2013年第二十三届全国初中应用物理竞赛复赛(巨人杯)试题
第23届全国中学生物理竞赛复赛试题及答案
第23届全国中学生物理竞赛复赛试卷一、（23分）有一竖直放置、两端封闭的长玻璃管，管内为真空，管内有一小球自某处自由下落（初速度为零），落到玻璃管底部时与底部发生弹性碰撞．以后小球将在玻璃管内不停地上下跳动。
现用支架固定一照相机，用以拍摄小球在空间的位置。
每隔一相等的确定的时间间隔T拍摄一张照片，照相机的曝光时间极短，可忽略不计。
从所拍到的照片发现，每张照片上小球都处于同一位置。
求小球开始下落处离玻璃管底部距离（用H表示）的可能值以及与各H值相应的照片中小球位置离玻璃管底部距离的可能值。
二、（25分）如图所示，一根质量可以忽略的细杆，长为2l，两端和中心处分别固连着质量为m的小球B、D和C，开始时静止在光滑的水平桌面上。
桌面上另有一质量为M的小球A，以一给定速度v沿垂直于杆DB的方间与右端小球B作弹性碰撞。
求刚碰后小球A,B,C,D的速度，并详细讨论以后可能发生的运动情况。
三、（23分）有一带活塞的气缸，如图1所示。
缸内盛有一定质量的气体。
缸内还有一可随轴转动的叶片，转轴伸到气缸外，外界可使轴和叶片一起转动，叶片和轴以及气缸壁和活塞都是绝热的，它们的热容量都不计。
轴穿过气缸处不漏气。
如果叶片和轴不转动，而令活塞缓慢移动，则在这种过程中，由实验测得，气体的压强p 和体积V 遵从以下的过程方程式 k pV a =其中a ,k 均为常量, a ＞1（其值已知）。
可以由上式导出，在此过程中外界对气体做的功为 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=--1112111a a V V a k W 式中2V 和1V ,分别表示末态和初态的体积。
如果保持活塞固定不动，而使叶片以角速度ω做匀角速转动，已知在这种过程中，气体的压强的改变量p ∆和经过的时间t ∆遵从以 图2下的关系式ω⋅-=∆∆L Va t p 1 式中V 为气体的体积，L 表示气体对叶片阻力的力矩的大小。
上面并没有说气体是理想气体，现要求你不用理想气体的状态方程和理想气体的内能只与温度有关的知识，求出图2中气体原来所处的状态A 与另一已知状态B 之间的内能之差（结果要用状态A 、B 的压强A p 、B p 和体积A V 、B V 及常量a 表示）四、（25分）图1所示的电路具有把输人的交变电压变成直流电压并加以升压、输出的功能，称为整流倍压电路。
2013年年第二十三届全国初中应用物理知识竞赛初赛复赛试题与答案.
2013年第二十三届全国初中应用物理知识竞赛初赛试题（巨人杯） 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分，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400m 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图1 图2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 .2 C. 3 D. 在哪个位置都一样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)。
年第二十三届全国初中应用物理竞赛及答案(巨人杯)(word版doc
2013年第二十三届全国初中应用物理竞赛及答案（巨人杯）（word 版） 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。
4、 答卷时间：2013年3月31日(星期日)，上午9:30~11:10。
一、本题共10分，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 图 1图24、如图3所示，海北中学有一个跑道为400m 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。
年第二十三届全国初中应用物理竞赛及答案(巨人杯)(
年第二十三届全国初中应用物理竞赛及答案（巨人杯）（版）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，满分分。
4、 答卷时间：年月日(星期日)，上午。
题号一 二 三 四 五 六 总分分数复核人一、本题共分，每小题分，共分，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。
、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 ( ).验钞机和遥控器发出的“光”都是紫外线.验钞机和遥控器发出的“光”都是红外线.验钞机发出的“光”是紫外线，遥控器发出的“光”是红外线.验钞机发出的“光”是红外线，遥控器发出的“光”是紫外线、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 ( ).凝华 .凝固 .升华 .液化、在有些地区，人们常在小河边洗衣服。
如图所示，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( ).把衣服上的灰尘打碎，以便于洗涤.增大木棒与灰尘之间的摩擦，将灰尘带走.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.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得分 评卷人 图图、如图所示，海北中学有一个跑道为400m 的操场，在操场的主席台和观众席上方一字形排列着、、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，在图的、、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？ ( ).2 C. . 在哪个位置都一样 、炒菜时如果发生油锅起火现象，下列做法中最不应该的是 ( ).加一些冷油，降低温度 .立刻盖上锅盖.立即向锅内倒入冷水来灭火 .将蔬菜倒入油锅内、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()。
2013年第二十三届全国应用物理竞赛试题
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、-般说来，物体在温度升高时膨胀，温度降低时收缩， 这一现象称为热胀冷缩。在相同的条件下，气体的热胀冷 缩最显著，液体次之，固体最不显著。固体、液体、气体 的这种性质都可以被利用。有一些电冰箱中的自动温度控 制装置，就是根据气体热胀冷缩的性质制成的。图11是它 的结构示意图，其中金属盒是用薄的弹性钢片制作，表面 有一些环状波纹，内部密封有一定量的气体。结合图片尝 试分析它的控温原理。
• 四、（12分）工人师傅经常使用一种称为“大力钳”的工 具夹紧或切断金属材料，图12所示为用于切断金属所常用 的一种小型大力钳，其各部分尺寸已在图中标明（单位为 cm）。若工人师傅的单手最大握力为900 N，他使用该大 力钳时，在被钳材料处能够产生的最大压力为多大？
•
• 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
• 确A.的比是赛规(则A 不) 公平，对上游船队有利
• B.比赛规则不公平，对下游船队有利 • C.比赛规则公平，水流动对两船队影响效果一样 • D.条件不足，无法确定
• 10、小轿车匀速行驶在公路上，坐在副驾 驶位置的小青观察到轿车速度盘的指针始 终在11Okm/h位置处，在超越相邻车道上 同向匀速行驶的另一辆大客车的过程中， 小青发现自己经过该车的时间约为5s，如 图6所示。则被超越大客车的车速范围为
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
2013年第二十三届全国应用物理竞赛试题
• B.导航仪只能接收导航卫星的信息而不能向导航卫星发送信息 • C.导航卫星发射的电磁波不能在真空中传播 • D.导航仪与导航卫星之间是通过电磁波传递信息的
• 7、小明学习了电路知识后，想利用发光二极管设计
一个带开关指示灯的照明电路，晚间关闭照明灯后，
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
• 4、电磁波遇到平滑的金属表面会像光遇到平面镜一样发 生反射，反射过程遵循光的反射定律。小明与叔叔一起去 参观救生艇时，发现救生艇的上方悬挂着一个由三块相互 垂直的正方形薄金属平板组成的“角反射器”，如图10所 示。请你简述角反射器的工作原理以及该救生艇悬挂角反 射器的原因。
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 ( B)
5，(5分)参考答案 (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。
第23届全国中学生物理竞赛复赛试卷和参考答案
第23届全国中学生物理竞赛复赛试卷一、（23分）有一竖直放置、两端封闭的长玻璃管，管内为真空，管内有一小球自某处自由下落（初速度为零），落到玻璃管底部时与底部发生弹性碰撞．以后小球将在玻璃管内不停地上下跳动。
现用支架固定一照相机，用以拍摄小球在空间的位置。
每隔一相等的确定的时间间隔T 拍摄一张照片，照相机的曝光时间极短，可忽略不计。
从所拍到的照片发现，每张照片上小球都处于同一位置。
求小球开始下落处离玻璃管底部距离（用H 表示）的可能值以及与各H 值相应的照片中小球位置离玻璃管底部距离的可能值。
二、（25分）如图所示，一根质量可以忽略的细杆，长为2l ，两端和中心处分别固连着质量为m 的小球B 、D 和C ，开始时静止在光滑的水平桌面上。
桌面上另有一质量为M 的小球A ，以一给定速度0v 沿垂直于杆DB 的方间与右端小球B 作弹性碰撞。
求刚碰后小球A,B,C,D 的速度，并详细讨论以后可能发生的运动情况。
三、（23分）有一带活塞的气缸，如图1所示。
缸内盛有一定质量的气体。
缸内还有一可随轴转动的叶片，转轴伸到气缸外，外界可使轴和叶片一起转动，叶片和轴以及气缸壁和活塞都是 绝热的，它们的热容量都不计。
轴穿过气缸处不漏气。
如果叶片和轴不转动，而令活塞缓慢移动，则在这种过程中，由实验测得，气体的压强p 和体积V 遵从以下的过程方程式 图1 k pVa=其中a ,k 均为常量, a ＞1（其值已知）。
可以由上式导出，在此过程中外界对气体做的功为⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=--1112111a a V V a k W式中2V 和1V ,分别表示末态和初态的体积。
如果保持活塞固定不动，而使叶片以角速度ω做匀角速转动，已知在这种过程中，气体的压强的改变量p ∆和经过的时间t ∆遵从以 图2 下的关系式ω⋅-=∆∆L Va t p 1式中V 为气体的体积，L 表示气体对叶片阻力的力矩的大小。
上面并没有说气体是理想气体，现要求你不用理想气体的状态方程和理想气体的内能只与温度有关的知识，求出图2中气体原来所处的状态A 与另一已知状态B 之间的内能之差（结果要用状态A 、B 的压强A p 、B p 和体积A V 、B V 及常量a 表示） 图1 四、（25分）图1所示的电路具有把输人的交变电压变成直流电压并加以升压、输出的功能，称为整流倍压电路。
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)参考答案(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)参考答案(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。
2013年第二十三届全国初中应用物理竞赛(答案)
2013年第二十三届全国初中应用物理竞赛（巨人杯）答案湛江市遂溪县界炮中学——（物理科组整理）一．选择题（每小题2分，共20分）1.C2.B3.C4.A5.C6.D7.A8.B9.A10.B二．简答题（每小题5分，共30分）注：每说对一种得1分，最多5分.1.（1）轮胎表面有花纹，增大轮胎与地面间摩擦力（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）座仪里面有海绵，增大受力面积，从而减小压强（5）刹车时，利用增大压力的方法来增大摩擦力（6）把套有花纹，增大手与手把之间的摩擦（7）车灯，将电能转化为光能2.（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向下的力作用，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.（注：（1）2分，（2）2分，（3）1分.）3.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，其余部分错误的，得3分。
4.（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了让雷达能够尽快发现救生艇，在必要的时候开展营救.（注：（1）3分，（2）2分.）5.（1）为了维持座舱内的气压与大地大气压接近，需要压缩机不断地将空气压入座舱内，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.6.（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，透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，通过连杆带动控制连杆，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注：（1）、（2）各2分，（3）1分三.（11分）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的温度时，电冰箱的压缩机才开始工作.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.3.该电冰箱真实的耗电量：W=1.5x0.85kw••h=0.87kw••h4.一天的实际工作时间：t===8.3h注：（1）3分，（2）3分，（3）2分，（4）3分四.（12分）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）假设力的方向沿着竖直方向，则杠杆CDE可模型化为图2的情况，其中D为支点，根据杠杆平衡条件可得：F1L1=F2L2由题意可知：F1=900N，L1=12cm,L2=2cm所以：F2===5.4x103N（3分）同理，杠杆ABC可模型化为图3的情况，其中B为支点，根据杠杆平衡条件可得：F3L3=F4L4（1分）F4===1.62x104N(2分)注：两个受力分析图各1分.五.（12分）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）ρxQ=1.0x103kg/m3x4.51x1011kg=4.51x1014kg(2分)年平均流水总质量：M水=流水年平均做的总功：W总=Gh=M水gh=4.51x1014kg x10N/kg x110m=4.96x1017J(2分)年平均发电量：W=1011kw•h=3.6x1017J(2分)三峡电站将水流的势能转化为电能的效率：ή===72.6%(3分)工作天数：t===185天（2分）。
2013年全国初中应用物理竞赛试题及答案
一、本题共10小题（每小题2分，共20分）( )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，水里，然后提出来放在石板上，用木棒捶打，水花四溅……，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，以便于洗涤人们先把脏衣服浸泡在河如此反复多次，直到衣服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( )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( )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)。
年第二十三届全国初中应用物理竞赛及答案(巨人杯)(
年第二十三届全国初中应用物理竞赛及答案（巨人杯）（版） 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，满分分。
4、 答卷时间：年月日(星期日)，上午。
题号一 二 三 四 五 六 总分分数复核人一、本题共分，每小题分，共分，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。
、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 ( ).验钞机和遥控器发出的“光”都是紫外线.验钞机和遥控器发出的“光”都是红外线.验钞机发出的“光”是紫外线，遥控器发出的“光”是红外线.验钞机发出的“光”是红外线，遥控器发出的“光”是紫外线、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 ( ).凝华 .凝固 .升华 .液化、在有些地区，人们常在小河边洗衣服。
如图所示，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( ).把衣服上的灰尘打碎，以便于洗涤.增大木棒与灰尘之间的摩擦，将灰尘带走.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.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得分 评卷人 图图、如图所示，海北中学有一个跑道为400m 的操场，在操场的主席台和观众席上方一字形排列着、、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，在图的、、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？ ( ).2C.在哪个位置都一样、炒菜时如果发生油锅起火现象，下列做法中最不应该的是 ( ).加一些冷油，降低温度 .立刻盖上锅盖 .立即向锅内倒入冷水来灭火 .将蔬菜倒入油锅内、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()。
年第二十三届全国初中应用物理
2013年第二十三届全国初中应用物理竞赛初赛试卷一、填空题（本题共8小题.除第7题2分外，其余各题每空1分。
共18分）1. 如图1所示，NBA球员林书豪带球突破上篮时，他相对于是运动的；林书豪起跳时，脚用力蹬地，他就能高高跳起，这说明物体间力的作用是的。
2. 从冰箱中拿出的冰棒上常粘着一些白花花的“粉”，剥开包装纸看到冰棒直冒“白气”，其中“粉”和“白气”的形成分别是和现象（填物态变化名称）；吃冰棒感到凉快，主要是由于的原因。
3. 图2中的建筑物在河中的“倒影”是由光的所形成的虚像，这些“倒影”看起来比建筑物本身“暗” 一些，主要是因为有一部分光发生进入了水中。
4. “可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力。
同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量可达煤气的数十倍，这说明“可燃冰”的很大。
1kg “可燃冰”完全燃烧大约放出4.2 X 108 J的热量，可使kg的水从20C加热至60C。
[水的比热容为4.2X 103kg/m3]5. 环境监测时，科学家用1吊空气中含有PM2.5颗粒的微克值表示其浓度，此浓度值小于10（即Im3空气中颗粒含量为10微克）的为安全值。
据统计，每人每天平均约吸人10000升空气，若PN2.5浓度值上升到50,则每人每天约吸人克PM2.5;请你提出一条减少PM2.5的合理化建议：6. 研究物体运动时常利用“频闪摄影”的方法，即在暗室中采用闪光灯每隔相等的时间闪亮一次，底片就记录下此时物体运动的位置。
图3是两个质量相同的小球甲、乙竖直下落时的频闪照片，据此记录，两球均从位置口下落到b处时，球用时较短，球的速度基本保持不变。
若两球均只受到重力和阻力作用，则球所受阻力较大。
（选填“甲”或“乙”）7. 某电子体重秤的工作原理如图4甲所示，R2为阻值已知的定值电阻，R1的阻值随其所受压力F的变化而变化，二者的关系图像如图乙所示，体重秤可根据电流表的示数换算出人体重的大小。
若电源两端电压u保持不变，F0、R0均为已知，电流表能测量的最大电流为10 ,设踏板的质量忽略不计，贝V该体重秤能称量的重力最大值为Fm=（用甲乙图3F0、R0 I0、R2和u来表示）1 XXXjxxx；XXXjxxx图5圈92 / 108. 如图5所示，当金属框沿光滑绝缘斜面的顶端由静止开始滑到底端时，具有的动能为E1。
2013年物理竞赛复赛试题及答案
2013年第二十三届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题一．(16分)图1甲所示的手动液压小吊车广泛适用于工厂、矿山、码头工地等场所，用来完成机器安装、货物装卸等任务。
起重臂由内外两根横截面均为长方形的钢管套在一起组成。
通过调节内管在外管中的长度可以改变起重臂的长度。
若起重臂处在图1丙所示的水平位置和长度的情况下，它最多能吊起800kg的重物而不会发生翻倒，且已知该手动液压小吊车的总质量为400kg，问：1.当保持起重臂的水平位置不变而将其长度调整为图1乙所示情况，通过计算说明该手动液压小吊车可否吊起500kg的重物？2.该手动液压小吊车在图1丙所示状况下，匀速吊起400kg重物的过程中，前后支撑轮的每个轮子对地面的压力多大？二．（16分）有一种由电动机与水泵共轴安装组成的电动水泵，如图2所示，它广泛用于工厂、功率/kW 电压/V 频率/Hz 转速/r·min-12.2 380 50 2860扬程/m 流量/m3·h-1 配管内直径/mm 效率36 10 40注:表格中的扬程为水泵进水管所在水面到水泵出水口之间的高度。
1.水泵出水口处水的流速;2.水泵的效率η。
（出水口处水流的动能可忽略不计，取g=10N/kg）三、（16 分) 1 5 岁的小明和爸爸妈蚂一起去某古镇旅游时, 发现了一处“酿酒作坊”, 还在酿造某种当地特产的白酒。
作坊里的一些装置( 如图3 所示) 引起了他的好奇心。
导游介绍说这个装置名为“木榨”, 将事先经过浸泡、蒸煮、发酵的糯米和水的混合物( 称为酒醪”) 装入绢袋, 再放入右侧的榨箱内( 榨箱下面铺有竹帘) , 盖上压板和砧木，将横梁的一端卡在右边立架的 F 点, 用E 点压住砧木, 左端的D 点被一根竖直的木条与下面的木架AC的B点连接起来, 然后在木架左边的A处木板上放上沉重的石条来施加持续的压力，就可以将酒醪中的液体压榨出来。
他站在木榨侧面正对着木榨拍下了此照片, 回到家后用刻度尺测量了照片上的一些尺寸, 如图 3 ( 单位: mm ) l .他肖时用自己的手估测了旁边放置的石条, 每块宽约拃( l“拃”为尽力伸开手掌后, 拇指尖到中指尖的距离), 长约为2拃加一掌宽, 厚约为一掌宽, 他还查阅了石头的密度, 发现各种石头的密庋一般不同,就选了其中一种石头密度值ρ=2.7×103kg/m3; 根据这些数据估算每块石条的质蠹, 进而估算当在A处增加5块石条时, 砧木受到的压力的增加量。
2013巨人杯物理初赛资料
2、小文同学学习了有关物理学问后，设想制作了一个为气球充气的电动充气 泵，她画出了如图8甲所示的构造示意图，其中永久磁铁下方为S极。充气泵在 工作过程中，通过电磁铁线圈的电流大小随时间变化状况如图8乙所示。请简 述这个气泵为气球充气的工作过程。
解：(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K． 气室内气压小于外界气压，左侧阀门关闭，右 侧阀门翻开，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，水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 阀门翻开，气体通过左侧阀门进入排气管，为 气球充气．(3)知此反复，将气体不断充入气 球。
4、电磁波遇到平滑的金属外表会像光遇到平面镜一样发生反射， 反射过程遵循光的反射定律。小明与叔叔一起去参观救生艇时， 觉察救生艇的上方悬挂着一个由三块相互垂直的正方形薄金属 平板组成的“角反射器”，如图10所示。请你简述角反射器的 工作原理以及该救生艇悬挂角反射器的缘由。
解：(1)无论雷达波从哪个角度射 向角反射器，反射波虽终都会沿 与入射方向甲行的直线返回；(2) 救生艇悬挂角反射器是为了让雷 达能够尽快觉察救生艇，在必要 的时候，开展营救。
3、明光中学物理实践小组在装配直流电动机模型后参与班级的实践成果呈现 沟通会，在会上演示通过转变直流电动机的转动方向及转速使重物上升或下 降的过程。电路元件包括一个单刀单掷开关、一个双刀双掷开关、一个滑动 变阻器、一个小型直流电动机和一个直流电源，如图9所示。请完成电路图的 连接以实现上述功能。〔操作过程中只能扳动开关，不得再转变电路中的接 线〕
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2013年第二十三届全国初中应用物理竞赛复赛（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，满分为l00分.
4．答卷时间：2013年4月l4日（星期日）上午9：30～11：10。
一、（16分）图l甲所示的手动液压小吊车广泛适用于工厂、矿山、码头、建筑工地等场所，用来完成机器安装、货物装卸等任务。
起重臂由内外两根横截面均为长方形的铜管套在一起组成。
通过调节内管在外管中的长度可以改变起重臂的长度。
若起重臂处在图l丙所示的水平位置和长度的情况下，它最多能吊起800kg的重物而不会发生翻倒，且已知该手动液压小吊车的总质量为400kg。
问：1．当保持起重臂的水平位置不变而将其长度调整为图1乙所示情况，通过计算说明该手动液压小吊车可否吊起500kg的重物？
2．该手动液压小吊车在图l丙所示状况下，，匀速吊起400kg重物的过程中，前后支撑轮的每个轮子对地面的压力多大？
二、(16分)有一种由电动机与水泵共轴安装组成的电动水泵，如图2所示。
它广泛用于工厂、矿山、农田等场所，担负排灌作业。
下表为某种型号的电动承泵的技术数据：
注：表格中的扬程为水泵进水管所在水面到水泵出水口之间的高度。
在该电动水泵正常工作时，请计算
1．水泵出水口处水的流速大小；
2．水泵的效率η。
（出水口处水流的动能可忽略不计，取g=10N／kg）
三、(16分)15岁的小明和爸爸妈妈一起去某古镇旅游时，发现了一处“酿洒作坊”，还在酿造某种当地特产的白酒。
作坊里的一些装置（如图3所示）引起了她的好奇心。
导游介绍说这个装置名为“木榨”，将事先经过浸泡、蒸煮、发酵的糯米和水的混合物（称为“酒醪”）装入绢袋，再放入右侧的榨箱内（榨箱下面铺有竹帘），盖上压板和砧木，将横梁的一端卡在右边立架的F点，用E点压住砧木，左端的D点被一根竖直的木条与下面的木架AC的B点连接起来，然后在本架左边的A处木板上放上沉重的石条来施加持续的压力，就可以将酒醪中的液体压榨出来。
他站在木榨侧面正对着木榨拍下了此照片，回到家后用刻度尺测量了照片上的一些尺寸，如图3（单位：mm）。
1．他当时用自己的手测测了旁边放置的石条，每块宽约l拃（1“柞”为尽力伸开手掌后，拇指尖到中指尖的距离），长约为2拃加一掌宽，厚约为一掌宽，他还查阅了石头的密度，发现各种石头的密度一般不同，就选了其中一种石头密度值ρ=2.7×l03kg/m3；根据这些数据估算每块石条的质量，进而估算当
在A处增加5块石条时，砧木受到的压力的增加量。
2．在酒坊另一个角落，有两个用粗管连接的圆柱形容器．如图4甲所示，上面分别写着“蒸馏锅”和“冷却池”。
将压榨出的酒液放入蒸馏锅内，将上盖密封后，在底部用柴火加热；从冷却池的上方可以看到，池内的水中浸泡着一段螺旋状的管道，外壁分别接有两个水管和一个出酒管，如图4乙所示。
冷却池里的管道为什么要做成这种形状？
3.试分析冷水应该从冷却池的A、B那个口进入，为什么？
4.从冷却池出酒口流出的酒液和蒸馏锅内剩下的液体相比，哪个的密度大？为什么？
四、（16分）有一种由磁性开关控制的自动水位控制装置，其基本原理结构如图5所示：当储水槽内的水位降低到某一位置时，弹簧的弹力会克服水的压力将活塞向右推，当环形电磁铁到达干簧管2正下方时，由于磁化使得干簧管接通，送入电信号至控制电路，使水泵电动机与电源接通，水泵开始向储水槽内送水；当储水槽内的水位升高到某一位置时，水的压力克服弹簧弹力将活塞向左推，当环形电磁铁到达干簧管l正下方时，由于磁化使得干簧管接通，送入电信号至控制电路，使水泵电动机与电源断开，．水泵停止工作。
1．若弹簧的弹力F与压缩时的形变ΔL之闻的关系巍F＝kΔL，其中k=9N/cm，活塞的直径D＝4cm，当环形电磁铁到达干簧管l正下方时，弹簧的形变为ΔL2＝4cm，此时储水槽内的水深为多少（不计活塞受到的摩擦力，圆周率取3）?
2．若希望储水槽内水位h1降低到0.15m时，水泵就开始向储水槽供水，则干簧管1和2的触点间隔L应为多少？
3．若储水槽为长方体，其底边的尺寸为l．5m×2m，水泵的流量为0.16m3/min，出水口始终开着，流量为0.01m3／min，求水泵每次向储水槽加水时，要工作多久才会停止？
五、(18分)图6甲是小明家的调温电熨斗，额定电压为220V，其电热丝的额定功率为800W，图6乙是其原理图。
l。
小明为了搞明白电熨斗的工作原理，专门查阅了相关资料，得知：(1)双金属片是把长和宽都相同的铜片和铁片紧紧地粘在一起做成的。
受热时，由于铜片膨胀得比铁片明显，双金属片便会向铁片一侧弯曲。
(2)调温电熨斗的双金属位于金属底板上方附近。
请回答：调温电熨斗在工作过程中是如何实现金属底板温度基本恒定的？如果想提高金属底板的设定温度，应将升降螺丝向上移动还是向下移动？
2．小明在使用电熨斗时发现，室温不变，设定温度越高，每1min电熨斗的工作指示灯亮的时间越长；进一步研究又发现，当设定温度不变，环境温度越低，每1min电熨斗的工作指示灯亮的时间越长。
小明查阅资料锝知，其他条件相同，两个物体间温度差不太大的情况下，散热速度与温度差成正比。
小明为了探究该电熨斗的散热速度和电熨斗底板与环境温度差的关系，在电熨斗底扳已然达到设定温度后将其竖直放置处于等待状态的情况下，通过实验得到如下数据：
假定电熨斗每1s散发的热量为Q，请你帮助小明写出Q与Δt的关系式。
3．利用第2问的结果回答：如果使用该电熨斗在温度为20℃的房间熨烫毛料西服，要求电熨斗表面温度约为180℃。
问该电熨斗表面温度已然达到要求，在竖直放置处于等待状态的情况下，电热丝每1min 内将消耗多少电能？
六、(18分)目前市场上有一种热水器叫做“空调热水器”，又名“冷气热水器”，顾名思义，就是可同时提供空调制冷和热水供应的热水器。
其最大的好处是相比传统的电热水器和燃气热水器，这种热水器非常节能。
其原理与普通的空调相似，如图7所示。
1．根据图7简述这种热水器的工作原理。
2．以下为某种品牌的三种型号“空调热水器”的测定参数（在环境温度20℃，迸水温度20℃时测定）：
请根据上表数据计算或分析：
(1)根据型号A的热水产率，计算说明为什么这种“空调热水器”比传统的电热水器更节能[水的比热
容c水=4.2×103J/ (kg℃)]；
(2)这种热水器有一种性能参数叫做“能效比”，其定义为：当水吸收Q的热量，电流所做的功为W 时，能效比η=Q//W。
A型热水器的能效比为多少？
3．若B型与其他两种型号的能效比相同，而出水温度只要求达到45℃时，它的实际热水产率会是多少？。