内容正文:
奥林匹克竞赛全真试题
第三十一届全国初中应用物理知识竞赛
初赛
学匀笔记
一、本题共10小题,每小题2分,共20分.以下各小题给出的四个选项
中只有一个选项是对的,把对的选项前面的字母填在题后的括号内。
1.“达人秀”中用冬瓜、土豆做成吹奏乐器,用它们吹奏出来的声音可能
具有的相同特征是(
A.音色音调
B.音色响度
C.音调响度
D.音色音调与响度
2.小轩很喜爱爸爸新买的数码照相机,在旅途中拍下了火车内桌面上塑
料杯瞬间的不同状态,如图1的甲、乙、丙,则下列关于火车运动状态的推断
可能正确的是(
六产产
图1
A.甲图中火车在加速运动,乙图中火车突然向左加速,丙图中火车突然
向左域速
B.甲图中火车在匀速运动,乙图中火车突然向右加速,丙图中火车突然
向左加速
C.甲图中火车在匀速运动,乙图中火车突然向左加速,丙图中火车突然
向右加速
D.甲图中火车在匀速运动,乙图中火车突然向左加速,丙图中火车突然
向右减速
3.如图2所示,一根轻杆长为L=√2R,两端固定A、B两球,mA:mg=
√3:1,放置在半径为R的光滑半球形碗中,在图示位置平衡,A球与球心连
线和竖直方向的夹角为0,碗固定在长木板上,长木板可绕O点转动,现对长
木板的另一端施加外力F,使其逆时针缓慢转动,在A,B两球均未脱离碗的
过程中,A球与球心连线和竖直方向的夹角0的变更状况是().
图2
A.渐渐变小
B.渐渐变大C.先变大后变小D.保持不变
4.如图3电路,a、b、c分别表示电流表或电压表,电表都是正向的,则下
列各组电表示数中可能实现的是().
190
图3
A.a的示数为1A,b的示数为2V,c的示数为0.5A
B.a的示数为2V,b的示数为1A,c的示数为0.5A
C.a的示数为0.5A,b的示数为1A,c的示数为2V
D.a的示数为2V,b的示数为0.5A,c的示数为1A
5.因为地震,造成了许多堰塞湖,假设有一块立方体石块堵住了水的去
路,设水的密度为p,石块的质量为m,石块的左右侧面为正方形,边长为a,
宽度为b,石块与地面足够粗糙,不会滑动,水若能推倒石块,则石块的宽度b
应当满意的条件是().
图4
A.b<ea
9m
B.
2m
C.<
3m
D.
6.荷兰人华伦海特引入了华氏温度.规定水凝固时的温度为32华氏度,
标准大气压下水沸腾的温度为212华氏度,中间分为180等份,每等份代表1
华氏度.今年1月份上海出现了近几年罕见的低温,最低温度接近一10摄氏
度,换算成华氏温度为().
A.14度
B.16度
C.18度
D.20度
7.如图5所示,一束粒子沿水平方向飞过小磁针的下方,
此时小磁针的N极向纸内偏转,这一束粒子也许是(
N
A.向右飞行的正离子束
B.向左飞行的负离子束
C.向右飞行的电子束
D.向左飞行的电子束
图5
8.野山鼠擅长打洞,假设山鼠打洞时受到的阻力∫与洞的深度L成正
比,即f=L(k为比例常数),则野山鼠从洞深d打到洞深d,时,需要克服阻
力做的功为()」
A.k(好-d)
B(d:-d
2
2
C.k(di+d
D.4
2
2
9.如图6所示,粗细均匀的玻璃管A和B由一橡皮管连接,一
定质量的空气被水银柱封闭在A管内,初始时两管水银面同样高,
B管上方与大气相通.若固定A管,将B管沿竖直方向缓慢上移一
小段距离H,A管内的水银面相应升高h,则以下判断对的是
().
图6
A.h=H
B.h<H/2
C.h=H/2
D.H/2<h<H
10.一厚度为d的薄金属盘悬吊在空中,其上表面受太阳直射,空气的温
度保持300K不变,通过一段时间,金属盘上表面和下表面的温度分别保持
191)
初中物理奥林匹克竞赛全真试题
为325K和320K,假设单位时间内金属盘每个表面散失到空气中的能量与
此表面和空气的温度差以及此表面的面积成正比:单位时间内金属盘上、下
表面之间传递的热量与金属盘的厚度成反比,与两表面之间的温度差和表面
面积成正比,忽略金属盘侧面与空气之间的热传递.那么,在金属盘的厚度变
为2而其他条件不变的情况下,金属盘上、下表面温度稳定之后,金属盘上
表面的温度将变为().
A.323K
B.324K
C.326K
D.327K
11.如图7所示,实验室内有条宽度d=12cm的跑道.假设有一连串半
径r=5cm的机器人在跑道上沿一直线鱼贯驶过,速度均为v=2cm/s,相邻
机器人中心之间的距离为a=26cm.某智能机器人(不考虑大小)用最小的速
度沿一直线匀速安全穿越此跑道(不与任何机器人相撞)的时间为().
图7
A.6s
B.12s
C.14.4s
D.16.9s
12.在如图8所示的电路中,无论电路中的电阻如何变化,设定流人电路
的总电流I始终保持恒定,当变阻器R。的滑动触头向上滑动时,电压表V、电
△U
流表A的示数变化量分别为△U,△1,则为(
图8
A.R,
B.R2
C.R+R2
D.R2-R
二、填空题
1交通运输中用“客运效率”来反映交通工具的某项效能,即客运效率=
人数×路程/消耗能量.一个人骑电动自行车,消耗100万焦耳的能量可行驶
30km,一辆载有4人的一般轿车,消耗32000万焦耳的能量可行驶100km,
则电动自行车与这辆轿车的客运效率之比是
.有一种自动充电式电
动车,前轮装有发电机,发电机与蓄电池连接.当骑车者用力蹬车或车自行滑
行时,自行车就可以连通发电机向蓄电池充电,转化成电能储存起来.某人骑
车以500J的初动能在粗糙的水平路面上滑行,若关闭自动充电装置,让车自
由滑行,其动能随位移变更关系如图9中线①所示;若启动自动充电装置,其
动能随位移变更关系如图9线②所示,则向蓄电池所充电能是
J
E/J升
500
①
250
②
0
6
10x/m
图9
2.由于眼睛有视觉暂留,因此会造成一些奇妙现象.例如,在如图10所
示的黑色圆盘中有一白色窄条OA,圆盘绕垂直于盘面的中心轴以频率f。=
30Hz顺时针旋转,用频率f=150Hz的频闪光去照耀,在盘上能看到
192
全国联赛卷
根稳定的白色窄条.喜爱视察昆虫的小华发觉了类似的奇妙现象,
傍晚看到蜜蜂的翅膀在频闪灯的照耀下,好像在缓慢地振动,自上而下一
次约为2s,已知频闪灯的频率为50H2,则蜜蜂的翅膀振动的颜率为
Hz(已知这种蜜蜂的振动频率的范围是450~480Hz).
图10
3.两个同样的开口容器用两根同样的管子连通且装满水,两管各用阀门
关闭(如图11所示).两容器里水温保持恒定,左边的容器里水温为4,右边
的容器里水温为,并且6>>4℃.假如阀门K保持关闭状态,打开阀门
K:,则容器里的水将
(选填:从左向右、从右向左、不会)通过阀门
K2:此后打开阀门K,则容器里的水将
(选填:从左向右、从右向左、
不会)通过阀门K
K,E
777777777n77777
图11
4.如图12所示是探讨钢丝伸长形变的试验,在底板一端固定一个滑轮A,
另一端装一立柱B.在靠近滑轮一端处有一个带有小轮C和可绕竖直轴转动的
小平面镜.把钢丝的一端固定在立柱上,另一端在小轮上紧绕一周后跨过滑轮
挂上重物.在平面镜前置一激光器,让光线射向平面镜并反射投影至长木板末
端的光屏上,这样,钢丝受力伸长,带平面镜转动一个小角度,反射光线在屏上
就有一较大位移.为估算出BC间钢丝的伸长量△L,除了测量平面镜上光的反
射点与光屏的距离L,以及反射光线在屏上的位移d,试验中还应测定的物理量
是」
,可得伸长量△L=
(用以上测量量表示),
平面镜
滑轮A
图12
5.如图13所示,六个电阻完全相同,阻值都是R,将电压为U的电源接
在C、D两点之间,则B,C两点间电阻R,的功率为_一·若将电源接在线路
中的A、C两点之间,则(选填“R,”;“R,”;“R”;“R”,“R”;“R”;全部
电阻)中无电流流过。
图13
193)
初中物理奥林匹克竞赛全真试题
808男g■里用0g80ng用用日1■00用用0▣0ag”08用年
三、综合解答题
1.物理探究课上,老师要求同学们用自己绕制的电磁铁控制电灯发光。
(a)
(b)
图14
(1)根据图14(a)电路,说明在开关S闭合后甲、乙两灯的连接方式和发
光情况。
(2)在电路图14(b)中用笔线代替导线连线,闭合开关S后使甲、乙两灯
交替发光,并说明理由,
2.在一次演练活动中,要求学生完成下列任务:给8名学生提供若干个
塑料瓶,足够的绳子,搭建小船渡河.8名学生的平均体重为60kg,每个塑料
瓶的质量为36g,体积为1.5×10'cm2,长度为30cm,假设河水密度为1×
102kg/m3.请分析、说明为完成任务,给予8名学生300个塑料瓶的合理性.
3.请阅读以下信息,然后回答问题.
(1)相对论认为质量和能量的关系是E=mc2,其中m为物体的质量,c
为光速,当物体静止时,其静质量为m。,则物体此时的能量为E。=m。·c2,我
们称之为物体的静能。
(2)相对论同时认为物体运动时,其质量与速度有关,当物体以速度口运
动时,其运动质量m与速度的关系为m=
mo
(3)中微子是一种m。<m的物质,科学家在观测一颗距地球17万光年
的超新星爆发时,捕获了两种能量分别为I0MeV(兆电子伏特)和40MeV
(1MeV=1.6×10-”J)的中微子,它们同时产生于超新星爆发瞬间,到达地
球的时间差约2s.
由以上信息估算中微子静质量的大小.[提示:当x<1,有(1十x)=1十nx]
4.如图15是一种热交换器.这种热交换器由上下两个矩形管道构成,
管道之间夹有一层由特殊材料制成的导热板(图中深色部分),该热交换器
与外界无热交换.当温度不同的两种流体分别沿图示箭头方向从上、下管
道流过时,流体通过导热板进行热交换,在管道中的流体温度只沿长度!方
向变化,而导热板各处的上下两表面始终保持相同的温差.已知:矩形管道
长、宽、高分别为l,b、h,导热板单位面积的导热功率为P=k△T(其中,k为
与导热板材料、厚度有关的系数,△T为板上下两面温差),不考虑板的热胀
冷缩.
(1)当有两种密度均为P、比热容均为c的冷、热流体,分别以速度口从冷
流体人口和热流体入口(图中未丽出)进人上下管道,并分别从冷流体出口
(图中未面出)和热流体出口流出,热流体与冷流体在进入管道时的温
差为△T,求冷、热流体流出后的温差△Tr;
194
全国联赛卷
(2)若k与导热板厚度成反比,则当导热板厚度增大为原来的2倍时,采
取怎样的措施可以保证冷,热流体流出后的温差△T:保持不变?
(3)试举出一个生产、生活中应用到此类热交换器的装置或设备。
导燃板
冷流体入口
热流体出口
图15
复
说明:
本试卷中常数g取10N/kg,水的比热容4.2X10J/(kg·℃),冰的比热容
2.1×10J/(kg·℃),冰的密度0.9X10kg/m,冰的熔化热为3.33X103J/kg
1.小方同学在研究水的沸腾现象时,发现了三个现象:
(1)他在玻璃瓶中倒入半瓶水,加盖后加热至水沸腾,随后停止加热.立
即在瓶盖上放置冰块,发现水重新沸腾。
(2)油炸食品时,油锅中滴入水滴会发生爆裂声,并把热油溅起,
(3)在沸水中滴人油滴却没有类似的现象
解释产生这三个现象的原因,
2.2016年2月11日“激光干涉引力波天文台”(LIG0)宣布于2015年9
月14日成功探测到两个黑洞合并所造成的引力波信号,标志着人类历史上
首次成功探测到引力波,因此三位参与构思与设计LIG0的科学家荣获2017
年的诺贝尔物理学奖,引力波是物质运动或者物质体系质量分布发生变化
时,以光速向外传播的时空涟漪.根据以上信息,回答下列问题:
(1)成功探测到引力波,验证了()
A.电磁理论
B.广义相对论
C.狭义相对论
D.量子理论
(2)2015年9月14日探测到的引力波,是由距地球13亿光年处的两个
黑洞合并形成.合并前两个黑洞的质量分别为36Ms和29M5,合并后形成的
新黑洞质量为62M5,黑洞合并后减少的质量转化为能量向空间传播.若不计
能量损失,求在地球上每平方米面积上接收到由黑洞合并产生的能量。
已知:质能方程E=mc2(c为真空光速),太阳质量M5=2X10°kg,1光
年即光在一年中走过的距离,真空光速c=3×10m/s.
3.如图1所示是航天限制中心的大屏幕上的一幅卫星运行轨迹图,它记
录了卫星在地球表面垂直投影的位置变更;图中表示在一段时间内卫星绕地
球中心圆周飞行四圈,依次飞经亚洲和太平洋地区的四次轨迹①,②、③、④,
图中分别标出了各地点的经纬度(如:在轨迹①通过赤道时的经度为西经
157.5°,绕行一圈后轨迹②再次经过赤道时的经度为180°),设地球的半径为
R=6400km,卫星离地面的高度为343km.
(1)卫星运行的周期是多少?
(2)请用纬度表示卫星上摄像设备能拍摄到的地表范围.
195
初中物理奥林匹克竞赛全真试题
42.4N
42.4°S
东经135
157.5180
157.5西经
图1
4.科学家利用光与微粒(100mm左右)发生相互作用的特性,独创了一
种用激光来操纵微粒的工具一光镊子.其原理是:当一束会聚的激光束从
光疏媒质进入光密媒质时发生折射[如图2(1)所示],光束的会聚程度将减
弱,光束在界面受到向下的力:当一束会聚的激光束从光密媒质进人光疏媒
质时发生折射[如图2(2)所示],光束的会聚程度将增加,光束在界面受到向
上的力.
光疏媒质
光密媒质
光密媒质
光疏媒质
图2(1)
图2(2)
图2(3)
图2(4)
(1)现有一束向某点会聚的激光束射向折射率大于四周介质的小球,试
分析图2(3)所示状况下,小球受到激光束的总作用力方向.
(2)用光镊子捕获和移动水中的玻璃小球特别便利.图2(4)是利用光镊
子把水中玻璃小球排成“人”字形或“口”字形的照片.实验时,将混有直径为
2.5m的玻璃小球的水溶液滴在载玻片上,然后利用光镊子将玻璃小球提离
载玻片,并在水中移动.设光镊子的捕获力与激光的功率成正比.已知玻璃小
球的密度p=2.0×103kg/m2,激光的最大功率为P=30mW,球体的体积
V=4
πr.实验发觉当激光功率为P=16mW时,恰好能将玻璃小球提离载
玻片,求该光镊子能产生的最大捕获力
5.如图3所示是给某一保温水箱注水的水龙头,K,是冷水管的阀门,K:
是热水管的阀门.灌满水箱所需时间由水的压强(由水泵产生)以及水流经水
管以及阀门所受阻力确定.阻力与压强的传递无关,假设在灌满水箱时间内
我们所探讨的系统中压强和阻力不变.现就以下状况进行记录:
冷水
热水
图3
完全打开冷水管的阀门K,关闭热水管的阀门K2,在时间4=8min内
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全国联赛卷
灌满水箱:若完全打开热水管的阀门K·关闭冷水管的侧门K,则在时间
t=12mn内灌满水箱.试求:若将冷,热水管问门完全打开,侧灌满水箱需要
多少时间?
6.1721年,荷兰人华伦海特引入华氏温度.他把一定浓度的盐水凝周时
的温度定为零华氏度,把纯水凝周时的温度定为32华氏度,把标准大气压下
水沸腾的温度定为212华氏度,中间分为180等份,每一等份代表1华氏度.
用符号F表示华氏温度.依据上述文字,回答以下问题:
(1)请写出华氏温度F与摄氏温度1的转换式,
(2)求相同体积零华氏度的冰与90摄氏度的水泥合后的温度.不计的个
过程的能量损失
7.在大力提倡“节能减排”的今犬,油电混合动力汽作作为一种新能源汽
车应运而生.某品牌A型的油电混合动力汽车使用一台汽油发动机和两台电
动机(分别简称为ISG和TM)共同作为动力源,如图4(a).·一般1SG电动机
总与汽油发动机共同启用和关闭
汽油发动机
ISG电动机
驱动轮
驱动轮
动力电池
TM电动机转轮
变速箱减速轮
TM电动机园
图(a)
图4(b)
tf/N
3600
3300
3000
2700
2400
2100
1800
1500
1200
900
600
300
05101520253035404550556065v/(m·s
图4(c)
该汽车相关的参数如下表:
表1
项目
参数值
整车质量(kg)
1699
汽油发动机最大功率/转速(kW/rpm)
80/6000
电动机峰值功率(kW)
23(ISG)+44(TM)
电动机峰值扭矩(Nm)
147(ISG)+317(TM)
动力电池容盘(kW·h)
11,8
综合工况纯电续航里程(km)
60
综合工况纯油驱动百公里油耗(L)
7.9
(1)请分别计算该型汽车“纯电驱动”和“纯油驱动”的百公里能耗,
并说明能耗不同的主要原因.(汽油的密度ρ=0.7×103kg/m',汽油的
197)
初中物理奥林匹克竞赛全真试题
热值g=4.6X10Jkg)
(2)通常情况该型汽车启动时仅TM电动机工作,但当急加速时,电动机
扭矩不足以提供汽车加速所需的动力时,汽油发动机将和1SG电动机共同参
与票动,这种工作模式叫作并联驱动模式.电机工作时产生的扭矩(又称转
矩,等于力和力臂的乘积)可以通过复杂的传动系统传递到“驱动车轮”产生
驱动汽车的动力,这个传动系统可以简化为图4(b):若电动机转轮与变速箱
减速轮转速比为1.912,变速箱减速轮与哪动轮共轴,转速相同,轮胎的直径
为0.52m,能量在传递过程中损耗不计.则该汽车启动时所需哪动力大于多
少时发动机将介入进行并联贸动,
(3)汽车行驶时主要阻力来自空气阳力和车轮的滚动阻力.假设某路面
上该汽车所受滚动阻力为车重的0.02倍.该汽车所受空气阻力与车速的关
系如图4(c)所示,请计算该汽车的最高车速.
198
"
.(Na-Na):(Nm-N)=3:
(1)由电路图可知,假如与c为电减表,期电阻R与
联立以上各式解得
R:被短路,只有电阻R与两电流表组成串联电路,等效电
N=若mg:N-高mgN=元ms
11
路图如图2(甲)所示,两电流表示数相同,故A错误:
(2)由电路图可知,假如b与:是电流校,a是电压友
放ABC三点弹力分别为品完m名mR
则电阻R,与R,并联,然后再与R,串联,电压表a测并联电
路电压,电询表b测干路电流,电泥表©测通过R,的支路
第三十一届全国初中应用物理知识竞赛
电流,等效电路图如图2(乙)所示,电流表b示数大于©的
示数,故B正确,D错误:
五初赛
(3)由电路图可知,与b是电流表,等效电路图如图
2(丙)所示,被短路,电流为零,故C错误:
-、l.C.
故选B.
不同乐器、不同发声体的材料和结构不同,产生的音
色会不同,我们是靠音色来辨别乐器的种类.所以用冬瓜、
土豆做成吹奏乐器,用它们吹奏出来的尚音的音色肯定是
不同的,具有的相同特征可能是音调和响度.故选C
2.C
(乙)
(丙)
甲图中,物体相对于桌面的位置设有发生变化,因此
图2
它们的运动状态是相同的,说明此时火车在匀速运动:乙
5.B.
图中,物体向右倾倒,说明火车突然向左加速(或向右减
如图3,石块与地面足够粗糙,不会滑动:水若能推倒
速),因为火车突然向左加速时,塑料杯的下部由于摩擦也
石块,就是石块沿点0转动,设水对石块的平均压力为
随着加速,而上部由于惯性仍保持原来的运动状态,所以
Fs,则其力特为之a:重力力臂为b,
才会向右倾倒:火车向右减速时的情形也可用类似的方法
说明:丙图中,物体向左倾倒,说明火车突然向左减速(或
向右加速),因为火车突然向左减速时,塑料杯的下部由于
摩振也随着减速,而上部由于惯性仍保持原来的运动状
态,所以才会向左倾倒:火车向右加速时的情形也可用类
似的方法说明.综上所述,甲图中火车在匀速运动,乙图中
图3
火车突然向左加速(或向右减速),丙图中火车突然向左减
水对石块的平均压强:
速(或向右加速),只有选项C符合题意.故选C
3.D.
poRa
细杆的长度为√②R,故球与圆心的连线与细杆的夹角
水对石块的平均压力:
为45°:
Fa-pS-paXapRa
取杆方向为x轴,与杆垂直为y轴,对A受力分析,受
由杠杆平衡条件可知,水要推倒石块:
重力G、拉力F和支持力FM,如图1.
FRX 1
即:gX>ms×0
1
解得:6<
故选B.
6.A
图1
由题中给定的数据可知,1℃为9/5F,所以零下十度
依据共点力平衡条件,有
为32-18=14F
x方向:F+mAgsin(45°-0)=Fcos45
7.C.
y方向:mAgcos(45°-0)=FNM5in45
小磁针的N极向纸内偏转,表明小磁针的N极受力
整理得:F+Agsin(45°-0)=mAgc0s(45°-)
向里,说明通电导体产生的磁场方向向里,说明这束粒子
对B,同理得:F=mogsin(45°-)十ma gcos(45°-0)
形成的电流方向向左,用右手螺旋定则判断:右手紧握导
解得,u5--设器-得-2有
线,弯曲四指所指的方向为磁场的方向。电流的方向与正
电荷定向移动的方向一致(与负电荷定向移动的方向相
故0=45°-arctan(2-√3)
反),故选C
可知该夹角与小球的质量有关,而与碗的位置无关,
8.A
在A,B两球均未脱离碗的过程中,A球与球心连线和竖
阻力在均匀增长,所以平均1力∫=〔d十山,距离
直方向的夹角0保持不变.故选:D
2
4.B
为山,一d,故阻力做功为d,故选A
2
293