《物理竞赛训练(初赛后)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理竞赛训练(初赛后)（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、物理竞赛训练(初赛后)2013年初赛习题：四、（12分)工人师傅经常使用一种称为“大力钳”的工具夹紧或切断金属材料，图12所示为用于切断金属所常用的一种小型大力钳，其各部分尺寸已在图中标明(单位为cm)。若工人师傅的单手最大握力为900 N，他使用该大力钳时，在被钳材料处能够产生的最大压力为多大?（答案：1.62104N）图13五、(12分)三峡水利枢纽工程是中国规模最大的水利枢纽工程，如图13所示。枢纽控制流域面积约1.0106km2，占长江流域面积的56%，坝址所在位置年平均流量为Q=4.511011m3。水利枢纽的主要任务包括防洪、发电、航运三方面，在发电方面，三峡水电站共安装32台71
2、05kW水轮发电机组，另外还有2台5104kW电源机组，总装机容量(指34台发电机组同时工作时的总发电功率)P=2.25107kW，设计年发电量约W =1011kWh。 阅读上述材料，解答下列问题(水的密度=1.O103kg/m3，取g =10N/kg):1.若三峡电站上、下游水位差按h=110 m计算，试求三峡电站将水的势能转化为电能的效率。（答案：72.6%）2.若34台发电机组全部发电，要达到年发电量的要求，每台发电机组平均年发电机组平均年发电时间t为多少天？（答案：185天）2012年初赛习题：四、（12分）在学校创新比赛中，小亮同学设计了一个多档位的电热水器。图10甲所示是他设计的电
3、热水器的工作原理图，R1和R2是两根电热丝。他设计的旋转开关如图10乙所示，旋转开关内有一块绝缘圆盘，在圆盘的边缘依次有共10个金属触点（在图乙中用“”表示，“”中标有1、2、3、4编号，编号相同的触点用导线连接）。可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，转动开关旋钮可以将相邻的触点连接。例如，图10乙中，旋钮上的箭头指向图中位置D，此时，金属滑片将1、2两点接通，同时另一端也将3、4两点接通。当旋钮上的箭头指向A、B、C、D不同位置时，可以实现四档加热功率。他设计的四档加热功率如下表所示：温度档位高温中温2中温1低温加热功率/W11006604402641如果要实现旋转开关沿某个方向
4、转动时，加热功率依次递减或递增，通过计算，分析说明电热丝R1和R2的阻值应分别为多大？（答案：73.3欧、110欧）2小亮根据计算结果，借助电池组、电压表和电流表分别截取了电阻大小符合要求的两根电热丝，并按电路图连接好。经检查无误后，小亮将电热器接入了家庭电路，同时借助电能表和手表测量电热器在不同档位工作时的实际消耗的电功率，结果发现每一档的实际功率均小于按照电热丝电阻值计算的结果，测量后发现电源电压为220V。请简单解释产生这种的偏差原因。3使用中他发现水温开始升高较快，后来水温升高越来越慢，最后甚至会保持某个温度就再升高，此时水并没有沸腾。并且选择加热档位功率越小，水能够达到的最高温度越低
5、，这是为什么？图101234122434ABCD乙1234甲R2R1220V五、（12分）如图11甲所示为某型号汽车的自动测定油箱内油量的电路原理图，其中电源两端的电压恒为24V，R0为定值电阻，A为油量指示表（一只量程00.6A的电流表），Rx为压敏电阻，它的上表面受力面积为10cm2，其阻值与所受压力的对应关系如图乙所示。油箱的上下两部分皆为长方体形状，下部分的横截面积为20dm2，高为2dm，上半部分的横截面积为10dm2，油箱加满油时油的总体积为60dm3。当油箱装满油时，油量指示表的示数如图丙所示。已知：汽油=0.7103kg/m3，取g=10N/kg。（1）当油箱内汽油用完时，油量
6、指示表的指针指向某一位置，求此位置所对应的电流值是多少？（答案：0.08A）（2）若汽车在高速公路匀速行驶400km，油量表由满刻度指向满刻度的四分之一位置，求该汽车行驶100km消耗汽油多少升？（答案：10L）（3）在上面第（2）问所述的行驶过程中发现，油量表的示数在开始运动的一段时间内变化较快，而后来一段时间内变化较慢，请解释其中的原因。图11乙00.73090R/F/N1.42.12.83.5601201501802102402703003603304.2甲R0ARx丙六、（15分）如图12甲所示，冰冻是造成高山地区冬季输配电线路倒塔（杆）断线的重要原因。为了避免这类事故的发生，一方面电
7、力工人要及时对输电线路进行除冰作业，另一方面要加强输电线的抗拉能力。一般高压输电线每一根都是由一股位于中间的钢质线芯和六股相同粗细的铝质线芯绞在一起组成的，其横截面如图乙所示。这种输电线通常被称为钢芯铝绞线（代号LGJ）。已知该钢芯铝绞线所能承受的最大安全拉力为其正常工作情况下拉力的5倍。下表是该种钢芯铝绞线的相关技术数据。铝线（股数直径）（mm）钢线（股数直径）（mm）导线外直径（mm）电阻（/km）安全载流量70809063.8013.8011.40.5194A228A255A1该电力线路采用钢芯铝绞线而不采用与之同样尺寸的铝绞线，其主要目的是什么？2输电线路结冰后，输电线（连同上面的冰）
8、变粗、变重。为了保证输电线路的安全，防止输电线被拉断，在冰冻的钢芯铝绞线（连同上面的冰，其横截面可以看作圆）的直径D增大到一定值时就必须进行除冰作业，试估算需要进行除冰作业时冰冻的钢芯铝绞线的直径D。（铝=2.7103kg/m3，钢=7.9103kg/m3，冰=0.9103kg/m3，取=10.7） （答案：40.66mm）乙甲图123有一种输电线路除冰作业的方法叫“短路熔冰”，就是在短时间内，输电线不经过用电器而直接接通，输电线中通过比平时大许多的电流，利用导线本身发热熔冰以完成除冰作业的方法。短路熔冰时，若一根这种钢芯铝绞线每米的发热功率为200W，则短路熔冰时通过一根钢芯铝绞线的电流大约
9、是多大？（取=3.2）（答案：632.5A）2011年初赛习题：五、 (12分小明的父亲为了解决全家人夏季淋浴问题，想自己动手:作一个太阳淋浴器，他买来了一个圆柱形金属桶，一个压力传感开关，两个圆柱体以及细线若干。初步设计如图13所示，其中A、B两个圆柱体通过细绳与压力传感开关相连。己知:圆柱形金属桶的底面积Sl=0.5 m2，高h1=50 c m;压力传感开关的作用是当它受到竖直向下的拉力达到10 N时闭合，通过控制水泵从进水口向桶内注水，当拉力等于4N时断开，水泵停止向桶内注水:两个圆柱体的底面积S2=40 cm2，高h2=12 cm，每个圆柱体重G=6N。要求当水桶内储水量达200 L时
10、停止注水，当储水量剩余40L时开始注水。请你帮助小明的父亲在其初步设计的基础上，求出满足上述要求的两段细线的长度。(压力传感开关与金属桶间的距离、细绳质量与体积、计算储水量时圆柱体排水体积忽略不计)（答案：0.06m和0.17m）六、(15分)随着新能源、低碳等理念的普及，小明设想出了一种完全以太阳能电池为能源的汽车，以下是他查到的一些数据:太阳辐射的总功率P总=3.9x1026 W，太阳到地球的距离口1.5x1011 m，阳光穿过太空和地球周围的大气层到达地面的过程中的能量损耗约为51%;太阳光垂直照射时，太阳能电池的能量转化效率最高约为15%;假设一辆太阳能电池车的质量约为750kg，期望达到的最高时速为72km/h，车辆行驶过程中的平均阻力约为车重的0.02倍，车身最多能敷设的太阳能电池板的面积约为8m2，驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率。(已知半径为r的球的表面积为S=4r2)1.根据以上数据，通过计算对小明的设想进行分析与评价。2.你对他的设想有什么改进建议?1
