2016年上海市第30屆大同杯物理競賽初賽試題及答案解析

日期：2018-02-28 13:23 點擊：

大同杯初賽本周日就將開賽，作為初中階段最具有含金量的比賽之一，其重要性不言而喻，如果能夠獲得好成績就等于一只腳踏入了名校。思源教育小編為大家整理了去年大同杯物理競賽初賽試題及答案解析，希望可以幫助大家更好的了解考試形式和內(nèi)容，做到心里有底，為今年的比賽做好準備。

答案解析

1.B【解析】本題考查的是電流的熱效應，四個選項中只有電熱毯是利用電流的熱效應工作的;電視機主要將電能轉(zhuǎn)化為光能;電風扇主要把電能轉(zhuǎn)化為機械能;電腦的主要功能是處理信息。

2.A【解析】本題主要考查信息的傳播，無線電波可以在真空中傳播，能滿足衛(wèi)星和汽車間的信息傳遞;紅外線和紫外線也可以傳播信息，但有距離限制;激光是通過光導纖維來傳播信息的。

3.D【解析】本題考查的是光的反射，林中光影和日食現(xiàn)象都是光線的直線傳播現(xiàn)象，雨后彩虹是太陽光線經(jīng)過空中漂浮的小水滴折射而形成的，水中倒影是光的反射現(xiàn)象。

4.B【解析】本題考查物質(zhì)的內(nèi)能，內(nèi)能的改變有兩種方式，熱傳遞和做功，物體間只有存在溫差時才會發(fā)生熱傳遞，相同溫度的物體之間不會發(fā)生熱傳遞。

5.B【解析】本題考查的是對物體的受力分析，由于甲、乙一起以相同速度做勻速直線運動，且不考慮空氣阻力，甲乙之間不存在摩擦力，乙受到甲的壓力，同時乙還受到拉力F，桌面對乙的摩擦力和支持力，以及乙自身的重力，故一共受到5個力的作用。

6.C【解析】本題考查的是二力平衡的知識。向左右兩板施加壓力F時，木塊A靜止，說明此時木塊A受力平衡，A受到的摩擦力等于自身重力;當壓力都增大到2F時，物體A在水平方向上受到左右平衡的壓力2F，在豎直方向上木塊A受到重力作用，同時還受到木板對木塊向上的摩擦力，如果木塊受到的摩擦力增大，木塊將往上運動，但實際是木塊依然靜止，所以此時重力和摩擦力依然相等，說明摩擦力大小不變。

7.D【解析】本題考查的是光的反射和折射規(guī)律。由反射光線和水面的夾角為60°，可知反射角為30°，反射角等于入射角，所以入射角α=30°。光由水折射向空氣，折射角會大于入射角，所以β>30°。

8.C【解析】電壓表負接線柱與A接線柱相連，正接線柱分別與B、C、D、E相連時電壓表示數(shù)均為3V，說明B~E接線柱之間都是通路，當正接線柱與F相連時，電壓表示數(shù)為零，說明EF之間存在開路，所以燈泡一定存在故障。

9.D【解析】滑動變阻器往右移動時，燈泡L1和滑動變阻器組成的并聯(lián)電阻R增大，電阻R0和燈泡L2的電阻不變，電源電壓不變，由閉合電路歐姆定律可知，電路電阻變大，電路中電流變小，電阻R0和燈泡L2兩端電壓變小，相應的并聯(lián)電阻R兩端電壓變大。燈泡L2的亮度變暗，燈泡L1的亮度變亮，電壓表V2測L2兩端電壓，示數(shù)變小;電壓表V1測燈泡L2和并聯(lián)電阻R兩端的總電壓，由于R0兩端電壓變小，所以電壓表V1的示數(shù)變大。

10.A【解析】白熾燈燈絲斷開后，把斷頭搭接起來，燈絲的長度變短，由于導體電阻的大小與導體的長度有關，當其他條件相同時，導體越長，電阻越大，所以搭接起來的燈絲電阻變小，兩端電壓不變，通過燈絲的電流變大。

11.A【解析】規(guī)定水凝固時的攝氏溫度為0℃，標準大氣壓下水沸騰時的溫度為100℃，中間分為100等分，每一份是1℃。現(xiàn)規(guī)定水凝固時的的溫度為32華氏度，對應0℃，標準大氣壓下水沸騰時的溫度為212華氏度，對應100℃，即180份1華氏度等于100份1℃，所以1℃表示1.8華氏度，10℃代表18華氏度，-10℃是在0℃的基礎上下降10℃，也就是在32華氏度基礎上下降18華氏度，及-10℃換算成華氏溫度為14華氏度。

12.B【解析】甲、乙為兩個完全相同的直角三棱劈，把它們還原成長方體，由于均勻長方體產(chǎn)生的壓強p0===ρgh，所以甲、乙為兩個完全相同的直角三棱劈的重力等于G，底面積為S，所產(chǎn)生的壓強為p=ρgh。將兩個三棱劈沿圖中虛線將右上方切掉，切掉后甲三棱劈比乙三棱劈矮，分別將切后的三棱劈還原為長方體，由于長方體密度均勻，所以產(chǎn)生的壓強p=ρgh，由于h乙>h甲，所以p乙>p甲，壓強與切除的質(zhì)量無關。

13.B【解析】因為θ=θ2+θ1，切點P恰好圍繞O點勻速轉(zhuǎn)動，θ1勻速增大，所以θ均勻增大。

14.C【解析】由小磁針的N極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)，說明這束離子所形成的電流引發(fā)的磁場指向紙內(nèi)，由右手定則可知，電流方向向左。如果這束離子帶負電，則這束離子向右運動;如果這束離子帶正電，則這束離子向左運動。

15.A【解析】根據(jù)“山鼠打洞時受到的阻力f與洞的深度L成正比，即f=kL(k為比例常數(shù))”畫出函數(shù)圖象如下，則山鼠從洞深d1打到洞深d2克服阻力做的功即為d1和d2之間梯形的面積，(kd1+kd2)×(d2-d1)=。

16.B【解析】“初始時，兩管水銀面一樣高”說明開始時A管中氣體的壓強等于外界大氣壓;固定A管，將B管沿豎直方向緩慢上移一小段距離H，假設A管液面與外界大氣壓接觸，達到平衡狀態(tài)時，A管液面要上升H，B管液面比以前高H;實際情況為A管不與外界大氣壓接觸，A管中原有氣體被壓縮，使A管液面上方的壓強p1大于外界大氣壓p0，要使A、B管內(nèi)的水銀面穩(wěn)定，則B管內(nèi)的水銀面上升的高度必須高于H，A管內(nèi)的水銀面上升的高度h就要比H小。

17.D【解析】光線平行平面鏡ON入射，入射角為(90°-θ)，則反射角為(90°-θ)，第一次反射的反射光線與鏡面ON所成角度為2θ，則第二次反射的入射角為(90°-2θ)，反射角為(90°-2θ)……依次類推。要使光線沿著原來的光路返回，必有一次入射光線垂直射向鏡面，設第n次反射光線垂直射向鏡面，則90°-nθ=0(n為正整數(shù))，把四個選項代入只有D項不能使n為正整數(shù)，所以選D。

18.C【解析】在運動過程中球受到的空氣阻力與速度大小成正比，即F阻=kv，對乒乓球進行受力分析，如下圖，乒乓球保持靜止，則有kvcosθ=Gsinθ，G=mg，解得v=。

19.A【解析】當木塊對容器底部的壓力恰好為零時，木塊受到的浮力等于木塊的重力，從而求出木塊排開水的體積為V排==，木塊浸入水中的體積V=V排=，由木塊的底面積為S1，得出木塊浸入水中的深度h==，這時容器內(nèi)水的深度也為h=，由V水=(S2-S1)h，m水=ρ水V水，G水=m水g得出水的重力G水=mg，對桌面的壓力F壓=G水+G木=mg+mg=mg。

20.C【解析】當光屏上的光斑最小時，物距u與像距v必滿足條件+=，整理得uv=f(u+v)，又由u+v=L，得uv=fL，由基本不等式得u+v≥2，即u+v≥2。當u=v時，u+v取最小值2，即L取最小值2，這時L=4f，而f

21.B【解析】當輕繩的右端從B點移到直桿最上端時，設兩繩的夾角為2θ.以滑輪為研究對象，分析受力情況，作出力圖如圖1所示.根據(jù)平衡條件得：2Fcosθ=mg，得到繩子的拉力F=所以在輕繩的右端從B點移到直桿最上端時的過程中，θ增大，cosθ減小，則F變大.當輕繩的右端從直桿最上端移到C點時，設兩繩的夾角為2α.設繩子總長為L，兩直桿間的距離為S，由數(shù)學知識得到 sinα=，L、S不變，則α保持不變.再根據(jù)平衡條件可知，兩繩的拉力F保持不變.所以繩中拉力大小變化的情況是先變大后不變.故選B

22.D【解析】導線的電阻與導線截面積成反比，所以R1：R2=S2：S1=d22：d12=0.62：0.32=4：1，并聯(lián)電流與電阻成反比，所以I1：I2=R2：R1=1：4，所以當通過d1的電流到達1.5A的時候，d2上的電流為6A，粗鉛絲熔斷。當d2上電流為4A時，d1上的電流為1A，此時總電流為5A。同理，20根d1和d2并聯(lián)接入電路，當d2上電流為4A的時候斷掉，此時總電流為1×20+4=24A。

23.B【解析】根據(jù)左手定則判斷出各段受到的安培力的方向，如圖。由于電阻絲ACB上產(chǎn)生的安培力等效于電阻絲AB上的產(chǎn)生的安培力，所以等效電路為2r和r并聯(lián)，并聯(lián)后總電阻R并==r。根據(jù)歐姆定律，并聯(lián)的電流I1==，移走AB后的電流I2=，則安培力F1=BI1L==F，余下線框受到的安培力大小為：F2=BI2L==F。

24.B【解析】由題意畫出的示意圖如下。則船由A駛向B時，有v船=v水tan60°;船由B駛向A時，v船和v水的合速度v沿BA方向，有v1=v船cosθ，v2=v船sinθ，=tan60°，渡河時間t2==，整理化簡得sinθ=cosθ-1，又有sinθ2+cosθ2=1，解得θ=30°，則v2=v船，所以t1：t2=1:2。

25.A【解析】對物體受力分析如圖。因為物體勻速運動，水平豎直方向均受力平衡：水平方向：Fcosθ=μ(mg-Fsinθ) ①;豎直方向：FN+Fsinθ=mg ②;θ從0逐漸增大到90°的過程中，由于摩擦力逐漸減小，故F在水平方向的分力減小，由P=Fv可得拉力F的功率一直減小.

26.D【解析】由題目所述畫出圖片如下，可以看出v1和v2的大小和方向均不同。

27.D【解析】當金屬盤上表面和下表面的溫度分別保持為325K和320K不變時，上表面單位時間內(nèi)獲得的能量c上=c1散失+c傳遞，下表面單位時間獲得的能量c下=c2散失=c傳遞，只有這樣才能保持穩(wěn)定。由題干知c散失=k1Sc差，c傳遞=。上表面單位時間內(nèi)獲得的能量c上=25k1S+①;下表面散失的能量c下=20k1S=②。當金屬盤的厚度變?yōu)?d時，設上表面溫度為aK，下表面溫度為bK，上表面單位時間內(nèi)獲得的能量c上=k1S(aK-300K)+③;下表面散失的能量c下=k1S(bK-300K)=④。聯(lián)立①②③④得a=327K，b=318K。

28.A【解析】根據(jù)題意得，電源為恒流源，能夠提供持續(xù)的定值電流，電阻R2兩端電壓不變，則當滑動變阻器的滑動觸頭向上滑動時，電壓表讀數(shù)的變化量等于電阻R1兩端電壓的變化量△U，總電流為I，電流表讀數(shù)為IA.電阻R1兩端電壓U1=(I-IA)R1，則|△U|=|△U1|=|[(I-IA1)-(I-IA2)]R1|=|△IA|R1，則得||=R1.

29.D【解析】當u=30cm，f=20cm時，由+=得v=60cm，以物體所在位置作為原點建立直角坐標系，則此時像的坐標為(0，90);向右移動凸透鏡，當u=2f=40cm時，v=2f=40cm，此時像的坐標為(0，80);當2f

30.D【解析】根據(jù)題意畫出示意圖，當智能機器人相對于機器人串剛好沿AB軌跡運動時，不會相撞。機器人串水平向右移動的速度v=2cm/s，則智能機器人即使不動的情況下，相對于機器人串也會有水平向左的相對速度v′=2cm/s，智能機器人相對于機器人串要得到AB方向的合速度，v1最小要垂直于AB，則v1=v′sinθ，則智能機器人在垂直跑道的分速度v2=v1cosθ=v′sinθcosθ，所以通過的時間t===16.9s。

31.AC【解析】北方冬天玻璃窗上產(chǎn)生的冰花是凝華現(xiàn)象;炎熱夏天冰糕周圍的“白氣”是雪糕周圍空氣中的水蒸氣遇冷液化形成的;能量是由高溫物體傳向低溫物體的，0℃比-18℃高，能量是由0℃的環(huán)境傳向-18℃的冰的，所以冰的內(nèi)能增加;做功可以改變物體的內(nèi)能，用鋸條鋸木板時，摩擦力做功，使鋸條和木板的內(nèi)能增加，從而使溫度上升。

32.AD【解析】由題意知，分兩種情況：

(1)如下圖，設AB=xm，BD=ycm，CD=1.5m，DE=0.6m，DF=4m，F(xiàn)G=1.4m。由三角形相似的知識可證△ABE∽△CDE，△ABG∽△HFG，則=，=，解得y=3，x=9，所以路燈的高度為9m

(2)如下圖，設A1B1=xm，B1D1=ycm，C1D1=1.5m，D1E1=0.6m，D1F1=4m，F(xiàn)1G1=1.4m。由三角形相似的知識可證△A1B1E1∽△C1D1E1，△A1B1G1∽△H1F1G1，則=，=，解得y=1.2，x=4.5，所以路燈的高度為4.5m。

33.ABD【解析】凸面鏡能使平行光線發(fā)生散射，從而使反射光線的反向延長線成的虛像比實物小;凸透鏡的物距大于2f時，成縮小的實像;平面鏡成與實物等大的虛像，凹透鏡可以當縮小鏡使用，能成縮小的虛像。

34.BD【解析】設導體的電阻率為ρ，厚度為d，邊長為L，則由電阻定律得：導體的電阻R=ρ=ρ=ρ，R與邊長L無關，故R1=R2.通過電阻的電流I=，由于U與R都相同，則通過兩電阻的電流相同，故A錯誤，B正確;電流I=nevS=nevLd，由于I、n、e、d相同，則L越大，v越小，則R1中自由電荷定向移動的速率小于R2中自由電荷定向移動的速率，故C錯誤，D正確;故選BD.

35.BC【解析】當電機不轉(zhuǎn)時，由歐姆定律得到，電機的內(nèi)阻：r==Ω=2Ω，所以電機線圈阻值一定為2Ω，B項正確;當電壓增加到12V時，電機開始工作，此時電機能帶動16N重的物體以1m/s的速度勻速上升，設這時的電流為I，則有UI-I2r=Fv，即12I-2I2=16N×1m/s，解得I=2A或4A，所以不確定電流的大小，A選項錯誤;當電流為2A時，電機損耗功率P=I2r=8W，電機的效率η=≈0.67，故C項正確;當電流為4A時，電機損耗功率P=I2r=32W，電機的效率η=≈0.33，故D不正確。

36.AD【解析】根據(jù)題意可知，試管所受浮力和重力大小相等，即有：ρgV排=mg，由于試管重力不變，因此排開水銀的體積不變，即試管內(nèi)外的汞面高度差h不變，故C錯誤.試管內(nèi)氣體壓強為：p=p0+h，所以當大氣壓強增大時，試管內(nèi)被封閉氣體壓強增大，根據(jù)氣態(tài)方程可知，氣體等溫變化，壓強增大，體積減小，因此試管將下沉一些，故B錯誤，A、D正確.

37.BC【解析】除重力外其余力做的功等于物體機械能的變化量，物體滑動過程中，支持力不做功，摩擦力一直做負功，故機械能不斷減小，故A錯誤，B正確;設最高點為B點，物體上滑過程中：EkA>EkB，即mgh+mvA 2>mgh，故mv A2>mgh，即上滑時A點的動能大于重力勢能，故C正確;下滑過程中，機械能不斷減小，有：EkB>EkA，即mgh>mgh+mv A2，故mgh>mv A2，即下滑時在A點重力勢能大于動能，故D錯誤;故選BC.

38.AD【解析】設開始時物體的高度為H，像的高度為h，將物體靠近透鏡4cm后，像的高度為h1。物體通過凸透鏡所成像的放大率為6，若將物體靠近透鏡4cm，則所成像的放大率為3，凸透鏡成實像時，物距減小像變大，而此像反而減小，這里分兩種情況：

①開始時凸透鏡成實像，放大率為6，移動4cm時凸透鏡成虛像，放大率為3，則有+=，==6，-=，==3，解得f=8cm;

②開始時凸透鏡成虛像，放大率為6，移動4cm時凸透鏡成虛像，放大率為3，則有-=，==6，-=，==3，解得f=24cm。

39.BCD【解析】對小球受力分析，受重力、推力F和支持力N，如圖所示：根據(jù)平衡條件，得到：F=mgtan37°=3.2kg×10N/kg×=24N，N===40N，故A不正確，B正確;當以C為支點時，由杠桿平衡條件的FB×LAC=N×LBC，解得FB=25N，當以B為支點時，由杠桿平衡條件的FC×LAC=N×LBC，解得FC=25N，故CD正確。

40.AB【解析】物體都做勻速運動，受力平衡，則：F1=μmg ，F(xiàn)2 cosθ=μ(mg-F2sinθ)，解得：F2(cosθ+μsinθ)=F1……①根據(jù)F1與F2功率相同得：F1v1=F2v2cosθ……②由①②解得：==1+μtanθ.所以v1

41.ACD【解析】將小船的運動分解為平行于河岸和垂直于河岸兩個方向，知甲、乙兩船垂直河岸的分速度均為v⊥=vsin45°，v∥=vcos45°，到達對岸的時間均為t=，又由乙船恰好能直達正對岸的A點，所以v∥=vcos45°=u，即v=u.故A、C正確.甲船通過的垂直河岸的路程s⊥=v⊥t=L，甲船沿河岸方向上的位移x=2ut=2L，所以合路程s=L，乙船通過的路程為L，故B錯誤;因為兩船從始至終沒有相遇，又因為渡河的時間相同，所以d>2L，即L<。

42.BD【解析】電壓表測滑動變阻器電壓，電流表測流經(jīng)AP段電阻的電流。

①先看圖中點(0.5A，2.5V)，此時電壓最大，可見滑動變阻器接入電路的阻值最大，而真實電路如圖：

當RPa=RPb時，滑動變阻器接入電路中阻值最大。=RPa==5Ω，則R滑=10Ω，故B正確;

②再看點(0.25A，2.0V)和點(1A，2.0V)，它們分別對應RPa=8Ω和RPa=2Ω。那么我們可以列出方程U滑+IR0=U0，即2.0V+1.25A×R0=U0，再由①中情形2.5V+1A×R0=U0，得R0=2Ω，U0=4.5V，故A錯誤;當R滑=R0=2Ω時，P滑最大，此時U滑==V，故C錯誤;當U滑=2.5V時，P滑=2.5V×1.0A=2.5W，當U滑=2.0V時，P滑=2.0V×1..25A=2.5W，故D正確。