2018全國物理競賽

1、2018物理創(chuàng)新題.圖為倫敦四大地標(biāo)性摩天大樓：對講機(jī)、小黃瓜、奶酪刨、碎片大廈 其中一座大樓的設(shè)計因考慮不周，曾經(jīng)由于玻璃反光將停放在附近的小橋車某些部件烤化了，你認(rèn)為這座大樓最可能是（ A ）A.對講機(jī) B、小黃爪 C、奶品劇 D、碎片大度.在炎熱的夏天，當(dāng)我們吃冰棒的時候，常?？吹皆诒舻闹車?白氣”冒出,關(guān)于這個 白氣”，下列說法中正確的是（ D ）A.白氣”是冰棒上的冰升華的結(jié)果，白氣”應(yīng)該上升B.白氣”是冰棒上的冰升華的結(jié)果，白氣”應(yīng)該下降C.白氣”是空氣中的水蒸氣液化的結(jié)果，白氣”應(yīng)該上升D.白氣”是空氣中的水蒸氣液化的結(jié)果，白氣”應(yīng)該下降.當(dāng)今，世界性的能源危機(jī)在不斷地加深

2、，節(jié)約能源義不容辭.下面四種符號中，為中國節(jié)能標(biāo)志的是（ A ）.小明在寵物店買了淡水熱帶魚，為方便帶回家，商家將魚放在裝有水的輕薄的塑料袋里。如果小明將裝著龜且沒有打開的塑料袋直接放入家里的淡水魚缸中，則圖5中最有可能發(fā)生的情況是（ B ）.在平緩的海灘上經(jīng)常可以看到如圖所示的情景：不論遠(yuǎn)處的海浪沿什么方 向沖向海岸，到達(dá)岸邊時總是大約垂直于岸的方向，發(fā)生這個現(xiàn)象的原因可 能是：（ C ）A .在海岸邊，風(fēng)的方向總是與海岸線垂直B.在海岸邊，風(fēng)的方向總是與海岸線平行C水波在淺水中傳播時，水越淺傳播得越慢D.水波在淺水中傳播時，水越淺傳播得越快.紙是我國古代四大發(fā)明之一，造紙術(shù)的發(fā)明，引起了書

3、寫材料的一場革命,直至今日仍為信息傳遞和保存的重要方式之一。如圖8甲所示是平放于水平桌面上的一包印紙，熱愛物理的小遠(yuǎn)同學(xué)注意到打印紙的包裝上有如圖7乙 所示的一些信息，他還用毫米刻度尺測量了這包紙的厚度，記錄了一個數(shù)據(jù),但忘了寫單位，以下對這包紙的估算最符合實際情況的是（B ）A.這種紙單張紙張的厚度約是50B.這包紙的質(zhì)量約為kgC.這種紙的密度大于水的密度D.這包紙對水平桌面的壓強(qiáng)約為40 Pa.如圖為雙并繞的螺線管，口、5、匚、汁為螺線管的四個接線頭，如用同一電源供電，下列連接方式中磁性最強(qiáng)的接法是（ C ）。A: 相連，A 15分別接在電源兩極B:相連，% ”分別接在電源兩極C:相連后

4、接在電源一極， 相連后接在電源另一極D:冢相連后接在電源一極,展相連后接在電源另一極.微波在傳播過程中，如果遇到金屬會被反射，遇到陶瓷或玻璃則幾乎不被 吸收的透射，而遇到類似于水、酸等極性分子構(gòu)成的物質(zhì)則會被吸收導(dǎo)致這 些物質(zhì)的溫度升高。如圖 6所示為家用微波爐工作過程的示意圖。根據(jù)這些 信息，你認(rèn)為以下關(guān)于微波爐的說法不正確.的是（C ）A.爐的內(nèi)壁要使用金屬材料B.爐內(nèi)盛放食物的容器的材質(zhì)可以是玻璃或陶瓷C.爐內(nèi)轉(zhuǎn)盤的主要作用是為了從不同側(cè)面看到食物被加熱的情況D彳散波爐的玻璃門上有一層金屬膜或金屬網(wǎng).五號電池因其體積小、容量適中，因此在小功率電器產(chǎn)品中廣泛使用。某 種市售5號電池包裝上寫

5、有 V 2000 mAH字祥。對該電池，下列說法中正確的是（A ）A.它能提供的電能約 kJ B.它正常工作時的電流是 2 AC.它提供的最大電功率為 3 WD.它在電路中是提供電荷的裝置.靜止、密閉的客車上有一個系在座椅上的氮氣球，一個懸掛在車頂上的小球。若客車突然向左駛出，圖中的氮氣球與懸掛小球最可能出現(xiàn)的相對位置變化是（C ）.炎熱的夏天，小明想用冰袋給如圖9所示的罐裝飲料降溫。他想到了兩種方法：一種方法是將冰袋放在罐裝飲料的上方，另-種方法是將冰袋放在罐裝飲料的下方。假定液體飲料充滿整個容器且飲料的末溫不低于4C ,則哪種 方法可以使罐裝飲料降溫更快，為什么?U艇時在酎肚方果獨飾仁和酣

6、般西鬟物上M上方的咻油液體*度如下運(yùn)動，刎液悻部障囪及動，京他的剪交財粗更怖.-1第（3）蒯觸牌蛀朝下無中的灌博聃I所以m 門分）.擰開水龍頭，讓水流平穩(wěn)的流出，形成如圖形狀的水柱，看圖（1）簡述水龍頭把手的作用（2）為什么流出的水柱成上粗下細(xì)的形狀 12.將新打開蓋子的飲料盒中的果汁倒入杯中時，有時會出現(xiàn)果汁流出斷斷續(xù)續(xù)、時遠(yuǎn)時近（同時發(fā)出咕咚聲）的現(xiàn)象，果汁也很容易濺出杯子外面。為避免這種情況發(fā)生，在打開飲料盒的蓋子后，應(yīng)采用圖10甲還是圖10乙的方式倒果汁，請運(yùn)用物理知識說明圖10甲、乙兩種方式倒果汁效果不同的原答：（1）用圖乙的方式倒（2）倒新打開蓋子的果汁時，包裝盒內(nèi)裝滿果汁。若采用

7、甲的方式倒， 由于重力，果汁部分先流出，同時包裝盒內(nèi)空著的空間變大內(nèi)部氣體壓強(qiáng)變 小。但由于瓶口在下方，被果汁全部堵住，外界空氣無法進(jìn)入，大氣壓使得 果汁越來越不易流出（表現(xiàn)為流出果汁速度越來越慢），可能直至幾乎停止 流出。當(dāng)內(nèi)外壓強(qiáng)差大到一定程度外界空氣突然進(jìn)入包裝盒，流出果汁速度 突然增加。這種過程周而復(fù)始，形成了果汁流出斷斷續(xù)續(xù)、時遠(yuǎn)時近（同時 發(fā)出咕咚聲）的現(xiàn)象，造成的不好結(jié)果是果汁很容易濺出杯子外面。（3）若采用乙的方式倒，瓶口在上方，倒出果汁時瓶口不會完全被果汁 堵死，外界空氣和包裝盒內(nèi)部氣體通過果汁汁上方的通道連通，內(nèi)外基本不 存在壓強(qiáng)差，果汁容易穩(wěn)定地倒出，不易濺到杯子外面.如

8、圖所示為低壓電路中常用的油浸自冷式變壓器。變版器內(nèi)部的鐵芯、線圈浸沒于變壓器油(一種礦物油，也稱導(dǎo)熱油)中。變壓器工作時，鐵芯、線圈會發(fā)熱，熱量就在導(dǎo)熱油流經(jīng)變壓器外部那一根根金屬管道的過程中導(dǎo) 出并散發(fā)到空氣中，從而使鐵芯、線圈的溫度不會升高太多，以確保變壓器 的安全運(yùn)行。請回答：(1)變壓器外部的散熱器做成豎直方向上的管道狀，這樣做的目的是什么？(2)變壓器的上部有個油箱，具側(cè)面有一個油量表，如圖 13所示，油量表的主要部件是一根外置的玻璃管。請簡述如何判斷油箱的油量，依據(jù)的主要物理知識是什么，并解釋正常情況下，變壓器油箱中的導(dǎo)熱油為什么不允 許裝滿？(3)變壓器附近要設(shè)置防觸電的警示標(biāo)志

9、，請解釋原因。IV I；(1)管道可以增大散熱面積(與空氣接面積)以加強(qiáng)散熱效果，管道沿豎直方向便于變壓中的導(dǎo)熱油形成對流，可增強(qiáng)散熱能力(2)通過璃管中油面高度來判斷變壓器中油量的多少這是連通器的原理，工作時變壓器會發(fā)熱，其中的導(dǎo)熱油也會受熱膨脹，若變壓器中的導(dǎo)熱 油裝得滿滿的，則膨脹的導(dǎo)熱油會把變壓器脹破造成事故(3)變壓器是高壓帶電體，可導(dǎo)致電弧觸電，發(fā)生危險(1分).中國科技館 探索與發(fā)現(xiàn)”展廳有一個展品名為：伸縮的線圈它是一個用軟線在一根塑料管上繞成的軟螺線管，軟螺線管導(dǎo)線的兩端可通過開關(guān)與電源相聯(lián)。如圖11所示分別是該展品中軟螺線管通電或不通電的兩種狀態(tài)，請 回答以下幾個問題：(1

10、)哪幅圖是軟螺線管通電的狀態(tài)？(2)如果將軟螺線管通電的電流反向，可以看到什么現(xiàn)象？(3)解釋軟螺線管通電或不通電的兩種狀態(tài)的原因。甲被0t越電的眼：以第0則的:電MUM制做KL 礙電綃狀蜥M或N醇長品分)海洋就峨收啦中麻崛融硼泗融海底版0M此影翻艇時帆因雌欣M界北電引力的作用下踮陋KE2力(1)甲圖是螺線管通電的狀態(tài)(2)如將螺線管的電流反向，不會影響原有的實驗垣象，即不電時軟螺線管呈松散狀態(tài)，通電時軟螺線管呈緊縮狀態(tài)：(3)螺線管通電后，螺線管的各單匝線圈均產(chǎn)生磁場，把每匝線圈看作一個通電線管，相當(dāng)于一個條形鐵，相鄰的磁鐵異性磁極相對，因此他們之間相互吸引，在吸引力的作用下線管收縮在一起.

11、海水的浮筒靠自重下沉，向沉入水中的浮筒內(nèi)充氣，將浮筒內(nèi)海水排出，浮 筒即產(chǎn)生上舉力.浮筒為鋼制的空心圓柱體，其圓柱面的外半徑體高度L= 12m ,空心圓柱體的體積等于底面積乘以高,其質(zhì)量為2乂1口“期.某海域有一失事沉船，打撈人員需先用聲吶(一種發(fā)聲波的儀器)探測沉船的 深度，在沉船正上方的海面上方向沉船發(fā)射聲波，測得聲波從發(fā)出至接收到反射波的時間是IL1月，海水中的聲速為lEHhn/舟,海面大氣壓強(qiáng)R = 1一收11廣耳，海水的密度是=LDRxL仃*,g取1仆一/。,求：(1)給浮筒充氣的氣體壓強(qiáng)至少應(yīng)是多大？(2)經(jīng)過海下勘測，通過計算機(jī)模擬運(yùn)算可知,大約需4x1尸N的力才能將沉船打撈起來

12、，若用浮筒打撈，至少需要多少這樣的浮筒 ？答案詳解S .f = 解:(1),，聲波的路程：耳=ri =/i5X lkl.5 = 15( hit,沉船距海平面的距離：.a 150Hl ti = - = = 75 rwq 2 ,給浮筒充氣的氣體壓強(qiáng)至少為：P= H-戶詢 1V加=1 Bx KP + l.tXix 10-sA;g/n?xl()A7A;gx7-jJJ = S.7Sx UPit ；(2)每個浮筒的體積： = tut*L = 3.11 x (5ni)x 12n工=9 ,每個浮筒受到的浮力：上浮=產(chǎn)附4gV播=Lil)3X1Um SX L()A/Z(7X!-J42r?t )*7x KJ* A

13、r ,每個浮筒的重力：G = mg = 2x Wk(/x IDA7kg = 2x llP*M ,每個浮筒能提供的向上的拉力：屏-F泮-G = g/x 10力浦2k10N= 77xKfN ,可見需要F=W 的力才能將沉船打撈起來,F與國的倍數(shù)：F 4xlO?AT -ji = = -：- 5*2% 7.7xltfJ.V ,則最少需要6個浮筒才能把沉船打撈起來.答：(1)給浮筒充氣的氣體壓強(qiáng)至少應(yīng)是*725x1/山.(2)若用浮筒打撈，至少需要6個這樣的浮筒.某學(xué)校新裝的飲水機(jī)既能提供溫度為100c的開水，也能提供溫度為35C的可直接飲用的溫開水。研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)查閱了相關(guān)資料，畫出了飲水機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡圖如圖15所示。他們發(fā)現(xiàn)從自來水管流入飲水機(jī)的20c生水并不是直接進(jìn)入加熱器，而是先進(jìn)入換熱器，與已經(jīng)加熱到 100c的開水進(jìn)行熱交換，這樣開水就變成了35c的溫開水，生水也被加熱到85c然后進(jìn)入加熱器。若飲水機(jī)加熱器的額定功率為3 kW,飲水機(jī)內(nèi)水箱容量 45L,已知C水=x 103/ (kg C) 0請回答下列問題：(1)寫出A、B、C、D四個位置的水溫。(2)相同功率的只能提供開水的飲水機(jī)，