全國初中物理競賽復賽試題(2)

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1、2010年第二十屆全國初中應用物理競賽復賽試題注意事項：1．請在密封線內(nèi)填寫所在地區(qū)、學校、姓名和考號。2．用藍色或黑色鋼筆、圓珠筆書寫。3．本試卷共有六個大題，滿分為100分。4．答卷時間：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）比一般機械開關結構簡單、體積小、速度高、工作壽命長；而與電子開關相比，它又有抗負載沖擊能力強的特點，工作可靠性很高。如圖1甲所示為干簧管的結構簡圖，其中磁簧片是一種有彈性的薄鐵片，被固定于玻璃管上。1．當將一個條形磁鐵與干簧管平行放

2、置時，如圖1乙，干簧管的磁簧片觸點就會閉合，將電路接通；當條形磁鐵遠離干簧管時，觸點就會斷開。請簡述其原理。2．某同學設想用干簧管制作水位自動報警器，圖2是他設計的一部分情況，請幫助他完成其余部分的設計：（1）設永久磁鐵所受的重力為3N，浮球的體積為200cm3，不計滑輪處的摩擦。則要想讓此裝置能正常工作，浮球的質量應滿足什么條件（取g=10N/kg）？（2）他手邊還有開關、紅燈、綠燈和電鈴各一個，導線若干，請在圖中的虛線方框內(nèi)畫出報警電路，要求：水位到達A處時，紅燈亮，電鈴報警；水位到達B處時，綠燈亮，電鈴報警

3、。二、（16分）小星同學為實驗室設計了一個多擋位電加熱器，其工作原理圖如圖3所示。其中R1、R2、R3為發(fā)熱電阻。三個燈泡為上述發(fā)熱電阻相應的的工作指示燈，其所消耗的電功率可忽略不計。小星設想通過開關的組合，使電加熱器能有200W、300W、……、900W共七擋功率。為此他還設計了下面這份簡單的表格，表中的“√”表示對應的開關閉合，相應的指示燈亮：“×”表示對應的開關斷開，相應的指示燈熄滅。功率欄給出了相應狀態(tài)時電加熱器的功率值。1．按照他的設想，幫他計算出R1、R2、R3的阻值各為多少？2．補齊表中其余擋位的空

4、格。額定電壓220V額定頻率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量的雙桿臺秤的主要結構簡圖，這種臺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．這個臺秤的量程和分度值分別是多少？2．寫出用這種秤測量一個郵包的質量時的操作步驟（包括校零的具體步驟）3．若用調(diào)整好的臺秤稱量一個郵包的質量時，秤桿水平平衡后，秤錘A、B所處的位置如圖4

5、所示，則這個郵包的質量為多少？4．由圖中的信息推導出A、B兩秤錘的質量mA、mB的關系四、（16分）小華家買了新房，準備改裝客廳頂燈的電路時，他發(fā)現(xiàn)爸爸拿來一幅如圖5所示電路圖，他很好奇，看了一會兒之后，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，爸爸告訴他這叫“雙刀雙擲”開關，相當于兩個單刀雙擲開關“聯(lián)動”。爸爸還告訴他要將這三個開關分別裝在三個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？小華決定仔細研究一下。1．小華準備首先用列表的方法分析開關的狀態(tài)與燈泡亮滅的

6、關系。為此他設計了如下的表格，并用“1”和“2”表示開關接通的位置，用“1”和“0”表示燈泡的“亮”和“滅”。請你也參與到他的研究中來，并幫他在表格中記錄下三個開關所有可能的組合對燈的控制情況，完成下表：S1S3S2燈的亮滅2．根據(jù)列表的結果總結出這個電路的好處。3．弄懂了這個電路和雙刀雙擲開關的特點之后，他又有了新的想法：還可以在圖5的電路中再增加一個雙刀雙擲開關S4，并使它和其他的開關作用相同。請把他的設計畫在圖6中。五、（18分）單位質量的某種液體變?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

7、情況下，同種液體在不同溫度下的汽化熱是不同的。某課外活動小組設計了如圖7所示的裝置，可以用來測定100℃時水的汽化熱。該裝置的測量原理是：用電壓可調(diào)的電加熱器使玻璃容器內(nèi)的水沸騰，用電子天平分別測量沸騰一段時間前后水的質量，同時測量所用的時間及在該段時間內(nèi)電加熱器的電壓和電流，根據(jù)相關的數(shù)據(jù)和能量守恒關系即可求出水的汽化熱λ。由于這個裝置工作時的散熱損失是不可忽略的，該組同學實驗時測量了兩組數(shù)據(jù)，如下表所示：電壓／V電流／A時間／s水的初質量／g水的末質量／g第一組2013007068第二組40230070601

8、．試簡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．針對此實驗提出一些減少實驗誤差的措施。六、（18分）小亮家有一輛家用轎車，爸爸在給他說車的性能時，總是說“2．0的排量”，卻很少說“功率”，為此小亮特地從網(wǎng)上查到了排量的定義：活塞從上止點移動到下止點所通過的空間容積稱為汽缸排量。如果發(fā)動機有若干個氣缸，所有氣缸工作容積之和稱為發(fā)動