2023年第二十一屆全國初中應用物理競賽試題注意事項：1．請在密封線內填寫所在地區(qū)、學校、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100分。4．答卷時間：2023年3月27日（星期日）上午9:30—11:10一、本題共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。1．目前，很多汽車的駕駛室里都有一個叫做GPS(全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))接受器的裝置。GPS接受器通過接受衛(wèi)星發(fā)射的導航信號，實現(xiàn)對車輛的精擬定位并導航。衛(wèi)星向GPS接受器傳送信息依靠的是()甲乙甲乙圖1C．電磁波D．激光2．圖1為工人師傅用手推車運送純凈水的圖片，對于這兩種方法中哪種方法比較省力的判斷，下列說法中對的的是()A．圖甲的方法比較省力B．圖乙的方法比較省力C．圖甲和圖乙兩種方法所用力的大小相等D．無法判斷圖23．如圖2所示，教室里的天花板下面裝有多擋位吊扇，當?shù)跎日９ぷ鲿r，對于吊扇對天花板的拉力大小與其重力大小的判斷，下列說法中對的的是()圖2A．吊扇在高擋位工作時，拉力等于重力B．吊扇在低擋位工作時，拉力大于重力圖3C．電扇在任意擋位工作時，拉力等于重力圖3D．電扇在任意擋位工作時，拉力小于重力4．在學校的田徑運動會上，小亮注意到發(fā)令臺上有一塊“板子”，如圖3所示。關于這塊板子的作用，他做了如下猜想，其中對的的是()A．重要用來反射發(fā)令槍的槍聲，所以必須正對著終點計時裁判的方向B．重要用來烘托發(fā)令槍冒出的白煙，所以應當是深色或黑色的C．重要用來減弱噪聲，所以要把它放在看臺和發(fā)令槍之間D．重要用來遮陽，所以要把它放在裁判員的頭的上方5．隨著我國航天員在軌道艙內停留時間的增長，在軌道艙內進行體育鍛煉必將成為航天員需要完畢的一項重要工作。下列適合航天員在軌道艙中進行體育鍛煉的運動項目是()A．舉啞鈴B．跳繩C．踢毽子D．拉彈簧拉力器6．動車組列車進站前的減速過程分為兩個階段進行：第一階段采用“再生剎車”技術，速度從250km／h減至90km／h，這期間停止動力供應，列車依靠慣性繼續(xù)前行，并帶動發(fā)電機發(fā)電；第二階段采用機械剎車，速度從90km／h開始不斷減小直至停止。關于列車進站過程中的能量轉化，下列說法中對的的是()A．第一階段減小的動能所有轉化為電能，即電能等于減小的動能B．第一階段減小的動能有一部分轉化為電能，即電能小于減小的動能C．第二階段減小的動能重要轉化為內能，且內能等于減小的動能D．第二階段減小的動能重要轉化為內能，且內能大于減小的動能北極星圖4北極星圖4北斗星A．北斗星和北極星都是運動的B．北斗星和北極星都是靜止的C．北斗星是運動的，北極星是靜止的D．北斗星是靜止的，北極星是運動的8．在炒花生或栗子時，通常要往鍋里放一些沙子(或粗鹽)。這樣做的重要目的是()A．使炒鍋的溫度更高B．使花生或栗子受熱均勻且避免與鍋底直接接觸時間過長C．讓沙子(或粗鹽)吸取一些水分，使花生或栗子更加干酥脆D．讓沙子(或粗鹽)吸取部分熱量，防止因溫度過高而使花生或栗子變焦乙圖5乙圖5甲A．上半身的像被拉長B．下半身的像被拉長C．全身的像都被拉長D．全身的像都被壓短乙圖6甲10．圖6甲是某生產流水線上的產品輸送及計數(shù)裝置示意圖。其中S為激光源，R1為光敏電阻(有光照射時，阻值較??；無光照射時，阻值較大)，R2為定值保護電阻，a、b間接“示波器”(示波器的接入對電路無影響)。水平傳送帶勻速前進，每當傳送帶上的產品通過S與R1之間時，射向光敏電阻的光線會被產品擋住。若傳送帶上的產品為均勻正方體，示波器顯示的電壓隨時間變化的關系如圖6乙所示。已知計數(shù)器電路中電源兩極間的電壓恒為6V，保護電阻R2的阻值為400乙圖6甲A．有光照射時光敏電阻R1的阻值為800ΩB．有光照射和無光照射時保護電阻R2兩端的電壓之比為1：2C．有光照射和無光照射時光敏電阻的阻值之比為1：2D．每lh通過S與R1之間的產品個數(shù)為6000個二、簡答下列各題(每置5分，共30分)1．警用弓弩因其發(fā)射時無光、聲音小等特點，被廣泛應用于反恐，如圖7甲所示。圖7乙和丙為兩種配有不同瞄準裝置的弩，它們可用來發(fā)射箭和鋼珠，并配有手柄、肩托等輔助設備。弩弦的拴繞使用了滑輪可有效地減小體積。請觀測它的結構，并分析它的使用過程，其中用到了哪些物理知識?乙乙圖7甲丙2．許多轎車后窗玻璃的內壁上都平行地貼有若干條很窄的金屬膜，如圖8所示。駕駛員可以通過開關對其進行控制，當通電時這些金屬膜會發(fā)熱。請回答這些金屬膜的重要作用是什么?圖8圖83．圖9中的甲、乙兩圖是同一把平放在一張白紙上的透明刻度尺正放和反放的照片，圖9丙是其沿刻度線方向的橫截面圖?？潭瘸叩目潭染€是用油漆噴上去的。由圖9乙可以看到，每個數(shù)字和刻度線的右側都有一個陰影。(1)運用圖9丙說明，該刻度尺的刻度線噴在圖9丙中所標的A、B、C、D的哪個部位?為什么?(2)一般都將刻度尺帶刻度的一側做得較薄，這樣做的好處是什么?甲甲圖9乙丙圖104．一串小彩燈，規(guī)格都是“4V0.2A”，每個小彩燈的結構如圖10所示，在正常情況下，細金屬絲由于表面有一層氧化銅而與燈絲支架不導通，若加上200V以上電壓時，氧化銅被擊穿，細金屬絲與燈絲支架導通。若將這種規(guī)格的小彩燈接入220V電路中，為使小彩燈正常發(fā)光，請通過計算說明：(1)應串聯(lián)多少個小彩燈?(2)若其中一只小彩燈的燈絲被燒斷，其它小彩燈是否還能發(fā)光?為什么?圖105．為了節(jié)省電能，居民樓的樓道燈通常由兩個開關共同控制。一個是運用光敏器件制成的“光控開關”，它的作用是光線暗時自動閉合，光線亮時自動斷開；一個是運用聲敏器件制成的“聲控開關”，它的作用是有聲音時自動閉合電路，兩分鐘后，若再無聲音則自動斷開。(1)請將圖11甲中的器材連成符合上述樓道燈規(guī)定的電路。(2)小明受樓道燈電路的啟發(fā)，在爺爺?shù)呐P室里也安裝了這樣一個“聰明”的電路。晚上只要拍拍手，燈就亮了，過一會自動熄滅，給爺爺帶來了方便。但是碰到晚上有雷雨，就麻煩了，雷聲使燈不斷被點亮，影響爺爺休息。尚有爺爺睡覺前需要這盞燈一直被點亮?，F(xiàn)在再給你兩個開關S1、S2，在圖11乙中完畢對這個“聰明”電路的改裝。并分別說明在燈自動工作、晚上打雷需取消自動功能和需要燈一直被點亮時開關S1、S2的斷開與閉合情況。電源電源聲控開關光控開關電源聲控開關光控開關甲乙圖11圖126．某物理愛好小組的同學設計了圖12甲所示的實驗裝置，在橡皮塞中緊密地插入一根細玻璃管，將此橡皮塞蓋緊在裝滿水的玻璃瓶瓶口，玻璃瓶沿水平方向的截面為圖12乙所示的橢圓。當用力沿圖12所示方向擠壓裝滿水的玻璃瓶時，會看到細玻璃管內的水面明顯上升。在這里，同學們運用細玻璃管內水面的變化將玻璃瓶的微小形變“放大”了。請你再列舉兩個用到這種“放大”方法來觀測物理現(xiàn)象的實驗或用到這種方法來工作的儀器，并簡要說明“放大”的方法。圖12三、(11分)“米線”是一種特色小吃。端上餐桌的有：一碗熱湯，上面浮著一層油；一碟切成薄片的鮮肉；一碗已煮熟的米線。食客先把肉片放進湯內，稍候再加入米線?，F(xiàn)有以下資料：湯的初溫97℃，比熱容4.2×103J／(kg﹒℃)；肉片的質量為0.2kg，初溫22℃，比熱容3.5×103J／(kg﹒℃)。基于健康緣故，肉片必須至少在大于1．碗中油層的作用是什么?2．為實現(xiàn)上述的溫度規(guī)定，碗中湯的質量多少應滿足什么條件?四、(12分)微波爐是一種運用向食物發(fā)射微波，進而將以微波形式存在的電磁能轉化為內能來對食物加熱的廚具。由于微波可以進一步食物表面內約5cm，因此與蒸烤類廚具比較，具有加熱更加迅速的特點。小明家最近買了一個微波爐，他聽人們講運用微波爐對食物加熱，不僅加熱時間短，還具有加熱效率高的特點。為了驗證后一種說法，他決定借助電能表、手表、溫度計等器材實際測量一下微波爐在高火擋燒水時的效率。為此他查看了家中微波爐后面的銘牌，上面注明額定輸入功率為1200W，他又查看了他家的單相電子電能表，上面注明3200imp／kW?h(它表達每消耗電能1kW?h，該電能表上面的發(fā)光二極管閃爍3200次)。之后，他關閉其他所有家用電器，將體積為lL、溫度為20℃的水放入微波爐并用高火開始加熱，同時用鐘表計時并記錄電能表上面的發(fā)光二極管閃爍的次數(shù)，歷時4min，電能表上面的發(fā)光二極管閃爍了256次，此時取出并測得水的溫度為72微波爐中發(fā)射微波的器件叫做微波管，，若某微波爐內的微波管只有一只，且該微波管只能在額定電壓下以額定功率工作，請回答這個微波爐是如何僅僅運用這只微波管實現(xiàn)在不同擋位工作的昵?五、(12分)小明的父親為了解決全家人夏季淋浴問題，想自己動手制作一個太陽能淋浴器。他買來了一個圓柱形金屬桶，一個壓力傳感開關，兩個圓柱體以及細線若干。初步設計如圖13所示，其中A、B兩個圓柱體通過細繩與壓力傳感開關相連。已知：圓柱形金屬桶的底面積Sl=0．5m2，高h1=50cm；壓力傳感開關的作用是當它受到豎直向下的拉力達成10N時閉合，通過控制水泵從進水口向桶內注水，當拉力等于4N時斷開，水泵停止向桶內注水；兩個圓柱體的底面積S2=40cm2，高h2=12cm，每個圓柱體重G=6N。規(guī)定當水桶內儲水量達200L時停止注水，當儲水量剩余40L請你幫助小明的父親在其初步設計的基礎上，求出滿足上述規(guī)定的兩段細線的長度。(壓力傳感開關與金屬桶間的距離、細繩質量與體積、計算儲水量時圓柱體排水體積忽略不計)圖13圖13六、(15分)隨著新能源、低碳等理念的普及，小明設想出了一種完全以太陽能電池為能源的汽車，以下是他查到的一些數(shù)據(jù)：太陽輻射的總功率P總=3．9×1026w，太陽到地球的距離r=1．5×1011m，陽光穿過太空和地球周邊的大氣層到達地面的過程中的能量損耗約為51％；太陽光垂直照射時，太陽能電池的能量轉化效率最高約為15％；假設一輛太陽能電池車的質量約為750kg，盼望達成的最高時速為72km／h，車輛行駛過程中的平均阻力約為車重的0．02倍，車身最多能敷設的太陽能電池板的面積約為8m2，驅動電機可以將輸入功率的90％轉化為用于牽引汽車前進的機械功率。(已知半徑為r的球的表面積為S=4r1．根據(jù)以上數(shù)據(jù)，通過計算對小明的設想進行分析與評價。2．你對他的設想有什么改善建議?

2023年第二十一屆全國初中應用物理競賽參考解答和評分標準說明：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．評分標準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，可參照本評分標準的精神定出具體解決辦法，但不要與本評分標準有較大偏離。3．簡答題或計算題是按照分步方法給分的。在評分標準中經常寫出①、②……，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，只給出最后結果的，不能得分。4．參考解答中的數(shù)字結果是按照有效數(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)定學生估算的，要看學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：（1）所用方法或原理不是課本所講的，具有創(chuàng)新性，應加分；（2）方法簡便，應加分；（3）提出多種對的解法，應加分；（4）試卷表達規(guī)范，條理清楚，能充足運用數(shù)學工具，應加分。上述各項的執(zhí)行都應由競賽領導小組做出規(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）1.C2.A3.D4.B5.D6.B7.C8.B9.B10.D二、簡答題（每題5分，共30分）1.(5分）參考答案①手柄上有花紋：表面粗糙增大摩擦。②箭身細長：減小空氣阻力。③弓箭或鋼珠離開弩弦后能繼續(xù)運動：物體具有慣性。④箭頭鋒利：減小受力面積，增大壓強。⑤運用弩的彈力發(fā)射弓箭：將彈性勢能轉化為動能。⑥肩托：增大受力面積，減小壓強。⑦瞄具：光的直線傳播。⑧光學瞄準鏡：光的折射（凸透鏡成像、望遠鏡）、光的直線傳播。⑨滑輪組：裝箭時省力。⑩滑輪組：放箭時省距離。說明：每說對一種作用得1分，最多5分。2.(5分）參考答案①在冬季，使附著在窗玻璃內表面上的小水滴汽化或小冰粒熔化并汽化；使附著在玻璃窗外表面上的積雪熔化。②便于司機通過駕駛室上方的反光鏡觀測車后面的情況。說明：①中每個物態(tài)變化名稱1分，共3。②2分。共5分3.(5分）參考答案（1）①C所在部位。②為了讓刻度線貼近被測物體，減小讀數(shù)誤差。（2）①刻度尺有刻度的一邊做得較薄，是為了在應用刻度尺畫線的時候筆尖貼近刻度尺，線更容易畫直。②由于筆尖貼近刻度線，更容易畫出長度符合規(guī)定的線段。說明：（1）①l分，②2分。（2）2分。共5分。4.(5分）參考答案（1）應串聯(lián)接入電路的彩燈個數(shù)：（2）此時電路總電阻：…①當其中一只彩燈燈絲燒斷瞬間，彩燈等效電路如圖答1所示，將所有正常彩燈當成一個電阻，R燈絲，燈絲燒斷的彩燈，其整體當作一個電阻R斷，由于此時細金屬絲與燈絲支架不導通，燈絲燒斷的彩燈的電阻R斷比正常彩燈的燈絲總電阻R燈絲大很多。………②（4）根據(jù)串聯(lián)電路特點可得：；又由于……③（5）U斷=220V，此時燈絲燒斷了的彩燈兩端電壓U斷約為220V，大于200V，氧化銅被擊穿，金屬絲與燈絲支架將導通，此后燈絲燒斷了的彩燈相稱于導線，220V的電壓將重新加在其他未被燒壞的彩燈兩端，所以其他彩燈能繼續(xù)發(fā)光?！苷f明：(1)l分。（2）各1分。共5分。5.(5分）參考答案（1）見圖答2。（2）見圖答3。…①需燈自動工作時，斷開Sl，閉合S2?！谕砩洗蚶讜r斷開S2………③需要燈一直被點亮時閉合S1和S2?！苷f明：(1)l分。（2）各l分。共5分。6.(5分）參考答案①將正在發(fā)聲的音叉靠近用細線懸吊著的乒乓球，通過乒乓球反復被彈開顯示音叉在振動。②溫度計的玻璃管做得很細，用液柱的長度變化顯示液體的熱脹冷縮。③金屬盒壓強計中用指針的擺動顯示金屬盒的形變限度。④用托盤天平的指針是否指在平衡標牌的中央刻度線上來顯示天平的橫梁是否水平。說明：其他方法只要對的也可得分，每答出一點2.5分，最多不超過5分。三、（11分）參考解答1．減慢蒸發(fā)，從而減慢熱量的散失．……………（3分）2．由于肉片必須至少在大于80℃的湯中保持2min，在此期間，整體溫度將下降約2所以，湯和肉混合后的溫度至少為t=82℃………根據(jù)：Q吸＝Q放以及Q=cm△t……………………（2分）可得：c肉m肉(t－t肉）＝c湯m湯(t湯－t）………（1分）至少需要湯的質量：…………（2分）…………………（1分）四、（12分）參考解答4min微波爐消耗電能：……（2分）水的質量：…………………（2分）水吸取的熱量：………（2分）微波爐的效率：…………（3分）當微波爐中的微波管在額定電壓下以額定功率連續(xù)工作時，設定為高火擋；當微波爐中的微波管在額定電壓下以額定功率間歇工作時，設定為非高火擋；且工作時間與不工作時間的比值越小，微波爐的擋位越低?！?/p>