閱讀短文，回答下列問題
通常我們把物質(zhì)的狀態(tài)分為固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)，但是某些有機(jī)化合物具有一種特殊的狀態(tài)，在這種狀態(tài)中，它們一方面像液體，具有流動(dòng)性，另一方面又像晶體，分子在某個(gè)方向上排列比較整齊，因而具有各向異性，我們把這些物質(zhì)叫做液晶．液晶是不穩(wěn)定的，外界影響的微小變化，例如溫度、電場(chǎng)等，都會(huì)引起液晶分子排列變化，改變它的光學(xué)性質(zhì)．
例如有一種液晶，只要外加很小的電壓，就會(huì)由透明狀態(tài)變成不透明的．除去電壓，又恢復(fù)透明狀態(tài)．利用液晶的這種性質(zhì)，可以制成顯示元件：在兩塊薄玻璃板中間放入液晶，兩側(cè)玻璃的表面鍍上薄薄的導(dǎo)電層，其中一側(cè)的導(dǎo)電層被分割為一些細(xì)條，細(xì)條間各不相連．當(dāng)某些條形導(dǎo)電層和另一側(cè)的導(dǎo)電層間加上電壓時(shí)，這些細(xì)條下面的液晶變的不透明，擋住了液晶下面反射來的光，所以看起來是黑的．不同的細(xì)條可以組成不同的文字和圖案．液晶顯示的優(yōu)點(diǎn)是工作電壓低（1.5V～30V），功耗小（10?W～80?W），常與集成電路配套使用．
還有一類液晶具有靈敏的溫度效應(yīng)．例如有的液晶當(dāng)溫度升高時(shí)顏色按紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫的順序變化，溫度降低時(shí)，又按相反順序變化．液晶的這種性質(zhì)可以用來探測(cè)溫度．如果在病人皮膚表面涂一層液晶，由于腫瘤部分的溫度與周圍正常組織的溫度不一樣，液晶就會(huì)顯示出不同的顏色．這種液晶還可以檢查電路中的短路點(diǎn)，把液晶涂在印刷線路板上，由于短路處溫度升高，這個(gè)地方液晶顯示的顏色就與其他地方不同．
雖然液晶在1888年就被發(fā)現(xiàn)，但是直到上個(gè)世紀(jì)60年代人們將液晶應(yīng)用于顯示技術(shù)之后它才倍受重視，繼而又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了液晶的許多其他效應(yīng)．近來，液晶的理論又在細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)中得到了發(fā)展．可以預(yù)見，液晶理論和技術(shù)的應(yīng)用有著廣闊的前途．
請(qǐng)回答下列問題：
（1）你認(rèn)為液晶分別與固體和液體有哪些異同點(diǎn)？
（2）液晶具有何特性？這種特性在生活中有哪些應(yīng)用？
（3）文章中說：“可以預(yù)見，液晶理論和技術(shù)的應(yīng)用有著廣闊的前途．”你認(rèn)為液晶可能在哪些方面有重要應(yīng)用？

第十六屆全國初中應(yīng)用物理知識(shí)競賽初賽試卷

一、選擇題  以下各小題給出的四個(gè)選項(xiàng)只有一個(gè)是正確的，把正確

選項(xiàng)前面的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)(每小題3分，共15分)。

    1．小亮同學(xué)從超市買來一個(gè)玻璃瓶裝的鐵皮蓋罐頭，想把瓶蓋打開，可是怎么也擰不動(dòng)。小亮的哥哥用螺絲刀沿瓶蓋的邊輕輕撬了幾下，一擰就打開了。這主要是因?yàn)橛寐萁z刀撬瓶蓋可以  【    】 

A．增大瓶蓋直徑，減小瓶蓋側(cè)壁對(duì)瓶的壓力

B．減小瓶蓋與瓶口的接觸面積

C．減小瓶內(nèi)外氣體的壓力差

D．由于撬了蓋的一邊，而增大了蓋的另一邊的壓力

    2．高壓輸電線路的鐵塔頂端有一條(或兩條)比下面輸電線細(xì)的金屬線(如圖1～圖2)，它的作用是    【    】

  A．加強(qiáng)鐵塔的穩(wěn)定性

  B．傳輸零線的電流

  C．防雷電，起到避雷針的作用

  D．作為備用線，供輸電線斷開時(shí)應(yīng)急使用

3．用普通照相機(jī)拍照時(shí)，要按被照物體距相機(jī)鏡頭的遠(yuǎn)近進(jìn)行“調(diào)焦”，使用起來不太便捷。有一種“傻瓜”相機(jī)，只要把想拍攝的景物全部納入取景器內(nèi)，不論遠(yuǎn)處還是近處的物體，在照片上都比較清晰，從而使拍照的過程變得十分快捷。這種“傻瓜”相機(jī)不用“調(diào)焦”的奧秘是  【    】

    A．采用了長焦距的鏡頭，使遠(yuǎn)近不同的物體成像的位置相差不大

    B．采用了短焦距的鏡頭，使遠(yuǎn)近不同的物體成像的位置相差不大

    C．采用了長焦距的鏡頭，使遠(yuǎn)近不同的物體成像的位置相同

    D．采用了短焦距的鏡頭，使遠(yuǎn)近不同的物體成像的位置相同

    4．磁帶錄音機(jī)既可以錄音，也可用以放音，其主要部件為運(yùn)行的磁帶和繞有線圈的磁頭。錄音時(shí)，磁帶上的磁粉被由聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化而來的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)所磁化，這樣便將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為磁信號(hào)記錄在磁帶上；放音時(shí)，再把磁帶上的磁信號(hào)通過磁頭轉(zhuǎn)化為電信號(hào)使揚(yáng)聲器發(fā)聲。對(duì)于錄音機(jī)錄音、放音過程的基本原理，下列各種說法中正確的是  【    】

    A．錄音的基本原理是電磁感應(yīng)，放音的基本原理是電流的磁效應(yīng)

    B．錄音的基本原理是電流的磁效應(yīng)，放音的基本原理是電磁感應(yīng)

    C．錄音和放音的基本原理都是電流的磁效應(yīng)

    D．錄音和放音的基本原理都是電磁感應(yīng)

    5．王勇同學(xué)在賓館飯店看到一種自動(dòng)門，當(dāng)有人靠近時(shí)，門會(huì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開閉。王勇同學(xué)對(duì)此產(chǎn)生了濃厚的興趣，他很想知道自動(dòng)門是如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的。為此他反復(fù)做了幾次試驗(yàn)：當(dāng)他輕輕地靠近自動(dòng)門時(shí)，門自動(dòng)打開；當(dāng)把一個(gè)足球滾向自動(dòng)門時(shí)，門自動(dòng)打開；當(dāng)把一面底部裝有滾珠的無色透明大玻璃板，直立著滑向自動(dòng)門時(shí)，門不打開。王勇同學(xué)根據(jù)探究試驗(yàn)的結(jié)果，對(duì)自動(dòng)門的自控原理提出了以下幾種猜想，你認(rèn)為其中最合理的猜想是  【    】

    A．自動(dòng)門“聽”到來者的聲音時(shí)，通過聲控裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開閉

    B啟動(dòng)門探測(cè)到靠近的物體發(fā)射出的紅外線，通過光控裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開閉

    C自動(dòng)門本身能發(fā)射出一種紅外線信號(hào)，當(dāng)此種信號(hào)被靠近的物體反射時(shí)，就會(huì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開閉

    D．靠近門的物體通過空氣能產(chǎn)生一種壓力傳給自動(dòng)門，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開閉

二、填空題(共15分)

    1．(3分)如圖3所不，小婷乘汽車到姥姥家去度假，汽車在平直公路上行駛。小婷的感覺是：遠(yuǎn)處的村莊相對(duì)于電線桿在向_________運(yùn)動(dòng)；近處的小樹相對(duì)于電線桿在向_______運(yùn)動(dòng)；電線桿周圍的景物看起來好像在繞電線桿做_____時(shí)針

轉(zhuǎn)動(dòng)。

    2．(3分)列車上出售的食品常常放在如圖4所示的小推車上，若貨物均勻擺在車內(nèi)，當(dāng)前輪遇到障礙物A時(shí)，售貨員向下按扶把，這時(shí)手推車可以視為杠桿，支點(diǎn)是_____(寫出支點(diǎn)位置的字母)；當(dāng)后輪遇到障礙物A時(shí)，售貨員向上提扶把，這時(shí)支點(diǎn)是______。后一種情況下，手推車可以視為______力杠桿。

    3．(3分)在海拔3000 m以上的高原地區(qū)，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水容易沸騰，這是因?yàn)楦咴�地區(qū)_______的緣故。常年生活在平原地區(qū)的人到達(dá)該地區(qū)后，由于空氣稀薄會(huì)產(chǎn)生缺氧反應(yīng)，為了得到足夠的氧氣，人會(huì)不自覺地進(jìn)行深呼吸，這時(shí)肺的容積與在平原上相比要擴(kuò)張得更_______(選填“大”或“小”)一些。

    4．(3分)汽車上的機(jī)械式里程表是用安裝在輪上的一組計(jì)數(shù)齒輪來實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)的，而這些計(jì)數(shù)齒輪又通過特定的傳動(dòng)裝置被車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)所驅(qū)動(dòng)。同時(shí)車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)還通過特定的傳動(dòng)裝置，傳遞給由電磁感應(yīng)原理制成的傳感器，傳感器再將反映車輪轉(zhuǎn)動(dòng)情況的電信號(hào)顯示在速度表上，從而指示此時(shí)的車速。當(dāng)輪胎用久了有明顯的磨損后，就會(huì)使所計(jì)里程和指示的時(shí)速產(chǎn)生誤差。若里程表記錄里程為12000 km，則汽車實(shí)際行駛的里程將 _______(填“大于”、“小于”或“等于”)示數(shù)；若此車從北京駛往上海，以速度表上指示的時(shí)速為依據(jù)，對(duì)整個(gè)行程所估算的行駛時(shí)間將________(選填“大于”、小于”或“等于”)實(shí)際行駛時(shí)間。

    5．(3分)2005年春節(jié)晚會(huì)上，一群聾啞青年用精美絕倫的舞蹈“千手觀音”給人以美的享受，善的啟迪。

    (1)如圖5所示，觀眾看不見領(lǐng)舞者邰麗華身后站著的其他舞蹈者，這是因?yàn)楣馐莀_____________傳播的。

    (2)在觀看演出的過程中，我們雖然沒有看到樂隊(duì)卻也能分辨出是何種樂器在發(fā)聲，這主要是因?yàn)椴煌瑯菲魉�發(fā)聲音的_________是不同的。

    (3)電視觀眾看到蓮花座上的千手觀音身披絢麗霞光，這些光是由________、_______、______三原色依不同的比例混合而成的。

  三、簡答下列各題(共22分)

  1．(4分)火箭點(diǎn)火發(fā)射時(shí)，若高溫火焰向下噴射到發(fā)射臺(tái)上，發(fā)射臺(tái)就會(huì)被燒

毀。為了保護(hù)發(fā)射臺(tái)，在它的底部建造了個(gè)大水池，從而巧妙地解決了這個(gè)技術(shù)問題。

    (1)火箭發(fā)射時(shí)，底部噴出的龐大的白色氣團(tuán)(圖6)是由什么組成的?它是怎樣形成的?

(2)分析“大水池”對(duì)發(fā)射臺(tái)起到保護(hù)作用的道理。

  2．(4分)在高壓輸電線路中常可看到 如圖7所示的一些絕緣子。請(qǐng)說明為什么懸掛高壓輸電線的絕緣子的表面要涂光亮的瓷釉，而且做成一節(jié)一節(jié)的?

3．(4分)小志家買了一種點(diǎn)綴節(jié)日用的小彩燈，他發(fā)現(xiàn)當(dāng)其中一個(gè)小彩燈的燈絲燒斷了以后，其余的小彩燈還能繼續(xù)發(fā)光。于是小志對(duì)小彩燈之間的連接關(guān)系產(chǎn)生了興趣，為此他請(qǐng)教了科技人員，得到以下信息。

  他用的小彩燈規(guī)格是“2．5 V，0．25 A”，通過串聯(lián)一定數(shù)量的小彩燈，使單個(gè)小彩燈兩端所加的電壓比它的額定電壓稍低，每個(gè)小彩燈都能基本正常發(fā)光。

    小彩燈的構(gòu)造如圖8所示，在燈絲導(dǎo)電支架上除了有燈絲和起固定作用的小玻璃珠以外，還繞有約4圈細(xì)金屬絲。燈絲電阻冷時(shí)約為2．5 Ω，熱時(shí)約為15 Ω。

    細(xì)金屬絲的電阻為1 Ω，正常(低壓)情況下，由于支架表面有一層氧化銅的緣故，它與燈絲支架是不導(dǎo)通的，沒有電流流過。若加上較高的電壓(如220 V)時(shí)氧化層可被擊穿，細(xì)金屬絲與燈絲支架導(dǎo)通。

    根據(jù)以上介紹的資料，請(qǐng)你說明為什么一個(gè)小彩燈的燈絲燒毀后，其他的小彩燈還能繼續(xù)發(fā)光。

    4．(4分)向陽中學(xué)廣播室想借助于雙刀雙擲開關(guān)控制南北兩教學(xué)樓的喇

叭：開關(guān)擲向A端時(shí)南面的三只喇叭接通，擲向B端時(shí)南北六只喇叭全部接通。

請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線按上述要求完成圖9中的電路圖。

  5．(6分)長期以來，實(shí)心粘土磚一直是我國主要的建筑材料。由于粘土磚在生產(chǎn)過程中存在著諸多弊端，國家有關(guān)部門提出了減少粘土磚使用率、倡導(dǎo)新型

材料的要求。如圖10所示的空心水泥磚就是新型建筑材料的一種。請(qǐng)你從節(jié)能與環(huán)保等方面分析，使用空心水泥磚比使用實(shí)心粘土磚有哪些好處。(至少寫出三條)

 四、(6分)李明同學(xué)家要買一個(gè)燒水用的水壺，超市里有兩種容積相同但品種

不同的鋁質(zhì)水壺可供選購，一種是放在液化氣灶上用的，另一種是壺內(nèi)裝有電熱器的，如圖ll所示。李明想比較哪一種水壺?zé)�水更省錢。他首先進(jìn)行了調(diào)查，得到如下資料：當(dāng)?shù)鼐用裼秒姷膬r(jià)格是0.5元／度；瓶裝液化氣的價(jià)格是60元／瓶(每瓶中液化氣的質(zhì)量約為15 kg，液化氣的熱值為4.2×10⁷J／kg),用液化氣燒水的熱效率約為30％，用電熱水壺?zé)�水的熱效率約為90％。根據(jù)以上信息，請(qǐng)你通過計(jì)算分析一下用哪種水壺?zé)�水更省錢。

    五、(8分)為了保護(hù)環(huán)境，治理水土流失，學(xué)校的環(huán)保小組設(shè)計(jì)并進(jìn)行了河水含沙量的研究。

    第一階段是理論分析：分別以ρ_水、ρ_沙、ρ_泥水表示水、泥沙、泥沙水的密度，以x表示每立方米泥沙水中所含泥沙的質(zhì)量(稱做含沙量)，導(dǎo)出了ρ_泥水與ρ_水、ρ_沙、x的關(guān)系式；然后作出了泥沙水的密度ρ_泥水隨含沙量x變化的圖象。

    第二階段是實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：在一個(gè)量筒里放入一定量干燥的黃土，再倒入一定量的清水，計(jì)算出含沙量x，并測(cè)出泥沙水的密度ρ_泥水；接著再多次加入清水配制成不同密度的泥沙水，進(jìn)行同樣的計(jì)算和測(cè)量，由此得出ρ_泥水與x的多組數(shù)據(jù)；然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)作出了表示泥沙水的密度與含沙量關(guān)系的ρ_泥水－x圖象。他們驚喜地發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析是一致的。

    第三階段是實(shí)際測(cè)量：在一次山洪沖刷地面時(shí)，他們采集了40 L的水樣，稱出其總質(zhì)量為40.56kg。此前已經(jīng)測(cè)出干燥的泥沙的密度ρ_沙：2.4×10³kg／m³，于是求出了洪水中的平均含沙量。

    (1)請(qǐng)你參與環(huán)保小組第一階段的工作，導(dǎo)出ρ_泥水與ρ_水、ρ_沙、x的關(guān)系式。然后根據(jù)關(guān)系式作出泥沙水的密度ρ泥水隨含沙量x變化圖象的草圖。

(2)請(qǐng)你參與環(huán)保小組第三階段的計(jì)算工作，求出洪水中的平均含沙量。

    六、(10分)現(xiàn)在很流行的數(shù)碼相機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是可以直接生成數(shù)碼照片，從而可以方便地進(jìn)行編輯與加工，保存的時(shí)間也更長。而且數(shù)碼照片還可以直接在

電腦上顯示出來，或者通過電子郵件傳送出去。

    下面是一款數(shù)碼相機(jī)的電池的一些資料。根據(jù)右面提供的信息以及下面對(duì)數(shù)碼相機(jī)工作過程的介紹，回答相關(guān)問題：

    (1)數(shù)碼相機(jī)的電源打開后，就處于待機(jī)狀態(tài)，這時(shí)要消耗一定的電能；拍攝時(shí)，拍攝與處理數(shù)據(jù)所消耗的電能就更大。假設(shè)用一個(gè)充滿電的電池作電源進(jìn)行拍照，每5min拍一張照片，相機(jī)使用過程中的平

均工作電流為0.2A。請(qǐng)估算一節(jié)充滿電的電池最多可以拍攝多少張照片。

    (2)對(duì)一個(gè)電能已全部耗盡的這種電池進(jìn)行完全充電，充電的效率多大?

七、(12分)空調(diào)的“匹數(shù)”，是對(duì)空調(diào)輸入功率的粗略標(biāo)識(shí)。因相同匹數(shù)不同品牌空調(diào)的制冷效能有較大的差異，為便于比較，空調(diào)的效能常以“制冷量”來表示。在選擇空調(diào)時(shí)，除了制冷量和制熱量(對(duì)冷熱空調(diào)而言)外，還要考慮“能效比”。

空調(diào)的能效比=，它表示空調(diào)器是否高效節(jié)電。目前市場(chǎng)上空調(diào)器的能效比相差很大，一般在2～3之間，最高的可達(dá)到3．5左右，應(yīng)盡量挑選能效比高的空調(diào)。房間所需的制冷量和制熱量可按下面的公式計(jì)算：制冷量Q_冷＝S（房間面積）×140w－180 w；制熱量Q_熱=S(房間面積)×180 W－240 W(此公式適用于層高2．5 m的房間，如果層高偏大，則應(yīng)適當(dāng)加大功率)。

    下表是小明家準(zhǔn)備購買的某一型號(hào)空調(diào)的使用說明書的一部分。

    請(qǐng)結(jié)合上面所介紹的知識(shí)和空調(diào)使用說明書，通過計(jì)算回答下面的問題：

    1．這臺(tái)空調(diào)的能效比是多少。

    2小明家新購買樓房客廳的面積約為30 m2，層高為2．7 m，他想在客廳內(nèi)安裝上表所示的空調(diào)。請(qǐng)你通過計(jì)算說明這種選擇是否合理。

    3．若小明家用此空調(diào)器制冷，空調(diào)器的壓縮機(jī)每天實(shí)際工作6 h，一個(gè)月僅空調(diào)一項(xiàng)所支付的電費(fèi)約為多少?(當(dāng)?shù)氐碾妰r(jià)為0.5元／度)

    八、(12分)小軍家客廳墻壁上有一個(gè)控制燈的開關(guān)和一個(gè)兩孔插座裝在一起的“一開兩孔”的電工元件。圖12是元件的面板、圖13是元件殼體內(nèi)部的原接線圖。由于開關(guān)損壞，需要更換整個(gè)元件。小軍爸爸決定自己動(dòng)手完成，小軍給爸爸當(dāng)助手。

    小軍爸爸?jǐn)嚅_家中進(jìn)戶線的總開關(guān)，在拆舊換新的過程中發(fā)現(xiàn)：拆下前沒有留意元件中的A、B、D三根導(dǎo)線(B、C間已有一短導(dǎo)線在內(nèi)部相連)與外面的①②③三根導(dǎo)線的連接關(guān)系(如圖14)，因?yàn)槭覂?nèi)導(dǎo)線都在水泥墻內(nèi)，無法觀察①②③各導(dǎo)線與墻內(nèi)導(dǎo)線的連接情況。

  于是他閉合家中進(jìn)戶線的總開關(guān)，用試電筆檢測(cè)各根導(dǎo)線，發(fā)現(xiàn)：第①根導(dǎo)線可以使試電筆發(fā)光；第②、⑨根導(dǎo)線不能使試電筆發(fā)光。

  根據(jù)小軍爸爸的檢測(cè)，能不能判斷各根導(dǎo)線的連接情況?

小軍經(jīng)過仔細(xì)思考后認(rèn)為，不能判斷每根導(dǎo)線的連接情況，如果在情況不明時(shí)盲目連接還可能出現(xiàn)更嚴(yán)重的問題。

    (1)你認(rèn)為小軍的觀點(diǎn)對(duì)不對(duì)?為什么?

    (2)你能不能利用常用的家用電器，如臺(tái)燈等(均帶有插頭)，鑒別出①②③根導(dǎo)線應(yīng)怎樣分別與A、B、D接線柱相連接?說出你的方法并簡述理由。

    (3)根據(jù)你的判斷，將圖14中①②⑧根導(dǎo)線與下面的A、B、D接線柱和上面的火線、零線及燈泡連接起來。