1、2014年第二十四屆全國初中應用物理競賽(巨人杯)試題得分評卷人  一、本題共10分，每小題2分，共20分，以下各小題給出的四個選項中只有一個是正確的，把正確選項前面的字母填在題后的括號內。1汽車的觀后鏡是用米觀察車后路面情況的裝置，一般為凸面鏡。正常情況下，坐在駕駛員位置的人通過左側觀后鏡應該看見如圖1甲所示的效果。在某次準備駕車外出前，坐在駕駛員位置的王師傅發現，從左側觀后鏡中看到的是如圖1乙所示的情景。為確保行駛安全，左側觀后鏡的鏡面應適當完成圖2中的哪種操作( )2“元旦文藝會演”時，物理老師和電工師傅合作給同學們表演了一個“不怕電”的節目（注意：因該節目有危險，同

2、學們切勿模仿)。首先電工師傅將兩根導線的接頭a、b分別連接到一標有“pz220100”的燈泡(如圖3甲所示)的接線柱c、d上，閉合開關，燈泡正常發光。隨后，電工師傅斷開開關，取下燈泡，物理老師站到干燥的木凳上，左、右兩手分別抓住兩導線接頭a、b(如圖3乙所示)，此時電工師傅閉合開關，用測電筆分別測試導線接頭a、b及物理老師的皮膚，發現測電筆的氖管均發光，而在這一過程物理老師依然談笑自如。對以上現象的解釋，你認為下列說法正確的是( )a物理老師有“特異功能”，確實不怕電b物理老師的雙手戴著絕緣手套c在人、燈替換的過程中，電源的零線被斷開了d往人、燈替換的過程中，電源的火線被斷開了3圖4甲為一把手

3、工鋸的鋸條，圖4乙所示為正對著鋸齒看的效果，發現它的鋸齒御“東倒西歪”的側向兩側，而不在一個平面上。其原因是( )a將鋸齒做成這樣的形狀后，容易將鋸齒打磨得更鋒利b將鋸齒做成這樣的形狀后，鋸條承受撞擊能力更強c鋸條用得太久，鋸齒被捕歪了d將鋸撕做成這樣的形狀后，可以使鋸口加寬，減小被鋸物體對鋸條的摩擦力4“嫦娥三號”探測器在月球表面降落時，沒有使用降落傘，是因為( )a月球表而非常松軟，不需要使用降落傘減速b距離月球表面太近，用降落命來不及減速c月球表面附近沒有大氣，降落傘無法起到減速的作用d“嫦娥三號”質量太大，不易制作足夠大的降落傘5汽車發動機在工作過程中需要冷卻。圖5為汽車發動機的水冷系

4、統工作原理示意圖。在汽車發動機正常工作的過程中，圖5所示有關汽車發動機水冷系統中水流方向以及水泵葉輪轉向的示意圖中正確的是( )62013年6月20日我國宇航員王亞平首次進行了太空授課。圖6為王亞平所做實驗的一個畫面，圖中的水球呈球狀而不破裂，除了失重的原因外，還主要是因為( ) 、a水球的外表面有一層很薄的橡皮膜b水球表面分子之間相互作用的引力大于斥力c在實驗用水中事先添加了某些特殊物質d到外太空后,水的分子結構發生了變化7將一只點燃的蠟燭靠近家里的鏡子,會發現鏡子中出現了多個蠟燭的像，如圖7所示。對于這種現象，下列解釋中正確的是（）a鏡子的質量不好，反射面不平整b光經過玻璃前表面和后表面發

5、生多次反射后形成了多個虛像c燭焰將附近的空氣加熱后，由于空氣的密度不均勻導致的折射形成了多個虛像d火焰抖動的過程中，由于視覺暫留效應形成的錯覺。圖88、小東在觀看“神舟十號”飛船發射時，想估算一下運載飛船的火箭在發射后的第一個10s內的平均速度，他上網查到運載“神舟十號”的長征二號f運載火箭全長58米，然后從網上下載“神舟十號”發射的視頻，分別截取火箭剛發射時和發射后第10s的圖片，如圖8甲和圖8乙所示，則火箭發射后的第一個10s內的平均速度應接近（）a4m/sb 9m/s c12m/s d15m/s9、為了監督司機是否遵守限速規定，交管部門在公路上安裝了固定測速儀，如圖9所示，汽車向放置在道

6、路中間的測速儀勻速駛來，測速儀向汽車發出兩次短促的超聲波信號。第一次發出信號到測速儀接收到經汽車反射回來的信號用時0.5s，第二次發出信號到測速儀接收到經汽車反射回來的信號用時0.3s，若發出兩次信號的時間間隔是1.1s，超聲波的速度是340m/s，則（）a汽車接收到第一次信號時，距測速儀170mb汽車接收到第一次信號時，距測速儀102mc汽車的速度是34m/sd汽車的速度是30.9m/s10、如圖10所示的電動自行車既可以電動騎行，也可以用腳踏騎行。電動騎行時，蓄電池對車上的電動機供電，電動機為車提供動力，下表是某型號電動自行車的主要技術參數。整車整車質量40kg最高車速30km/h最大噪聲

7、62db蓄電池電壓48v容量12ah電動機額定電壓48v額定功率240w根據學過的物理知識，判斷以下估算結果中合理的是（）a電動自行車行駛過程中，電動機的工作電流保持a不變b蓄電池一次充足后，放電時可輸出的電能最多約為3.5×104jc若蓄電池儲存能量的80%用于驅動電動自行車在平均阻力為40n的水平公路上勻速行駛，蓄電池一次充電最多能連續電動行駛41kmd蓄電池一次充電后，該電動自行車最多可供電動騎行2.4h得分評卷人  二簡答下列各題（每題5分，共30分）1、 有兩只干凈、透明的圓柱形玻璃杯，一只盛滿小含氣泡、污物的純凈水，另一只為空杯子，兩只杯子的杯口都被不

8、透明的蓋子蓋嚴了，請你說明如何只用眼睛觀察判斷哪只杯中裝有水，并說明這樣做的依據。2、 如圖11所示，位于兩電線桿之間的電線總是呈現出向下的弧線，弧線最低點與兩端懸點間的水平線的距離稱為垂距或稱垂度。請回答：（1） 若架設電線時所留垂距過小，你認為會有什么危害？（2）若架設電線時所留垂距過大，你認為會有什么危害或不足？3、 如圖12甲所示，家用漏電保護器是在用電器發生漏電故障或人體觸電時實施保護的設備，它的內部構造中包含有兩個部分檢測裝置和試驗電路。家庭電路漏電時，通過火線與零線的電流不相等。漏電保護器中有一檢測裝置（如圖12乙中雙虛線框內，未具體畫出），當它檢測到通過自身的火線和零線的電流不

9、等時，便切斷電源，超到保護的作用，漏電保護器中還有試驗電路，由一只開關s與一個電阻r組成，閉合開關s就模擬漏電情形，從而檢查漏電保護器工作是否正常。請在圖12乙中漏電保護器的虛線框內畫出試驗電路4“嫦娥三號”探測器主要由兩大部分構成，著陸器和巡視器，其中巡視器就是我們俗稱“玉兔”的月球車（如圖13所示）。網上有許多學生和科學愛好者問了許多關于月球車的有趣問題，你能幫他回答嗎？（1）月球表面的某些部分土壤非常松軟，而且崎嶇不平，石塊、隕石坑遍布。設計什么樣的月球車才能方便它在月球表面行駛？（2）月球車為什么不使用減震性能更好的充氣輪胎？（3）月球車的主要能量來源是什么？5如圖14甲所示為一輛在田

10、地里使用的農用四輪拖拉機，它的前輪是導向輪，后輪是驅動輪，拖拉機在工作時一般用后面掛有拖車或耕地設備等。圖14乙所示為一輛在倉庫、機場、車站等地常見的搬運貨物的叉車，它的前輪是驅動輪，后輪是導向輪，請分別解釋為什么拖拉機的前輪窄、后輪寬大很多，而叉車前輪寬大，后輪窄小？6小明在用如圖15所示的氣筒給自行車打氣后，發現氣筒外管的溫度明顯比打氣前升高的很多，且越靠近氣筒外筒的頂部的地方，溫度越高，注：在用該氣筒給自行車打氣過程中，底坐和內管不動，手柄和外管上下運動，活塞固定在內管頂部，請你分析產生這一現象的原因。得分評卷人  三、（11分）科技小組的同學們設計了如圖甲所示的恒溫

11、箱溫控電路（用于獲得高于室溫，控制在一定范圍內的“室溫”）包括工作電路和控制電路兩部分，其中r為阻值可以調節的可變電阻，r為熱敏電阻（置于恒溫箱內），其阻值隨溫度變化的關系如圖16乙所示，繼電器線圈電阻為50歐姆：1如圖16甲所示狀態，加熱器是否處于加熱狀態？2已知當控制電路的電流達到0.04 a時繼電器的銜鐵被吸合；當控制電路的電流減小0.036a時，銜鐵被釋放。當調節r350歐姆時，恒溫箱內可獲得最高溫度為100的“恒溫”。如果需要將恒溫箱內的溫度控制在最低溫度為50的“恒溫”，則應該將r的阻值調為多大？3使用該恒溫箱，獲得最低溫度為50“恒溫”與獲得最高溫度為100的“恒溫”，相比較，哪

12、一個溫度的波動范圍更小？為什么？得分評卷人  四、（12分）如圖17所示為16mm的電影放映機放電影，這種電影放映機使用寬度為16mm的電影膠片，電影中的聲音以聲音信號的方式刻錄在電影膠片上如圖18所示。1電影放映機正常放映時，有關放映燈泡、放映鏡頭（凸透鏡）、電影膠片、反光鏡（凸面鏡或凹面鏡）的種類及其相對位置關系，提出了如圖19所示的幾種猜想，其中可能正確的是（）2有一次，電影剛剛開始放映時，小新發現銀幕上的畫面全部是倒立的，在這種情況下，下列所述的觀看效果中，不可能出現的場景是（）a人退著向后走b地上的碎陶片突然聚集起來，最后形成一個漂亮的陶罐c聽到是正常的影片中的對

13、白d箭倒著飛向弓3小新看電影時，估計銀幕到電影放映機的距離約為15cm ,銀幕上電影畫面寬度約為3m，已知電影放映機所使用16mm的電影膠片中畫面的寬度約為10mm，根據以上數據可知電影放映機鏡頭的焦距可能是（）a52mmb.24mm c. 49mm d. 26mm4.若該16mm電影膠片的厚度h0.14m，片夾密密地繞著一整盤電影膠片，如圖20所示，圖中的d的d分別表示片夾內電影膠片的內徑和外徑。求：（1）這盤電影膠片的總長度為多少？（2）若按每秒24幅畫面正常放映時，這盤電影膠片大約能正常放映多長時間？（不計片頭與片尾的長度）得分評卷人  五、（12分）小亮家有一輛轎車

14、，爸爸在給他講車的性能時，總是說“2.0的排量”卻很少說“功率”，為此小亮特地從網上查到了排量的定義：活塞從上止點移到到下止點所通過的的“工作容積”稱為氣缸排量。如果發動機有若干個氣缸，所有氣缸“工作容積”之和稱為發動機排量。小亮從說明書上查到家中的轎車采用是lfx直列四缸發動機，排量為2.0l，從網上查找到了這種轎車的輸出功率與轉速的關系如圖所示。1根據圖21分析，在發動機轉速為10005000r/min范圍內，它的輸出功率與轉速大致有怎樣的定性關系？2試通過公式推導出在其他參數相同時，轎車發動機的輸出功率與其排量的關系。3小亮又向爸爸詢問了一些實測數據：轎車行駛路況好，平均車速100km/

15、h，發動機轉速為2000r/min，平均油耗為9l/100km。參考圖21中的數據，分析這輛車在這種狀態下行駛時，發動機的效率為多少？每個做功沖程氣缸內氣體的平均壓強是多少？（已知汽油的熱值為4.6×107j/kg,密度為0.7×103kg/m3）六、（15分）小明自己動手設計并動手將房間里的窗簾改成電動窗簾。為此他購置了微型電動機及減速裝置，電源、雙刀雙擲開關、滑輪、皮帶、拉繩等器材，對原有的窗簾盒進行改造。1。如圖22甲所示，小明在窗簾盒（上方的虛線框）內安裝了電動裝置，電動裝置通過拉繩拉著窗簾一起運動，改變通過微型電動機的電流方向，就可改變其轉軸的方向，從而將窗簾打開

16、或關閉。利用雙刀雙擲開關。可以實現電源對電動機供電電流方向的改變，請在圖22甲右側的虛線框內完成電源、雙刀雙擲開關和接線柱韹電路連接。2電動機的轉速一般很高，需要安裝減速裝置，如圖22乙所示，請說明減速裝置的工作原理。3是所使用微型電動機的部分數據，表格中，額定功率是“電動機在額定電壓和額定電流工作時的輸出功率”，堵轉電流是“在額定電壓下，電動機的轉軸固定不動時的電流”。請根據表中的有關數據計算：（1） 以額定功率運行時，該電動機的效率為多少？（2） 電動機的額外主要由熱損耗和機械損耗造成，請分別求出以額定功率運行時，該電動機的熱損耗功率和機械損耗功率？（3） 在圖22甲中，減速裝置、飛輪、皮

17、帶、滑輪、拉繩共同構成了傳動裝置，已知每半邊的窗簾滑軌長度為1.5m，要求自動窗簾在6秒內從完全關閉到完全打開，拉動半邊窗簾時，掛鉤和滑軌間的平均摩擦力為2n，則安裝電動窗簾時，對傳動裝置的機械效率有何要求？2014年第二十四屆全國初中應用物理競賽(巨人杯)參考解答和評分標準一、選擇題(每小題2分，共20分)1a 2 c 3d 4c 5b 6. b 7b 8 b 9c 10c二、簡答題(每題5分，共30分) 1、(5分)參考答案 (1)透過杯子觀察杯子后面較遠處的物體，若看到的是正立的左右相反的物體的像，則這只杯子中裝有水；(2)光的折射現象。說明：(1)3分 (2) 2分。其他答案合理 2(

18、5分) 參考答案(1)架設電線時，若所留垂距過小，當氣溫降低時，電線收縮會拉斷電線甚至將電線桿拉倒。(2)架設電線時，所留垂距過大，遇到大風天氣，電線擺動的幅度過大，容易導致電線折斷；同時，電線離地面太近，容易造成事故，并且浪費材料。說明：(1) 2分，(2) 3分 共5分3(5分) 參考答案見圖答1說明：與標答相同得5分，若與火線的接點在檢測裝置左側，與零線的接點在檢測裝置右側 ，得4分。4(5分) 參考答案(1)月球車表面積做的更大，壓強更小，不到于陷進松軟的月壤中。采用輪腿復合式輪子，平地靠輪子行走，遇到小的障礙可以變“輪”為“腿”，爬行越過障礙。(2) 月球表面的晝夜溫差超過300，橡

19、膠不可能在如此大的溫差范圍內保持彈性與強度。月球表面沒有大氣壓，充氣輪胎易爆裂(3)白天主要靠太陽能電能板。夜晚主要靠鋰電池和核電池(或核放射熱源)說明：第一小問，只需答對一條就得2分，若三小問全對，本題得5分5(5分) 參考答案 (1) 拖拉機的前輪為導向輪，前輪窄小可以在改變方向時減小轉動前輪的阻力。后輪寬大可以減小壓強，既能保護輪胎，也可以使拖拉機不會下陷到松軟的田地里。(2)叉車的后輪是導向輪，后輪窄小可以在改變方向時減小轉動前輪的阻力。叉車在搬運時貨物放在前方，使得叉車的重心靠近前輪，前輪對地面的壓力更大。前輪寬大既可以保護輪胎，也可以減小叉車對地面的壓強。說明：(1) 3分 (2)

20、 2分 共5分6.(5分) 參考答案(1)在用氣筒給自行車胎打氣的過程中，外管頂部對氣筒和輪胎內的氣體做功，氣體內能增大，溫度升高，氣筒外管將熱量傳遞給管的外壁，因此氣筒外壁溫度明顯升高。(2)因為外管越向下移動，外管的頂部氣體被壓縮越多，氣體壓強越大，移動相同的距離，對氣體做功越多，氣體內能增大越明顯，溫度越高，進而導致氣筒外壁上部溫度比下部溫度更高。(3)外管在相對于活塞上、下運動過程中，向外傳遞的內能主要來自于內部被 壓縮的高溫氣體，面外筒的下部與上部相比，其與管內高溫氣體的接觸時間較短，吸收的熱量較少，因此溫度低。(4)外管在于活塞向下運動過程中，在高壓氣體作用下，外管與活塞間的壓力增

21、大，單位長度克服摩擦力做工而轉化成的內能越靠近處管頂部越多，導致氣筒外壁上部溫度比下部溫度更高。說明：(1)、(3)、(4)各1分，(2)2分，共5分三、(11分)參考答案(1)加熱狀態··································

22、83;···················(2分)(2)設控制電路中電源兩端電壓為e 由圖15乙，當溫度為100時，熱敏電阻r1的阻值為500······· (2分) 故e=i1(r0+r1+r1) ···········

23、83;······························ (2分) =0.04a×(50+500+350)=36v··············

24、;············ (2分) 由圖15乙所示，當溫度為50時，熱敏電阻r的阻值為900······ (1分) 因此·························

25、;······ (1分)(3)獲得最低溫度為50的“恒溫”溫度波動范圍更小，因為在50附近，熱敏電阻的阻值隨著溫度變化更顯著。··································

26、83;············(1分)四、(12分) 參考答案1a 2c 3c·································

27、83;···············(3分)4(1)這盤電影膠片繞在片夾上的橫截面積······························

28、83;···············(2分) ···············(2分)(2)正常放映時，連續24幅畫面在電影膠片上的總長度l0=24×(6+1.5)×10-3=0.18m 電影膠片運行的平均速度：······

29、;·······(1分)連續正常放映時間································ (1分)五、（12分）參考解答1由這臺發動機輸出特性曲線可以看出在發動機轉速為10005000r/min

30、范圍內，它的輸出功率與轉速大致成正比···········································（1分）2設做功沖程燃氣對活塞的平均壓強為p0,

31、，發動機的排量為v排，每個活塞的受力面積為s，活塞移動的距離為l，則v排4sl，做功沖程中燃氣對一個活塞的平均壓力：fp0s,，每完成一個工作循環，在做功沖程中燃氣對第一個活塞做的功：··································

32、3;·········（2分）則每個工作循環中，四個氣缸燃氣對活塞做的總功w4w0p0v排每個工作循環，發動機轉動兩周，所用時間t=2/n故發動機轉速為n時燃氣對活塞做功的功率：···························

33、3;····················（2分）所以，在發動機轉速n，做功沖程汽缸平均壓強p0等參數相同時，燃氣對活塞做功的功率p與發動機排量v排成正比，當發動機的效率保持不變時，發動機的輸出功率p出又與燃氣對活塞做功的功率p成正比，因此發動機的輸出功率p出與發動機拜師v排成正比。····（2分）3由發動機輸出特性曲線可知：發動機轉速為2000r/min

34、時，其輸出功率約為30kw（取值在29-31kw范圍內均可）·············································

35、·（1分）················································&#

36、183;···············（3分）六、（15分）參考解答1、見圖答2·······························

37、;···············（2分）2、與輸入軸固定在一起的齒輪周長小、齒輪少，與輸出軸固定在一起的齒輪周長大、齒輪多。因此，輸入軸轉動很多圈才能帶動輸出軸轉動一圈，實現減速的功能。························································（2分）3、（1）以額定功率運行時，