上海市第初中物理竞赛大同中学杯复赛试卷

上海市第30届初中物理竞赛（大同中学杯）复赛试卷1、山区高速公路上连续下坡路段常有避险车道。

避险车道是指在长徒下坡路段行车道外侧增设的供速度失控车辆驶离正线安全.减速的专用车道。

如图所示为某段山区高速路旁的避险车道,其目的是( )A. 让慢速车辆从这个车道驶出,避兔被后方车辆追尾B. 让快速车辆从这个车道驶出, 避免与前方车辆相撞C. 让刹车失灵的车辆.从这个岔道驶上斜坡，从而避兔被后方车辆追尾D. 让刹车失灵的率辆从这个岔道驶上斜坡，从而使车辆减速停率2、下列四个现象与右图所示现象涉及的原理不同的是( )A.飞机加速起飞B. 氢气球浮在空中C. 足球比赛中的弧线球D. 无安全门的地铁站台，管理人员要求乘客站在黄线后候车3、关于扩散现象,下列说法中正确的是( )A. 扩散现象仅能发生在液体和气体中B. 扩散现象是不同物质间的一种化学反应C. 扩散现象是由物质分子无规则透动产生的D. 扩散现象是由物质分子的定向移动所形成的4、如图所示,西束平行白光 A、B照射到透明玻璃球后,在玻璃球与空气界面处发生一次或两次全反射后射在水平的白色桌面上，形成MN 和 PQ两条彩色光带。

以下说法正确的是( )A. 光束A、B在玻璃球内均发生一次全反射；M、N、P、Q 点的颜色分别为紫、红、紫、红B. 光束A、B在玻璃球内均发生二次全反射；M、N、P、Q 点的颜色分别为紫、红、紫、红C. 光束A在玻璃球内发生两次全反射，光束B为一次；M、N、P、Q 点的颜色分别为红、紫、紫、红D. 光束A在玻璃球内均发生一次全反射，光束 B为两次；M、N、P、Q 点的颜色分别为紫、红、紫、红5、壁虎能在光滑竖直的玻璃面上或天花板上自由爬向而不留痕迹。

科学家利用电子显微镜对壁虎的脚趾进行观测，发现壁虎的脚趾上有密集的刚毛，每根刚毛的末端又分成了100-1000根绒毛，尺寸大概在纳米级别，如图甲所示。

科学家仿照壁虎脚趾上的刚毛结构做出了“壁虎胶带”，从而使“蜘蛛人”成为可能。

如图乙所示的“蜘蛛人”利用“壁虎胶带”悬吊在天花板上。

据此推测壁虎能自如爬行的原因是（）A. 利用大量小绒毛分泌出足够的黏液，形成足够的粘接力B. 利用大量小绒毛增加与物体表面之间的摩擦，依靠摩擦力形成足够的粘接力C. 利用大量小绒毛增加与物体表面的接触面积，依靠分子作用力形成足够的粘接力D. 利用大量小绒毛增加与物体表面之间的挤压，依靠接触面上的弹力形成足够的粘接力6、如图所示，水波从A点产生，被墙面反射，其反射波可以等效看作是从空间某点发出的波，该点的位置是图中的（）A. A点B. B点C. C点D. D点7、某同学研究风力发电的风轮叶片角度对转动的影响，在下列四种设计方案中假设风垂直纸面向下吹过风轮（图为俯视图），a、b为一个叶片的左右两侧，能使风轮顺时针转动的是（）8、机械师为一个特殊的冷藏系统建造了一个机械部件，这个部件用两根钢条和两根铝条构成。

温度为293K时，该部件时正方形的，但在170K时，它的形状发生了扭曲，如图所示。

这个部件的四条边中，膨胀系数较小的钢条和膨胀系数较大的铝条分别是（）A. 1、2和3、4B. 3、4和1、2C. 1、3和2、4D. 2、4和1、3二、填空题（每小题6分，共30分）9、如图所示为一力学装置，滑块B与滑块A用细绳相连，所有接触面皆为光滑。

静止释放以后，A和B就运动起来，则当滑块B的速度大小为v时，滑块A在竖直方向上对地的速度大小为，在水平方向上对地的速度大小为。

10、如图所示，两个焦距为10cm的凸透镜L1、L2相距30cm。

一个物体位于第一个透镜左侧35cm处，则物体发出的光线经过两个透镜后所成像是像（选填：“正立实像”、“倒立实像”或“倒立虚像”），位于cm处。

11、小轩在某单位做志愿者，需要把30个质量均为5kg的箱子从地面搬到离地高12m的储藏阁楼上。

如果每次搬运箱子的个数太多，会走得很慢且需要不时地休息；如果每次只搬一个箱子，又会有大量的能量用于克服自身重力做功。

已知小轩对箱子做功的功率（Power）与所搬物体的质量（Mass）关系如图所示，在所需时间最少的情况下，小轩每次搬运箱子的数目为。

完成这项工程所花时间为 s。

（不计返回楼下所需时间和搬起、放下每个箱子的时间）12、当地铁在隧道中行驶时，我们常能在车窗外看到广告动画，这种地铁动画的产生是利用了人的视觉暂留机制（人类的视觉暂留时间一般为s）。

如图所示，功能的实现依靠隧道中相隔一定距离安装的LED灯管，每根灯管对应不同帧的画面。

为确保15s广告画面连贯。

安装的LED灯管至少为根。

为保证列车上的乘客能够如常看完15s的广告，列车时速需控制在72Km/h，则相邻灯管的距离为 m。

13、1915年，爱因斯坦建立了广义相对论，时隔100年，2015年9月LIGO科学合作组织宣布探测到了__________,验证了爱因斯坦的预言：之前爱因斯坦还曾基于光速不变建立了狭义相对论，并导出了E=mc2(c位真空中光速)，为人类提供了一种获取能量的新方法。

在电影《火星救援》中有一种利用放射性同位素制成的取暖装置，其原理是放射性同位素钍204衰变为铅204的同时释放出能量。

已知钍原子质量为203.9793839u，铅原子质量为203.973020u。

1u=1.6605×10-27kg。

则若要使该装置以3mW功率提供能量，每秒发生衰变的钍原子数目为__________个。

14、如图所示，在一块温度为0℃平整的冰上有一个体积为V=1000cm3的洞，用带小孔的不导热泡沫塑料板覆盖在冰面上。

现从小孔向洞内缓慢注入温度为100℃的水，为不让水从小孔中溢出，至少能注入多少千克的100℃的水？（已知冰的密度ρ=0.90×103kg/m3,冰的溶解热入=334kJ/kg）冰15、如图所示，将边长为a的正六边形均匀木板由中心O点沿径向向外挖除一块后，用一根细绳系住该多边形的A点，将其竖直悬挂。

当该多边形主语平衡状态时，竖直线与AB的夹角θ，则tanθ为多大？16、如图所示，在隔热的气缸里用不计质量的活塞封闭3kg温度为100℃的水，此时活塞恰好与水表面接触。

现用点加热器对汽缸内的水继续加热，使部分水转化为水蒸气，从而推动活塞向上移动。

已知电热水器的电阻r=50Ω，大气压p=1.0×105pa,通过电加热器的电流I=10A,电流的热效应转化率为η=90%。

活塞面积s=0.5m2，谁的汽化热q=2.25×106J/kg。

100℃的水蒸气ρ=0.6kg/m3。

求在开始运动的一分钟内活塞升高的高度？（不计水面高度变化）17、在斯涅尔的档案中有一幅光路图。

文字资料表明斯涅尔在该光路图上记录了一个点光源通过两块平面镜所成像的情况，两平面镜足够大，并成一定夹角；斯涅尔在图上用阴影标出了可以同时看到两个像的区域。

随着时间的流逝，墨水褪色，在图上仅能看到一块平面镜M1和阴影区域AOB，如图所示。

（1）用作图法，在图中画出平面镜 M2的位置，以及点光源 S 所有可能的位置。

（2）若 M1和 M2所成的夹角为ψ，当∠AOB=∠α=300时，求出ψ的大小。

18、一学生课题组在测量某根电阻的阻值时，意外发现随着电压的增大电阻丝进入炽热状态。

此时对炽热电阻丝吹气，其阻值会变化。

他们对此现象进行探究，在控制电阻丝两端的电压为 10V 的条件下，得到电阻丝的电阻RX随风速v (用风速计测)的变化关系如图 1所示。

（1）由图 1 可知当风速增加时，Rx会_________(选填: "增大"、"减小"或"不变" )。

（2）该组同学希望利用电阻丝的这一特点，设计测量风速的装置，他们找到了以下器材：(A)电流表（量程可选 0~0.6A 或 0~3A） (b) 电压表（量程可选 0~3V 或 0~15V）(c)稳压电源 (0~15V 可调) (d) 导线若干请利用上述器材，在图2中画出实验电路，标明电表量程、电源电压或电阻阻值（器材不一定都使用）。

（3）在你设计的电路中，风速的测量范围为__________。

（4）为了通过电压表的示数来显示风速，同学们设计了如图所示的电路。

其中R为两只阻值相同的电阻，R为两根相同的电阻丝，一根置于气流中，另一x根不受气流影响，为待接入的理想电压表。

如果要求在测量中，风速从零开始增加，电压表的示数也从零开始增加，则电压表的"+"端和"一"端应分别连接到电路中的__________点和__________点（选填:“a”、“b”、“c”或“d”）。

19、一学生课题组为研究气球的相关特性，分别做了以下的实验:（1）实验中利用图示装置给气球充气。

试利用玻璃 U 型管，水银，带阀门的细橡皮管等器材设计测量气球内部气体压强方案，画出测量气球内部气体压强的实验装置图，井写出气球内部气体压强p的表达式。

（大气压强为p，重力加速度为g，水银密度为ρ）（2）实验测得某一规格气球内部压强随气球的体积变化如图所示。

试描述气球内部气体压强的变化情况。

（3）将两个规格与题（2）完全相同的气球，用带有阀门的细管连接(如右上图) ，观察气球大小的变化。

若某次实验时左侧气球A的初始体积为0.5L，右侧气球B的初始体积为0.08L。

则打开阀门后，两气球的体积将如何变化? 并说明判断的依据。

五、判断与说理题20、小明拿了一只有温度显示的保温电热水瓶。

装上一定量的水之后，温度计的示数为T0=20℃，经过T1=1min，水被加热到T2=40℃，他往电热水瓶里又注入了一些水。

在T2=3.5min的时刻，水的温度达到了T2=50℃。

小明不再往电热水瓶里注水了。

又过了5min，水烧开了。

如图所示为热水瓶里水的温度在加热和注水的过程中的变化图像。

试求注入的水的温度T等于多少？x21、如图所示，两个大钢球悬挂后，拉开一角度释放，其间夹有薄片材料。

两球相撞后，有的薄片上会出现洞。

某同学对该实验现象进行了详细的研究。

（1）薄片材料分别取一层同样厚度的纸张、塑料和锡纸，保持两球每次释放的高度不变，发现纸张和塑料在两球撞后有洞，且洞的边缘有焦痕，而锡纸在撞后没有洞。

已知三种材料热导率（热导率是物质导热能力的量度）如下表所示。

试分析洞产生的原因。

（2）多次改变相撞前钢球的动能，对应撞击出洞的情况（所夹材料均为一层纸张）如图所示，图中数字为相撞前的动能，由左向右分别为14.0、21.0、29.0和42.0，单位为100J。

是归纳规律并分析原因。

（3）如果保持钢球相撞前的动能不变，改变钢球间所夹纸张的张数，发现随着纸张张数增加，小球反弹的高度越来越低，则在表层纸面上形成的洞的情况将会怎么样？22、地球可以近似看成一个半径为R的球体，由地壳、地幔与地核组成，如图所示。