2016年上海市第30屆大同杯物理競(jìng)賽初賽試題及答案解析

日期：2018-02-28 13:23 點(diǎn)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(jī)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(jìng)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(zhǔn)備。

答案解析

1.B【解析】本題考查的是電流的熱效應(yīng)，四個(gè)選項(xiàng)中只有電熱毯是利用電流的熱效應(yīng)工作的;電視機(jī)主要將電能轉(zhuǎn)化為光能;電風(fēng)扇主要把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)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(wú)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(guò)光導(dǎo)纖維來(lái)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(yáng)光線經(jīng)過(guò)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(shí)才會(huì)發(fā)生熱傳遞，相同溫度的物體之間不會(huì)發(fā)生熱傳遞。

5.B【解析】本題考查的是對(duì)物體的受力分析，由于甲、乙一起以相同速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，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(shí)乙還受到拉力F，桌面對(duì)乙的摩擦力和支持力，以及乙自身的重力，故一共受到5個(gè)力的作用。

6.C【解析】本題考查的是二力平衡的知識(shí)。向左右兩板施加壓力F時(shí)，木塊A靜止，說(shuō)明此時(shí)木塊A受力平衡，A受到的摩擦力等于自身重力;當(dāng)壓力都增大到2F時(shí)，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(shí)還受到木板對(duì)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(yùn)動(dòng)，但實(shí)際是木塊依然靜止，所以此時(shí)重力和摩擦力依然相等，說(shuō)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(huì)大于入射角，所以β>30°。

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

9.D【解析】滑動(dòng)變阻器往右移動(dòng)時(shí)，燈泡L1和滑動(dòng)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(yīng)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(cè)L2兩端電壓，示數(shù)變小;電壓表V1測(cè)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(lái)，燈絲的長(zhǎng)度變短，由于導(dǎo)體電阻的大小與導(dǎo)體的長(zhǎng)度有關(guān)，當(dāng)其他條件相同時(shí)，導(dǎo)體越長(zhǎng)，電阻越大，所以搭接起來(lái)的燈絲電阻變小，兩端電壓不變，通過(guò)燈絲的電流變大。

11.A【解析】規(guī)定水凝固時(shí)的攝氏溫度為0℃，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水沸騰時(shí)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(shí)的的溫度為32華氏度，對(duì)應(yīng)0℃，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水沸騰時(shí)的溫度為212華氏度，對(duì)應(yīng)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(chǔ)上下降10℃，也就是在32華氏度基礎(chǔ)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(gè)完全相同的直角三棱劈，把它們還原成長(zhǎng)方體，由于均勻長(zhǎng)方體產(chǎn)生的壓強(qiáng)p0===ρgh，所以甲、乙為兩個(gè)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(qiáng)為p=ρgh。將兩個(gè)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(zhǎng)方體，由于長(zhǎng)方體密度均勻，所以產(chǎn)生的壓強(qiáng)p=ρgh，由于h乙>h甲，所以p乙>p甲，壓強(qiáng)與切除的質(zhì)量無(wú)關(guān)。

13.B【解析】因?yàn)?theta;=θ2+θ1，切點(diǎn)P恰好圍繞O點(diǎn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，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(shuō)明這束離子所形成的電流引發(fā)的磁場(chǎng)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(fù)電，則這束離子向右運(yùn)動(dòng);如果這束離子帶正電，則這束離子向左運(yùn)動(dòng)。

15.A【解析】根據(jù)“山鼠打洞時(shí)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(shí)，兩管水銀面一樣高”說(shuō)明開始時(shí)A管中氣體的壓強(qiáng)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(shè)A管液面與外界大氣壓接觸，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，A管液面要上升H，B管液面比以前高H;實(shí)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(qiáng)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(lái)的光路返回，必有一次入射光線垂直射向鏡面，設(shè)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(gè)選項(xiàng)代入只有D項(xiàng)不能使n為正整數(shù)，所以選D。

18.C【解析】在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中球受到的空氣阻力與速度大小成正比，即F阻=kv，對(duì)乒乓球進(jìn)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(dāng)木塊對(duì)容器底部的壓力恰好為零時(shí)，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(shí)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(duì)桌面的壓力F壓=G水+G木=mg+mg=mg。

20.C【解析】當(dāng)光屏上的光斑最小時(shí)，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(dāng)u=v時(shí)，u+v取最小值2，即L取最小值2，這時(shí)L=4f，而f

21.B【解析】當(dāng)輕繩的右端從B點(diǎn)移到直桿最上端時(shí)，設(shè)兩繩的夾角為2θ.以滑輪為研究對(duì)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(diǎn)移到直桿最上端時(shí)的過(guò)程中，θ增大，cosθ減小，則F變大.當(dāng)輕繩的右端從直桿最上端移到C點(diǎn)時(shí)，設(shè)兩繩的夾角為2α.設(shè)繩子總長(zhǎng)為L(zhǎng)，兩直桿間的距離為S，由數(shù)學(xué)知識(shí)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(dǎo)線的電阻與導(dǎo)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(dāng)通過(guò)d1的電流到達(dá)1.5A的時(shí)候，d2上的電流為6A，粗鉛絲熔斷。當(dāng)d2上電流為4A時(shí)，d1上的電流為1A，此時(shí)總電流為5A。同理，20根d1和d2并聯(lián)接入電路，當(dāng)d2上電流為4A的時(shí)候斷掉，此時(shí)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(shí)，有v船=v水tan60°;船由B駛向A時(shí)，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(shí)間t2==，整理化簡(jiǎn)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(duì)物體受力分析如圖。因?yàn)槲矬w勻速運(yùn)動(dòng)，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(guò)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(dāng)金屬盤上表面和下表面的溫度分別保持為325K和320K不變時(shí)，上表面單位時(shí)間內(nèi)獲得的能量c上=c1散失+c傳遞，下表面單位時(shí)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(shí)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(dāng)金屬盤的厚度變?yōu)?d時(shí)，設(shè)上表面溫度為aK，下表面溫度為bK，上表面單位時(shí)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(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向上滑動(dòng)時(shí)，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(dāng)u=30cm，f=20cm時(shí)，由+=得v=60cm，以物體所在位置作為原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系，則此時(shí)像的坐標(biāo)為(0，90);向右移動(dòng)凸透鏡，當(dāng)u=2f=40cm時(shí)，v=2f=40cm，此時(shí)像的坐標(biāo)為(0，80);當(dāng)2f

30.D【解析】根據(jù)題意畫出示意圖，當(dāng)智能機(jī)器人相對(duì)于機(jī)器人串剛好沿AB軌跡運(yùn)動(dòng)時(shí)，不會(huì)相撞。機(jī)器人串水平向右移動(dòng)的速度v=2cm/s，則智能機(jī)器人即使不動(dòng)的情況下，相對(duì)于機(jī)器人串也會(huì)有水平向左的相對(duì)速度v′=2cm/s，智能機(jī)器人相對(duì)于機(jī)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(jī)器人在垂直跑道的分速度v2=v1cosθ=v′sinθcosθ，所以通過(guò)的時(shí)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(shí)，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(shè)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(shí)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(shè)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(shí)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(zhǎng)線成的虛像比實(shí)物小;凸透鏡的物距大于2f時(shí)，成縮小的實(shí)像;平面鏡成與實(shí)物等大的虛像，凹透鏡可以當(dāng)縮小鏡使用，能成縮小的虛像。

34.BD【解析】設(shè)導(dǎo)體的電阻率為ρ，厚度為d，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，則由電阻定律得：導(dǎo)體的電阻R=ρ=ρ=ρ，R與邊長(zhǎng)L無(wú)關(guān)，故R1=R2.通過(guò)電阻的電流I=，由于U與R都相同，則通過(guò)兩電阻的電流相同，故A錯(cuò)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(dòng)的速率小于R2中自由電荷定向移動(dòng)的速率，故C錯(cuò)誤，D正確;故選BD.

35.BC【解析】當(dāng)電機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)，由歐姆定律得到，電機(jī)的內(nèi)阻：r==Ω=2Ω，所以電機(jī)線圈阻值一定為2Ω，B項(xiàng)正確;當(dāng)電壓增加到12V時(shí)，電機(jī)開始工作，此時(shí)電機(jī)能帶動(dòng)16N重的物體以1m/s的速度勻速上升，設(shè)這時(shí)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(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)電流為2A時(shí)，電機(jī)損耗功率P=I2r=8W，電機(jī)的效率η=≈0.67，故C項(xiàng)正確;當(dāng)電流為4A時(shí)，電機(jī)損耗功率P=I2r=32W，電機(jī)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(cuò)誤.試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)為：p=p0+h，所以當(dāng)大氣壓強(qiáng)增大時(shí)，試管內(nèi)被封閉氣體壓強(qiáng)增大，根據(jù)氣態(tài)方程可知，氣體等溫變化，壓強(qiáng)增大，體積減小，因此試管將下沉一些，故B錯(cuò)誤，A、D正確.

37.BC【解析】除重力外其余力做的功等于物體機(jī)械能的變化量，物體滑動(dòng)過(guò)程中，支持力不做功，摩擦力一直做負(fù)功，故機(jī)械能不斷減小，故A錯(cuò)誤，B正確;設(shè)最高點(diǎn)為B點(diǎn)，物體上滑過(guò)程中：EkA>EkB，即mgh+mvA 2>mgh，故mv A2>mgh，即上滑時(shí)A點(diǎn)的動(dòng)能大于重力勢(shì)能，故C正確;下滑過(guò)程中，機(jī)械能不斷減小，有：EkB>EkA，即mgh>mgh+mv A2，故mgh>mv A2，即下滑時(shí)在A點(diǎn)重力勢(shì)能大于動(dòng)能，故D錯(cuò)誤;故選BC.

38.AD【解析】設(shè)開始時(shí)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(guò)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(shí)像時(shí)，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(shí)凸透鏡成實(shí)像，放大率為6，移動(dòng)4cm時(shí)凸透鏡成虛像，放大率為3，則有+=，==6，-=，==3，解得f=8cm;

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

39.BCD【解析】對(duì)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(dāng)以C為支點(diǎn)時(shí)，由杠桿平衡條件的FB×LAC=N×LBC，解得FB=25N，當(dāng)以B為支點(diǎn)時(shí)，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(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)分解為平行于河岸和垂直于河岸兩個(gè)方向，知甲、乙兩船垂直河岸的分速度均為v⊥=vsin45°，v∥=vcos45°，到達(dá)對(duì)岸的時(shí)間均為t=，又由乙船恰好能直達(dá)正對(duì)岸的A點(diǎn)，所以v∥=vcos45°=u，即v=u.故A、C正確.甲船通過(guò)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(guò)的路程為L(zhǎng)，故B錯(cuò)誤;因?yàn)閮纱瑥氖贾两K沒有相遇，又因?yàn)槎珊拥臅r(shí)間相同，所以d>2L，即L<。

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

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

當(dāng)RPa=RPb時(shí)，滑動(dòng)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(diǎn)(0.25A，2.0V)和點(diǎn)(1A，2.0V)，它們分別對(duì)應(yīng)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(cuò)誤;當(dāng)R滑=R0=2Ω時(shí)，P滑最大，此時(shí)U滑==V，故C錯(cuò)誤;當(dāng)U滑=2.5V時(shí)，P滑=2.5V×1.0A=2.5W，當(dāng)U滑=2.0V時(shí)，P滑=2.0V×1..25A=2.5W，故D正確。