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上海市第24届初中物理竞赛大同杯复赛试题及答案 上海初中试题

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上海初中试题
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) 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 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 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 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 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 上海市第二十四届初中物理竞赛(大同中学杯)复赛试题 第 1页 共13 页 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 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 第7题图 C.f< f1< f2 D.f1> f> f2 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”)。
P P N S N S (a) 第9题图 (b) 上海市第二十四届初中物理竞赛(大同中学杯)复赛试题 第 2页 共13 页 10.如图所示,大水槽里有不相A 溶的A、B两种液体,A液体的密度为ρ,B液体的密度为2ρ。B 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,物块的上表面与第10题图 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_________________。
(a) (b) 第12题图 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_________。 第上海市第二十四届初中物理竞赛(大同中学杯)复赛试题 13 题图 第 3页 共13 页 上海市第二十四届初中物理竞赛(大同中学杯)复赛试题第 4页 共13 页 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。 15.(15分)密度为ρ=500kg/m

3、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,a a 并被一个小木桩抵住,如图(a)所示。 小木桩 小木桩 b (1)(3分)无风情况b 下,地面的支持力风 为多大。 (2)(6分)当有风与水平方向成45°角45° 斜向上吹到长立方第15题图(a) 第15题图(b) 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θ 为F,则力F要多大才能将长方体翘起。 (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,风向风 与水平方向成θ角,如图(c)所示。当θ大于a 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。 小木桩 b 第15题图(c) 上海市第二十四届初中物理竞赛(大同中学杯)复赛试题 第 5页 共13 页 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: A B + + C 第16题图

(1) (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。 U(v) I(A) 接触点 1.50 0.50 A、B 0.30 B、C 2.40 A、C 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。
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,MN为离平面镜一段距离的直线。
人眼在ab与MN之间的某固定位置P点(图中没有标出),通过平面镜ab观察MN。转动平面镜,人眼可以通过平面镜观察到MN上不同的区域。当平面镜ab与直线MN平行时,人眼通过平面镜恰能观察到MN上从A点到B点的整个区域。

(1)(3分)利用刻度尺等工具,确定人眼所在位置。

(2)(3分)将平面镜ab绕O轴顺时针转过θ角,利用刻度尺等工具,画出人眼此时通过平面镜在MN上观察到的区域。 上海市第二十四届初中物理竞赛(大同中学杯)复赛试题 第 6页 共13 页 θ a O b N M B A 第17题图 五.判断与说理题(本题共41分) 18.在科学研究中,常利用物体某些性质的互补性,制成各种器件。
请对以下问题作出解答。 (1)(6分)研究表明,导体的电阻随温度t变化的规律为R=R0(1+t),其中称为电阻温度系数。在一定的温度范围内是与温度无关的常量。金属的电阻一般随温度的升高而增大,具有正温度系数;而某些非金属如碳等则相反,具有负温度系数。
利用具有正负电阻温度系数的两种材料,可以制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻。现将横截面积相同的铜棒和碳棒串接成1.0m长的导体,要求其阻值在0C附近不随温度变化,求所需碳棒的长度。
已知:在0C附近,铜的电阻温度系数为3.910 –3C –1,该铜棒每米长的电阻为1.7×10 –5 Ω;碳的电阻温度系数为-5.010 –4C-1,该碳棒每米长的电阻为3.5×10 –2Ω,铜棒与碳棒的尺寸随温度的变化可忽略。 (2)(6分)如图(a)所示,在相同的直筒中,分别用不计厚度、质量和摩擦的活塞封闭体积为V1的不同气体I、II,此时气体温度均为T1,活塞距直圆筒底高为H1。加热直筒内气体,气体温度为T2时,两活塞均上升到H2。
两直筒中活塞距筒底的高度H随温度T变化的情况如图(b)所示。现用两只活塞在同一直筒中封闭温度为T1的一定量的上述两种气体,封闭在直筒中的两种气体被活塞隔开,总体H 2 积仍为V1。试根据H—T图提供的信息,判断封入H 1 上述两种气体的初始体积之比满足什么条件时,被封闭气体的温度从T1升高到T2的过程中,总体积随Ⅰ Ⅱ 温度升高均匀增大。 第18题图(a) 上海市第二十四届初中物理竞赛(大同中学杯)复赛试题 第 7页 共13 页 H H2 气体Ⅰ图线 气体Ⅱ图线 H1 T1 T2 T 第18题图(b) 19.(15分) 光速的测定在光学的发展史上具有非常特殊而重要的意义。它不仅推动了光学实验的发展,也打破了光速无限的传木星轨道 统观念,引发了一场物理革命,爱因斯坦提出了相对论。 (1)(4分)最初的光速值是根据丹麦科学家地球轨道 罗默的理论测出的。
罗默对木星系进行了长木星及卫星 期系统的观察和研究。他发现,离木星最近的卫星——木卫一绕木星运行,隔一段时间就会被木星遮食一次,这个时间间隔在一年地球 地球 之内的各个时间里并不是完全相同的。
罗默太阳 在解释这个现象时说,这是因为光穿越地球轨道需要时间,最长时间可达22min,已知地球轨道半径R1.510km。
请根据罗默的数据算出光速的大小。
8第19

(1)题图 上海市第二十四届初中物理竞赛(大同中学杯)复赛试题 第 8页 共13 页 (2)(5分)如图所示是迈克尔逊用转动八面镜法测光速的实验示意图,图中P可旋转的八面镜,S为发光点,T是望远镜,平面镜O与凹面镜B构成了反射系统。八面镜距反射系统的距离为AB=L(L可长达几十千米),且远大于OB以及S和T到八面镜的距离。
现使八面镜转动起来,并缓慢增大其转速,P 当每秒转动次数达到n0时,恰能在望远镜中第一次看见发光点S,由此迈克尔逊测出光速c。请写出测量光速的表达式。 第19

(2)题图 (3) (6分)一车厢以速度v在水平地面上行驶,车厢底部有一光源,发出一光信号,射到车顶。
已知在车厢里的观察者测量到这一过程所用的时间为t0,如图(a)所示。另外一个观察者站在地面,他测量到的这一过程所用的时间为t,如图(b)所示。研究表明不论观察者是站在车厢里还是在地面上,车厢的高度L0都是不变的,光在车厢里和地面上传播的速度都是c,试判断t和t0哪一个更大一些,从中可以得出什么结论。
→v L0 光源 第19

(3)题图(a) →v L0 光源 光源 L0 第19

(3)题图(b)

20、(14分)两艘船A与B,在t=0时从港口O处同时以相同的速度v=10m/s分别向东、向南匀速前进,如图所示。当A船距O点L1=50m处第一A 次鸣笛,发出短促的汽笛声,以后每前进50m鸣笛一次。
O v 声波以u=340m/s的速度向各个方向传播。 (1)(6分)求B船上的水手首次听到汽笛声的时刻。 (2)(8分)求B船上的水手首次听到汽笛声到第二次听到汽笛声的时间间隔,并判断B船上的水手以后听到相邻两B 次汽笛声的时间间隔是否发生变化。 v 第20题图 上海市第二十四届初中物理竞赛(大同中学杯)复赛试题 第 9页 共13 页 上海市第二十四届初中物理竞赛(大同中学杯) 复赛参考答案 一、选择题(每小题4分,共32分) 题号 答案 1 B 2 D 3 B 4 B 5 D 6 B 7 A 8 C 二、填空题(每格3分,共30分)

9、 向内 , 左下方 。


10、 1.5 , 0.15 。 d12d

1411、 , 。
24d2d

212、 往返的直线 , 2a2b2(ab) 。


13、 9E9E , 。 4R10R 三、计算题(本题共27分)

14、(12分) 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)

(1)Nabcg5000.80.60.6101440(N)

(2)Fbaa0.8mg 即Fmg14401920(N) 22b0.622

(3)风在侧面产生的压力:N1kbcvcos 22 风在顶面产生的压力:N2kacvsin abN1时,长方体将不会翘起,即 22222kc(v2cbos2asin mga, )22 由于kv可以取足够大,为使上式对任意大kv都成立,必须有 当(N2mg)上海市第二十四届初中物理竞赛(大同中学杯)复赛试题 第 10页 共13 页 bcosa2222 即tansin 0b3,37 a4四、实验题(本题共20分)

16、(14分) A C B + +

(2) U(v) I(A) 接触点

(3) 1.50 0.50 A、B 0.30 2.70 B、C

(4) 2.40 A、C 0.40 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 A B A B C C 上海市第二十四届初中物理竞赛(大同中学杯)复赛试题 第 11页 共13 页

17、(6分) (1)利用直线AP

1、BP1找到P在平面镜中的像P1,利用刻度尺找到人眼位置P。 (2)利用刻度尺找到人眼在转过θ角后的平面镜中的像P2。
利用过平面镜端点的直线 找到观察到的区域。 P2 P1 θ a O b P 五.判断与说理题(本题共41分) N M

18、

(1)(6分) B A 设0℃时碳棒长为x(m) 则0℃时铜棒长为(1-x)(m) 根据R=R0(1+t),可得: 要使电阻阻值不变,则 -- [1.7×10 –5(1-x) (1+3.9103t)] + [3.5×10 -2x (1-5.0104t)]不随温度t变化,即与温度t相关的系数等于零。可得: --1.7×10 –5(1-x) 3.9103-3.5×10 -2x 5.0104=0 -3X=3.8×10(m)

(2)解答:(6分) 在图(b)中,以温度为T1时和T2时为端点,用直线连接。 通过测量不同温度时的数据,发现气体Ⅰ的高度与线性变化的高度的差值始终等于气体Ⅱ的高度与线性变化的高度的差值一半,因此,可利用两种气体的互补特性,取气体Ⅰ的体积等于气体Ⅱ体积的两倍,使直筒中气体的总体积在T1时仍为V1,且随温度的增加而均匀增加。
即初始时气体Ⅰ的体积与气体Ⅱ的体积之比为2。 2R3.010819.

(1)(4分) c2.3105km/s t2260

(2)(5分) 由第一次看见发光点可知,光传播2L的距离所用的时间等于八面镜转过1/8转所用的时间,即t=1/8n0。可得光速为:c2L16n0L。 18n0上海市第二十四届初中物理竞赛(大同中学杯)复赛试题 第 12页 共13 页

(3)(6分)在车厢内观察t0220L0 c2 在地面上观察(vt)L(ct) L0 光源 光源 tL0c2v2L0t0 c结论:运动的参照系里时钟变慢。 20.

(1)(6分)第一个声音信号从A船→B船,要经过t1的时间,由勾股定理有 LL1vt1212v2u2v2 (ut1) t1L122uv250(1023402102)L1t10.2124(s) t5(s)02234010v船B上的水手听到第一声汽笛声的时刻为5.2124(s)

(2)(8分)由第一小题可知: v2u2v2第二个声音信号从A船→B船,要经过的时间为t2L2 22uv所以听到的声音信号的时间间隔ΔT为 L2L1L2L1v2u2v2T(t2)(t1)(L2L1) vvvu2v2L2L1u2v2u2v25034021023402102T5.212(s) vu2v2103402102由ΔT的计算式可知,ΔT的大小仅与ΔL=L2-L1有关,故时间间隔不变。 (其他解法结论正确同样得分) 上海市第二十四届初中物理竞赛(大同中学杯)复赛试题 第 13页 共13 页 上海初中试题。
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