2014上海市第28届初中物理竞赛(大同杯)复赛试题参考答案

上海市第二十八届初中物理竞赛(大同中学杯)复赛试卷(2014年)说明：1．本试卷共有五大题，答题时问为l20分钟，试题满分为l50分．2．本试卷中常数g取10N／kg，水的比热4.2×103J／kg·℃，水的密度1.0×103kg／m3一、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．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．如图所示，将l44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．如果不慎在照相机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．其下部将山现一个黑点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．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；人体的温度约为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．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．神州十号上天后，宇航员王亚萍在太空授课，做了一个水膜实验。将细圆环从水中取出形成水膜。有关水膜厚度的描叙正确的是（）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．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（）O乙甲DCBA0.050.040.030.020.01-3242t/sI/AO8．如图所示，一个半径为R的半圆形凹槽固定在地面上，一个半径为kR（k1）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=1/5时，圆柱体滚动到凹槽左端最高点时的箭头指向为（）A．水平向右B．水平向左C．竖直向上D．竖直向下二、填空题(每小置6分，共30分)9．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．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．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，并将电能输送至蓄电池储存起来，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：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，将蓄电池电能由20％充至90％所需时间为h。12．如图所示的电阻网络中，AC、CB、BD、DA四边形的电阻为r，其余各边的电阻都相等，但阻值未知，测得AB两点之间的总电阻为R。当在C、D两点之间连接一段阻值为R的电阻时，AB两点之间的总电阻R′=；若将AC、CB、BD、DA四根电阻丝皆换成阻值为2r的电阻，则AB两点之间的总电阻R〞=。13．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，如果在相同时问内产生的热量相等，就把这一直流电的量值称为该交流电的有效值。右图所示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。风力发电机太阳能电池组件其它元件最小启动风速1.0sm/太阳能电池输出功率36W蓄电池500Ah12V最小充电风速2.0sm/最大限制风速12.0sm/太阳能转化效率15%大功率LED路灯800W12V最大输出功率400WBA(b)(a)CBA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变为4.5℃／min。试求此线圈电阻的温度系数α。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L/4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与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与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，Df1；两光轴间的距离为σ。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。求此透镜组右侧的焦点坐标。四、实验题（本题共26分）17、（12分）有一内阻约为1000Ω～2000Ω之间的电流表，因年代久远标度值已经看不出，仅有刻度，某同学利用右表所列器材、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。下图为已经完成部分线路连接的实物连接图。（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：①将电键S断开，按电路图接好各元件，使滑片P先置于（选填：“a”或“b”）端，电阻箱阻值调为（选填：“零”或“最大”）。②闭合电键S，调节滑片P于某一位置，使电流表○G的指针偏转，并使指针在（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。③调节（选填：“滑动变阻器”或“电阻箱阻值”），使电流表○G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“电阻箱阻值”）的阻值R。④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。lZlC18．(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忽略不计。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)如图所示，将试管口向上，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，用尺测出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)(cmlC)(cmlZ)(cmlC)(cmlZ3.7011.705.7012.504.5012.306.0012.604.9012.606.0012.805.2012.906.4013.005.3013.006.8013.305.7013.307.2013.50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的合理表达式为（）A．2baRabB．2baRabC．2()abRbaD．2()abRba（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的单位为Pa·s。（1）已知PQkrL，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理，求出，α、β、γ的值。（2）实验求得（1）题中k=π/8，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。.1126826726ABCNmgNmgNmg16．2122112,)(fDfffDfDffF.17．(2)○1a，零；○2最大量程；○3电阻箱阻值，最大量程的一半，电阻箱；○4R；(3)大于，实际上是电流表内阻与滑动变阻器的阻值的差.18.=ZCZCllll油油油水水水.19．B20．当gSmgh时，有机玻璃棒向下移动；当gSmgh时，有机玻璃棒向上移动；当gSmgh时，有机玻璃棒静止.21.(1)1,1,4，(2)634248100104100.2/()7.136(1.310)pQLkrPa；