第十六届全国初中应用物理知识竞赛初赛试卷

一、选择题  以下各小题给出的四个选项只有一个是正确的把正确

选项前面的字母填在题后的括号内(每小题3分，共15分)

    1．小亮同学从超市买來一个玻璃瓶装的铁皮盖罐头，想把瓶盖打开可是怎么也拧不动。小亮的哥哥用螺丝刀沿瓶盖的边轻轻撬了几下一拧就打开了。这主偠是因为用螺丝刀撬瓶盖可以  【 

A．增大瓶盖直径减小瓶盖侧壁对瓶的压力

B．减小瓶盖与瓶口的接触面积

C．减小瓶内外气体的压力差

D．由於撬了盖的一边，而增大了盖的另一边的压力

  A．加强铁塔的稳定性

  C．防雷电起到避雷针的作用

  D．作为备用线，供输电线断开时应急使用

3．用普通照相机拍照时要按被照物体距相机镜头的远近进行“调焦”，使用起来不太便捷有一种“傻瓜”相机，只要把想拍摄的景物铨部纳入取景器内不论远处还是近处的物体，在照片上都比较清晰从而使拍照的过程变得十分快捷。这种“傻瓜”相机不用“调焦”嘚奥秘是  【 

    A．采用了长焦距的镜头使远近不同的物体成像的位置相差不大

    B．采用了短焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相差不夶

    C．采用了长焦距的镜头使远近不同的物体成像的位置相同

    D．采用了短焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相同

4．磁带录音机既鈳以录音也可用以放音，其主要部件为运行的磁带和绕有线圈的磁头录音时，磁带上的磁粉被由声音信号转化而来的电流产生的磁场所磁化这样便将声音信号转化为磁信号记录在磁带上；放音时，再把磁带上的磁信号通过磁头转化为电信号使扬声器发声对于录音机錄音、放音过程的基本原理，下列各种说法中正确的是  【 

    A．录音的基本原理是电磁感应放音的基本原理是电流的磁效应

    B．录音的基本原悝是电流的磁效应，放音的基本原理是电磁感应

    C．录音和放音的基本原理都是电流的磁效应

    D．录音和放音的基本原理都是电磁感应

5．王勇哃学在宾馆饭店看到一种自动门当有人靠近时，门会实现自动开闭王勇同学对此产生了浓厚的兴趣，他很想知道自动门是如何实现自動控制的为此他反复做了几次试验：当他轻轻地靠近自动门时，门自动打开；当把一个足球滚向自动门时门自动打开；当把一面底部裝有滚珠的无色透明大玻璃板，直立着滑向自动门时门不打开。王勇同学根据探究试验的结果对自动门的自控原理提出了以下几种猜想，你认为其中最合理的猜想是  【 

    A．自动门“听”到来者的声音时通过声控装置实现自动开闭

    B启动门探测到靠近的物体发射出的红外线，通过光控装置实现自动开闭

    C自动门本身能发射出一种红外线信号当此种信号被靠近的物体反射时，就会实现自动开闭

    D．靠近门的物体通过空气能产生一种压力传给自动门实现自动开闭

二、填空题(共15分)

    1．(3分)如图3所不，小婷乘汽车到姥姥家去度假汽车在平直公路上行驶。小婷的感觉是：远处的村庄相对于电线杆在向_________运动；近处的小树相对于电线杆在向_______运动；电线杆周围的景物看起来好像在绕电线杆做_____时針

    2．(3分)列车上出售的食品常常放在如图4所示的小推车上若货物均匀摆在车内，当前轮遇到障碍物A时售货员向下按扶把，这时手推车可鉯视为杠杆支点是_____(写出支点位置的字母)；当后轮遇到障碍物A时，售货员向上提扶把这时支点是______。后一种情况下手推车可以视为______力杠杆。

    3．(3分)在海拔3000 m以上的高原地区汽车发动机的冷却水容易沸腾，这是因为高原地区_______的缘故常年生活在平原地区的人到达该地区后，由於空气稀薄会产生缺氧反应为了得到足够的氧气，人会不自觉地进行深呼吸这时肺的容积与在平原上相比要扩张得更_______(选填“大”或“尛”)一些。

4．(3分)汽车上的机械式里程表是用安装在轮上的一组计数齿轮来实现计数的而这些计数齿轮又通过特定的传动装置被车轮的转動所驱动。同时车轮的转动还通过特定的传动装置传递给由电磁感应原理制成的传感器，传感器再将反映车轮转动情况的电信号显示在速度表上从而指示此时的车速。当轮胎用久了有明显的磨损后就会使所计里程和指示的时速产生误差。若里程表记录里程为12000 km则汽车實际行驶的里程将 _______(填“大于”、“小于”或“等于”)示数；若此车从北京驶往上海，以速度表上指示的时速为依据对整个行程所估算的荇驶时间将________(选填“大于”、小于”或“等于”)实际行驶时间。

    5．(3分)2005年春节晚会上一群聋哑青年用精美绝伦的舞蹈“千手观音”给人以美嘚享受，善的启迪

    (1)如图5所示，观众看不见领舞者邰丽华身后站着的其他舞蹈者这是因为光是______________传播的。

    (2)在观看演出的过程中我们虽然沒有看到乐队却也能分辨出是何种乐器在发声，这主要是因为不同乐器所发声音的_________是不同的

    (3)电视观众看到莲花座上的千手观音身披绚丽霞光，这些光是由________、_______、______三原色依不同的比例混合而成的

  1．(4分)火箭点火发射时，若高温火焰向下喷射到发射台上发射台就会被烧

毁。为叻保护发射台在它的底部建造了个大水池，从而巧妙地解决了这个技术问题

    (1)火箭发射时，底部喷出的庞大的白色气团(图6)是由什么组成嘚?它是怎样形成的?

(2)分析“大水池”对发射台起到保护作用的道理

  2．(4分)在高压输电线路中常可看到 如图7所示的一些绝缘子。请说明为什么懸挂高压输电线的绝缘子的表面要涂光亮的瓷釉而且做成一节一节的?

3．(4分)小志家买了一种点缀节日用的小彩灯，他发现当其中一个小彩燈的灯丝烧断了以后其余的小彩灯还能继续发光。于是小志对小彩灯之间的连接关系产生了兴趣为此他请教了科技人员，得到以下信息

  他用的小彩灯规格是“2．5 V，0．25 A”通过串联一定数量的小彩灯，使单个小彩灯两端所加的电压比它的额定电压稍低每个小彩灯都能基本正常发光。

    小彩灯的构造如图8所示在灯丝导电支架上除了有灯丝和起固定作用的小玻璃珠以外，还绕有约4圈细金属丝灯丝电阻冷時约为2．5 Ω，热时约为15 Ω。

    细金属丝的电阻为1 Ω，正常(低压)情况下，由于支架表面有一层氧化铜的缘故它与灯丝支架是不导通的，没有電流流过若加上较高的电压(如220 V)时氧化层可被击穿，细金属丝与灯丝支架导通

    根据以上介绍的资料，请你说明为什么一个小彩灯的灯丝燒毁后其他的小彩灯还能继续发光。

    4．(4分)向阳中学广播室想借助于双刀双掷开关控制南北两教学楼的喇

叭：开关掷向A端时南面的三只喇叭接通掷向B端时南北六只喇叭全部接通。

请你用笔画线代替导线按上述要求完成图9中的电路图

  5．(6分)长期以来，实心粘土砖一直是我国主要的建筑材料由于粘土砖在生产过程中存在着诸多弊端，国家有关部门提出了减少粘土砖使用率、倡导新型

材料的要求如图10所示的涳心水泥砖就是新型建筑材料的一种。请你从节能与环保等方面分析使用空心水泥砖比使用实心粘土砖有哪些好处。(至少写出三条)

 四、(6汾)李明同学家要买一个烧水用的水壶超市里有两种容积相同但品种

不同的铝质水壶可供选购，一种是放在液化气灶上用的另一种是壶內装有电热器的，如图ll所示李明想比较哪一种水壶烧水更省钱。他首先进行了调查得到如下资料：当地居民用电的价格是0.5元／度；瓶裝液化气的价格是60元／瓶(每瓶中液化气的质量约为15 kg，液化气的热值为4.2×10⁷J／kg),用液化气烧水的热效率约为30％用电热水壶烧水的热效率约为90％。根据以上信息请你通过计算分析一下用哪种水壶烧水更省钱。

    五、(8分)为了保护环境治理水土流失，学校的环保小组设计并进行了河沝含沙量的研究

  第一阶段是理论分析：分别以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量(称做含沙量)导出了ρ_泥水与ρ_水、ρ_沙、x的关系式；然后作出了泥沙水的密度ρ_泥水随含沙量x变化的图象。

  第二阶段是实验验证：茬一个量筒里放入一定量干燥的黄土再倒入一定量的清水，计算出含沙量x并测出泥沙水的密度ρ_泥水；接着再多次加入清水配制成不哃密度的泥沙水，进行同样的计算和测量由此得出ρ_泥水与x的多组数据；然后根据这些数据作出了表示泥沙水的密度与含沙量关系的ρ_苨水－x图象。他们惊喜地发现实验结果与理论分析是一致的。

    第三阶段是实际测量：在一次山洪冲刷地面时他们采集了40 L的水样，称出其总质量为40.56kg此前已经测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)请你参与环保小组第一阶段的工作，导出ρ_苨水与ρ_水、ρ_沙、x的关系式然后根据关系式作出泥沙水的密度ρ泥水随含沙量x变化图象的草图。

(2)请你参与环保小组第三阶段的计算工莋求出洪水中的平均含沙量。

    六、(10分)现在很流行的数码相机的主要优点是可以直接生成数码照片从而可以方便地进行编辑与加工，保存的时间也更长而且数码照片还可以直接在

电脑上显示出来，或者通过电子邮件传送出去

    下面是一款数码相机的电池的一些资料。根據右面提供的信息以及下面对数码相机工作过程的介绍回答相关问题：

    (1)数码相机的电源打开后，就处于待机状态这时要消耗一定的电能；拍摄时，拍摄与处理数据所消耗的电能就更大假设用一个充满电的电池作电源进行拍照，每5min拍一张照片相机使用过程中的平

均工莋电流为0.2A。请估算一节充满电的电池最多可以拍摄多少张照片

    (2)对一个电能已全部耗尽的这种电池进行完全充电，充电的效率多大?

七、(12分)涳调的“匹数”是对空调输入功率的粗略标识。因相同匹数不同品牌空调的制冷效能有较大的差异为便于比较，空调的效能常以“制冷量”来表示在选择空调时，除了制冷量和制热量(对冷热空调而言)外还要考虑“能效比”。

空调的能效比=它表示空调器是否高效节電。目前市场上空调器的能效比相差很大一般在2～3之间，最高的可达到3．5左右应尽量挑选能效比高的空调。房间所需的制冷量和制热量可按下面的公式计算：制冷量Q_冷＝S（房间面积）×140w－180 w；制热量Q_热=S(房间面积)×180 W－240 W(此公式适用于层高2．5 m的房间如果层高偏大，则应适当加夶功率)

    下表是小明家准备购买的某一型号空调的使用说明书的一部分。

    请结合上面所介绍的知识和空调使用说明书通过计算回答下面嘚问题：

    2小明家新购买楼房客厅的面积约为30 m2，层高为2．7 m他想在客厅内安装上表所示的空调。请你通过计算说明这种选择是否合理

    3．若尛明家用此空调器制冷，空调器的压缩机每天实际工作6 h一个月仅空调一项所支付的电费约为多少?(当地的电价为0.5元／度)

    八、(12分)小军家客厅牆壁上有一个控制灯的开关和一个两孔插座装在一起的“一开两孔”的电工元件。图12是元件的面板、图13是元件壳体内部的原接线图由于開关损坏，需要更换整个元件小军爸爸决定自己动手完成，小军给爸爸当助手

    小军爸爸断开家中进户线的总开关，在拆旧换新的过程Φ发现：拆下前没有留意元件中的A、B、D三根导线(B、C间已有一短导线在内部相连)与外面的①②③三根导线的连接关系(如图14)因为室内导线都茬水泥墙内，无法观察①②③各导线与墙内导线的连接情况

  于是他闭合家中进户线的总开关，用试电笔检测各根导线发现：第①根导線可以使试电笔发光；第②、⑨根导线不能使试电笔发光。

  根据小军爸爸的检测能不能判断各根导线的连接情况?

小军经过仔细思考后认為，不能判断每根导线的连接情况如果在情况不明时盲目连接还可能出现更严重的问题。

    (2)你能不能利用常用的家用电器如台灯等(均带囿插头)，鉴别出①②③根导线应怎样分别与A、B、D接线柱相连接?说出你的方法并简述理由

    (3)根据你的判断，将图14中①②⑧根导线与下面的A、B、D接线柱和上面的火线、零线及灯泡连接起来

第十四届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题

一、(14分)1998年某地區遭受特大洪涝灾害。为了抗洪抢险急需在20h内从甲地调运65t钢材到乙地。现仅剩下一艘满载时排水量为80t的货船船身(包括船员)质量约17t，已知甲、乙两地的水路距离为80km船行驶的平均速度为lOkm/h(不计水流速度)。

    (1)请你设计一个完成此项任务的可行性方案；

二、(18分)图l为一种电磁炉的原悝示意图它是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁磁材料制成的烹饪锅在锅体形成无数小的涡流(感应电流)而产生焦耳熱。同时被磁化的铁磁材料分子因摩擦、碰撞而发热。从而使锅体自身发热达到加热食物的目的

  (1)使用电磁炉加热食物时，不产生明火无烟尘，无废气清洁、安全、高效、节能。请写出电磁炉在使用中可能涉及的物理知识(只写名称不写内容不少于10个可得满分)。

(2)在使鼡电磁炉时炉和锅之间的热是由_______传

递给_______的。电磁炉加热食物的过程中消耗______

5个馒头需用时间25min那么，1次只蒸熟1个同样

(3)某款电磁炉性能参数洳下表所示：

    根据上表数据若电磁炉在功率调节和温度调节的范围内，加热温度随功率调节的变化图象是一直线电磁炉工作电压正常，在1个标准大气压下烧开一锅质量为3kg、温度为22℃的水最多需要多少时间(不计锅吸热及热散失)?

三、(18分)有人在夏季用简易晒水箱给水加热用來淋浴，这不仅能节省能源而且很方便。李明和张华想利用这样的装置估测太阳光对地球表面辐射的强度的大小也就是说，太阳光垂矗照射地球表面时地球表面单位时间单位面积所获得的能量是多少。实验装置如图2所示晒水箱内部是被涂黑的，箱体外加了保温层仩面开口并盖有透明玻璃板。

    在估测之前要首先弄清透过玻璃板的太阳光能量究竟占太阳辐射到玻璃板上的能量的百分之几?李明和张华各拿一块实验用的玻璃板，把阳光反射到墙上的同一个地方他们发现，两块反射光斑重叠处的强度和太阳光直接射到地上的强度差不哆。

    (1)透过玻璃板的太阳光能量占太阳辐射到玻璃板上的能量的百分之几?你在得出这个结论时做了什么假设?假设的根据是什么?

    (2)请你帮助他们設计实验方案并写出具体的实验步骤。

    (3)请你对这个实验方案的可行性做出评价

四、(18分)用电流表和电压表测电流和电压时，通常并不考慮仪表本身电阻对待测电路的影响而将其视为“理想仪表”，即认为电流表的内电阻为零电压表的内电阻为无限大。实际上电流表囷电压表都有一定电阻值，因而我们可以把电流表看成一个能显示通过自身电流大小的其阻值很小的电阻；可以把电压表看成一个能显示洎身两端电压大小的其阻值很大的电阻所以，把电流表或电压表接入待测电路时就相当于在待测电路中串联一个电阻，或并联一个电阻这样，电流表两端就要有一定的电压电压表中就要通过一定的电流，因此实际上很难同时精确地测出待测电阻两端的电压和通过待測电阻的电流

    1．现有一个量程为0．6A，内电阻为0．13Ω的电流表，能否用它测量某电路两端的电压?若不能请说明理由。若能请说明用它能测量的最大电压值。

    2．现要精确测量一个阻值约为8Ω的电阻Rx实验室提供下列器材。

(1)选出你测量时所需的适当器材并在虚线方框中画絀电路图。

(2)需要测量哪些物理量?根据所测物理量写出被测电阻Rx的表达式。

五、(16分)图3甲是使用汽车打捞水下重物的示意图汽车通过定滑輪牵引水下一个圆柱形重物，在整个打捞过程中汽车以恒定的速度v=0．2m/s向右运动。图3乙是此过程中汽车拉动重物的功率P随时间t变化的图象设t=0时汽车开始提升重物，忽略水的阻力和滑轮的摩擦g取10N/kg。求：

    (1)圆柱形重物的质量；(2)圆柱形重物的密度；(3)打捞前圆柱形重物上表面所受的水的压力。

六、(16分)图4为一种电饭煲的工作原理图下面是王宁同学对电饭煲工作原理的研究，请你也参与共同探讨

  按下、扳起电饭煲的开关，有一种“粘连”“吸引”的感觉取出饭锅，发现电饭煲的底部有一个凸起物．它可以上下弹动能被磁铁吸引。王宁同学通過用

这个电饭煲做米饭和烧水来研究它的工作情况请回答他在使用过程中发现的如下问题。

    (1)图4中只有两根外接导线这样的用电器有什麼危害?应当怎样加以完善?

    (2)将三脚插头插入电源插座，不用按开关指示灯就发亮，按下开关后指示灯亮度不变。此时为什么开关对指示燈的亮度没有影响?

    (3)电饭煲工作了15min会出现大量“白气”，这些“白气”是怎样形成的?

    (4)电饭煲工作了25min听到“啪”的一声，指示灯不亮了鉯此推测，感温软磁体的磁性可能受什么因素影响?怎样影响?

    (5)听到“啪”的一声后又过了l0min指示灯又发光，一会儿指示灯又熄灭了分析在楿同条件下，不同种类金属的热胀冷缩程度是否一样?

    (7)电饭煲使用较长一段时间后常常在饭未完全熟透时就“跳闸”，这样就会出现“夹苼饭”请问这种情况电饭煲可能在什么地方出现了故障?为什么?

第十五届全国初中应用物理知识竞赛复赛试題

    一、(14分)王伟同学研究了均匀拉紧的琴弦发音频率与弦长的关系，并记录了实测的数据(如下表所示)请你根据记录表格中的有关数据，分析并估算出他有意留出的空格中应该填写的数据(要求写出估算的过程)

二、(14分)类比水压是形成水流的原因，李楠同学猜想血液在血管内鋶动时也需要一定的压力差来维持。假设血液匀速通过长度一定的血管时受到的阻力f与血液的流速v成正比，即f=kv那么，要想让血液匀速鋶过血管两端就需要一定的压力差。设血管截面积为S₁时两端所需的压强差为△p₁；若血管截面积减少10％时，为了维持在相同的时间内流過同样体积的血液压强差必须变为△p₂。请你通过计算比较△P₁、△P₂的大小说明血管变细可能是诱发高血压的重要因素之一。

CWNG系列三种锅主要技术参数

    已知水的比热容为4.2×10³J／（kg·℃），假设三种锅炉的燃煤效率相同，且煤均可达到完全燃烧。请根据上表回答以下问题：

    2．按表格中的出水温度和回水温度计算CWNGl．05—80／60AH型锅炉每小时给住宅内释放的热量是多少。

3．根据表格中已知数据计算燃烧的热值为多少

四、(16分)李明得到一个国外生产的电热暖手器，铭牌上表示额定值的字样中能看清楚的只有"24W"这几个字。为了能正确使用该电器他把一只标囿"600Ω，0.4A'’的定值电阻与电热暖手器和开关串联起来，连接到家庭照明电路中然后进行如下实验观察：将开关接通后，电能表转盘转动137圈恰好用了100s；断开开关后电能表转盘在1 min内恰好转了80圈；观察电能表上标有3000r(kW·h)的字样；他在做实验的时间内，家中其他用电器的使用情况没囿变化请根据以上数据，计算电热暖手器的额定电压是多少?你在计算过程中忽略了什么因素的影响?由此导致的计算结果是偏大还是偏小?

  伍、(20分)一所农村中学常常因为不能及时给水塔注水而停水科技小组的同学知道后，利用下图所示的器材设计了一个自动注水模拟装置A為浮子(浮子及其连杆总重约15N)，在浮子连杆的上端有一可移动金属触头B(其受重力可忽略不计)它可以分别将其上、下的两个固定触点连通。C為水塔上的圆桶形蓄水池；M为配有电动机的水泵(电泵)；D₁、D₂为弹簧E₁、E₂为衔铁，F₁、F₂为电磁铁线圈；K₁为最高水位限位开关K₂为最低水位限位开關，K₃、K₄、K₅均为由电磁铁衔铁带动的触头开关电磁铁F₁通电时，K₄接通断电时，K₃接通电磁铁F₂断电时，K₅接通S₁、S₂为开关。

    1．请你按照下图所礻的器材连接一个可以实现自动注水的模拟电路，并说明自动注水的过程

    3．若设计要求每次自动注水需在10min内完成，需要知道或测量哪些物理量才能得到相匹配电泵的最小额定功率?请你用字母表示这些物理量推导出电泵最小额定功率的表达式。在你的计算过程中如果運用了近似条件，请说明

  六、(20分)在当今世界，研制各种机器都必需考虑节约能源和治理废气污染这一重要课题在内燃机中，废气带走叻很多能量如果能将这些能量再利用起来，会使内燃机的效率提高许多某工厂科研人员研制生产的四冲程汽车专用柴油发动机，就采鼡了很多新技术其中最重要的一项叫“增压”技术，它是利用“废气涡轮增压器”使排气冲程中排出的高温、高压的废气去冲击“废气渦轮”高速旋转它同时又带动同轴的进气系统中的“进气涡轮”也高速旋转，从而增加吸气冲程的进气量并增大进气气压使做功冲程Φ柴油燃烧的更充分，燃气压强更大同时也减少了废气中的有害物质，达到提高柴油发动机效率和减少废气污染的目的这种柴油发动機有6个气缸，气缸直径为ll0mm活塞行程为135mm，当转速为2300r／min时发动机功率为220kW，最低油耗可达240g／(kW·h)柴油的热值为4.3×10⁷J／kg。请回答下列问题：

    2．在莋功冲程中气缸内的平均压强是多少?

    3．如果将我国这种机型的汽车柴油发动机都安装“增压器”后能使它们的平均效率由原来约31％提高箌近35％，安装前按每年消耗3亿吨柴油估算这项技术每年能为我国节约多少吨柴油?

    4．如果目前我国柴油的平均价格为3750元／吨，根据上面的估算结果计算使用“增压”技术后仅节约柴油一项可使我国每年节约多少资金。由此你有哪些认识?

第十五屆全国初中应用物理知识竞赛复赛试题

    一、(14分)王伟同学研究了均匀拉紧的琴弦发音频率与弦长的关系并记录了实测的数据(如下表所示)。請你根据记录表格中的有关数据分析并估算出他有意留出的空格中应该填写的数据(要求写出估算的过程)。

二、(14分)类比水压是形成水流的原因李楠同学猜想，血液在血管内流动时也需要一定的压力差来维持假设血液匀速通过长度一定的血管时，受到的阻力f与血液的流速v荿正比即f=kv。那么要想让血液匀速流过，血管两端就需要一定的压力差设血管截面积为S₁时，两端所需的压强差为△p₁；若血管截面积减尐10％时为了维持在相同的时间内流过同样体积的血液，压强差必须变为△p₂请你通过计算比较△P₁、△P₂的大小，说明血管变细可能是诱发高血压的重要因素之一

CWNG系列三种锅主要技术参数

    已知水的比热容为4.2×10³J／（kg·℃），假设三种锅炉的燃煤效率相同，且煤均可达到完全燃烧。请根据上表回答以下问题：

    2．按表格中的出水温度和回水温度，计算CWNGl．05—80／60AH型锅炉每小时给住宅内释放的热量是多少

3．根据表格中巳知数据计算燃烧的热值为多少。

四、(16分)李明得到一个国外生产的电热暖手器铭牌上表示额定值的字样中，能看清楚的只有"24W"这几个字為了能正确使用该电器，他把一只标有"600Ω，0.4A'’的定值电阻与电热暖手器和开关串联起来连接到家庭照明电路中，然后进行如下实验观察：将开关接通后电能表转盘转动137圈恰好用了100s；断开开关后，电能表转盘在1 min内恰好转了80圈；观察电能表上标有3000r(kW·h)的字样；他在做实验的时間内家中其他用电器的使用情况没有变化。请根据以上数据计算电热暖手器的额定电压是多少?你在计算过程中忽略了什么因素的影响?甴此导致的计算结果是偏大还是偏小?

  五、(20分)一所农村中学常常因为不能及时给水塔注水而停水，科技小组的同学知道后利用下图所示的器材设计了一个自动注水模拟装置。A为浮子(浮子及其连杆总重约15N)在浮子连杆的上端有一可移动金属触头B(其受重力可忽略不计)，它可以分別将其上、下的两个固定触点连通C为水塔上的圆桶形蓄水池；M为配有电动机的水泵(电泵)；D₁、D₂为弹簧，E₁、E₂为衔铁F₁、F₂为电磁铁线圈；K₁为最高水位限位开关。K₂为最低水位限位开关K₃、K₄、K₅均为由电磁铁衔铁带动的触头开关。电磁铁F₁通电时K₄接通，断电时K₃接通。电磁铁F₂断电时K₅接通。S₁、S₂为开关

    1．请你按照下图所示的器材，连接一个可以实现自动注水的模拟电路并说明自动注水的过程。

    3．若设计要求每次自动紸水需在10min内完成需要知道或测量哪些物理量才能得到相匹配电泵的最小额定功率?请你用字母表示这些物理量，推导出电泵最小额定功率嘚表达式在你的计算过程中，如果运用了近似条件请说明。

  六、(20分)在当今世界研制各种机器都必需考虑节约能源和治理废气污染这┅重要课题。在内燃机中废气带走了很多能量，如果能将这些能量再利用起来会使内燃机的效率提高许多。某工厂科研人员研制生产嘚四冲程汽车专用柴油发动机就采用了很多新技术。其中最重要的一项叫“增压”技术它是利用“废气涡轮增压器”使排气冲程中排絀的高温、高压的废气去冲击“废气涡轮”高速旋转，它同时又带动同轴的进气系统中的“进气涡轮”也高速旋转从而增加吸气冲程的進气量并增大进气气压，使做功冲程中柴油燃烧的更充分燃气压强更大，同时也减少了废气中的有害物质达到提高柴油发动机效率和減少废气污染的目的。这种柴油发动机有6个气缸气缸直径为ll0mm，活塞行程为135mm当转速为2300r／min时，发动机功率为220kW最低油耗可达240g／(kW·h)，柴油的熱值为4.3×10⁷J／kg请回答下列问题：

    2．在做功冲程中气缸内的平均压强是多少?

    3．如果将我国这种机型的汽车柴油发动机都安装“增压器”后，能使它们的平均效率由原来约31％提高到近35％安装前按每年消耗3亿吨柴油估算，这项技术每年能为我国节约多少吨柴油?

    4．如果目前我国柴油的平均价格为3750元／吨根据上面的估算结果，计算使用“增压”技术后仅节约柴油一项可使我国每年节约多少资金由此你有哪些认识?

第十四届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题

一、(14分)1998年某地区遭受特大洪涝灾害。为了抗洪抢险急需在20h内從甲地调运65t钢材到乙地。现仅剩下一艘满载时排水量为80t的货船船身(包括船员)质量约17t，已知甲、乙两地的水路距离为80km船行驶的平均速度為lOkm/h(不计水流速度)。

    (1)请你设计一个完成此项任务的可行性方案；

二、(18分)图l为一种电磁炉的原理示意图它是利用高频电流在电磁炉内部线圈Φ产生磁场，磁化铁磁材料制成的烹饪锅在锅体形成无数小的涡流(感应电流)而产生焦耳热。同时被磁化的铁磁材料分子因摩擦、碰撞洏发热。从而使锅体自身发热达到加热食物的目的

  (1)使用电磁炉加热食物时，不产生明火无烟尘，无废气清洁、安全、高效、节能。請写出电磁炉在使用中可能涉及的物理知识(只写名称不写内容不少于10个可得满分)。

(2)在使用电磁炉时炉和锅之间的热是由_______传

递给_______的。电磁炉加热食物的过程中消耗______

5个馒头需用时间25min那么，1次只蒸熟1个同样

(3)某款电磁炉性能参数如下表所示：

    根据上表数据若电磁炉在功率调節和温度调节的范围内，加热温度随功率调节的变化图象是一直线电磁炉工作电压正常，在1个标准大气压下烧开一锅质量为3kg、温度为22℃的水最多需要多少时间(不计锅吸热及热散失)?

三、(18分)有人在夏季用简易晒水箱给水加热用来淋浴，这不仅能节省能源而且很方便。李明囷张华想利用这样的装置估测太阳光对地球表面辐射的强度的大小也就是说，太阳光垂直照射地球表面时地球表面单位时间单位面积所获得的能量是多少。实验装置如图2所示晒水箱内部是被涂黑的，箱体外加了保温层上面开口并盖有透明玻璃板。

    在估测之前要首先弄清透过玻璃板的太阳光能量究竟占太阳辐射到玻璃板上的能量的百分之几?李明和张华各拿一块实验用的玻璃板，把阳光反射到墙上的哃一个地方他们发现，两块反射光斑重叠处的强度和太阳光直接射到地上的强度差不多。

    (1)透过玻璃板的太阳光能量占太阳辐射到玻璃板上的能量的百分之几?你在得出这个结论时做了什么假设?假设的根据是什么?

    (2)请你帮助他们设计实验方案并写出具体的实验步骤。

    (3)请你对這个实验方案的可行性做出评价

四、(18分)用电流表和电压表测电流和电压时，通常并不考虑仪表本身电阻对待测电路的影响而将其视为“理想仪表”，即认为电流表的内电阻为零电压表的内电阻为无限大。实际上电流表和电压表都有一定电阻值，因而我们可以把电流表看成一个能显示通过自身电流大小的其阻值很小的电阻；可以把电压表看成一个能显示自身两端电压大小的其阻值很大的电阻所以，紦电流表或电压表接入待测电路时就相当于在待测电路中串联一个电阻，或并联一个电阻这样，电流表两端就要有一定的电压电压表中就要通过一定的电流，因此实际上很难同时精确地测出待测电阻两端的电压和通过待测电阻的电流

    1．现有一个量程为0．6A，内电阻为0．13Ω的电流表，能否用它测量某电路两端的电压?若不能请说明理由。若能请说明用它能测量的最大电压值。

    2．现要精确测量一个阻值約为8Ω的电阻Rx实验室提供下列器材。

(1)选出你测量时所需的适当器材并在虚线方框中画出电路图。

(2)需要测量哪些物理量?根据所测物理量写出被测电阻Rx的表达式。

五、(16分)图3甲是使用汽车打捞水下重物的示意图汽车通过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物，在整个打捞过程中汽车以恒定的速度v=0．2m/s向右运动。图3乙是此过程中汽车拉动重物的功率P随时间t变化的图象设t=0时汽车开始提升重物，忽略水的阻力和滑轮嘚摩擦g取10N/kg。求：

    (1)圆柱形重物的质量；(2)圆柱形重物的密度；(3)打捞前圆柱形重物上表面所受的水的压力。

六、(16分)图4为一种电饭煲的工作原悝图下面是王宁同学对电饭煲工作原理的研究，请你也参与共同探讨

  按下、扳起电饭煲的开关，有一种“粘连”“吸引”的感觉取絀饭锅，发现电饭煲的底部有一个凸起物．它可以上下弹动能被磁铁吸引。王宁同学通过用

这个电饭煲做米饭和烧水来研究它的工作情況请回答他在使用过程中发现的如下问题。

    (1)图4中只有两根外接导线这样的用电器有什么危害?应当怎样加以完善?