全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽試題及答案.docx

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1、2010年第二十屆全國(guó)初中應(yīng)用物理競(jìng)賽復(fù)賽試題注意事項(xiàng)：1．請(qǐng)?jiān)诿芊饩€內(nèi)填寫所在地區(qū)、學(xué)校、姓名和考號(hào)。2．用藍(lán)色或黑色鋼筆、圓珠筆書寫。3．本試卷共有六個(gè)大題，滿分為100分。4．答卷時(shí)間：2010年4月18日（星期日）上午9：30～11：10。一、（16分）干簧管（也叫干簧繼電器）比一般機(jī)械開關(guān)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、速度高、工作壽命長(zhǎng)；而與電子開關(guān)相比，它又有抗負(fù)載沖擊能力強(qiáng)的特點(diǎn)，工作可靠性很高。如圖1甲所示為干簧管的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，其中磁簧片是一種有彈性的薄鐵片，被固定于玻璃管上。1．當(dāng)將一個(gè)條形磁鐵與干簧管平行放置時(shí)，如圖1乙

2、，干簧管的磁簧片觸點(diǎn)就會(huì)閉合，將電路接通；當(dāng)條形磁鐵遠(yuǎn)離干簧管時(shí)，觸點(diǎn)就會(huì)斷開。請(qǐng)簡(jiǎn)述其原理。2．某同學(xué)設(shè)想用干簧管制作水位自動(dòng)報(bào)警器，圖2是他設(shè)計(jì)的一部分情況，請(qǐng)幫助他完成其余部分的設(shè)計(jì)：（1）設(shè)永久磁鐵所受的重力為3N，浮球的體積為200cm3，不計(jì)滑輪處的摩擦。則要想讓此裝置能正常工作，浮球的質(zhì)量應(yīng)滿足什么條件（取g=10N/kg）？（2）他手邊還有開關(guān)、紅燈、綠燈和電鈴各一個(gè)，導(dǎo)線若干，請(qǐng)?jiān)趫D中的虛線方框內(nèi)畫出報(bào)警電路，要求：水位到達(dá)A處時(shí)，紅燈亮，電鈴報(bào)警；水位到達(dá)B處時(shí)，綠燈亮，電鈴報(bào)警。二、（16分）小星同學(xué)室了一

3、個(gè)多位加器，其工作原理如3所示。其中R1、R2、R3阻。三個(gè)燈泡上述阻相的的工作指示燈，其所消耗的功率可忽略不。小星想通開關(guān)的合，使加器能有200W、300W、??、900W共七功率。此他了下面份的表格，表中的“√”表示的開關(guān)合，相的指示燈亮：“×”表示的開關(guān)斷開，相的指示燈熄。功率出了相狀加器的功率。1．按照他的想，幫他算出R1、R2、R3的阻各多少？2．表中其余位的空格。定220V定率50Hz檔位S1S2S3功率1√××200W2×√×300W34567900W三、（16分）如圖4為過去郵局里用來稱量郵件質(zhì)量的雙桿臺(tái)秤的主要

4、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，這種臺(tái)秤的兩條秤桿是固定在一起的，兩條秤桿分別裝有秤錘A、B，其中秤錘A只能處于其所在秤桿上有槽的特定位置處，秤錘B則可停在其所在秤桿上的任意位置。1．這個(gè)臺(tái)秤的量程和分度值分別是多少？2．寫出用這種秤測(cè)量一個(gè)郵包的質(zhì)量時(shí)的操作步驟（包括校零的具體步驟）3．若用調(diào)整好的臺(tái)秤稱量一個(gè)郵包的質(zhì)量時(shí)，秤桿水平平衡后，秤錘如圖4所示，則這個(gè)郵包的質(zhì)量為多少？4．由圖中的信息推導(dǎo)出A、B兩秤錘的質(zhì)量mA、mB的關(guān)系A、B所處的位置四、（16分）小華家買了新房，準(zhǔn)備改裝客廳頂燈的電路時(shí)，他發(fā)現(xiàn)爸爸拿來一幅如圖5所示電路圖，他很

5、好奇，看了一會(huì)兒之后，發(fā)現(xiàn)這幅圖有些眼熟，但又和過去所看的圖不同，他拿著圖去問爸爸：S3是什么開關(guān)，爸爸告訴他這叫“雙刀雙擲”開關(guān)，相當(dāng)于兩個(gè)單刀雙擲開關(guān)“聯(lián)動(dòng)”。爸爸還告訴他要將這三個(gè)開關(guān)分別裝在三個(gè)與客廳相連的房間的門旁邊。這是為什么？這樣裝有什么好處呢？小華決定仔細(xì)研究一下。1．小華準(zhǔn)備首先用列表的方法分析開關(guān)的狀態(tài)與燈泡亮滅的關(guān)系。為此他設(shè)計(jì)了如下的表格，并用“1”和“2”表示開關(guān)接通的位置，用“1”和“0”表示燈泡的“亮”和“滅”。請(qǐng)你也參與到他的研究中來，并幫他在表格中記錄下三個(gè)開關(guān)所有可能的組合對(duì)燈的控制情況，完成

6、下表：S1S3S2燈的亮滅2．根據(jù)列表的結(jié)果總結(jié)出這個(gè)電路的好處。3．弄懂了這個(gè)電路和雙刀雙擲開關(guān)的特點(diǎn)之后，他又有了新的想法：還可以在圖路中再增加一個(gè)雙刀雙擲開關(guān)S4，并使它和其他的開關(guān)作用相同。請(qǐng)把他的設(shè)計(jì)畫在圖中。5的電6五、（18分）單位質(zhì)量的某種液體變?yōu)橥瑴囟鹊臍怏w所需要吸收的熱量，叫做這種液體的汽化熱。通常情況下，同種液體在不同溫度下的汽化熱是不同的。某課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)了如圖7所示的裝置，可以用來測(cè)定100℃時(shí)水的汽化熱。該裝置的測(cè)量原理是：用電壓可調(diào)的電加熱器使玻璃容器內(nèi)的水沸騰，用電子天平分別測(cè)量沸騰一段時(shí)間前

7、后水的質(zhì)量，同時(shí)測(cè)量所用的時(shí)間及在該段時(shí)間內(nèi)電加熱器的電壓和電流，根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)和能量守恒關(guān)系即可求出水的汽化熱λ。由于這個(gè)裝置工作時(shí)的散熱損失是不可忽略的，該組同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)量了兩組數(shù)據(jù)，如下表所示：電壓／V電流／A時(shí)間／s水的初質(zhì)量／g水的末質(zhì)量／g第一組2013007068第二組40230070601．試簡(jiǎn)單說明該裝置的散熱功率是否隨加熱功率的改變而改變。2．根據(jù)以上數(shù)據(jù)，求水的汽化熱λ3．針對(duì)此實(shí)驗(yàn)提出一些減少實(shí)驗(yàn)誤差的措施。六、（18分）小亮家有一輛家用轎車，爸爸在給他說車的性能時(shí)，總是說“2．0的排量”，卻很少說“功率

8、”，為此小亮特地從網(wǎng)上查到了排量的定義：活塞從上止點(diǎn)移動(dòng)到下止點(diǎn)所通過的空間容積稱為汽缸排量。如果發(fā)動(dòng)機(jī)有若干個(gè)氣缸，所有氣缸工作容積之和稱為發(fā)動(dòng)機(jī)排量。從說明書上查到：小亮家的汽車采用的是LFX直列四缸發(fā)動(dòng)機(jī)，排量為2．0L；從網(wǎng)上查找到了其輸出特性曲線（如圖