2010年全国高中应用物理知识竞赛试题
得 分 评卷人 一、本题包括11小题，考生只需做10小题，每小题5分，共50分。
在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题 有多个选项正确。请把符合题目要求的选项的序号填入题后的
（ ）内。全选对的得5分，选不全的得3分，有选错或不选的得0分。
1．斜坡型的房顶具有保温、节能、美观等优点，农村的平房大都采用这种房顶，城市中的一些居民楼也进行了“平改坡”的改造。在进行这种斜坡型房顶的设计中，考虑到下雨时落至房顶的雨水要能尽快地淌离房顶，以减少房顶漏水的可能。在如图1所示的四种情景中最符合上述要求的是 （ ）
60° 30° 45° 15°
A B C D 图1
2．如图2所示为直升机在飞行过程中的两种姿态，对于这两种姿态，下列说法中正确的是（ ）
A．甲图所示为降落过程 B．乙图所示为降落过程 C．甲图所示为起飞过程
甲 乙
D．乙图所示为起飞过程 图2 3．如图3所示，荡秋千是一种往复运动，人在秋千上可以越荡越高，这时系统的机械能是增大的。为达到越荡越高的目的，下列做法中正确的是（ ）
A．在秋千由最高点荡向最低点的过程中，人由站立缓缓下蹲，当秋千到最高点时，迅速由下蹲到站立
B．在秋千由最高点荡向最低点的过程中，人由下蹲缓缓站立，
图3
当秋千到最高点时，迅速由站立到下蹲
C．人一直保持站立姿势．人一直保持下蹲姿势
4．在我国的甘肃酒泉和四川西昌有两个著名的卫星发射基地，它们为我国的航天事业立下了汗马功劳。如果请你参与卫星的发射工作，要发射一颗地球同步通信卫星，从节能的角度分析，你认为在这两个基地中的发射地点和发射方向应选 （ ）
A．酒泉，向西发射 B．酒泉，向东发射 C．西昌，向西发现 D．西昌，向东发射
5．对于地磁场的起源，科学家们提出了多种假说，但到现在仍没有一个统一的结论。在众多的假说中，有一种根据安培的“磁现象的电本质” 提出的说法：地核在6000K的高温和360万个大气压的环境中会使得地壳和地核间的地幔中形成带电层，而地球自
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转必然会造成地幔的带电层旋转，从而产生了地磁场。则根据地磁场的情况可知，地幔层的带电情况是（ ）
A．带负电荷 B．带正电荷
C．南、北半球的地幔分别带正、负电荷 D．南、北半球的地幔分别带负、正电荷
6．欧姆为了探索通过导体的电流和电压、电阻的关系做了很多实验，当时没有输出电压稳定的电源和测量电流用的仪器，在波根道夫的建议下，他采用温差电偶做电源，用小磁针的偏转检测电流。具体做法是：在地磁场作用下处于水平静止的小磁针上方，平行于小磁针水平放置一直导线，当该导线中通有电流时，小磁针会发生偏转。当通过该导线电流为I0时，小磁针偏转了角度α1而后静止。若直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比，当他发现小磁针偏转了角度α2而后静止时，则通过该直导线的电流为 （ ）
A．
sin?2tan?2cos?2cot?2I0 B．I0 C．I0 D．I0 sin?1tan?1cos?1cot?17．某输电线路横穿公路时，要在地下埋线。为了保护
输电线不至于被压坏，可预先铺设结实的过路钢管，再让R 输电线从钢管中穿过。电线穿过钢管的方案有两种（如图
甲 4所示）：甲方案是铺设两根钢管，两条输电线分别从两根
R 钢管中穿过；乙方案是只铺设一根钢管，两条输电线都从
乙 这一根钢管中穿过。如果输电导线输送的电流很强大，那图4 么，以下说法正确的是 （ ）
A．无论输送的电流是恒定电流还是交变电流，甲、乙两方案都是可行的 B．若输送的电流是恒定电流，甲、乙两方案都是可行的
C．若输送的电流是交变电流，乙方案是可行的，甲方案是不可行的 D．若输送的电流是交变电流，甲方案是可行的，乙方案是不可行的
8．埃及的古夫(Khufu)金字塔内有一条狭窄通道，尽头处被一块镶有两个铜制把手的石块堵住，如图5所示。考古学家曾利用一台机器人来探测石块后面隐藏的秘密，该机器人上配备的探测设备有：（甲）超声波回声探测器、（乙）导电性传感器、（丙）可穿透石块的雷达。机器人沿着通道到达石块前，进行了以下探测工作：
（1）两个铜把手在石块背面是否彼此连接 （2）石块是否能够移动 （3）在石块后面是否还有其它物体 （4）石块的厚度
针对上述各项探测工作，下表中哪一选项内所选的探测设备最合适？ （ ） 选项 探测工作 （1） （2） 乙 丙 丙 乙 乙 甲 第 2 页
A B C D 甲 乙 铜把石块 通 道 图 5
（3） （4） 乙 甲 甲 丙 丙 甲 乙 丙
请考生注意：下面的第9、10、11三个小题中，只选择两个题做答。若三个小题均做答，则只按第9、10两题的解答情况给分。
9．夏天，如果将自行车内胎充气过足，又放在阳光下暴晒，车胎极易爆裂。关于这一事例有以下描述（设爆裂前的过程中内胎容积几乎不变），其中正确的是（ ） A．车胎爆裂，是车胎内气体温度升高，气体分子间斥力急剧增大的结果
B．车胎爆裂，是车胎内气体温度升高，分子热运动加剧，气体压强增大的结果 C．在车胎爆裂前，胎内气体吸热，内能增加
单色光 D．在车胎突然爆裂的瞬间，胎内气体内能减少
标准样板 10．根据光的薄膜干涉原理，可用图6甲的装置检查被检
薄片
平面是否平整，如果被检平面是平整的，那么被检平面就与透被检查平面 明标准样板之间形成一层很薄的、横截面为三角形的空气层，甲 此时若用平行的单色光按图6甲所示的方式照射透明样板，便可看到彼此平行的、等间距的、明暗相间的条纹，如图6乙所示。如果在某次检验中看到了如图6丙所示的条纹，则据此可知，被检平面有缺陷处的缺陷类型属于 （ ）
丙 乙
A．凸起 B．凹下 图6 C．可能凸起，也可能凹下 D．无法判断
11．在研制礼花弹的测试中，发现有一个礼花弹在上升到最高点炸裂成三块碎片，其中一块首先沿竖直方向落至地面，另两块稍后一些同时落至地面。则在礼花弹炸裂后的瞬间这三块碎片的运动方向可能是图7中的（ ）
B C D A
图7
二、本题包括5小题，考生只需做4小题，共40分。请按题目的要求做简要的回答。
（10分）我们都知道，使用任何机械都不省功，那么我们每天得 分 评卷人 1．
从家到学校，为什么通常骑自行车会比步行要感觉轻松一些呢？试从 物理学的角度加以分析。
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b 得 分 评卷人 2．（10分）如图8所示，飞船a和空间站b分
别绕地球做匀速圆周运动，它们的圆轨道半径分别
a 为ra和rb（ra 接，可以通过改变速度大小的方法来实现。关于飞船的速度如何改变， 图8 一个学生分析如下： 飞船所受到的万有引力提供做圆周运动时所需的向心力，设飞船的质量为m、轨道半径为ra、运动速度为v，地球的质量为M，列出：GMm/ra2=mv2/ra，解得v=GM/ra，即要使飞船与空间站对接，ra应增大，因而飞船的速度v应减小，飞船应采取继续向前运动但减速的措施。 请问：这个学生的上述分析是否正确？若不正确，请指出他的错误，并给出正确解答。 3．（10分）一般的电熨斗用合金丝做发热元得 分 评卷人 R 件，合金丝电阻R随温度T变化的关系如图9中 粗虚线所示。由于环境温度以及熨烫的衣物厚 度、干湿等情况不同，熨斗的散热功率不同，因而熨斗的温度可能O T1 T2 T3 T4 T 会在较大范围内波动，易损坏衣服。有一种用称为“PTC”的新材料图9 做发热元件的电熨斗，具有升温快，能自动控制温度的特点，PTC 第 4 页 材料的电阻随温度变化的关系如图9中实线所示。已知T1～T2为通常室温的变化范围，试根据图线分析： （1）为什么原处于室温状态的PTC熨斗刚通电时比普通电熨斗升温快？ （2）通电一段时间后使用“PTC”新材料的电熨斗的温度T可能会自动稳定在一定定范围内，请说明其可能稳定的温度范围。 （3）简析PTC发热元件的自动控温过程。 请考生注意：下面的第4、5两个小题中，只选择一个题做答。若两个小题均做答，则只按第4小题的解答情况给分。 4．（10分）在一个艳阳高照的日子里，正行走在密密大森林中的小明和伙伴们，迷失了方向。这时他们感到有阵阵凉风从背后吹来，小明他们都很害怕，想尽快走出森林。请你分析说明，小明他们应该沿什么方向走，才能尽快走出大森林，并说明你的理由。 5．（10分）如图10所示为一种健身器材，利用这种器材可以锻炼身体的协调能力，改善心肺功能。有很多人不抓扶手站在这种器材上来回荡悠。通过观察我们发现小孩荡悠起来很从容，幅度大，而成年人荡悠时很急促而且幅度小。从物理学角度考虑对上述现象作出解释。 图10 得 分 评卷人 三、本题包括5小题，考生只需做4小题，每小题15分，共60分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 1．（15分）小明同学骑着一辆变速自行得 分 评卷人 车上学，他想测一下骑车的最大速度。在上 学途中他选择了最高的变速比，并测得在这 轮盘 飞轮 图11 第 5 页
2017年第12届全国高中应用物理竞赛模拟试题及答案
