第十五届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题及答案

第16届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题答案~

第十六届全国初中应用物理知识竞赛
参考解答和评分标准
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、选择题 每小题3分，共15 分
1. C （3分） 2. C（3分） 3. B （3分） 4. B （3分） 5. C（3分）

二、填空题 共15 分
1.（3分）前（1分）；后（1分）；顺（1分）
2.（3分）C（1分）；B（1分）；省（1分）
3.（3分）气压低（或小于1标准大气压），水的沸点降低（或低于100℃）（2分）；大（1分）
4.（3分）小于（1分）；小于（2分）
5.（3分）(1) 沿直线（1分）；(2) 音色（1分）；(3) 红，绿，蓝（1分）

三、简答题 共22分
1.（4分）参考答案：
（1）（2分）庞大的白色气团是由小水珠组成的……………………………………1分
它是由水池里的水汽化后又降温液化成小水珠飘浮在空中形成的。………………1分
（2）（2分）高温的火焰喷到水中，水吸收热量汽化成水蒸气，从而起到保护发射台的作用。
（水还直到减震的效果，这也是一项保护作用。此项不答不扣分）………………2分

2.（4分）参考答案：
（1）绝缘子表面涂釉是为了使它的表面光滑，防止因长期暴露在空气中积聚灰尘、污垢而导电；………………2分
（2）制成一节节的形状是为了增大可能漏电的表面层的长度，从而增大绝缘子的电阻，减小漏电的危险。……2分

3.（4分）参考答案：
如答题图1所示，当某个小彩灯L的灯丝烧毁时，AB间形成断路，220V电压就直接加到细金属丝与灯丝导电支架AB之间；………………………………………………………………2分
氧化层被击穿，细金属丝与灯丝导电支架导通，此时这个灯只相当于一段导线（如答题图1），起到连接作用，这样其他小彩灯就能继续工作。…………………………………………2分
但是每个灯上的电压有一点升高，不过还不至于烧毁灯丝。当然，烧毁的小彩灯太多时，其余小彩灯也会因为电压过高而全部烧毁。（此段不答，不扣分）

4.（4分）参考答案：
如答题图2所示。
说明：①所连电路只能控制南面或北面一侧喇叭的得1分；全对得4分。
②本题中不考虑输出端的阻抗问题。

5.（6分）参考答案：
①使用空心水泥砖，减少了水泥与沙石量，可以有效节约资源。
②用空心水泥砖垒墙，由于墙体内的空气为热的不良导体，使这种房子冬暖夏凉，从而节约能源。
③有隔音作用
④不挖粘土，不破换环境
说明：每答出一条得2分，最多得6分

四、（共6分）参考解答：
由题意可知，1元钱可购得2度电或15kg/60=0.25kg液化气………………………………1分
消费1元钱用电烧水得到的有效热量为：2×3.6×106J×90%=6.48×106J……………………2分
消费1元钱用液化气烧水得到的有效热量为：0.25kg×4.2×107J/kg×30%=3.15×106J ……2分
消费1元钱用电烧水比用液化气烧水得到的有效热量更多，可见用电热水壶烧水更省钱。
……………………………………………………………………………………………………1分
其他解法，只要正确，参考上述评分标准评分。

五、(共8分 )参考解答：
（1）设含沙量为x，则体积为V的泥沙水中，沙的质量为xV，沙的体积为
水的体积为： ， 水的质量为：
水与沙的总质量为： ………………………………-2分
泥沙水的密度： ＝ ＝
令 ， 则 ……………………1分
泥沙水的密度随含沙量x变化图象如答题图3 …………2分
（2）依据： 则x= …………1分
已知ρ沙＝2.4×103 kg/m3
kg/m3
所以 k= …………………………………………………………………1分
则x= kg/m3…………………………1分


五、(共8分 )参考解答：
（1）设含沙量为x，则体积为V的泥沙水中，沙的质量为xV，沙的体积为
水的体积为： ， 水的质量为：
水与沙的总质量为： ………………………………-2分
泥沙水的密度： ＝ ＝
令 ， 则 ……………………1分
泥沙水的密度随含沙量x变化图象如答题图3 …………2分
（2）依据： 则x= …………1分
已知ρ沙＝2.4×103 kg/m3
kg/m3
所以 k= …………………………………………………………………1分
则x= kg/m3…………………………1分
六、（共 10 分）参考解答：
⑴ 电池充满电时储存在电池内的能量
E=UIt=3.7V×2200×10-3A×3600s=29304J ……………………………………3分
每拍摄一张照片平均消耗的能量 E1= U1I1t1=3.7V×0.2A×5×60s=222 J…………2分
拍摄照片的张数 n= E/ E1=29304J /222 J=132张……………………………………1分
⑵对电池完全充电时，充电器向电池输出的电能
W=U′It′=4.2V×2200×10-3A×2.5×3600s=83160J………………………………2分
充电的效率 η=E/W=29304J /83160J =35.2％………………………………………2分

七、（共 12分）参考解答 ：
1．这台空调的能效比为 …………………………2分
2．所需的制冷量为：Q冷＝S×140W－180W=30×140W－180W=4020W ………………2分
所需的制热量为：Q热＝S×180W－240W=30×180W－240W=5160 W ……………………2分
查表得：空调的额定制冷量为5000W，额定制热量为5300W，都略大于房间所需要的制冷量和制热量。考虑到楼房的高度2.7m>2.5m，应适当加大功率，故这种选择是合理的。 ……………3分
3．空调一个月内消耗的电能为W=Pt =(8.6×220×)W×6h×30=340.6kW•h， …………2分
应支付的电费为340.6kW•h×0.5元/ kW•h =170.3元 ………………………………1分
其他解法(每月按31天)，只要正确，参考上述评分标准给分。

八、（共12分）参考解答：
1.小军的观点是对的。…………………………………………………………………1分
第①根导线可以使试电笔发光，说明是火线，一定与B相连；第②、③根导线不能使试电笔发光，说明不是火线，但还不能判断出到底哪根线直接接在零线上，哪根线接在灯泡上。如果盲目连接，可能会将零线接在D上，闭合开关，就会形成短路，可能引起火灾，造成更严重的事故。……3分
2.具体的连线方法,有二种可能
(一)第一种可能
方法：闭合台灯开关，如果将①、②两导线小心地接在台灯的插头上（不要短路），台灯正常发光；将①、③两导线接在台灯的插头上时，两灯均发光，但都不是正常发光，亮度都较暗，这说明导线②是直接接在零线上并与A相连；导线③接在灯泡上,并与D相连………………………………3分
理由是：台灯直接接在火线与零线上时，正常发光；与灯泡串联时，两灯功率都小于额定功率，两灯都较暗。……………………………………………………………………………………2分
实际连线如答题图4所示。………………………………………………………………3分
(二)第二种可能
方法：闭合台灯开关，将①、②两导线小心地接在台灯的插头上，两灯均发光，但都不是正常发光，亮度都较暗；将①、③两导线接在台灯的插头上时，台灯正常发光。这说明③导线是直接接在零线上，并与A相连；导线②接在灯泡上, 并与D相连。 ………………………………3分
理由是：台灯直接接在火线与零线上时，正常发光；与灯泡串联时，两灯功率都小于额定功率，两灯都较暗。 ………………………………………………………………2分
实际连线如答题图5所示。 ……………………………………………3分
说明:学生只要正确回答一种可能即可得满分。

2010年第二十届全国初中应用物理竞赛复赛试题


注意事项：
1．请在密封线内填写所在地区、学校、姓名和考号。
2．用蓝色或黑色钢笔、圆珠笔书写。
3．本试卷共有六个大题，满分为100分。
4．答卷时间：2010年4月18日（星期日）上午9：30～11：10。


一、（16分）干簧管（也叫干簧继电器）比一般机械开关结构简单、体积小、速度高、工作寿命长；而与电子开关相比，它又有抗负载冲击能力强的特点，工作可靠性很高。如图1甲所示为干簧管的结构简图，其中磁簧片是一种有弹性的薄铁片，被固定于玻璃管上。
1．当将一个条形磁铁与干簧管平行放置时，如图1乙，干簧管的磁簧片触点就会闭合，将电路接通；当条形磁铁远离干簧管时，触点就会断开。请简述其原理。
2．某同学设想用干簧管制作水位自动报警器，图2是他设计的一部分情况，请帮助他完成其余部分的设计：
（1）设永久磁铁所受的重力为3N，浮球的体积为200cm3，不计滑轮处的摩擦。则要想让此装置能正常工作，浮球的质量应满足什么条件（取g=10N/kg）？
（2）他手边还有开关、红灯、绿灯和电铃各一个，导线若干，请在图中的虚线方框内画出报警电路，要求：水位到达A处时，红灯亮，电铃报警；水位到达B处时，绿灯亮，电铃报警。


二、（16分）小星同学为实验室设计了一个多挡位电加热器，其工作原理图如图3所示。其中R1、R2、R3为发热电阻。三个灯泡为上述发热电阻相应的的工作指示灯，其所消耗的电功率可忽略不计。小星设想通过开关的组合，使电加热器能有200W、300W、……、900W共七挡功率。为此他还设计了下面这份简单的表格，表中的“√”表示对应的开关闭合，相应的指示灯亮：“×”表示对应的开关断开，相应的指示灯熄灭。功率栏给出了相应状态时电加热器的功率值。
1．按照他的设想，帮他计算出R1、R2、R3的阻值各为多少？
2．补齐表中其余挡位的空格。
额定电压 220V 额定频率 50Hz
档位 S1 S2 S3 功率
1 √ × × 200W
2 × √ × 300W
3
4
5
6
7 900W












三、（16分）如图4为过去邮局里用来称量邮件质量的双杆台秤的主要结构简图，这种台秤的两条秤杆是固定在一起的，两条秤杆分别装有秤锤A、B，其中秤锤A只能处于其所在秤杆上有槽的特定位置处，秤锤B则可停在其所在秤杆上的任意位置。

1．这个台秤的量程和分度值分别是多少？
2．写出用这种秤测量一个邮包的质量时的操作步骤（包括校零的具体步骤）
3．若用调整好的台秤称量一个邮包的质量时，秤杆水平平衡后，秤锤A、B所处的位置如图4所示，则这个邮包的质量为多少？
4．由图中的信息推导出A、B两秤锤的质量mA、mB的关系













四、（16分）小华家买了新房，准备改装客厅顶灯的电路时，他发现爸爸拿来一幅如图5所示电路图，他很好奇，看了一会儿之后，发现这幅图有些眼熟，但又和过去所看的图不同，他拿着图去问爸爸：S3是什么开关，爸爸告诉他这叫“双刀双掷”开关，相当于两个单刀双掷开关“联动”。爸爸还告诉他要将这三个开关分别装在三个与客厅相连的房间的门旁边。这是为什么？这样装有什么好处呢？小华决定仔细研究一下。
1．小华准备首先用列表的方法分析开关的状态与灯泡亮灭的关系。为此他设计了如下的表格，并用“1”和“2”表示开关接通的位置，用“1”和“0”表示灯泡的“亮”和“灭”。请你也参与到他的研究中来，并帮他在表格中记录下三个开关所有可能的组合对灯的控制情况，完成下表：
S1 S3 S2 灯的亮灭








2．根据列表的结果总结出这个电路的好处。
3．弄懂了这个电路和双刀双掷开关的特点之后，他又有了新的想法：还可以在图5的电路中再增加一个双刀双掷开关S4，并使它和其他的开关作用相同。请把他的设计画在图6中。







五、（18分）单位质量的某种液体变为同温度的气体所需要吸收的热量，叫做这种液体的汽化热。通常情况下，同种液体在不同温度下的汽化热是不同的。某课外活动小组设计了如图7所示的装置，可以用来测定100℃时水的汽化热。该装置的测量原理是：用电压可调的电加热器使玻璃容器内的水沸腾，用电子天平分别测量沸腾一段时间前后水的质量，同时测量所用的时间及在该段时间内电加热器的电压和电流，根据相关的数据和能量守恒关系即可求出水的汽化热λ。由于这个装置工作时的散热损失是不可忽略的，该组同学实验时测量了两组数据，如下表所示：
电压／V 电流／A 时间／s 水的初质量／g 水的末质量／g
第一组 20 1 300 70 68
第二组 40 2 300 70 60
1．试简单说明该装置的散热功率是否随加热功率的改变而改变。
2．根据以上数据，求水的汽化热λ
3．针对此实验提出一些减少实验误差的措施。







六、（18分）小亮家有一辆家用轿车，爸爸在给他说车的性能时，总是说“2．0的排量”，却很少说“功率”，为此小亮特地从网上查到了排量的定义：活塞从上止点移动到下止点所通过的空间容积称为汽缸排量。如果发动机有若干个气缸，所有气缸工作容积之和称为发动机排量。从说明书上查到：小亮家的汽车采用的是LFX直列四缸发动机，排量为2．0L；从网上查找到了其输出特性曲线（如图8所示）；小亮又向爸爸询问了一些实测数据：由于汽车行驶的路况很好，所以平均车速为90km／h，此时发动机转速为2000r／min，平均行驶百公里油耗为9L；从物理书上查得汽油的热值为4．6×107J／kg，密度为0．71×103kg／m3
1．由这台发动机输出特性曲线可以看出，在发动机转速为1000--5000 r／min范围内，它的输出功率与转速大致有什么关系？
2．试通过公式推导出在其他参数相同时，发动机的输出功率与其排量的关系。
3．这辆汽车以90km／h行驶时，发动机的效率约为多少？每个做功冲程汽缸内的平均压强是约为多少？

2005年第十五届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题
答卷时间：2005年4月17日（星期日）上午9：30～11：10。
一、（14分）王伟同学研究了均匀拉紧的琴弦发音频率与弦长的关系，并记录了实测的数据（如下表所示）。请你根据记录表中的有关数据，分析并估算出他有意留出的空格中应该填写的数据（要求写出估算的过程）。
音名 中央C1 D2 E3 F4 G5 A6 B7 Cī
唱名（C调） Do Re Mi Fa Sol La Si Do′
频率/Hz 264 297 330 352 396 440 528
弦长

二、（14分）类比水压是形成水流的原因，李楠同学猜想，血液在血管内流动时也需要一定的压力差来维持。假设血液匀速通过长度一定的血管时，受到的阻力 与血液的流速 成正比，即 。那么，要想让血液匀速流过，血管两端就需要一定的压力差。设血管截面积为 时，两端所需的压强差为 ；若血管截面积减少10%时，为了维持在相同的时间内流过同样体积的血液，压强差必须变为 。请你通过计算比较 的大小，说明血管变细可能是诱发高血压的重要因素之一。
三、（16分）下表是某锅炉厂生产的CWNG系列三种锅炉的主要技术参数表。
CWNG系列三种锅炉主要技术参数
型号 CWNG0.7-80/60-AII CWNG1.05-80/60-AII CWNG1.4-80/60-AII
功率/MW （ ） 1.05 1.4
容水量/t 3 3.5 4
耗煤量 145 ( ) 290
外型尺寸 2.7×1.5×2 3.0×1.5×2.9 3.0×1.9×2.9
烟囱尺寸/mm Ф300×15000 Ф350×15000 Ф400×15 000
热效率/% 75 75 75
出水温度/℃ 80 80 80
回水温度 60 60 60
总重量/t 5 7.5 9
运行压力 常压 常压 常压
供暖面积 6000 （ ） 12000
循环水量 ( ) 45 60
已知水的比热容为 ·℃，假设三种锅炉的燃煤效率相同，且煤均可达到完全燃烧。请根据上表回答以下问题：
1.根据表格中的已知数据，请在表格中的四个（ ）内填上合适的数据。
2.按表格中的出水温度和回水温度，计算CWNG1.05-80/60-AII型锅炉每小时给住宅内释放的热量是多少。
3.根据表格中已知数据计算燃煤的热值为多少。

四、（16分）李明得到一个国外生首开的电热暖手器，铭牌表示额定值的字样中，能看清楚的只有“24W”这几个字。为了能正确使有该用电器，他把一只标有“600 ，0.4 A”的定值电阻与电热暖手器和开关串联起来，连接到家庭照明电路中，然后进行如下实验观察：将开关接通后，电能表转盘转动137圈恰好用了100s；断开开关后，电能表转盘在1min内恰好转了80圈；观察电能表上标有3000r/(kW·h)字样；他在做实验的时间内，家中其他用电器的使用情况没有变化。请根据以上数据，计算电热暖手器的额定电压是多少？你在计算过程中忽略了什么因素的影响？由此导致的计算结果是偏大还是偏小？
五、（20分）一所农村中学常常因为不能及时给水塔注水而停水，科技小组的同学知道后，利用下图所示的器材设计了一个自动注水模拟装置。A为浮子（浮子及其连杆总重约15N），在浮子连杆的上端有一可移动金属触头B（其受重力可忽略不计），它可以分别将其上、下的两个固定触点连通。C为水塔上的圆桶形蓄水池；M为配有电动机的水泵（电泵）； 为弹簧， 为衔铁， 为电磁铁线圈； 为最高水位限位开关、 为最低水位限位开关 均为由电磁铁衔铁带动的触头开关。电磁铁 通电时， 接通，断电时， 接通。电磁铁 断电时， 接通。 为开关。
1.请你按照下图所示的器材，连接一个可以实现自动注水的模拟电路，并说明自动注水的过程。

2.要实现自动注水的要求，浮子的最小体积约为多大？（g=10N/kg）

3.若设计要求每次自动注水需在10min内完成，需要知道或测量哪些物理量才能得到相匹配电泵的最小额定功率？请你用字母表示这些物理量，推导出电泵最小额定功率的表达式。在你的计算过程中，如果运用了近似条件，请说明。
六、（20分）在当今世界，研制各种机器都必需考虑节约能源和治理废气污染这一重要课题。在内燃机中，废气带走了很多能量，如果能将这些能量再利用起来，会使内燃机的效率提高许多。某工厂科研人员研制生产的四冲程汽车专用柴油发动机，就采用了很多新技术。其中最重要的一项叫“增压”技术，它是利用“废气涡轮增压器”使排气冲程中排出的高温、高压的废气去冲击“废气涡轮”高速旋转，它同时又带动同轴的进气系统中的“进气涡轮”也高速旋转，从而增加吸气冲程的进气量并增大进气气压，使做功冲程中柴油燃烧的更充分，燃气压强更大，同时也减少了废气中的有害物质，达到提高柴油发动机效率和减少废气污染的目的。这种柴油发动机有6个气缸，气缸直径为110mm，活塞行程为135mm，当转速为2300r/min时，发动机功率为220kW，最低油耗可达240g/(kW·h)，柴油的热值为 。请回答下列问题：
1.该柴油发动机的效率最高可达多少？
2.在做功冲程中气缸内的平均压强是多少？
3.如果将我国这种机型的汽车柴油发动机都安装“增压器”后，能使它们的平均效率由原来约31%提高到近35%，安装前按每年消耗3亿吨柴油估算，这项技术每年能为我国节约多少吨柴油？
4.如果目前我国柴油的平均价格为3750元/吨，根据上面的估算结果，计算使用“增压”技术后仅节约柴油一项可使我国每年节约多少资金。由此你有哪些认识？

第十五届全国初中应用物理知识竞赛参考解答和评分标准
参考答案（14分）
分析表格中频率和弦长两行数据可知，均匀拉紧的琴弦发音频率与弦长近似成反比。（4分）
对于中央C和A有：
所以，弦长一行第6格的数值为： (5分)
对于中央C和B有：
所以，频率一行第7格的数值为： (5分)
二、参考答案（14分）
假设截面积为 时的压强差为 ，流速为 ，
假设截面积为 时的压强为 ，流速为 ；
依题意可列方程： ① （3分）
② （3分）
由①、②两式可得： ③ （2分）
又相同的时间内流过同样体积的血液，所以有：

④ （2分）
由④式可得 ⑤ （2分）
⑤式代入③式可得 ＜1
即 ＜ ，说明血管变细血压增高，血管变细可能是诱发高血压的重要因素之一。（2分）
三、参考答案（16分）
1.（共10分）
（1）方法一，由表中三种锅炉型号的代码表示中可知，第一种锅炉的功率为0.7MW。
方法二，已知三种型号的锅炉热效率相同，则：
①
②
③
由①、③两式可得：
(2分)
所以，CWNG0.7-80/60-AII锅炉的功率为0.7MW。
（2）由上述的②、③两式可得：
(2分)
所以，CWHG1.05-80/60-AII锅炉的耗煤量是217.5kg/h。
（3）供暖面积与循环水量或锅炉功率成正比，即
(3分)
所以，CWNG1.05-80/60-AII锅炉的供暖面积为 。
（4）锅炉所做功可视为水循环放出的热量，即W=Q
④
⑤
由④、⑤两式可得：
(3分)
所以，CWNG0.7-80/60-AII锅炉的循环水量为 。
2.（3分）按表格中的出水温度和回水温度，以及循环水量，计算锅炉每小时向住宅释放的能量。依据

3.（3分）由 ：得
四、参考答案（16分）
接通开关时，电能表测出的是所有用电器在100s内消耗的总电能
（1分）
断开开关后，电能表测出的就是李明家其他用电器在60s内消耗的电能
（1分）
断开开关前后的功率分别为：
（1分）
（1分）
所以，实验支路的串联（总）功率为：
（2分）
实验支路的总电阻为： （1分）
电热暖手器的电阻为： （2分）
所以，电热暖手器的额定电压为：
（2分）
在上述计算中，忽略了温度对电阻的影晌。在实验测试中，电热暖手器的实际电压为：
，小于其额定电压 （2分）
由于电流的热效应，温度升高，电阻增大，电热暖手器在额定电压下（正常）工作时，其电阻会大于 ，故其实际的额定电压 也会大于测量值109V，因此忽略温度对电阻的影响，会导致计算结果偏小。 （3分）
五、参考答案（20分）
1.（12分）电路如下图所示。
闭合开关 （此时开关 处于接通状态），电泵运转，开始注水。随着蓄水池中水位的逐渐升高，浮子A带动金属触头B上移，当升到最高水位时， 闭合，接通电磁铁线圈 ，衔铁 被吸下来，使开关 断开，切断电泵的电源，停止抽水。与此同时K4接通，由于K4与K1为并联，所以当水位下降使 断开时，电磁铁线圈 仍处于接通状态，电泵保持停止状态。当水位下降到最低点时，开关 闭合，接通电磁铁线圈 ，衔铁 被吸下来，使开关 断开，切断电磁铁线圈 的电源，衔铁 释放，使开关 闭合，接通电泵的电源，再次注水。如此循环往复，实现自动注水。

注：可以采用分步骤累计分数的方法。
①能连接电机的供电电路，并将 连入电路。 （2分）
②能将 与电源连通，再将 连入， （2分）
再将 连入，再将 与 关联 （2分）
③能将 与电源连通，再将 连入。 （2分）
文字叙述要求简洁，条理清晰 （4分）
2.（4分）由图知，浮子上浮接通电路，必须满足：

由阿基米德定律可得，
（4分）
即要实现自动注水的要求，浮子的最小体积是 （4分）
3.（4分）需要知道水的密度 ，测出蓄水池的半径R、蓄水池中最低和最高水位的高度差 、蓄水池距井水面的高度 ，电泵抽水时，通过电动机做功把电能转化为机械能。
（1分）
（2分）
计算过程中，完全按理想状态考虑，忽略能量的损失。 （1分）
六、参考答案 （20分）
1.（4分）该发动机的效率最高为：
（4分）
2.（8分） ， ，
每秒钟的做功冲程数为： （4分）
设做功冲程中的平均压强为P，则有用功率P为：

（4分）
3.（6分）已知 ， ， 亿吨
因为安装“增压器”前后有用功是相同的，所以有： （2分）

（4分）
4.（2分）安装“增压器”后，仅节约柴油一项每年可为国家节约的资金为
0.34亿吨×3750元/吨=1275亿元
由此可以看出，如果这项技术能得到广泛的应用，会给人类带来巨大的利益。但是，任何新技术在实际中的应用会受到各方面条件的影响和制约。应该说，节约和有效利用能源始终是人类需要努力的。 （2分）

2005年第十五届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题
答卷时间：2005年4月17日（星期日）上午9：30～11：10。
一、（14分）王伟同学研究了均匀拉紧的琴弦发音频率与弦长的关系，并记录了实测的数据（如下表所示）。请你根据记录表中的有关数据，分析并估算出他有意留出的空格中应该填写的数据（要求写出估算的过程）。
音名 中央C1 D2 E3 F4 G5 A6 B7 Cī
唱名（C调） Do Re Mi Fa Sol La Si Do′
频率/Hz 264 297 330 352 396 440 528
弦长

二、（14分）类比水压是形成水流的原因，李楠同学猜想，血液在血管内流动时也需要一定的压力差来维持。假设血液匀速通过长度一定的血管时，受到的阻力 与血液的流速 成正比，即 。那么，要想让血液匀速流过，血管两端就需要一定的压力差。设血管截面积为 时，两端所需的压强差为 ；若血管截面积减少10%时，为了维持在相同的时间内流过同样体积的血液，压强差必须变为 。请你通过计算比较 的大小，说明血管变细可能是诱发高血压的重要因素之一。
三、（16分）下表是某锅炉厂生产的CWNG系列三种锅炉的主要技术参数表。
CWNG系列三种锅炉主要技术参数
型号 CWNG0.7-80/60-AII CWNG1.05-80/60-AII CWNG1.4-80/60-AII
功率/MW （ ） 1.05 1.4
容水量/t 3 3.5 4
耗煤量 145 ( ) 290
外型尺寸 2.7×1.5×2 3.0×1.5×2.9 3.0×1.9×2.9
烟囱尺寸/mm Ф300×15000 Ф350×15000 Ф400×15 000
热效率/% 75 75 75
出水温度/℃ 80 80 80
回水温度 60 60 60
总重量/t 5 7.5 9
运行压力 常压 常压 常压
供暖面积 6000 （ ） 12000
循环水量 ( ) 45 60
已知水的比热容为 ·℃，假设三种锅炉的燃煤效率相同，且煤均可达到完全燃烧。请根据上表回答以下问题：
1.根据表格中的已知数据，请在表格中的四个（ ）内填上合适的数据。
2.按表格中的出水温度和回水温度，计算CWNG1.05-80/60-AII型锅炉每小时给住宅内释放的热量是多少。
3.根据表格中已知数据计算燃煤的热值为多少。

四、（16分）李明得到一个国外生首开的电热暖手器，铭牌表示额定值的字样中，能看清楚的只有“24W”这几个字。为了能正确使有该用电器，他把一只标有“600 ，0.4 A”的定值电阻与电热暖手器和开关串联起来，连接到家庭照明电路中，然后进行如下实验观察：将开关接通后，电能表转盘转动137圈恰好用了100s；断开开关后，电能表转盘在1min内恰好转了80圈；观察电能表上标有3000r/(kW·h)字样；他在做实验的时间内，家中其他用电器的使用情况没有变化。请根据以上数据，计算电热暖手器的额定电压是多少？你在计算过程中忽略了什么因素的影响？由此导致的计算结果是偏大还是偏小？
五、（20分）一所农村中学常常因为不能及时给水塔注水而停水，科技小组的同学知道后，利用下图所示的器材设计了一个自动注水模拟装置。A为浮子（浮子及其连杆总重约15N），在浮子连杆的上端有一可移动金属触头B（其受重力可忽略不计），它可以分别将其上、下的两个固定触点连通。C为水塔上的圆桶形蓄水池；M为配有电动机的水泵（电泵）； 为弹簧， 为衔铁， 为电磁铁线圈； 为最高水位限位开关、 为最低水位限位开关 均为由电磁铁衔铁带动的触头开关。电磁铁 通电时， 接通，断电时， 接通。电磁铁 断电时， 接通。 为开关。
1.请你按照下图所示的器材，连接一个可以实现自动注水的模拟电路，并说明自动注水的过程。

2.要实现自动注水的要求，浮子的最小体积约为多大？（g=10N/kg）

3.若设计要求每次自动注水需在10min内完成，需要知道或测量哪些物理量才能得到相匹配电泵的最小额定功率？请你用字母表示这些物理量，推导出电泵最小额定功率的表达式。在你的计算过程中，如果运用了近似条件，请说明。
六、（20分）在当今世界，研制各种机器都必需考虑节约能源和治理废气污染这一重要课题。在内燃机中，废气带走了很多能量，如果能将这些能量再利用起来，会使内燃机的效率提高许多。某工厂科研人员研制生产的四冲程汽车专用柴油发动机，就采用了很多新技术。其中最重要的一项叫“增压”技术，它是利用“废气涡轮增压器”使排气冲程中排出的高温、高压的废气去冲击“废气涡轮”高速旋转，它同时又带动同轴的进气系统中的“进气涡轮”也高速旋转，从而增加吸气冲程的进气量并增大进气气压，使做功冲程中柴油燃烧的更充分，燃气压强更大，同时也减少了废气中的有害物质，达到提高柴油发动机效率和减少废气污染的目的。这种柴油发动机有6个气缸，气缸直径为110mm，活塞行程为135mm，当转速为2300r/min时，发动机功率为220kW，最低油耗可达240g/(kW·h)，柴油的热值为 。请回答下列问题：
1.该柴油发动机的效率最高可达多少？
2.在做功冲程中气缸内的平均压强是多少？
3.如果将我国这种机型的汽车柴油发动机都安装“增压器”后，能使它们的平均效率由原来约31%提高到近35%，安装前按每年消耗3亿吨柴油估算，这项技术每年能为我国节约多少吨柴油？
4.如果目前我国柴油的平均价格为3750元/吨，根据上面的估算结果，计算使用“增压”技术后仅节约柴油一项可使我国每年节约多少资金。由此你有哪些认识？

第十五届全国初中应用物理知识竞赛参考解答和评分标准
参考答案（14分）
分析表格中频率和弦长两行数据可知，均匀拉紧的琴弦发音频率与弦长近似成反比。（4分）
对于中央C和A有：
所以，弦长一行第6格的数值为： (5分)
对于中央C和B有：
所以，频率一行第7格的数值为： (5分)
二、参考答案（14分）
假设截面积为 时的压强差为 ，流速为 ，
假设截面积为 时的压强为 ，流速为 ；
依题意可列方程： ① （3分）
② （3分）
由①、②两式可得： ③ （2分）
又相同的时间内流过同样体积的血液，所以有：

④ （2分）
由④式可得 ⑤ （2分）
⑤式代入③式可得 ＜1
即 ＜ ，说明血管变细血压增高，血管变细可能是诱发高血压的重要因素之一。（2分）
三、参考答案（16分）
1.（共10分）
（1）方法一，由表中三种锅炉型号的代码表示中可知，第一种锅炉的功率为0.7MW。
方法二，已知三种型号的锅炉热效率相同，则：
①
②
③
由①、③两式可得：
(2分)
所以，CWNG0.7-80/60-AII锅炉的功率为0.7MW。
（2）由上述的②、③两式可得：
(2分)
所以，CWHG1.05-80/60-AII锅炉的耗煤量是217.5kg/h。
（3）供暖面积与循环水量或锅炉功率成正比，即
(3分)
所以，CWNG1.05-80/60-AII锅炉的供暖面积为 。
（4）锅炉所做功可视为水循环放出的热量，即W=Q
④
⑤
由④、⑤两式可得：
(3分)
所以，CWNG0.7-80/60-AII锅炉的循环水量为 。
2.（3分）按表格中的出水温度和回水温度，以及循环水量，计算锅炉每小时向住宅释放的能量。依据

3.（3分）由 ：得
四、参考答案（16分）
接通开关时，电能表测出的是所有用电器在100s内消耗的总电能
（1分）
断开开关后，电能表测出的就是李明家其他用电器在60s内消耗的电能
（1分）
断开开关前后的功率分别为：
（1分）
（1分）
所以，实验支路的串联（总）功率为：
（2分）
实验支路的总电阻为： （1分）
电热暖手器的电阻为： （2分）
所以，电热暖手器的额定电压为：
（2分）
在上述计算中，忽略了温度对电阻的影晌。在实验测试中，电热暖手器的实际电压为：
，小于其额定电压 （2分）
由于电流的热效应，温度升高，电阻增大，电热暖手器在额定电压下（正常）工作时，其电阻会大于 ，故其实际的额定电压 也会大于测量值109V，因此忽略温度对电阻的影响，会导致计算结果偏小。 （3分）
五、参考答案（20分）
1.（12分）电路如下图所示。
闭合开关 （此时开关 处于接通状态），电泵运转，开始注水。随着蓄水池中水位的逐渐升高，浮子A带动金属触头B上移，当升到最高水位时， 闭合，接通电磁铁线圈 ，衔铁 被吸下来，使开关 断开，切断电泵的电源，停止抽水。与此同时K4接通，由于K4与K1为并联，所以当水位下降使 断开时，电磁铁线圈 仍处于接通状态，电泵保持停止状态。当水位下降到最低点时，开关 闭合，接通电磁铁线圈 ，衔铁 被吸下来，使开关 断开，切断电磁铁线圈 的电源，衔铁 释放，使开关 闭合，接通电泵的电源，再次注水。如此循环往复，实现自动注水。

注：可以采用分步骤累计分数的方法。
①能连接电机的供电电路，并将 连入电路。 （2分）
②能将 与电源连通，再将 连入， （2分）
再将 连入，再将 与 关联 （2分）
③能将 与电源连通，再将 连入。 （2分）
文字叙述要求简洁，条理清晰 （4分）
2.（4分）由图知，浮子上浮接通电路，必须满足：

由阿基米德定律可得，
（4分）
即要实现自动注水的要求，浮子的最小体积是 （4分）
3.（4分）需要知道水的密度 ，测出蓄水池的半径R、蓄水池中最低和最高水位的高度差 、蓄水池距井水面的高度 ，电泵抽水时，通过电动机做功把电能转化为机械能。
（1分）
（2分）
计算过程中，完全按理想状态考虑，忽略能量的损失。 （1分）
六、参考答案 （20分）
1.（4分）该发动机的效率最高为：
（4分）
2.（8分） ， ，
每秒钟的做功冲程数为： （4分）
设做功冲程中的平均压强为P，则有用功率P为：

（4分）
3.（6分）已知 ， ， 亿吨
因为安装“增压器”前后有用功是相同的，所以有： （2分）

（4分）
4.（2分）安装“增压器”后，仅节约柴油一项每年可为国家节约的资金为
0.34亿吨×3750元/吨=1275亿元
由此可以看出，如果这项技术能得到广泛的应用，会给人类带来巨大的利益。但是，任何新技术在实际中的应用会受到各方面条件的影响和制约。应该说，节约和有效利用能源始终是人类需要努力的。 （2分）

这么难，不多悬赏分，很少人会为你写

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壤塘县17044981848： 急!!!第十五届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题的答案问题!!!？
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钟离克亚胺： 70肯定一等奖了

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钟离克亚胺： 像中间部分亮,边缘部分暗,是由于渐晕效应,本质是成像系统的孔径对光束的限制. 先要给你讲一下什么叫孔径光阑和视场光阑. 将成像系统中所有孔径包括透镜边框全部成像到物空间,比较物平面的轴上点对这些孔径的张角,最小者为入...

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钟离克亚胺： 哈哈,我参加过.不难.容易得奖.分初复赛.只要能进复赛就能拿奖,当年我到了复赛,答得一塌糊涂,最后还拿了二等奖.关键是进复赛.这个竞赛最关键的地方是实际应用太强,与实际相结合,没有什么计算题,思路要广,尽量多答,发挥你的聪明才智.

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钟离克亚胺： 2009年全国初中应用物理知识竞赛复赛试题注意事项:1. 请在密封线内填写所在地区、学校、姓名和考号.2. 用蓝色或黑色钢笔、圆珠笔书写.3. 本试卷共有六个大题,满分100分.4. 答卷时间:2009年4月19日(星期日)上午9:30—11:10....

壤塘县17044981848： 前几次全国初中应用物理知识竞赛复赛多少分得奖？
钟离克亚胺： 初中:一等奖为千分之三; 二等奖为千分之六; 三等奖为千分之十 自己估计一下吧 我估计今年一等奖分数大约是60分以上吧 二等奖在48分左右 三等奖在43分以上

壤塘县17044981848： 05开封中学应用物理知识竞赛成绩？
钟离克亚胺： 在第15届全国应用物理知识竞赛中,我市的崔鹏翔(求实中学)、齐岩(求实中学)、王浩宇(市14中)获得国家级一等奖,岳恺晨(求实中学)、王亚中(求实中学)、卢欣宇(求实中学)获得国家级二等奖.其中,崔鹏翔、齐岩在竞赛中的得分为我省选手第一、第二名.

壤塘县17044981848： 如何面对全国初中应用物理知识竞赛? - ？
钟离克亚胺： 不知你是参加哪个地区竞赛,如果是省级预赛,全国决赛.要做到1、基本知识要扎实,不能抱侥幸心理.2、很想拿个奖项愿望很好,可以做一些历届考题,实际上很多辅导书也是选一些历年试题,不会的多和有经验的老师交流.3、没有获奖技巧.4、可以买竞赛的委员会出的书,了解题型.

壤塘县17044981848： 关于全国初中应用物理知识竞赛复赛(广东) - ？
钟离克亚胺： 初赛时间:2013年3月31日(周日)上午9︰30~11∶10 复赛时间:2013年4月14日 (周日) 上午9:30-11:10 初赛为复赛选拔学生,初赛成绩按参赛人数2%左右的比例确定参加复赛的名单. “一百分的初赛卷要拿99以上才能去”的说法不可能的. 一般初赛不设置全国奖项,可能会有省奖项.根据复赛成绩确定全国奖项.复赛奖项设定为全国一、二、三等奖.