2017年上海市第31届大同杯初中物理竞赛复赛试卷

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2017年上海市第31届大同杯初中物理竞赛复赛试卷

一．选择题

1．（3分）许多电冰箱的背面涂成黑色，是因为黑色涂层（ ）

A．强度较高 B．不易吸附灰尘

C．吸热能力较弱 D．热辐射能力较强

2．（3分）现有一面高1.5m，宽2m的镜子竖直挂在墙上，镜子底部离地面1.5m。某人站在镜子前1m处只能看见自己的上半身像（ ）

A．向后移动至距镜子2m处

B．向后移动至距镜子4m处

C．向前移动至距镜子0.5m处

D．无论前进后退都看不到自己全身像

3．（3分）如图为某型光学显微镜结构示意图，图中装置5是反光镜，其作用是将光源光线反射到聚光器上，以下关于反光镜的使用正确的是（ ）

A．当光线较弱时，使用凹面镜

B．当光线较强时，使用凹透镜

C．当光线较弱时，使用平面镜

D．当光线较强时，使用凸透镜

4．（3分）小明同学将一条形磁铁放在转盘上，如图（a）所示，另将一测量磁场大小的磁传感器固定在转盘旁边，当转盘（及磁铁），计算机记录下磁传感器读数随时间的变化，如图（b），圆盘转动的情况是（ ）

A．匀速转动 B．先匀速转动再加速转动

C．先匀速转动再减速转动 D．先减速转动再加速转动

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5．（3分）如图，容器内有一层3cm厚的油浮于水上，油的密度ρ＝0.8×103kg/m3，水的密度ρ0＝1×103kg/m3．有一密度均匀的圆柱形物体浸入水中，浸入油中。现向容器内加入油，则此时物体浸入油中的体积为总体积的（ ）

A． B． C． D．

6．（3分）家住东北的小轩同学平时可以在不休息的情况下，一次步行5km。他的每步步长75cm，每走一步需要消耗3.75J能量。然而今天早上路面有很深的积雪，需要额外多用200N的力将雪踩下25cm。则小轩同学去往2km外的运动场，途中至少需要休息（ ）

A．6次 B．5次 C．4次 D．3次

7．（3分）摄影师在影视基地拍摄匀速前进的马车，车轮的半径长为0.75m，共有12根轮辐。拍摄和放映速率均为每秒24帧，马车的车轮似乎在倒转。由此结果可以推算马车可能的行进速率是（ ）

A．5km/h B．15km/h C．25km/h D．35km/h

8．（3分）扫描隧道显微镜（STM）是一种利用量子理论中的隧道效应探测物质表面结构的仪器。它是用一个针尖头部为单原子的探针去接近样品的表面，当针尖和样品表面的距离小于1纳米时，电流随针尖与样品间的距离r的增大而减小，如图（a），因样品表面原子的凹凸不平，探针与样品表面的距离不断发生改变，这种变化反应出样品表明的凹凸形态。如果在某次扫描中隧道电流如图（b），那么样品表面的凹凸形态可能是图中的（ ）

A． B．

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C． D．

二．拓展题

9．（3分）2015年10月，中国科学家屠呦呦被授予诺贝尔生理学或医学奖，以表彰她对疟疾治疗所做的贡献。年轻的屠呦呦在接手中草药抗疟研究后，经历上百次的失败后，在古代青蒿治症凸方的启发下，她采用乙醚作为溶剂，利用其低沸点使药物提取过程避免了高温影响，该有效成分不能在超过的条件下提取，应采用的方法是

（选填“增加”或“减少”）容器内的气压，使水的沸点

（选填“高于”或“低于”）80℃。

10．（3分）如图所示，当人们弯腰提重物时，若仅使用背部的力量会导致肌肉和脊椎受力过大而受伤。假设一个人弯腰去提200N重物，以脊椎底端为支点发生转动。背部肌肉连接在脊椎上，离支点大约，提供拉力以保持背部水平的姿势。脊椎和肌肉之间的夹角为30°，则背部肌肉中的拉力为 N，脊椎所受到的力主要在

（选填“水平方向”或“竖直方向”）。

11．（3分）如图，测力计A通过轻绳与一箱子相连，箱中挂有一轻滑轮，另一端与测力计B相连整个装置处于静止状态时测力计A和B的读数分别为30N和20N．若现用大小为10N的力向下拉B，则测力计A的读数变为

N，测力计B的读数变为 N。

12．（3分）小说《哈利波特》中的麦格教授能够自如地在人与猫之间变形，根据相对论质能关系，每转化出1kg物质需消耗的能量为A（J）（猫的质量远小于人的质量）时从附近的湖水中吸收能量，变形完成后这部分水全部变成冰，变形过程需要吸收的能量为 （J），所形成的冰山的质量为 （kg）。已知：人的质量为M（kg），湖水初始温度t0℃，湖水的比热容c（J/（kg•℃）），冰的熔化热Hf（J/kg）。

三．专题训练

13．物体（固体、液体或气体）体积随温度的变化，称为体膨胀。当物体温度改变1℃时，叫做“体积膨胀系数”，

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符号为β即β＝t是温度为t时的体积，V0是0℃时的体积。现在实验室桌面上有两个烧杯，一个烧杯里装有体积为V1、温度为t1的液体，另一个烧杯里装有体积为V2、温度为t2的同种液体，求两杯液体混合以后的最终体积（忽略混合过程中的热量损失）。

14．现有两个薄凸透镜L1、L2，如果把这两个透镜作适当的配置，则可使一垂直于光轴的小物体在原位置成一等大、倒立的像（如图）。已知L1的焦距为f1，物到L1的距离u，求：

（1）所成像的虚、实；

（2）两透镜间距离d；

（3）L2的焦距f2

15．某实验装置如图，一带负电油滴处于水平放置的两平行金属板A、B之间。当平行板不带电时，油滴由于受到重力作用加速下落，受到的空气阻力也变大，因此油滴很快会以一恒定速率V1匀速下落。当上极板A带负电，下极板B带等量正电时，带电油滴在两极板之间还将受到竖直向下的恒定电场力的作用，其中q表示负电荷的带电量，E表示两极板之间形成电场的电场强度2．已知运动中油滴受到的阻力可由公式f＝Kv计算（其中K为常数）。速率V1常数K、电场强度E均为已知，带电油滴运动过程中始终未触及极板。

（1）求油滴所带的电量大小q；

（2）若将两极板A、B上所带电荷互换，油滴将向上运动，求油滴上升的最终速率V3

四．实验题

16．（3分）单项选择题

（1）量筒做得细而高（如图），不做成粗而矮的形状，这主要是因为细高的量筒

（A）量程较大

（B）便于取放

（C）占用桌面面积较小

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（D）刻度间隔较大，读数比较准确

（2）为了比较准确地测出数千个相同规格的小橡胶垫圈的数量，下列方法中较合理的是

（A）将垫圈叠在一起，用刻度尺量出总厚度L，再量出1个垫圈的厚度L1，即为垫圈总数

（B）将垫圈叠在一起，用刻度尺量出总厚度L，再量出10个垫圈的厚度L10，即为垫圈总数

（C）用天平测出垫圈的总质量M，再测出1个垫圈的质量M1，即为垫圈总数

（D）用天平测出垫圈的总质量M，再测出10个垫圈的质量M10，即为垫圈总数

17．某同学手边有如下器材：弹簧测力计，细线，质量分布均匀、长度为L的刻度尺（零刻度在尺的一端），但是大于物块A的重力。

（1）用弹簧秤测力计测量物块A的重力，若弹簧秤示数如图，则该物块的质量m＝ kg；

（2）请设计一个方案测定刻度尺的质量。说明测量原理、测量步骤、画出示意图并写出刻度尺质量的表达式。

18．物理探究课上，老师要求同学们用自己绕制的电磁铁控制电灯发光。

（1）根据图（a）电路，说明在电键S闭合后甲、乙两灯的连接方式和发光情况。

（2）在电路图（b）中用笔线代替导线连线，闭合电键S后使甲、乙两灯交替发光

五．判断与说理题

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19．在一次演练活动中，要求学生完成下列任务；给8名学生提供若干个塑料瓶，搭建小船渡河。8名学生的平均体重为60kg，每个塑料瓶的质量为36g3cm3，长度为30cm，假设河水密度为1×103kg/m3．请分析、说明为完成任务，给予8名学生300个塑料瓶的合理性。

20．请阅读以下信息，然后回答问题。

（1）相对论认为质量和能量的关系是E＝mc2，其中m为物体的质量，c为光速，当物体静止时0，则物体此时的能量为E0＝m0•c2，我们称之为物体的静能。

（2）相对论同时认为物体运动时，其质量与速度有关，当物体以速度v运动时

（3）中微子是一种m0＜m的物质，科学家在观测一颗距地球17万光年的超新星爆发时，捕获了两种能量分别为10MeV（兆电子伏特）﹣13J的中微子，它们同时产生于超新星爆发瞬间，到达地球的时间差约2s。

由以上信息估算中微子静质量的大小。（提示：当x＜1，有（1+x）n＝1+nx）

21．如图是一种热交换器。这种热交换器由上下两个矩形管道构成，管道之间夹有一层由特殊材料制成的导热板（图中深色部分），该热交换器与外界无热交换。当温度不同的两种流体分别沿图示箭头方向从上、下管道流过时，在管道中的流体温度只沿长度l方向变化，而导热板各处的上下两表面始终保持相同的温差。已知：矩形管道长、宽、高分别为l、b、h（其中，k为与导热板材料、厚度有关的系数，△T为板上下两面温差），不考虑板的热胀冷缩。

（1）当有两种密度均为ρ、比热容均为c的冷、热流体，分别以速度v从冷流体入口和热流体入口（图中未画出）进入上下管道（图中未画出）和热流体出口流出。热流体与冷流体在进入管道时的温差为△T1，求冷、热流体流出后的温差△T1；

（2）若k与导热板厚度成反比，则当导热板厚度增大为原来的2倍时，采取怎样的措施可以保证冷、热流体流出后的温差△T2保持不变？

（3）试举出一个生产、生活中应用到此类热交换器的装置或设备。

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2017年上海市第31届大同杯初中物理竞赛复赛试卷

参考答案与试题解析

一．选择题

1．【解答】解：电冰箱后面的散热片要将工作物质液化时产生的热量以热辐射的方式向外界传递。为增强辐射散热能力。

故选：D。

2．【解答】解：如图所示，A、C、B分别表示人的头顶。EF为平面镜位置，因为OC＝OC′CC′，

EO＝A′C′B′C′A′B′＝

EF为平面镜的最小长度后退到离镜面2m处，AB为人的身高，因此他要看到自己的全身像、宽度不变的平面镜。

所以若保持平面镜原来的大小不变，该同学不管是前进到离镜面4.5m处，还是后退到离镜面2m处，故D正确。

故选：D。

3．【解答】解：平面镜能均匀的反射光线，凹面镜对光线具有会聚作用，光线强时；光线弱时。

故选：A。

4．【解答】解：因条形磁铁的两端磁性最强，分比为N，中间最弱，

所以，条形磁铁的磁极正对磁传感器时磁性最强，且N，

由图（b）可知，磁传感器读数随时间的变化是周期性的变化，

所以，条形磁铁的转动是匀速的。

故选：A。

5．【解答】解：圆柱形物体浸入水中，，此时的圆柱物体处于漂浮状态，即：

F浮＝G，设物体的体积为V浮＝ρ0gV+ρgV；

向容器内加入油，使圆柱底面高于油水分界面，根据浮沉条件可知：

G＝F'浮＝ρgV排＝ρ0gV+ρgV；