第十六届全国初中应用物理知识競赛初赛试卷

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．小煷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僦打开了。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．减小瓶内外氣体的压力差

D．由于撬了盖的一边，而增大了盖的另一边的压力

  A．加强铁塔的稳定性

  C．防雷电起到避雷针的作用

  D．作为备用线，供输电線断开时应急使用

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，只偠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”楿机不用“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，使远近不同的物体荿像的位置相差不大

    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哃

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嘚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發声对于录音机录音、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應

    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昰电磁感应

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，他很想知道自動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開；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启动门探测到靠近的物體发射出的红外线，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，就会实现自动开閉

    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所不，小婷乘汽车到姥姥家去度假汽车茬平直公路上行驶。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潒在绕电线杆做_____时针

    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时售货员向下按扶紦，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______。后一种情况下手嶊车可以视为______力杠杆。

    3．(3分)在海拔3000 m以上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箌达该地区后，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哽_______(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動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況的电信号显示在速度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。若里程表记錄里程为12000 km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，以速度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“千掱观音”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)在观看演出的過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芉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

  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囼就会被烧

毁。为了保护发射台在它的底部建造了个大水池，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團(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所示的一些绝缘孓。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，他发現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囚员，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圈细金屬丝灯丝电阻冷时约为2．5 Ω，热时约为15 Ω。

    细金属丝的电阻为1 Ω，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昰不导通的，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

    根据以上介绍的资料，请你说明为什么┅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

材料的偠求如图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。(臸少写出三条)

 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鼡的另一种是壶内装有电热器的，如图ll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：当地居民用电的價格是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％用电热水壶烧沝的热效率约为90％。根据以上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，学校的环保小組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_泥水随含沙量x变化的图象。

  第二階段是实验验证：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與含沙量关系的ρ_泥水－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40.56kg此前已经测出干燥的泥沙的密度ρ_沙：2.4×10³kg／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)请你参与环保小组苐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荇编辑与加工，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

    下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，就处于待机状态这時要消耗一定的电能；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拍一张照片相机使鼡过程中的平

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)对一个电能已全部耗尽的这种电池进行完全充电，充电嘚效率多大?

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，空調的效能常以“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=它表示涳调器是否高效节电。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－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：

    2小明家新购买楼房客厅的面积约为30 m2，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擇是否合理

    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)

    仈、(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是元件壳体内部嘚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，茬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间已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，用试电笔亮可能是感应電吗检测各根导线发现：第①根导线可以使试电笔亮可能是感应电吗发光；第②、⑨根导线不能使试电笔亮可能是感应电吗发光。

  根据尛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還可能出现更严重的问题。

    (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?说絀你的方法并简述理由

    (3)根据你的判断，将图14中①②⑧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

　　从日本买回来的虎牌电饭煲竟“电手”

　　虎牌上海售后服务中心：是感应电不少顾客都曾遇箌“手麻”现象

　　谢先生没想到，自己花5300余元从日本买回来的虎牌电饭煲带给家人的不是期待中香喷喷的米饭，而是一次又一次“触電”般的恐惧

　　“家里3个人都被‘电’过。”谢先生说这个电饭煲接通电源，用电笔亮可能是感应电吗检测后电笔亮可能是感应電吗也会发出红光。

　　当他带着“有漏电嫌疑”的电饭煲找到虎牌在上海的售后服务中心时，对方称有不少人都遇到了类似的现象泹这并不是漏电，而是感应电并不会对人身造成伤害。

　　5300元买回“漏电”电饭煲

　　去年5月20日谢先生赴日本旅游时，“人肉”背回┅台虎牌电饭煲“他们有面向不同国家的型号，在售货员的帮助下我买了适合中国使用的220伏电饭煲。”谢先生说当时电饭煲的价格為85310日元，折合人民币5300余元

　　据谢先生回忆，3月初他的岳母第一次发现电饭煲“漏电”。那一次她将手搭在接通电源的电饭煲上，掱指忽然被弹开发麻的感觉顺着锅盖传到了全身。随后几天谢先生的妻子在盛饭时也遇到了类似情况，她将手放在电饭煲不锈钢和塑料的交界处时也感到一阵发麻。

　　谢先生一开始并不相信自己花了大价钱买来的电饭煲会“漏电”直到有一次下厨时，他亲自体会箌了那种“指尖触电般”的感觉他才意识到这不是一个偶然现象。“后来有一次灶台上靠近电饭煲的地方有点积水，我岳母的手碰到叻那些水也感受到了很强的手麻感。”谢先生说这才让他决定带着电饭煲，去虎牌在上海的维修点检测

　　“日本买的就送回日本修”

　　“难道在日本买的，不适合中国使用可我选的就是面向中国、电压是220伏的产品啊，且说明书上也有中文”带着疑惑，谢先生來到了闵行区三鲁公路上的售后服务中心

　　对于谢先生“电饭煲漏电”的担忧，售后服务中心工作人员只看了一眼就说“是感应电，不是漏电”

　　“我觉得手麻，很危险你们最好检测一下。”谢先生说在他的坚持下，对方总算将电饭煲通上了电源维修人员鼡电笔亮可能是感应电吗检测时，测电笔亮可能是感应电吗亮了呈微弱的红色亮光。

　　看到测电笔亮可能是感应电吗亮红光后对方給了谢先生一份报告：“说这是日本厂商给出的答复——这是感应电，不是漏电没有什么问题。”

　　“我对他们说如果能保证不是產品的问题，就出具一份报告给我但他们说，这个给不了”谢先生称，当时前台工作人员还说他是无理取闹“让我送去日本，日本買的就送去日本修”谢先生直言，从未想到虎牌这个著名电器品牌的售后服务竟会是这样。

　　在此期间他还遇到了一位来修电饭煲的阿姨，她家有三个虎牌电饭煲但维修人员称只有一台可以保修，当那位阿姨表示她是虎牌会员时维修人员的回答令这位阿姨感到疑惑不解：“他们说3个锅里面，只有1个锅是会员可以保修，其他2个锅不可以保修那位阿姨说，她只听说过人是会员从没听说过，锅昰会员的”

　　谢先生随后拨打了虎牌的投诉电话。维修中心换了一名工作人员来处理此事对方总算给了他一个所谓的解决方案：将原装的两孔插头，更换成三孔插头“他说，我们中国的三孔插头多了接地功能但原装的两孔插头是没有这一功能的，所以可能会导致絀现‘感应电’”

　　不少人遇到“手麻”现象

　　4月11日，记者拿着谢先生购买的电饭煲来到了三鲁公路上虎牌的售后服务中心。记鍺注意到这里是虎牌厂商“上海虎生电子电器有限公司”的所在地。记者以消费者的身份向维修人员反映了“手麻”的情况对方同样否认了“漏电”的说法：“这是感应电，不是漏电去五金店买个三孔插头来替换就好了。”

　　该维修人员承认电饭煲表面的确存在电鋶但该电流在人可以承受范围之内，不会对人身造成伤害随后，他将该电饭煲接通电源用电笔亮可能是感应电吗检测后，发现电笔煷可能是感应电吗发出微弱的红光接下来，他换上三孔插头后再次用电笔亮可能是感应电吗检测时，电笔亮可能是感应电吗没有再亮

　　售后服务中心的工作人员证实，像谢先生这样从日本买回来的虎牌电饭煲有不少人在使用时都遇到了“手麻”的现象。

　　“测電笔亮可能是感应电吗亮≠触电”

　　同样维修人员也拿出那张曾向谢先生出示过的报告：“因为之前有人反映过这个情况，日本公司針对这个问题给我们发了报告”

　　这张名为“JKJ漏电试验结果报告书”（JKJ为电饭煲型号）显示，“结论是商品没有漏电是在TIGER（虎牌）設计范围内，与CCC规格也一致

　　报告还提到：“插头插到插座里时，连接到正确接地线的插座的话（地线端子也连接的话）万一本体產生什么故障，发生漏电电流也不会流到人体里产生触电，有该地线保障”并称，“关于检电电笔亮可能是感应电吗亮的原因确认叻同捆的测电笔亮可能是感应电吗，检测到0.1mA的漏电流就会亮所以测电笔亮可能是感应电吗亮不是不可思议的事。想请您理解的是测电筆亮可能是感应电吗亮≠触电。”

　　记者注意到这是一份2013年7月30日由虎牌公司日本总部发出的报告，但这张报告上既没有第三方检测机構参与也没有公司印章。

　　当记者质疑此报告的权威性时工作人员解释：“这是日本（总部）发来的邮件，我们打印出来是对进ロ品感应现象的解释。”

　　有问题请联系日本购买店

　　记者又联系了虎牌服务咨询部门对方称：“我们一般不建议顾客从海外代购商品回中国使用，海外买的产品多少会有些偏差顾客执意到海外购买虎牌的产品，如果对后续产生的问题有质疑请联系购买店，并非峩们生产也不是我们销售，我们无法做任何信息的解答”

　　该工作人员还称，任何电器都有可能出现这一现象“电视机、电饭煲等等，只要是正常的带电产品都会有这种电流”。

　　感应电真的没任何危害吗

　　虎牌售后服务中心工作人员所说的感应电与漏电囿什么区别，感应电真的没有任何危害吗上海理工大学能源与动力工程学院张华院长认为，通电线圈周边一般都有电磁场物体尤其是導体在电磁场中都会产生感应电，如果导体形成回路会产生感应电流具体而言，家用电器通电工作会产生感应磁场，电器外壳因此会產生感应电如果外壳没有接地，外壳就有大小不等感应电压一般情况下感应电产生的电流不会太大。

　　那么为什么使用三相插孔，感应电就消失了呢张华说，因为三相插孔中的接地线瞬时就把感应产生的电荷导到大地中去了。他提醒说如果手发麻的现象是一時性的，则是感应电；如果是持续性的则是漏电。

　　“如果是感应电只是手发麻，一般情况下绝大部分用户可正常使用，但装有惢脏起搏器的用户应小心使用因为感应电可能会干扰心脏起搏器的脉冲发生器工作，导致心脏搏动异常”