第26届上海市初中物理竞赛(复赛)试题详解

上海市第二十六届初中物理竞赛（大同中学杯）复赛试题（2012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；第三至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10牛/千克，水的比热容4.2×103焦/千克·℃，冰的比热容32.110焦/千克·℃，冰的密度0.9×103千克/米3，冰的熔化热为3.33×105焦/千克。

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.儿童要多参加户外运动，这是因为太阳光中的某种频率的电磁波可以促成维生素D的活化，从而促进骨骼对钙的吸收，这种电磁波是 ( )

A. 红外线 B. 紫外线 C. X射线 D. 绿色光

解:维生素D又叫“阳光维生素”，人体皮肤中所含的维生素D3源通过获取阳光中的紫外线来制造、转换成维生素D，它可以帮助人体摄取和吸收钙、磷，使小朋友的骨骼长得健壮结实。对婴儿软骨病、佝偻病有预防作用。对大人则有防止骨质疏松、类风湿性关节炎等功效。正确答案：B

2.冬天雨雪过后，停在户外的汽车的前窗玻璃上常会结有一层冰。要想除去这些冰，下列做法中不可采用的是 ( )

A.喷洒盐溶液 B.用硬的纸质物体直接清除

C.启动车子，打开热风，吹车前窗玻璃 D.将少量沸水洒在车前窗玻璃上

解: 车玻璃结冰的原因是，人离开车后，车内还残留着热气，使得车玻璃的温度高于车外，雪花落在玻璃上时先融化；在雪花融化的过程中，车内温度逐渐降低到与车外温度相同的时候，玻璃上融化的雪水才开始结冰. 除冰的方法很多,常见的如下:

1.温水除冰实际上个人认为也是可以! 将温水倒在毛巾上，去擦冰层，千万注意不要沸水直接去浇，防止玻璃炸裂,沸水直接洒在车前窗玻璃上,玻璃的热胀冷缩太剧烈,玻璃很容易会破裂的;

2.用硬的纸质物体直接清除,注意不能来回刮，应该向同一方向推;

3.启动车子，打开热风，吹车前窗玻璃,让汽车的前窗玻璃上的冰发生物态变化去除也行;

4.喷洒盐溶液当然也是可以的; 建议冬天停车的时候把车门和车窗都打开几分钟，然后再关门和关窗，使车内和外面的温度保持一致，就能有效减少霜或冰的产生,哈哈! 正确答案：D

3.“达人秀”中用冬瓜、土豆做成吹奏乐器，用它们吹奏出来的声音可能具有的相同特征是

( )

A. 音色 音调 B. 音色 响度 C. 音调 响度 D. 音色 音调 响度

解:不同的发声体发出的声音频率组合(即音色)一般不同, 可能具有的相同特征是音调和响度

正确答案：C

4.在电视节目中我们经常会看到“特斯拉线圈”的表演，表演者通过变压器与电磁振荡制造出人工闪电。在表演时，表演者与“特斯拉线圈”之间会放出美妙的电火花，对此，你认为对人体不会造成危害的原因是 ( )

A. “特斯拉线圈”产生的电火花电压很低，电流很小

B. 表演者穿的防护服是绝缘的，电流并没有流经防护服

C. 人体的电阻很小，“特斯拉线圈”产生的电流经人体导入地面

D. 表演者穿的防护服里有很多金属丝，电流都眼防护服流过

解:特斯拉线圈是一种使用共振原理运作的变压器（共振变压器），由美籍塞尔维亚裔科学家尼古拉·特斯拉在1891年发明, 表演特斯拉线圈对人体不会造成危害的主要原因是表演者穿的防护服里有很多金属丝，防护服中的金属丝相当于将人体短路，高压电弧会打到防护服上，电流会经防护服流向大地，不会流向人体，起到保护的作用.正确答案：D

5.小轩很喜欢爸爸新买的数码照相机，在旅途中拍下了火车内桌面上塑料杯瞬间的不同状态，如下图的甲乙丙，则下列关于火车运动状态的判断可能正确的是 ( )

A.甲图中火车在加速运动，乙图中火车突然向左加速，丙图中火车突然向左减速

B.甲图中火车在匀速运动，乙图中火车突然向右加速，丙图中火车突然向左加速 甲 乙 丙 C.甲图中火车在减速运动，乙图中火车突然向左减速，丙图中火车突然向右加速

D.甲图中火车在匀速运动，乙图中火车突然向左加速，丙图中火车突然向右减速

解:本题关键是能分析甲图中火车的运动情况,考虑到可能有摩擦力且方向未知,故甲图中火车可能是加速运动也可能是减速运动还可能是匀速运动. 乙图和丙图是常规的中考简单题,关键是对(突然)这两个字的理解,大家应当都能分析出来,答案是:A

6.如图所示，一根轻杆长为2,:3:1ABLRABmm两端固定、两球，，放置在半径为R的光滑半球形碗中，在图示位置平衡，A球与球心连线和竖直方向的夹角为，碗固定在长木板上，长木板可绕O点转动，现对长木板的另一端施加外力F，使其逆时针缓慢转动，在A、B两球均未脱离碗的过程中，A球与球心连线和竖直方向的夹角的变化情况是

( )

A.逐渐变小 B.逐渐变大 C.先变大后变小 D.保持不变

解: 对轻杆连接的A B小球受力分析, 由于碗的内表面是光滑的,故它们分别只受到重力和弹力的作用,且弹力的方向通过圆心(选为支点),故分析杠杆平衡时不予考虑。以半球形碗的圆心O点为支点,建立杠杆的平衡方程:mAgRSinθ= mBgRcosθ ,故tanθ=mB/mA=1: √3 故θ=30 °,现对长木板的另一端施加外力F，使其逆时针缓慢转动，在A、B两球均未脱离碗的过程中，我们知道A B两小球的受力情况不发生改变，可以得出其实轻杆连接的A B 小球相对于地面的位置是不会发生改变的，即相对于地面静止，始终保持相对于地面的这个姿势，故A球与球心连线和竖直方向的夹角θ=30 °将保持不变，正确答案：D

7.如图电路，abc、、分别表示电流表或电压表，电表都是理想的，则下列各组电表示数中可能实现的是 ( )

A.a的示数为1安培，b的示数为2伏特，c的示数为0.5安培

B.a的示数为2伏特， b的示数为1安培，c的示数为0.5安培

a c

b R1

R2

R3 C.a的示数为0.5安培, b的示数为1安培，c的示数为2伏特

D.a的示数为2伏特，b的示数为0.5安培, c的示数为1安培

解：这道题用代入法较简便，A选项，a c均为电流表，而b为电压表，此时发现R1 R2被局部短路，两个电流表的示数应相等，故A错误；

B选项，分析之后可行，且R1 =R2=4Ω，故B正确；

C选项，a b均为电流表，而c为电压表，R1 =被局部短路，a的示数应为0，故C错误；

D选项，a为电压表，b c均为电流表，b在干路中而c在支路中，b的示数应大于c的示数，故D错误,综上所述, 正确答案：B

8.因为地震，造成了很多堰塞湖，假设有一块立方体石块堵住了水的去路，设水的密度为，石块的质量为m，石块的左右侧面为正方形，边长为a，宽度为b，石块与地面足够粗糙，不会滑动，水若能推倒石块，则石块的宽度b应该满足的条件是 ( )

A.49abm B.42abm C. 43abm D. 44abm

解：本题的关键有两点，第一，由于水对石块侧壁的压强随深度线性变化，可以利用深度中点的压强作为平均压强来算水对石块侧壁的平均压力F=PS=ρga3/2

第二点更重要，由于水对石块侧壁的压强随深度线性变化，因此水作用在石块侧壁上的总压力F的作用点不能简单地认为在距离底部的a/2处，我们其实可以用类比的方法确定F作用点的位置。将水对石块侧壁的压力用力的示数图表示大致如下图所示：

可以把图形倒过来看，是不是可以把它想像成自上而下分割成的等距的小木板，整体就是一个直角三角形的木板，我们知道直角三角形木板的各部分均受到重力的作用，沿水平方向也可分割成等距的小木条，各小木条受到的重力也线性变化，根据总重力作用点的位置就是直角三角形的木板的重心,它距离底部的距离为a/3

搞清楚上面两个问题之后就简单了，以O点为支点，如上图所示,建立杠杆的平衡方程：水若能推倒石块，则F×a/3 ＞G×b/2 (其中F=ρga3/2 代入就可以算出来了) a b

a

b

O G F 则石块的宽度b应该满足的条件是43abm 正确答案：C

二、填空题(每小题6分，共30分)

9.交通运输中用“客运效率”来反映交通工具的某项效能，即客运效率=人数×路程/消耗能量。一个人骑电动自行车，消耗100万焦的能量可行驶30千米，一辆载有4人的普通轿车，消耗32000万焦的能量可行驶100千米，则电动自行车与这辆轿车的客运效率之比是________.

解：客运效率η1=人数×路程/消耗能量=1人×30千米/100万焦;

客运效率η2=人数×路程/消耗能量=4人×100千米/32000万焦;

故η1：η2=24：1

有一种自动充电式电动车，前轮装有发电机，发电机与蓄电池连接。当骑车者用力蹬车或车自行滑行时，自行车就可以连通发电机向蓄电池充电，转化成电能储存起来。某人骑车以500焦的初动能在粗糙的水平路面上滑行，若关闭自动充电装置，让车自由滑行，其动能随位移变化关系如图线①所示；若启动自动充电装置，其动能随位移变化关系如图线②所示，则向蓄电池所充电能是_______焦.

解：若关闭自动充电装置，车以500焦的初动能在粗糙的水平路面上自由滑行，由图像可知能滑行10米，车的初动能等于车子克服摩擦力所做的功，易知摩擦力f=50牛。

若启动自动充电装置，由图像可知能滑行6米，则向蓄电池所充电能等于克服摩擦力比关闭自动充电装置时少做的功，ΔWf=50牛×(10米－6米)=200焦

10. 如图所示是研究钢丝伸长形变的实验。在底板一端固定一个滑轮A,另一端装一立柱B。在靠近滑轮一端处有一个带有小轮C并可绕竖直轴转动的小平面镜。把钢丝的一端固定在立柱上，另一端在小轮上紧绕一周后跨过滑轮挂上重物。在平面镜前置一激光器，让光线射向平面镜并反射投影至长木板末端的光屏上，这样，钢丝受力伸长，带平面镜转动一个小角度，反射光线在屏上就有一较大位移。为估算出BC间钢丝的伸长量L，除了测量平面镜