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全国初中应用物理竞赛(巨人杯)试题注意事项:1.请在密封线内填写所在地区、学校、姓名和考号。
2.用蓝色或黑色钢笔、圆珠笔书写。
3.本试卷共有六个大题，满分100分。
一、本题共10小题，每小题2分，共20分。
以下各小题给出的四个选项中只有一个是正确的，把正确选项前面的字母填在题后的括号内。
1.验钞机发出的“光”能使钞票上的荧光物质发光；家用电器的遥控器发出的“光”，能用来控制电风扇、电视机、空调器等电器的开启与关闭。
对于它们发出的“光”，下列说法中正确的是( )A.验钞机和遥控器发出的“光”都是紫外线B.验钞机和遥控器发出的“光”都是红外线C.验钞机发出的“光”是紫外线，遥控器发出的“光”是红外线D.验钞机发出的“光”是红外线，遥控器发出的“光”是紫外线2.在严寒的冬季，小明到滑雪场滑雪，恰逢有一块空地正在进行人工造雪。
他发现造雪机在工作过程中，不断地将水吸入，并持续地从造雪机的前方喷出“白雾”，而在“白雾”下方，已经沉积了厚厚的一层“白雪”，如图1所示。
对于造雪机在造雪过程中，水这种物质发生的最主要的物态变化，下列说法中正确的是( )A.凝华B.凝固C.升华D.液化3.在有些地区，人们常在小河边洗衣服。
如图2所示，人们先把脏衣服浸泡在河水里，然后提出来放在石板上，用木棒捶打，水花四溅……，如此反复多次，直到衣服被洗净为止。
这里，用木棒捶打的主要目的是( )A.把衣服上的灰尘打碎，以便于洗涤B.增大木棒与灰尘之间的摩擦，将灰尘带走C.迫使湿衣服里面的水从衣服纤维之间的缝隙中高速喷出，利用高速水流将灰尘冲洗掉D.木棒捶打，使衣服突然运动起来，而衣服上的灰尘由于具有惯性仍然静止，从而使灰尘脱离衣服4.如图3所示，海北中学有一个跑道为400 m 的操场，在操场的主席台和观众席上方一字形排列着A, B, C 三个相同的音箱。
在一次运动会的开幕式上，站在操场中的所有同学都可以听到音箱发出的足够大的声音，但站在某些位置的同学却感觉听不清音箱中播放的内容，在图3的1,2, 3三个位置中，位于哪个位置附近的同学应该是“感觉听不清”的?( )A. 1B. 2C. 3D.在哪个位置都一样5. 如果发生油锅起火现象，下列做法中最不应该的是( )图 1 图 2A.加一些冷油，降低温度B.立刻盖上锅盖C.立即向锅内倒入冷水来灭火D.将蔬菜倒入油锅内6.北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星定位与通信系统(BDS)。
xx 学校xx 学年xx 学期xx 试卷姓名:_____________ 年级:____________ 学号:______________题型 选择题填空题简答题xx 题 xx 题 xx 题 总分 得分一、xx 题（每空xx 分，共xx 分）试题1:验钞机发出的“光”能使钞票上的荧光物质发光；家用电器的遥控器发出的“光”，能用来控制电风扇、电视机、空调器等电器的开启与关闭。
对于它们发出的“光”，下列说法中正确的是 ( ) A.验钞机和遥控器发出的“光”都是紫外线 B.验钞机和遥控器发出的“光”都是红外线C.验钞机发出的“光”是紫外线，遥控器发出的“光”是红外线D.验钞机发出的“光”是红外线，遥控器发出的“光”是紫外线 试题2:在严寒的冬季，小明到滑雪场滑雪，恰逢有一块空地正在进行人工造雪。
他发现造雪机在工作过程中，不断地将水吸入，并持续地从造雪机的前方喷出“白雾”，而在“白雾“下方，已经沉积了厚厚的一层“白雪”，如图1所示。
对于造雪机在造雪过程中，水这种物质发生的最主要的物态变化，下列说法中正确的是 ( ) A.凝华 B.凝固 C.升华 D.液化试题3:评卷人得分在有些地区，人们常在小河边洗衣服。
如图2所示，人们先把脏衣服浸泡在河水里，然后提出来放在石板上，用木棒捶打，水花四溅……，如此反复多次，直到衣服被洗净为止。
这里，用木棒捶打的主要目的是( )A.把衣服上的灰尘打碎，以便于洗涤B.增大木棒与灰尘之间的摩擦，将灰尘带走C.迫使湿衣服里面的水从衣服纤维之间的缝隙中高速喷出，利用高速水流将灰尘冲洗掉D.木棒捶打，使衣服突然运动起来，而衣服上的灰尘由于具有惯性仍然静止，从而使灰尘脱离衣服试题4:如图3所示，海北中学有一个跑道为400 m的操场，在操场的主席台和观众席上方一字形排列着A、B、C三个相同的音箱。
在一次运动会的开幕式上，站在操场中的所有同学都可以听到音箱发出的足够大的声音，但站在某些位置的同学却感觉听不清音箱中播放的内容，在图3的l、2、3三个位置中，位于哪个位置附近的同学应该是“感觉听不清”的？ ( )A.1B.2C.3D.在哪个位置都一样试题5:炒菜时如果发生油锅起火现象，下列做法中最不应该的是 ( )A.加一些冷油，降低温度B.立刻盖上锅盖C.立即向锅内倒入冷水来灭火D.将蔬菜倒入油锅内试题6:北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星定位与通信系统(BDS)。
图32015年第二十五届全国初中应用物理竞赛巨人杯）试题 一、本题共10小题，每小题2分，共20分。
以下各小题给出的四个选项中只有一个是 正确的，把正确选项前面的字母填在题后的括号内。
1 .市面上有一种化妆镜，当对着它照镜子时，能看到自己面部更细微处。
这种化妆镜 应该是一个（ ） A.平面镜 B.凸面镜C.凹面镜 D.凸透镜 2 .“充电宝”是一种给手机等电子设备提供电能的移动电源。
2014年8月7日，我国 民航局首次专门针对“充电宝”发出公告，公告要求旅客携带登机的“充电宝”额定能 量不能超过一定标准。
这一 “标准”的单位是（ ） 3 .为了确保用电安全，家中都会安装配电盘。
配电盘中除了装有分别控制厨房、客厅 和卧室等用电的开关外，还装有漏电保护器。
小明装完新房后，将插排插入客厅墙上的 电源插孔中，然后将电视机的电源插头插入插排的电源插孔，但打开电视机后，配电盘 中漏电保护中保护器就“跳闸” 了。
小明拔下电视机电源插头，把漏电保护器的开关复 原（重新闭合），然后将能正常使用的台灯插入该插排的电源插孔，闭合台灯开关后，漏 电保护器再次“跳闸”。
关于发生上述现象的原因，下列猜想正确的是（ ） A.墙上的电源插座中的火线和零线间短路了 B .插排中插座处的零线和火线接反了 C.插排中插座处的零线和火线接反了 D .插排中插座处的火线和地线接反了 4、氢气具有可燃性，因此早期使用氢气填充的气球和飞艇很容易燃烧起火。
后来使用不 会燃烧的氨气替代氢气来填充气球和飞艇。
相同条件下氨气的密度约为氢气密度的两倍。
若忽略球皮和吊索的重力，则相同体积的氮气球与氢气球相比（ ） A.氨气球的有效载重量约为氢气球的一半 B .氨气球有的效载重量约为氢气球的 2倍 C.氨气球有效载重量比氢气球小很多 D .氨气球的有效载重量与氢气球差不多 5 .图1是一种案秤的照片。
根据这张照片估计， 如果将该案 秤配备的标有“1kg”字样的槽码放在秤盘上， 那么测得其质 量应约为（ ） 6 .晚上，小明挑着一盏不带光源的工艺品小灯笼在家里玩。
2014年第二十四届全国初中应用物理竞赛(巨人杯)试题一、选择题(本题共10小题，每小题2分，共20分，各小题给出的四个选项中只有一个是正确的)1．汽车的观后镜是用来观察车后路面情况的装置，一般为凸面镜。
正常情况下，坐在驾驶员位置的人通过左侧观后镜应该看见如图甲所示的效果。
在某次准备架车外出前，坐在驾驶员位置的王师傅发现，从左侧观后镜中看到的是如图乙所示的情景。
为确保行驶安全，左侧观后镜面应适当完成的操作是(A)2．“元旦文艺会演”时，物理老师和电工师傅合作给同学们表演了一个“不怕电”的节目(注意：因该节目有危险，同学们切勿模仿)，首先电工师傅将两根导线的接头A、B分别连接到一标有“PZ220 100”的灯泡(如图甲所示)的接线柱C、D上，闭合开关，灯泡正常发光。
随后，电工师傅断开开关，取下灯泡，物理老师站到干燥的木凳上，左、右两手分别抓住两导线接头A、B(如图乙所示)，此时电工师傅闭合开关，用测电笔分别测试导线接头A、B及物理老师的皮肤，发现测电笔的氖管均发光，而在这一过程中，物理老师依然谈笑自如。
对以上现象的解释，你认为下列说法中正确的是(C)A．物理老师有“特异功能”确实不怕电B．物理老师的双手戴着绝缘手套C．在人、灯替换的过程中，电源的零线被断开了D．在人、灯替换的过程中，电源的火线被断开了3．如图甲为一把手工锯的锯条，图乙所示为正对着锯齿看的效果，发现它的锯齿都“东倒西歪”的侧向两侧，而不在一个平面上。
其原因是(D)A．将锯齿做成这样的形状后，容易将锯齿打磨得更锋利B．将锯齿做成这样的形状后，锯条承受撞击能力更强C．锯条用得太久，锯齿被撞歪了D．将锯齿做成这样的形状后，可以使锯口加宽，减小被锯物体对锯条的摩擦力4．“嫦娥三号”热探测器在月球表面降落时，没有使用降落伞，是因为(C)A．月球表面非常松软，不需要使用降落伞减速B．距离月球表面太近，用降落伞来不及减速C．月球表面附近没有大气，降落伞无法起到减速的作用D．“嫦娥三号”质量太大，不易制作足够大的降落伞5．汽车发动机在工作过程中需要冷却。
第31届(2014年)全国中学生物理竞赛预赛试卷本卷共16题，满分200分，考试时间：2014年9月6日上午9：00—12:00。
一、选择题．本题共5小题，每小题6分．在每小题给出的4 个项中，有的小题只有一项符合题意，有的小题有多项符合题意．把符合题意的选项前面的英文字母写在每小题后面的方括号内．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分．1．（6分）一线膨胀系数为α的正立方体物块，当膨胀量较小时，其体膨胀系数等于A．αB．α1/3C．α3D．3α2．（6分）按如下原理制作一杆可直接测量液体密度的秤，称为密度秤，其外形和普通的杆秤差不多，装秤钩的地方吊着一体积为1 cm3的较重的合金块，杆上有表示液体密度数值的刻度，当秤砣放在Q点处时秤杆恰好平衡，如图所示．当合金块完全浸没在待测密度的液体中时，移动秤砣的悬挂点，直至秤杆恰好重新平衡，便可直接在杆秤上读出液体的密度，下列说法中错误．．的是A．密度秤的零点刻度在Q点B．秤杆上密度读数较大的刻度在较小的刻度的左边C．密度秤的刻度都在Q点的右侧D．密度秤的刻度都在Q点的左侧3．（6分）一列简谐横波在均匀的介质中沿x轴正向传播，两质点P1和p2的平衡位置在x 轴上，它们相距60cm，当P1质点在平衡位置处向上运动时，P2质点处在波谷位置，若波的传播速度为24m/s，则该波的频率可能为A．50Hz B．60Hz C．400Hz D.410Hz4．（6分）电磁驱动是与炮弹发射、航空母舰上飞机弹射起飞有关的一种新型驱动方式．电磁驱动的原理如图所示，当直流电流突然加到一固定线圈上，可以将置于线圈上的环弹射出去．现在同一个固定线圈上，先后置有分别用铜、铝和硅制成的形状、大小和横截面积均相同的三种环,当电流突然接通时，它们所受到的推力分别为F1、F2和F3。
若环的重力可忽略，下列说法正确的是A. F1> F2> F3B. F2> F3> F1C. F3> F2> F1D. F1 = F2 = F35．（6分）质量为m A的A球，以某一速度沿光滑水平面向静止的B球运动，并与B球发生弹性正碰，假设B球的质量m B可选取为不同的值，则A．当m B=m A时，碰后B球的速度最大B．当m B=m A时，碰后B球的动能最大C．在保持m B>m A的条件下，m B越小，碰后B球的速度越大D．在保持m B<m A的条件下，m B越大，碰后B球的动量越大二、填空题．把答案填在题中的横线上．只要给出结果，不需写出求得结果的过程．6．（10分）用国家标准一级螺旋测微器（直标度尺最小分度为0.5mm,，丝杆螺距为0.5mm,套管上分为50格刻度）测量小球直径．测微器的初读数如图(a)所示，其值为______mm，测量时如图(b)所示，其值为_______mm，测得小球直径d=___________mm.7．（10分）为了缓解城市交通拥堵问题，杭州交通部门在禁止行人步行的十字路口增设“直行待行区”（行人可从天桥或地下过道过马路），如图所示，当其他车道的车辆右拐时，直行道上的车辆可以提前进入“直行待行区”；当直行绿灯亮起时，可从“直行待行区”直行通过十字路口．假设某十字路口限速50km/h，“直行待行区”的长度为12m，从提示进入“直行待行区”到直行绿灯亮起的时间为4s.如果某汽车司机看到上述提示时立即从停车线由静止开始匀加速直线运动，运动到“直行待行区”的前端虚线处正好直行绿灯亮起，汽车总质量为1. 5t，汽车运动中受到的阻力恒为车重的0.1倍，则该汽车的行驶加速度为________；在这4s内汽车发动机所做的功为___________。
年第二十四届全国初中应用物理竞赛（巨人杯）试题2014选项中只有一个是正确的，个出的四给分。
以下各小题20分，共2小题，每小题10一、本题共把正确选项前面的字母填在题后的括号内。
1 ．汽车的观后镜是用来观察车后路面情况的装置，一般为凸面镜。
正常情况甲所示的效果。
1下，坐在驾驶员位置的人通过左侧观后镜应该看见如图在某次准备驾车外出前，坐在驾驶员位置的王师傅发现，从左侧观后镜中乙所示的情景。
为确保行驶安全，左侧观后镜的镜面应适1看到的是如图 1 图甲乙中的哪种操作（2当完成图）．D ．C ．．B A向外旋转向上旋转向下旋转向内旋转2 图的节目（注意：因该节目有危”不怕电“时，物理老师和电工师傅合作给同学们表演了一个”元旦文艺会演“．2“P2220 100”分别连接到一标有B、A。
首先电工师傅将两根导线的接头险，同学们切勿模仿）的灯泡（如图上，闭合开关，灯泡正常发光。
随后，电工师傅断开D、C甲所示）的接线柱3 开关，取下灯泡，物理老师站到干燥的木凳上，左、右两手分别抓住两导线接头A，此时电工师傅闭合开关，用测电笔分别测试导线接头乙所示）3（如图B、A 、及物理老师的皮肤，发现测电笔的氖管均发光，而在这一过程中，物理老师依B ）然谈笑自如。
对以上现象的解释，你认为下列说法中正确的是（ 3 图”特异功能“．物理老师有A ．物理老师的双手戴着绝缘手套B ，确实不怕电．在人、灯替换的过程中，电源的零线被断开了 C ．在人、灯替换的过程中，电源的火线被断开了D ”东倒西歪“乙所示为正对着锯齿看的效果，发现它的锯齿都4甲为一把手工锯的锯条，图4．图3的侧向两侧，）而不在一个平面上。
其原因是（．将锯齿做成这样的形状后，容易将锯齿打磨得更锋利A ．将锯齿做成这样的形状后，锯条承受撞击能力更强B ．锯条用得太久，锯齿被撞歪了C 4 图．将锯齿做成这样的形状后，可以使锯口加宽，减小被锯物体对锯条的摩擦力D ）探测器在月球表面降落时，没有使用降落伞，是因为（”嫦娥三号“．4 ．月球表面非常松软，不需要使用降落伞减速A ．距离月球表面太近，用降落伞来不及减速B ．月球表面附近没有大气，降落伞无法起到减速的作用C 质量太大，不易制作足够大的降落伞”嫦娥三号“．D．汽车发动机在工作过程中需要冷却。
2014年第24届“巨人杯”全国初中应用物理知识竞赛复赛试卷一、（16分）1．（16分）请利用现有器材：一块大小合适且质地不一定均匀的木板，一把量程为2m的卷尺，一台能够测量人体质量的磅秤（如图所示），砖块若干块．设计一个测量人体重心位置的方案．要求写出测量步骤和测量结果的表达式．二、（16分）2．（16分）（2015•黄冈校级自主招生）小明的妈妈为了方便早餐时喝上豆浆，买了一台全自动豆浆机，如图甲所示．图乙所示为豆浆机的主要结构：中间部位是一个连接着刀头的电动机，用来将原料进行粉碎打浆；电热管负责对液体加热煮沸．下表是这个豆浆机的主要技在某次使用之前，先查看了他家的单相电子电能表，上面注明1600imp/kW•h，之后，他关闭其他所有家用电器，将浸泡好的适量黄豆和l000cm3的清水放入豆浆机的杯体，启动自动控制键，开始用钟表计时的同时记录电能表上面的发光二极管闪烁的次数，豆浆机按“①加热一②预打浆一③加热一④打浆一⑤煮浆一⑥防溢延煮”的程序正常工作直至豆浆机发出声光报警，提示豆浆已做好．从启动自动控制键至豆浆机发出声光报警，整个过程用时20min，电能表上面的发光二极管闪烁了320次．其中①、③、⑤三个过程为电热丝单独不间断工作，而②、④为电机单独间歇工作，此过程中电动机累计工作时间为2min，⑥为电热丝单独间歇工作．请回答：（1）②、④两个过程中，电动机为什么要间歇工作？（2）在豆浆机工作的20min内，消耗的电能为多少kW•h？（3）在豆浆机工作的20min内，电热丝和电机都不工作的时间为多少min？三、（16分）3．（16分）下表所示为某品牌的空调器铭牌上的部分参数，其中KFRD表示该空调为家用分体式具有电辅热功能的冷暖空调器．请根据表中的数据，回答下面的问题．（已知：空气的密度为1.29kg/m3，空气的比热容取103J/（kg•℃）．注：空调的电辅热功能有两方面的作用，一是在室外温度不太低时开启电辅热功能可以增加制热量，实现室内温度的快速提升，二是当室外温度很低，空调器的压缩机制热效能过低时，开启电辅热功能可以辅助制热，弥（1）如果房间的面积为15m，高度为2.6m，问：如果按照表中的数据工作，该空调器至少多长时间才能将室内的空气由10℃加热升高至20℃？（2）在l中，若室外温度不太低，实际加热时间约为4.0min，则在利用空调器对室内空气加热的过程中，室内空气向外散热的平均功率约为多少？空调器总共消耗的电能为多少？（3）该空调器在制冷时的额定输入功率为830W，而它的制冷量却是2300W，比输入功率还要大，这是为什么？四、（16分）4．（16分）机器人小组的同学要制作一个能自己从椅子上站起的机器人，如图1所示．他们已经完成的部分如图2甲所示：O l和O2为两个关节（所有关节处均安装有马达，可使关节在一定范围内缓慢转动）：当机器人的上半身、小腿均垂直于大腿坐在椅子上时，上半身可以绕O1顺时针转动30°角、逆时针转动90°角，小腿只能绕O2逆时针转动90°角，如图2乙所示；O1以上的上半身总长50cm，总质量为11.2kg，其重心G1位于O l正上方25cm处；在O l和O2水平连线上的大腿部分长25cm，两只大腿的总质量为4.8kg，其重心G2位于O l 和O2连线的中点：O2以下的小腿和脚总长27cm，两只小腿和脚的总质量为4.8kg，其重心位于O2正下方6cm处；其中脚在水平面上的前后长度为l0cm．且过O2的竖直线恰好将脚分为对称的两半．现还需在O1正上方40cm的03处，为机器人安装两只手臂（如图2丙所示，大臂可绕关节O3转动360°角、小臂可绕关节04逆时针转动90°角，如图2乙所示；大臂和小臂的长度相等，重心位于整只手臂的中心点）．根据所使用的材料，已知每一只手臂的质量和长度的关系为“每lcm长度手臂的质量为0.06kg”．请你从理论上计算出机器人的整只手臂至少需要多长，才能使机器人能够从图2甲所示的坐姿自己站起来．五、（18分）5．（18分）如图1所示为油田开采石油的抽油系统，由抽油机、抽油杆和抽油泵等部分组成．抽油泵的原理与活塞式抽水机类似；抽油机通过抽油杆，带动抽油泵的活塞上下往复运动，将油层中的原油抽至地面．（l）抽油机的结构如图2甲所示．电动机带动曲柄转动，通过连杆推动游梁和驴头绕支点O往复转动．驴头的外侧为一段以O为圆心的圆弧，它可以确保游梁转动时，上端固定在驴头外侧某一点上的钢丝绳对悬点的拉力始终在同一条竖直线上．已知驴头外侧圆弧的半径为L1，支点O到连杆和游梁连接处的（沿游梁方向）长度为L2．游梁和驴头受到的总重力为G，支点O到游梁和驴头的重心的（沿游梁方向）长度为L3．若当驴头通过钢丝绳拉动悬点保持静止、悬点处受到竖直向下的拉力为F、游梁和水平线的夹角为θ时，连杆对游梁的拉力方向竖直向下，请你求出该拉力的大小．（2）抽油泵处的示意图如图2乙所示．①抽油泵包括活塞、排出阀、吸入阀、油管等组成部分，请说明抽油泵的工作原理．②由于油层内的压强，当套管插入油层时，原油的液面会自动上升到一定高度．再通过抽油泵，可进一步将原油吸至地面．用回声仪可以测出原油液面距地面的深度．在套管中插入油管时，需保证抽油泵始终在原油液面之下．已知在某油田，地面的回声仪发出声波，时间后接收到回声（空气中声速为v）；所安装的抽油杆的总长度为l，（单位长度抽油杆的质量为m），横截面积为S l，活塞的横截面积为S2，原油的密度为ρ．现要将原油抽至地面，抽油杆和活塞匀速上升时，受到的总摩擦阻力为f1，抽油杆和活塞匀速下降时，受到的总摩擦阻力为f2．请分别估算当抽油杆匀速竖直向上提升、匀速竖直下降时，悬点处受到竖直向下的拉力（套管和油管中，原油液面上方的气压相同；地面下的抽油杆长度远大于悬点距地面的高度）．六、（18分）6．（18分）小明地铁时发现，在地铁离开某一站之后不久，透过地铁的车窗，可以看见黑洞洞的地铁隧道墙壁上出现了一小段动画广告，如图甲所示．他很好奇，就上网查到了这种技术的原理：事先用电脑制作好一段动画，再通过软件将动画的每一帧画面逐列的以一定的时间间隔发送到一根长约1m的LED（半导体发光二极管）显示柱上，每根显示柱约有600个LED，如图乙所示，每根显示柱只接收同一幅画面的信号．地铁列车通过时同步感应器驱动显示柱同步发光，随着列车以某个速度行驶，由于视觉暂留效应（人眼在观察景物时，光信号传入大脑神经，需经过一段短暂的时间，光的作用结束后，视觉形象并不立即消失，而是会保留约十分之一秒，视觉的这一现象称为“视觉暂留”），就会在人眼中形成一幅幅静止的具有一定宽度的静止画面，每个显示柱形成的略有变化的画面在掠过乘客眼中时，就会像放电影一样形成一小段动画广告了．试根据以上数据估算：（1）假如要在乘客眼前形成流畅的动画，需要在地铁车窗外每秒出现24幅宽度约90cm的画面，列车的速度应该是多少km/h？（2）要想展示一个20s的动画广告，每两站之间一共需要多少个LED显示柱？（3）如果某时刻乘客发现动画的画面向车行的前方缓慢移动，是因为实际车速与设计的速度相比偏大还是偏小？（4）若每个LED的耗电功率为直流0.03W，假设将交流电转化为直流电时的效率为80%，某条地铁线路一共有16个站点（含起点与终点站），地铁经过每个相邻站间均有20s的动画广告，每天每根LED显示柱均累计工作2h，则这条双向的地铁隧道中，仅LED显示柱发光每天就会消耗多少kW•h的电能？2014年第24届“巨人杯”全国初中应用物理知识竞赛复赛试卷参考答案与试题解析一、（16分）1．（16分）请利用现有器材：一块大小合适且质地不一定均匀的木板，一把量程为2m的卷尺，一台能够测量人体质量的磅秤（如图所示），砖块若干块．设计一个测量人体重心位置的方案．要求写出测量步骤和测量结果的表达式．L二、（16分）2．（16分）（2015•黄冈校级自主招生）小明的妈妈为了方便早餐时喝上豆浆，买了一台全自动豆浆机，如图甲所示．图乙所示为豆浆机的主要结构：中间部位是一个连接着刀头的电动机，用来将原料进行粉碎打浆；电热管负责对液体加热煮沸．下表是这个豆浆机的主要技术参数．在某次使用之前，先查看了他家的单相电子电能表，上面注明1600imp/kW•h，之后，他关闭其他所有家用电器，将浸泡好的适量黄豆和l000cm3的清水放入豆浆机的杯体，启动自动控制键，开始用钟表计时的同时记录电能表上面的发光二极管闪烁的次数，豆浆机按“①加热一②预打浆一③加热一④打浆一⑤煮浆一⑥防溢延煮”的程序正常工作直至豆浆机发出声光报警，提示豆浆已做好．从启动自动控制键至豆浆机发出声光报警，整个过程用时20min，电能表上面的发光二极管闪烁了320次．其中①、③、⑤三个过程为电热丝单独不间断工作，而②、④为电机单独间歇工作，此过程中电动机累计工作时间为2min，⑥为电热丝单独间歇工作．请回答：（1）②、④两个过程中，电动机为什么要间歇工作？（2）在豆浆机工作的20min内，消耗的电能为多少kW•h？（3）在豆浆机工作的20min内，电热丝和电机都不工作的时间为多少min？P=kWP==三、（16分）3．（16分）下表所示为某品牌的空调器铭牌上的部分参数，其中KFRD表示该空调为家用分体式具有电辅热功能的冷暖空调器．请根据表中的数据，回答下面的问题．（已知：空气的密度为1.29kg/m3，空气的比热容取103J/（kg•℃）．注：空调的电辅热功能有两方面的作用，一是在室外温度不太低时开启电辅热功能可以增加制热量，实现室内温度的快速提升，二是当室外温度很低，空调器的压缩机制热效能过低时，开启电辅热功能可以辅助制热，弥少多长时间才能将室内的空气由10℃加热升高至20℃？（2）在l中，若室外温度不太低，实际加热时间约为4.0min，则在利用空调器对室内空气加热的过程中，室内空气向外散热的平均功率约为多少？空调器总共消耗的电能为多少？（3）该空调器在制冷时的额定输入功率为830W，而它的制冷量却是2300W，比输入功率还要大，这是为什么？t=P==﹣四、（16分）4．（16分）机器人小组的同学要制作一个能自己从椅子上站起的机器人，如图1所示．他们已经完成的部分如图2甲所示：O l和O2为两个关节（所有关节处均安装有马达，可使关节在一定范围内缓慢转动）：当机器人的上半身、小腿均垂直于大腿坐在椅子上时，上半身可以绕O1顺时针转动30°角、逆时针转动90°角，小腿只能绕O2逆时针转动90°角，如图2乙所示；O1以上的上半身总长50cm，总质量为11.2kg，其重心G1位于O l正上方25cm处；在O l和O2水平连线上的大腿部分长25cm，两只大腿的总质量为4.8kg，其重心G2位于O l 和O2连线的中点：O2以下的小腿和脚总长27cm，两只小腿和脚的总质量为4.8kg，其重心位于O2正下方6cm处；其中脚在水平面上的前后长度为l0cm．且过O2的竖直线恰好将脚分为对称的两半．现还需在O1正上方40cm的03处，为机器人安装两只手臂（如图2丙所示，大臂可绕关节O3转动360°角、小臂可绕关节04逆时针转动90°角，如图2乙所示；大臂和小臂的长度相等，重心位于整只手臂的中心点）．根据所使用的材料，已知每一只手臂的质量和长度的关系为“每lcm长度手臂的质量为0.06kg”．请你从理论上计算出机器人的整只手臂至少需要多长，才能使机器人能够从图2甲所示的坐姿自己站起来．）由几何关系到脚后跟的力臂为×，五、（18分）5．（18分）如图1所示为油田开采石油的抽油系统，由抽油机、抽油杆和抽油泵等部分组成．抽油泵的原理与活塞式抽水机类似；抽油机通过抽油杆，带动抽油泵的活塞上下往复运动，将油层中的原油抽至地面．（l）抽油机的结构如图2甲所示．电动机带动曲柄转动，通过连杆推动游梁和驴头绕支点O往复转动．驴头的外侧为一段以O为圆心的圆弧，它可以确保游梁转动时，上端固定在驴头外侧某一点上的钢丝绳对悬点的拉力始终在同一条竖直线上．已知驴头外侧圆弧的半径为L1，支点O到连杆和游梁连接处的（沿游梁方向）长度为L2．游梁和驴头受到的总重力为G，支点O到游梁和驴头的重心的（沿游梁方向）长度为L3．若当驴头通过钢丝绳拉动悬点保持静止、悬点处受到竖直向下的拉力为F、游梁和水平线的夹角为θ时，连杆对游梁的拉力方向竖直向下，请你求出该拉力的大小．（2）抽油泵处的示意图如图2乙所示．①抽油泵包括活塞、排出阀、吸入阀、油管等组成部分，请说明抽油泵的工作原理．②由于油层内的压强，当套管插入油层时，原油的液面会自动上升到一定高度．再通过抽油泵，可进一步将原油吸至地面．用回声仪可以测出原油液面距地面的深度．在套管中插入油管时，需保证抽油泵始终在原油液面之下．已知在某油田，地面的回声仪发出声波，时间后接收到回声（空气中声速为v）；所安装的抽油杆的总长度为l，（单位长度抽油杆的质量为m），横截面积为S l，活塞的横截面积为S2，原油的密度为ρ．现要将原油抽至地面，抽油杆和活塞匀速上升时，受到的总摩擦阻力为f1，抽油杆和活塞匀速下降时，受到的总摩擦阻力为f2．请分别估算当抽油杆匀速竖直向上提升、匀速竖直下降时，悬点处受到竖直向下的拉力（套管和油管中，原油液面上方的气压相同；地面下的抽油杆长度远大于悬点距地面的高度）．；h=））该拉力的大小为；）六、（18分）6．（18分）小明地铁时发现，在地铁离开某一站之后不久，透过地铁的车窗，可以看见黑洞洞的地铁隧道墙壁上出现了一小段动画广告，如图甲所示．他很好奇，就上网查到了这种技术的原理：事先用电脑制作好一段动画，再通过软件将动画的每一帧画面逐列的以一定的时间间隔发送到一根长约1m的LED（半导体发光二极管）显示柱上，每根显示柱约有600个LED，如图乙所示，每根显示柱只接收同一幅画面的信号．地铁列车通过时同步感应器驱动显示柱同步发光，随着列车以某个速度行驶，由于视觉暂留效应（人眼在观察景物时，光信号传入大脑神经，需经过一段短暂的时间，光的作用结束后，视觉形象并不立即消失，而是会保留约十分之一秒，视觉的这一现象称为“视觉暂留”），就会在人眼中形成一幅幅静止的具有一定宽度的静止画面，每个显示柱形成的略有变化的画面在掠过乘客眼中时，就会像放电影一样形成一小段动画广告了．试根据以上数据估算：（1）假如要在乘客眼前形成流畅的动画，需要在地铁车窗外每秒出现24幅宽度约90cm的画面，列车的速度应该是多少km/h？（2）要想展示一个20s的动画广告，每两站之间一共需要多少个LED显示柱？（3）如果某时刻乘客发现动画的画面向车行的前方缓慢移动，是因为实际车速与设计的速度相比偏大还是偏小？（4）若每个LED的耗电功率为直流0.03W，假设将交流电转化为直流电时的效率为80%，某条地铁线路一共有16个站点（含起点与终点站），地铁经过每个相邻站间均有20s的动画广告，每天每根LED显示柱均累计工作2h，则这条双向的地铁隧道中，仅LED显示柱发光每天就会消耗多少kW•h的电能？v=t===21.6m/s=77.76km/hn===10800W=10.8kW参与本试卷答题和审题的老师有：刘治强；fhp826；llm；pydrx（排名不分先后）菁优网2015年10月22日。
第24届“巨人杯”全国初中应用物理知识竞赛复赛试卷一、（16分）1．（16分）请利用现有器材：一块大小合适且质地不一定均匀的木板，一把量程为2m的卷尺，一台能够测量人体质量的磅秤（如图所示），砖块若干块。
设计一个测量人体重心位置的方案。
要求写出测量步骤和测量结果的表达式。
二、（16分）2．（16分）小明的妈妈为了方便早餐时喝上豆浆，买了一台全自动豆浆机，如图甲所示。
图乙所示为豆浆机的主要结构：中间部位是一个连接着刀头的电动机，用来将原料进行粉碎打浆；电热管负责对液体加热煮沸。
下表是这个豆浆机的主要技术参数。
型号…﹣…220V额定电压额定频率电机功率加热功率容量50Hz 180W 800W 1000mL小明想探究一下豆浆机工作的具体过程以及耗电情况，在某次使用之前，先查看了他家的单相电子电能表，上面注明1600imp/kW?h，之后，他关闭其他所有家用电器，将浸泡好的适量黄豆和l000cm的清水放入豆浆机的杯体，启动自3动控制键，开始用钟表计时的同时记录电能表上面的发光二极管闪烁的次数，豆浆机按“①加热一②预打浆一③加热一④打浆一⑤煮浆一⑥防溢延煮”的程序正常工作直至豆浆机发出声光报警，提示豆浆已做好。
从启动自动控制键至豆浆机发出声光报警，整个过程用时20min，电能表上面的发光二极管闪烁了320次。
其中①、③、⑤三个过程为电热丝单独不间断工作，而②、④为电机单独间歇工作，此过程中电动机累计工作时间为2min，⑥为电热丝单独间歇工作。
请回答：（1）②、④两个过程中，电动机为什么要间歇工作？（2）在豆浆机工作的20min内，消耗的电能为多少kW?h？（3）在豆浆机工作的20min内，电热丝和电机都不工作的时间为多少min？三、（16分）3．（16分）下表所示为某品牌的空调器铭牌上的部分参数，其中KFRD表示该空调为家用分体式具有电辅热功能的冷暖空调器。
请根据表中的数据，回答下面的问题。
（已知：空气的密度为 1.29kg/m，空气的比热容取10 J/（kg?℃）。
2014年中山市初中物理竞赛初赛试题参考答案一、选择题（每小题的4个选项中，只有1个是正确的，选对得4分，共4×6=24分）二、实验题7．（10分）（1）（2分）这样设计的目的主要是为了减少热量向外散失，制作内、外筒和支架时应选择绝热性能良好的材料。
（2）② （2分）将小铁球放在锅内的油中加热至油沸腾。
⑤ （2分）从沸腾的油中取出小球，迅速放入量热器内，适当搅拌，当温度不再变化时记录温度计的读数t 2 ⑥ （2分）11222)(m c t t m c t t 铁水-+=推导过程：（2分）冷水吸热：)(122t t m c Q -=水吸 小铁球放热：)(21t t m c Q -=铁吸放吸Q Q =)(122t t m c -∴水=)(21t t m c -铁所以，油的沸点为： 11222)(m c t t m c t t 铁水-+=8. （10分）解：（1）（4分）把细金属线紧密缠绕在铅笔上n 圈，用刻度尺测量出这n 圈的长度L O （测量3次，取平均值），根据nL d o=计算出金属线的直径d ，并根据2)2(dS π=计算出金属线的横截面积S 。
（2）（4分）根据欧姆定律测量金属线的电阻。
电路如图示。
电压表示数为U 、电流表的示数为I ，根据IUR =计算金属线的电阻值（通过改变P 的位置，改变电压、电流，得到R 的3个测量值，取3次测量R 的平均值进行下面的计算）。
（注意：不能用电压的平均值和电流的平均值来计算电阻。
）测量有效接入电路的金属线长度，记为L（3）（2分）根据S L R ρ=可得LSR =ρ，代入上面测量得到的S 、L 、R 的值即可计算出电阻率ρ的值。
（如果用实验中直接测量的量表示为ILn UL L n L I U O O 2224)2(ππρ==，可以给分，但是实际的实验过程中，因不能用多次测量中U 、I 的平均值来计算电阻R ，所以这样表示并不合理，实验中必须先独立测量出横截面积、长度、电阻才能计算电阻率。
2014年第二十四届初中应用物理竞赛（巨人杯）试题一、本题共10小题，每小题2分，共20分。
以下各小题给出的四个选项中只有一个是正确的，把正确选项前面的字母填在题后的括号内。
1.汽车的观后镜是用来观察车后路面情况的装置，一般为凸面镜。
正常情况下，坐在驾驶员位置的人通过左侧观后镜应该看见如图1甲所示的效果。
在某次准备驾车外出前，坐在驾驶员位置的王师傅发现，从左侧观后镜中看到的是如图1乙所示的情景。
为确保行驶安全，左侧观后镜的镜面应适当完成图2中的哪种操作（）2.“元旦文艺会演”时，物理老师和电工师傅合作给同学们表演了一个“不怕电”的节目(注意：因该节目有危险，同学们切勿模仿)。
首先电工师傅将两根导线的接头A、B分别连接到一标有“PZ220 100”的灯泡（如图3甲所示）的接线柱C、D上，闭合开关，灯泡正常发光。
随后，电工师傅断开开关取下灯泡，物理老师站到干燥的木凳上，左、手两手分别抓住两导线接头A、B（如图3乙所示），此时电工师傅闭合开关，用测电笔分别测试导线接头A、B及物理老师的皮肤，发现测电笔的氖管均发光，而在这一过程中，物理老师依然谈笑自如。
对以上现象的解释，你认为下列说法中正确的是（）A．物理老师有“特异功能”，确实不怕电B．物理老师的双手戴着绝缘手套C．在人、灯替换的过程中，电源的零线被断开了D．在人、灯替换的过程中，电源的火线被断开了3.图4甲为一把手工的锯条，图4乙为正对着锯齿看的效果，发现它的锯齿都“东倒西歪”的侧向两侧，而不在一个平面上。
其原因是（）A．将锯齿做成这样的形状后，容易将锯齿打磨得更锋利B．将锯齿做成这样的形状后，锯条承受撞击能力更强C．锯条用得太久，锯齿被撞歪了D．将锯齿做成这样的形状后，可以使锯口加宽，减小被锯物体对锯条的摩擦力4．“嫦娥三号”探测器在月球表面降落时，没有使用降落伞，是因为（）A．月球表面非常松软，不需要使用降落伞减速B．距离月球表面太近，用降落伞来不及减速C．月球表面附近没有大气，降落伞无法起到减速的作用D．“嫦娥三号”质量太大，不易制作足够大的降落伞5．汽车发动机在工作过程中需要冷却。
