初中应用物理知识竞赛答案(二)

初中应用物理知识竞赛测试题答案（二）

一．选择题（共40分，每小题2分）

1.炎热的夏天，当你走在晒得发烫的柏油路上时，刚巧来了一辆洒水车，洒湿了路面。

这时你会感到更加闷热，产生这种感觉的主要原因是（ B ）

A.洒水车中的水经过曝晒，内能增加，温度很高

B.洒水后空气的湿度增加，身上的汗较难蒸发

C.地面上的水反射了阳光，使身体得到更多的热量

D.水蒸发时把地面的热带到了人的身上

2.我国有句谚语说：“下雪不冷化雪冷”。你认为以下几个说法中一定错误的是（B）

A．冷与不冷是将下雪过程中与下雪过后的温度进行对比来说的

B．冷气流的北上导致气温的降低

C．雪的熔化、熔化后水的蒸发以及雪的升华都需要吸热导致气温的降低

D．人们感觉的“冷”与“不冷”除与温度有关之外，还受空气湿度的影响

3.公路交通标志由基板和附着其上的反光膜组成，夜晚它可以反射汽车射来的灯光，使司

机看清交通标志。下图1所示的反光膜横截面的结构示意图中，设计最合理的是（D）

A．球形小凹面B．三角形小平面C．球形小凸面D．玻璃微珠

注：玻璃微球可以发生全反射

4.如图2所示为小明家的一段自来水管

的示意图。平时总水阀保持打开。某次

出远门前，小明先将水龙头关闭再将总

水阀完全关闭后，突然想洗手又打开水

龙头，则（D）

A.abcd段水管中的水均可流出

B.只有ab段水管中的水能流出

C.流出的水量等于ab段和cd段水管中水量之和图2

D.基本没有水流出

注：因为ρ水gh dc

5.将一根直木棒放在一装有水的长方体形状的玻璃水槽中的偏左侧的位置，直木棒静止

后从其正前方观察到的现象是下面四种情况中的哪一种（C）

A．B．C．D．

6.用手提起如右图甲所示长细金属链的一端，使金属链的另一端接触玻璃杯底部，然后

逐渐将长金属链顺序地盘入玻璃杯中，直到金属链几乎能装满玻璃杯。将玻璃杯放置在水平桌面的最左端，使金属链的另一端伸出玻璃杯外，然后用手指按住金属链，如

图乙所示。若将手指放开，将会出现下列哪种现象

（D）

A．没有变化

B．金属链会回到玻璃杯中

C．金属链会下落一段距离后停止滑出杯子

D．金属链会下落直到玻璃杯清空

7.如图5所示为双金属片温度计的内部结构示意图，双金属片一般是由形状相同的铜片

和铁片铆合在一起制成的，其中铜的热膨胀程度比铁的大。

当温度变化时，由于内外两层金属片的膨胀程度不一样而

引起指针偏转，同时在弹力的平衡下，指针便指在刻度盘

上相应的温度值位置上，从而显示出被测的温度。下面关

于双金属片温度计的认识中，错误的是（D）

A.双金属片温度计是根据固体热胀冷缩的原理制成的

B.被测温度越高，双金属片温度计内弹簧的弹力越大

C.双金属片温度计的指针做得比较长，是为了能起到将微小形变放大的作用

D.要使温度升高时指针顺时针偏转，双金属片的外层（图中较粗线所示）应是铁，

内层（图中较细线所示）应是铜

8.在抢救呼吸困难的病人时，医生往往给病人输氧气。氧气经过很长的输送管道进入病

房，再通过一个如图6所示的装置。这个装置让氧气先通入瓶中的蒸馏水内，而后才提供给病人呼吸使用。研究性学习小组的同学们对于让氧气通入瓶中的蒸馏水内的目

的，提出了如下几种观点（C）

①过滤氧气，除去输送过程中夹杂的少量杂质

②给氧气加湿，使氧气湿润一些

③冷却氧气，降低氧气的温度

④通过气泡可以观察氧气的流量大小，便于调节

在上述观点中，最为合理的一组是（）

A．①②③B．②③④

C．①②④D．①③④

9.有经验的面点师傅在用手从蒸笼里拿刚蒸熟的馒头之前，总是先用手蘸上少许凉水。

面点师傅这样做，主要的道理和目的是（A）

A．利用凉水先对手进行冷却，同时由于水的比热容又较大，避免手被烫伤

B．利用凉水蒸发吸热，以降低手的温度，避免手被烫伤

C．利用凉水蒸发吸热，以迅速降低笼内水蒸气的温度，避免手被烫伤

D．利用凉水把手与热馒头隔开，以避免手被烫伤

10.林乔到超市买了一盒鸡蛋、一块豆腐、一颗大白菜，如图所示，根据你学的物理知识，

你觉得装袋的叠放顺序（从下往上装袋）应是（A）

A．圆白菜、鸡蛋、豆腐

B．鸡蛋、圆白菜、豆腐

C．鸡蛋、豆腐、圆白菜

D．圆白菜、豆腐、鸡蛋

11.半潜船是专门从事运输大型海上石油钻井平台、大型舰船、潜艇等超长超重而又无法

分割吊运的超大型设备的船舶。如图甲所示，半潜船把装货甲板潜入水中，使货物能够进入装货甲板上。然后半潜船上浮至船身和货物一起浮出水面，将货物运走，如图乙所示为用半潜船运送损坏的舰艇。下列说法中正确的是（ B ）

A.半潜船是由密度比水小的实心材料制成的

B.建造半潜船时内部一定留有很大体积的空舱

C.没有装载任何货物处于下潜状态的半潜船，与它装载着舰艇并浮出水面时受到的

浮力大小一定相等

D.图乙中的半潜船的质量必需要小于舰艇的质量

12.生物显微镜的镜筒下面有一个小镜子，用来增加进入镜筒的光强。如果小镜子的镜面

可以选择，在生物课上使用时，效果最好的是（A）

A．凹型镜面B．凸型镜面C．平面镜面D．乳白平面

13.“充电宝”是一种给手机等电子设备提供电能的移动电源。2014年8月7日，我国

民航局首次专门针对“充电宝”发出公告，公告要求旅客携带登机的“充电宝”额定能量不能超过一定标准。这一“标准”的单位是（C）

A．Ah B．mAh C．Wh D．VA

14.市面上有一种化妆镜，当对着它照镜子时，能看到自己面部更细微处。这种化妆镜应

该是一个（C）

A．平面镜B．凸面镜C．凹面镜D．凸透镜

15.为了确保用电安全，家中都会安装配电盘。配电盘中除了装有分别控制厨房、客厅和

卧室等用电的开关外，还装有漏电保护器。小明装完新房后，将插排插入客厅墙上的电源插孔中，然后将电视机的电源插头插入插排的电源插孔，但打开电视机后，配电盘中漏电保护中保护器就“跳闸”了。小明拔下电视机电源插头，把漏电保护器的开关复原（重新闭合），然后将能正常使用的台灯插入该插排的电源插孔，闭合台灯开关后，漏电保护器再次“跳闸”。关于发生上述现象的原因，下列猜想正确的是（B）A．墙上的电源插座中的火线和零线间短路了

B．插排中插座处的零线和地线接反了

C．插排中插座处的零线和火线接反了

D．插排中插座处的火线和地线接反了

注：“跳闸”的原因有三个，发生短路或功率

过大或发生漏电．题目中将能正常使用的台

灯插入该插排的电源插孔，闭合台灯开关后，

漏电保护器再次“跳闸”，说明不是功率过大，

在其它插座上能用，说明不是短路，故只能是发生了漏电．

漏电保护器的原理图如下图所示：当I1和I2的差异达到一定值，开关S就会立即断开，即切断火线，零线接地，流出电流I2为零，I1和I2的差异很大，开关S立即断开．16.氢气具有可燃性，因此早期使用氢气填充的气球和飞艇很容易燃烧起火。后来使用不

会燃烧的氦气替代氢气来填充气球和飞艇。相同条件下氦气的密度约为氢气密度的两倍。若忽略球皮和吊索的重力，则相同体积的氦气球与氢气球相比（D）

A．氦气球的有效载重量约为氢气球的一半

B．氦气球有的效载重量约为氢气球的2倍

C．氦气球有效载重量比氢气球小很多

D．氦气球的有效载重量与氢气球差不多

注：因为气球漂浮在空中，气球的有效载重量等于气球所受的空气的浮力，虽然相同条件下氮气的密度约为氢气密度的两倍，但仍比空气的密度（约1.29kg/m3）小得多，则气球内氮气的重力也非常小，所以相同体积的氮气球与氢气球相比，气球的有效载重量与氢气球差不多．

17.如图是一种案秤的照片。根据这张照片估计，如果将该案秤配备的标有“1kg”字样

的槽码放在秤盘上，那么测得其质量应约为（B）

A．1kg

B．0.2kg

C．0.1kg

D．0.5kg

18.晚上，小明挑着一盏不带光源的工艺品小灯笼在家里玩。当把小灯笼移到发光面较大

的吸顶灯正下方时（如图甲所示），会在小灯笼正下方的水平白纸上出现一个影子，关于这个影子的形状，图乙中正确的是（C）

注：发光面较大的吸顶灯的光被灯笼遮挡后，在后边形成一个黑色的区域，叫做影子，即灯笼影子，是光的直线传播形成的，因为吸顶灯的面积较大，所以在灯笼影子的边缘是光线较暗的半影区，中间是没有光线的全影区，所以选C。

19.如果地球表面大气压力1 个标准大气压，地球半径为6.4×103km，据此估算地球周围

空气的总质量约为（ A ）

A．5×1018kg B．5×1012kg C．1×1018kg D．1×10 12kg

解：球体的表面积是：S=4πr2=4×3.14×（6400000m）2=5.14×1014m2；

G=F=pS=105Pa×5.14×1014m2=5.14×1019N；

m=G/g=5.14×1019N/10N/kg=5.14×1018kg．

20.如图所示，一个圆柱状的轻质纸筒顺着一个倾斜的木板滚

下。关于纸筒在地面上的落点，下列说法中正确的是

（C）

A．在A 点的左侧

B．正好在A 点

C．在A 点的右侧

D．上述三种情况皆有可能

解：因为空气流速快的地方压强小。当纸筒下落时，沿逆时针方向转动，带动周围的空气流动，纸筒上方的空气流速变慢，下方流速变快，产生向下的压强，使纸筒受到一个向下的力，落在A点右侧。

二．简答下列各题（每题3分，共15分）

21.眼镜是我们十分熟悉的光学器件，由镜片和镜架组成（如

图所示）。眼镜可分为①矫正视力的近视眼镜、远视眼镜、

老花眼镜及散光眼镜等；②保护眼睛的防风眼镜、太阳眼

镜、游泳眼镜等；③具有矫正视力和保护眼睛双重功能的

眼镜。

请分别从力学、光学等不同角度，说出至少三条上述各种眼镜中包含的物理知识。

答：（1）鼻托面积较大是为了增大受力面积，减小压强，使人感觉更舒服；

（2）镜片和镜架尽量用密度小的材料，减小眼镜总质量，减小压力，减小压强，使人感觉更舒适；

（3）近视眼镜的镜片对光束有发散作用，可以使裸眼所成的像向视网膜方向移动，

成以视网膜上；

（4）镜腿采用弹性较好的材料，不容易损坏和变形。

22.为防止小轿车在行驶途中由于车门没有关闭而

带来危险，厂家设计了报警电路。四个车门都关

闭时蜂鸣报警器不响且指示灯不亮；只要有一扇

车门没有关闭，蜂鸣报警器就会报警，对应的指

示灯就会发光，根据指示灯发光情况可判断哪一

扇车门没有关闭。请你在图10中用笔画线表示

导线，将各元件连接成符合要求的、电路图（导

线不许交叉或穿过开关），说明：每个车门控制

一个开关（S1对应L1，其他类推)当车门关闭时开关断开，车门打开时开关闭合。23.如图11甲所示的吊车在试图吊起损坏的车辆时，发生了翻车事

故（如图11乙所示）。请你分析吊车翻车的3种可能原因。

答：（1）吊臂相对于水平面倾斜的角度过小；

（2）被吊物体质量过大；

（3）吊臂伸出过长；

（4）吊车左端的支撑爪不够靠前。

24.参加拔河比赛前老师告诉同学们应注意以下技巧：①挑选体重

大的同学参赛；②穿较新的有花纹的橡胶底运动鞋；③拔河时

身体要句后倾斜适当角度，两腿前伸两脚用力蹬地，重心落在

脚掌后面；④发力时，绳子一定要拉直，听到口号一起用力往

后拉。请你分析并说出3条上述技巧背后蕴含的物理知识。

答（1）体重大的同学对地面的压力大，摩擦力大；

（2）穿较新的有花纹的橡胶底运动鞋，可以

增加接触面间的粗糙程度，摩擦力大；

（3）把人看做一个杠杆，以脚为支点，重心

落在脚掌后面且两腿前伸用力蹬地，可以增

加重力的力臂，增加被对手拉动向前方转动

的难度；

（4）同时用力，且所有力都沿同一直线，同一方向，合力最大。

25.在秋季无风或微风的清晨，湖面上方经常有一层厚厚的“水雾”。请你解释秋季水面

容易产生水雾的原因。

答：秋季的清晨，空气温度较低。由于无风或微风，湖面的空气流动较慢，积聚了较多的水蒸气。水蒸气遇到温度较低的空气，液化形成小水滴，形成“水雾”．

三．计算题（共45分）

26. （11分）抽水蓄能电站是一种特殊的发电站，也是目前电

力系统中最可靠、最经济、寿命周期长、容量大、技术最

成熟的储能装置。抽水蓄能电站的基本结构如图13所示，

当电网上的电能有盈余时，抽水蓄能电站就利用盈余的电

能，通过蓄能机组带动水泵，把水由低处的下库抽到高处

的上库并储存起来；当电网上的电能不足时，使原来抽到

上库的水再流回下库，并推动蓄能机组带动发电机发电。

2015年6月12日，安徽金寨抽水蓄能电站项目正式开工。

总装机容量120万千瓦（此处可看作总发电功率为120万

千瓦），计划建设4台单机容量30万千瓦的发电机组。设计年总抽水消耗电能26.8亿千瓦时，蓄能发电20.1亿千瓦时。取g =10N/kg ，求：

（1）按照设计要求，平均每年这4台发电机组相当于要共同工作连续工作多少天？ 该抽水蓄能电站的年运行综合效率?行的设计值是多少？

（2）若该抽水蓄能电站在放水发电阶段的效率?发=90%，则抽水蓄能阶段的效率?抽是多少？

（3）若该抽水蓄能电站上、下库的水面平均高度h =100m ，为保证该抽水蓄能电站4台发电机组全部满负荷连续发电t 0=l0h ，试估算，该抽水蓄能电站上库的容量V 库至少要多少m 3?

解：1．平均每年这4台发电机组相当于要共同连续工作的时间

d h kW

kWh P W t 701675102.1101.2068==??==发发发 ……………………2分 2．该抽水蓄能电站的年运行综合效率的设计值

%75%100108.26101.20%10088=???=?=kWh

kWh P W 耗发行η ……………………2分 3．运行综合效率η行与放水发电阶段的效率η发和抽水蓄能阶段的效率η抽的关系为 η行=η发

则抽水蓄能阶段的效率

%3.83%

90%75===发行抽ηηη ……………………3分 4．放水发出的电能 W=pt ，W=η发ρVgh ……………………2分 该抽水蓄能电站上水池的库容至少为

37339108.4%

90100/10/1013600101020.1m m kg N m kg s W gh Pt V ?=???????==发库ηρ ……………………2分

27. （11分）2015年4月16日，中国首创的十秒级闪充电车在宁波正式下线，如图14

所示。这种电车采用超级电容（一种可以直接以电能形式储存能量的设备，像蓄电池一样也有正、负两极）作为电能存储设备。这种超级电容安全环保，可反复充放电100万次以上，使用寿命长达十年。与该车相匹配的充电桩安装在各公交站点，充电桩在乘客上下车的约30s 时间里即可把电充满，并可让车持续正常行驶5 km 以上。在制动和下坡时，电车还可以把部分动能再转化为电能为超级电容充电。

若假设这种电车的质量（满载，含乘客）为m =15t ；正常匀速行驶时，电车受到的平均阻力f 为车重G 的0.02倍；正常匀速行驶时的速度为v =10m/s 。（取g =10N/kg)求:

（1）这种电车正常匀速行驶时的功率P

行。

（2）若这种电车每次充满电后持续正常行驶5km ，

正常匀速行驶时的效率为?行=90%。试估算，每次充

满电，电车从充电桩所获得的能量E 。

（3）若每次给这种电车充满电须耗时t =30s 。试估算，

充电桩为电车充电时的输出功率P 出。

（4）若按电价0.5元/kW ·h 来计算，则每次充电需

花费电费多少元？与之同样功能的燃油公交车百公

里油耗约为36L ，燃油价格按5.5元/L 来计算，同样

行驶5km 需花费然油费多少元？

解：（1）电车匀速行驶时，电车的牵引力

F=f=μG=0.02mg=0.02×15×103kg ×10N/kg=3×103N ……………………1分 电车正常匀速行驶时的功率 P 行=Fv =3×103N ×10m/s=3×104W …………………2分

（2）这种电车每次充满电后持续正常行驶s=5km ，电车所做的功为：

W=Fs =3×103N ×5×103m=1.5×107J ……………………1分 从充电桩获得的能量J J W

E 77106.1%90105.1?=?==η ……………………2分

（3）充电桩为电车充电时的输出功率为W s

J t P 571057.5301067.1E ?=?==出……2分

（4）每次充电所需电费为 元元32.2/5.0106.31067.16

7

=???kWh kWh ……………2分 燃油公交车行驶5km 须花费燃油费为元元9.9/5.5361005=??L L km

km …………1分

28. （12分）小明某次在路边观察到，工人师傅们在安装水泥电线杆过程中要将地面上水

平的电线杆“竖立”起来时，在地面上先挖了形状如图15所示的坑。地面处的坑口截面基本上是一个长方形，其宽度仅比电线杆的粗端直径略大一点，坑中从长方形的一边开始有一从地面直达坑底的斜坡。而另一边则是直上直下的，坑底基本上是一个正方形。请你回答：

（1）为什么要挖成图15所示的深坑，

而不挖成图16甲所示的仅比电杆略

粗一点的深坑，或者如图16乙所示

的大口径的深坑？这样做有什么好

处？

（2）通过计算对比分析：如果已将电线杆水平放在坑口上方，且其粗端位于坑底右端正上方，现要把电线杆分别埋入图15、图16甲所示的两个坑中，则在竖起电线杆的开始阶段，对电线杆的细端分别至少需要多大的力？己知这种坑深1.6m ，坑底的长、宽都是0.3m ，地面处坑口长2.3m 、宽0.3m 。电杆线的质量为410kg ，长8.0m ，粗端直径0.26m ，其重心距粗端3.2m 。（取g =10N/kg)

（3）在上述两种情况下，竖起电线杆的过程中，工人师傅们对电线杆分别至少要做多少功？

解：（1）（3分）挖成图15所示的深坑好处如下：

①少挖土方：挖成图15所示的深坑要比挖成图16乙所示的深坑少挖土方，这样可以少做功，避免人力浪费，提高劳动效率。

②便于施工：施工人员更易于从图15所示的坑里向外取土。

③省力省功：用图15所示的深坑埋水泥电线杆，与用图16甲所示的深坑埋水泥电线杆相比，不必将电线杆沿竖直方向直立在地面上，重心上升高度小，施工时即省力又省功。

④施工安全：用图15所示的深坑埋水泥电线杆，施工人员只需从有斜坡的方向扶住水泥电线杆就行了，水泥电线杆不会向其它方向倾倒，施工比较安全。

2．①若将这种电线杆埋入图15所示的坑中，电线杆就位后的情况如图答-2所示。

…1分

设竖起电线杆的开始阶段，在细端所施加的竖直向上的拉力为F 1。

在图答-2中，电线杆粗端伸入坑口的距离为2.3 m -0.3 m =2.0m

进而：O 1A 1=8.0 m -2.0 m =6.0m O 1B 1=3.2 m -2.0 m =1.2m

电线杆重：G=mg=410kg ×10 N/kg =4100N ………1分 以O1为支点，根据杠杆平衡条件，有：F 1×O 1A 1=G ×O 1B 1

解得：F 1=1111

G O B O A =820N ………1分

②若将这种电线杆埋入图16甲所示的坑中。电线杆就位后的情况如图答-3所示。

……1分

设竖起电线杆的开始阶段，在细端所施加的竖直向上的力为F 2。

在图答-3中：O 2A 2=8.0m O 2B 2=3.2 m

根据杠杆平衡条件，有：F 2×O 2A 2=G ×O 2B 2 解得：N A O B O G F 16402

2222=?= ……1分 3．在图答-2中，电线杆重心升高：h 1=3.2 m -1.6 m =1.6m

人们对电线杆做功：W 1=Gh 1=4100N ×1.6m =6560J ……2分 在图答-3中，电线杆重心升高：h 2=3.2 m

人们对电线杆做功：W 2=Gh 2=4100N ×3.2m =13120J ……2分

29. （11分）如图17所示为一种新型电器——无叶空气净化暖风器，兼

具风扇、制暖和空气净化的功能，其铭牌如表所示。如图18甲所示，

电器的底部为进气口，空气进入时要经过滤网净化，然后被马达送入

环形通道（内有加热元件）。环形通道一端开有细缝，空气从细缝高

速吹出。如图18乙所示，高速吹出的气流，能带动周围和后方的空

气，使形成风的空气体积比进气体积增加十几倍。

（1）请解释这种电器形成风的空气体积比进气体积增加很多的原因。

（2）如果要将一个“10m×7m×3m ”的房间的温度从15℃提升到20℃，

请回答：

①请估算该电器至少需要作多长时间？（己知空气的密度约为 1.22

kg/m3，比热容约为1×103J/（kg·℃）

（3）如果要净化该房间内的空气，请回答：

①该电器过滤一遍与房间相同体积的空气至少需要多长时间？

②反思你计算出的时间和实际情况下将空气过滤干净需要的时间有何差异、解释为什么会有差异？

1．当气流从细缝以高速吹出，气流的压强小于周围空气的压强。在压强差的作用下，周围的空气流向气流并被加速，从而随着气流一起向前运动。………2分

另一方面，随着风扇前方气流向前运动，风扇后方的空气向前补充过来………1分 这样，形成风的空气的体积比进气的体积增加了很多倍。

2．（1）房间内空气体积为：10m×7m ×3m=210m 3

将房间的温度从15℃提升到20℃，空气需要吸收的热量：

Q=cm △t=c ρV △t=1.0×103J/kg ·℃×1.22kg/m 3×210m 3×5℃=1.28×106J

………2分

即电流至少做功W =1.28×106J

电器工作的最小时间 t=W/P =1.28×106J/2000W=640s ≈10.7min ………1分

（2）实际情况下，电器要运行更长时间、消耗更多的电能。

房间不是完全绝热的，会向外界散发热量，造成热量流失 ………1分

实际上室内还有各种物品，而且这些物品的密度和比热容的乘积一般都大于空气的，考虑这些物品温度升高需要吸收的热量，还需消耗更多的电能转化为热能 ………1分

3．（1）进气口安装有滤网，按最强进风气流33L/s 估算，至少需要时间：

h s s

L L t 78.1104.6/331021033=?=?= ………1分 即至少需要1.78个小时。

（2）实际情况下将空气过滤干净需要更长时间

因为：实际情况下，由于风导致的空气流动、房间内空气温度不均导致的对流、空气分子的热运动，空气中有害分子、细颗粒物在分布上不断“扩散”。因此，经过滤网过滤的空气，出来后并非就始终保持纯净了。实际发生的过程是：经过净化器净化，空气中有害成分的浓度在不断降低。而不是一升的空气通过净化器，就多了一升干净空气、少了一

升污染的空气。………1分

另一方面，这种扩散也需要一定的时间。由于空气净化器一般摆放在房间里的一个固定位置，在这个位置附近的空气相对净化效果较好，而离该位置较远的空气中的污染物扩散到净化器的位置需要一定的时间。因此，从整个房间来看，将整体的空气净化干净还需要更长时间。………1分