本卷共九題，滿分140分。
一、（15分）填空
1．a．原子大小的數量級爲__________m。
b．原子核大小的數量級爲_________m。 2004.9.5
c．氦原子的質量約爲_________kg。
d．一個可見光光子的能量的數量級爲_________J。
e．在標準狀態下，1cm3 氣體中的分子數約爲____________。
－－（普朗克常量 h＝6.63×1034J·s 阿伏加德羅常量 NA＝6.02×1023 mol1）
2．已知某個平面鏡反射的光能量爲入射光能量的80％。試判斷下列說法是否正確，並簡述理由。 a． 反射光子數爲入射光子數的80％；
b．每個反射光子的能量是入射光子能量的80％。
二、（15分）質量分別爲m1和m2的兩個小物塊用輕繩連結，繩跨過位於傾角? ＝30?的光滑斜面頂端的輕滑輪，滑輪與轉軸之間的磨擦不計，斜面固定在水平桌面上，如圖所示。第一次，m1懸空，m2放在斜面上，用t表示m2自斜面底端由靜止開始運動至斜面頂端所需的時間。第二次，將m1和m2位置互換，使m2懸空，m1放在斜面上，發現m1自斜面底端由靜止開始運動至斜面頂端所需的時間爲t/3。求ml與m2之比。
三、（15分）測定電子荷質比（電荷q與質量m之比q／m）的實驗裝置如圖所示。真空玻璃管內，陰極K發出的電子，經陽極A與陰極K之間的高電壓加速後，形成一束很細的電子流，電子流以平行於平板電容器極板的速度進入兩極板C、D間的區域。若兩極板C、D間無電壓，則離開極板區域的電子將打在熒光屏上的O點；若在兩極板間加上電壓U，則離開極板區域的電子將打在熒光屏上的P點；若再在極板間加一方向垂直於紙面向外、磁感應強度爲B的勻強磁場，則打到熒光屏上的電子產生的光點又回到O點。現已知極板的長度l＝5.00cm，C、D間的距離d＝l.50cm，極板區的中點M到熒光屏中點O的距離爲L＝12.50cm，U＝200V，P點到O點的距離y?OP?3.0cm；B＝6.3×104T。試求電子的荷質比。（不計重力影響）。
四、（15分）要使一顆人造地球通訊衛星（同步衛星）能覆蓋赤道上東經75.0?到東經135.0?之間的區域，則衛星應定位在哪個經度範圍內的上空？地球半徑R0＝6.37×106m。地球表面處的重力加速度g＝9.80m/s2。
五、（15分）如圖所示，兩條平行的長直金屬細導軌KL、PQ固定於同一水平面內，它們之間的距離爲l，電阻可忽略不計；ab和cd是兩根質量皆爲m的金屬細杆，杆與導軌垂直，且與導軌良好接觸，並可沿導軌無摩擦地滑動。兩杆的電阻皆爲R。杆cd的中點系一輕繩，繩的另一端繞過輕的定滑輪懸掛一質量爲M的物體，滑輪與轉軸之間的摩擦不計，滑輪與杆cd之間的輕繩處於水平伸直狀態並與導軌平行。導軌和金屬細杆都處於勻強磁場中，磁場方向垂直於導軌所在平面向上，磁感應強度的大小爲B。現兩杆及懸物都從靜止開始運動，當ab杆及cd杆的速度分別達到v1和v2時，兩杆加速度的大小各爲多少？
六、（15分）有一種高腳酒杯，如圖所示。杯內底面爲一凸起的球面，球心在頂點O下方玻璃中的C點，球面的半徑R＝1.50cm，O到杯口平面的距離爲8.0cm。在杯腳底中心處P點緊貼一張畫片，P點距O點6.3cm。這種酒杯未斟酒時，若在杯口處向杯底方向觀看，看不出畫片上的景物，但如果斟了酒，再在杯口處向杯底方向觀看，將看到畫片上的景物。已知玻璃的折射率n1＝1.56，酒的折射率n2＝1.34。試通過分析計算與論證解釋這一現象。
七、（15分）如圖所示，B是質量爲mB、半徑爲R的光滑半球形碗，放在光滑的水平桌面上。A是質爲mA的細長直杆，被固定的光滑套管C約束在豎直方向，A可自由上下運動。碗和杆的質量關係爲：mB＝2mA。初始時，A杆被握住，使其下端正好與碗的半球面的上邊緣接觸（如圖）。然後從靜止開始釋放A，A、B便開始運動。設A杆的位置用? 表示，爲碗麪的球心O至A杆下端與球面接觸點的連線方向和豎直方向之間的夾角。求A與B速度的大小（表示成? 的函數）。
八、（17分）如圖所示的電路中，各電源的內阻均爲零，其中B、C兩點與其右方由1.0?的電阻和2.0?的電阻構成的無窮組合電路相接。求圖中10?F的電容器與E點相接的極板上的電荷量。
九、（18分）如圖所示，定滑輪B、C與動滑輪D組成一滑輪組，各滑輪與轉軸間的摩擦、滑輪的質量均不計。在動滑輪D上，懸掛有砝碼托盤A，跨過滑輪組的不可伸長的輕線的兩端各掛有砝碼2和3。一根用輕線（圖中穿過彈簧的那條堅直線）拴住的壓縮輕彈簧豎直放置在托盤底上，彈簧的下端與托盤底固連，上端放有砝碼1（兩者未粘連）。已加三個砝碼和砝碼托盤的質量都是m，彈簧的勁度係數爲k，壓縮量爲l0，整個系統處在靜止狀態。現突然燒斷栓住彈簧的輕線，彈簧便伸長，並推動砝碼1向上運動，直到砝碼1與彈簧分離。假設砝碼1在以後的運動過程中不會與托盤的頂部相碰。求砝碼1從與彈簧分離至再次接觸經歷的時間。
第二十五屆全國國中應用物理競賽(巨人杯)試題及答案注意事項：
1.請在密封線內填寫所在地區、學校、姓名和考號。 2.用藍色或黑色鋼筆、圓珠筆書寫。 3.本試卷共六大題，滿分100分。
一、本題共10小題，每小題2分，共20分。以下各小題給出的四個選項中只有一個是正確的，把正確選項前面的字母填在題後的括號內。
1．市面上有一種化妝鏡，當對着它照鏡子時，能看到自己面部更細微處。這種化妝鏡應該是一個（）
A.平面鏡B.凸面鏡C.凹面鏡
D.凸透鏡
2．“充電寶”是一種給手機等電子設備提供電能的移動電源。2014年8月7日，我國民航局首次專門針對“充電寶”發出公告，公告要求旅客攜帶登機的“充電寶”額定能量不能超過一定標準。這一“標準”的單位是（）
3．爲了確保用電安全，家中都會安裝配電盤。配電盤中除了裝有分別控制廚房、客廳和臥室等用電的開關外，還裝有漏電保護器。小明裝完新房後，將插排插入客廳牆上的電源插孔中，然後將電視機的電源插頭插入插排的電源插孔，但打開電視機後，配電盤中漏電保護中保護器就“跳閘”了。小明拔下電視機電源插頭，把漏電保護器的開關復原（重新閉合），然後將能正常使用的檯燈插入該插排的電源插孔，閉合檯燈開關後，漏電保護器再次“跳閘”。關於發生上述現象的原因，下列猜想正確的是（）
A．牆上的電源插座中的火線和零線間短路了 B．插排中插座處的零線和火線接反了 C．插排中插座處的零線和火線接反了 D．插排中插座處的火線和地線接反了
4、氫氣具有可燃性，因此早期使用氫氣填充的氣球和飛艇很容易燃燒起火。後來使用不會燃燒的氦氣替代氫氣來填充氣球和飛艇。相同條件下氦氣的密度約爲氫氣密度的兩倍。若忽略球皮和吊索的重力，則相同體積的氦氣球與氫氣球相比（ ）
A．氦氣球的有效載重量約爲氫氣球的一半 B．氦氣球有的效載重量約爲氫氣球的2倍
C．氦氣球有效載重量比氫氣球小很多 D．氦氣球的有效載重量與氫氣球差不多 5．圖1是一種案秤的照片。根據這張照片估計，如果將該案 秤配備的標有“1kg”字樣的槽碼放在秤盤上，那麼測得 其質量應約爲（ ）
A.1kg B.0.2kgC.0.1kgD.0.5kg
6．晚上，小明挑着一盞不帶光源的工藝品小燈籠在家裏玩。當把小燈籠移到發光面較大的吸頂燈正下方時（如圖2甲所示），會在小燈籠正下方的水平白紙上出現一個影子，關於這個影子的形狀，圖2乙中正確的是（）
7．如圖3 所示，一個圓柱狀的輕質紙筒順着一個傾斜的木板滾下。關於紙筒在地面上的落點，下列說法中正確的是（ ）
A.在A 點的左側 B.正好在A 點 C.在A 點的右側 D.上述三種情況皆有可能
8．無論是嚴冬還是酷暑，在使用冷暖空調的房間窗戶玻璃表面，有時會出現小水珠。下列
關於這一現象的說法中，正確的是（ ） A．無論冬夏，小水珠總是附着在玻璃的內表面 B．無論冬夏，小水珠總是附着在玻璃的外表面
C．夏天，小水珠附着在玻璃的內表面，冬天，小水珠附着在玻璃的外表面 D．夏天，小水珠附着在玻璃的外表面，冬天，小水珠附着在玻璃的內表面 9．如果地球表面大氣壓力1 個標準大氣壓，地球半徑爲周圍空氣的總質量約爲（ ）
10 18
12
12
12
，據此估算地球
10．某種變焦鏡頭的變焦範圍爲15mm-85mm，用這個銳頭對着遠處的某一棟樓房拍照。 當使用焦距15mm拍照時，顯示屏上所成的清晰像的高度爲h ; 1 當使用焦距85mm拍照 時，顯示屏上所成的清晰像的高度爲h2 ，則h1 與h2 的比值約爲（ ） A.3∶17B.17∶3C.289∶9D.9∶289
二、簡答下列各題（每題6 分，共30 分）
1．小剛和家人在逛公園時，發現園藝工人正在用一個奇怪的工具修剪樹枝（如圖4 甲所示）。
在交談中師傅告訴他這個工具叫做“高剪”，使用時用“高剪”頭部鉤住高處要剪斷的枝 杈，拉動繩子，就可以輕鬆地剪斷樹枝了。圖4 乙爲高剪的頭部照片，你能說出它使用 了哪些物理知識嗎？
2．小明過生日那天，媽媽買了冰淇淋蛋糕。回到家中媽媽把隨贈的乾冰棒裝入礦泉水瓶並旋緊了瓶蓋，然後與蛋糕一起放入了冰箱。沒過多久，冰箱內發生了爆炸，門被震飛。請你解釋產生這一結果的原因。
3．在不太明亮的博物館裏，有一個由透明玻璃製成的長方體展櫃，櫃內放着一個碗形文物甲，文物的正上方有燈光朝下照射。從某個角度看過去，可以看到“4個”文物（如圖6所示，分別標記爲甲、乙、丙、丁）。請回答：
（1）圖6中的乙、丙、丁分別是如何形成的？
（2）爲什麼看起來甲最亮、乙和丁較暗、丙最暗？
4．小麗隨爸爸參觀一個大型油庫，她發現每個儲油罐都是又矮又粗，外表刷成銀白色，頂部都向上拱起，罐身上方有很高的鐵針，每個油罐旁邊還有自動噴水裝置，如圖7所示。請你幫助小麗分析儲油罐爲什麼這樣設計和安裝？
5．現有如下器材：一個帶有閥門的“U”形管（如圖8 所示）；鐵架臺（帶有夾持附件）； 注射器（帶有橡膠軟管，可供抽氣用）；一把刻度尺：兩隻分別盛有水和濃鹽水的燒杯； 試用上述器材測量燒杯中的濃鹽水的密度。要求寫出實驗的方法和步驟，以及結果的表達式。
三、（11 分）如圖9所示爲一架學生用托盤天平，其遊碼標尺
的最大刻度值爲5g。若測得天平橫樑兩刀口間距L1爲24cm，遊碼刻度線總長度L2是18 cm，試用以上數據推算遊碼的質量。
全國國中物理競賽試題篇三：2015全國應用物理競賽試題和答案(A4紙排版)
一、本題共10小題，每小題2分，共20分。以下各小題給出的四個選項中只有一個是正確的，把正確選項前面的字母填在題後的括號內。
1．市面上有一種化妝鏡，當對着它照鏡子時，能看到自己面部更細微處。這種化妝鏡應該是一個（ ）
A.平面鏡 B.凸面銳 C.凹面銳D.凸透鏡
2． “充電寶”是一種給手機等電子設備提供電能的移動電源。2014 年 8 月 7 日，我國民航局首次專門針對“充電寶”發出公告，公告要求旅客攜帶登機的“充電寶”額定能量不能超過一定標準。這一“標準”的單位是（ ）
3．爲了確保用電安全，家中都會安裝配電盤。配電盤中除了裝有分別控制廚房、客廳和臥室等用電的開關外，還裝有漏電保護器。小明裝完新房後，將插排插入客廳牆上的電源插孔中，然後將電視機的電源插頭插入插排的電源插孔，但打開電視機後，配電盤中漏電保護中保護器就“跳閘” 了。小明拔下電視機電源插頭， 把漏電保護器的開關復原 （重新閉合） ，然後將能正常使用的檯燈插入該插排的電源插孔，閉合檯燈開關後，漏電保護器再次“跳閘” 。關於發生上述現象的原因，下列猜想正確的是（ ）
A．牆上的電源插座中的火線和零線間短路了
B．插排中插座處的零線和火線接反了
C．插排中插座處的零線和火線接反了
D．插排中插座處的火線和地線接反了
4、氫氣具有可燃性，因此早期使用氫氣填充的氣球和飛艇很容易燃燒起火。後來使用不會燃燒的氦氣替代氫氣來填充氣球和飛艇。相同條件下氦氣的密度約爲氫氣密度的兩倍。若忽略球皮和吊索的重力，則相同體積的氦氣球與氫氣球相比（ ）
A．氦氣球的有效載重量約爲氫氣球的一半
B．氦氣球有的效載重量約爲氫氣球的 2 倍
C．氦氣球有效載重量比氫氣球小很多
D．氦氣球的有效載重量與氫氣球差不多
5．圖 1 是一種案秤的照片。根據這張照片估計，如果將該案秤
配備的標有“1kg”字樣的槽碼放在秤盤上，那麼測得其質量應
約爲（）
A.1kg B.0.2kgC.0.1kg D.0.5kg
6．晚上，小明挑着一盞不帶光源的工藝品小燈籠在家裏玩。當
把小燈籠移到發光面較大的吸頂燈正下方時（如圖 2 甲所示） ，會在小燈籠正下方的水平白紙上出現一個影子，關於這個影子的形狀，圖 2 乙中正確的是（ ）
7．如圖 3 所示，一個圓柱狀的輕質紙筒順着一個傾斜的木板滾下。關
於紙筒在地面上的落點，下列說法中正確的是（ ）
A.在 A 點的`左側
B.正好在 A 點
C.在 A 點的右側
D.上述三種情況皆有可能
8．無論是嚴冬還是酷暑，在使用冷暖空調的房間窗戶玻璃表面，有時會出現小水珠。下列 關於這一現象的說法中，正確的是（）
A．無論冬夏，小水珠總是附着在玻璃的內表面
B．無論冬夏，小水珠總是附着在玻璃的外表面
C．夏天，小水珠附着在玻璃的內表面，冬天，小水珠附着在玻璃的外表面
D．夏天，小水珠附着在玻璃的外表面，冬天，小水珠附着在玻璃的內表面
9．如果地球表面大氣壓力 1 個標準大氣壓，地球半徑爲 6.4x10 3 km ，據此估算地球周圍空氣的總質量約爲（）
A.5x10 8 kg B.5x10 12 kg C.1x10 18 kg
D.1x10 12 kg
10．某種變焦鏡頭的變焦範圍爲 mm-85mm 15 ，用這個銳頭對着遠處的某一棟樓房拍照。當使用焦距 mm 15 拍照時， 顯示屏上所成的清晰像的高度爲 ; h 1 當使用焦距 mm 85 拍照時，顯示屏上所成的清晰像的高度爲 h 2 ，則 h 1 與 h 2 的比值約爲（ ）
A.3：17B.17：3 C.289：9D.9：289
二、簡答下列各題（ 每題 6 分，共30 分 ）
1． 小剛和家人在逛公園時， 發現園藝工人正在用一個奇怪的工具修剪樹枝 （如圖 4 甲所示） 。在交談中師傅告訴他這個工具叫做“高剪” ，使用時用“高剪”頭部鉤住高處要剪斷的枝杈，拉動繩子，就可以輕鬆地剪斷樹枝了。圖 4
乙爲高剪的頭部照片，你能說出它使用了哪些物理知識嗎？
2．小明過生日那天，媽媽買了冰淇淋蛋糕。回到家中媽媽把隨贈的乾冰棒裝入礦泉水瓶並旋緊了瓶蓋，然後與蛋糕一起放入了冰箱。沒過多久，冰箱內發生了爆炸，門被震飛。請你解釋產生這一結果的原因。
3．在不太明亮的博物館裏，有一個由透明玻璃製成的長方體展櫃，櫃內放着一個碗形文物
甲，文物的正上方有燈光朝下照射。從某個角度看過去，可以看到“4 個”文物（如圖 6所示，分別標記爲甲、乙、丙、丁） 。請回答：
（1）圖 6 中的乙、丙、丁分別是如何形成的？
（2）爲什麼看起來甲最亮、乙和丁較暗、丙最暗？
4．小麗隨爸爸參觀一個大型油庫，她發現每個儲油罐都是又矮又粗，外表刷成銀白色，頂部都向上拱起，罐身上方有很高的鐵針，每個油罐旁邊還有自動噴水裝置，如圖 7 所示。請你幫助小麗分析儲油罐爲什麼這樣設計和安裝？
5．現有如下器材：一個帶有閥門的“U”形管（如圖 8 所示） ；鐵架臺（帶有夾持附件） ；注射器（帶有橡膠軟管，可供抽氣用） ；一把刻度尺：兩隻分別盛有水和濃鹽水的燒杯；試用上述器材測量燒杯中的濃鹽水的密度。 要求寫出實驗的方法和步驟， 以及結果的表達式。
三、 （11分） 如圖 9 所示爲一架學生用托盤天平，其遊碼標尺的最大刻度值爲 5g 。若測得天平橫樑兩刀口間距 L 1 爲 24cm ，遊碼刻度線總長度 L 2 是 18cm ，試用以上數據推算遊碼的質量。
四、 （12分） 聲波在海水中傳播衰減程度遠小於電磁波。聲納就是利用聲波在水中的傳播特點來對物體進行定位和測速的。 圖 10 是一艘靜止軍艦上的聲納裝置的顯示器所顯示出聲波信號發出與接的情況， 圖中 P1、 P2 是聲納發出的信號， n1 、n2分別是 P1、 P2被不明物體反射回來的信號。如果 P1、 P2之間的時間間隔 爲1 0s ，聲波在海水中的傳播速度 v= 1500m/s，不明物體是沿直線正對着軍艦勻速行駛。求
1．信號 P1遇到不明物體時，該物體到軍艦的距離。
2．不明物體的速度。
五、 （12分） 圖 11 是小興踩腳踏式翻蓋垃圾桶的照片。小興穿的鞋是 41 碼（26 cm ） 。若桶蓋質量爲 500 g ，且質量分佈均勻，請估算：
1．若要把桶蓋頂起，腳掌對踏板的壓力至少應該是多大？
2．將桶蓋翻到照片所示狀態，至少要做多少功？
六、（15分） 隨着人們環保意識的提高，“風光互補路燈” （如圖 12 所示）得到了廣泛的應用。它在有陽光時通過太陽能電池板發電，有風時通過風力發電機發電，兩者皆備時同時發電，並將電能輸送至蓄電池儲存起來，供路燈晚間照明使用。爲了能使蓄電池的使用壽命更爲長久，一般充電至 90%左右即停止充電，放電餘留 20%左右即停止電能輸出。下面爲某型號風光互補路燈系統配置方案的相關參數。
風力發電機 太陽能電池組件
最小啓動風速 1.0 m/s 太陽能電池
180W
最小充電風速 3.0m/s 太陽能轉換效率 15%
最大限制風速 12.0m/s 蓄電池 400A h-12V
最大輸出功率 400W 大功率 LED 路燈 80W-12V
1．若遇到陰天並且無風，僅靠蓄電池供電，最多可供燈具正常發光多長時間？
2．若一塊該“風光互補路燈”太陽能電池板的總面積爲 5m 2 ，當其垂直太陽光方向放置時，最大發電功率達到 180W，則當地垂直太陽光方向 1m 2 範圍內太陽能電池板所接收太陽輻射的最大功率爲多少？
3．當風速爲 6.0m/s 時，風力發電機的輸出功率將變爲 50W。在這種風速下，持續光照 12h，蓄電池的電量也只由 20%充到了 70%。求此過程中太陽能電池板發電的平均功率。
