全国物理竞赛试题——全国物理竞赛试题及详解

在全国教育的广阔天地中，全国物理竞赛如同一颗璀璨的星辰，引领着无数青年学子探索物理世界的奥秘。这不仅仅是一场知识与技巧的较量，更是对科学精神与创新能力的深度锤炼。提到“全国物理竞赛试题及详解”，我们触及的不仅是试卷上的黑白文字，而是通往科学殿堂的一把钥匙，是无数智慧火花的碰撞与累积。以下，让我们一同深入剖析这些试题，感受物理之美。

一、竞赛试题的精髓所在全国物理竞赛试题，以其深厚的理论基础与前沿的实践应用著称。每一道题，都是对物理定律的精妙诠释，旨在考察学生的理论分析能力与问题解决技巧。试题往往从日常生活中的物理现象入手，逐步深入到复杂的物理模型与高深的理论推导，引导学生从宏观到微观，从表象到本质，全面把握物理学的精髓。试题设计注重创新性与开放性，鼓励学生跳出传统框架，勇于提出新见解、新方法。这不仅是对学生知识掌握程度的考验，更是对其创新思维与批判性思维的培养。

二、详解中的智慧启迪对于每一道竞赛试题，其详解不仅仅是答案的呈现，更是解题思路与方法的梳理。通过分析试题背景、建立物理模型、运用定律公式、进行数学推导，最终得出结论，这一过程不仅展示了物理学的严谨与逻辑之美，更教会学生如何面对复杂问题时，有条不紊地进行分析与解决。详解中往往还包含了对易错点的剖析与常见误区的警示学生避免在解题过程中“踩坑”。这种细致入微的指导，使学生能够在错误中学习，在反思中成长，逐步构建起坚固的物理知识体系。

三、竞赛经历对个人成长的意义参与全国物理竞赛，对于学生而言，是一次宝贵的学习与成长之旅。它不仅提升了学生的物理素养与解题能力，更重要的是，培养了学生面对挑战的勇气、坚持不懈的毅力以及团队合作的精神。在准备竞赛的过程中，学生学会了如何高效学习、如何时间管理，这些能力将伴随他们一生，成为未来学习与工作中不可或缺的软实力。此外，竞赛经历也是学生个人简历中的一抹亮色，为申请国内外顶尖高校、参与科研项目提供了有力的支持。它证明了学生不仅具备扎实的学术基础，更拥有探索未知、勇于创新的科学精神。

四、展望与启示随着科技的不断进步与社会的快速发展，物理学的应用领域日益广泛，全国物理竞赛也在不断更新迭代，以适应时代的需求。未来，竞赛试题将更加注重跨学科融合、注重解决实际问题的能力考察，旨在培养出更多具有创新思维与实践能力的物理人才。对于广大青年学子而言，参与全国物理竞赛，不仅是一次学术上的挑战，更是一次心灵的洗礼。它教会我们，科学探索之路虽长且艰，但只要怀揣热爱、勇于探索，定能在这片浩瀚的物理宇宙中，找到属于自己的光芒。

回望“全国物理竞赛试题及详解”，它不仅是知识的载体，更是梦想的起点。在这里，每一个字符都跳跃着智慧的火花，每一道题目都铺就着通往科学殿堂的阶梯。让我们携手并进，在这条充满挑战与机遇的物理学习之旅上，共同书写属于自己的辉煌篇章。

初中物理竞赛题

2008年第十八届全国初中应用物理知识竞赛试题一、选择题（共10分） 以下各小题给出的四个选项中只有一个是正确的，把正确选项前面的字母填在题后的括号内。1．长途汽车经过长时间行驶后，驾驶员常常会停下车，拿根铁棒敲打车轮，凭借声音可以判断轮胎内的空气是否充足。这主要是因为敲击的轮胎内空气充足时发出声音的（ ）A．响度较大 B．音调较高 C．音调较低 D．响度较小2．检查视力时，要求眼睛与视力表相距5 m。医院里常按图1所示的方式检查视力，让被检查者面对平面镜而坐，身后是视力表。已知人距平面镜2 m，那么视力表离平面镜的距离是（ ） A．5m B．2m C．3m D．4m3．光在同种均匀介质中是沿直线传播的，小红直不明白：在光纤通信中，光信号是怎样经过漫长而又曲折的线路，从一端传到另一端的呢后来通过“探究光纤怎样传输光信号”的活动中，她终于明白了：光信号在光纤中（ ）A．是靠光纤壁不断地反射而向前传播B．就像电流沿弯曲导线那样传播C．就像水流沿弯曲水管流动那样传播D．是靠光纤壁不断地折射而向前传播4．某工厂要制造一种特殊用途的钢罐，要求在钢罐内表面牢牢地压接上一层0．25mm厚的铝膜。技术人员联合攻关提出了以下方案：先把铝膜紧贴到钢罐内表面，排出铝膜与钢罐之间的空气，冉向钢罐内灌满水并插入冷冻管使水结冰，铝膜就可以与钢罐接触牢了。对于使铝膜与钢罐接牢的方法，下列分析中正确的是（ ）A．铝膜与钢罐之间的水把它们冻牢了B．水结冰时放出的热量使铝膜焊接在钢罐表面上了C．大气压的作崩把铝膜压接到钢罐上了D．水结冰膨胀产生的压力把铝膜与钢罐紧紧地压牢在一起了5．图2所示的是高压输电线路，其中高压输电线与变压器之司安装有避雷器，它的作用是防止变压器遭受雷击。关于这种避雷器，下列说法正确的是（ ）B．在任何电压下避雷器都是导体A．避雷器在通常电压下是导体，在遇到雷击的电压时是绝缘体C．在任何电压下避雷器都是绝缘体D．避雷器在遇到雷击的电压叫是导体，在通常电压下是绝缘体二、填空题（共18分）1 ．金秋十月，小琪一家人来到郊区游玩，看到农民过去用来舂米粉的工具(如图3所示)和磨面的工具(如图4所示)。小琪联想学过的简单机械，发现这两件工具其实就是_都是物理知识在生活生产中的应用。2．国庆假期，爱动脑的小明和李志乘坐火车去旅游。并计划在途中观赏车外景色的同时，做次测定火车的活动，事先商定了方案，明确了分工。当他们发现有另一列客车迎面开来时，记录了如下数据：对面客车从他们窗边驶过的时间约为8 s；对面客车共有17节车厢，而日与他们乘坐的车的车厢是相同的；他们所乘坐的车厢内电子显示屏上显示的时速为 108 km ／h。在火车停靠车站时，小明又观察到车厢外表面标有“ 换长2.2” 的字样，并通过询问列车员得知，“换长”就是换算长度的意思，且1个换长＝11m。根据这些信息，他们估算出迎面开来的客车的行驶约为__。3．图5所示的是医院为病人输液时用的吊瓶，瓶中插入两条管子，A管是输液管、B管是空气管。在输液的过程中，如果发现病人的血液沿输液管回流，可将吊瓶适当地升高，血液就会随着药液重新流入患者的血管而不再回流。这是因为当吊瓶升高后，增大了流入患者血管药液的 ，阻止了血液的流出。B管的作用是_。4．图6所示为种环保型手电筒，筒内没有电池。使用时，只要来回摇晃手电筒，使永磁体在手电筒中的两个橡胶垫之间来回运动．灯泡就能发光。而且来回摇晃的越快，灯泡越亮。这种手电筒能发电的依据是_原理，这个原理足英国科学家_发现的。5．1821年，德国物理学家塞贝克发现了一种奇怪的现象：把两根铜丝和一根铁丝与灵敏电流计串联成闭合电路，然后把铜丝和铁丝的一个连接点放在盛有冰水混合物的容器里保持低温：另一个连接点放在火焰上加热。发现灵敏电流计的指针发生丁偏转，这一现象表明这时闭台电路中产生了电流。塞贝克把这种电流叫做“热电流”．把这一电路叫“热电偶电路”。 某研究小组的同学们按如图7所示的电路，模拟塞贝克实验，探究了决定“热电流”大小的因素．通过实验测得了电流的大小与温差关系的一组数据：作者：59.39.181.* 2008-12-10 21:30 回复此发言--------------------------------------------------------------------------------2 2008初中物理竞赛试题两接点间的温差/℃ 0 1 100 200 300 500电路中的电流/10-1A 0.00 0.01 0.64 1.42 2.29 4.17请根据资料数据说明：(1)产生热电流的条件是 ；(2)根据热电流的特点，猜想并写出热电偶电路的一种应用： 。三、简答下列各题（共22分）1．（6分）如图8是一把厨房里常见的多功能剪刀，特别是图中标有l、2、3、4、5序号的部位都具有一定的功能，且每一项功能都与物理知识息息相关。请你写出其中的三项功能，并说明所用到的物理知识。2．据报道：2005年4月20日上午8时38分，由重庆飞往上海的CA4541航班在重庆江北机场起飞后撞上一群鸽子，飞机多处破损．左发动机停止工作，直接经济损失达295万元人民币。所幸机长沉着冷静依靠右发动机单机工作，在空中盘旋59min后成功迫降，机上所有人员安然无恙。小小的鸽子怎能把结实的飞机撞坏昵请你应用学过的知识解释鸽子撞坏飞机的原因。3．图9是李阳把刻度尺直立在玻璃镜面上拍得的一张照片，请根据照片上的信息，估算一下玻璃镜的厚度，并说明估算的依据。4．为什么汽车前灯的玻璃灯罩要用有一些横竖条纹的玻璃（如图10所示）制成。5．我国南方某些地区有用“番薯、酒曲、水”做原料酿造“地瓜酒”的习俗。首先将番薯煮熟，晾到一定的温度后，把“番薯、酒曲、水”按。定比例混合并搅拌均匀，经艘酵40天左右，其间每天搅拌一、二次；最后在“酒料”中分离山“地瓜酒”。图11是从“酒料”中提取“地瓜酒”的装置示意图。小驯同学利用放假期间，在家协助爷爷完成了酿造“地瓜酒”的最后一道工序①在小锅中加入冷水；②取适量消料放入大锅里加热；③在大杯中得到“地瓜酒”：④适时用冷水替换小锅中变热的水；⑤把“渣”取出．重复步骤。请你说叫酿造“地瓜酒”的这最后一道工序中用到了哪些物理知识。四．（13分）图12是一种牲畜饮水用自动装置的示意图。水箱底部有一出水孔，底盖A甲时顶住水箱的出水孔。一旦饮水槽水位下降，浮球C受到的浮力减小，底盖A打开，水就通过出水孔从水箱流入饮水槽。设计水箱的最高水位为60cm。水箱出水孔横截面积是30 cm2。底盖A及竖杆B的总的总质量是400 g，浮球c的质量是600 g，体积是2dm3，g取10N/g。（1）写出此装置应用到的物理知识(至少说出 2条)；(2)通过计算说明，这个自动装置在水箱蓄满水时是否能正常工作：(3)若能正常工作，请分析说明影响此自动装置能否正常工作的因素：若不能正常工作，请提出使该自动装置正常工作的改进方案。五．（13分）如图l 3是一个电热器的工作原理图，电热器内有两个阻值分别为R1=60Ω和R2=120Ω的电热丝；旋转开关内有一块绝缘圆盘，在圆盘的边缘依次有0，1，2，—— 9共10个金属触点；可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，转动开关旋钮可以将相邻的触点连接。如旋钮上的箭头指向图中位置D时，金属滑片将2、3触点接通，同时另一端将7、8触点接通。用这个旋转开关可以实现电热器有多挡位工作的要求。请回答：（1）这个电热器可有几个不同加热挡位并指出每个加热档位旋转开关的箭头指向的位置；（2）将此电热器接人家庭电路中，电热器在正常工作时每个挡位的功率各是多大。六．（12分）2000年8月12日．在巴伦支海参加 军事演习的俄罗斯北方舰队“库尔斯克”号核潜艇（图14）意外沉没，所有舱室都灌满了海水，艇上118名官兵全部遇难。引起了国际社会的普遍关注。 已知“库尔斯克”号核潜艇的质量m=1.4X107kg，海水密度近似取作ρ水=l.0xl03kg／m3．制造潜艇的材料的平均密度取作ρ船=7．0x103kg／m3。g取10N／kg。请回答：（1）核裂变和核聚变是大量获得核能的两种途径，核潜艇中反应堆的核能是通过哪种选径获得的（2）为了精确地探测到潜艇沉没的位置，在潜艇正上方海面向下发出超声波，从发出信号至接收到由潜艇反射旧来的信号经历的时间t= 146 s，如果超声波在海水中的传播v=1450m／s，则潜艇沉没的实际深度h约为多大？（计算结果取整数）（3）有人提出一种打捞“库尔斯克”号的方案，就是在潜艇周围缠满可充气的负载量大的浮力袋，若每只浮力袋的质量为50 kg，充气后的体积V0=10 m3，试估算要将“库尔斯克”号核潜艇打捞起来，至少需用多少只浮力袋？七．（12分）频率为300MHz-300GHz的电磁波，它的波长很短，通常称之为微波。微波能沿直线传播，在遇到金属材料时能发生反射：遇到玻璃、塑料、陶瓷等绝缘材料叫可以穿透；遇到含有水分的蛋白质、脂肪等介质可被吸收，并将微波的电磁能量变为内能。人们熟悉的手机就是利用微波进行通讯的。GSM手机的工作频率般为900 MHz~1800 MHz波段。使用手机通话时，微波会对人体产生一种“加热效应”，微波频率越高，人对其能量吸收率就越尚，危害也就越大。下表提供了某种型号手机的技术参数。请根据这砦技术参数和微波的上述特性解决下列问题。某型号GSM手机的主要技术参数表工作电压 标准配置电池 最长通话时间 最大发射功率 工作频率4.1V 670mAh 300min 2W 900/1800MHz（1）手机的最大工作电流约是多少在300 min的通话时间内．手机的平均功率约为多少？（2）请列举两项减小手机微波辐射危害的措施；（3）某网站刊载了一则“手机煮鸡蛋”的消息：两名实验人员将一个生鸡蛋放置在陶瓷杯子里，在鸡蛋两侧各放置部手机，让听筒与鸡蛋的水平距离保持2 cm左右。用其中一部手机拨通另一 部手机，并保持通话状态。在实验进行到65 min时，实验人员取出鸡蛋，发现已经完全熟透。请判断这则消息的真伪，并简要说明理由。

历届初中物理竞赛复赛试题

第十六届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题

一、(10分)如图l，东湖中学想用离心泵将湖中的水抽到C处的养鱼池中。要求在30 min内至少向养鱼池中输水120 m3，学校领导将以下几个需要解决的问题交给了科技小组。

(1)A，B处各有一个平台，离心泵应放在什么位置，请说明理由。

(2)如果某型号离心式水泵的扬程为15 m，功率为17 kW，

效率为0.6，试通过计算说明这台水泵是否可满足东湖中学的需求

(3)为了节约资金，有人提出全部采购比硬质管便宜、而且与水泵管径相符的软橡皮管配套使用，你认为是否可行，为什么说出你的正确方案。

二．(10分)一个地质勘探小分队，在野外河边休息时发现了一种矿石，他们非常想尽快知道这种矿石的密度大约是多少，但是手中只有皮尺、直木棍和针线包中缝衣服用的针和细线，请你帮助他们利用现场可利用的物品，设计一个测定矿石密度的方案，并推导出计算矿石密度的表达式。

三．(14分)小华同学为了节能和方便家人洗澡，用废弃的汽油桶在房顶上自制了一个简易太阳能热水器，图2是它的安装示意图。在水箱上下安有二根管子，其中一根是进出水管，给热水器上冷水或淋浴时用热水，都是通过进出水管来完成，室内进出水管上安有三个阀门。

若当地的大气压强p0=1.0×105Pa，请回答下列问题：

(1)小华为什么要在热水器上方安装一根与大气相通的管子A

(2)根据阀门I、II、Ⅲ的位置，说明它们的作用是什么如何调节喷头出水的温度

(3)给热水器上冷水时，阀门I、1I、III应当处于何种状态洗澡时，阀门1、II、111应当处于何种状态

(4)如果小华同学住的居民楼层高为3 m，他家的热水器安装在七楼楼顶上，且距楼顶高1 m，那么该地区的水压至少为多大，才能顺利为热水器上水

(5)设热水器水箱容积为100 L，在一般的光照条件下，一满箱12℃的水经白天太阳的加热温度可达到45℃，这相当于多少煤气完全燃烧放出的热量(已知水的比热容为4.2×107J／(kg·℃)，煤气的热值约4.2×107J／kg)

四、(12分)育才中学科技小组设计了一个可以测量电阻值的多量程欧姆表，图3中所示为其中两个量程的测试电路，G为灵敏电流表，其内阻Ro=100 Ω、电流灵敏度(即指针在满刻度时流过灵敏电流表的电流)U=100μA，R为可调电阻，阻值变化范围为0～5 kΩ，Rl和R2为定值电阻，R1=15 Ω，R2=ll kΩ，E为1.5V干电池，S为量程选择开关。测量时把待测电阻两端分别与A、B两端相接。为了能从灵敏电流表上直接读出待测电阻的阻值，需在表盘上重新标注示数。请回答：

(1)在指针满偏处，盘面应标注的示数是多少

(2)当A、B间断开时，指针所指的位置处，盘面应标注的示数是多少

(3)开关分别置于1和2位置时，在表盘正中间位置处应标注的示数各是多少请简要说明理由。

(4)该欧姆表表盘上的刻度是否均匀请从电路原理上说明理由。

五、(12分)有一种被称作PTC的半导体材料，其电阻随温度的变化曲线如图4所示。

(1)请你根据这条曲线分析，PTC材料的电阻值怎样随温度的变化而改变

(2)请说出这种材料的两个可能的应用实例。

(3)以其中的一个应用为例，说明它的正常工作过程和使用条件。

六、(14分)利民电器厂设计了一种具有高、中、低温三挡的家用电火锅，其发热体电阻丝如图5所示。A、B、C为三个接线柱，B是电阻丝中点的接线柱。相信你一定能帮助该厂完成以下工作。

(1)说明各挡位的连接方法(文字表述或画图连接均可)。

(2)如果要求低温发热功率为200 W，那么高温和中温两挡的发热功率分别应是多大

(3)设计一份该火锅的产品铭牌。

七、(14分)现在流行的无线市话俗称“小灵通”，是一种新型的个人无线接入系统，具有语音清晰、发射功率低、待机时间长、功能多、价格合理等特点。它的使用使传统意义上的固定电话不再固定在某个位置，可在无线网络覆盖范围内自由移动使用，随时随地接听、拨打本地和国内、国际电话。

表1是某一型号小灵通的部分资料数据。若这种小灵通在正常使用的情况下，充电一次可使用7天，累计通话时间为1.2 h，通话时耗电功率为平均发射功率的20倍。则：

(1)这部小灵通正常通话时的工作电流大约多大

(2)小灵通开机但不通话时的状态称为待机。这部小灵通的待机电流大约多大

(3)在没有充电器的情况下，可用一个电压略高于3.6V的直流电源为小灵通电池临时应急充电。请你设计一个方案，用图6所示的直流电源给这部小灵通的电池充电，并画出充电的电路图。

表l

尺寸(长×高×宽) 约45 mm×83mm×23.5 mm

质量 约85g

发射功率 约10 mW(平均)

电池 3.6V 580mA·h锂电池

充电器 输入：AC220V 50Hz输出：DC5.2V 320mA

充电器重 约50 g

充电时间 2.5～3.5 h

连续待机时间 48～200 h

八、(14分)现在有些住宅区使用的水表是预付费式的水表，每个用户一表一卡，凭卡用水，卡中数据输入表中，水表自动开阀供水。

所购水用完后自动关阀断水，用户必须重新购水，方能重新用水。图7是某水表厂生产的预付费式的IC卡水表，其主要技术参数如表2所示。请根据表2

中的数据，回答下列问题：

项目 FY-15E热水表 FY-20E热水表 FY-25E热水表

质量 1.4㎏ 1.8㎏ 2.5㎏

长度 165 mm 195 mm 225 mm

口径(DN) 15 mm 20mm 25mm

过载流量 3m3／h 5m3／h 7m3／h

常用流量 1.5m3／h 2.5m3／h 3.5m3／h

分界流量 0.12m3／h 0.2m3／h 0.3m3／h

最小流量 0.03m3／h 0.05m3／h 0.07m3／h

起动流量 ≤0.010m3／h ≤0.012m3／h ≤0.017m3／h

水表性能 B级表

密封性 1.6MPa水压，15min内不泄漏

最小读数 0.0001 m3

最大读数 9999.9999 m3

用户窃水 自动关阀并提示

电源 3.6V、2.4Ah锂电池2节串联

IC卡的保密性 射频卡，一表一卡，不可复制

IC卡使用寿命 使用次数>10万次

报警方式 剩余水量2 m3时报警，用完剩余水后关阀

静态工作电流 0.5mA

开阀或关阀时的工作电流 500mA

常用流量误差 ≤2％

工作温度 温度：0℃一90℃(FY系列)

工作水压 0.1 MPa～0.6MPa

材料 铜

(1)要保证水表正常工作，水平位置相对水塔内的水面高度差的范围应是多少

(g取10 N／kg)

(2)如果水表仅处在静态下，最多能使用多少天才需更换电池水表开阀或关阀时它的电功率是多少

(3)FY-25E型热水表在常用流量状态流出50℃的热水时，需要用多大功率、效率为80％的锅炉来加热原来温度为20℃的水如果连续这样供热水，一昼夜至少需要烧多少煤(煤的热值是3×107J／kg)

(4)FY一15E热水表报警后，在常用流量下用水，大约还能用几小时

(5)FY-20E水表出水口水的最大流速是多少

初三物理竞赛题

第十六届全国初中应用物理知识竞赛试题

一、选择题以下各小题给出的四个选项只有一个是正确的，把正确选项前面的字母填在题后的括号内（每小题3分，共15分）

1．小亮同学从超市买来一个玻璃瓶装的铁皮盖罐头，想把瓶盖打开，可是怎么也拧不动。小亮的哥哥用螺丝刀沿瓶盖的边轻轻撬了几下，一拧就打开了。这主要是因为用螺丝刀撬瓶盖可以〔 〕

A.增大瓶盖直径，减小瓶盖侧壁对瓶的压力

B.减小瓶盖与瓶口的接触面积

C.减小瓶内外气体的压力差

D.由于撬了盖的一边，而增大了盖的另一边的压力

2．高压输电线路的铁塔顶端有一条（或两条）比下面输电线细的金属线（如图1～图2 ),它的作用是〔 〕

A.加强铁塔的稳定性 B传输零线的电流

C.防雷电起到避雷针的作用

D.作为备用线，供输电线断开时应急使用

3．用普通照相机拍照时，要按被照物体距相机镜头的远近进行“调焦”，使用起来不太便捷。有一种“傻瓜”相机，只要把想拍摄的景物全部纳入取景器内，不论远处还是近处的物体，在照片上都比较清晰，从而使拍照的过程变得十分快捷。这种“傻瓜”相机不用“调焦”的奥秘是〔 〕

A.采用了长焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相差不大

B采用了短焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相差不大

C.采用了长焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相同

D采用了短焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相同

4.磁带录音机既可以录音，也可用以放音，其主要部件为运行的磁带和绕有线圈的磁头。录音时，磁带上的磁粉被由声音信号转化而来的电流产生的磁场所磁化，这样便将声音信号转化为磁信号记录在磁带上；放音时，再把磁带上的磁信号通过磁头转化为电信号使扬声器发声。对于录音机录音、放音过程的基本原理，下列各种说法中正确的是〔 〕

A.录音的基本原理是电磁感应，放音的基本原理是电流的磁效应

B.录音的基本原理是电流的磁效应，放音的基本原理是电磁感应

C.录音和放音的基本原理都是电流的磁效应

D.录音和放音的基本原理都是电磁感应

5．王勇同学在宾馆饭店看到一种自动门，当有人靠近时，门会实现自动开闭。王勇同学对此产生了浓厚的兴趣，他很想知道自动门是如何实现自动控制的。为此他反复做了几次试验：当他轻轻地靠近自动门时，门自动打开；当把一个足球滚向自动门时，门自动打开；当把一面底部装有滚珠的无色透明大玻璃板，直立着滑向自动门时，门不打开。王勇同学根据探究试验的结果，对自动门的自控原理提出了以下几种猜想，你认为其中最合理的猜想是〔 〕

A．自动门“听”到来者的声音时，通过声控装置实现自动开闭

B．自动门探测到靠近的物体发射出的红外线，通过光控装置实现自动开闭

C．自动门本身能发射出一种红外线信号，当此种信号被靠近的物体反射时，就会实现自动开闭

D．靠近门的物体通过空气能产生一种压力传给自动门，实现自动开闭

二、填空题（共15分）

1．(3分）如图3所示，小婷乘汽车到姥姥家去度假，汽车在平直公路上行驶。小婷的感觉是：远处的村庄相对于电线杆在向 运动；近处的小树相对于电线杆在向

运动；电线杆周围的景物看起来好像在绕电线杆做 时针转动。

2．(3分）列车上出售的食品常常放在如图4所示的小推车上，若货物均匀摆在车内，当前轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶把，这时手推车可以视为杠杆，支点是 （写出支点位置的字母）；当后轮遇到障碍物A时，售货员向上提扶把，这时支点是 。后一种情况下，手推车可以视为 力杠杆。

3．(3分）在海拔3000m的高原地区，汽车发动机的冷却水容易沸腾，这是因为高原地区 的缘故。常年生活在平原地区的人到达该地区后，由于空气稀薄会产生缺氧反应，为了得到足够的氧气，人会不自觉地进行深呼吸，这时肺的容积与在平原上相比要扩张得更 （选填“大”或“小”）一些。

4．(3分）汽车上的机械式里程表是用安装在轮上的一组计数齿轮来实现计数的，而这些计数齿轮又通过特定的传动装置被车轮的转动所驱动。同时车轮的转动还通过特定的传动装置，传递给由电磁感应原理制成的传感器，传感器再将反映车轮转动情况的电信号显示在表上，从而指示此时的车速。当轮胎用久了有明显的磨损后，就会使所计里程和指示的时速产生误差。若里程表记录里程为12000km.则汽车实际行驶的里程将 （填“大于”、“小于”或“等于”）示数：若此车从北京驶往上海，以表上指示的时速为依据，对整个行程所估算的行驶时间将 （选填“大于”、“小于”或“等于”）实际行驶时间。

5．(3分）2005年春节晚会上，一群聋哑青年用精美绝伦的舞蹈“千手观音”给人以美的享受，善的启迪。

（1)如图5所示，观众看不见领舞者邰丽华身后站着的其他舞蹈者，这是因为光是 传播的。

(2）在观看演出的过程中，我们虽然没有看到乐队却也能分辨出是何种乐器在发声，这主要是因为不同乐器所发声音的 是不同的。

（3）电视观众看到莲花座上的千手观音身披绚丽霞光，这些光是由 、 、 三原色依不同的比例混合而成的。

三、简答下列各题（共22分）

1．(4分）火箭点火发射时，若高温火焰向下喷射到发射台上，发射台就会被烧毁。为了保护发射台，在它的底部建造了一个大水池，从而巧妙地解决了这个技术问题。

（1)火箭发射时，底部喷出的庞大的白色气团（图6)是由什么组成的？它是怎样形成的？

(2)分析“大水池”对发射台起到保护作用的道理。

2．(4分）在高压输电线路中常可看到如图7所示的一些绝缘子。请说明为什么悬挂高压输电线的绝缘子的表面要涂光亮的瓷釉，而且做成一节一节的？

3．(4分）小志家买了一种点缀节日用的小彩灯，他发现当其中一个小彩灯的灯丝烧断了以后，其余的小彩灯还能继续发光。于是小志对小彩灯之间的连接关系产生了兴趣，为此他请教了科技人员，得到以下信息。

他用的小彩灯规格是“2.5 V, 0.25 A”,通过串联一定数量的小彩灯，使单个小彩灯两端所加的电压比它的额定电压稍低，每个小彩灯都能基本正常发光。

小彩灯的构造如图8所示，在灯丝导电支架上除了有灯丝和起固定作用的小玻璃珠以外，还绕有约4圈细金属丝。灯丝电阻冷时约为2.5Ω,热时约为15。

细金属丝的电阻为1Ω，正常（低压）情况下，由于支架表面有一层氧化铜的缘故，它与灯丝支架是不导通的，没有电流流过。若加上较高的电压（如220 V）时氧化层可被击穿，细金属丝与灯丝支架导通。

根据介绍的资料，请你说明为什么一个小彩灯的灯丝烧毁后，其他的小彩灯还能继续发光。

4. (4分）向阳中学广播室想借助于双刀双掷开关控制南北两教学楼的喇叭：开关掷向A端时南面的三只喇叭接通，掷向B端时南北六只喇叭全部接通。请你用笔画线代替导线按上述要求完成图9中的电路图。

5.（6分）长期以来，实心粘土砖一直是我国主要的建筑材料。由于粘土砖在生产过程中存在着诸多弊端，国家有关部门提出了减少粘土砖使用率、倡导新型材料的要求。如图10所示的空心水泥砖就是新型建筑材料的一种。请你从节能与环保等方面分析，使用空心水泥砖比使用实心粘土砖有哪些好处。〔至少写出三条）

四、(6分）李明同学家要买一个烧水用的水壶，超市里有两种容积相同但品种不同的铝质水壶可供选购，一种是放在液化气灶上用的，另一种是壶内装有电热器的，如图11所示。李明想比较哪一种水壶烧水更省钱。他首先进行了调查，得到如下资料、当地居民用电的价格是0.5元/度；瓶装液化气的价格是60元/瓶（每瓶中液化气的质量约为15 kg，液化气的热值为4.2×107J/kg )；用液化气烧水的热效率约为30%，用电热水壶烧水的热效率约为90％。根据信息，请你通过计算分析一下用哪种水壶烧水更省钱。

五、(8分）为了保护环境，治理水土流失，学校的环保小组设计并进行了河水含沙量的研究。

第一阶段是理论分析：分别以ρ水、ρ沙、ρ泥水表示水、泥沙、泥沙水的密度，以x表示每立方米泥沙水中所含泥沙的质量〔称做含沙量），导出了ρ泥水与ρ水、ρ沙、x的关系式；然后作出了泥沙水的密度ρ泥水、水随含沙量x变化的图象。

第二阶段是实验验证：在一个量筒里放入一定量干燥的黄土，再倒入一定量的清水，计算出含沙量x，并测出泥沙水的密度ρ泥水；接着再多次加入清水配制成不同密度的泥沙水，进行同样的计算和测量，由此得出ρ泥水与x的多组数据；然后根据这些数据作出了表示泥沙水的密度与含沙量关系的ρ泥水一x图象。他们惊喜地发现，实验结果与理论分析是一致的。

第三阶段是实际测量：在一次山洪冲刷地面时，他们采集了40 L的水样，称出其总质量为40.56 kg.此前己经测出千燥的泥沙的密度ρ沙=2.4×103 kg/m3，于是求出了洪水中的平均含沙量。

（1)请你参与环保小组第一阶段的工作，导出ρ泥水与ρ水、ρ沙、x的关系式。然后根据关系式作出泥沙水的密度ρ泥水随含沙量x变化图象的草图。

(2）请你参与环保小组第三阶段的计算工作，求出洪水中的平均含沙量。

六、（10分）现在很流行的数码相机的主要优点是可以直接生成数码照片，从而可以方便地进行编辑与加工，保存的时间也更长。而且数码照片还可以直接在电脑上显示出来，或者通过电子邮件传送出去。

右面是一款数码相机的电池的一些资料。

根据右面提供的信息以及下面对数码相机工作过程的介绍，回答相关问题：

（1)数码相机的电源打开后，就处于待机状态，这时要消耗一定的电能；拍摄时，拍摄与处理数据所消耗的电能就更大。假设用一个充满电的电池作电源进行拍照，每5min拍一张照片，相机使用过程中的平均工作电流为0.2A.请估算一节充满电的电池最多可以拍摄多少张照片。

(2）对一个电能己全部耗尽的这种电池进行完全充电，充电的效率多大？

七、（12分）空调的“匹数”，是对空调输入功率的粗略标识。因相同匹数不同品牌空调的制冷效能有较大的差异，为便于比较，空调的效能常以“制冷量”来表示。

在选择空调时，除了制冷量和制热量（对冷热空调而言）外，还要考虑“能效比”。

空调的能效比＝ ，它表示空调器是否高效节电。目前市场上空调器的能效比相差很大，一般在2～3之间，最高的可达到3.5左右，应尽量挑选能效比高的空调。

房间所需的制冷量和制热量可按下面的公式计算：制冷量Q冷=S(房间面积)×140W一180 W；制热量Q 热=S（房间面积）×180 W－240 W（此公式适用于层高2.5 m的房间，如果层高偏大，则应适当加大功率）。

下表是小明家准备购买的某一型号空调的使用说明书的一部分。

请结合上面所介绍的知识和空调使用说明书，通过计算回答下面的问题：

1.这台空调的能效比是多少。

2小明家新购买楼房客厅的面积约为30m2，层高为2.7 m，他想在客厅内安装上表所示的空调。请你通过计算说明这种选择是否合理。

3.若小明家用此空调器制冷，空调器的压缩机每天实际工作6 h，一个月仅空调一项所支付的电费约为多少？（当地的电价为0.5元/度）

八、（12分）小军家客厅墙壁上有一个控制灯的开关和一个两孔插座装在一起的“一开两孔”的电工元件。图12是元件的面板、图13是元件壳体内部的原接线图。由于开关损坏，需要更换整个元件。小军爸爸决定自己动手完成，小军给爸爸当助手。

小军爸爸断开家中进户线的总开关，在拆旧换新的过程中发现：拆下前没有留意元件中的A、B, D三根导线（B、C间己有一短导线在内部相连）与外面的①②③三根导线的连接关系（如图14 ).因为室内导线都在水泥墙内，无法观察①②③各导线与墙内导线的连接情况。

于是他闭合家中进户线的总开关，用试电笔检测各根导线，发现：第①根导线可以使试电笔发光；第②、③根导线不能使试电笔发光。

根据小军爸爸的检测，能不能判断各根导线的连接情况？小军经过仔细思考后认为，不能判断每根导线的连接情况，如果在情况不明时盲目连接还可能出现更严重的问题。

（1)你认为小军的观点对不对？为什么？

(2)你能不能利用常用的家用电器，如台灯等（均带有插头），鉴别出①②③根导线应怎样分别与A、B、D接线柱相连接？说出你的方法并简述理由。

(3）根据你的判断，将图14中①②③根导线与下面的A、B、D接线柱和上面的火线、零线及灯泡连接起来。

第十六届全国初中应用物理知识竞赛

参考解答和评分标准

说明：

1. 提供的参考解答除选择题外，不一定都是惟一正确的。对于那些与此解答不同的解答，正确的，同样得分。

2. 评分标准只是按一种思路与方法给出的。在阅卷过程中会出现各种不同情况，可按照本评分标准的精神定出具体处理办法，但不要与本评分标准有较大偏离。

3问答题或计算题是按照分步方法给分的。在评分标准中常常写出（1）式几分，（2）式几分……这里的式子是用来代表步骤的。若考生并未写出这个式子，而在文字表达或以后的解题过程中反映了这一步骤，同样得分。没有写出任何式子或文字说明，只给出最后结果的，不能得分。

4. 参考解答中的数字结果是按照有效数字的运算要求给出的，但对考生不做要求。不要因为有效数字的错误而扣分。

5. 在最后定奖时，如果得分相同的人数超过获奖名额，因而难于选拔时，可对待选试卷进行加分评判。加分评判的基本依据是：

（1） 所用方法或原理不是课本所讲的，具有创新性，应加分；

（2） 方法简便，应加分；

（3） 提出多种正确解法，应加分；

（4） 试卷表达规范，条理清楚，能充分利用数学工具，应加分。

上述各项的执行都需由竞赛领导小组做出规定（省统一分配奖励名额的由省决定， 地、市分配奖励名额的由地、市决定）。

一、选择题 每小题3分，共15 分

1. C （3分） 2. C（3分） 3. B （3分） 4. B （3分） 5. C（3分）

二、填空题 共15 分

1.（3分）前（1分）；后（1分）；顺（1分）

2.（3分）C（1分）；B（1分）；省（1分）

3.（3分）气压低（或小于1标准大气压），水的沸点降低（或低于100℃）（2分）；大（1分）

4.（3分）小于（1分）；小于（2分）

5.（3分）(1) 沿直线（1分）；(2) 音色（1分）；(3) 红，绿，蓝（1分）

三、简答题 共22分

1.（4分）参考答案：

（1）（2分）庞大的白色气团是由小水珠组成的……………………………………1分

它是由水池里的水汽化后又降温液化成小水珠飘浮在空中形成的。………………1分

（2）（2分）高温的火焰喷到水中，水吸收热量汽化成水蒸气，从而起到保护发射台的作用。

（水还直到减震的效果，这也是一项保护作用。此项不答不扣分）………………2分

2.（4分）参考答案：

（1）绝缘子表面涂釉是为了使它的表面光滑，防止因长期暴露在空气中积聚灰尘、污垢而导电；………………2分

（2）制成一节节的形状是为了增大可能漏电的表面层的长度，从而增大绝缘子的电阻，减小漏电的危险。……2分

3.（4分）参考答案：

如答题图1所示，当某个小彩灯L的灯丝烧毁时，AB间形成断路，220V电压就直接加到细金属丝与灯丝导电支架AB之间；………………………………………………………………2分

氧化层被击穿，细金属丝与灯丝导电支架导通，此时这个灯只相当于一段导线（如答题图1），起到连接作用，这样其他小彩灯就能继续工作。…………………………………………2分

但是每个灯上的电压有一点升高，不过还不至于烧毁灯丝。当然，烧毁的小彩灯太多时，其余小彩灯也会因为电压过高而全部烧毁。（此段不答，不扣分）

4.（4分）参考答案：

如答题图2所示。

说明：①所连电路只能控制南面或北面一侧喇叭的得1分；全对得4分。

②本题中不考虑输出端的阻抗问题。

5.（6分）参考答案：

①使用空心水泥砖，减少了水泥与沙石量，可以有效节约资源。

②用空心水泥砖垒墙，由于墙体内的空气为热的不良导体，使这种房子冬暖夏凉，从而节约能源。

③有隔音作用

④不挖粘土，不破换环境

说明：每答出一条得2分，最多得6分

四、（共6分）参考解答：

由题意可知，1元钱可购得2度电或15kg/60=0.25kg液化气………………………………1分

消费1元钱用电烧水得到的有效热量为：2×3.6×106J×90%=6.48×106J……………………2分

消费1元钱用液化气烧水得到的有效热量为：0.25kg×4.2×107J/kg×30%=3.15×106J ……2分

消费1元钱用电烧水比用液化气烧水得到的有效热量更多，可见用电热水壶烧水更省钱。

……………………………………………………………………………………………………1分

其他解法，只要正确，参考上述评分标准评分。

五、(共8分 )参考解答：

（1）设含沙量为x，则体积为V的泥沙水中，沙的质量为xV，沙的体积为

水的体积为： ， 水的质量为：

水与沙的总质量为： ………………………………-2分

泥沙水的密度： ＝ ＝

令 ， 则 ……………………1分

泥沙水的密度随含沙量x变化图象如答题图3 …………2分

（2）依据： 则x= …………1分

已知ρ沙＝2.4×103 kg/m3

kg/m3

所以 k= …………………………………………………………………1分

则x= kg/m3…………………………1分

六、（共 10 分）参考解答：

⑴ 电池充满电时储存在电池内的能量

E=UIt=3.7V×2200×10-3A×3600s=29304J ……………………………………3分

每拍摄一张照片平均消耗的能量 E1= U1I1t1=3.7V×0.2A×5×60s=222 J…………2分

拍摄照片的张数 n= E/ E1=29304J /222 J=132张……………………………………1分

⑵对电池完全充电时，充电器向电池输出的电能

W=U′It′=4.2V×2200×10-3A×2.5×3600s=83160J………………………………2分

充电的效率 η=E/W=29304J /83160J =35.2％………………………………………2分

七、（共 12分）参考解答 ：

1．这台空调的能效比为 …………………………2分

2．所需的制冷量为：Q冷＝S×140W－180W=30×140W－180W=4020W ………………2分

所需的制热量为：Q热＝S×180W－240W=30×180W－240W=5160 W ……………………2分

查表得：空调的额定制冷量为5000W，额定制热量为5300W，都略大于房间所需要的制冷量和制热量。考虑到楼房的高度2.7m>2.5m，应适当加大功率，故这种选择是合理的。 ……………3分

3．空调一个月内消耗的电能为W=Pt =(8.6×220×)W×6h×30=340.6kW·h， …………2分

应支付的电费为340.6kW·h×0.5元/ kW·h =170.3元 ………………………………1分

其他解法(每月按31天)，只要正确，参考上述评分标准给分。

八、（共12分）参考解答：

1.小军的观点是对的。…………………………………………………………………1分

第①根导线可以使试电笔发光，说明是火线，一定与B相连；第②、③根导线不能使试电笔发光，说明不是火线，但还不能判断出到底哪根线直接接在零线上，哪根线接在灯泡上。如果盲目连接，可能会将零线接在D上，闭合开关，就会形成短路，可能引起火灾，造成更严重的事故。……3分

2.具体的连线方法,有二种可能

(一)第一种可能

方法：闭合台灯开关，如果将①、②两导线小心地接在台灯的插头上（不要短路），台灯正常发光；将①、③两导线接在台灯的插头上时，两灯均发光，但都不是正常发光，亮度都较暗，这说明导线②是直接接在零线上并与A相连；导线③接在灯泡上,并与D相连………………………………3分

理由是：台灯直接接在火线与零线上时，正常发光；与灯泡串联时，两灯功率都小于额定功率，两灯都较暗。……………………………………………………………………………………2分

实际连线如答题图4所示。………………………………………………………………3分

(二)第二种可能

方法：闭合台灯开关，将①、②两导线小心地接在台灯的插头上，两灯均发光，但都不是正常发光，亮度都较暗；将①、③两导线接在台灯的插头上时，台灯正常发光。这说明③导线是直接接在零线上，并与A相连；导线②接在灯泡上, 并与D相连。 ………………………………3分

理由是：台灯直接接在火线与零线上时，正常发光；与灯泡串联时，两灯功率都小于额定功率，两灯都较暗。 ………………………………………………………………2分

实际连线如答题图5所示。 ……………………………………………3分

说明:学生只要正确回答一种可能即可得满分。