quest:2008年全国物理竞赛试题及答案。

注意事项:

1.请在密封线内填写地区、学校、姓名、考号。

2.用蓝色或黑色钢笔或圆珠笔书写。

3.这篇论文有七道大题，满分100。

4.答题时间:2008年3月30日(周日)9: 30 ~ 11: 10。

1.选择题(***10)以下子题给出的四个选项中只有一个是正确的。请在问题后的括号中正确的选项前填入字母。

1.长途乘车后，司机往往会停下来用铁棒敲打车轮，通过声音可以判断轮胎内的空气是否充足。这主要是因为被撞轮胎内的空气充足时发出的声音()。

A.声音更大b .音调更高c .音调更低d .响度更低

2.检查视力时，要求眼睛距离视力表5 m。在医院里，经常检查视力如图1，让受检者坐在一面平面镜前，背后放一张视力表。已知人与平面镜的距离为2 m，那么视力表与平面镜的距离为()

A.5m万B.2m万C.3m万D.4m万

3.光在同一均匀介质中沿直线传播。小红无法理解:在光纤通信中，光信号是如何通过一条又长又曲折的线路从一端传到另一端的？后来通过“探索光纤如何传输光信号”的活动，她终于明白了光信号是在光纤里的()

A.它通过光纤壁的连续反射向前传播。

B.就像电流沿着弯曲的电线流动一样。

c、就像水沿着弯曲的水管流动一样。

D.它通过纤维壁的连续折射向前传播。

4.某厂想制造一种特殊用途的钢罐，需要在钢罐内表面牢固地压一层0.25mm厚的铝膜。技术人员联合攻关，提出如下方案:首先在钢罐内表面贴上铝膜，将铝膜与钢罐之间的空气排出；然后将钢罐注满水，插入冻结管冻结水，使铝膜与钢罐牢固接触。对于将铝膜固定到钢制储罐上的方法，下列分析中正确的是()

A.铝膜和钢罐之间的水把它们牢牢地冻住了。

b .由于水结冰时释放的热量，铝膜焊接在钢罐表面。

C.大气压的崩溃把铝膜压到了钢罐上。

d .水冻结膨胀产生的压力将铝膜和钢罐紧紧压在一起。

5.图2是高压输电线路，其中高压输电线路和变压器都装有避雷器，用于防止变压器遭受雷击。关于这种避雷器，下列说法正确的是()

避雷器在正常电压下是导体，在雷电电压下是绝缘体。

避雷器在任何电压下都是导体。

避雷器在任何电压下都是绝缘体。

D.护舷遇到雷击时的电压叫导体，正常电压下是绝缘体。

二。填空(***18)

1.金秋十月，小琪一家来到郊外游玩，看到了农民过去用来煮米线(如图三)、磨面条(如图四)的工具。小琪联想学了简单的机械，发现这两种工具实际上都是_ _ _ _ _ _ _ _ _物理知识在日常生活和生产中的应用。

2.国庆假期，小明和爱动脑的李志一起坐火车旅行。并计划在途中观看车外风景，同时做测量列车速度的活动，提前商定好方案，明确分工。当他们发现另一辆公交车靠近时，他们记录了以下数据:对面公交车从他们窗口经过的时间约为8s；；对面车上有17车厢，当天的车厢和乘坐的车是一样的；他们乘坐的车厢内电子显示屏上显示的速度是108 km/h，列车进站时，小明观察到车厢外表面有“变长2.2”字样，通过询问列车员得知“变长”是换算长度的意思，1变长= 11m。根据这些信息，他们估计迎面而来的公共汽车的速度大约是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _。

3.图5是医院给病人用的输液瓶。瓶子里插了两根管子，A管是输液管，B管是气管。在输液的过程中，如果发现患者的血液沿着输液管回流，可以适当抬高输液瓶，血液不会随着药液回流到患者的血管中而回流。这是因为当输液袋抬高时，增加了流入患者血管的药液量，阻止了血液流出。B管的作用是_ _ _ _ _ _。

4.图6显示了一种桶中没有电池的环保手电筒。使用时，只要来回晃动手电筒，永久磁铁就在手电筒内的两个橡胶垫之间来回移动，灯泡就能发光。而且来回摇的越快，灯泡越亮。这种手电筒可以发电的原理是基于_ _ _ _ _ _，是由英国科学家_ _ _ _发现的。

5.1821年，德国物理学家Zeebek发现了一个奇怪的现象:用一个灵敏的检流计将两根铜线和一根铁丝串联起来，形成一个闭合电路，然后将铜线和铁丝的一个连接点放入一个装有冰水混合物的容器中，保持低温；另一个连接点在火焰上加热。发现灵敏电流计指针偏转，说明此时闭合电路中产生电流。Zeebek将这种电流称为“热电流”，将这种电路称为“热电偶电路”。根据图7所示的电路，一个课题组的学生模拟Zeebek实验，探究决定“热流”大小的因素。通过实验，测得了一组关于电流大小与温差关系的数据:

两个触点之间的温度差/℃

电路中的电流/10-1a 0.00 0.01 0.64 1.42 2.29 4.6438+07

请根据以上数据解释:

(1)产生热电流的条件是:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

(2)根据热电流的特点，猜测并写出热电偶电路的一个应用。

三、简短回答下列问题(***22分)

1.(6分)如图8所示，是厨房中常见的多功能剪刀，尤其是标有L、2、3、4、5的部分都有一定的功能，而每种功能都与物理知识密切相关。请写出其中三个函数，并解释所用的物理知识。

2.据悉，2005年4月20日上午8时38分，重庆飞往上海的CA4541航班在重庆江北机场起飞后撞上一群鸽子，飞机多处受损。左发动机停止工作，直接经济损失达295万元。幸运的是，机长冷静地依靠右侧发动机独自工作，在空中盘旋59分钟后成功着陆，机上人员全部安然无恙。一只小鸽子怎么可能撞上一架强有力的飞机？请运用你所学解释鸽子为什么会撞上飞机。

3.图9是李阳将刻度尺竖立在玻璃镜上拍摄的照片。请根据照片中的信息估计玻璃镜的厚度，并说明估计的依据。

4.汽车大灯的玻璃灯罩为什么要用带有一些横条纹和竖条纹的玻璃(如图10)？

5.在我国南方一些地区，习惯用“红薯、酒曲、水”为原料酿造“红薯酒”。先将红薯煮熟，晾至一定温度，再按“红薯、酒曲、水”。按一定比例混合搅拌均匀，发酵40天左右，每天搅拌1-2次；最后把“地瓜酒”从“酒料”中分离出来。图11是从“酒料”中提取“红薯酒”的装置示意图。

假期里，小大明在家帮爷爷完成了最后一道酿造“地瓜酒”的工序。

①小锅加入冷水；

(2)取适量耗材放入大锅中加热；

(3)取“地瓜酒”于大杯中；

④适时将小锅中的热水换成冷水；

⑤取出“渣”，重复上述步骤。

请告诉我最后一道叫做酿造“地瓜酒”的工序用的是什么物理知识？

(13分)图12是一种家畜饮水自动装置的示意图。水箱底部有出水孔，底盖A紧靠在水箱的出水孔上。一旦饮用水箱水位下降，浮球C的浮力减小，底盖A打开，水从水箱通过出水孔流入饮用水箱。设计水箱的最高水位为60厘米。水箱出水孔横截面积为30平方厘米。底盖A和竖杆B的总质量为400 g，浮球C的质量为600 g，体积为2dm3，g为10n/g..

(1)写下这个设备所应用的物理知识(说至少2篇)；

(2)计算表明，当水箱充满水时，该自动装置能否正常工作:

(3)如果能正常工作，请分析说明影响自动装置能否正常工作的因素；如果不能正常工作，请提出改进方案，使自动装置正常工作。

动词 （verb的缩写）(13分)如图l 3所示，是一个电加热器的工作原理图，电加热器中有两根电热丝，电阻值为r 1 = 60ω，R2 = 120ω；旋转开关中有一个绝缘圆盘，圆盘边缘依次有0，1，2，-9 * * * 10金属触点；可绕中心轴线转动的开关旋钮的两端分别设有金属滑动件，转动开关旋钮即可连接相邻的触点。如果旋钮上的箭头指向图中的位置D，金属滑块连接触点2和3，另一端连接触点7和8。有了这个旋转开关，电加热器可以在多个档位工作。请回答:

这个电暖器可以有多少种不同的加热档位？并指出每个加热装置的旋转开关的箭头所指的位置；

(2)将这个电暖器接入家用电路，电暖器正常工作时每个档位的功率是多少。

6.(12分钟)2000年8月2日，在巴伦支海参加军事演习的俄罗斯北方舰队库尔斯克号核潜艇(图14)意外沉没，舱室全部灌满海水，舰上118官兵全部遇难。引起了国际社会的广泛关注。已知“库尔斯克”号核潜艇质量为m=1.4X107kg，海水密度近似取为ρ水= 1.0 XL 03kg/m3。制造潜艇所用材料的平均密度取ρ ship = 7.0x103kg/m3。g为10n/kg。请回答:

(1)核裂变和核聚变是获得大量核能的两种方式。核潜艇内的反应堆通过哪种途径获取核能？

(2)为了准确探测潜艇的沉没位置，在潜艇正上方的海面上向下发射超声波，从发出信号到接收到潜艇反射的旧信号的时间为t= 146 s，如果超声波在海水中的传播速度为v = 1450m/s，则潜艇沉没的实际深度h是多少？(计算结果四舍五入)

(3)有人提出打捞库尔斯克号的方案，即在潜艇周围包裹大载荷的充气浮力袋。如果每个浮力袋的质量为50 kg，充气体积V0=10 m3，试估算打捞库尔斯克号核潜艇需要多少个浮力袋。

7.(12分钟)频率为300MHz-300GHz的电磁波波长较短，通常称为微波。微波可以直线传播，遇到金属材料会反射:遇到玻璃、塑料、陶瓷等绝缘材料会穿透；可以吸收蛋白质、脂肪等含水的介质，将微波的电磁能转化为内能。人们熟悉的手机都是用微波来交流的。GSM手机的工作频率一般是900 MHz~1800 MHz频段。用手机通话时，微波会对人体产生“加热效应”。微波频率越高，人的能量吸收率越好，危害越大。下表提供了某型号手机的技术参数。请根据微波的技术参数和上述特点解决以下问题。

GSM手机主要技术参数表

工作电压标准配置电池最大通话时间最大发射功率工作频率。

4.1V 670毫安时300分钟2W 900/1800兆赫

(1)手机最大工作电流是多少？手机300分钟内的平均电量是多少？

(2)请列举两种降低手机微波辐射危害的措施；

(3)某网站刊登了一则“用手机煮鸡蛋”的消息:两名实验者将一个生鸡蛋放入陶瓷杯中，将手机放在鸡蛋的两侧，使接收器与鸡蛋的水平距离保持在2厘米左右。用其中一部手机拨打另一部手机，并保持通话。实验结束后65分钟，实验者取出鸡蛋，发现鸡蛋已经完全煮熟。请判断这则新闻的真实性，并简要说明理由。

2008年全国初中应用物理竞赛

参考溶液和分级标准

注:1。除了选择题，提供的参考答案不一定唯一正确。对于那些与这个不同的解，正确的会得到相同的分数。

2.评分标准只按照一个思路和方法给出。阅卷过程中会出现各种情况。你可以根据这个分级标准的精神制定具体的处理措施，但是不要与这个分级标准有太大的偏差。

3.问答或计算题按照循序渐进的方式评分。在分级标准中，我们经常写(1)和(2)...这里的公式用于表示步骤。如果考生没有写出这个公式，但在文字表达或后期解题过程中体现了这一步，则得分相同。如果不写任何公式或文字描述，只给出最终结果，就不能得分。

4.参考解中的数值结果是根据有效数字的运算要求给出的，对考生没有要求。不要因为有效数字的错误而扣分。

5、让学生估算，看学生会不会忽略那些可以忽略的条件。

6、在终奖时，如果回教分数超过获奖人数，那么很难评选，可以对入选论文进行奖金评定。奖金评定的基本依据是:

(1)使用的方法或原理不是课本上说的那样，有创新，值得加分；

(2)方法简单，要加分；

(3)提出多种正确的解决方案。要加分；

(4)试卷规范清晰，能充分利用数学工具，应给予加分。

一、选择题(每小题2分。* * * 10积分)

1、B 2、C 3、A 4、D 5、D

二、填空(*** 18分)

1，杠杆。车轴(每个空间2分，*** 4分)

221.4米/秒(3分)

3.压力；瓶内保持一定气压(与大气相通) (每空一格扣2分。* * * 4分)

4.电磁感应(2分)，法拉第(1分)

5.(每个空格2分。* * * 4分)(1)用不同的金属线组成闭合回路；两个连接点之间存在温差；

(2)制作温度计。(图7中的G端子焊接在一起作为热电偶的测量端子，并置于测量温度t下，以保持D端子触点的温度t0稳定。灵敏的电流刻度盘可以根据温度刻度测量温度。)只要把说明书做成温度计，就能得分。

三。简答题(*** 22分)

1，(6分)参考答案

(1)做瓶盖撬:利用杠杆的知识，是一个省力的按钮。

(2)制作挤压钳:应用压力和摩擦力的知识。挤压齿尖不平整的齿，既通过减小受力面积来增加压力，又通过增加表面粗糙度来增加摩擦力，有利于挤压壳体，避免螺母打滑。

(3)制作剪刀:应用杠杆知识。

(4)撬罐盖(或瓶盖):杠杆知识应用。这是一个以与瓶盖接触点为支点的省力杠杆。

(5)制作水果刀:应用压力的知识。

注:列出的每项功能得2分，最高6分:

2.(4分)参考答案主要有三点:

(1)物体的动能是由其速度和质量决定的，所以当质量不变时，速度越大，动能越大。

(2)鸽子的飞行速度虽然不高，但飞机起飞后的速度很高，所以飞机和鸽子的相对速度很高。

(3)鸽子相对于飞机动能大，所以对飞机破坏力大。

描述:点(1)和(2)是1，点(3)是2。* * * 4.

3.(5分)参考答案

(1)根据平面镜的成像特性，刻度尺在镜中的像与镜面上刻度尺的距离等于镜面厚度的两倍。根据距离可以估算出侧镜的厚度。....................................(3分)

(2)以图中比例为计量标准。标尺与其在镜子中的图像之间的距离约为6 mm，因此镜子厚度为10 mm(误差在0.5 mm以内给满分).........................................................................................(2分)

4.(4分)参考答案

汽车大灯上的横竖条纹玻璃罩，相当于一些小棱镜:灯泡发出的光被反射器反射，形成近似平行的光向前发射。光线经灯罩上的这些小棱镜折射后，分散到所有需要的方向，从而柔和地照亮汽车前方的道路、路边的风景、路标和里程碑，保证行车安全。...................................(3分)

同时可以增加博瑞罩的机械强度，使其更加坚固。................................(1)

5.(3分)参考答案

当酒受热时，酒的吸热温度升高，汽化加速。

酒精上升到小锅底部，遇冷液化，形成液体“地瓜酒”附着在小锅底部；

在重力的作用下，积聚在小锅底部，滴入导管，沿导管流向大杯。

注意:其他正确的陈述也会被评分。每项1，最高3分。

四。(13)参考溶液

(1)这个装置应用了压力、浮力、通信器、力平衡等物理知识。........................(2分)

(ABC整体的压力分析:

作为一个整体，ABC受到水箱及其水的重力、向下的米力和向上的浮力.................................(1分)

当浮球向上的浮力大于底盖A、竖杆B和浮球C的重力与水箱中的水对底盖A的向下压力的合力时，底盖A将抵住水箱的出水口，不会有水从水箱流入饮水池..........................................................(1分)

底盖a、立杆b和浮球c上的重力g = mg =(600×10-3kg+400×10-3kg)×10n/kg = 10n...(1分)。

当水箱装满水时，由公式p = p=ρgh和p=F/S得出:

底盖a上水箱中的水向下的压力。

f =ρGHS = 1.0×103kg/m3×10n/kg×0.6m×30×10-4 m2 = 18n..................

根据阿基米德原理，可以求出浮球的最大浮力。

f浮m=ρ水gV排m = 1.0×103kg/m3×10n/kg×2×10-3 m3 = 20n.........................(65438

因为当水箱满水时，浮球的最大浮力(20N)小于底盖A、竖杆B和浮球C的重力与水箱中的水对底盖A的向下压力的合力(10N+1sn = 28N)，所以当水箱满水时，这种自动装置不能正常工作。................................................(2分)

(3)第一种情况:从上面的计算过程可以看出，自动装置正常工作的条件是保证浮球向上的浮力不小于底盖A、竖杆B和浮球C的重力和水箱中的水对底盖A向下的压力的合力，所以浮球的重力(质量)；浮球的体积；底盖a和竖杆b上的重力；出水口截面积的大小是影响自动装置能否正常工作的因素。(其他说法正确，同分。解一个因子得l分，最多4分)

第二种情况，为使这种自动装置在水箱满水时仍能正常工作，可采取如下改进措施:①适当减小出水孔的截面积；(2)水箱满水时适当降低水位；(3)保持浮球质量不变，适当增大浮球的体积；④在保持浮球体积不变的情况下，适当减少浮球的质量。(其他语句得分相同，每个因子1，最高4分)

动词 （verb的缩写）(13)参考答案

(1)有五个档位:A档:当旋钮上的箭头指向图中位置A或F时；B:当旋钮上的箭头指向图中位置B或G时；C档:当旋钮上的箭头指向图中位置C或H时；D档:当旋钮上的箭头指向图中D或I位置时；E档:当旋钮上的箭头指向图中位置E或J时。...............................(4分)

(2)A类:R1和R2并联在电路上，电路总电阻最小，为最大功率类(1)。

............................(1)

档位B:只有R1接电路，是大功率档位.............................................................................................................................(1).

.................................(1分)

C块:R1和R2串联电路，电路总电阻最大，为最小功率块(1)。

.................................(1)

d档:只有R2连接到电路，这是一个小功率齿轮.................................(1分)。

.................................(1)

e挡:空挡，挂这个挡时动力为零(1)。

六、(12分)参考答案

(1)核裂变...............................................(2分)

(2)按照速度，公司有..............................(3分)。

(3)至少需要N个浮袋才能将潜艇拉离海底。

潜水艇受到重力、浮力和浮袋的拉力。要使潜艇浮起，浮囊的浮力和拉力之和必须大于潜艇的重力(浮囊的质量与潜艇相比可以忽略不计)..........................................................(2分)

潜艇浮力F为1=ρ水gV排m=ρ水gm/ρ下潜....................................................................................................(1分)

浮袋对潜艇的拉力可以近似为(如果学生回答考虑了浮袋的质量，同样给分)

f浮子2=ρ水gnv0......................................................................................(1分)

要想让潜艇浮起来，至少要满足以下要求:F浮1+ F浮2 = mg…………………………………………(1分)。

即ρ水gm/ρ dive+ρ水gNV0=mg，解为:N=1.2×103.....................................(2分)。

七、(12分参考答案)

(1)手机最大工作电流I = p/u = 2w/4.1v = 0.49a.............................................................................................(2分)

按照最大工作电流0.49A计算，手机可以放电0.67/0.49=1.37小时，所以手机的平均功率为……………………………………………………( 2分)。

(或)

(2) ①降低手机发射功率(如CDMA手机最大发射功率为0.2W)。

②减少通话时间。

(3)用耳机和小麦克风通话，让手机远离头部，减少对头部的伤害。

注:所列每L分，最高分为2分。

(3)本新闻所述事实无法实现.............................................(1)

如果一个鸡蛋的质量是50g，因为鸡蛋的主要成分是水，所以比热和水差不多。让煮鸡蛋的温度上升到80℃左右...............................................................................................................................

也就是说，煮一个鸡蛋，相当于50g水加热温度提高80℃所需的热量:Q吸收= cm(T2-t 1)= 1.68×104j。

两部手机通话时，根据(1)的计算，微波发射的平均功率可为0.55W，因此通话65 min后手机提供的能量约为4.3×103J(0.55 w×65×60s×2 = 4290J)。即使最大功率为2W，手机也只能提供2 W左右，考虑到手机向各个方向发射电磁波，假设各个方向的强度大致相同。鸡蛋接收到的电磁波只能是手机发出的电磁波的一小部分(小于1/6)。所以手机不可能煮鸡蛋，网站上的消息是假的。................................................(3分)

注意:此问题为开放式问题。只要学生提出合理的假设和条件，分析合理，就可以得分。