2023年第十届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题一、某同学在木板上安装如图所示的三只灯泡，已知灯泡L1和L3的电阻分别为R1=10欧，R3=25欧．连好电路后要测电源电压时，发现连接电压表的导线长度不够，于是他用电压表接在A、C两点时发现读数为1
5伏，接在B、D两点时读数为20伏．则此时电源电压为多少伏(有不能整除的地方保存一位小数)二、网球拍的拍面有若干条经线和纬线，它们组成了一个个正方形的小格．假如光源安装在天花板，球拍在光源的正下方，要使经线和纬线在地面的影呈如下所列的几种形状，应当用什么样的光源，如何放置球拍
1．影为正方形格子，边长放大到约为本来的2倍．
2．影为矩形(不是正方形)．
3．影为若干条平行的直线．
4．无论如何放置球拍，都看不清经线和纬线的影．三、为了保护环境，治理水土流失，学校的环保小组测定了山洪冲刷地面时洪水中的平均含沙量(即每立方米的洪水中所含泥沙的质量)．治理环境之前，他们共采集了38立方分米的水样，称得其总质量为38．7公斤，已知干燥的泥沙的密度ρ泥=2．4×103公斤／米3，试求洪水中的平均含沙量是多少(保存一位小数)
四、一种家用灭蚊器中的电热元件是用钛酸钡材料制成的，它具有控温功能．图2中给出了这种电热元件的电阻随温度变化的曲线．请你根据这条曲线分析，灭蚊器稳定工作时发热元件处在哪个温度区间，环境温度在哪个区间时这种灭蚊器可以正常使用．五、1996年清华大学和香港大学的学生合作研制了一辆太阳能汽车．车上电池的太阳能接受板的面积是8m2，它正对太阳时电池可以产生120V的电压，并对车上电动机提供10A的电流．电动机的直流电阻为4Ω，而太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1．0×103W／m2．求：
1．该车的太阳能电池的效率是多少电动机把电能转化为机械能的效率是多少
2．若太阳辐射的总功率为3．9×1．026
W，且太阳光在穿过太空及地球大气层到达地面的途中有28％的能量损耗，还知道半径为R的球面面积为S=4πR2．请根据这些资料计算太阳到地球的距离．
六、有一种五角棱镜事实上是一个玻璃棱柱，几个平面都通过精密磨光，是一种常用的光学器件，图a是它的横截面图．图中∠A=∠B=∠C=∠D=112．5°，∠E=90°，AB和CD两个平面外侧镀银．
1．如图(a)所示，一束光线PQ垂直射入AE平面，画出它射入棱镜后直至射出的途径，标出在每一个镀银界面上的入射角．
2．如图(b)所示，一束平行光以45°的入射角射向平面镜
M．假如用一个箭头形小纸片“→”挡光，请在磨砂玻璃R上以箭头标出纸片的影．设光源、小纸片的方向和磨砂玻璃的位置都不变(图3c)，用上述五角棱镜代替平面镜，假如也要在磨砂玻璃上得到小纸片的影，应当如何放置这个棱镜在图c中作出五角棱镜位置的示意图并以箭头标出磨砂玻璃上的影．
3．如图(d)是一种单镜头反光相机的示意图，镜头L的焦距f满足关系式f kg20℃的水吸取4．2×103J的热量后，它的也许温度是多少在下列4个答案中选出对的答案的序号并说明选择该答案的理由． A．80℃ B．100℃ C．120℃二、(8分)小浩制作了一个弹簧秤，如图所示，弹簧一共20匝．经检查，该弹簧秤在测量范围内(0～5 N)示数是准确的．该弹簧不仅“伸长的长度跟所受的拉力成正比”，并且弹簧受拉力伸长时，各匝伸长的长度都相等． 有一次不慎把弹簧靠近O端的一小部分挤压变形，小浩把变形的3匝剪去，并把弹簧上端重新固定在O点，然后把指针C适当向下移，使它在弹簧秤竖直放置时指针C仍然指在“O”刻线处． (1)写出这个新改制的弹簧秤受到的拉力F与它的示数F测的关系式并说明理由． (2)用这个新改制的弹簧秤称量一个重物，它的示数为4．0N，该物实重是多少？三(10分)(1)如图甲、乙、丙三人要合扛一个重物．物重600N，三人肩头所能承受的最大压力均为200 N．现有两根同样长的硬棒及必要的绳子(硬棒及绳的自重不计)，请你设计出一种方法，使三人肩头承受的压力都不超过最大压力．画出示意图表达你设计的扛重物的方法（2)如图，小明推一辆满载重物的独轮车，手握在车把A处(图中未画人)， 碰到一个较高的台阶，他自己推不上去，小华赶紧跑来帮忙．小华选择了一种最省力且效果最佳的施力方法，请画出小华所施力F的示意图．四、(20分)教学中常用的投影仪的结构如图4所示，在水平放置的凸透镜的正上方有一与水平成45°角的平面镜，右边竖直放一屏幕．物体的光线经凸透镜和平面镜后，可在屏上成一清楚的像．如图是这一装置的示意图，A"B"是物AB的像．图中BO1＝30 cm，O1O2=20cm，O2O3＝90cm． (1)对凸透镜而言，物距和像距各是多少？ (2)在图中画出物AB的成像光路图． (3)若将凸透镜向上移动一点，像将向何方移动 (4)说明螺纹透镜的作用．五、(1 6分)如图(甲)所示为一个电磁继电器的示意图，a、b是它的两个端点；B是衔铁，D是安在一块金属板上的触点，B和D都安在一个弹性片C上，C的左端固定，c和c’、d和d’分别是安在绝缘板上的金属触点，当线圈A不通电时，D上的触点与c及c’接触．把c和c’连接起来，因此c、c’称为常闭触点；而d及d’此时是断开的，称为常开触点．当线圈A通电时，衔铁B被吸下，c和c’断开而d和d’被连接起来． 现在运用这个电磁继电器控制带动水泵的电动机工作，使水泵往水箱中抽水．在水箱中竖直立一根绝缘棒，在棒上分别安有P、Q、R三个电极，如图(乙)所示．现在希望控制水箱内的水位总在Q、R之间，即水位降到Q处，电动机启动，开始抽水，水位达成R处，电动机自动关机，停止抽水(水是导电的)．图(丙)和图(丁)分别是控制电路和电动机的供电电路，图中R0是与电磁继电器线圈并联的一个电阻，它的阻值很小，当R0接入电路后，电磁继电器的线圈相称于被短路．(丙)、(丁)两图中标有1～6的6个接线柱是与电磁继电器的线圈或触点相连的．(1)写出这6个接线柱分别与电磁继电器的何处连接．(2)开始水箱内没有水，试说明闭合开关S后，水箱内的水位为什么能保持在Q、R之间六、(1 8分)课外活动小组的同学设计制作了一个电热孵卵器，他们用两根额定电压和额定功率都相同的电热丝作热源，再连入一个电阻R0，使这台孵卵器即使断了一根电热丝，单丝工作产生热量的效果仍然与双丝工作时产生的热量效果完全相同．若电源两端的电压为U，两丝的额定电压均为UL、额定功率均为PL． (1)画出孵卵器的电路图．(2)R0的阻值是多大 (3)R0在单丝工作与双丝工作状态下消耗功率之比是多少七、(2 0分)小刚家的一个水龙头拧不紧，水一滴一滴不断地滴落到地上．小刚发现，在耳朵听到前一滴水滴在地上的声音的同时，看到下滴水刚好开始下落(如图)．他为了测算水滴下落的平均速度和一天来浪费的水量，找来了秒表和卷尺．一方面量出水龙头口离地面的高度^，再用秒表计时． 计时的方法是：当听到某一水滴滴在地上的声音的同时，启动秒表开始计时，并数“1”，以后每听到一声水滴声，依次数“2、3”，一直数到“n”时，按下秒表停止计时，读出秒表的示数为t． (1)写出用上述测量量表达水滴在空中运动的平均速度v的表达式．(2)小刚测得h=1 m，当数到n=20时秒表的示数t=8．7 s，则水滴下落的平均速度v是多少 (3)若每滴水质量是O．2 5 g，则一昼夜要浪费多少水 (4)小刚为了进一步找出水滴下落的平均速度v和下落高度h的关系，又做了以下实验：找来一块挡板，让水滴落在挡板上．改变挡板和水龙头口之间的距离h，并仔细调节水龙头的快慢，使得耳朵听到前一滴水滴在挡板上的声音的同时，下一滴水刚好开始下落．计时方法仍和上面同样．他从实验中又获得了如下表所示的6组数据(连同上面的一组共有7组数据)．请你帮助小刚继续完毕以下的工作：①把这些数据分别标示在(甲)(乙)两个坐标系中，并作出相应的图象．其中(甲)的纵坐标是水滴在空中运动的平均速度v,(乙)的纵坐标是水滴在空中运动的平均速度的平方，即v2，它们的横坐标都是高度h．②根据图象写出v与h的函数关系．(5)考虑到声音传播的速度远小于光的传播速度这一因素，上面测出的水滴的平均速度会有一定的误差，测量值与真实值相比，是偏大还是偏小为什么2023年第十二届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题一、（10分）有—支缝衣用的钢针，与磁铁接触后磁化，试说出二种简朴实用的方法，判断它的南北极。 二、（12分）洗浴用的电热水器的电功率是1.2 kW，热水器内筒的直径是30cm，高是50cm。假如加热过程中的热量散失率为10％， 则把水从20 ℃加热到70 四、（14分）已知空气的密度为1.29 kg / m3，估算人体在空气中受到的浮力。 五、（14分）某机床上使用的一台直流电动机，标有“36V，24W”的字样。用多用电表测得电机的电阻为2 Ω。试计算这台电动机在满负荷工作时的效率。 六、（14分）小刚今年15岁，因重感冒输液，针头插在左手背的静脉上。其间他必须下床，这时他发现只有右手把药瓶高高举起时，血液才不会回流到输液管内。试根据这个现象估算，他手上静脉的血压比大气压强大多少。这个差值相称于多少毫米高的水银柱产生的压强（水银的密度是13.6 × 103 m3）？ h 内从甲地调运65 t 钢材到乙地。现仅剩下一艘满载时排水量为80 的货船，船身（涉及船员）质量约17 ，已知甲、乙两地的水路距离为80 km ，船行驶的平均速度为10 km/h（不计水流速度）。 （1）请你设计一个完毕此项任务的可行性方案； （2）通过度析、计算，找出最佳方案。（钢材的密度为7.9×103 kg/m3）二、图1为一种电磁炉的原理示意图。它是运用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁磁材料制成的烹饪锅，在锅体形成无数小的涡流（感应电流）而产生焦耳热。同时，被磁化的铁磁分子因摩擦、碰撞而发热。从而使锅体自身发热达成加热食物的目的。 （1）使用电磁炉加热食物时，不产生明火，无烟尘，无废气，清洁、安全、高效、节能。请写出电磁炉在使用中也许涉及的物理知识（只写名称不写内容，不少于10个可得满分）。 在估测之前要一方面弄清，透过玻璃板的太阳光能量究竟占太阳辐射到玻璃板上能量的百分之几？李明和张华各拿一块实验用的玻璃板，把阳光反射到墙上的同一个地方，他们发现，两块反射光斑重叠处的强度，和太阳光直接射到地上的强度差不多。 （1）透过玻璃板的太阳光能量占太阳辐射到玻璃板上的能量的百分之几？你在得出这个结论时做了什么假设？假设的根据是什么？ （2）请你帮助他们设计实验方案，并写出具体的实验环节。 （3）请你对这个实验方案的可行性做出评价。 四、用电流表和电压表测电流和电压时，通常并不考虑仪表自身电阻对待测电路的影响，而将其视为“抱负仪表”，即认为电流表的内阻为零，电压表的内阻为无限大。事实上，电流表和电压表都有一定电阻值，因而我们可以把电流表当作一个能显示通过自身电流大小的其阻值很小的电阻；可以把电压表当作一个能显示自身两端电压大小的其阻值很大的电阻。所以，把电流表或电压表接入待测电路时，就相称于在待测电路中串联一个电阻，或并联一个电阻。这样，电流表的两端就要有一定的电压，电压表中就要通过一定的电流，因此事实上很难同时精确地测出待测电阻两端的电压和通过待测电阻的电流。 1、现有一个量程为0.6 A ，内电阻为0.13 Ω的电流表，能否用它测量某电路两端的电压？若不能，请说明理由。若能，请说明用它测量的最大电压植。 2、要精确测量一个阻植约8 Ω的电阻RX，实验室提供以下器材。 电流表A1：量程100 mA，内电阻r1 = 4 Ω 电流表A2：量程500 μA，内电阻r2 750 电压表V : 量程10 V, 内电阻r3 10 kΩ 变阻器R0 ：阻值约10 定值电阻R1：阻值约10 电池E：两段电压约1.2 V 开关S、导线若干 （1） 选出你测量时所需的适当器材，并在虚线方框中画出电路图。 （2） 需要测量哪些物理量？根据所测物理量，写出被测电阻Rx的表达式。五、图3甲是使用汽车打捞水下重物的示意图。汽车通过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物，在整个打捞过程中，汽车以恒定的速度V 0.2 m/s 变化的图象。设t 0 时汽车开始提高重物，忽略水的阻力和滑轮的摩擦，g取10 N/kg。求： （1）圆柱形重物的质量； （2）圆柱形重物的密度； （3）打捞前，圆柱形重物上表面所受的水的压力。六、图4为一种电饭煲的工作原理图。下面是王宁同学对电饭煲工作原理的研究，请你也参与共同讨论。 按下、扳起电饭煲的开关，有一种“粘连”“吸引”的感觉，取出饭锅，发现电饭煲的底部有一个凸起物，它可以上下弹动，能被磁铁吸引。王宁同学通过用这个电饭煲做米饭和烧水来研究它的工作情况，请回答他在使用过程中发现的如下问题。 （1）图4中只有两根外接导线，这样的用电器有什么危害？应当如何加以完善？ （2）将三角插头插入电源插座，不用按开关，指示灯就发亮，按下开关后，指示灯亮度不变。此时为什么开关对指示灯的亮度没有影响？ （3）电饭煲工作了15min，会出现大量“白气”，这些“白气”是如何形成的？ （4）电饭煲工作了25min，听见“啪”的一声，指示灯不亮了。以此推测，感温软磁体的磁性也许受什么因素影响？怎么影响？ （5）听到“啪”的一声后又过了10min，指示灯又发光，一会儿指示灯又熄灭了。分析在相同条件下，不同种类金属的热胀冷缩限度是否同样？