2010上海市初中物理竞赛（大同中学杯）复赛解析.doc

上海市第二十四届初中物理竞赛（大同中学杯） 复赛试题（2010年）解析 说明： 1．本试卷共有五大题，答题时间为120分钟，试题满分为150分 2．答案及解答过程均写在答卷纸上。其中第一～第二大题只要写出答案，不写解答过程；第三～第五大题按题型要求写出完整的解答过程。解答过程中可以使用计算器。 3．本试卷中常数g取10N/kg，水的比热容4.2×103J/kg·℃。 一、选择题（以下每题只有一个选项符合题意，每小题4分，共32分） 1．教室里用投影仪放映课件时，银幕上出现了正常画面，若有一只小虫正好落在投影仪的镜头上，此时对画面的影响是（ ） A．画面变得模糊 B．画面稍微变暗了一些 C．画面上出现该小虫清晰的像 D．画面上出现该小虫的像，但不清晰 解：如图所示不透明的小虫落在镜头上，只是阻挡物体发出的无数射向凸透镜的一部分物体光线，物体发出的其它光线会通过小虫子以外的部分通过凸透镜而成像． 但由于透过凸透镜的光线减少，所以物体透过凸透镜所成的像的亮度变暗． 综上分析故选B． 2．蝴蝶飞行时能产生每秒振动5～6次的声波，蜜蜂飞行时能产生每秒振动300～400次的声波。假如你的眼睛被蒙上，那么有蝴蝶和蜜蜂分别从你头顶附近飞过，则（ ） A．蝴蝶、蜜蜂飞过时，都能被发觉 B．蝴蝶、蜜蜂飞过时，都不能被发觉 C．蝴蝶飞过时能被发觉，蜜蜂飞过时不能被发觉 D．蜜蜂飞过时能被发觉，蝴蝶飞过时不能被发觉 解：蝴蝶飞行时翅膀每秒振动5-6次，则飞行时翅膀振动的频率为：5～6HZ， 蜜蜂飞行时翅膀每秒振动300-400次，则飞行时翅膀振动的频率为：300～400HZ， 人能够听到的频率范围是20HZ～20000HZ，所以能听到的是蜜蜂飞过，而不能听到蝴蝶飞过 故选D． 3．大雪后，人们会感到外面万籁俱静。其主要原因是（ ） A．大雪后，气温降低，人的听觉变迟钝 B．大雪蓬松且多孔，对噪声有吸收作用 C．大雪后，大地银装素裹，噪声被反射 D．大雪后，气温较低，噪声传播速度变慢 解：大雪蓬松且多孔，声波进入后在微孔中发生摩擦而将声音的能量消耗掉，因此对噪声有吸收作用； 故选B． 4．人类燃烧矿物燃料放出大量的CO2，使大气的平均温度上升。这其中的主要原因是（ ） A．CO2对红外线的反射 B．CO2对红外线的吸收 C．CO2对可见光的反射 D．CO2对可见光的吸收 解：地球表面的在受热后，是通过红外线发散热量，而大气中CO 2多了以后，会吸收红外线，从而导致平均气温上升． 故选B． 5．在煮饺子时，将饺子投入沸腾的水中，并用勺子轻轻在锅底推动沉下的饺子，等到水重新沸腾后，加上些凉水继续烧煮一会儿使水再次沸腾，这时煮熟的饺子会浮出水面。熟饺子会浮起来的主要原因是（ ） A．锅里的水量多了 B．饺子在水里经过烧煮变轻了 C．水温低时水对饺子的浮力小，水温高时水对饺子的浮力大 D．水沸腾后，饺子内的小部分水汽化后变成水蒸气，使饺子体积增大 解：水的浮力与水温无关，与水量也无关，同时饺子的重量也不会变轻；其上浮的原因是因为饺子内的水受热汽化后形成水蒸气，使饺子膨胀体积变大，故使饺子所受浮力变大；当浮力大于饺子的重力时，饺子上浮． 故选D． 6．一列车由北向南在雨中行驶，坐在窗口的乘客看到雨滴相对车窗竖直下落，则（ ） A．窗外有风，但无法判断风的方向 B．窗外有风，而且是由北向南的风 C．窗外有风，而且是由南向北的风 D．窗外没有风，站在铁轨边的人看到雨滴是竖直下落的 解：以地面为参照物列车正在由北向南行驶；雨竖直下落，说明雨与列车保持相对静止；所以风向南刮，即刮北风，而且风速与车速相同． 故选B． 第7题图 7．右图中的容器内有一个凹面镜，容器内注满水，平行于主轴的光线经凹面镜反射后会聚于焦点，且焦点低于水面，设此时焦距为f。若其它条件不变，将水抽去，设焦距为f1。再在容器里注满折射率比水大的液体，设焦距为f2。则（ ） A．f1=f = f2 B．f1< f< f2 C．f< f1< f2 D．f1> f> f2 解：选A . 折射率是描述光从一种介质到另一种介质的偏转角度，题目中说焦点低于水面，也就是光从凹面镜上到会聚于焦点这过程中一直处于同一种介质中，所以跟折射率无关；而一开始光进入液体中时是垂直于水面进入的，这时光不会偏转，所以也跟折射率无关。 8．质量相等的甲、乙两金属块，其材质不同。将它们放入沸水中，一段时间后温度均达到100℃，然后将它们按不同的方式投入一杯冷水中，使冷水升温。第一种方式：先从沸水中取出甲，将其投入冷水，当达到热平衡后将甲从杯中取出，测得水温升高20℃；然后将乙从沸水中取出投入这杯水中，再次达到热平衡，测得水温又升高了20℃。第二种方式：先从沸水中取出乙投入冷水，当达到热平衡后将乙从杯中取出；然后将甲从沸水中取出，投入这杯水中，再次达到热平衡。则在第二种方式下，这杯冷水温度的变化是（ ） A．升高不足40℃ B．升高超过40℃ C．恰好升高了40℃ D．条件不足，无法判断 二、填空题（每小题6分，共30分） 9．如图(a)所示，一根垂直于纸面的导线P放置在一水平放置条形磁铁的正上方，若导线受到磁铁给它的作用力的方向竖直向下，则导线中电流的方向是垂直纸面________（选填：“向外”或“向内”)；现将该导线稍微向右平移一段距离，如图(b)所示，则这根导线受到磁铁对它的作用力的方向为___________（选填：“右下方”、“右上方”、“左下方”或“左上方”)。 N S (a) N S (b) 第9题图 P P 解: 向内 电流方向、磁感线方向、受力方向是互相垂直的，导线向右移后根据磁场分布该处磁感线是斜向右下的，所以导线受力是左下方 第10题图 A B 10．如图所示，大水槽里有不相溶的A、B两种液体，A液体的密度为ρ，B液体的密度为2ρ。一个边长为a的小立方体物块，一半浸没在A液体中，另一半浸没在B液体中，物块的上表面与A液体上表面齐平，则物块的密度为________ρ。若在物块上端加一个大小为物块重力0.1倍的竖直向下的压力，则物块下沉的距离为________a。（物块始终未与水槽底部接触） 11．血管变细是“高血压”病的诱因之一。为研究这一问题，我们可做一些简化和假设：设血液通过一定长度血管时受到的阻力f与血液流速v成正比，即f=kv (其中k与血管粗细无关)，为维持血液匀速流动，在这血管两端需要有一定的压强差。设血管内径为d1时所需的压强差为△p，若血管内径减为d2时，为了维持在相同时间内流过同样多的血液，此时血液的流速是原来的______倍；血管两端的压强差必须变为原来的______倍。 12．如图(a)所示直角三角板ABC的边长BC=a，AC=b，开始时AB边靠在y轴上，B与坐标原点O重合。今使A点沿y轴负方向朝O点移动，B点沿x轴正方向移动，可知三角板从图(a)所示的初始位置到图(b)所示终止位置的过程中，C点的运动轨迹为______________（选填：“单方向的直线”、“往返的直线”、“一段圆弧”或“非圆弧状的其他曲线”），C点在此过程中通过的路程为_________________。 13．在图(a)所示的电阻网络中，每一个电阻的阻值为R。某同学用如图(b)所示的装置去测量网络中任意两节点之间的电流。设电源的电压恒为E，则最大电流为__________，最小电流为_________。 三、计算题（本题共27分） 14．（12分）甲同学从学校出发步行去附近的邮局寄信，前15min内行走的速度为1m/s，为了尽快到达邮局，以后的速度提高到2m/s。在甲同学出发6min后，乙同学也想去邮局，为了赶上甲同学，乙同学以3m/s的速度行走。求： (1)（6分）乙同学经过多少时间能追上甲同学？ (2)（6分）若乙同学比甲同学晚出发12min，则经过多少时间乙同学能追上甲同学？ 解答： 当乙同学晚出发时间为6min时，小于10min，必定在甲同学行走速度为1m/s时追上。 1（6×60+t）＝3t 即t=180s=3min追上 当晚出发时间为12min时，大于10min，必定在甲同学行走速度为2m/s。 1×15×60＋2（t－3×60）＝3t 即t=540s=9min追上 15．（15分）密度为ρ=500kg/m3、长a、高b、宽c分别为0.8m、0.6m、0.6m的匀质长方体，其表面光滑，静止在水平面上，并被一个小木桩抵住，如图(a)所示。 (1)（3分）无风情况下，地面的支持力为多大？ (2)（6分）当有风与水平方向成45°角斜向上吹到长立方体的一个面上，如图(b)所示。风在长方体光滑侧面产生的压力为F，则力F要多大才能将长方体翘起？ 第15题图(c) a b 小木桩 风 θ (3)（6分）实验表明，风在光滑平面上会产生垂直平面的压强，压强的大小跟风速的平方成正比，跟风与光滑平面夹角正弦的平方成正比。现让风从长方体左上方吹来，风向与水平方向成θ角，如图(c)所示。当θ大于某个值时，无论风速多大，都不能使长方体翘起。请通过计算确定θ的值。 第15题图(a) a b 小木桩 第15题图(b) a b 小木桩 风 45° 解答 （1） （2） 即 （3）风在侧面产生的压力： 风在顶面产生的压力： 当时，长方体将不会翘起，即 ， 由于可以取足够大，为使上式对任意大都成立，必须有 即， 四、实验、作图题（本题共20分） 16．（14分）如图（1）所示盒内的电路由三个阻值均为R的电阻组成，盒外有三个接线柱A、B、C。某位同学用伏安法测量各个接线柱之间的电阻，并将数据记录在表格中。请完成以下问题： (1)（2分）用笔线代替导线，完成测量A、B接线柱之间电阻时的电路； (2)（3分）在测B、C接线柱之间的电阻时，电压表的示数如图（2）所示，请读出并填入表格中。 接触点 U(v) I(A) A、B 1.50 0.50 B、C 0.30 A、C 2.40 第16题图(2) (3 )（3分）测量A、C接线柱之间的电阻时，电压表的示数读数为2.40V，请将电流表的示数填入表格。 (4)（6分）画出盒内三个等值电阻可能的连接方式，并求出三个等值电阻的阻值R。 解答（1）如图 B A C + + 接触点 U(v) I(A) A、B 1.50 0.50 B、C 2.70 0.30 A、C 2.40 0.40 （2） （3） （4） RAB＝1.50/0.90＝3.0Ω RBC＝2.70/0.30＝9.0Ω 有以下两种可能，连接如下图，左图中每个电阻值为6Ω，右图中每个电阻值为3Ω B A C B A C 17．（6分）如图所示，一宽为ab的平面镜，垂直纸面放置，平面镜可以绕其中心轴O转动