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1、第十四届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题一、1998年某地区遭受特大洪涝灾害。为了抗洪抢险，急需在20h内从甲地调运65t钢材到乙地。现仅剩余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10km/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；（2）通过度析、计算，找出最佳方案。（钢材的密度为7.9103kg/m3）二、图1为一个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）而产生焦耳热。同时，被磁化的铁磁分子因摩擦、碰撞而发热
2、。从而使锅体自身发热达成加热食物的目标。（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也许包括的物理知识（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_能转化为_能；若用该电磁炉1次蒸热5个馒头需用时间25min，那么，1次只蒸1个同样大小的馒头大约需要_min。（3）某款电磁炉性能参数如下表所示：依照上表数据，若电磁炉在功率调整和温度调整的范围内，加热温度随功率调整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
3、多需要多少时间（不计锅吸热及热散失）？型号额定电压额定功率功率调整范围温度调整范围热效率SC-16220V50Hz1600W450W-1600W70-240(不小于)90%三、有人在夏季用简易晒水箱给水加热用来淋浴，这不但能节约能源,并且很以便.李明和张华想利用这么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是，地球表面单位时间单位面积所取得的能量是多少。试验装置如图2所示，晒水箱的内部是被涂黑的，箱体外加了保温层，上面开口并盖有透明玻璃板。在估测之前要首先搞清，透过玻璃板的太阳光能量到底占太阳辐射到玻璃板上能量的百分之几？李明和张华各拿一块试验用的玻璃板，把阳
4、光反射到墙上的同一个地方，他们发觉，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？假设的依照是什么？（2）请你协助他们设计试验方案，并写出详细的试验步骤。（3）请你对这个试验方案的可行性做出评价。四、用电流表和电压表测电流和电压时，一般并不考虑仪表自身电阻看待测电路的影响，而将其视为“理想仪表”，即以为电流表的内阻为零，电压表的内阻为无限大。实际上，电流表和电压表都有一定电阻值，因而我们能够把电流表当作一个能显示通过自身电流大小的其阻值很小的电阻；能够把电压表当作一个能显示自身两端电
5、压大小的其阻值很大的电阻。因此，把电流表或电压表接入待测电路时，就相称于在待测电路中串联一个电阻，或并联一个电阻。这么，电流表的两端就要有一定的电压，电压表中就要通过一定的电流，因此实际上极难同时精准地测出待测电阻两端的电压和通过待测电阻的电流。1、既有一个量程为0.6A，内电阻为0.13的电流表，能否用它测量某电路两端的电压？若不能，请阐明理由。若能，请阐明用它测量的最大电压植。2、要精准测量一个阻植约8的电阻RX，试验室提供如下器材。l电流表A1：量程100mA，内电阻r1=4l电流表A2：量程500A，内电阻r2=750l电压表V:量程10V,内电阻r3=10kl变阻器R0：阻值约10l
6、定值电阻R1：阻值约10kl电池E：两段电压约1.2Vl开关S、导线若干（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？依照所测物理量，写出被测电阻Rx的体现式。五、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，忽视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、图4为一个电饭煲的工作原理图。
7、下面是王宁同学对电饭煲工作原理的研究，请你也参加共同讨论。 按下、扳起电饭煲的开关，有一个“粘连”“吸引”的感觉，取出饭锅，发觉电饭煲的底部有一个凸起物，它能够上下弹动，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况，请回答他在使用过程中发觉的如下问题。（1）图4中只有两根外接导线，这么的用电器有什么危害？应当怎样加以完善？（2）将三角插头插入电源插座，不用按开关，指示灯就发亮，按下开关后，指示灯亮度不变。此时为何开关对指示灯的亮度没有影响？（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，听见“啪”的一声，指示灯不
8、亮了。以此推测，感温软磁体的磁性也许受什么原因影响？怎么影响？（5）听到“啪”的一声后又过了10min，指示灯又发光，一会儿指示灯又熄灭了。分析在相同条件下，不一样种类金属的热胀冷缩程度是否同样？（6）要想取得恒温的温水，你能够怎么做？（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”，这么就会出现“夹生饭”，请问这种情况电饭煲也许在什么地方出现了故障？为何？第十四届全国初中物理应用知识竞赛复赛试题答案一、参考解答 (14分)（1）设计方案：依照问题中所给条件，又在这种特定情况下，能够把部分钢材放在船体外的水中，并设法将其“贴”在船体上为预防船体发生倾斜，船体两侧所放置钢材的质量应
9、当相等（2）最佳方案：设放置在船体两侧钢材的质量为m，因船与船体外钢材组合的整体浮在水面上，故F浮=G，即 F船浮+F外钢浮=G船+G钢 代入数据后 F船浮=80103kg10N/kg=8105NF外钢浮=1103kg/m310N/kg(m7.9103kg/m3)G船+G钢（6517）103kg10N/kg8.2105N从以上各式求得m=15.8103kg=15.8t 在这种极特殊的情况下(正常情况下是不可取的)，只能采取把最少158t钢材均分放置在船外两侧的水中且紧贴船体，经t=s/v=80km10km/h=8h即可送到乙地。 评分标准： (1)7分； (2)7分二、参考解答 (18分) (
10、1)该问题没有惟一的标准答案，属于开放性试题如下内容能够作为基本依据答出其中10个以上(包括10个)者均可得满分 包括的物理知识：电流的磁效应、电流的热效应(焦耳热)、阻抗(电阻)、磁场，磁化、磁感线、电磁感应、能量转化、分子热运动、热传递、内能、分子电流，感应电流、涡流其他答案正确的同样给分 (2)“锅”“电磁炉”“电或磁”“内”“25”(3)取最低热效率90%，温度调整最低为100，否则不能将水烧开电磁炉在功率调整和温度调整的范围内，加热温度随功率调整的变化关系呈线性，此时电磁炉消耗的实际功率P与加热温度t温有下面的关系式：（t温70）（P450W）=（24070）（1600W450W）可
11、得：t温=（17115W）（P450W）+70 当t温=100时，P=653W，有：Pt=cm(t温t)解得：t=1672s=28min 评分标准： (1)5分； (2)每空1分(第1、2空填错一个两空都不得分，最后1个空填“略少于25”的给分，填“5”的不给分)； (3)8分三、参考解答 (18分) 该问题没有惟一的标准答案，属于开放性试题，如下内容能够作为基本依据 (1)假设玻璃板对光的吸取能够忽视其依照是薄玻璃板十分透明(实际上玻璃对红外线不很透明，而红外线的热效应是比较强的，这点可不作为对学生要求)通过李明和张华的试验成果能够推测，每块玻璃板反射的太阳光只有入射光能量的二分之一，这就是
12、说，入射玻璃板的太阳光有二分之一被玻璃板反射了因此，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50 (2)试验方案：若试验过程中总能使太阳光垂直入射，且晒水箱内部涂黑，能够以为射入晒水箱的太阳光不再被反射出去，晒水箱吸热效率为50另外，晒水箱周围有保温层，能够以为没有热量散失若晒水箱吸取的热量完全用来使水的温度升高，测出保温箱中一定质量的水在一定期间里，其内能增加了多少，并测量出太阳光垂直照射物体表面的面积，就能够计算出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取得的太阳光照射的能量是多少 试验步骤如下： 向晒水箱中倒入质量为m的清水并用温度计测量此时水的温度t0。 用刻度尺
13、测量晒水箱盖的面积S。将晒水箱开口朝向垂直阳光的方向，盖好玻璃板开始计时通过t时间后(如3h)，再测量水的温度t温。通过t时间后（如3h），再测量水的温度t温。太阳光对地球表面辐射的强度是cm(t温t)/(tS50)（3）从实际问题的要求来看，该问题是要进行估测，因此其中有许多东西就必须进行合理地简约如，“假设玻璃板对光的吸取能够忽视”“若试验过程中总能使太阳垂直入射”“没有热量散失”等假设都是允许的，并且是应当的不过上述这种简约，必须会对估测成果带来一定的影响另外，尚有某些原因未予以考虑，如试验过程中天气的变化所引起的环境温度的变化等，因而，估测成果与真实值之间会有相称大的偏差是不可回避的但
14、就其取平均效果来说是可行的 评分标准： (1)6分； (2)6分： (3)6分(只要学生能从正反两个方面进行评价，并且评价得有道理，就能够得满分)四、参考解答 (10分) 1、能用该电流表测量电压但测量的最大电压值仅为U=0.6A0.13=0.078V 2、(1)电路图如右图所示 (2)通过两电流表A1、A2的电流I1、I2，电流表A2的内电阻为r2 Rx=I2r2(I1I2)评分标准：第1问，5分；第2问（1）8分（给分点：分压电路；电流表外接；用A2测电压），（2）5分。五、参考解答 (10分) (1)由公式P=Wt=Fst=Fv，故汽车在AB段对重物的拉力为F1=700W0.2ms=3500N同理，汽车在CD段对重物的拉力为F3=4000N整个重物打捞过程应当分为三个阶段： 第一阶段，将重物从水底拉至上表面刚好接触水面。这一过程，G不变，F浮不变，F1不变，且有 G=F浮+F1 对应图3乙AB段第二阶段，将重物拉出水面的过程。这一过程中，G不变，F浮变小直至为0，故拉力F越来越大，对应图3乙BC段。第三阶段，重物刚好所有拉出水面，以后继续向上拉的过程。这一过程中，G不变，F3与重力G相等， G=F3
