2013年第二十三届全国初中应用物理竞赛试题及答案

2013年第二十三届全国初中应用物理竞赛(巨人杯)

参考解答和评分标准

说明：

1．除选择题外，提供的参考解答不一定都是惟一正确的。对于那些与此解答不同的解答，正确的， 同样得分。

2．评分标准只是按一种思路与方法给出的。在阅卷过程中会出现各种不同情况，可参照本评分标 准的精神定出具体处理办法，但不要与本评分标准有较大偏离。

3．简答题或计算题是分步给分的。在评分标准中常常写出①、②„，这里的①、②„„是用来

代表答题要点或步骤的。若考生并未写出这个式子，而在文字表达或以后的解题过程中反映了这一要 点或步骤，同样得分。没有写出任何式子或文字说明，只给出最后结果的，不能得分。

4．参考解答中的数字结果是按照有效数字的运算要求给出的，但对考生不做要求。不要因为有效 数字的错误而扣分。

5．要求学生估算的，要看学生是否会忽略那些可以忽略的条件。

6．在最后定奖时，如果得分相同的人数超过获奖名额，因而难于选拔时，可对待选试卷进行加分 评判。加分评判的基本依据是：

(1)所用方法或原理不是课本所讲的，具有创新性，应加分； (2)方法简便，应加分：

(3)提出多种正确解法，应加分：

(4)试卷表达规范，条理清楚．能充分利用数学工具，应加分。

上述各项的执行都应由竞赛领导小组做出规定(省统一分配奖励名额的由省决定，地、市分配奖 励名额的由地、市决定)。

一、选择题(每小题2分，共20分)

1．C 2 B 3．C 4．A 5．C 6D 7．A 8 B 9．A 10．B 二、简答题(每题5分，共30分) (1)(5分)参

(1)轮胎表面有花纹，增大轮胎与地面问摩擦：(2)行驶过程中，电动机将电能转化为机械能；(3)后视镜的金属镀膜．可成虚像；(4)座位里面有海绵，增大受力面积，减小压强；(5)刹车时，利用增大压力的方法增大摩擦： (6)把套有花纹，增大手与把套间的摩擦； (7)车灯，将电能转化为光能。 说明：每说对一种作用得l分，最多5分。 2．(5分)参

(1)电流从电磁铁A端流入时，电磁铁上方为S极，永久磁铁受到电磁铁的向上的力，弹性金属片带动连杆向上运动，弹性气囊被拉长，气室内气压小于外界气压．左侧阀门关闭，右侧阀门打开，气体通过右侧阀门进入气室；(2)当电流从电磁铁B端流入时，电磁铁上方为N极，永久磁铁受到电磁铁的向下的力。弹性金属片带动连杆向下运动，弹性气囊被压缩，气室内气压大于外界气压，右侧阀门关闭，左侧阀门打开，气体通过左侧阀门进入排气管，为气球充气；(3)如此反复，将气体不断充入气球。说明：(1)2分，(2)2分，(3)1分，共5分 3．(5分)参 见图答1

说明：全部连接正确，得5分；滑动变阻器、单刀单掷开关、电动机、电源连接正确，双刀双掷开关错误，得2分：双刀双掷开关连接正确，其余部分连接错误．得3分。

图答1

1

4．(5分)参

(1)无论雷达波从哪个角度射向角反射器，反射波最终都会沿与入射方向平行的直线返回；(2)救生艇悬挂角反射器是为让雷达能够尽快发现救生艇。在必要的时候开展营救。 说明：(1)3分，(2)2分。共5分。 5，(5分)参

(1)为了维持座舱内的气压与地面大气压接近，需要压缩机不断地将空气压入座舱，在这一过程中，压缩机对空气做功，使空气的内能增大，温度升高；(2)为了保持座舱内适宜的温度，还需要空调机来降温。 说明：(i)3分，(2)2分。共5分。 6．(5分)参

(1)当电冰箱内的温度高于设定温度时，金属盒内的气体膨胀，使金属盒的两个侧面凸起来，通过连杆带动控制连杆、动触点向右移动，与两静触点接触，接通工作电路，压缩机工作，电冰箱内温度降低(2)当温度降低至设定温度以下，金属盒内气体体积减小．金属盒的两个侧面凹进去，通过连轩带动控制连杆、动触点向左移动，导致动触点与静触点分离．切断工作电路．压缩机停止工作。 (3)如此反复．保持电冰箱内的温度不高于设定温度。 说明：(1)、(2)各2分，(3)1分。婪5分。 三、（11分）参考解答

1、电冰箱是间歇工作的，只有当冷冻室内的实际温度高于设定温度时．电冰箱的压缩机才开始工作。„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ (3分)

2、电冰箱上标示的耗电量为常温下，电冰箱内不放任何物体，且不开冰箱门的情况下测得的。而在实际应用过程中，真实的耗电量会更大一些„„„„„„一„．．(3分)

3 、该电冰箱真实耗电量：W=1.5x0.58kWh=0.87kWh„„„„„„„„(2分) 一天实际工作时间tW0.87h8.3h„„„„„„(3分) P105103四、(12分)参考解答

大力钳工作时，相当于杠杆组合，其中ABC、CDE以及对应的下半部分分别为杠杆。„(2分) 假设力的方向沿竖直方向，则杠杆CDE可模型化为图答2的情况，其中D为支点。根据杠杆平 衡条件可得：

F1L1=F2L2„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„．．(2分) 由题意可知：F1=900 N，L1=12 cm，L2=2cm。 所以F2F1L190012N5.4104N„„„„„„„„„„„„(3分) L22 同理：杠杆ABC可模型化为图答3的情况，其中B为支点。根据杠杆平衡条件可得：

F3L3=F4L4„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„．(1分) 由题意可知：F3=F2=5.4×103N，L3=4.5cm L2=1.5cm

F3L35.41034.5 所以F4N1.62104N„„„„„„„„„．(2分)

L41.5

注：两个受力分析图各1分。 五、(12分)参考解答

1．水力发电是利用河川、湖泊等位于高处的水流至低处时，水的重力做功，将水流减小的重力势能，通过水轮机、发电机转化为电能„„„„„„„„„„„„．．(2分)

年平均流水总质量：rn=pQ=1.0x103×4.51x1011kg=4.51×1014 kg„„„„„„．(2分j

流水年平均做的总功W水=Gh=mgh=4.51×1014×10×110J=4.96x1011J„„„„„．．(2分) 年平均发电量：W=1011kWh=3.6×1017J„„„„„„„„„„„„„„„„„„．(1分)

2

3.61017 三峡电站将水流的势能转化为电能的效率为：＝＝72.6%„„(3分) 17W水4.9610W1011h185天„„„„„„„„„„„(2分) 2.工作天数：tP2.25107 1·按老师所说的“草原火灾自救方法”，迎着火墙向西奔跑，则人穿越火墙自救所需时间： t2WD8s1s„„„„„„„„„„„„„„„„„(3分)

v3v271 由于1s<5s人越墙后，身上的衣服不会被点燃，人很安全。需要注意的是，人在穿越火 墙的短暂时间内，一定要屏住呼吸，以免因吸入火焰而灼伤呼吸道„„„„„2分

如果背着火，朝着没有火的地方跑，跑不了多久就疲惫了，人的奔跑速度就会变小，一碟被火焰追上了，逃生的人呆在火墙中的时间可达：t3D8s16s„(3分)

v4v21.51十分疲惫的人在火墙中呆J6s,时间确实太长了!而且由于16>5s，逃生的人即使脱离了火墙，他身上的衣服也一定定早已被大火点燃且持续地燃烧着。这样一来人呆在大火中的时间便会比16s长，可以想像，已经十分疲惫的人在穿越火墙时肯定张大嘴巴急促呼吸．．．． 这样就非常容易因为吸入火焰而灼伤呼吸道甚全肺部，从而给人带来致命的伤害!由此可见，这样逃生的人就很容易被大火呑噬了„„„„„„„„„„„„．(2分’ 2、分别利用上述物品，可以采用以下办法逃生：

(1)作镰刀割出一个圆形区域(直径约为5-8m)内的草，并把割掉的草抛到圆形区域东侧稍远的地方。人则呆在圆形区域的圆心处以躲避火火。

用铁锨在地上挖一个差不多能让一个人蜷缩着躺下的坑，而后，人就蜷缩着躺在坑里，并把出的泥土适量地覆盖在身上。待火墙通过后，人再从坑里出来逃生。

脱下外衣，用矿泉水打湿，找一片草较稀疏的地方并蜷缩着躺下，而后把打湿的外衣覆盖在身 上。待火墙通过后，人再起来逃生。

如果身上没有上述物品，还可以采用以下逃生的方法

1、胶下外衣’用小便将其打湿后，覆盖在身上并蜷缩躺在草较稀疏的眠待火墙通过，起 来逃生。

2、找一片土壤较疏松的地方，脱下外衣，用手刨土并把刨出的土放到外衣上，而后，人蜷缩着躺在草较稀疏的地方，并把覆盖着土的外衣盖在身上。待火墙通过后，起来逃生。

3、找一片草较稀疏的地方，而后用手拔除一圆形区域(直径约为5-8 m)内的草，并把拔掉的草抛 到圆形区域东侧稍远的地方。人则呆在圆形区域的圆心处以躲避大火 每答出一种做法，得2分，最多得4分

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