.7013.307.2013.50请你根据上述实验步骤，推导出求解油密度的关系式，并利用表中的数据，通过在图乙中作图求出油的密度．五、判断与说理题（本题共30分）19．（8分）如图所示，用电阻率为ρ的导电物质制成内、外半径分别为a和b的半球壳形状的导体（图中阴影部分），将半径为a、电阻不计的球形电极嵌入半球壳内，作为一个引出电极，在导电的外层球壳上镀一层金属膜（电阻不计）作为另外一个电极，设该半球壳导体的阻值为R．（1）根据你的判断，R的合理表达式应为_________．A．R=B．R=C．R=D．R=（2）请对你的判断给出合理的解释．20．（8分）在一个大试管内装满水，将一个直径略小于试管内径的有机玻璃棒插入试管内，如图所示将整个装置竖起，发现有时候有机玻璃棒会沿试管内壁向上移动，有时会向下移动，请通过计算说明产生上述不同现象的原因．已知有机玻璃棒质量为m，水的密度为ρ，大气压强为p0，试管内部截面积为S．21．（14分）要使管道里的液体作匀速运动，必须在管道两端有一个压强差△p，现有一根长为L，半径为r的水平直圆管，单位时间内通过管道截面的液体体积称为流量Q，已知流量Q与L、R、△p有关，还和液体的黏度η有关，η的单位是Pa•s．（1）已知Q=krαηβ（）γ，其中k是一个没有单位的常数，所有力学量的单位都是由三个基本物理量（质量、长度、时间）的单位组合而成，请根据等式两边单位应相同的原则，求出α、β、γ的值．（2）实验求得（1）题中的k=，设成年人主动脉的半径约为r=1.3×10﹣2m，主动脉的血流量为100mL/s，血液的黏度为4.0×10﹣3Pa•s，试求在一段0.2m长的主动脉中两端的压强差△p，并分析当病人患有动脉粥样硬化（相当于血管内径变小）后对人体健康的影响．2014年上海市第28届“大同杯”初中物理竞赛复赛试卷参考答案与试题解析一、选择题（以下每小题只有一个选项符合题意，每小题4分，共32分）1．（4分）当坐在野外的篝火旁时，我们看到篝火后面的物体是晃动的，原因是（）A．视觉错误，因为火焰在跳动B．火焰加热空气，使空气密度不均匀且不稳定C．火焰作为光源在抖动，所以经后面物体反射的光也在晃动D．火焰加热了另一边的物体，使它热胀冷缩，所以看到它在晃动考点：光的折射现象及其应用．菁优网版权所有专题：光的折射、光的色散．分析：利用光在不均匀的空气中传播时会发生折射现象和人由于错觉总认为光是沿直线传播进行分析．解答：解：火焰加热空气，使空气密度不均匀且不稳定，光在不均匀的介质中发生折射，人由于错觉总认为光是沿直线传播的，所以看到篝火后面的物体是晃动的．故选B．点评：此题主要考查光的折射现象，要会用光的折射现象解释一些自然现象．2．（4分）如图所示，将144根长钉固定在木板上，尖端朝上，将一只气球置于上方，手轻轻放在气球上，若手轻轻下按，则（）A．气球会立即破掉，因为气球受到手的压力B．气球会立即破掉，因为气球受到钉子的压强过大C．气球不会破，因为气球受力平衡D．气球不会破，因为气球受到的压力被分散，压强不足以刺破气球考点：压强．菁优网版权所有专题：压强、液体的压强．分析：解答此题的关键是掌握减小压强的方法．根据压强的定义式p=可知，要减小压强有三种方法：一是当压力一定时，需增加受力面积；二是当受力面积一定时，需减小压力；三是在条件允许的情况下，可以同时减小压力，增大受力面积．同理，增大压强也有三种方法．解答：解：因为手与气球的接触面积较大，手轻轻放在气球上，若手轻轻下按，压力不大，故产生的压强较小，不足以使气球立即破掉．故A错误；单个钉子尖端面积虽小，144根长钉固定在木板上，尖端朝上时，与气球的接触面积相对增大了许多，而压力不是很大，所以由p=可知，压强相应减小，不足以刺破气球．故B错误，D正确．气球会不会破，与手和钉子对气球的压强大小有关