全国初中物理竞赛模拟试题（一）-2024-2025学年物理竞赛能力培优精练（八年级上）

( …………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○………… ) ( ※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※ ) ( …………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○………… ) ( …………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○………… ) ( 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ ) ( …………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○………… ) 绝密★启用前 全国初中物理竞赛模拟试题一 考试范围：八年级上册；考试时间：150分钟；满分：150 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第I卷（选择题） 一、单选题（共15分） 1．（本题5分）某地铁内隧道动态广告的制作方法如下：在隧道侧壁与车窗相同高度处，沿运行方向每经过距离d，安装一块大小相同的广告灯箱，如图。灯箱采用频闪方式实现亮、暗交替，且工作时各灯箱亮、暗同步变化（人的视觉暂留时间以0.1s计算），要实现时长10s的广告效果，至少需要安装N块广告灯箱，灯箱安装好后，调节灯箱发光频率f（每秒发光的次数），控制地铁速度v，为了省电且确保乘客能看到流畅的广告画面，下列数值和关系式中正确的是（　　） A．N=50  v=5df B．N=100  v=0.1df C．N=100  v=df D．N=100  v=5df 2．（本题5分）自己来制作“水瓶琴”，如图所示，在8个相同的水瓶中，灌入质量不同的水，水面的高度不等。可以用两种方法使它发声：(1)拿小棒用相同的力敲击它们，可以发出不同的音调；(2)用嘴依次吹瓶口，也可以发出不同音调的声音。关于这两种方法发出声音的声源，下列说法中正确的是（　　） A．方法(1)中是小棒 B．方法(1)中是瓶中的水 C．方法(2)中是嘴 D．方法(2)中是瓶中的空气柱 3．（本题5分）如图所示是粤北某天天气预报的信息图片，关于图片中信息的解释正确的是（　　） A．雪的形成过程中放出热量 B．雨的形成是汽化现象 C．雨夹雪时气温一定是0℃以下 D．当天夜里的温度最高可达5℃ 二、多选题（共16分） 4．（本题8分）某同学用托盘天平和量筒测量一小石块的密度，如图甲是调节天平时的情形，图乙和图丙分别是测量石块质量和体积时的情形，下列说法正确的是（　　） A．甲图中应将平衡螺母向右调，使横梁平衡 B．乙图中测石块质量时，天平的读数是71.2g C．由丙图量筒的示数测得石块的体积是 D．计算出石块的密度是 5．（本题8分）如图所示，遮光板A与光屏B平行放置且相距为d．在A的中央挖一直径为d1的圆孔，并在孔内嵌入与孔等大的薄透镜L．现有一束平行光束垂直照射遮光板，在光屏上形成了一个直径为d2的圆形光斑，则该透镜的焦距大小可能为（ ） A． B． C． D． 第II卷（非选择题） 三、填空题（共28分） 6．（本题4分）2024年巴黎奥运会中国队获得男子4×100m接力混合泳冠军，甲、乙、丙、丁四位同学深受鼓舞，四人约定在长为50米的泳池内，沿直线进行四种泳姿的训练。甲的游泳速度大小始终为1.5m/s，乙的游泳速度大小始终为1.2m/s，丙的游泳速度大小始终为1m/s，丁的游泳速度大小始终为0.8m/s，四人同时从泳池的同一端出发，共游了40分钟，不考虑在泳池内的转向时间，甲从身后追上乙的次数为 次，乙、丙、丁三人齐头并进的次数为 次（不含出发次）。 7．（本题8分）下大雪时小雨看到护路工人往路面上撒盐，在相同的气温下，撒了盐后的冰雪会很快熔化。他对此进行了探究，先用电冰箱制取了一些冰块，然后平均分成两份放入两只相同的易拉罐中，在其中一只易拉罐中加入适量的食盐，并用筷子搅拌一段时间（如图甲）。 （1）当两罐内有 出现时，用温度计分别测出罐内混合物的温度（如图乙），加入了食盐的罐中混合物的温度为 ，一只罐外壁出现了白霜，而另一只外壁出现的是小水珠，出现白霜的是 （选填“加食盐”或“未加食盐”）的那只易拉罐； （2）对比两罐温度后，小雨认为相同的气温下撒了盐后的冰会熔化的原因是 ；小雨还发现，冰在熔化过程中温度计的示数 ，由此可知，冰属于晶体。 8．（本题4分）医院的氧气瓶内装的氧气密度为5kg/m3，为抢救病人，用去了其中的一半，则瓶内剩余氧气的密度为 kg/m3，病人需要冰块进行物理降温，取540g水凝固成冰后使用，其体积增大了 cm3（）。 9．（本题12分）在“探究凸透镜成像的规律”的实验中： （1）实验台上有一个凸透镜和一个凹透镜，小明将他们同时放在阳光下，看到的现象如图甲所示，则 （选填“左边”或“右边”）的透镜是凸透镜； （2）小明让一束平行于主光轴的平行光线经过凸透镜，移动光屏，某时刻在光屏上找到一个最小、最亮的光斑如图乙所示，凸透镜的焦距为 cm； （3）取下平行光源，保持凸透镜的位置不变，把点燃的蜡烛放在光具座20cm刻度线处，此时应向 移动光屏，才会在光屏上得到一个清晰的倒立、 的实像； （4）当蜡烛移到45cm刻度线的位置时，应该在凸透镜的 （选填“蜡烛”或“光屏”）一侧透过凸透镜观察像； （5）接着，小明用红色的发光二极管按“F”字样镶嵌在白色不透明方格板上代替蜡烛作为光源光源“F”放在35cm刻度线处，其大小如图丙中的A所示，凸透镜固定在光具座50cm刻度线上。调整后，在光屏上得到清晰像，再用遮光罩将凸透镜的上半部分遮住，在光屏上所成的像可能是图丙中的 。 四、科普阅读题（共8分） 10．（本题8分）阅读短文，回答文后的问题； 莱顿弗罗斯特现象 将水滴入温度比沸点略高的热锅中，很快就汽化了。当把锅加热到温度很高时，水滴入锅中后会不停滚动，到处乱跑，这个过程能持续几十秒甚至几分钟，这种现象就是莱顿弗罗斯特现象，也叫莱顿弗罗斯特效应（莱氏效应）。 1732年荷兰物理学家赫尔曼首先发现了莱顿弗罗斯特现象，因德国科学家莱顿弗罗斯特的深入研究而得名。1756年，莱顿弗罗斯特深入研究后发现：当水或其它液体接触炙热物体表面时，接触处的液体急剧汽化，形成一层蒸汽膜，蒸汽托住液滴，使液滴与物体表面分离，蒸汽的溢出会导致液滴的滚动。当物体温度达到莱顿弗罗斯特点（Leidenfrostpoint）时，液体便会产生莱顿弗罗斯特现象，粗略测量水在平底锅中的莱顿弗罗斯特点约为193℃，莱顿弗罗斯特现象也适用于固体。 莱氏效应主要应用于航天科学生活中，厨师热锅时，会向锅里滴几滴水来判断锅是否够热。在传统的过火堆仪式中，表演者先沾湿双脚，光脚快速走过火堆，而不易被烫伤2014年，旨在关注渐冻人症（ALS）的“冰桶挑战”活动风靡全球，但俄罗斯科学家安东·科诺瓦洛夫似乎觉得还不够劲，他把一桶零下196℃的液氮倒在头上，人却安然无恙。（以上危险活动，非专业人士切不可尝试！） （1）发生莱氏效应时，水的沸点 （选填“升高”、“不变”或者“降低”）； （2）挑战者将液氮浇在身上，人却安然无恙，是因为氮蒸气的导热性能比液态氮 （选填“好”或“差”）； （3）下列说法正确的是( ) A．只有液体才能发生莱氏效应 B．锅的温度越高，滴入锅中的水汽化就越快 C．只要锅的温度高于水的沸点就能发生莱氏效应 D．发生莱氏效应时水的汽化速度减缓 （4）下列现象不能用莱顿弗罗斯特现象解释的是( ) A．表演者徒手快速劈开高温铁水 B．冰块放入铁锅中与锅接触的部分很快化开了，而上半部分没有变化 C．湿润的手指快速掐灭蜡烛的火焰，而手指没有烫伤 D．烧红的铁锅打入鸡蛋，晃动铁锅使鸡蛋来回滑动，不用油也能实现不粘锅的效果 五、实验题（共23分） 11．（本题13分）小明用易拉罐自制了一个简易针孔照相机，做小孔成像实验。 （1）如甲图所示，他将易拉罐盖子去除，在底部中心钻个小孔，AB为两端开口的圆形纸筒，用半透明塑料薄膜将A端蒙住，然后将纸筒插入易拉罐观察。为便于观察研究，应将 （A/B）端插入易拉罐，利用它观察窗外景物时，人眼应对着 （薄膜/小孔）进行观察，可观察所成的像。将纸筒向易拉罐内推的过程中，观察到的像将 （变大/不变/变小）； （2）针孔照相机的原理是： ； （3）利用它观察烛焰的成像时，若只将小圆孔改为三角形小孔，可在照相机上看到倒立 （选填“三角形”、“圆形”或“烛焰”）的像。若他在底部扎了两个小孔，则在半透明膜上可以观察到烛焰的像有 （选填“一”或“两”）个； （4）小明同学如果采用LED灯研究像的性质，下列形状的LED光源最合适的是 ； A．C形        B．T形       C．X形       D．P形 （5）小孔所成的像是上下 （正立/倒立），左右 （正立/倒立）的 （实/ 虚）像； （6）晴天的正午时分，走在扬州三湾公园的树林里，小明看到阳光透过树叶的缝隙在地上留下许多大小不同的圆形光斑，圆形光斑大小不一原因是 ； （7）小明同学又制作了挖空的硬纸板，如乙图所示，大小正方形孔的边长分别约2mm和5cm，他将纸板抓在手中对着太阳，调节纸板观察地面上的光斑，下面四幅图中光斑的大小形状符合实际的是 ，小明在实验中发现有时光斑呈椭圆形，则原因可能是： 。 12．（本题10分）如图所示，有5支相同材料、相同厚度的玻璃量筒（如图所示）。各量筒内装有水，小红猜想气柱发声的音调可能与：①气柱的长短有关；②气柱的横截面积有关；③水柱的长度有关。于是她在实验室找来了测量声音频率的仪表，用同样大小的力在量筒口上吹气，并记录声音的频率，如右表： 量筒 a b c d e 频率/Hz 400 352 274 274 （1）量筒a气柱振动100次，需要 秒，音调最高的是量筒 （填字母代号）； （2）若探究猜想①，应选量筒 ，本实验所用到的探究方法是 ； （3）若选择的是量筒b、c，则探究的猜想是 （选填“②”或“③”）； （4）若选择的是量筒 ，小红用同样大小的力在它们口上吹气，所发出的声音音调 （选填“相同”或“不同”），从而得出结论：气柱发声的音调与水柱的长度 （选填“有关”或“无关”）。 （5）如果用同样大小的力敲击c和d使它们发声， 所发出的声音音调较高。 （6）在量筒e口上吹气，所发出声音的频率可能是 Hz（选填“380”“300”或“240”）。 六、计算题（共40分） 13．（本题20分）如图所示，两个完全相同的圆柱形容器A与B，它们的底面积为，高8cm，放在水平桌面上。已知A容器装有5.2cm深的水，B容器装有2.8cm深的盐水，盐水质量为340g。现将一块体积为的铁块浸没在B容器的盐水中，B容器中有盐水溢出，将溢出的盐水完全收集后倒入A容器，再将一块总质量为240g的夹杂有小石块的不规则冰块完全浸没于A中，此时冰未熔化，A容器液面恰好与杯口相平。经过很长一段时间，冰块熔化，石块沉底，相比于冰熔化前水面下降0.1cm。（不考虑盐水与水混合后体积的变化，，ρ冰=0.9g/cm3）求： （1）A容器中水的质量为多少g？ （2）该“冰包石”的平均密度为多少？ （3）现将B中剩余盐水倒入A中，整个过程中液体不能溢出，则A中新溶液密度最大为多少？ 14．（本题20分）遵守交通法规是每一个市民应该具备的最基本的道德素养，违反交通法规的行为会对人身安全带来重大威胁。如图所示为某东西大道机动车及非机动车的道路示意图。已知机动车车道宽L＝3m，甲、乙两辆汽车分别在慢车道和快车道上向东匀速行驶，v甲＝54km/h，v乙＝72km/h。甲、乙两辆车的尺寸均为：长L1＝5m，宽D＝2m，当甲、乙两车沿东西方向上相距s1＝5m时，在甲车前方慢车道与非机动车道交界处，与甲车相距s2（s2＝15m）处，突然有一人骑自行车丙以恒定速度匀速横穿马路，自行车丙长L2＝1.5m（不考虑自行车宽度）。设两车均在车道中间位置行驶，不考虑汽车和自行车车速和方向变化，以及制动（刹车）情况。求： (1)甲车匀速行驶20s经过的路程； (2)若自行车的车尾刚好被甲车车头撞到，则自行车的速度是多少； (3)自行车不与甲乙两车相撞的速度范围。 七、综合题（共20分） 15．（本题20分）蜻蜓点水是指雌蜻蜓将卵直接产入水中。如图所示，是小华观察到的蜻蜓贴着水面沿着直线飞行，连续三次“点水”后水面振动的波纹图片（每次点水只形成一个波纹，时间忽略不计），由图片可知： (1)蜻蜓飞行的方向沿着y轴向 ；其平均速度 （选填“大于”、“小于”、“等于”）水波扩散的速度。 (2)小华测得蜻蜓由第一次点水到第三次点水历时2s，则蜻蜓飞行的平均速度为 m/s。 (3)若蜻蜓点水的图片如乙图，蜻蜓每隔1s点一次水，则蜻蜓的飞行方向、速度及水波速度又为___________。 A．向左、3m/s、2m/s B．向右、3m/s、1m/s C．向左、2.5m/s、1m/s D．向右、2.5m/s、1.5m/s 第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页 第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页 学科网（北京）股份有限公司 $$ ( …………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○………… ) ( ※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※ ) ( …………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○………… ) ( …………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○………… ) ( 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ ) ( …………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○………… ) 绝密★启用前 全国初中物理竞赛模拟试题一 考试范围：八年级上册；考试时间：150分钟；满分：150 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第I卷（选择题） 一、单选题（共15分） 1．（本题5分）某地铁内隧道动态广告的制作方法如下：在隧道侧壁与车窗相同高度处，沿运行方向每经过距离d，安装一块大小相同的广告灯箱，如图。灯箱采用频闪方式实现亮、暗交替，且工作时各灯箱亮、暗同步变化（人的视觉暂留时间以0.1s计算），要实现时长10s的广告效果，至少需要安装N块广告灯箱，灯箱安装好后，调节灯箱发光频率f（每秒发光的次数），控制地铁速度v，为了省电且确保乘客能看到流畅的广告画面，下列数值和关系式中正确的是（　　） A．N=50  v=5df B．N=100  v=0.1df C．N=100  v=df D．N=100  v=5df 【答案】C 【知识点】计算物体运动的速度 【详解】因为人的视觉暂留时间以0.1s计算，故要实现时长10s的广告效果，至少需要安装广告灯箱的块数      灯箱安装好后，调节灯箱发光频率f（每秒发光的次数），控制地铁速度v，由于工作时各灯箱亮、暗同步变化，第1次看到灯箱亮，保证在下一次恰好也是灯箱亮，且时间间隔必须等于小于0.1s，为了省电且确保乘客能看到流畅的广告画面，时间间隔应为0.1s，则频率最低为      此时地铁速度      故ABD错误，C正确。 故选C。 2．（本题5分）自己来制作“水瓶琴”，如图所示，在8个相同的水瓶中，灌入质量不同的水，水面的高度不等。可以用两种方法使它发声：(1)拿小棒用相同的力敲击它们，可以发出不同的音调；(2)用嘴依次吹瓶口，也可以发出不同音调的声音。关于这两种方法发出声音的声源，下列说法中正确的是（　　） A．方法(1)中是小棒 B．方法(1)中是瓶中的水 C．方法(2)中是嘴 D．方法(2)中是瓶中的空气柱 【答案】D 【知识点】声源和介质 【详解】AB．拿小棒敲击瓶子时，振动的物体是瓶子和水，瓶中盛水越多，瓶子和水的质量越大，越难振动，音调越低，声源是瓶子和水。故AB错误； CD．当用嘴依次吹瓶口，振动的物体是空气柱，瓶中盛水越多，空气柱越短，越容易振动，频率越快，音调越高，声源是瓶中的空气柱。故C错误，D正确。 故选D。 3．（本题5分）如图所示是粤北某天天气预报的信息图片，关于图片中信息的解释正确的是（　　） A．雪的形成过程中放出热量 B．雨的形成是汽化现象 C．雨夹雪时气温一定是0℃以下 D．当天夜里的温度最高可达5℃ 【答案】A 【知识点】熔化的概念及现象、生活中的升、凝华现象、液化的概念和现象 【详解】A．雪是云层中的水蒸气凝华或小水珠凝固形成的冰晶，形成的过程中会放出热量。故A正确； B．雨是云层中的小冰晶熔化或水蒸气液化形成的。故B错误； C．因为冰是晶体，在凝固过程中，处于固液共存态。当气温等于0℃时，雨是液态的水，向外放出热量也会形成固态的冰晶（雪）。故C错误； D．由图可知，当天的最高气温为5℃，但因夜晚温度普遍低于白天，故夜晚温度不可能达到5℃。故D错误； 故选A。 二、多选题（共16分） 4．（本题8分）某同学用托盘天平和量筒测量一小石块的密度，如图甲是调节天平时的情形，图乙和图丙分别是测量石块质量和体积时的情形，下列说法正确的是（　　） A．甲图中应将平衡螺母向右调，使横梁平衡 B．乙图中测石块质量时，天平的读数是71.2g C．由丙图量筒的示数测得石块的体积是 D．计算出石块的密度是 【答案】AD 【知识点】托盘天平的构造、密度公式的简单应用 【详解】A．由图甲知，指针左偏，应将平衡螺母向右调使横梁平衡，故A正确； BC．由图乙知，标尺的分度值为0.2g，石块的质量 由图丙知，水的体积为60mL，水和石块的总体积为80mL，则石块的体积 故BC错误； D．石块的密度 故D正确。 故选AD。 5．（本题8分）如图所示，遮光板A与光屏B平行放置且相距为d．在A的中央挖一直径为d1的圆孔，并在孔内嵌入与孔等大的薄透镜L．现有一束平行光束垂直照射遮光板，在光屏上形成了一个直径为d2的圆形光斑，则该透镜的焦距大小可能为（ ） A． B． C． D． 【答案】ACD 【知识点】透镜的应用 【详解】试题分析：设薄透镜的焦距为f，当薄透镜为凹透镜时，根据相似三角形的知识可知，关系式成立，即透镜焦距的大小为f=，C是正确的； 当薄透镜为凸透镜时，且透镜的焦点在光屏B的左侧时，根据相似三角形的知识可知，关系式成立，即透镜焦距的大小为f=，A是正确的； 当薄透镜为凸透镜时，且透镜的焦点在光屏B的右侧时，根据相似三角形的知识可知，关系式成立，即透镜焦距的大小为f=，D是正确的； 故该题选ACD． 考点：透镜对光线的作用． 第II卷（非选择题） 三、填空题（共28分） 6．（本题4分）2024年巴黎奥运会中国队获得男子4×100m接力混合泳冠军，甲、乙、丙、丁四位同学深受鼓舞，四人约定在长为50米的泳池内，沿直线进行四种泳姿的训练。甲的游泳速度大小始终为1.5m/s，乙的游泳速度大小始终为1.2m/s，丙的游泳速度大小始终为1m/s，丁的游泳速度大小始终为0.8m/s，四人同时从泳池的同一端出发，共游了40分钟，不考虑在泳池内的转向时间，甲从身后追上乙的次数为 次，乙、丙、丁三人齐头并进的次数为 次（不含出发次）。 【答案】 7 4 【知识点】运用推导公式求解路程和时间、快速追慢速、相遇次数判断 【详解】[1]由可得，甲游泳的距离 s甲＝v甲t＝1.5m/s×40×60s＝3600m 乙游泳的距离 s乙＝v乙t＝1.2m/s×40×60s＝2880m 取乙为参照物，则乙一直没动，乙一直在出发点，甲此时每次的相遇就是从背后追上，则甲相对于乙游动的距离 Δs＝s甲﹣s乙＝3600m﹣2880m＝720m 又知道长为50米的泳池，则每次甲回到起点，就是所谓的从背后追上乙，则从身后追上乙的次数为 取7次。 [2]乙速度比丙快 1.2m/s-1.0m/s=0.2m/s 乙追上丙要比丙多行 也就需要 丙速度比丁快 1.0m/s-0.8m/s=0.2m/s 同理，丙追上丁也需要500s，所以每500s三人齐头并进；他们游了 乙、丙、丁三人齐头并进的次数 取4次。 7．（本题8分）下大雪时小雨看到护路工人往路面上撒盐，在相同的气温下，撒了盐后的冰雪会很快熔化。他对此进行了探究，先用电冰箱制取了一些冰块，然后平均分成两份放入两只相同的易拉罐中，在其中一只易拉罐中加入适量的食盐，并用筷子搅拌一段时间（如图甲）。 （1）当两罐内有 出现时，用温度计分别测出罐内混合物的温度（如图乙），加入了食盐的罐中混合物的温度为 ，一只罐外壁出现了白霜，而另一只外壁出现的是小水珠，出现白霜的是 （选填“加食盐”或“未加食盐”）的那只易拉罐； （2）对比两罐温度后，小雨认为相同的气温下撒了盐后的冰会熔化的原因是 ；小雨还发现，冰在熔化过程中温度计的示数 ，由此可知，冰属于晶体。 【答案】 液态水 -7℃ 加食盐 熔点降低 保持不变 【知识点】熔点和凝固点、生活中的升、凝华现象 【详解】（1）[1][2][3]由题意知，为了探究冰雪熔化的快慢，因此从冰箱里取出一些冰块，分别放入甲乙两个相同的易拉罐中，并在乙罐中相入适量的盐，用筷子搅拌一段时间，当两罐内有液态水出现，成为冰水混合物时测量温度。由图2中乙图可知温度计的分度值是1℃，温度计的示数分别是0℃和-7℃，水的熔点是0℃，因此加食盐的水熔点为较低的-7℃；甲未加食盐的混合物的温度为0℃，0℃时水能以液态存在，罐外壁出现的液态小水珠，是空气中的水蒸气遇冷液化而成的；而加食盐的混合物的温度低于0℃，此温度下水只能以气态或固态存在，罐外壁出现的固态白霜，是空气中的水蒸气遇冷凝华而成的，因此出现白霜的是加食盐的那个罐。 （2）[4][5]对比两罐温度后可知，冰盐混合物的熔点低于冰的熔点，所以相同的气温下撒了盐后的冰会熔化。晶体在熔化过程中，持续吸热，温度保持不变，因此冰在熔化过程中温度计的示数保持不变，说明冰属于晶体。 8．（本题4分）医院的氧气瓶内装的氧气密度为5kg/m3，为抢救病人，用去了其中的一半，则瓶内剩余氧气的密度为 kg/m3，病人需要冰块进行物理降温，取540g水凝固成冰后使用，其体积增大了 cm3（）。 【答案】 2.5 60 【知识点】密度的概念、定义式及单位、密度公式的简单应用 【详解】[1]为抢救病人，用去了其中的一半，即氧气的质量是原来的一半，而氧气在使用过程中，氧气瓶内装的氧气的体积不变，根据密度公式可知，瓶内剩余氧气的密度也是原来的一半，即瓶内剩余氧气的密度为2.5kg/m3。 [2]由可知，540g水的体积 水凝固成冰后，质量不变，所以冰的质量 冰的密度 由可知，冰的体积 所以，体积增大了 9．（本题12分）在“探究凸透镜成像的规律”的实验中： （1）实验台上有一个凸透镜和一个凹透镜，小明将他们同时放在阳光下，看到的现象如图甲所示，则 （选填“左边”或“右边”）的透镜是凸透镜； （2）小明让一束平行于主光轴的平行光线经过凸透镜，移动光屏，某时刻在光屏上找到一个最小、最亮的光斑如图乙所示，凸透镜的焦距为 cm； （3）取下平行光源，保持凸透镜的位置不变，把点燃的蜡烛放在光具座20cm刻度线处，此时应向 移动光屏，才会在光屏上得到一个清晰的倒立、 的实像； （4）当蜡烛移到45cm刻度线的位置时，应该在凸透镜的 （选填“蜡烛”或“光屏”）一侧透过凸透镜观察像； （5）接着，小明用红色的发光二极管按“F”字样镶嵌在白色不透明方格板上代替蜡烛作为光源光源“F”放在35cm刻度线处，其大小如图丙中的A所示，凸透镜固定在光具座50cm刻度线上。调整后，在光屏上得到清晰像，再用遮光罩将凸透镜的上半部分遮住，在光屏上所成的像可能是图丙中的 。 【答案】 右边 10.0 右 缩小 光屏 D 【知识点】凸透镜成实像时像距随物距的变化规律 【详解】（1）[1]光线通过右边的透镜后，会聚成一个较亮的光斑，说明这个透镜对光起会聚作用，是凸透镜。 （2）[2]与凸透镜主光轴平行的光经凸透镜后会聚在一点，此点凸透镜的焦点，焦点到透镜中心的距离为焦距，此凸透镜的焦距为 （3）[3][4]蜡烛放在光具座20.0cm刻度线处，此时物距大于二倍焦距，蜡烛经凸透镜在光屏上会成一个倒立、缩小的实像，此时像距应在一倍焦距到二倍焦距之间，故应将光屏向右移动，才能收集到这个像。 （4）[5]将蜡烛移到45.0cm刻度线的位置时，此时物距为5.0cm小于一倍焦距，不成实像，但在物体同侧成一个正立、放大的虚像，故应该在放置凸透镜的光屏一侧透过凸透镜才能观察到虚像。 （5）[6]物体有无数点组成，物体上任一点射向凸透镜有无数条光线，经凸透镜折射后，有无数条折射光线会聚成该点的像，故当遮住凸透镜的一部分时，还有另外的部分光线，经凸透镜折射会聚成完整无缺的像；光源“F”放在35cm刻度线处，则物距 即物距 故选D。 四、科普阅读题（共8分） 10．（本题8分）阅读短文，回答文后的问题； 莱顿弗罗斯特现象 将水滴入温度比沸点略高的热锅中，很快就汽化了。当把锅加热到温度很高时，水滴入锅中后会不停滚动，到处乱跑，这个过程能持续几十秒甚至几分钟，这种现象就是莱顿弗罗斯特现象，也叫莱顿弗罗斯特效应（莱氏效应）。 1732年荷兰物理学家赫尔曼首先发现了莱顿弗罗斯特现象，因德国科学家莱顿弗罗斯特的深入研究而得名。1756年，莱顿弗罗斯特深入研究后发现：当水或其它液体接触炙热物体表面时，接触处的液体急剧汽化，形成一层蒸汽膜，蒸汽托住液滴，使液滴与物体表面分离，蒸汽的溢出会导致液滴的滚动。当物体温度达到莱顿弗罗斯特点（Leidenfrostpoint）时，液体便会产生莱顿弗罗斯特现象，粗略测量水在平底锅中的莱顿弗罗斯特点约为193℃，莱顿弗罗斯特现象也适用于固体。 莱氏效应主要应用于航天科学生活中，厨师热锅时，会向锅里滴几滴水来判断锅是否够热。在传统的过火堆仪式中，表演者先沾湿双脚，光脚快速走过火堆，而不易被烫伤2014年，旨在关注渐冻人症（ALS）的“冰桶挑战”活动风靡全球，但俄罗斯科学家安东·科诺瓦洛夫似乎觉得还不够劲，他把一桶零下196℃的液氮倒在头上，人却安然无恙。（以上危险活动，非专业人士切不可尝试！） （1）发生莱氏效应时，水的沸点 （选填“升高”、“不变”或者“降低”）； （2）挑战者将液氮浇在身上，人却安然无恙，是因为氮蒸气的导热性能比液态氮 （选填“好”或“差”）； （3）下列说法正确的是( ) A．只有液体才能发生莱氏效应 B．锅的温度越高，滴入锅中的水汽化就越快 C．只要锅的温度高于水的沸点就能发生莱氏效应 D．发生莱氏效应时水的汽化速度减缓 （4）下列现象不能用莱顿弗罗斯特现象解释的是( ) A．表演者徒手快速劈开高温铁水 B．冰块放入铁锅中与锅接触的部分很快化开了，而上半部分没有变化 C．湿润的手指快速掐灭蜡烛的火焰，而手指没有烫伤 D．烧红的铁锅打入鸡蛋，晃动铁锅使鸡蛋来回滑动，不用油也能实现不粘锅的效果 【答案】 不变 差 D B 【知识点】沸腾的条件、沸点、汽化的概念和现象 【详解】（1）[1]由于水的沸点跟大气压有关，发生莱氏效应时大气压并没有发生变化，所以水的沸点不变。 （2）[2]发生莱氏效应时，水滴和高温物体表面之间形成一层蒸汽膜，所以挑战者将液氮浇在身上，液氮和人体表面之间形成一层氮蒸气膜，人安然无恙，说明氮蒸气的导热性能比液态氮的导热性能差。 （3）[3]A．由题意可知，莱顿弗罗斯特现象也适用于固体，故A错误； B．由于莱顿弗罗斯特现象，锅加热到温度很高时，水滴能持续几十秒甚至几分钟，故B错误； C．当物体温度达到莱顿弗罗斯特点时，液体便会产生莱顿弗罗斯特现象，粗略测量水在平底锅中的莱顿弗罗斯特点约为193摄氏度，并不是锅的温度高于水的沸点就能发生莱氏效应，故C错误； D．发生莱氏效应时，水滴和高温物体表面之间形成一层蒸汽膜，使水汽化的更慢，故D正确。 故选D。 （4）[4]A．表演者徒手快速劈开高温铁水时，手表面的水急剧汽化，在手和铁水之间形成一层蒸汽膜，从而保护手指，可以用莱顿弗罗斯特效应解释，故A不符合题意； B．冰块放入铁锅中，冰块与锅接触的部分很快化开了，而上半部分却没有变化，是因为冰块与锅接触的部分吸热较快，熔化较快，不属于莱顿弗罗斯特效应，故B符合题意； C．湿润的手指快速掐灭蜡烛的火焰，手指表面的水急剧汽化，在手和火焰之间形成一层蒸汽膜，从而保护手指，可以用莱顿弗罗斯特效应解释，故C不符合题意； D．烧红的普通铁锅打入鸡蛋，鸡蛋中的水分急剧汽化，在鸡蛋和铁锅之间形成一层蒸汽膜，从而保护鸡蛋，可以用莱顿弗罗斯特效应解释，故D不符合题意。 故选B。 五、实验题（共23分） 11．（本题13分）小明用易拉罐自制了一个简易针孔照相机，做小孔成像实验。 （1）如甲图所示，他将易拉罐盖子去除，在底部中心钻个小孔，AB为两端开口的圆形纸筒，用半透明塑料薄膜将A端蒙住，然后将纸筒插入易拉罐观察。为便于观察研究，应将 （A/B）端插入易拉罐，利用它观察窗外景物时，人眼应对着 （薄膜/小孔）进行观察，可观察所成的像。将纸筒向易拉罐内推的过程中，观察到的像将 （变大/不变/变小）； （2）针孔照相机的原理是： ； （3）利用它观察烛焰的成像时，若只将小圆孔改为三角形小孔，可在照相机上看到倒立 （选填“三角形”、“圆形”或“烛焰”）的像。若他在底部扎了两个小孔，则在半透明膜上可以观察到烛焰的像有 （选填“一”或“两”）个； （4）小明同学如果采用LED灯研究像的性质，下列形状的LED光源最合适的是 ； A．C形        B．T形       C．X形       D．P形 （5）小孔所成的像是上下 （正立/倒立），左右 （正立/倒立）的 （实/ 虚）像； （6）晴天的正午时分，走在扬州三湾公园的树林里，小明看到阳光透过树叶的缝隙在地上留下许多大小不同的圆形光斑，圆形光斑大小不一原因是 ； （7）小明同学又制作了挖空的硬纸板，如乙图所示，大小正方形孔的边长分别约2mm和5cm，他将纸板抓在手中对着太阳，调节纸板观察地面上的光斑，下面四幅图中光斑的大小形状符合实际的是 ，小明在实验中发现有时光斑呈椭圆形，则原因可能是： 。 【答案】 A 薄膜 变小 光的直线传播 烛焰 两 D 倒立 倒立 实 树叶的缝隙到地面的距离不等 C 阳光与地面不垂直 【知识点】小孔成像 【详解】（1）[1][2][3]半透明塑料薄膜相当于光屏，为了成的像更清晰，便于观察，应将半透明膜的另一端插入易拉罐，即A端插入易拉罐；利用它观察窗外景物时，孔对着窗外，膜对着眼睛进行观察；小孔成像的大小取决于像到小孔的距离，像离小孔越近时成像越小，所以将纸筒向易拉罐内推的过程中，观察到的像将变小。 （2）[4]针孔照相机属于小孔成像现象，原理是光的直线传播。 （3）[5][6]小孔所成的像的形状只跟物体形状有关，与孔的形状无关，故只将小圆孔改为三角形小孔，可在照相机上看到倒立的烛焰的像；小孔成像是光通过小孔在光屏上形成的光斑，若在底部扎了两个小孔，每个孔都能形成一个光斑，则在半透明膜上可以观察到烛焰的像有两个。 （4）[7]物体上部发出（或反射）的光沿直线传播经过小孔后射到光屏的下部，物体下部发出（或反射）的光沿直线传播经过小孔后射到光屏的上部，因此小孔成像中成的是倒立的实像，为了便于观察，实验时探应该让发光体本身上下左右是不同的，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。 （5）[8][9][10]由光的直线传播特点可知，小孔成像成的是倒立的实像，倒立是上下左右都倒立。 （6）[11]小孔所成的像与物体到小孔和光屏到小孔的距离有关，因树叶的缝隙到地面的距离不等，相当于小孔到光屏的距离不等，故小明看到阳光透过树叶的缝隙在地上留下许多大小不同的圆形光斑。 （7）[12][13]太阳光通过2mm的小孔时成太阳倒立缩小的实像，太阳光通过5cm的大孔由于光的直线传播，形成与孔形状相同的光斑，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。当阳光与地面垂直时，形成圆形光斑，当阳光与地面不垂直时，形成椭圆形光斑。 12．（本题10分）如图所示，有5支相同材料、相同厚度的玻璃量筒（如图所示）。各量筒内装有水，小红猜想气柱发声的音调可能与：①气柱的长短有关；②气柱的横截面积有关；③水柱的长度有关。于是她在实验室找来了测量声音频率的仪表，用同样大小的力在量筒口上吹气，并记录声音的频率，如右表： 量筒 a b c d e 频率/Hz 400 352 274 274 （1）量筒a气柱振动100次，需要 秒，音调最高的是量筒 （填字母代号）； （2）若探究猜想①，应选量筒 ，本实验所用到的探究方法是 ； （3）若选择的是量筒b、c，则探究的猜想是 （选填“②”或“③”）； （4）若选择的是量筒 ，小红用同样大小的力在它们口上吹气，所发出的声音音调 （选填“相同”或“不同”），从而得出结论：气柱发声的音调与水柱的长度 （选填“有关”或“无关”）。 （5）如果用同样大小的力敲击c和d使它们发声， 所发出的声音音调较高。 （6）在量筒e口上吹气，所发出声音的频率可能是 Hz（选填“380”“300”或“240”）。 【答案】 0.25 a ab 控制变量法 ② cd 相同 无关 c 300 【知识点】探究影响音调高低的因素 【详解】（1）[1]量筒a振动100次需要的时间为 [2]发声体振动频率越高，所发声音的音调越高，故a的音调最高。 （2）[3][4]若探究猜想①，所选量筒应该是：横截面积相同，但水面上方气柱长度不同。故应选择a、b。在探究多个因素影响一个结果的问题时，每次只改变一个因素进行实验，这是控制变量法。 （3）[5]这两个量筒水柱长度、气柱长度均相同，只是横截面积不同，这是探究猜想②。 （4）[6][7][8]探究音调与水柱长度的关系，两个量筒的横截面积应相同，水面上方气柱长度应相同，应该选择c、d。实验发现所发声音的频率相同，说明所发声音的音调相同，即音调与水柱长度无关。 （5）[9]量筒c质量小，振动时频率高，音调高。 （6）[10]与d比，气柱的横截面积小，其音调应该高于d；与b比，气柱的横截面积大，其音调应该低于b。即其音调介于274Hz~352Hz之间，故选300Hz。 六、计算题（共40分） 13．（本题20分）如图所示，两个完全相同的圆柱形容器A与B，它们的底面积为，高8cm，放在水平桌面上。已知A容器装有5.2cm深的水，B容器装有2.8cm深的盐水，盐水质量为340g。现将一块体积为的铁块浸没在B容器的盐水中，B容器中有盐水溢出，将溢出的盐水完全收集后倒入A容器，再将一块总质量为240g的夹杂有小石块的不规则冰块完全浸没于A中，此时冰未熔化，A容器液面恰好与杯口相平。经过很长一段时间，冰块熔化，石块沉底，相比于冰熔化前水面下降0.1cm。（不考虑盐水与水混合后体积的变化，，ρ冰=0.9g/cm3）求： （1）A容器中水的质量为多少g？ （2）该“冰包石”的平均密度为多少？ （3）现将B中剩余盐水倒入A中，整个过程中液体不能溢出，则A中新溶液密度最大为多少？ 【答案】（1）520g；（2）；（3） 【知识点】密度公式的简单应用、计算混合物质的密度 【详解】解：（1）A中水的体积是 A容器中水的质量为 （2）两容器的容积是 B中盐水的体积是 将铁块放入B容器的盐水中，溢出的盐水体积是 冰包石的体积为 该“冰包石”的平均密度为 （3）由题意可知，冰包石上的冰熔化后体积的减小量是 在保证不溢出的前提下，将A中加满盐水时A中新溶液的密度最大，两次共向A中倒入盐水的体积是 结合盐水的总体积可知，两次共倒出的盐水为盐水总量的一半，盐水总质量是340g，故两次共倒入A中盐水的质量是170g； 冰包石上的冰熔化成水后的质量不变，则 解得 则冰熔化成的水体积是，熔化成的水质量是90g；冰包石中石头的体积是 A中新溶液的总质量为 A中新溶液的总体积是 A中新溶液密度最大为 答：（1）A容器中水的质量为520g； （2）该“冰包石”的平均密度为； （3）A中新溶液密度最大为。 14．（本题20分）遵守交通法规是每一个市民应该具备的最基本的道德素养，违反交通法规的行为会对人身安全带来重大威胁。如图所示为某东西大道机动车及非机动车的道路示意图。已知机动车车道宽L＝3m，甲、乙两辆汽车分别在慢车道和快车道上向东匀速行驶，v甲＝54km/h，v乙＝72km/h。甲、乙两辆车的尺寸均为：长L1＝5m，宽D＝2m，当甲、乙两车沿东西方向上相距s1＝5m时，在甲车前方慢车道与非机动车道交界处，与甲车相距s2（s2＝15m）处，突然有一人骑自行车丙以恒定速度匀速横穿马路，自行车丙长L2＝1.5m（不考虑自行车宽度）。设两车均在车道中间位置行驶，不考虑汽车和自行车车速和方向变化，以及制动（刹车）情况。求： (1)甲车匀速行驶20s经过的路程； (2)若自行车的车尾刚好被甲车车头撞到，则自行车的速度是多少； (3)自行车不与甲乙两车相撞的速度范围。 【答案】(1)300m (2)4m/s (3)v＜0.375m/s或v＞5.6m/s 【知识点】计算物体运动的速度、运用推导公式求解路程和时间 【详解】（1）甲车的速度为 v甲＝54km/h＝15m/s甲车匀速行驶20s经过的路程为 s甲＝v甲t1＝15m/s×20s＝300m （2）驾车到达自行车处的时间为 甲车车头左侧到右侧车道边缘的距离为 此时自行车行驶的路程为 s自＝s3＋L2＝2.5m＋1.5m＝4m 所以自行车的速度为 （3）当自行车车头与甲车车位右侧刚好相撞时，甲车行驶的时间为 自行车的路程为 自行车的速度为 当自行车的车尾与乙车的车头左侧刚好相撞时，乙车行驶的路程为为 s乙＝s1＋L1＋s2＝5m＋5m＋15m＝25m 时间为 自行车的路程为 自行车的速度为 故自行车不与甲乙两车相撞的速度范围为v＜0.375m/s或v＞5.6m/s。 七、综合题（共20分） 15．（本题20分）蜻蜓点水是指雌蜻蜓将卵直接产入水中。如图所示，是小华观察到的蜻蜓贴着水面沿着直线飞行，连续三次“点水”后水面振动的波纹图片（每次点水只形成一个波纹，时间忽略不计），由图片可知： (1)蜻蜓飞行的方向沿着y轴向 ；其平均速度 （选填“大于”、“小于”、“等于”）水波扩散的速度。 (2)小华测得蜻蜓由第一次点水到第三次点水历时2s，则蜻蜓飞行的平均速度为 m/s。 (3)若蜻蜓点水的图片如乙图，蜻蜓每隔1s点一次水，则蜻蜓的飞行方向、速度及水波速度又为___________。 A．向左、3m/s、2m/s B．向右、3m/s、1m/s C．向左、2.5m/s、1m/s D．向右、2.5m/s、1.5m/s 【答案】(1) 负方向 等于 (2)4.5 (3)D 【知识点】计算物体运动的速度 【详解】（1）[1]因为三个水波的圆心都在y轴上，而且沿y轴负方向水波半径越来越小，所以蜻蜓应沿y轴负方向飞行。 [2]根据三个水波内切，即蜻蜓点水时先点水的水波恰好传到后点水的位置，所以蜻蜓的飞行速度等于水波的传播速度。 （2）由图可知蜻蜓三次点水的坐标依次是（0，10m）、（0，3m）、（0，1m），蜻蜓由第一次点水到第三次点水飞行的路程 时间为2s，故飞行的平均速度 （3）ABCD．根据如图所示，蜻蜓连续三次点水过程中激起的波纹，若圆圈越小，则时间越短，所以飞行方向则为从大圆到小圆，因为蜻蜓连续三次点水后，小圆在右边，所以蜻蜓向右飞行，蜻蜓第一次点水的位置在x轴的0处，第三次点水的位置是5m处，所以蜻蜓从第一次点水到第三次点水的路程，因此蜻蜓的飞行速度 由图可知，3次波的传播速度相同，第一次波与第二次波的时间间隔为1s，传播半径差为 则水波的传播速度，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页 第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页 学科网（北京）股份有限公司 $$