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1、2008年全国初中应用物理知识竞赛复赛试题一、(共16分)小明利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R1、可变电阻器R2等器件设计了一个恒温箱控制电路,如图1所示。其中“交流电源”是恒温箱加热器的电源(加热器在恒温箱内,图中未画出);R1处于恒温箱内,图2是小明通过实验测得的R1的阻值随温度变化的关系曲线;电磁继电器的电源两端电压U = 6 V,电磁继电器线圈的电阻可不计,通过实验测得当电流为30mA时,电磁继电器的衔铁被吸合。1请简述此恒温箱的工作过程。2为什么恒温箱的加热器应该接在A、B端,而不能接在C、D端?3如果要使恒温箱内预设的温度可调节范围是90150,可供选择的可变电阻器R2的电阻值有
2、如下的几种:A0100 B0200 C01000 D01500请问应选择哪一个可变电阻器?为什么?4小明设计的这个控制电路,使用起来有何不足之处?请你提出一种解决的方案。二、(16分)清洗机是利用高压水清洗车辆表面污垢的机器。有一种CC5020型清洗机的铭牌如下表所示。请回答:型号CC5020额定压力5MPa电源220V/50Hz额定流量20L/min额定功率2.2kW防护等级IP25 1从物理学的角度看,铭牌中有一个物理量名称与单位不一致,请你指出并说明如何更正。2清洗机正常工作时,通过清洗机的电流是 A。若清洗一辆汽车平均耗时10min,则清洗一辆汽车平均用水 m3;平均耗电 kWh。3清
3、洗机正常工作10min,清洗机对水做多少功?4该清洗机正常工作时的效率是多少?三、(共15分)家庭水暖又叫“土暖气”,是我国北方广大农村及一些城市使用的一种取暖设备, 图3是一种家庭水暖的安装示意图,其中下水管的D 端比A 端略高,其坡度为1:100。请看图思考并回答以下问题:1这种水暖设备并没有应用水泵,但是当点燃锅炉后,水便可以在管中按箭头所示方向自行流动。请具体分析管中的水流动的原因是什么。2为什么要安装放气阀?3使用该套设备时,对水箱中的水位高低有什么要求?图4四、(16分)有一种WSJ-60型号电水壶,图4是电水壶的电路图,L1为电源指示灯、L2为保温指示灯、L3为加热指示灯,R1、
4、R2、R3为指示灯的保护电阻,其大小为100k左右;R为加热器,其电阻小于100;S1、S2为压键开关;ST温控器是一个双金属片温控开关,当温度较低时,其处于闭合状态,当温度升高到一定值后,会自动断开,从而实现了自动温度开关控制。当水壶放在底座上时,就分别压下压键开关S1、S2,并接通电路,如果插头插入插座后,就接通了电源,电源指示灯就亮,反之就断开。该壶有手动和自动两种工作状态。当钮子开关拨到手动挡时,加热电阻连入,开始加热,水沸腾以后再将钮子开关拨回。当钮子开关拨到自动挡时,此时通过ST温控器将加热电阻连入,并开始加热;当水沸腾后,ST温控器的触点断开,进入保温状态,保温指示灯亮;当水的温
5、度低于某温度后,ST温控器又重新接通,再次进入加热状态。若加热器电阻阻值随温度改变而发生的变化可忽略不计,根据以上叙述与观察,请回答以下问题。 1在下列空格中填写“亮”或“不亮” (1)手动状态通电工作时,电源指示灯 ,加热指示灯 ,保温指示灯 。 (2)自动状态通电工作时,水沸腾前:电源指示灯 ,加热指示灯 ,保温指示灯 。水沸腾后:电源指示灯 ,加热指示灯 ,保温指示灯 。2现将一满壶25的水在标准大气压下烧开需时10min,请计算该电水壶的热效率。水的比热容c=4.2103J(kg)。3通过分析电水壶的电路,说明为什么处于自动状态下,水未沸腾前,保温指示灯是不亮的?4试计算电水壶正常工作
6、时其加热电阻的阻值是多大?如果指示灯的保护电阻的大小是100k,当它处于保温状态时,试计算电水壶保温时的功率有多大?由此可以说明什么问题?图5图6五、(18分)医院里的护士使用如图5所示的装置给患者输液。小雨发现照这样做法,护士为患者多次更换药瓶比较麻烦,于是就设计了图6所示的三瓶串接的方案。请分析回答:1. 图5中药液为何会匀速滴下?2. 图6中哪个药瓶中的药液先流完?为什么?3. 根据病房的现有条件,如果要估测出输液过程中的一滴药液的质量,需要收集哪些数据,请写出表达式,并简要说明估测中作了哪些近似处理。六、(12分)晓欣同学看到一些小汽车的尾部都标有“0.8”、“1.6”、“1.8”或“
7、2.0”等字样,他上网查询得知这是汽车发动机“排气量”的数值。所谓排气量就是发动机气缸的工作容积,是指所有气缸内活塞从下止点到达上止点所扫过的容积之和。一般情况下发动机的“排气量”越大,功率越大。汽车发动机每一个工作循环要经历四个冲程,带动曲轴转动2周。现有一辆小轿车发动机排气量为1.8L,最大功率为74kW,当该发动机以最大功率工作时,曲轴的转速为5200r/min。汽油机工作时的最佳空燃比(即空气和燃油的质量比)为14:1,压缩比是10(即气缸总容积与燃烧室容积的比值),若发动机在最大功率时汽油和空气的混合密度为1.35kg/m3,汽油的热值为4.6107J/kg、密度为0.71103kg
8、/m3。请计算:1.这台发动机在最大功率时的热机效率。2.发动机在最大功率时,汽车的最高时速为175km/h,计算在此情况下汽车每百公里油耗为多少升。2009年第十七届全国初中应用物理知识竞赛初赛试题一、选择题(每小题 2 分,共 12 分):以下各小题给出的四个选项中只有一个是正确的,把正确选项前面的字母填在题后的括号内。 1在 2008 年北京奥运会的所有运动场馆都安装了光纤网络。场馆中光纤的主要用途是( )A输电 B通信 C导热 D照明2炎热无风的夏天,小宇走在被晒得发烫的柏油路上,看见前面的路面己被一辆洒水车洒水淋湿了。他认为走在淋湿了的路面上一定比走在干燥的路面上感到凉爽,于是赶快走
9、过去,结果在洒过水的路面上他却感到更加闷热了。你认为产生这种感觉的主要原因是( )A洒水车中的水经过曝晒后,内能增大,温度很高 B地面上的水使被反射的阳光增多,身体获得更多热量 C洒水后使附近的空气湿度增加,身上的汗液蒸发变慢 D地面上的水蒸发时把热量带到了人的身上 3修补被扎破的自行车内胎时,修车师傅通常用一把周身是刺的锉将内胎扎破处的外表面锉毛,再把要补上去的橡胶补丁贴在内胎上的一面也锉毛,然后再将锉毛的两个表面涂上胶水,待胶水晾一会儿之后,对准、压紧 。对于下列锉毛橡胶表面的主要目的的分析,你认为最可能的是( )A使补胎处的橡胶更膨松,以增强补胎处橡胶的弹性 B增大内胎和橡胶补丁接触的表
10、面积,以充分发挥胶水的粘合作用 C增大内胎与橡胶补丁之间的摩擦,防止错位 D防止因补胎处太厚而导致内胎对外胎的压强不均匀,避免外胎爆胎 4与火车相比,汽车车厢外表面更容易堆积灰尘。对于导致这种现象的原因分析,你认为下列说法中最可能的是( )A火车车厢的外表面比汽车车厢的外表面光滑,更不容易堆积灰尘 B火车行驶的速度比汽车的大,产生的风更大,更容易把灰尘吹掉 C火车行驶的速度比汽车的大,车厢外侧空气流动的速度比汽车的大,车厢外侧气压比汽车的小,车厢的内外压强差比汽车的大,更不容易堆积灰尘D在车辆行驶过程中,车厢外表面由于和空气摩擦而带电,因为汽车的轮胎是绝缘的橡胶,和铁轮的火车相比史不容易把电荷
11、导入地下,因而更容易吸附灰尘。5 在水泥路面的道路施工中,其中有一道工序是:大约每隔8m水泥中插入一根长木条,将水泥路面割断成一块一块的。然后再趁水泥还未完全固化时用带有齿的轮在铺设好的路面上划出,道道的横线(如图1所示)。对下述做法的分析,你认为下列说法中最可能的是( ) A用带有齿的轮在铺设好的路面上划出一道道的横线,是为了使路面更加美观 B用长木条将水泥路面割断成一块一块的,是为了节约铺设路面的水泥材料 C用长木条将水泥路面割断成一块一块的,是为了防让由于热膨胀导致路面损坏D用长木条将水泥路面割断成一块一块的,是为了增大路面的摩擦 6如图2甲所示,煤气管道包括户外和户内两部分,二者之间连
12、接着一只煤气表。工人师傅给每户安装完户内管道后,都要检查一下管道是否漏气。有一种检测装置如图2乙所示,在两端开口的透明的 U 型管中装有水,当U型管两端压强相等时,两侧水面相平。检测时,关闭开关后,用力向用户管道口Y内吹气,然后迅速将U型管的一端Y与用户管道口Y相连接, U型管内水面出现高度差(如图2丙所示)。观察 U 型管中水面的变化可以判断户内管道是否漏气( )A 若水面高度差逐渐增大,则表明不漏气 B 若水面高度差逐渐减小,则表明不漏气 C 若水面高度差保持不变,则表明漏气 D 若水面高度差保持不变,则表明不漏气二、填空题(每小题 2 分,共 6 分) 1科学家根据星球光谱的红移现象推断
13、宇宙正在膨胀,星球正在离我们越来越远。其实在日常生活中声音也有类似的现象,在火车从我们身边疾驶而过的瞬间,尽管火车发出的汽笛声频率是不变的,但我们听起来声音的音调却是 (选填“由高变低”或“山低变高”) 2. 2008年5 月12日14时28分,我国四川省汉川县发生了里氏8.1强列地震,为及时了解震区的受灾情况,便于指挥调度,相关部门利用了飞机航拍和卫星遥感技术。飞机航拍只能在白天进行,利用的是地面物体反射的可见光来拍摄。拍摄过程中,地面上的物体在摄像机上成的像,应位于摄像机镜头的一倍焦距至二倍焦跟之间,且更靠近 (选填“一倍焦距”或“二倍焦距”)处;而卫星遥感则可以昼夜不停的上作,因为它不仅
14、可以感知可见光,还可以感知物休发出的 (选填“紫外线”或“红外线”)。 3在建造高楼大厦时,其地基大多采用箱式基础。所谓箱式基础,就是把整栋大楼占地范围的地皮掏空挖深,然后填上钢筋混凝土。箱式基础的优点在于:第一,增大了大楼与地面的接触面积,从而减小了大楼对地面的 ,可有效地防止地皮大幅度的下陷;第二,降低了整栋大楼的 ,增大了大楼的稳度,提高了大楼的抗震能力。三、简答下列各题(每题5分共30分) 1豆腐本来是光滑细嫩的(如图3 甲所示),经冰冻再解冻以后,会出现许多小孔,成为美味的“冻豆腐”(如图 3 乙所示)请你说明“冻豆腐”中产生许多小孔的道理。2小明学了家庭电路的知识后,在生活中更加注意观察家用电器。他发现自己家洗衣机用的是三脚插头,插头上标有一些符号和文字,如图4所示。(l)请写出以下标识或字符的含义: 10A250V E ; L; N 。 (2)小明仔细观察三只插脚,又有新的发现:标有“ E 字的插脚比其他两脚稍长一些。他又查看了其他用电器的三脚插头,也是这种情况。请你从安全用电的角度写出这样制作的好处。3小琳家新安装了一台电热水器,电热水器的铭牌旁贴有右侧所示的一段警示语。请你应用学过的物理知识对这段警示语的