的拉力。根据杠杆知识，B图在动力臂大，所以每个人所需拉力最小的方案是B。 18.如图l3甲所示，小强在水平地面上用力推木箱，推力随时间变化的图像如图乙所示，木箱速度随时问变化的图像如图丙所示，以下对于这一过程的分析中正
确的是( )
A.0~ls内木箱没有动是因为人对木箱的推力小于地面给木箱的摩擦力 B.1s~2s内木箱受到的摩擦力大小为4N C.2s~3s内人对木箱的推力做功为6J
D.如果3s后人停止用力，木箱将做匀速直线运动 18.答案：B
解析：0~ls内木箱没有动是因为人对木箱的推力等于地面给木箱的摩擦力，选项A错误。由图丙可知，2s~3s内木箱匀速运动，木箱受到的滑动摩擦力大小为4N。1s~2s内木箱加速运动，木箱受到的滑动摩擦力大小为4N，选项B正确。2s~3s内人对木箱的推力为4N，木箱移动距离为2m，做功为W=Fx=4N×2m=8J，选项C错误。如果3s后人停止用力，木箱将在摩擦力作用下做减速直线运动，选项D错误。
三.作图题(本题共2小题，每小题2分。共4分)
19.如图l4所示，用沿竖直方向的绳子吊一光滑球靠在墙上，球处于静止状态。请画出小球的受力示意图。 19.答案：如图所示。
解析：小球受到竖直向下的重力和绳子的拉力，如图所示。
第 6 页 （共 11 页）
20.声控开关在静音时处于断开状态，在接收到一定响度的声音时会自动闭合一段时间。某地下通道两端的入口处各装有一个声控开关来控制同一盏螺纹灯泡，为确保行人不管从哪端进入，灯泡都能接通电源发光。请按题意将图l5的电路连接完整。
20.答案：如图所示。
解析：为确保行人不管从哪端进入，灯泡都能接通电源发光，应该将两个声控开关并联与灯泡连接进入电路。如图所示。
四.实验探究题（本题共3小题，21题8分，22题l0分，23题l0分。共28分) 21.在“制作橡皮筋测力计”的活动中，同学们发现：在一定的范围内，橡皮筋受到的拉力越大，橡皮筋的长度越长。根据这一现象，小明和小丽提出如下猜想(见图l6)。究竟谁的猜想正确呢?他们决定一起通过实验来验证自己的猜想。
(1)要完成实验，除了需要一根橡皮筋、若干个相同的钩码、铁架台和细线外，还需要的器材是 。
(2)小明和小丽的实验记录数据如下表：
①没有挂钩码时，橡皮筋的长度Lo= ㎝。 ②请将表格中第3行的数据补充完整。
③要判断小丽的猜想是否正确，应对表格中的哪两行数据进行分析比较?答：应
第 7 页 （共 11 页）
对 (选填序号)两行数据进行比较。
④分析表格中的数据，你认为实验能初步验证谁的猜想是正确的?答： 请简要写出你的判断依据： . 21.答案：（1）刻度尺 （2）①4.5 ②1.8 ③1和2
④小明 拉力F增大为原来的几倍，△L也增大为原来的几倍。
22.小林同学想测出一个实心小木球的密度。但是发现小木球放在水中会漂浮在水面上，无法测出它的体积。于是他设计了以下实验步骤：
A.把适量的水倒进量筒中如图17（a)所示，记录此时水的体积为V1； B.用细线在小木球下吊一个小铁块放入水中，静止时如图(b)所示，记录此时量筒的示数为V2；
C.把小铁块单独放入水中静止时如图c所示，记录此时量筒的示数为V3； D.从水中取出小木球，擦干后用天平测量质量，天平平衡时如图(d)所示，记录小木球质量为m；
E.利用密度公式计算出结果。
(1)用天平测出木球的质量m= g，木球的体积V= cm3,计算出小木球的密度ρ木＝______g/cm3 。此值要比真实值 (选填“偏大”或“偏小”)。 (2)实验后总结经验，小林发现用天平测量的误差较大。如不用天平，只需在a、
b、c三个步骤中增加一个步骤也可测出木球的密度。请你写出这个步骤： (用字母表示出测量量)。
根据你所补充的步骤，用以上各测量量写出计算小木球密度的表达式：ρ木＝ (已知水的密度为ρ水) 22.答案：（1）11.2 20 0.56 偏大
（2）将小木球放入量筒内是其漂浮在水面上，读出量筒示数为V4。
V4?V1V2?V3ρ木
解析：（1）小木球体积V= V2-V3=46cm3-26cm3=20cm3，小木球的密度ρm/V=0.56g/cm3
（2）小木球质量m=(V4-V1)ρ水. 计算小木球密度的表达式：ρ木＝
V4?V1V2?V3木
＝
ρ木。
第 8 页 （共 11 页）
23.图l8是测定小灯泡额定功率的实物连接图，其中电源是三节新的干电池，灯泡的额定电压是3.8V，其灯丝电阻约为l0Ω，滑动变阻器上标有“l0Ω lA”的字样。
(1)请你用笔画线代替导线将电路中未连接的部分连好，使它成为完整的实验电路。
(2)小刚合理地连接好电路，并按正确的顺序操作，但闭合开关后灯不亮，聪明的小刚猜想： A.可能是灯丝断了 B.可能是电流表断路 C.可能是小灯泡短路
D.可能是滑动变阻器断路
猜想 电流表示数/A 电压表示数/V 如果A成立 如果D成立 请你借助图中的电流表和电压表验证小刚的猜想，将电流表、电压表的示数填人上表。
(3)假如电压表0—15V量程已损坏，小刚仍想测出小灯泡的额定功率，请你将小刚设计的电路图画在右边的方框内。
（4)按小刚新设计的电路图调节滑
动变阻器，使电压表示数达到 V时，小灯泡就正常发光.此时电流表示数如图l9所示，则小灯泡的额定功率是 W。
23.答案：（1）如图所示。 （2）A成立 0 4.5 D成立 0 0
（3）电路如图所示。 （4）0.7 1.14
第 9 页 （共 11 页）
解析：按小刚新设计的电路图调节滑动变阻器，使电压表示数达到4.5V-3.8V=0.7V时，小灯泡就正常发光.此时电流表示数如图l9所示，为0.30A，则小灯泡的额定功率是P=UI=3.8V×0.30A=1.14W。
五、综合应用题(本大题共2小题。24题8分。25题l2分。共20分)
24.小华家买了一箱牛奶，如图20所示。她仔细观察了包装箱，对箱上的包装标志产生了兴趣，经查阅，其中的“堆码层数极限”标志表示“相同包装件在仓储时的最大堆码层数”，即该牛奶箱最大堆码层一数是l6层。另外，小华还测出了包装箱平放时的底面积为0.07㎡。请解答下列问题；
(1)已知箱中每盒牛奶的包装袋上有“净含量250mL 257g”字样，这种牛奶的密度是多少?(计算结果保留小数点后两位小数
(2)若在仓储时堆码层数达到了极限l6层，则
最下层的包装箱受到的压力是多少?它所承受的压强是多少?(g=10N／kg) (3)利用所学的物理知识，说明为什么要对包装箱设置“堆码层数极限”。 24．（8分） 解：
(1)每盒牛奶的质量m= 257g，体积V=250mL= 250cm3，则 牛奶的密度ρ=m/V=
257g250cm3=1.03g/cm3。 （3分）
(2)最下层的包装箱受到的压力：
F= G总= 15m总g=15×6.3kg ×10N/kg= 945N 它所承受的压强： p=F/S=
945N0.07m2=1.35×104Pa。 （3分）
(3)牛奶箱的堆码层数越多，重力越大，对下面箱子的压力就越大。当压力超过下面箱子的承受能力时，牛奶箱就会被压坏，所以超市工作人员在堆放牛奶时都要注意观察箱子上的“堆码层数极限”。
第 10 页 （共 11 页）
25.如图21所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置，R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如下表所示。已知继电器的线圈电阻Ro=15Ω，左边电源电压为6V恒定不变。当继电器线圈中的电流大于或等于l5mA时，继电器的衔铁被吸合，右边的空调电路正常工作。
(1)请简要说明该自动控制装置的工作原理。 (2)计算说明该空调的启动温度是多少?
(3)为了节省电能，将空调启动温度设定为25℃，控制电路中需要再串联一个多大的电阻? (4)改变控制电路的电阻可以给空词设定不同的启动温度，除此之外，请你再提出一种方便可行的调节方案。
解：(1)随着室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中电流增大，电磁铁的磁性增强，当电流达到15mA时，衔铁被吸台，右侧空调电路接通，空调开始工作。当温度下降时，控制电路电阻增大，电流减小，电磁铁的磁性减弱，减小到一定值，弹簧将衔铁抬起，使空调电路断开，这样就实现了自动控制。 （2分）
(2)由欧姆定律得。电路启动时的总电阻R总= U/I=
6V0.015A=400Ω
此时热敏电阻的阻值：R热=R总-R0=400Ω-15Ω=385Ω，
对照表格数据可知，此时的启动温度是20℃。 （4分）
(3)因为电路启动时的总电阻为400Ω，由表中数据可知，空调启动温度设定为25℃时，热敏电阻的阻值为R’= 355Ω．设需串联的电阻为R串， 由欧姆定律可得： I=
UR0+R'+R串，
则R串= R总- R’–R0= 400Ω–355Ω–15Ω＝30Ω (4分)
(4)因为本装置启动的电流是一定的，因此，既可通过改变电阻来改变电流，也可以通过将左边电源改为可调压电源来实现对其控制。 （2分）
第 11 页 （共 11 页）
2013年全国初中应用物理知识竞赛预赛试题解析
