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1、 第 页 共 4 页12011 年第二十一届年第二十一届全国初中应用物理竞赛复赛试题 参考解答与评分标准说明：说明：1. 提供的参考解答除选择题外，不一定都是惟一正确的。对于那些与此解答不同的解答，正确 的，同样得分。2. 评分标准只是按一种思路与方法给出的。在阅卷过程中会出现各种不同情况，可按照本评分 标准的精神定出具体处理办法，但不要与本评分标准有较大偏离。3. 问答题或计算题是按照分步方法给分的。在评分标准中常常写出（1）式几分， （2）式几 分这里的式子是用来代表步骤的。若考生并未写出这个式子，而在文字表达或以后的解题过程中 反映了这一步骤，同样得分。没有写出任何式子或文字说明，只给出
2、最后结果的，不能得分。4. 参考解答中的数字结果是按照有效数字的运算要求给出的，但对考生不做要求。不要因为有 效数字的错误而扣分。5. 在最后定奖时，如果得分相同的人数超过获奖名额，因而难于选拔时，可对待选试卷进行加 分评判。加分评判的基本依据是：（1）所用方法或原理不是课本所讲的，具有创新性，应加分；（2）方法简便，应加分；（3）提出多种正确解法，应加分；（4）试卷表达规范，条理清楚，能充分利用数学工具，应加分。 上述各项的执行都需由竞赛领导小组做出规定（省统一分配奖励名额的由省决定， 地、市分配 奖励名额的由地、市决定） 。一、一、 （16 分）参考答案分）参考答案1红血球在血浆中下沉时受
3、力情况如图答-1 所示。2 分红血球由静止开始下沉时，速度很小，根据 f=6Rv 可知 ， 所受的粘滞阻力也非常小，由于血浆的密度 0小于红血球的密度 ，红血球受到的浮力小于重力，所以刚开始f +F浮G，红血球会加速下沉；随着红血球下沉速度变大，粘滞阻力增大，当 f +F浮=G时，红血球就会匀速下沉。4 分2当红血球在血浆中匀速下沉时，受到的几个力平衡，所以f +F浮=G 2 分因 f=6RvF浮=G排=0V球g=0R3g=0g R3 2 分 34 34G=mg=V球g=R3g=g R32 分 34 34所以有 6Rv+0g R3=g R3 34 34即 9v+20g R2=2g R2所以有
4、R= 2 分 gv )(290 将 =1.810-3Pas， v=12mmh=10-5m/s，0=1.0103kg/m3，=1.3103kg/m3， 31图答-1第 页 共 4 页2g=10Nkg 代入并计算得： R = 310-6 m 2 分二、二、 （16 分）参考答案分）参考答案1需要时间：t= = s = 84 h6 分WP12 500 3600 (90% - 20%)502电池板面积：S= = m2= 1 m2 4 分P板P阳36240 15%3可供灯具发光时间：t灯= =s = 52.5 h 6WP灯12 500 3600 (90% - 20%)80分三、三、 （16 分）参考答案
5、分）参考答案1略 3 分2假设骑车人的质量约为 50kg，则地面受到的压强： 3 分Pa1025. 2m1040kg/N10kg40kg50524Sgmm SGG SFp人人人人说明：答案在（1.72.5）105Pa 的均可得分3额定功率下的电流： 2 分A5V48W240UPI4蓄电池储存的电能：E=UIt=48V12A3600s = 2.07106 J 3 分5因为电动自行车匀速行驶，所以：kE=fs3 分m1014. 4N3075. 0J1007. 28 . 046 fkEs6优点：不会排放尾气、噪音小。缺点：蓄电池使用一定时间后就需更换，废弃后的电池易污染环境。 2分四、四、 （16
6、分）参考答案分）参考答案1气温低于 0时，使用后的燃气热水器中残存的水会结冰。水结冰后，密度变小，体积胀大，这样很容易把燃气热水器胀破。所以，气温低于 0时使用燃气热水器后，应打开放水塞，放尽机体内存水，再拧紧。3 分2该型燃气热水器正常工作 1min，燃料燃烧放出的热量：Q放=P放t =16103W60s = 9.6105 J 1 分第 页 共 4 页31 min 内加热的水的质量：m=V=1kg/L8L/min1min=8kg 水温上升t=25K=251min 内水吸热：Q吸=cmt=4.2103J/（kg）8 kg 25 = 8.4105 J 1 分燃气热水器正常工作时烧水的效率2 分5
7、%.87%100J106 . 9J104 . 8%10055 放吸 QQ3一次淋浴所需燃料燃烧放出的热量：Q放=Pt =161032060J=1.92107J 1 分需要完全燃烧天然气的体积为：2 分3 377 24m. 0m/J108J1092. 1qQV放4当进水口处有水压时，膜片的右面就会受到向左的压力，克服弹簧的弹力向左推动阀杆，打开进气阀门使燃气进入主火管道。反之如果此时的水压很小或者无水，则膜片受到的向左的压力就会减少甚至消失，燃气阀门就会在弹簧的压力下向右移动而关闭，停止进气。3 分5火焰燃烧时，双金属片外侧的金属温度升高时膨胀的更多，双金属片向下弯曲，推动燃气阀门打开；如果因为
8、意外的原因使火焰熄灭，双金属片的温度降低，外侧金属收缩的更多，双金属片向上伸直，拉动燃气阀门关闭，防止燃气外泄。3分五、五、 （18 分）参考答案分）参考答案1电热水器总重G总=m净g+水Vg=1910N+50110N=690N电热水器挂在 L 形挂钩上时，其受力情况如图答-2 所示。因电热水器静止，所以沿竖直方向二力平衡，因此对 L 形挂钩向下的拉力F=G总=690N 3分因 L 形挂钩静止，电热水器上端所受的水平向左的拉力等于膨胀螺钉所受的摩擦力。以悬挂架下端为轴，根据杠杆平衡条件有 fD= G总C3分1 分690N196mm196mmN690 DC总Gf2由热水器的三挡功率的数值关系猜测
9、得热水器加热部分的等效电路图如图答-3 所示，其中加热管 R1的额定功率为 1000W，电热管 R2的额定功率为 1500W。2 分加热管的电阻分别为4 .481000WV2202121PUR3 .321500WV2202222PUR图答-3R1R2S1S2220V图答-2FCDNG总f第 页 共 4 页42 分3 （1）忽略加热过程的热损失，直接加热消耗的电能为：W1=Q1=cmt1=4.2103J/(kg) 50kg(50-20)=6.3106J=1.75kWh下午加热的电费支出为：0.6 元/kWh1.75kWh=1.05 元2 分（2）早晨 8 点前加热，电费支出为：0.3 元/ kW
10、h1.75kWh=0.525 元加热升温 4所需电能W2=Q2=cmt2=4.2103J/(kg) 50kg(50-46) =8.4105J加热升温 4所需时间（设加热功率为 2500W）：T1=W2/P3=336s=5.6min （这段加热时间可以忽略不计）降温 4所需时间为 190min，至下午 6 点共需要三次加热，消耗电能：W3=3W2=38.4105J=2.52106J=0.7kWh3 分电费支出为：0.6 元/kWh0.7kWh=0.42 元总支出为：0.525 元+0.42 元=0.945 元因此，第二种方案更省钱。 2 分六、六、 （18 分）参考答案分）参考答案1锯齿部分比锯
11、盘部分稍厚一些，木料的锯切口的宽度就会比锯盘厚度略大一点，这就可以有效地减小锯开的木料对锯盘盘面的压力，从而减小木料对锯盘盘面的摩擦阻力；锯齿部分比锯盘部分稍厚一些，再加上锯盘周边所开的缝及缝的底端所打的孔，这就保证了锯开的木料与锯盘盘面之间的缝隙能够时时充满空气，从而避免受到因大气压把锯开的木料紧紧地压在锯盘盘面上而造成的对锯盘盘面的摩擦阻力；被锯开的木料与锯盘盘面之间随时充入空气，有利于锯盘的散热。说明：其他说法正确的同样得分。每答出一项得 2 分，最多 4 分。2右侧皮带上的拉力较大。由锯盘上的锯齿形状及分布情况可以看出，圆形锯盘在锯木头时应该顺时针转动，那么，与圆形锯盘共轴安装的皮带轮
12、也应该顺时针转动；由此可以推知，电动机的皮带轮也应该顺时针转动；所以，电动机的皮带轮应该拉右侧的皮带而不拉左侧的皮带；因此，右侧皮带上的拉力应该大于左侧皮带上的拉力。4 分3电动机满负荷正常工作时皮带的运行速度v=(3.140.11 m)/ r1420 r /min=8.17 m/s左、右两侧皮带上的拉力之差（即电动机输出的驱动力）为：5 分N330s17. 8W1039 . 03 vPF4皮带轮所受拉力的情况可等效为左侧皮带拉力为 0 N，右侧皮带拉力为 330 N；皮带传动的效第 页 共 4 页5率为 100%，不计共轴传动的摩擦损耗；设圆形锯盘所受到的木料的阻力为 Ff，由轮轴公式，有轮锯轮锯 DD RR FFf5 分9N.75330Nmm400mm92fFDDF轮锯
