上海市2020年第二十一届初中物理竞赛“大同中学杯”复赛试题.docx

上海市第二十一届初中物理竞赛(大同中学杯)复赛试题(2020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考试完毕只交答卷纸，试卷可以带回。4.本试卷中常数g取10N/kg,水的比热容4.2 x(/，水的密度。x 103kg /rn 3。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统计结果显 示一般身材的人的高矮与脚印(面积)大小具有一定的关系。下列关于刑侦人员为估计 涉案人员的高矮和体重的做法中，正确的是：()(A)只要获得脚印的大小就可以估计涉案人员的体重(B)只要获得在松软地面上脚印的深浅就可以估计涉案人员的高矮(C)只要获得在松软地面上脚印的大小和深浅就可以估计涉案人员的高矮和体重(D)由于人的身材千差万别。刑侦人员根据脚印的大小和深浅无法估计涉案人员的身 高或体重。2在炒花生、葵花子或栗子时，锅中总要人放些沙子。这样做主要是为了()(A)使炒锅的温度升高(B)让沙子吸收一些水分，使炒货更脆(C)使炒货均匀受热且不直接与锅底接触(D)让沙子吸收一部分热。防止因温度过高而使炒货变焦3 有一种说法叫做“水缸穿裙子天就要下雨”。水缸“穿裙子”是指，在盛水的 水缸外表面，齐着水面所在位置往下，出现了一层均匀分布的小水珠。关于出现小水珠 的原因，下列说法中正确的是()(A)是水的蒸发现象(B)是水蒸气的液化现象(C)是水分子的扩散现象(D)是缸有裂缝，水渗了出来4 人骑自行车时，直接使车前进的力是()(A)脚的蹬力(B)链条对后车轮的拉力(C)前轮受地面的摩擦力(D)后轮受地面的摩擦力5.用带正电的物体去接触不带电的验电器，验电器的金属箔片会张开。此时验电器 的金属箔片()(A)失去电子，带正电(B)得到电子，带负电(C)得到质子，带正电(D)失去质子，带负电6. 用厚度均匀的木板制成三个大小相同的正方体形状的不透水容器，分别将密度小于木板且相同的三种不同规格的塑料球整齐地装满木箱，每个木箱里只装有一种规 格的球。第一个箱子中装满时是8个球；第二个箱子中装满时是64个球；第三个箱子 中装满时是512个球。如果将三个装满球的容器浸入水中，则下列有关它们浸入 水中深度的说法中正确的是：()(A)三个箱子浸入水中的深度相等(B)第一个箱子浸入水中的深度最大，第三个箱子最小(C)第一个箱子浸入水中的深度最小，第三个箱子最大(D)第一与第三个箱子浸入水中的深度相等，第二个箱子最大7如图所示是金属管的横截面，d是内径。ck是外径。当对金属管加热时()(A) d i变大, ch变小(B) di变大，ck变大(C) di变小，ck变大(D) d i不变，ck变大8.有一个家用的大号保鲜袋，当它被折叠成很小一薄片时，用测力计测出其重为G在大 气压下充人重为G的空气，但未充满，然后封住袋口。现用同一测力计测量保鲜袋充人 空气后的总重力，则测力计的读数是()(A)G G ，(B)G+G，(C)G(D)G二、填空题(每小题6分，共30分)9有时瓶盖拧褥太紧，为了把它打开，往往要包上一块毛巾后再拧，这样做的目的是了 和。10 .如图2所示，两个体积、质量均不同的物块/方分别浮在U型水槽的左、右臂的水面上，m>m。将水槽支于O点，水槽恰好平衡。若将物块A、B交换位置，则水槽（选填：左端向下倾斜；仍保持平衡；右端向下倾斜）；若将物块B从水槽右臂取出， 叠放到物块A上,则水槽（选填：左端向下倾斜；仍保持平衡；右 端向下倾斜）。11 .如图3所示，当电键S闭合后，力B C三个灯泡的亮度相同。则三灯泡中电阻最大的是灯泡.电阻最小的是。12 .以速度v竖直下落的雨滴，落在水平匀速行驶的汽车驾驶室的挡风玻璃和顶棚上。驾驶室的挡风玻璃和水 平顶棚均可看作为平面，且面积都是S;挡风玻璃和水平面成53。角，如图4所示。当司机观察到雨点垂直打在挡风玻璃上时，汽车行驶的速 度为一。；落在挡风玻璃和顶棚上的雨水量之比为由4图513 如图5所示，重力为G的物体挂在水平横杆的右端C点水平横杆左端有一可转 动的固定轴A,轻杆AC长为L。轻绳的B端可固定在AC杆上的任一点，绳的D端可固 定在竖直墙面上的任一点，绳BD长为L,轻杆AC始终保持水平。则当AB间的距离为 时绳BD的拉力最小值为。三、计算题（本题共28分）14 .（本题9分）光电池是一种能将光能转化为电能的装置，试验表明在一定的条件下，光电池输出的电流大小与单位时间内照射到光电池的光能量的大小成正比，而输出 的电压变化不大。某直径为d的圆形光电池在太阳的平行光垂直照射下能为一盏小电灯 正常供电，如图6所示。现利用一个焦距为f=3d的凸透镜，使该电池能为两盏相同型 号的小电灯正常供（1）用笔线代替导线，完成电路图图7（2）求该透镜的最小直径，并说明如何放置透镜。（要求画出光路示意图）15 .（本题9分）图7为一辆轿车的俯视示意图 QP MG分别为安装在两侧的后视镜 （近似看作平面镜）。R为司机头部所在位置。司机的眼睛和两个反光镜距离地面的高度相 等，R到Q的距离为S,且RQ与QP垂直；RQ RM与车身侧面的夹角分别为a和 B; Q点、点到车尾的距离均为车身的宽度为D。（1） 若司机能从右反光镜中看到车尾，右反光镜MG与车身侧面的最大夹角为多大？（要求画出必要的光路示意图）（2） 若司机恰能从左反光镜中看到尾随在正后方的同型轿车的最右端，此时尾随车辆到前车辆尾部的距离为多少？（要求画出必要的光路示意图）16.（本题10分）小王同学看到这样一则报道：警方抓获一名在北京二环飙车涉嫌人员。他用13min在全长32.7km的二环路上兜一圈，则他驾车的速度为151 km/h。在北京二环路的设计车流量为：时速80公里时，流量为8000辆/小时。该涉嫌人驾车 在二环飙车时，如果其它车辆均正常行驶在某一车道上，则他每分钟会超过该车道上 266辆车。（1）请你对以上文字中划线的两个数据做出判断，通过计算说明判 断的过程。小王同学曾在二环的某处遇到过交通拥阻状况。当时他观察到在拥阻点的车辆仅能以20km/h通过，拥阻点后方受影响道路区域内每辆车的车头距离后一辆车头的距离约为 正常行驶时的一半。请你估算15min后，受影响的道路长度为多长？设堵车前二环上 车辆均以设计流量正常行驶。四、实验题（本题共1。分）17、本题5分）修理家用电器时需要一只4.75kQ的电阻，但手头只有10kQ、8kQ、500Q I、300Q的电阻各两个。请从现有的电阻中选择若干电阻得到最接近所需要的电阻值。在右方虚线框中画出电路图，并标明个电阻的阻值。得到的电阻阻值为。18.（本题5分）请利用图8中给出的器材，设计一个利用太阳能从海水中获得少量 淡水的简易装置。（1）画出装置的结构示意图（2）提出一项提高淡化效率的简便方案。五、判断与说理题（本题共50分）19.（本题14分）造纸术是我国古代四大发明之一，纸的发展一定程度上反映了科学 技术与社会文嘎的发展，下面是一组有关纸的题目。（1）（2分）新买的一包家用打印纸包装上标注着“ A4、70g，500张”你认为一张 这样的打印纸质量最接近（）（A）70g （B）7g（C）0.7g （D）0.14g（2） （2分）一个质量为m的小球在离一张水平放置四周固定的纸高h处静止释放（图9）。刚好可以击破这张纸片。如果该小球要击破叠在一起的一模一 八丁 5样的2张纸片，则小球至少要在一高处静止释放。（假设击破每一i张纸所需能量相同）方法二:（3） （4分）不用其他任何工具与材料，要使一 1元硬币和一张略小于该硬币一形纸片（图10），从同一高度静止释放。同时落DO在桌面上，请你写出你的设计方法， 可以用示意图来辅助说明。方法一 ：硕币 纸片图10tv?图11方法二:（2分）普通纸张是由许许多多 有一定的吸水性，假如有人在(4)很细的纤维组成的。一张纸上滴一滴水后，形成的水溃如图11所示，则沿方向最容易将纸片撕裂。（5）（4分）将白色的家用卫生纸覆盖在有花纹的大理石上，在纸上滴上一些水，纸会变成“透明”的，使你看到大理石的花纹。你认为其中的物理原因是。请你设计一 个针对性的实验，以检验你的猜想是否正确。实验方案：20.（本题18分）“电”与现代生活密不可分，请阅读下列相关资料，运用有关“电”的知识和规律，回答问题。（1）（4分）小王同学想测量家中新购买的绿色电冰箱的耗电情况，他将家中其他所有 用电器断开。只使用该冰箱，观察电度表转盘的转动情况。测得冰箱制冷时。转盘每 12s转动一圈；保温时，每2min转动一圈。电度表上表明每千瓦小时转2000圈。该 同学还测得每小时制冷时间10min，保温50min。在一天内，该电冰箱制冷时的功率约 为w；如果按每月30天计算，该电冰箱月耗电为kW - ho（2） （8分）有一种抽水蓄能水电站可以把晚上多余的电能储存起来。放到白天使用。其 原理是：将晚上多余的电能用来把水抽到高处的水库里，到白天再将高处的水放出来发 电以补充电能。假设：抽水机的工作效率为75w，发电机的工作效率为80w,不计其他损 耗。水库水位平均高度为100m白天每千瓦时电能的电费为0.617元，晚上每千瓦时电能的电费为0.307元。每千克水升高Im的能量为loJ。则电厂利用1X 109 T水储能转换，因白天和晚上的电费价格差而获取的利润为多少元？（3） （6分）如图12所示是助动车的转向指示灯线路。电路中LD、LD2。为前后两个 左 转向灯。RD、RD。为前后两个右转向灯，D为在仪表盘上转向指示灯。四个转向灯 分别“6V、2. 5A”的灯泡，D为“6V、0.25A”的小灯泡，当灯泡的实际电压小于额 定电压的60%时。灯泡不发光，灯泡电阻保持不变。RJ为不计电阻的通断器。可S 12使电路间歇地通断；但当闪光器RJ,中的电流小于4A时，虽有电流通过RJ却不会 使 电路间歇地通断。K为转向灯开关。是一个单刀三掷开关。正常情况下，把 K拨 至1位，LD、LD2会发出闪光，示意助动车将左转，同时D指示灯闪烁向驾驶员显示 转向灯的工作情况；把K拨至2位，RD、RD会发出闪光，示意助动车将右转，同时 D指示灯闪烁向驾驶员显示转向灯的工作情况。当驾驶员将K拨至1位时，发现D灯发光但不闪烁。据此现象可以判定电路的哪一处 发生了怎样的故障，请说明理由。21.(本题18分)以下是与浮力相关的问题，请按题目要求作出回答。数字式液体压强计由压强传感器P和数据采集显示器Q两部分组成。将压强传感 器P放在大气中进行置零后。放入浮有圆柱形物体的水槽底部。如图13所示。然后在 圆柱体上逐个放上圆板，并在表中记录下压强计的读数同已知：圆柱体的底面积S=0.01m。柱体的密度PJ=0.75X 103kg/加；每个圆板的材质相同，圆板的底面积与圆柱体的底面相等，厚度均为d =0.003m。请根据以上数据回答下列问题:(1)在图中画出液体压强计读数随所加圆板个数变化的图线(2)写出实验序号为6的液体压强计读数根据图线上的数据求出圆板的密度p2所机S板的亍散:鼠怵砥馨计au&ipg103000. QQ213015,00323030. 00433045. 00341 aaWGS76g7SOW 259蜃3093,75109310L 2S(4)根据图线上的数据求出圆柱体的质量期回答下列F4JL<nAgs中is出凌体压强汁渎数验所如as板个数变依的 图统(2)写出实横序号为6的臧体压Sititftv3) 阳殁上的散携 求出SB板的度佝上的壮<出111住体的艮实号所加BB板的个败漫怖压事计103000. 0021301S.OO323030.00433045. 0054.X6S76e一873(X6. 25983M3. 751093101.2512345e8C, 。RDAABC选择M二空题9.增大壤大开瓶签的力IT (或力矩10.仍保待平仍保持平 (? IKB.Cl2y 1.3275>3 3.牛.20.tLR-当司机从左e中看到后方车兴石康时"、车尾和后 方车精右上与丰身竟角为&s L + S-cosWEI xD erg D (1+S coia) /S sirvi16.MS ; (Dv-p-Akin/h-150. 9km/h.60所以15正酿正在二环J |上的车羽败2二簪X8000 3Z70精.每公门上的事精N。=磊二100精(车希&二环上18超过的车篇散吁 N一祭 X BOX M = 1536 辆事考每分仲能妞过的车势数心令118自罔折以266啊谀(2) W为庄拥阻处4速为正常*速的”4 占用ilftK 为原耒的1/2 所以歧处演、为4000精/小时设15分特有工长路受鹑形q.W长度内积压的车精敷目 关系为X 簪+ * (8000-4000 ) 7 2 簪所以x-10km三计算题M 斜答:连践、光踣示盘图Of 14所示.n.WW的电IE俎债为474-4. 76kn.说明：选择不同电Eft4以徇到各种数值 474 zokaie内ew可)透横的小积为光电池的两倍所以透倭的最小育念为 屁,没光电池放庄迓置熊点用左成右侧州，焦点 15(2)设更方为x.R通过QP成像 44 16S1?18. (1>K的结均t3图17所示.d)提高淡化效牢的简便方第I将水槿内空徐成黑色. WMXKttW的吸收*明8!料“板上方吹(冷)风.增加对 魂促使3!明下方的水熊代冷豪五.列口顿与说咒越19. (1) B (2> 2h(3)方怯一< 桥坂片的团-与咬市从同一高度方廉二，硬币下面成棒皈片金在硬币上页网时料放<4 ) bd Adb2)其中的物理原优是-由于水的我Bi张力便*松的纭歼 if并拢在一篇光从越曲中遗过实-方案用浸水WSMiftt的井拢ft20. (1) 150 I 272解答：设晚上抽水耗能为AR.则有：2EXEEih“ E。 mh 1OX1X1OA1O3 X100-9羽0-1.33X10- 3.70X10- IcW - h白天放水发电为AE电即有：dE. =%&Jm=80% X 10X10:2X100 B&OOXIO-Z. 22X10kW h因白天-夜晚电费的价格差而产生的利润为，0.617X2. 22X10* 元-0 307X3.70X 10* 元= 2.34X10元(3解答 1 在额定电压下-Rg = Rm = Rwm =2, 4G6U. Ct o如果左路中有一盖转向灯发生断路故障-右路正常-此 时 流过R )的电流为92- 5Ap_H 2.74AV4A.P, AlOI 八功2。Rg+Rg月次 R/有电洗壶过但不会使电路间歇地通断彳如果右路中有一盏转向灯发生断路故障-左路正常此 时 流过的电流为T- OA+AJOA+船A. 23A>4A所以-/u乃能使理肖间耿地断即使左转向灯指示灯闪烁-根据以上分析可以判定故障发生庄左路-其中一盏转向灯 发生断路故障.21. (1)液体压僮计读数HI所加圆板个数变化的图线如图 1A所示.2实脸序号为6的液体压强计读数为3071. 251(提示：由图可知-己经沉没到水底，符合后面的压强变化所以序号为6的压张计读数为3071.25)3)解符：前半段每增加一个圆板-水中瞿底部压强计读八ApxS “后半段每加加一个圆板-水槽底部依强计读数的增加值与水I -底面积的乘积等于一个同板排开相同体枳的水所因此-篦后段图线的斜率之比第于圆板与水的密度之 比-可得结果，-2.0X101 kg/m3解法一，由图象中两条直线的交点可知：如果圆板的个效可以为击5时-它们怙好可以悬浮在水中-此时：圆板的兑德力为，45dXSXXg圆柱体的重力为，加代水的”为，(WXS+对”“由物体平衡条件得：4.5AXSXft Xg+A-(4.5rfXS-r)XAX/rZ,;代人数据得：4.5X0. 003 X 0. 01X 2. 0 X 10 + 加-(4.5X0. 003X0. 01 + 5-AyAr)X1.0X100.27+m O. 135 十弓m = 0. 135X 3kg=0. 405kg篇法二：从表中数据可知圆柱体和加我的圆板有两种状态-一种是 ES柱体和加载的圆板一起浮在水而上-另一种足II柱体和加载的 匮板一起沉入水抬底部-当05柱体和加载的Bi板浮在水面上时-每增加一块曲板- 水樟底部液体压遏堆加ISPa.当08柱体和加载的圆板沉到水底时-每增加一块同板-水 槽底部液体压乞增加7. S Pa.设PS柱体和加载的圆板刚好悬浮时-加载的圆板数为n.当在KI柱体上加在9块圆板时-有3101. 25 15 X rt + ( 9 n) X 7.5n = 4.S此时-由密体平衡条件得I4.5</XS, X/DX<+ni/r-(4.5dXS : + 7L)XAXgP代入数据得，4- 5 X0. 003X0. OlXAOXlA+m (4. 5 X0. 003X0. 01 + 丁疵而 j> X 1.0X100 27 + m O 135+-A-mm=0. 145X 3kg = 0. 405kg敷的增加值与水底面积的乘积尊于一个圆板所受重力.即皿" 45