【正文】 125 250 500 1000 17． (14 分 )電氣化鐵路的輸電線常用如圖所示的方式懸掛在鋼纜上．鋼纜的 A端固定 在電桿上， B端通過(guò)滑輪組連接在電桿 C上． (1)配重 D是 n個(gè)混凝土圓盤(pán) (圖中只畫(huà)出 3個(gè) )，每個(gè)盤(pán)的質(zhì)量是 m．按圖示的配置，鋼纜在 B 端所受的拉力大約是多少 ? (2)如果只考慮 B 端的牢固性，本來(lái)可以把它直接固定在電桿 C 上，也可以用一個(gè)很硬的大彈簧連接 B和 C，實(shí)際上卻用滑輪組來(lái)連接，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是什么 ? 2022年第 十三 屆全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽 初賽 試題 答案 1． A． 2． B． 3． D． 4． C． 5．凸透鏡、反光罩． 6． 26Ω或歐姆， 7．√ 3/3或 0． 58． 8．糠皮，谷粒，它們以同樣的速度被拋出，碎石的質(zhì)量最大，動(dòng)能最大，所以克服空氣阻力運(yùn)動(dòng)的距離最大，糠的質(zhì)量最小，運(yùn)動(dòng)的距離最?。? 9．如果戶(hù)內(nèi)電線短路，電流將會(huì)很大，這時(shí)鐵絲不能熔斷，電路將會(huì)過(guò)熱，可能引起火災(zāi)． 10． (1)工業(yè)、民用的鍋爐以及汽車(chē)等．燃燒燃料時(shí)產(chǎn)生熱；人體本身也產(chǎn)生熱． (2)擴(kuò)大綠地面積，增加城市的人工水面． 11． (1)AC、 DE和 GE是三個(gè)杠桿．它們的支點(diǎn)分別是 C、 E和 E． (2)圖 (a)的組裝更合理．對(duì)于杠桿 DE來(lái)說(shuō)，指甲在 D點(diǎn)對(duì)它的作用力是阻力。 AC 在 B點(diǎn)對(duì)它的作用力是動(dòng)力．兩種組裝方式中，阻力和阻力臂是一樣的，但圖 (a)中的動(dòng)力臂 BE 大于圖 (b)中的動(dòng)力臂，因此圖(a)的組裝方式要比圖 (b)的方式省力． 12． (1)把秤放在水平桌面上； (2)砝碼盤(pán)上不放砝碼，秤盤(pán)不放物品，游碼放到最左邊，調(diào)整調(diào)零螺絲使秤桿平衡； (3)把被稱(chēng)物品放到秤盤(pán)中； (4)從大到小依次把槽碼放到砝碼盤(pán)上進(jìn)行試稱(chēng)，當(dāng)某一砝碼能夠壓下砝碼盤(pán)而比它 小一級(jí)的砝碼剛好不能壓下時(shí)，保留后一砝碼；(5)移動(dòng)游碼，使秤桿平衡； (6)把所用槽碼上面刻寫(xiě)的質(zhì)量數(shù)與游碼位置所標(biāo)的質(zhì)量數(shù)相加，就得到被稱(chēng)物品的質(zhì)量． 13．根據(jù)電熱毯的額定功率和額定電壓可以推算出，它的電阻約為 R= PU2 =968Ω． 滑動(dòng)變阻器是與它串聯(lián)的，它們的總電阻是兩者之和．但滑動(dòng)變阻器只有20Ω，遠(yuǎn)小于電熱毯的電阻，滑動(dòng)變阻器阻值的變化對(duì)總電阻的影響很小，所以對(duì)電路中的電流和電熱毯兩端電壓的影響很?。? 20 按圖 8所示的電路連接，測(cè)量時(shí)可以有效地改變電熱 毯兩端的電壓． 14．從容量單位的組成看，它是放電電流與放電時(shí)間的乘積．原則上，這種電池應(yīng)該能夠以1300mA的電流放電 lh． 放電功率 P＝ UI＝ 1． 2179。 1． 3W＝ 1． 56W，放電 1h 釋放的能量 E＝ Pt＝ 1． 56W179。 3600s＝ 5． 6179。 103J， 所以，這種可充電電池可以?xún)?chǔ)存的能量大約是 5． 6千焦． 15． (1)乙站給出了油的密度．為什么乙站要這樣做 ?密度這個(gè)物理量與體積、質(zhì)量相關(guān)聯(lián)，看來(lái)乙站有可能按質(zhì)量售油．另一方面，油的密度小于 l，如果以千克為單位售油，單價(jià)的數(shù)值會(huì)大于以升為單位標(biāo)價(jià)的數(shù)值． 乙站確實(shí)是這樣．如果 3． 103元是 lkg 0 號(hào)柴油的價(jià)格， lL的價(jià)格就是 3． 103元179。 0． 8350＝ 2． 59 元．這與甲站的標(biāo)價(jià)只差 0． 01 元．看來(lái)乙站的確是按質(zhì)量計(jì)量售油的． (2)新疆的晝夜溫差、季節(jié)溫差都很大。同樣質(zhì)量的油，不同溫度時(shí)的體積相差較多．有的加油站為了減小銷(xiāo)售誤差，就采用質(zhì)量計(jì)量的方法．沿海地區(qū)溫差沒(méi)有新疆那么大，一般只用體積計(jì)量． 16．表中快門(mén)一行每格中的數(shù)值大約總是左邊相鄰數(shù)值的 2倍，這表示鏡頭進(jìn)光時(shí)間只有左邊相鄰一擋的一半．為了保證光照能量一定，鏡頭進(jìn)光量應(yīng)該是左邊一擋的 2倍 ．這就是說(shuō)，鏡頭的進(jìn)光面積應(yīng)該是左邊一擋的 2 倍．從圓面積的公式 S＝ 2)2d(π 可以得出212212212 )dd()2d(/)2d(SS ?? ππ ,1212 SSdd ? 這表示，要使進(jìn)光量擴(kuò)大為原來(lái)的 2 倍，鏡頭的直徑應(yīng)該擴(kuò)大為原來(lái)的 2 倍，即 1． 4倍．由于表中“光圈”值的 16實(shí)際是指鏡頭焦距的 161 (依此類(lèi)推 )，所以光圈一行每個(gè)數(shù)值應(yīng)為它右側(cè)數(shù)值的 1． 4倍．用表中的數(shù)值驗(yàn)證一下這個(gè)關(guān)系： , , , 38,.1811 , ????? 這與我們的推斷相符，所以，光圈一行最右一格的數(shù)值應(yīng)該是 2． 8247。 1． 4＝ 2． 17． (1)F＝ 3nmg，因?yàn)閯?dòng)滑輪右側(cè)的 l條鋼纜與它左側(cè)的 3條鋼纜承受相同的力，而左側(cè)每條鋼纜受的力是 nm g． (2)機(jī)車(chē)運(yùn)行中，拾電器會(huì)把輸電線向上托起．如果使用兩端固定的鋼纜，懸線會(huì)因此松馳，輸電線將左右搖擺，有可能脫離拾電器造成斷電事故．使用滑輪組可以保證輸電線的高度變化時(shí)鋼纜始終保持張緊狀態(tài)．如果用彈簧代替滑輪組，情況好于兩端固定的鋼纜，但鋼纜的張緊程度仍隨彈簧的長(zhǎng)度有較大 的變化，而且不易確定鋼纜的最佳長(zhǎng)度． 2022年第 十三 屆全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽 復(fù)賽 試題 一、 (15 分 +4 分 )現(xiàn)在許多平房和多層建筑的屋頂都安裝了太陽(yáng)能熱水器，用于家庭 洗浴。試分析熱水器對(duì)供水壓力、水管強(qiáng)度兩方面的要求。 二、 (15分 +4分 )采取什么方法可以把大塊馬鈴薯盡快煮熟 ?盡可能多地寫(xiě)出可行的 方法，并說(shuō)明其中的物理原理和這種方法的優(yōu)缺點(diǎn)或適用場(chǎng)合。 三、 (25分 +4分 )當(dāng)你背對(duì)著路燈向前勻速行走時(shí)，定量分析你的身影長(zhǎng)度變化的規(guī) 律。 21 四、 (25分 +4分 )利用空的塑料瓶如礦 泉水瓶能做哪些物理實(shí)驗(yàn) ?盡可能多 地寫(xiě)出來(lái)。要求寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)的裝置和制作要點(diǎn) (必要時(shí)畫(huà)出簡(jiǎn)圖 )、簡(jiǎn)明操作步驟、所根據(jù)的物理原 理。 五、 (20分 +4 分 )為了交通安全，機(jī)動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)，要使用轉(zhuǎn)向燈對(duì)其他車(chē)輛及行人發(fā)出 信號(hào)，同時(shí)車(chē)內(nèi)的轉(zhuǎn)向指示燈裝置也會(huì)給駕駛員提供轉(zhuǎn)向燈是否正常的信息。具體地說(shuō)，當(dāng)機(jī)動(dòng)車(chē)要向右轉(zhuǎn)彎時(shí)，前、后兩只轉(zhuǎn)向燈 D 右 D 右 2均正常發(fā)光 ,車(chē) 內(nèi)的轉(zhuǎn)向指示燈同時(shí)也閃亮，而兩只左轉(zhuǎn)向燈 D 左 D 左 2不發(fā)光。左 轉(zhuǎn)彎與右轉(zhuǎn)彎的情況類(lèi)似。 如圖所示，機(jī)動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向燈電路 的四只轉(zhuǎn)向燈 D 右 D 右 D 左 l、 D 左 2以及轉(zhuǎn)向指示燈 D尚未接入電 路。已知四只轉(zhuǎn)向燈均為標(biāo)有“ 6V， 10W”字樣的燈泡，轉(zhuǎn)向指示 燈 D標(biāo)有 “6V ， ” 字樣，電源 電壓為 6V，圖中中 RJ為閃光器，它可以使電路間歇地通、斷。請(qǐng)回答： (1)按題目要求將四只轉(zhuǎn)向燈 D 右 D 右 D 左 D 左 2及轉(zhuǎn)向指示燈 D 接入電路，完成機(jī)動(dòng) 車(chē)轉(zhuǎn)向燈電路圖。 (2)四只轉(zhuǎn)向燈的額定功率相同，為什么轉(zhuǎn)向燈電路工作時(shí)，總是兩只轉(zhuǎn)向燈發(fā)光，另 外兩只轉(zhuǎn)向燈不發(fā)光 ?請(qǐng)運(yùn)用你學(xué)過(guò)的電學(xué)知識(shí)加以分析、論證。 2022年第 十三 屆全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽 復(fù)賽 試題 答案 一、 設(shè)熱水 器距地面的高度為 h，熱水器中的水在地面附近產(chǎn)生的壓強(qiáng)為 p＝ ρ gh 供水管要能把水送到熱水器上，水壓要大于 p。（到此可得 15分，答出以下再加 4分） 例如：樓頂高 10m，要求供水壓強(qiáng)大于 p＝ ρ gh＝ 103179。 10179。 10＝ 1179。 105Pa，相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。 底層的水管要能承受 105Pa 以上的壓強(qiáng)，頂層水管的耐壓要求可以低些，例如直接與熱水器相連的水管可以用塑料管。 二、 使用高壓鍋，壓強(qiáng)增大，鍋內(nèi)水的沸點(diǎn)增高，可以用較短時(shí)間把馬鈴薯煮熟。優(yōu)點(diǎn)是速度快，而且由于溫度高，馬鈴薯更好吃，缺點(diǎn)是不能隨時(shí)開(kāi)鍋觀察，有 可能性把馬鈴薯煮爛。 把馬鈴薯切成小塊再煮。這是因?yàn)闊崃勘容^容易到達(dá)小塊馬鈴薯內(nèi)部，內(nèi)部溫度上升較快。優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易行，缺點(diǎn)是水分過(guò)多地深入馬鈴薯內(nèi)部，口味變差，營(yíng)養(yǎng)也有損失。 三、 用三角形相似推出此式得 25 分，對(duì)公式進(jìn)行討論加 4分。 四、 可做一個(gè)抽水機(jī)模型。在瓶蓋上挖一個(gè)直徑 1cm 左右的孔，再剪一個(gè)比孔稍大的塑 料片。用塑料片把孔蓋住，用軟布和萬(wàn)能膠把塑料片的一邊與瓶蓋粘牢，使它成為一個(gè)單向閥門(mén)。在飲料瓶的側(cè)面開(kāi)一個(gè)小孔，再把瓶蓋擰牢，抽水機(jī)模型就做成了。使用時(shí)，把瓶蓋向下插入水中，一只手 用力捏，排出瓶?jī)?nèi)部分空氣，然后用另一只手堵住瓶側(cè)面小孔，松開(kāi)捏瓶的那只手，水就在大氣壓的作用下上升到瓶中。再露出瓶側(cè)面小孔，用力捏瓶，水就從小孔流出。說(shuō)出兩個(gè)實(shí)驗(yàn)即得 25 分，說(shuō)出更多可加分。 五、 （ 1）電路如圖所示。 （ 2）不論轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān) S轉(zhuǎn)至位置 1還是位置 2，所有的燈都接入了電路。若車(chē)向右轉(zhuǎn)向，則開(kāi)關(guān) S 接 1，此時(shí) D 右 1和 D 右 2正常發(fā)光，而 D 左 1和 D 左 2并聯(lián)后與 D 串聯(lián)。因?yàn)檗D(zhuǎn)向指示燈的規(guī)格是“ 6V、 ”所以轉(zhuǎn)hHhvu ?? 22 向指示燈 D的電阻為 RD＝ U2/P＝ 24Ω。轉(zhuǎn)向燈規(guī)格都是“ 6V、 10W” 所以轉(zhuǎn)向燈的電阻均為 R＝ U2/P＝ 。左（或右）兩只轉(zhuǎn)向燈和轉(zhuǎn)向指示燈總電阻。 R 總 ＝ IRD＋ 2R＝ 。通過(guò)轉(zhuǎn)向指示燈 D的電流： ID＝ U/R 總 ＝，所以轉(zhuǎn)向 指示燈 D 上獲得的功率： PD＝ I2R＝ 。由于 PD’ 與轉(zhuǎn)向指示燈的額定功率（ ）相差不多，所以此時(shí)轉(zhuǎn)向指示燈能發(fā)光。 而此時(shí)通過(guò)左轉(zhuǎn)向燈中每只燈泡上的電流 I＝ ID/2＝ ，所以每個(gè)左轉(zhuǎn)向燈的實(shí)際功率為 P 實(shí) ＝ I2R＝ 。由于左轉(zhuǎn)向燈的 P 實(shí) 遠(yuǎn)小于其額定功率 10W，所以左轉(zhuǎn)向燈不能發(fā)光。 當(dāng)車(chē)向左轉(zhuǎn)向時(shí)，同樣的道理，只有左轉(zhuǎn)向 燈發(fā)光面右轉(zhuǎn)向燈中雖然有電流通過(guò)但并不發(fā)光。 （ 1）（ 2）各 10分。 2022年第 十四 屆全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽 初賽 試題 一、以下各題所列答案中只有一個(gè)是正確的。把正確答案前面的字母填在題后的方括號(hào)內(nèi)（共 12 分，每小題 3 分） 1．電視機(jī)的開(kāi)啟和關(guān)閉可以通過(guò)遙控器實(shí)現(xiàn)。遙控器用來(lái)控制電視機(jī)的是 ( ) A．紅光 B．紅外線 C．紫光 D．紫外線 2．烹制油炸食品時(shí)，如果不慎將水滴濺入燒熱的油鍋中，會(huì)聽(tīng)到“叭叭”的響聲，同時(shí)油花四濺。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的主要原因是 ( ) A．水是熱的 不良導(dǎo)體 B．水滴的溫度與油的溫度不一樣 C．水的沸點(diǎn)比熱油的溫度低 D．水的比熱容比油的比熱容大 3．在兒童樂(lè)園，攝影師給卡通人照相，在對(duì)焦時(shí)，發(fā)現(xiàn)毛玻璃上卡通人像的位置如圖 1 甲所示。為了使毛玻璃上卡通人像的位置如圖 1乙所示，攝影師應(yīng)當(dāng)將鏡頭適當(dāng)?shù)?( ) A．向下并且向左移 B．向下并且向右移 C．向上并且向左移 D．向上并且向右移 4．圖 2給出了小明設(shè)計(jì)的樓梯照明電燈的四種控制電路，其中S S2 分別為樓上和樓下的開(kāi)關(guān)（都是單刀雙擲開(kāi)關(guān)）。要求撥動(dòng)其中任一開(kāi)關(guān)，都能改變電燈原來(lái)的 發(fā)光或熄滅狀態(tài)。在實(shí)際應(yīng)用中最好的方案是 ( ) 二、填空（共 20分） 1．（ 4分）用來(lái)燒開(kāi)水的鋁制水壺的底部，常有幾個(gè)凸凹不平的同心圓，其主要作用是： （ 1 ）____________________ ___________________ ；（ 2 ）_______________________________________。 2．（ 3分）小峰身高 ，眼睛距頭頂 8cm，直立在水平地面上照鏡子。如果他想從豎直掛在墻上的平面鏡里看到自己的腳，這面鏡子的底邊離地面的高度不應(yīng)超過(guò) _______m。 3．（ 4分） 2022年春季，在我國(guó)部分城市出現(xiàn)了“非典”疫情，各地廣泛使用噴霧器對(duì)公共場(chǎng)所消毒。圖 3給出了一種噴霧器的示意圖，就其工作原理要用到的物理知識(shí)有（寫(xiě)出兩項(xiàng)即可） （ 1） _______________________________________________； （ 2） _______________________________________________。 4．（ 5分） 2022年 10月 16 日 6時(shí) 54 分，“神舟”五號(hào)飛船成功完成了我 23 國(guó)第一次載人航天飛行，返回艙在內(nèi)蒙古主著陸場(chǎng)地安 全著陸。 （ 1）火箭發(fā)射時(shí)發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化主要是 __________能轉(zhuǎn)化為 _______能。 （ 2）在飛船關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后繞地球飛行時(shí)，如果在艙內(nèi)進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)，與在地面相比，其中最難完成的是 ________（填字母）： A．用溫度計(jì)測(cè)溫度； B．用顯微鏡觀察洋蔥表皮； C．用漏斗、濾紙過(guò)濾，除去水中的泥沙。 （ 3）如果將農(nóng)作物種子攜帶到太空，然后再帶回來(lái)進(jìn)行種植實(shí)驗(yàn)。這樣做的目的是__________________________________________________________。 5．（ 4分）我國(guó)北 方早春育苗常用溫床，電熱溫床是其中的一種。電熱溫床是這樣制成的：先將床土挖去約 20cm 厚，床底鋪一層麥秸或鋸末，再鋪一層塑料膜。將電熱線按 10cm間距，均勻地鋪在塑料膜上，再把床土放回，這樣電熱溫床就做成了。 電熱溫床的溫控儀相當(dāng)于一個(gè)阻值隨溫度變化的可變電阻，利用它可以根據(jù)