2004年上海市初中物理竞赛初赛试题解析

上海市第十八届初中物理竞赛(大同中学杯)

初赛试卷答案

第一部分 选择题  共102分 

(兼区县物理竞赛)

部分试题参考解答

第一部分：单项选择题

1、分析下列几种现象中温度变化的原因，其中一种与其它三种不同，它应该是(    )

    (A)开啤酒瓶盖瞬间，瓶口的二氧化碳气体温度会降低

    (B)化妆晶或杀虫剂之类的自动喷剂，当喷了一会儿，罐身温度会降低

    (C)用打气筒打气，过了一会儿就感到筒身发热

    (D)夏天，用嘴向手背快速吹气，会感到凉意

【解】D

2、给一定质量的水加热，其温度随时间变化的关系如图1中的a图线所示。若其它条件不变，仅将水的质量增加，则温度随时间变化的图线应该是(    )    (A)a    (B)b    (C)c    (D)d

【解】C    水量不改变水的沸点

3、如图2所示，烧杯内装有90℃的热水，一物块A正好悬浮在水杯内，当水的温度降至10℃的过程中，物块A将(    )  (A)下沉    (B)悬浮  (C)上浮    (D)上下振动

【解】C    温度越高，水的密度越小，物块受到的浮力f=ρVg越小。反之，温度越低，水的密度越大，物块受到的浮力f=ρVg越大，故选C 。

4、无云的晴天里，某同学在操场上竖立一根直杆，地面上OA是这根杆在太阳光下的投影，过,了一段时间后，影子的位置移到了OB，且OA=OB，如图3所示。则AB所指的方向是(  )

(A)东  (B)西       (C)南        (D)北

【解】A

太阳东升西落，根据光照判断。

5、如图4所示，一点光源位于凸透镜的主轴上，凸透镜位置固定。当点光源位于A点时，它的像在B点；当点光源位于B点时，它的像在C点。则凸透镜位于(    )

  (A)A的左侧  (B)A、B之间  (C)B、C之间  (D)C的右侧

【解】A

AB到透镜的距离均小于焦距

6、早在公元前305年，著名天文家埃拉托色尼就已经测量出了地球的周长，与现代科学公认的地球周长的真实值相差不到0．1％。他在研究中发现，每年夏至这天，塞恩城(今埃及阿斯旺)正午的太阳光正好直射到城内一口深井的底部，而远在S千米以外的亚历山大城，夏至这天正午的太阳光却会使物体在地面上留下一条影子，他测得太阳光方向与竖直方向之间的夹角为θ，由此得出地球的周长为

7、如图5所示，房间内一墙角处相临两墙面挂了两个平面镜，两平面镜相互垂直，在该墙角紧靠镜面处放有一个脸盆，盆内有水。某同学通过镜面和水面最多能看到自己像的个数为(    ) 

   (A)3个    (B)6个    (C)9个    (D)无穷

【解】B

镜面成3个像，水面3个像

8、水滴从空中落到平静的水面后再弹起，如图6所示的是对这一过程拍摄的部分镜头，则按时间由先到后的排序应该是(    )

(A)①  ②  ③  ⑤  ④    (B)⑤  ①  ②  ③  ④

(C)③  ⑤  ④  ①  ②    (D)②  ③  ⑤  ④  ①

【解】D

9、一只封闭的小箱子，自重为G，内有一只重为Go的小蜜蜂，箱子放在水平地面上。则关于箱子对地面的压力的说法正确的是(    )

    (A)若小蜜蜂在箱子内水平匀速飞行，箱子对地面的压力等于G

    (B)若小蜜蜂在箱子内竖直向上匀速飞行，箱子对地面的压力大于G+Go

    (C)若小蜜蜂在箱子内竖直向下匀速飞行，箱子对地面的压力小于G+Go

    (D)若小蜜蜂在箱子内倾斜向上匀速飞行，箱子对地面的压力等于G+Co

【解】D

10、如图7所示，该装置是某医院内给病人输液的部分装置示意图，乙瓶内液体不断通过Q管输入病人体内，刚开始输液时，甲、乙两瓶内药液量相等，液面相平。过了一会儿，观察两个输液瓶时会发现(此时两个输液瓶内还有大量的溶液)(    )

(A)甲瓶中的液面高 (B)乙瓶中的液面高(C)甲、乙两瓶中的液面一样高(D)以上三种情况均有可能

 11、在图8所示的电路中，电源电压保持不变。闭合电键s，电路正常工作。过了一会儿，两电表的示数都变大，则该电路中出现的故障可能是(    ) 

(A)灯L断路          (B)灯L短路         (C)电阻R断路       (D)电阻R短路

【解】B

A,C 情况下，电路断路，电流表无读数

D情况下，总电阻减小，电流表读数增大，电压表读数减小

12、在图9所示的电路中，当滑动变阻器的滑片P移动时，导致电压表V2读数变大，则下列关于其它电表读数变化情况的说法中，正确的是(    ) 

(A)V1、A读数均变大   (B)V3、V读数均变大  (C)V、A读数均变大  (D)V3、V1读数均变大

【解】A

V2测量R2电压，V1测量R1电压，V3测量R3电压

V2 ↑,电路中的I↑,说明 R3↓, 此时，电流表A读数↑，V1 ↑， V=E-IR4↓

13、如图10所示，轻质细杆ABC的A端用铰链固定在竖直墙面上，C端悬挂一重物P,B点与一细绳相连，细绳的另一端系于墙面D点。整个装置平衡时，细杆正好呈水平。关于细杆在A端所受外力的示意图如图11所示，其中正确的是(    ) 

【解】C 作受力分析图，重力、绳子拉力、A处支撑力为共心力，三个力延长线交于C点下方，故选C

14、甲、乙两人质量之比为5:4，他们沿静止的自动扶梯匀速跑上楼的功率之比为3:2，甲跑上楼所用的时间是t1。当甲站在自动扶梯上不动，开动自动扶梯把甲送上楼所用的时间是t2。那么，当乙用原来的速度沿向上开动的扶梯跑上楼时，所用的时间为(    )

【解】A

，,  P=FV=mgV，,  

设电梯速度V，

15、如图12所示，高度为L、横截面积为s的物块浮在盛水的杯内，杯内水的高度恰好为L。已知杯子的横截面积为2s,水的密度为Po，物块的密度为Po/2，现用外力将物块按入水底，则外力所做的功至少是(    ) 

【解】A

如图，

所做的功为物块下降时重力做功与水

上升时克服重力做功之差

分析可得，物块降到底时，水面上升了L/4

期间物块所受重力做的功为：

如图，部分水（物块体积一半那么多的水）上升，其质心升高了7L/8，需要做功为

16、如图13所示是一块三角形的均匀大木板ABC，已知AB 

17、如图14所示，甲、乙、丙三个小和尚抬着一根长木头向寺庙走去，甲和尚抬着较粗的一端，乙和尚抬着木头的中间部位，丙和尚抬着较细的一端。则下列判断正确的是{    ) 

  (A)当丙由于肩膀酸痛而撤掉作用力后，甲的负担顿时变轻，乙的负担顿时加重

  (B)当乙由于肩膀酸痛而撤掉作用力后，甲的负担顿时变重，丙的负担顿时变轻

  (C)当乙的作用力减小时，甲、丙两人的作用力均增加，但△F甲>△F丙

(D)当甲的作用力增加时，乙、丙两人的作用力均减小，但|△F乙|<|△F丙|

O

【解】A

如图，长木头质心O在乙的左侧，当丙撤掉作用力后，根据力平衡和对O点力矩平衡，乙的负担顿时加重

B若乙撤掉作用力后，根据力平衡和对O点力矩平衡，丙的负担应加重  

C当乙的作用力减小时，丙的作用力增加

D当甲的作用力增加时，乙、丙两人的作用力应增加，

18、在图15所示的电路中，电源电压为4．5伏，且保持不变，电阻R1的阻值为5欧，变阻器R2的最大阻值为20欧，电流表的量程为0～0.6安，电压表的量程为0～3伏。为保护电表，变阻器接入电路的阻值范围是(    ) 

(A)2．5欧一10欧    (B)0欧～20欧

(C)2，5欧一20欧    (D)0欧一10欧

【解】A

I=0.6=4.5/(5+R2) ，得R2=2.5欧(最小值)

R1端电压V=4.5-3=1.5V，I=1.5/5=0.3A,  IR2=3V, R2=10欧(最大值)

19、假设体积相同的小球在空中下落时，受到的空气阻力与其运动的速度成正比。两个体积相同、重力分别为2牛和3牛的小球之间用短细线相连，细线强度足够大。现将这两个小球从漂浮在空中的气球上由静止开始自由释放，当两球匀速下降时，细线上的拉力为(  )

    (A)0牛    (B)0．5牛    (C)1牛    (D)2．5牛

【解】B

如图，设绳子的张力为T，每个球受到的浮力为F，由力的平衡得：

3=F+T       (1)

2+T=F       (2)

解得：T=0.5N  F=2.5N

20、甲、乙、丙三同学先后用一个不等臂天平来称量某散装物品。甲先取一部分物品放在右盘，当左盘放入7克砝码时，天平正好平衡；接着，甲又取另外一部分物品放在左盘，当右盘放人14克砝码时，天平正好平衡，甲将前后两次称量的物品混合在一起交给了老师。    乙、丙均采用了相同的方法，只不过乙前后两次在左、右盘内放置的砝码分别为10克、10    克；丙前后两次在左、右盘内放置的砝码分别为9克、12克。老师把三位同学交来的物品用标准天平来称量，发现上述三位同学称出的物品中，有一位同学称量的正好是20克，那么该同学一定是(    )

    (A)甲    (B)乙    (C)丙    (D)甲、乙、丙均有可能

21、某电压表的量程为0—3伏，如给该电压表串联一个电阻R1，则电路两端允许的最大电压为5伏；如给该电压表串联一个电阻R2，则电路两端允许的最大电压为6伏。现将电阻R1和R2并联后再与该电压表串联，如图16所示，则此时电路两端允许的最大电压u为(    ) 

    (A)3．5伏    (B)4．0伏    (C)4．2伏    (D)4．5伏

【解】C

电压表的量程为3V，给电压表串联一个电阻R1起限流作用，

电路两端允许的最大电压为5V；此时电阻上R1的电压为V1=5-3=2V,

给该电压表串联电阻R2，则电路两端允许的最大电压为6伏，此时电阻上R2的电压为V2 =6-3=3V,

两次情况下通过电流表的电流均为最大值

由I= V1/ R1=V2/ R2得：

I=2/ R1=3/ R2           （1）

电阻R1和R2并联后的等效电阻R满足

1/ R=1/ R1+1/ R2 =5I/ 6    (2)

解得：R= 6/ 5I 

R1和R2并联后接入电路后，电路两端允许的最大电压u为

U=3+IR=4.2V

22、如图17所示，两平面镜垂直放置，某光线PA以入射角。入射到镜面M上，经平面镜M和N两次反射后反射光线BQ与PA平行。现将两平面镜以过。点且垂直于纸面的直线    为轴同时逆时针旋转一个角度p(p<。)，假设镜面足够大，则人射光线与反射光线之间的距离将(    ) 

(A)增大    (B)减小    (C)不变    (D)无法判断

23、如图18所示，两平面镜A和B之间的夹角。为9。，自平面镜B上的某点P射出一条与B镜面成p角的光线，在p角由0‘至180‘范围内(不包括0。)连续变化的过程中，发现当p取某角度时，光线经镜面一次或多次反射后，恰好能返回到P点，则符合该要求的p的个数有(    ) 

(A)1个    (B)4个    (C)6个    (D)9个

24、在图19所示的暗盒中装有三个阻值相等的电阻，暗盒有1、2、3、4四个接线柱。在接线柱l、2之间接一个电流表A1，在接线柱3、4之间接一个电流表A2。现将电压恒定的某电源接在接线柱1、4之间，电流表A1、八2的读数正好相等；如将该电源改接在接线柱2、3之间，电流表A1、A2的读数仍然相等；如将该电源改接在接线柱1、3之间，电流表A3的读数是电流表A2读数的2倍。那么当该电源接在接线柱2、4之间时，电流表A1的读数与电流表A2读数之比为(    ) 

  (A)1：l    (B)1：2    (C)2：l    (D)1：3

【解】B

根据题中描述，可判断暗盒中三个电阻连接方式如图所示。由图当电源接在接线柱2、4之间时，电流表A1的读数与电流表A2读数之比为1:2

第二部分：填空题

25、北方的冬天天气比较寒冷，房间内一般都要安装暖气片供暖。在房间暖气片温度保持不变的情况下，房间内的平衡温度将随外界温度的变化而变化。研究表明，房间内暖气片和房内的温差与房间内外的温差之比保持不变。当外界温度为—23℃时，房间内的温度长时间保持13℃不变；当外界温度为—18℃时，房间内温度长时间保持16℃不变，则房间内暖气片的温度应为_____     _℃。当房间内温度长时间保持25C不变时，外界温度为______℃。

26、将一根粗细均匀、质量为M的铁丝弯成直角，直角边边长之比AC：BC=m：n(m>n)，将直角顶点C固定，如图20所示，当直角铁丝静止时，BC边与竖直方向的夹角为θ，则sinθ=_______，若在B点悬挂一物体，将使θ=45°，则该物体的质量为______。

【解】

（1） 设AC=a，CB=b，铁丝单位长度的质量为λ，

由力矩平衡：

，  （1） 

由（1）得

解得： 

（2） 若在B点悬挂一质量为m的物体，

由（2）得 

， 

27、甲、乙是两个质量相等的空心球，它们的空心部分体积完全相同，甲球恰好能在水中悬浮，ρ甲=3．0X103千克/米3，ρ乙=2.0X103千克／米3，ρ水=1．0X103千克/米3，则甲、乙两球的体积之比为____________。当把乙球放入水中时，乙球露出水面的体积占乙球体积的________。

【解】设两个球空心部分的体积为V0, 

甲、乙两个空心球质量相等:

，  

得：     （1）

由于甲球恰好能在水中悬浮，重力与浮力相平衡

得：            （2）

解（1）（2）得，

放入水中时，设乙球露出水面的体积为V1

=

=

解得

故乙球露出水面的体积占乙球体积的1/7

28、某溶液的密度P随溶液深度h按照规律P=Po十kh变化，Po=1克/厘米3，k=0．01克／厘米4。用不可伸长，长度为5厘米的细线将A、B两个立方块连在一起并放进溶液内。已知VA=VB=1厘米3，mA=1．2克，mB=1.4克，则平衡时立方块A中心所在的深度为——厘米，细线上的拉力为________牛。(假设溶液足够深)

  【解】

如图，设A、B受到的浮力分别为FA、FB，绳子张力为T，

则有受力平衡得：

解方程（1）（2）（3）（4），得

h=27cm

T=7×10-4N

29、夜里，在海洋的同一条航线上，甲、乙两船分别以5米/秒和10米/秒的速度相向而行。当两船相隔一定距离时，两船上的驾驶员同时拉响了汽笛，驾驶员在听到对方的汽笛声后立刻开亮自己船上的探照灯。若两船驾驶员探照灯打开的时间正好相隔0．2秒，则表明拉响汽笛时两船之间相距____________米，甲船亮灯时距离乙船____________米；乙船亮灯时距离甲船____________米。(已知空气中声音的传播速度为340米/秒)

【解】

如图，

拉响汽笛时两船之间相距

S=350t1=345t2           (1)

t1-t2 =0.2                 (2)

解得：

t1 =13.8s      

t2 =14s     

S=4830m

甲船亮灯时距离乙船S-15 t2 =4620m 

乙船亮灯时距离甲船S-15 t1 =4623m 

    30、A、B两地之间仅有一条公路且相距300千米。从A地早上9：00起每隔45分钟开出一辆汽车驶向B地，车速为60千米／小时，下午15：00，A地开出最后一班车。另外每天由B地早上8：00起每隔1小时也开出一辆汽车驶向A地，车速为75千米／小时，下午16：00，B地开出最后一班车。则由A地早上9：00开出的班车在行驶途中能见到____________——辆由B地开出的班车；由B地下午15：00开出的班车在行驶中能见到____________辆由A地开出的班车。(进出站时除外)

31、遵守交通法规是每一个市民应该具备的最基本的道德素养，违反交通法规不仅仅是现代社会的不文明现象，更重要的是，这种行为会给国家或者个人造成财产损失，对人身安全带来重大威胁。此试举一例，如图21所示为某道路由南向北机动车及非机动车的道路示意图。已知机动车车道宽D=3米，甲、乙两部轿车分别在慢车道和快车道上向北匀速行驶，V甲=36千米／小时，V乙=54千米／小时。两部轿车的尺寸均为：长度L1=4．5米，宽度d=1．8米。当甲、乙两车沿南北方向上的距离为S2=3米时，在甲车前方慢车道与非机动车道交界处的C点(与甲车相距S1，且S1=10．5米)，突然有一人骑自行车横穿马路(假设匀速)，自行车车长L2=1．8米。那么当自行车车速在____________范围内将与甲车相撞；当自行车车速在____________范围内将与乙车相撞。设两轿车均在车道中间位置行驶，且不考虑轿车的制动情况。

【解】

甲车车速为V甲=36千米／小时=10m/s, 乙车车速为V乙=54千米／小时=15m/s,

(1) 考虑当自行车车速V较慢时，与甲车右尾部碰撞；

甲车尾部运动到C位置需要的时间为：t=( 10.5+4.5)/V甲=1.5s

则自行车车速V=0.6m/1.5s=0.4m/s

（2）考虑自行车车速V较快时，与甲车左前部碰撞，

  甲车头部运动到C位置需要的时间为：t=10.5/V甲=1.05s

则自行车车速V=（0.6+1.8+1.8） /1.05 =4m/s

故自行车车速在0.4m/s——4m/s范围内

（3）类似方法可算出自行车与乙车碰撞的两个速度值在4m/s——6m/s范围内

32、如图22(a)所示，R为滑动变阻器，R1、R2为定值电阻，电源电压U保持不变。建立直角坐标系，横轴表示电流，纵轴表示电压。改变滑动变阻器滑片P的位置，将电压表V1、V2的示数随电流表A示数变化的两条图线分别画在坐标系中，如图22(b)所示。则根据图线可知电阻只R1=___1____欧，电阻R2=__0.4__欧。

【解】图a中三个电阻串联，电压表V2测量的为R1两端的电压，V1为电源电压减去R2上的电压

 由图b， I=6A时，V1=V2=6

   故    U-6R2=6R1=6                    (1)

I=1A时，V1=8,V2=1   

   故    U-R2= 8                       （2）

         R1=1                          （3）

解得： R1=1欧，R2=0.4欧，U=8.4V