2013年上海市第27届初中物理竞赛(初赛)试题详解

2013年上海市第27届初中物理竞赛（初赛）试题（仅供参考）说明:1、本试卷共两部分,笫一部分为单项选择题,每题3分,共30题,计90分;笫二部分为多项选择题,每题5分,全对得5分,部分选对得2分,选错或不选得0分,共12题，计60分。全卷满分150分。2、考试时间为90分钟。3、考生使用答题纸,把每题的正确选项填在答题纸(卡)相应位置。允许使用计算器,考试完毕后,请将试卷、答题纸(卡)一并交给监考人员。4、常数g=10牛/千克。第一部分单项选择题1．下列四幅图片中，能体现“增大摩擦”的是（）（A）磁浮列车轨道；（B）轮胎花纹；（C）轴承滚珠；（D）“鳖鱼皮”泳衣。[分析]磁悬浮列车实际上是依靠电磁吸力或电动斥力将列车悬浮于空中并进行导向，实现列车与地面轨道间的无机械接触，再利用线性电机驱动列车运行。列车在牵引运行时与轨道之间无机械接触，因此从根本上克服了传统列车轮轨粘着限制、机械噪声和磨损等问题，与本题体现“增大摩擦”的条件不符，故（A）错误；轮胎花纹的主要作用就是增加胎面与路面间的摩擦力，以防止车轮打滑，能体现“增大摩擦”的思想，（B）正确；滚珠轴承改变了轴承的摩擦方式，采用滚动摩擦，降低了轴承面之间的摩擦现象，体现“减小摩擦”的思想，（C）错误；采用新材料的泳衣，可使运动员游泳时的摩擦阻力变得更小，形成零阻力甚至负阻力。其原因在于通过泳衣与人体的整体设计，用泳衣来弥补人体体型的不足。近年来，许多游泳运动员都改三角裤为长裤，或把身体包严只露手臂，这种新式泳衣被人们形象地称为“鳌鱼皮”，体现“减小摩擦”的思想，（D）错误。[解答]（B）2．关于功、功率和机械效率相互关系的说法中，正确的是（）（A）机械效率越高，机械做功越快；（B）做功越多的机械，机械效率越高；（C）功率越大的机械，做功越多；（D）做功越快的机械，功率越大。[分析]有用功跟总功的比值叫机械效率，用符号η表示，且机械效率η=W有÷W总×100%，它反映了有用功在总功中所占的比重，与机械做功快慢无关，（A）、（B）错误；功率描述了物体做功快慢的物理量，功率大即做功快，（D）正确；做功的多少指的是W，根据公式W=Pt,没有控制做功时间t相同，只是功率大的话不能说明做功就多，（C）错误。[解答]（D）3．光线从水中射人空气，反射光线OA与水面之间的夹角为600。关于人射角α、折射光线与水面之间的夹角β的说法正确的是（）（A）α=300，β＜600；（B）α=600，β＞300；（C）α=300，β＞600；（D）α=600，β＜300。[分析]光线从水中射人空气，题目中画的反射光线OA与水面之间的夹角为600，说明入射角α为300，由于光线从水中斜射人空气中，折射角大于入射角，故折射角大于300，折射光线与水面之间的夹角β＜600[解答]（A）4．重力为10牛的水对漂浮的物体所产生的浮力大小（）（A）一定小于10牛；（B）一定等于10牛；（C）可以等于0牛；（D）可以大于10牛。[分析]水产生的浮力是它容纳物体等体积水的重力，理论上重力为10牛的水可容纳物体的体积可从0到无穷大,因此理论上来说10牛的水可以产生的浮力是无上限的,即从0到无穷大，当然可以大于10牛。[解答]（D）5．容器内盛有部分盐水，在盐水中放入一块淡水凝固成的冰，冰熔化后（）（A）盐水的密度减小，液面上升；（B）盐水的密度减小，液面不变；（C）盐水的密度减小，液面下降；（D）盐水的密度不变，液面也不变。[分析]将淡水凝固成的冰看做浮体，根据浮体的知识有：G冰=F浮，冰熔化成水后质量是不变的，故：G冰=G熔化的水=ρ水gV熔化的水,而F浮=ρ盐水gV排，所以ρ水gV熔化的水=ρ盐水gV排，因为ρ水＜ρ盐水，则V熔化的水＞V排，液面上升；盐水里面混进了冰熔化的淡水，则盐水的密度减小，（A）正确。[解答]（A）6．水被加热烧开后，水面上方有“白色气体”；在炎热的夏天，冰块的上方也有“白色气体”（）（A）前者主要是由杯中水转变成的“水的气态物质”；（B）前者主要是由杯中水转变成的“水的液态物质”；（C）后者主要是由冰转变成的“水的气态物质”；（D）后者主要是由冰转变成的“水的液态物质”。[分析]水面上方有“白色气体”是杯中温度高的水蒸气遇到外面温度相对较低的环境液化而成的小水滴，（需要着重强调的是，水蒸气是气体，且无色，我们肉眼是看不到的）；冰块的上方的“白色气体”是冰块上方温度相对冰较高的气态水分子（水蒸气）遇到温度相对较低的冰块液化凝结而成的小水滴，虽说都是“白色气体”，但来源有着本质的不同，对于生活中的物理常识，同学们平时学习物理时应当引起足够的重视。[解答]（B）7．物、透镜、光屏置于光具座上，下列说法中正确的是（）（A）如透镜是凸透镜，则不论物体放在透镜左方何处，把透镜右方的光屏移到适当位置，一定能在屏上得到物体的像；（B）如透镜是凸透镜，则不论物体放在透镜左方何处，去掉光屏而用眼睛从右向左沿主轴直接观察，一定看不到物体的像；（C）如透镜是凹透镜，则不论物体放在透镜左方何处，把光屏移到适当位置，一定能在屏上得到物体的像；（D）如透镜是凹透镜，去掉光屏而用眼睛从右向左沿主轴直接观察，一定能看到物体的像。[分析]对于凸透镜成像问题，光屏上接收到的只能是实像，虚像不能呈现在光屏上。若物体放在透镜的一倍焦距之上或一倍焦距以内，则不能在光屏上得到物体的像，故（A）错误；物体放在凸透镜一倍焦距以内，去掉光屏而用眼睛从右向左沿主轴直接观察，能看到物体正立、放大的虚像；（B）错误；根据凹透镜的成像规律，凹透镜成正立、缩小的虚像，去掉光屏而用眼睛从右向左沿主轴直接观察，就如我戴着近视眼镜看外面的世界一样，一定能看到物体正立缩小的虚像，（C）错误，（D）正确。[解答]（D）8．在如图所示的电路中，电阻R2R1，若保持电路的总电流不变，那么为了使通过R1的电流稍增大一点，可采用的措施是（）（A）与R2并联一个比R2小得多的电阻；（B）与R2并联一个比R2大得多的电阻；（C）与R2串联一个比R2小得多的电阻；（D）与R2串联一个比R2大得多的电阻。[分析]本题是《初中物理竞赛教程(拓展篇)》第206页第4题完全一样！考查并联电路的特点，由于并联电路的总电阻比并联电路各支路中的电阻都要小，且其中电阻较小的电阻对总电阻的影响比电阻较大的电阻对总电阻的影响更加显著。由于本题中的电阻R2R1，故与R2串联一个比R2小得多的电阻可以达到保持电路的总电流基本不变，且使通过R1的电流稍增大一点的目的。[解答]（C）9．每种金属导体中单位体积内的自由电子数都有确定的值。两段长度之比为2:1、横截面积之比为1:3的镍铬合金丝并联在某电路中，则两根电阻丝内电子定向移动的平均速度之比为（）（A）l:2；（B）3:l；（C）2:3；（D）l:l。[分析]设一个电子的电荷量为e，单位体积内的自由电子个数为n，经过时间t，流过导体某一横截面积的电子数为SVtn。根据电流的定义式：I=Q/t=SVtne/t=neSV结论：金属导体中电流的微观定义：I=neSV,式中n为单位体积内的自由电子个数，S为导体的横截面积，V为自由电子的定向移动速度，电子的电荷量为e。在温度一定的条件下，影响导体电阻大小的因素公式为R=ρL/S,其中ρ为导体的电阻率，与导体的材料有关，L为导体的长度，S为导体的横截面积。[解答]（A）10．在听磁带式录音机的录音时，经过20分钟，带轴上带卷的半径会减少1/3。那么从此刻到带卷的半径变成起始半径的一半时，经过的时间为（）（A）8分钟；（B）7分钟；（C）6分钟；（D）5分钟。[分析]录音机在录音时磁带在传动轮带动下线速度相同，录音时间和磁带长度成正比，磁带长度和和磁带卷侧面积成正比，如下图所示：t2:t1=L2:L1=S2:S1=π[(2r/3)2－(r/2)2]:π[r2－(2r/3)2]=7:20t2=7t1/20=7/20×20分钟=7分钟[解答]（B）11．家用电能表标有“1500r/KW·h”的字样，若只有一台录音机工作，测得电能表转盘旋转一周的时间恰好为100秒，则这台录音机的电功率为（）（A）8瓦；（B）15瓦；（C）20瓦；（D）24瓦。[分析]“1500r/KW·h”表示的物理意义为：电能表测量电路中消耗1KW·h（度）的电能，电能表的铝盘转动1500圈，那么电能表转盘旋转一周，测量消耗的电能为1/1500KW·h，100秒=1/36小时，根据电功率的定义式P=W/t=（1/1500KW·h）／（1/36h）=0.024KW=24W[解答]（C）12.“220伏25瓦”的白炽灯Ll与“36伏25瓦”的白炽灯L2均正常工作，若两灯丝的材料相同、长度相近，则（）（A）Ll灯丝细且L1比L2暗；（B）L1灯丝粗且Ll比L2亮；（C）Ll灯丝粗，两灯一样亮；（D）Ll灯丝细，两灯一样亮。[分析]白炽灯若正常工作，则P额=P实际，故Ll与L2一样亮，根据公式R=U2额/P额则Ll灯的电阻大于L2灯的电阻，根据公式R=ρL/S，可知电阻大的小灯横截面积S小。[解答]（D）13．如图所示，甲和乙是叠放在水平桌面上的两个物块，它们在丙的作用下一起向右做匀速直线运动（）（A）乙所受摩擦力的方向向右；（B）甲可能不受摩擦力；（C）甲和丙所受的重力都不做功；（D）将乙拿掉后，甲的运动状态一定会发生改变。[分析]甲和乙一起向右做匀速直线运动，则它们受力平衡，由于水平方向无外力作用在乙上，故乙不受甲对它的静摩擦力，（A）错误；将甲和乙物体看作一个整体，由于水平方向甲受到向右的拉力，甲和乙一起向右做匀速直线运动，水平方向受力平衡，则甲一定受到桌面对它向左的滑动摩擦力，且此时滑动摩擦力Ff=F拉=G丙，（B）错误；运动的过程中，甲的重力不做功，但丙的重力做正功，（C）错误；将乙拿掉后，桌面对甲物体的滑动摩擦力减小，而受到的拉力大小不变，故甲物体会加速运动。[解答]（D）14．甲、乙、丙三只灯泡，按如图所示连接时恰好都能正常发光。当甲灯由于接触不良而熄灭时，则以下可能发生的是（）（A）乙、丙灯立即变得更亮；（B）乙灯烧毁，丙灯不亮；（C）丙灯烧毁，乙灯不亮；（D）乙灯变得更暗，丙灯变得更亮。[分析]本题考查两个并联的电阻，当其中一个电阻断路时，则并联的总电阻增大，再根据串联电路的分压特点很容易得出乙灯两端由于电压增大可能会被烧毁，丙灯不亮。在此不多解释。[解答]（B）15．某商场安装了一台倾角为300的自动扶梯，该扶梯在电压为380伏的电动机带动下以0.4米／秒的恒定速度向斜上方移动，电动机的最大输出功率为4.9千瓦。不载人时测得电动机中的电流为5安，若载人时扶梯的移动速度和不载人时相同，则这台自动扶梯可同时乘载的人数最多为（设人的平均质量为60千克）（）（A）25人；（B）20人；（C）14人；（D）12人。[分析]电动机最大功率为4900W，则每秒钟最多能做功4900J。每秒钟内沿斜面一个人前进0.4m，那么他上升0.2m。因为速度不变，不考虑其他因素，克服一个人的重力所做的功为mgh=120J，说明每多一个人，电动机功率将增加120W，除去电动机本身消耗的功率P=380V×5A=1900W以外，剩下4900W-1900W=3000W的功率可以用来载人，故人数n=（3000W）/（120W/人）=25人。[解答]（A）16.在如图所示的电路中，电源的输出电压恒定不变，现将一个灯泡L接在离电源很近的A、B两点时，灯泡L的功率为25瓦，若将灯泡L接在离电源较远的C、D两点时，灯泡L的功率为16瓦。则此时输电导线AC、BD共同消耗的功率为（）（A）1瓦；（B）2瓦；（C）4瓦；（D）9瓦。[分析]灯泡电阻保持不变是重点，设电源电压为U，灯泡直接连在电压不变的电源两端，灯泡电阻可表示为R=U2/25,后来的输电导线AC、BD可等效为一个电阻r,此时灯泡两端的电压为U’可算出U’:U=4:5故R:r=4:1串联电路的原因故消耗的电功率之比也为4:1,则：输电导线AC、BD共同消耗的功率为4瓦。[解答]（C）17．两个完全相同的