202３年第二十四屆全國初中應(yīng)用物理競賽(巨人杯)試題及答案注意事項：1．請在密封線內(nèi)填寫所在地區(qū)、學(xué)校、姓名和考號。2.用藍色或黑色鋼筆、圓珠筆書寫。３.本試卷共有六個大題,滿分IOO分。4．答卷時間:2023年３月３０日f星期日)上午9:30~l1:１０。一、本題10小題每小題2分，共２０分。以下各小題給出的四個選項中只有一個是對的的,把對的選項前面的字母填在題后的括號內(nèi)。1.汽車的觀后鏡是用來觀測車后路面情況的裝置,一般為凸面鏡。正常情況下，坐在駕駛員位置的人通過左側(cè)觀后鏡應(yīng)當(dāng)看見如圖j甲所示的效果。在某次準(zhǔn)備駕車外出前,坐在駕駛員位置的王師傅發(fā)現(xiàn)，從左側(cè)觀后鏡中看到的是如圖ｌ乙所示的情景。為保證行駛安全,左側(cè)觀后鏡的鏡面應(yīng)適當(dāng)完畢圖２中的哪種操作()２．“元旦文藝會演”時,物理老師和電工師傅合作給同學(xué)們表演了一個“不怕電”的節(jié)日(注意:因該節(jié)目有危險,同學(xué)們切勿模仿)。一方面電工師傅將兩根導(dǎo)線的接頭Ａ、B分別連接到一標(biāo)有“P222０230”的燈泡（如圖3甲所示）的接線柱C、D上，閉合開關(guān)，燈泡正常發(fā)光。隨后,電工師傅斷開開關(guān)，取下燈泡,物理老師站到干燥的木凳上，左、右兩手分別抓住兩導(dǎo)線接頭A、B(如圖3乙所示)，此時電工師傅閉合開關(guān)，用測電筆分別測試導(dǎo)線接頭Ａ、B及物理老師的皮膚，發(fā)現(xiàn)測電筆的氖管均發(fā)光，而在這一過程中,物理老師仍然談笑自如。對以上現(xiàn)象的解釋,你認(rèn)為下列說法中對的的是(）A.物理老師有“特異功能”，的確不怕電Ｂ.物理老師的雙手戴著絕緣手套c．在人、燈替換的過程中，電源的零線被斷開了D．在人、燈替換的過程中,電源的火線被斷開了3．圖４甲為一把手工鋸的鋸條，圖4乙所示為正對著鋸齒看的效果，發(fā)現(xiàn)它的鋸齒都“東倒西歪”的側(cè)向兩側(cè),而不在一個平面上。其因素是()A.將鋸齒做成這樣的形狀后，容易將鋸齒打磨得更鋒利B.將鋸齒做成這樣的形狀后，鋸條承受撞擊能力更強C．鋸條用得太久，鋸齒被撞歪了D.將鋸齒做成這樣的形狀后，可以使鋸口加寬，減小被鋸物體對鋸條的摩擦力４.“嫦娥三號”探測器在月球表面降落時，沒有使崩降落傘,是由于（）A.月球表而非常松軟,不需要使用降落傘減速Ｂ.距離月球表面太近，用降落傘來不及減速C.月球表面附近沒有大氣,降落傘無法起到減速的作用Ｄ.“嫦娥三號”質(zhì)量太火，不易制作足夠大的降落傘5.汽車發(fā)動機在工作過程中需要冷卻。圖5為汽車發(fā)動機的水冷系統(tǒng)工作原理示意圖。在汽車發(fā)動機正常工作的過程中,圖5所示有關(guān)汽車發(fā)動機水冷系統(tǒng)中水流方向以及水泵葉輪轉(zhuǎn)向的示意圖中，對的的是（)6.2０2３年6月2０日我國宇航員王亞平初次進行了太空授課。圖6為王亞平所做實驗的一個畫面，圖中的水呈球狀而不破裂,除了失重的因素外，還重要是由于()Ａ.水球的外表面有一層很薄的橡皮膜B．水球表面分子之間互相作用的引力大于斥力Ｃ．在實驗用水中事先添加了某些特殊物質(zhì)D.到外太空后，水的分子結(jié)構(gòu)發(fā)牛了蠻化7．將一只點燃的蠟燭靠近家里的鏡子,會發(fā)現(xiàn)鏡子中出現(xiàn)了多個蠟燭的像,如圖7所示。對于這種現(xiàn)象，下列解釋中對的的是()Ａ.鏡子的質(zhì)量不好，反射面不平整B．光經(jīng)玻璃前表面和后表面發(fā)生多次反射后形成了多個虛像Ｃ．燭焰將附近的空氣加熱后，由于空氣密度不均勻?qū)е碌恼凵湫纬闪硕鄠€虛像Ｄ．火焰抖動的過程中，由于視覺暫留效應(yīng)形成的錯覺8.小東在觀看“神舟十號”飛船發(fā)射時,想估算一下運載飛船的火箭在發(fā)射后的第一個ｌOｓ內(nèi)的平均速度。他上網(wǎng)查到運載“神舟十號”的長征二號Ｆ運載火箭全長5８m。然后從網(wǎng)上下載了“神舟十號”發(fā)射的視頻,分別截取火箭剛發(fā)射時和發(fā)射后第lOs的圖片，如圖８甲和圖8乙所示。則火箭發(fā)射后第一個lＯs內(nèi)的平均速度值應(yīng)最接近（）圖8Ａ.４m/ｓＢ．９m／ｓＣ．12m/ｓD.1５m/s9，為了監(jiān)督司機是否遵守限速規(guī)定，交管部門在公路上安裝了周定測速儀。如圖９所示,汽車向放置在道路中間的測速儀勻速駛來，測速儀向汽車發(fā)出兩次短促的超聲波信號。第一次發(fā)出信號到測速儀接受到經(jīng)汽車反射回來的信號用時0．5s，第－次發(fā)出信號到測速儀接受到經(jīng)汽車反射回來的信號用時0．３s,若發(fā)出兩次信號的時間問隔是I.ls，超聲波的速度是３40ｍ/s,則()A.汽車接受到第一次信號時，距測速儀170mB．汽車接受到第--次信號時,距測速儀102mC.汽車的速度是34m/ｓD．汽車的速度是3０.9m/sIO.如圖１0所示的電動自行車既可以電動騎行,也可以腳踏騎行。電動騎行時,蓄電池對車上的電動機供電，電動機為車提供動力。下表是某型號電動自行車的重要技術(shù)參數(shù)。根據(jù)學(xué)過的物理知識,判斷以下估算結(jié)果中合理的是（）A.電動自行車行駛過程中，電動機的工作電流保持5A不變Ｂ.蓄電池一次充足屯，放電時可輸出的電能最多約為3.5ｘ１04JＣ.若蓄電池儲存能景的８0％用于驅(qū)動電動自行車在平均阻力為４0Ｎ的水平公路上勻速行駛，蓄電池一次充電最多能連續(xù)電動行駛約４lkmD.蓄電池一次充電后，該電動自行車最多可供電動騎行２.4h二、簡答下列各題（每題５分，共３０分)1.有兩只干凈、透明的圓柱形玻璃杯,一只盛滿小含氣泡、污物的純凈水，另一只為空杯子,兩只杯子的杯口都被不透明的蓋子蓋嚴(yán)了。請你說明如何只用眼腈觀測判斷哪只杯中裝有水,并說明這樣做的依據(jù)。2．如圖11所示,位于兩個電線稈之間的電線總是呈現(xiàn)出向下的弧線，弧線最低點與兩端懸點間的水平線的距離稱為垂距或稱垂度。請回答：(１)若架設(shè)電線肘所留垂距過小,你認(rèn)為會有什么危害?(２)若架設(shè)電線時所留垂距過大,你認(rèn)為會有什么危害或局限性？3．如圖12甲所示,家用漏電保護器是在用電器發(fā)生漏電故障或人體觸電時實行保護的設(shè)備,它的內(nèi)部構(gòu)造中包具有兩個部分——檢測裝置和實驗電路。家庭電路漏電時，通過火線與零線的電流不相等。漏電保護器中有一檢測裝置(在圖12乙中雙虛線框內(nèi),未具體畫出),當(dāng)它檢測到通過自身的火線和零線的電流不等時，便切斷電源，起到保護作用。漏電保護器中尚有實驗電路,由一只開關(guān)S與一個電阻R組成，閉合開關(guān)S就能模擬漏電情形,從而檢查漏電保護器工作是否正常。請在圖12乙中漏電保護器的虛線框內(nèi)畫出實驗電路。４．“嫦娥三號”探測器重要由兩大部分構(gòu)成：著陸器和巡視器,其中巡視器就是我們俗稱“玉兔”的月球車(如圖1３所示)。網(wǎng)上有許多學(xué)生和科學(xué)愛好者問了許多關(guān)于月球車的有趣問題,你能幫他回答嗎？（1)月球表面的某些部分土壤非常松軟，并且崎嶇不平,石塊、隕石坑遍布。設(shè)計什么樣的月球車輪才干方便它在月球表面行駛？(2）月球車為什么不使用減震性能更好的充氣輪胎？(3）月球車的重要能量來源是什么?５．如圖14甲所示為一輛在田地里使用的農(nóng)用四輪拖拉機，它的前輪是導(dǎo)向輪，后輪是驅(qū)動輪，拖拉機在工作時一般后面掛有拖車或耕地設(shè)備等。圖14乙所示為一輛在倉庫、機場、車站等地方常見的搬運貨品的叉車,它的前輪是驅(qū)動輪，后輪是導(dǎo)向輪。請分別解釋為什么拖拉機的前輪窄小、后輪寬敞得多，而叉車的前輪寬敞、后輪窄小?6．小明在用如圖15所示的氣筒給自行車輪胎打氣后,發(fā)現(xiàn)氣筒外管；的溫度明顯比打氣前升高很多,且越靠近氣筒外筒的頂部的地方,溫度越高。注：在用該氣筒給自行車輪胎打氣過程中，底座和內(nèi)管不動，手柄和外管上下運動;活塞固定在內(nèi)管頂部。請你分析產(chǎn)生這一現(xiàn)象的因素。三、(11分)科技小組的同學(xué)們沒計了如圖１６甲所示的恒溫箱溫控電路(用于獲得高于室溫：控制在一定范圍內(nèi)的“恒溫”),涉及工作電路和控制電路兩部分。其中，R’為阻值可以調(diào)節(jié)的可變電阻。R為熱敏電阻(置于恒溫箱內(nèi))，其阻值隨溫度變化的關(guān)系如圖l6乙所示,繼電器線圈電阻５0歐姆1．如圖16甲所示狀態(tài)，加熱器是否處在加熱狀態(tài)?2．已知當(dāng)控制電路的電流達成0.０4A時，繼電器的銜鐵被吸合;當(dāng)控制電路的電流減小到0.０36Ａ?xí)r，銜鐵會被釋放。當(dāng)調(diào)節(jié)|Ｒ'=350Q時，恒溫箱內(nèi)可獲得最高溫度為100＇c的“恒溫”。假如需要將恒溫箱內(nèi)的溫度控制在最低溫度為50℃的“恒溫”，則應(yīng)將R’的限值調(diào)為多大？３.使用該恒溫箱，獲得最低溫度為５0℃的“恒溫”，與獲得最高溫度為10０℃的“四、（１2分）如圖17所示為1６mm電影放映機放電影，這種電影放映機使用寬度為1６mm的電影膠片,電影中的聲音以聲音信號的方式刻錄在電影膠片上如圖18所示。1.電影放映機正常放映時,有關(guān)放映燈泡、放映機鏡頭（凸透鏡)、電影膠片、反光鏡（凸面鏡或凹面鏡)的種類及其相對位置關(guān)系,提出了如圖19所示的幾種猜想,其中也許對的的是()2.有一次，電影剛開始放映時，小新發(fā)現(xiàn)銀幕上的畫面所有是倒立的。在這種情況下，下列所述的觀看效果中,不也許出現(xiàn)的場景是（)A.人退著向后走Ｂ.地上的碎陶片忽然聚集起來，最后形成一只美麗的陶罐Ｃ.聽到的是正常的影片中的對白D.箭倒著飛向弓3.小新看電影時，估計銀幕到電影放映機的距離約為15m；銀幕上的電影畫面寬度約為３m。已知電影放映機所使用的1６mm電影膠片中畫面的寬度約為10mｍ。則根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知電影放映機鏡頭的焦距也許為(）Ａ.52mmＢ．２4ｍｍC.49mmD.２6mm4.若該１6ｍｍ電影膠片的厚度H=0.14mm。片夾上密密地繞了一整盤電影膠片，如圖20所示，圖中d和Ｄ分別表達片夾內(nèi)電影膠片的內(nèi)徑和外徑。求：(1)這盤電影膠片的總長度L約是多少?(2)若按每秒24幅畫面正常放映，這盤電影膠片大約能連續(xù)正常放映多長時間？（不計片頭與片尾的長度）五、（12分）小亮家有一輛轎車,爸爸在給他講車的性能時，總是說“２.０的排量”,卻很少說“功率”,為此小亮特地從剛上查到了排量的定義：活塞從上止點移動到下止點所通過的“工作客積”稱為氣缸排量。假如發(fā)動機有若干個氣缸,所有氣缸“工作容積”之和稱為發(fā)動機排量。小亮從說明書上查到家中的轎車采用的是LFX直列四缸發(fā)動機，排量為２.OL;從網(wǎng)上查找到了了這種轎車的輸出功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系如圖２１所示。１.根據(jù)圖２1分析,在發(fā)動機轉(zhuǎn)速為1000---5000r／min范圍內(nèi)，它的輸出功率與轉(zhuǎn)速大體有如何的定性關(guān)系?2.試通過公式推導(dǎo)出在其他參數(shù)相同時，轎車發(fā)動機的輸出功率與其排量的關(guān)系。3.小亮又向爸爸詢問了一些實測數(shù)據(jù)：轎車行駛的路況好，平均車速為ｌOOkｍ/h時,發(fā)動機轉(zhuǎn)速為２0２3r/min，1平均油耗為9L／lOOkm。參考圖21中的數(shù)據(jù),分析這輛汽車在這種狀態(tài)下行駛時,發(fā)動機的效率約為多少？每個做功沖程氣缸內(nèi)氣體的平均壓強是約為多少?(已知汽油的熱值為4.６xlO７J/kｇ，密度為０．7IＸ10３kg/m六、(１5分)小明自己設(shè)計并動手將房間里的窗簾改成電動窗簾。為此他購置了微型電動機及減速裝置、電源、雙刀雙擲開關(guān)、滑輪、皮帶、拉繩等器材,對原有的窗簾盒進行改造。1．如圖22甲所示,小明在窗簾盒(上方的雙虛線框)內(nèi)安裝了電動裝置,電動裝置通過拉繩拉著窗簾一起運動。改變通過微型電動機的電流方向，就可改變其轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的方向,從而將窗簾打開或關(guān)閉。運用雙刀雙擲開關(guān),可以實現(xiàn)電源對電動機供電電流方向的改變。請你在圖２2甲右側(cè)的虛線框內(nèi)，完畢電源、雙刀雙擲開關(guān)和接線柱間的電路連接。２．電動機的轉(zhuǎn)速一般很高,需要安裝減速裝置，如圖22乙所示。請說明減速裝置的減速原理。３.下表是所使用的微型電動機的部分?jǐn)?shù)據(jù)。表格中,額定功率是“電動機在額定電壓和額定電流下工作時的輸出功率”,堵轉(zhuǎn)電流是“在額定電壓下，讓電動機的轉(zhuǎn)軸同定不動時的電流”。請根據(jù)表中的有關(guān)數(shù)據(jù)計算：（1）以額定功率運營時，該電動機的效率為多少？(2)電動機的額外功率重要由熱損耗和機械損耗導(dǎo)致,請分別求出以額定功率運營時,該電動機的熱損耗功率和機械損耗功率？(３)在圖22甲中,減速裝置、飛輪、皮帶、滑輪、拉繩共同構(gòu)成了傳動裝置。已知每半邊的窗簾滑軌長度為1.５m,規(guī)定自動窗簾可以在6s內(nèi)從完全關(guān)閉到完全打開。拉動半邊窗簾時，掛鉤和滑軌間的平均摩擦力為2Ｎ。則安裝電動窗簾時,對傳動裝置的機械效率有何規(guī)定？參考解答和評分標(biāo)準(zhǔn)一、說明1，除選擇題外，提供的參考解答不一定都是惟一對的的。對于那些與此解答不同的解答，對的的，同樣得分。2.評分標(biāo)準(zhǔn)只是按一種思緒與方法給出的。在閱卷過程中會出現(xiàn)各種不同情況，可參照本評分標(biāo)準(zhǔn)的精神定出具體解決辦法,但不要與本評分標(biāo)準(zhǔn)有較大偏離。３．簡答題或計算題是分步給分的。在評分標(biāo)準(zhǔn)中經(jīng)常寫出④、＠……，這里的①、②……是用來代表答題要點或環(huán)節(jié)的。若考生并未寫出這個式子,而在文字表達或以后的解題過程中反映了這一要點或環(huán)節(jié),同樣得分。沒有寫出任何式子或文字說明，只給出最后結(jié)果的,不能得分。４.參考解答中的數(shù)字結(jié)果是按照有效數(shù)字的運算規(guī)定給出的，但對考生不做規(guī)定。不要由于有效數(shù)字的錯誤而扣分。5.規(guī)定學(xué)生估算的,要看學(xué)生是否會忽略那些可以忽略的條件。6.在最后定獎時，假如得分相同的人數(shù)超過獲獎名額,因而難于選拔時,可對待選試卷進行加分評判。加分評判的基本依據(jù)是:(ｌ)所用方法或原理不是課本所講的，具有創(chuàng)新性,應(yīng)加分;(２)方法簡便，應(yīng)加分;(3)提出多種對的解法，應(yīng)加分；（4)試卷表達規(guī)范,條理清楚，能充足運用數(shù)學(xué)工具,應(yīng)加分。上述各項的執(zhí)行都應(yīng)由競賽領(lǐng)導(dǎo)小組做出規(guī)定(省統(tǒng)一分派獎勵名額的由省決定，地、市分派獎勵名額的由地、市決定）。一、選擇題(每小題2分，共2０分）l.A2.Ｃ3.D４.C5．Ｂ6.B7.B８.B9.C10．C二、簡答題(每題5分,共30分)1．(５分）參考答案(1）透過杯子觀測杯子后面較遠處的物體,若看到的是正立的左右相反的物體的像,則這只杯子中裝有水:(2)光的折射規(guī)律。說明：(１)3分。(２)2分。其他答案合理同樣得分2.(5分)參考答案(1)架設(shè)電線時，若所留垂距過小,當(dāng)氣溫減少時，電線收縮會拉斷電線甚至將電線桿拉倒；(2)架設(shè)電線時，所留垂距過大,碰到大風(fēng)天氣,電線擺動幅度過大，容易導(dǎo)致電線折斷：同時,電線離地面太近，容易導(dǎo)致事故,并且浪費材料。說明:(1)2分，(２）３分，共5分３.(5分)參考答案見圖答1說明:與標(biāo)答相同,得5分,若與火線的接點在檢測裝置左側(cè),與零線的接點在檢測裝置右側(cè),得4分。4．(5分)參考答案（l）①月球車的輪子表面積做的更大,壓強更小，不至于陷進松軟的月壤中。②采用輪腿復(fù)合式輪子,平地靠輪子行走,碰到小的障礙可以變“輪”為“腿”,爬行越過障礙。（2)①月球表面的晝夜溫差超過300℃②月球表面沒有大氣壓，充氣輪胎易爆裂。（3）①白天重要靠太陽能電池板。②夜晚重要靠鋰電池和核電池（或稱為核放射熱源)。說明:每一小問,只需答對一條就得2分，若三小問所有答對,本題得５分。5.(5分)參考答案（1)拖拉機的前輪是導(dǎo)向輪,前輪窄小可以在改變方向時減小轉(zhuǎn)動前輪的阻力。拖拉機在工作時后面掛有拖車或耕地設(shè)備，使得拖拉機的重心靠近后輪，后輪對地面的壓力更大。后輪寬敞可以減小壓強,既能保護輪胎,也可以使拖拉機不會F陷到松軟的田地里。(2)叉車的后輪是導(dǎo)向輪，后輪窄小可以在改變方向時減小轉(zhuǎn)動前輪的阻力。叉車在搬運時貨品放在前方,使得叉車的重心靠近前輪，前輪對地面的壓力更大。前輪寬敞既可以保護輪胎,也可以減小叉車對地面的壓強。說明：（1）3分,(2）2分。共5分。6．(５分）參考答案（1)在用氣筒給自行車胎打氣的過程中,外管頂部對氣筒和輪胎內(nèi)的氣體做功，氣體內(nèi)能增大,溫度升高,氣筒外管將熱量傳遞到管的外壁，因此氣筒外壁溫度明顯升高;(２)由于外管越向下移動,外管的頂部氣體被壓縮越多，氣體壓強越大，移動相同的距離,對氣體做功越多,氣體內(nèi)能增大越明顯,溫度越高,進而導(dǎo)致氣筒外壁上部溫度比下部溫度更高：(３)外管在相對于活塞上、下運動過程中,向外傳遞的內(nèi)能重要來自于內(nèi)部被壓縮的高溫氣體,而外筒的下部與上部相比，其與管內(nèi)高溫氣體的接觸時間較短,吸取的熱量較少，因此溫度較低;（４）外管在相對于活塞向下運動過程中，在高壓氣體作用下，外管與活塞間的壓力增大，單位長度克服摩擦力做功而轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能越靠近外管頂部越多,導(dǎo)致氣筒外壁上部溫度比下部溫度更高。說明：（ｌ)、(3)、(4)各1分,(2)２分。共5分。三、(11分)參考解答(１)加熱狀態(tài)……………(2分）(2)設(shè)控制電路中電源兩端的電壓為E。由圖15乙,當(dāng)溫度為1００℃時,熱敏電阻Ｒ1的阻值為５00歐姆，…(3）獲得最低溫度為５0℃的“恒溫”溫度波動范圍更小，由于在50℃附近，熱敏電阻的阻值隨溫度的變化更顯著。四、(1２分)參考解答1．A