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2016年湖南省长沙市九年级应用物理知识竞赛复赛试题

时间:2017-03-07


2016 年长沙市九年级应用物理知识竞赛复赛试题
本卷中取 g=10N/kg。 一、选择题(本题共 10 小题,每小题 4 分,共 40 分。每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的) 1.关于一些实际生活中的现象,某同学试图从惯性角度加以解释,其中正确的是( ) A.采用了大功率的发动机后,某些赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度,这表明,可以通过科学进步使小质 量的物体获得大惯性; B.射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透,这表明它的惯性小了; C.机车不能拉动重的平坂车时,在机车后加挂几节装货的车厢,就可以拉动了,这是利用了车厢的惯性; D.摩托车转弯时,车手一方面要控制适当的速度,另一方面要将身体稍微向里倾斜,通过调控人和车的惯性达到急转弯的 目的。 2.如图所示,两个相同的光滑弧形槽,一个为凸形,一个为凹形,两个相同小球分别进入两弧形槽的速度为 v,运动到槽的 末端速度也都为 v,小球通过凸形槽的时间为 t1,通过凹形槽的时间为 t2,则 t1、t2 的关系为( ) A.t1=t2 B.t1>t2 C.t1<t2 D.无法确定

3.如图甲所示,圆柱体 PQ 放在凸透镜前的图示位置,它所成像的形状应该如图乙中的( ) 4.两个相同的杯子,一个装半杯热水,一个装半杯凉水,下列冷却方法放热最多的是( ) A.先把凉开水倒人热开水杯中,再等2分钟 B.先把热开水倒入凉开水杯中,再等2分钟 C.先等2分钟,再把热开水倒人凉开水杯中 D.先等2分钟,再把凉开水倒入热开水杯中 5.华裔科学家王中林发明了可将机械能转换为电能的纳米能源系统,下列说法不正确 的是( ) ... A.这一系统可用来驱动传感器或者微型器件,植入皮下,利用肌肉活动来供电,检测血脂、血糖和心脏活动; B.把纳米发电机装在地毯或地板下面,老人每走一步,它就会产生一个电信号,如果老人摔倒了,可以与其它装置一起远程 通知家人; C.可应用做成能发电的服装设备; D.此系统内部结构中不需要任何磁体,它是利用电磁感应原理来发电。 6.如图所示,在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下,当小车从图示位置向右匀速运动时,物体 A 的受力情况是( ) A.绳的拉力大于 A 的重力 B.绳的拉力等于 A 的重力 C.绳的拉力小于 A 的重力 D.绳的拉力先大于 A 的重力,后小于 A 的重力 7.一辆娱乐电瓶车,工作电压为24V,工作电流为10A,效率为80% ,电瓶车及人总重为2400N,行驶时阻力是总重的0.1倍, 则此电瓶车水平匀速行驶100m所用的时间约为( ) A.100s B.120s C.125s D.以上都不对 8.有一种金属导体材料在 0~100?C 之间时,电阻 R 与温度 t(?C)满足关系: R ? 100 ? 2t (单位Ω )。用这种材料制成 的热敏电阻与电压表等元件连成如图电路。电源电压为 6V,电压表量程为 0~3V,R0 阻值为 200Ω 。若把电压表的刻度盘改 为指示水温的刻度盘,则下列说法正确的是( ) A、水温刻度不均匀,环境温度越高,对应电压表读数越大 B、该装置的测温范围是 0~100 ?C C、水温刻度盘上的 0℃与电压表 0V 对应 D、若将 R0 换成更大的电阻,则温度计的测温范围会变小

9.如图所示,水平桌面上放有甲、乙、丙、丁四个完全相同的圆柱形容器。其中甲容器内只 有水;乙容器内有木块漂浮在水面上;丙容器内有一个装有铝块的平底塑料盒漂浮在水面上,塑料盒底始终与容器底平行, 且塑料盒的底面积等于圆柱形容器底面积的一半; 丁容器中用细线悬吊着一个实心的铝球浸没在水中。 已知四个容器中的水 3 3 3 3 3 3 面一样高,对这一情景,有如下一些说法: (ρ 木=0.6×10 kg/m ;ρ 酒精=0.8×10 kg/m ;ρ 铝=2.7×10 kg/m ) ①各容器对水平桌面的压强相同 ②向乙容器中倒入酒精后,木块底部受到的压强将增大 ③将塑料盒内的铝块取出,塑料盒底距容器底的距离的增大值等于水面下降高度的数值 ④将悬吊铝球的细线剪断后, 丁容器对水平桌面压力的增大值等于铝球所受重力的大小 上述说法中正确的一组是 ( ) A.①② B.②③ C.③④ D.①③ 10.如图所示的电路图中,电源两端电压保持不变,滑动变阻器的最大阻值为 R3。若只闭合开关 S1,将滑动变阻器的滑片 P 置于 A 端时,电压表 V1 的示数为 U1,电压表 V2 的示数为 U2;若此时将滑动变阻器的滑片 P 移至 B 端,电压表 V1 的示数变为 U1′,电压表 V2 的示数变为 U2′,电流表 A1 的示数为 0.4A。已知 U1∶U1′=1∶2,U2∶U2′=3∶1,R2=3Ω 。则( ) A.电阻 R1 的阻值为 3Ω ; B.电源两端电 U 为 3.6V; C.当开关都闭合,滑动变阻器的滑片 P 置于 B 端时,电路消耗的总功率 P 为 33.6W D.当开关都闭合,滑动变阻器的滑片 P 置于 B 端时,A1 表与 A2 的示数之比是 13:28

2016 年长沙市九年级应用物理知识竞赛复赛试题第 1 页 共 4 页

二、填空题(每空 3 分,共 30 分) 11.如图所示,在一根很细的尼龙丝下悬挂一个小磁针,磁针的上方固定一面小平面镜,在镜子的前方,与镜面在同一高度 处,固定了一根与镜面平行的刻度尺和光源。光源发出一束光线斜射到平面镜上,在刻度尺上某处会出现一个光斑。当地磁 场发生变化时,小磁针和平面镜会一起发生偏转,光斑会在刻度尺上移动,从而反映出地磁场的变化情况。 (1)若光斑在刻度尺上向左移动了一段距离,表明小磁针的N极向 (填“纸内”或“纸外”)发生了偏转。 (2)这种把无法直接观察的磁场的变化,转换成观察光斑移动的方法,在物理学和生活实际中还有很多类似的实例,请你举 出一例: 。 12.如图,一根均匀的木棒,其一端 B 用细绳吊在墙上,另一端 A 浸在水中,棒重为 G,当木棒 L 的一半浸在水中时(如图 所示),恰好平衡,木棒所受到的浮力大小为 (用含 G 的式子表示),木棒的 3 密度ρ = kg/m 。 13.实心圆柱体 A、B 高度相等,底面积之比为 2:1,把它们竖直放在水平地面上,它们对地面的压 强之比为 2:1,则 A、B 的密度之比是 ,若把圆柱体 A 叠放在圆柱体 B 上时,圆柱体 B 对地 面的压强增大为原来的 倍。 14.小明家新买了一条电热毯,他想用电流表和电压表测量电热毯的电阻值,于是他设计了如图所示 的电路。其中电源两端的电压为 6V,Rx 为电热毯的电阻值,滑动变阻器的最大阻值为 20 Ω 。但实 验过程中, 小明发现, 不论怎样调整滑动变阻器触头 P 的位置, 电压表的示数几乎不发生变化, 且查得电路各处均连接无误。 (1)请你分析一下产生这一现象的原因是 ; (2)若不更换实验器材,在原图基础上怎样改动电路,才能在触头 P 滑动过程中,使电热毯两端的电压值变化范围为 0~ 6V?请在方框内画出改动后的电路图。

15. 如图所示电路,AB 间电压为 4.8V,电阻 R1 的阻值为 10Ω ,电阻 R2 的阻值为 4Ω ,电阻 R3 的阻值为 6Ω ,电阻 R4 的 阻值为 3Ω 。则若在 ab 间接一只理想电压表,电压表示数为______V,若在 ab 之间接一只理想电流表,电流表的示数为 ______A。 三、综合应用题(第 16 题 9 分,第 17 题 9 分,第 18 题 12 分,共 30 分) 16.如图 1,位置传感器 B 利用超声波可以测出不同时刻小车 A 与它的距离,这样计算机就可以算出运动的小车在不同位置时的速度。公安交警的巡逻车便是利用这个原理来检测公路 上行驶的汽车车速。如图 2(a)所示,停在公路旁的公安巡逻车利用超声波监测车速,巡逻车上的测速仪发出并接收超声 波脉冲信号,根据发出和接收到的信号间的时间差就能测出车速。在图 2(b)中,P1、P2 是测速仪先后发出的超声波信号, n1、n2 分别是测速仪检测到的 P1、P2 经反射后的信号。设测速仪匀速扫描,P1 与 P2 之间的时间间隔为 0.9s,超声波在空气中 传播的速度为 340m/s。求: (1)测速仪第一次发出的超声波信号 P1 到达小汽车时,小汽车离巡逻车多远? (2)测速仪第二次发出的超声波信号 P2 到达小汽车时,小汽车离巡逻车多远? (3)被测车的车速为多少?

2016 年长沙市九年级应用物理知识竞赛复赛试题第 2 页 共 4 页

17.2015 年 4 月 16 日, 中国南车株洲电力机车有限公司全球首创的十秒级闪充超级电容储能式现代电车在宁波生产基地正 式下线,如图所示。这种电车采用超级电容作为电能存储设备,这种超级电容安全环保,可反复充放电 100 万次以上,使用 寿命长达十年。与该车相匹配的充电桩安装在各公交站点,充电桩在乘客上下车的约 30s 时间里即可把电充满,并可让电车 持续正常行驶 5km 以上。在制动和下坡时,电车还可以把一部分动能再转化为电能为超级电容充电。 若这种电车的质量(满载,含乘客)为 m=15t;正常匀速行驶时,电车受到的平均阻力 f 为车重 G 的 0.02 倍;正常匀 速行驶时的速度为 v=10m/s。(取 g=10N/kg)求: 1.这种电车满载正常匀速行驶时的功率 P 行。 2.若这种电车每次充满电后持续正常行驶 5km,满载正常匀速行驶时的效率为 90% 。试估算,每次充满电,电车从充 电桩所获得的能量 E。 3.若每次给这种电车充满电须耗时 t=30s,试估算,充电桩为电车充电时的输出功率 P 。 出

18.载人飞船在太空中飞行时,由于处在真空环境,它的舱门必须具有良好的密封性。为了检验飞船舱门的密封性能,科研 人员采用了如下的方法:将待检验的飞船舱体 M 置于一个不漏气的集气空腔 N 中,如图甲所示。先对舱体 M 充入压强为 5 1.0×10 pa 的空气,然后,把集气空腔 N 抽成真空。若舱门漏气,一段时间后便会有气体从舱体 M 进入集气空腔 N 中,舱体 M 中的压强将减小,集气空腔 N 中的压强将增大。为了测量舱体 M 和集气空腔 N 中的压强,科研员设计了如图甲所示电路, 其中 RM、RN 是两个完全相同的压敏电阻(其电阻值会随所受压强大小发生变化的可变电阻)。已知舱体 M 的容积为 V,集气 2 空腔 N 真空部分的容积为 4V,飞船舱门的面积是 0.6m ,不计舱体 M 器壁的体积,整个过程温度不变。电路中 R0 的阻值为 10?,电源电压为 12V。压敏电阻 RM、RN 的阻值随气体压强变化的关系如下表: 5 压敏电阻受到的气压 (×10 Pa) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 压敏电阻对应的电阻值(Ω ) 50 40 30 22 15 12 10 8 6 5 4 试求: (1)若舱门不漏气,且单刀双掷开关 S 接 b 时,电路中电流表和电压表的示数分别是多少? (2)实验表明,一定质量的气体在温度不变的情况下,压强随体积的变化如图乙所示。若空气从舱体 M 中逸出,经过 一定的时间后,M、N 中的压强相等。若开关 S 接在 a 处,则此时整个电路消耗的总功率多大? (3)在检验过程中的某时刻,开关接 a 时电压表的示数为 Ua、压敏电阻 RM 的功率为 PM,开关接 b 时电压表的示数为 Ub、 压敏电阻 RN 的功率为 PN,若 Ua=2 Ub,且 PM:PN=3:2,则此时舱门内外受到的压力差是多少?

2016 年长沙市九年级应用物理知识竞赛复赛试题第 3 页 共 4 页

2016 年长沙市九年级应用物理知识竞赛复赛参考答案

一、 选择题(本题共 10 小题,每小题 4 分,共 40 分)
题号 答案 1 C 2 B 3 B 4 C 5 D 6 A 7 C 8 A 9 D 10 C

二、填空题(本题共 5 个小题,每空 3 分,共 30 分,不要求写出解答过程) 11.纸外,通过乒乓球的跳动,判断与之接触的正在发声的音叉在振动(转换法的例子都对) 12.

2 G 3

0.75?103

13.2:1 ,5 倍

14.(1)因为串联电路是根据电阻的比值进行分压,当电压表的示数几乎不变时,说明电热毯的电阻远远大于滑动变阻器 的最大阻值;

(2 ) 15.3.6V,1.33A 三、综合应用题((第 16 题 9 分,第 17 题 9 分,第 18 题 12 分,共 30 分)) 16.因为 P1 与 P2 之间的时间间隔为 0.9s,则图像中每一格代表时间间隔 0.1s,

1 1 vt ? ? 340 m / s ? 0.3s ? 51m 2 2 1 1 (2)P2 经 0.2s 返回,则 s1 ? vt ? ? 340 m / s ? 0.2 s ? 34 m 2 2
(1)P1 经 0.3s 返回,则 s1

?

(3 分) (3 分)

(3)从 P1 到达小车,到 P2 到达小车,共历时 0.85s,小车经过的路程

s ? 51m ? 34 m ? 17 m

v?

s 17 m ? ? 20 m / s t 0.85 s
3 3

(3 分)

17.(1)电车匀速行驶时,电车的牵引力

F ? f ? 0.02G ? 0.02mg ? 0.02 ? 15 ? 10 kg ? 10N/kg ? 3 ? 10 N
电车正常匀速行驶时的功率
3 3

P ? Fv ? 3 ? 10 N ? 10m/s ? 3 ? 10 W 行
3 4
7

(3 分)

(2)这种电车每次充满电后持续正常行驶 s=5km,电车所做的功为:

W ? Fs ? 3 ? 10 N ? 5 ? 10 m ? 1.5 ? 10 J
电车从充电桩所获得的能量

E?

1.5 ? 10 J
7

0.9

? 1.67 ? 10 J
7

(3 分)

(3)充电桩为电车充电时的输出功率为

P ? 出

E t

?

1.67 ? 10 J
7

30s

? 5.57 ? 10 W
5

(3 分)

18. 解: (1) 由题表可知 RN=50Ω , 根据欧姆定律 I1=U/ (R0+RN) =12V/ (10+50) Ω =0.2A, 电压表的读数为 U0=I1 R0=0.2A×10Ω =2V。 (1 分) 5 / / (2)M、N 中的压强相等时,由题意和图像可得此时对应的气体压强均为 0.2×10 Pa,此时 RM =RN =30Ω (1 分) 2 2 / 2 电路消耗的总功率 P=U /R 总=U /(R0+RM ) =(12V) /(10+30)Ω =3.6W(1 分) (3)因为两种情况下定值电阻 R0 两端的电压的关系为 Ua=2 Ub,可知 Ia=2Ib ????????????①(1 分) 而 Ia=U/(R0+RMa) ????????????②(1 分) Ib=U/(R0+RNb) ????????????③(1 分) 联立①②③得 2RMa + R0 = RNb ????????????④(1 分) 2 2 又因为两种情况下 PM:PN=3:2,则有:Ia RMa : Ib RNb=3:2???⑤ 联立①⑤可得:8RMa =3 RNb??????????????⑥(1 分) 联立④⑥解得 RMa=15Ω RNb=40Ω (1 分) 5 查表可得容器 M 中的压强为 PM=0.4×10 Pa(1 分) 5 容器 N 中的压强为 PN=0.1×10 Pa(1 分) 则此时舱门内外受到的压力差 F=(PM —PN )S

=(0.4×105 Pa—0.1×10 5 Pa)×0.6m2= 1.8×104 N(1 分)

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