上海市大同杯初中物理竞赛试题-解析：2014大同杯复赛解析

2014年上海市第28届“大同杯”初中物理竞赛复赛试卷参考答案与试题解析一、选择题（以下每小题只有一个选项符合题意，每小题4分，共32分）1．（4分）当坐在野外的篝火旁时，我们看到篝火后面的物体是晃动的，原因是（）A．视觉错误，因为火焰在跳动B．火焰加热空气，使空气密度不均匀且不稳定C．火焰作为光源在抖动，所以经后面物体反射的光也在晃动D．火焰加热了另一边的物体，使它热胀冷缩，所以看到它在晃动考点：光的折射现象及其应用．专题：光的折射、光的色散．分析：利用光在不均匀的空气中传播时会发生折射现象和人由于错觉总认为光是沿直线传播进行分析．解答：解：火焰加热空气，使空气密度不均匀且不稳定，光在不均匀的介质中发生折射，人由于错觉总认为光是沿直线传播的，所以看到篝火后面的物体是晃动的．故选B．点评：此题主要考查光的折射现象，要会用光的折射现象解释一些自然现象．2．（4分）如图所示，将144根长钉固定在木板上，尖端朝上，将一只气球置于上方，手轻轻放在气球上，若手轻轻下按，则（）A．气球会立即破掉，因为气球受到手的压力B．气球会立即破掉，因为气球受到钉子的压强过大C．气球不会破，因为气球受力平衡D．气球不会破，因为气球受到的压力被分散，压强不足以刺破气球考点：压强．专题：压强、液体的压强．分析：解答此题的关键是掌握减小压强的方法．根据压强的定义式p=可知，要减小压强有三种方法：一是当压力一定时，需增加受力面积；二是当受力面积一定时，需减小压力；三是在条件允许的情况下，可以同时减小压力，增大受力面积．同理，增大压强也有三种方法．解答：解：因为手与气球的接触面积较大，手轻轻放在气球上，若手轻轻下按，压力不大，故产生的压强较小，不足以使气球立即破掉．故A错误；单个钉子尖端面积虽小，144根长钉固定在木板上，尖端朝上时，与气球的接触面积相对增大了许多，而压力不是很大，所以由p=可知，压强相应减小，不足以刺破气球．故B错误，D正确．气球会不会破，与手和钉子对气球的压强大小有关，与是否受平衡力的作用无关，故C错误．故选D．点评：此题考查学生对压强的理解，关键是抓住压强大小跟压力大小和受力面积大小有关进行分析，对初中学生来说有一定难度．3．（4分）如果不慎在照相机的镜头上粘上一个灰尘颗粒（如图），那么拍摄的相片（）A．其上部将出现一个黑点B．其下部将出现一个黑点C．其上部和下部皆无黑点D．其上部和下部各出现一个黑点考点：凸透镜成像规律及其探究实验．专题：透镜及其应用．分析：照相机的镜头是一个凸透镜．物体有无数点组成，物体上任一点射向照相机镜头有无数条光线，经凸透镜折射后，有无数条折射光线会聚成该点的像．当照相机的镜头上沾上一个黑点，还有另外的部分光线，经凸透镜折射会聚成像．解答：解：当照相机的镜头上沾上一个黑点，还有另外的部分光线，经凸透镜折射会聚成像，像的大小不发生变化，折射光线减少，会聚成的像变暗．故选C．点评：凸透镜成实像时，无论遮住凸透镜的上部、下部、中间，都不能改变像的大小，但是像变暗，凸透镜遮住的越多，像越暗．4．（4分）太阳表面的温度约为6000℃，所辐射的电磁波中辐射强度最大的在可见光波段，人体温度约为37℃，所辐射的电磁波中辐射强度最大的在红外波段，宇宙空间内的电磁辐射相当于零下270℃的物体发出的，这种辐射称为“3K背景辐射”，“3K背景辐射”的波段为（）A．γ射线B．X射线C．紫外线D．无线电波考点：电磁波的传播．专题：信息的传递．分析：根据题目信息，温度越低，波长越长，根据该规律确定选择的波段．解答：解：因为随着温度的升低，发出电磁波的波长变长，则温度约为3K时，辐射称为“3K 背景辐射”，若要进行“3K背景辐射”的观测，应该选择无线电波．故D正确，A、B、C错误．故选D．点评：本题属于信息题，关键能够从题目中挖掘信息，运用所学的知识进行分析．5．（4分）往热水瓶里灌水，热水瓶在被灌满的过程中，从热水瓶口发出声音的音调（）A．越来越高B．越来越低C．始终不变D．忽高忽低考点：频率及音调的关系．专题：声现象．分析：先确定振动的物体，振动的物体质量越大，体积越大，越难振动，频率越小音调越低；频率越快，音调越高．解答：解：往暖水瓶中灌水时，是由暖水瓶内的空气柱振动发出声音的，水越来越多，空气柱越来越短，越容易振动，因此振动的频率越快，音调越高．故选A．点评：音调是指声音的高低，音调跟频率有关，频率越大，音调越高．6．（4分）神舟十号上天后，宇航员王亚萍在太空授课，做了一个水膜的实验，将细圆环从水中取出形成水膜，有关水膜厚度的描述正确的是（）A．中央薄，四周厚B．中央厚，四周薄C．四周和中央一样厚D．以上三种情况都会出现考点：超纲知识．专题：重力、弹力、摩擦力．分析：液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层，表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力，导致表面就像一张绷紧的橡皮膜，这种促使液体表面收缩的绷紧的力，就是表面张力，在失重的状态下，表面张力表现更为明显．解答：解：在太空中，一切物体都处于失重状态，水分子的表面张力很明显，将细圆环从水中取出形成水膜时，由于液体表面层内分子间存在着相互吸引的表面张力，它能使液面自动收缩，由于水膜表面分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力，导致水膜中间厚、四周薄．故选B．点评：本题以宇航员王亚萍在太空授课为背景考查了液体的分子张力，体现了物理知识来源于生活、服务于生活的理念．7．（4分）如图所示，两个通电螺线管与电源构成图示电路，在其内部和两个螺线管之间中部上方分别放置一个小磁针，静止时小磁针的位置正确的是（）A ．B．C．D．考点：通电螺线管的磁场．专题：应用题；磁现象、电生磁．分析：首先根据电源的正负极判定电流方向，由电流方向根据安培则（用右手握住螺线管，让四指弯曲的方向与螺线管中的电流方向一致，则大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极）判断通电螺线管的磁极；根据磁极间的作用规律判断小磁针的指向是否正确．解答：解：A、据安培定则可知，该选项中左侧的螺线管左端是N极，右端是S极，右侧的螺线管，左端是N极，右端是S极，故中间的小磁针应该左端为N极，右端为S极，故错误；B、据安培定则可知，该选项中右侧的螺线管左端是S极，右端是N极，左侧的螺线管，左端是S极，右端是N极，故中间的小磁针应该左端为S极，右端为N极，故错误；CD、据安培定则可知，该选项中左侧的螺线管左端是N极，右端是S极，右侧的螺线管，左端是S极，右端是N极，故中间的小磁针应该上端为S极，下端为N极，故C错误、D正确；故选D．点评：安培定则为考试中的重点及难点，应能做到熟练应用安培定则判断电流及磁极的关系．8．（4分）如图所示，一个半径为R的半圆形的凹槽固定在地面上，一个半径为KR（K＜1）的圆柱体从凹槽的右端静止释放，假设凹槽内表面足够粗糙，圆柱体在滚动时不会打滑，刚释放时，圆柱体表面的箭头指向凹槽中心O，当K=时，圆柱体滚动到凹槽左端最高点时的箭头的指向为（）A．水平向右B．水平向左C．竖直向上D．竖直向下考点：力与运动的关系．专题：运动和力．分析：根据K=时计算出圆柱体的周长，然后求得半圆形的凹槽的周长，再求得半圆形的凹槽与圆柱体之比，可知圆柱体滚动到凹槽左端最高点时的状态，然后即可做出选择．解答：解：半圆形的凹槽L=×2πR=πR，圆柱体的周长L′=2π×R=πR，==2.5，即圆柱体滚动到凹槽左端最高点时，圆柱体正好转了2.5圈，则此时的箭头的指向为与刚释放时箭头指向相同，都是水平向左．故选B．点评：此题考查利用运动的关系，解答此题的关键是分别求得圆柱体的周长，和半圆形的凹槽的周长，同时要求学生应具备一定的空间想象能力．二、填空题（每小题6分，共30分）9．（6分）甲、乙两个水箱，上端开口，装有相同体积的水，乙水箱中的水位较高，现在两个水箱底部开两个面积一样的小孔，水从孔中流出，实验观察发现，水箱中的水流光所需要的时间与水箱横截面成正比、与储水高度的平方根成正比，则乙箱中的水先流光，设乙箱中的水流掉一半的时间为t，则剩下的水流完所需时间为（+1）t．考点：超纲知识．专题：其他综合题．分析：根据题意设出水箱中的水流光所需要的时间与水箱横截面和储水高度的表达式，然后比较甲乙的横截面积得出那个水箱内的水先流光；根据表达式得出乙中水完全流出和水的深度为原来深度一半时的时间，两者之差即为乙箱中的水流掉一半的时间，进一步求出剩下的水流完所需时间．解答：解：（1）因水箱中的水流光所需要的时间与水箱横截面成正比、与储水高度的平方根成正比，所以，可设为T=kS=k=k，因甲、乙两个水箱中水的体积相等，且甲的横截面积大于乙的横截面积，所以，甲、乙两个水箱中水流光时，甲需要的时间长，乙箱中的水先流光；（2）设乙箱中水的深度为h，横截面积为S，则水流光的时间：T=kS，当乙水箱中水的深度为时，水流光的时间：T′=kS==，则乙箱中的水流掉一半的时间：t=T﹣T′=T﹣=，即T=t，所以，剩下的水流完所需时间：T′==×t=t=（+1）t．故答案为：乙；（+1）t．点评：本题是一道信息给与题，根据题意得出水箱中的水流光所需要的时间与水箱横截面和储水高度的表达式是关键．10．（6分）某同学家的热水器的温度控制器未能正确安装，他从镜子里看到了如图所示的像，则此时显示的温度是62℃，如果显示的温度是64℃，请在下面空格处画出通过镜子看到的数字的像．考点：平面镜成像的特点、原理、现象及其实验方案．专题：光的传播和反射、平面镜成像．分析：根据镜面对称的性质求解，在平面镜中的像与现实中的事物恰好左右或上下顺序颠倒，且关于镜面对称．解答：解：根据镜面对称的性质，分析可得题中所显示的图片与62成轴对称，所以此时此时显示的温度是62℃．根据镜面对称的性质，通过镜子看到的数字的像为下图：故答案为：62℃；．点评：本题考查了镜面反射的原理与性质．解决此类题应认真观察，注意技巧．11．（6分）如图所示为“风光互补路灯”系统，它在有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，并将电能输至蓄电池储存起来，供路灯照明使用，下表为某型号风光互补路灯系统配置方案：风力发电机太阳能电池组件其它元件最小启动风速1.0m/s 太阳能电池输出功率36W 蓄电池500Ah12V最小充电风速2.0m/s最大限制风速12．m/s 太阳能转化效率15% 大功率LED路灯800W12V最大输出功率400W如果当地垂直于太阳光的平面得到的太阳辐射最大强度约为240W/m2，要使太阳能电池的最大输出功率达到36w，太阳能电池板的面积至少要1m2，当风速为6m/s时，风力发电机的输出功率将变为50w，在仅靠风力发电的情况下，将蓄电池的电能由20%充至90%所需时间为84h．考点：太阳能的其他相关计算．专题：能源的利用与发展．分析：（1）根据太阳能转化效率求太阳能电池板的面积；DCBA （2）根据题意求出蓄电池容量，再根据P=求充电所需时间．解答：解：（1）太阳能转化效率为15%，所以36W=240W/m2×15%×S，解得太阳能电池板的面积：S==1m2；（2）由蓄电池容量知：W=UIt=12V×500A×3600s×（90%﹣20%）=1.512×107J，∵P=，∴所需时间：t===3.024×105s=84h．故答案为：1；84．点评：此题主要考查的是学生对电功、电功率计算公式的理解和掌握，能够从表中获取有用的信息是解决此题的关键，基础性题目．12．如图所示的电阻网络中，AC、CB、BD、DA四边形的电阻为r，其余各边的电阻都相等，但阻值未知，测得AB两点之间的总电阻为R。