第13 17屆全國初中物理知識競賽複賽試卷

2021-08-08 09:46:26 字數 4550 閱讀 6050

一、 在許多平房和多層建築的屋頂都安裝了太陽能熱水器,用於家庭洗浴。試分析熱水器對供水壓力、水管強度兩方面的要求。

二、 取什麼方法可以把大塊馬鈴薯盡快煮熟?盡可能多得寫出可行的方法,並說明其中的物理原理和這種方法的優缺點或適用場合。

三、 當你背對著路燈向前勻速行走時,定量分析你的身影長度變化的規律。

四、 利用空的塑料飲料瓶(如礦泉水瓶)能做哪些物理實驗?盡可能多地寫出來。要求寫出實驗的裝置和製作要點(必要時畫出簡圖)、簡明操作步驟、所根據的物理原理。

五、為了交通安全,機動車轉彎時,要使用轉向燈對其他車輛及行人發出訊號,同時車內的轉向指示燈裝置也會給駕駛員提供轉向燈是否正常的資訊。具體地說,當機動車要向右轉彎時,前、後兩隻轉向燈d右1、d右2均正常發光,車內的轉向指示燈同時也閃亮,而兩隻左轉向燈d左1、d左2不發光。左轉彎與右轉彎的情況類似。

如圖所示,機動車轉向燈電路的四隻轉向燈d右1、d右2、d左1、d左2以及轉向指示燈d尚未接入電路。已知四隻轉向燈均為標有「6v,10w」字樣的燈泡,轉向指示燈d標有「6v,1.5w」字樣,電源電壓為6v,圖中rj為閃光器,它可以使電路間歇地通、斷。

請回答:

(1) 按題目要求將四隻轉向燈d右1、d右2、d左1、d左2及轉向指示燈d接入電路,完成機動車轉向燈電路圖。

(2) 四隻轉向燈的額定功率相同,為什麼轉向燈電路工作時,總是兩隻轉向燈發光,另外兩隻轉向燈不發光?請運用你學過的電學知識加以分析、論證。

十三屆複賽答案

一、設熱水器距地面的高度為h,熱水器中的水在地面附近產生的壓強為p=ρgh

供水管要能把水送到熱水器上,水壓要大於p。(到此可得15分,答出以下再加4分)

例如:樓頂高10m,要求供水壓強大於p=ρgh=103×10×10=1×105pa,相當於標準大氣壓。底層的水管要能承受105pa以上的壓強,頂層水管的耐壓要求可以低些,例如直接與熱水器相連的水管可以用塑料管。

二、1、使用高壓鍋,壓強增大,鍋內水的沸點增高,可以用較短時間把馬鈴薯煮熟。優點是速度快,而且由於溫度高,馬鈴薯更好吃,缺點是不能隨時開鍋觀察,有可能性把馬鈴薯煮爛。2、把馬鈴薯切成小塊再煮。

這是因為熱量比較容易到達小塊馬鈴薯內部,內部溫度上公升較快。優點是簡單易行,缺點是水分過多地深入馬鈴薯內部,口味變差,營養也有損失。

三、 用三角形相似推出此式得25分,對公式進行討論加4分。

四、可做乙個抽水機模型。在瓶蓋上挖乙個直徑1cm左右的孔,再剪乙個比孔稍大的塑

料片。用塑料片把孔蓋住,用軟布和萬能膠把塑料片的一邊與瓶蓋粘牢,使它成為乙個單向閥門。在飲料瓶的側面開乙個小孔,再把瓶蓋擰牢,抽水機模型就做成了。

使用時,把瓶蓋向下插入水中,乙隻手用力捏,排出瓶內部分空氣,然後用另乙隻手堵住瓶側面小孔,鬆開捏瓶的那隻手,水就在大氣壓的作用下上公升到瓶中。再露出瓶側面小孔,用力捏瓶,水就從小孔流出。說出兩個實驗即得25分,說出更多可加分。

五、(1)電路如圖所示。

(2)不論轉向開關s轉至位置1還是位置2,所有的燈都接入了電路。若車向右轉向,則開關s接1,此時d右1和d右2正常發光,而d左1和d左2併聯後與d串聯。因為轉向指示燈的規格是「6v、1.

5w」所以轉向指示燈d的電阻為rd=u2/p=24ω。轉向燈規格都是「6v、10w」 所以轉向燈的電阻均為r=u2/p=3.6ω。

左(或右)兩隻轉向燈和轉向指示燈總電阻。r總=ird+2r=25.8ω。

通過轉向指示燈d的電流:id=u/r總=0.23a,所以轉向

指示燈d上獲得的功率:pd=i2r=1.36w。由於pd』與轉向指示燈的額定功率(1.5w)相差不多,所以此時轉向指示燈能發光。

而此時通過左轉向燈中每只燈泡上的電流i= id/2=0.115a,所以每個左轉向燈的實際功率為p實=i2r=0.052w。

由於左轉向燈的p實遠小於其額定功率10w,所以左轉向燈不能發光。

當車向左轉向時,同樣的道理,只有左轉向燈發光面右轉向燈中雖然有電流通過但並不發光。

(1)(2)各10分。

第十四屆全國初中應用物理知識競賽複賽試題

一、2023年某地區遭受特大洪澇災害。為了抗洪搶險,急需在20 h 內從甲地調運65 t 鋼材到乙地。現僅剩下一艘滿載時排水量為80 t 的貨船,船身(包括船員)質量約17 t ,已知甲、乙兩地的水路距離為80 km ,船行駛的平均速度為10 km/h(不計水流速度)。

(1)請你設計乙個完成此項任務的可行性方案;

(2)通過分析、計算,找出最佳方案。(鋼材的密度為7.9×103 kg/m3)

二、圖1為一種電磁爐的原理示意圖。它是利用高頻電流在電磁爐內部線圈中產生磁場,磁化鐵磁材料製成的烹飪鍋,在鍋體形成無數小的渦流(感應電流)而產生焦耳熱。同時,被磁化的鐵磁分子因摩擦、碰撞而發熱。

從而使鍋體自身發熱達到加熱食物的目的。

(1)使用電磁爐加熱食物時,不產生明火,無煙塵,無廢氣,清潔、安全、高效、節能。請寫出電磁爐在使用中可能涉及的物理知識(只寫名稱不寫內容,不少於10個可得滿分)。

(2)在使用電磁爐時,爐和鍋之間的熱是由傳遞給的。電磁爐加熱食物的過程中消耗能轉化為能;若用該電磁爐1次蒸熱5個饅頭需用時間25min,那麼,1次只蒸1個同樣大小的饅頭大約需要min。

(3)某款電磁爐效能引數如下表所示:

根據上表資料,若電磁爐在功率調節和溫度調節的範圍內,加熱溫度隨功率調節的變化圖象是一直線,電磁爐工作電壓正常,在1個標準大氣壓下,燒開一鍋質量為3kg、溫度為22℃的水最多需要多少時間(不計鍋吸熱及熱散失)?

三、有人在夏季用簡易曬水箱給水加熱用來淋浴,這不僅能節省能源,而且很方便.李明和張華想利用這樣的裝置估測太陽光對地球表面輻射的強度的大小。也就是說,太陽光垂直照射地球表面是,地球表面單位時間單位面積所獲得的能量是多少。

實驗裝置如圖2所示,曬水箱的內部是被塗黑的,箱體外加了保溫層,上面開口並蓋有透明玻璃板。

在估測之前要首先弄清,透過玻璃板的太陽光能量究竟佔太陽輻射到玻璃板上能量的百分之幾?李明和張華各拿一塊實驗用的玻璃板,把陽光反射到牆上的同乙個地方,他們發現,兩塊反射光斑重疊處的強度,和太陽光直接射到地上的強度差不多。

(1)透過玻璃板的太陽光能量佔太陽輻射到玻璃板上的能量的百分之幾?你在得出這個結論時做了什麼假設?假設的根據是什麼?

(2)請你幫助他們設計實驗方案,並寫出具體的實驗步驟。

(3)請你對這個實驗方案的可行性做出評價。

四、用電流錶和電壓表測電流和電壓時,通常並不考慮儀表本身電阻對待測電路的影響,而將其視為「理想儀表」,即認為電流錶的內阻為零,電壓表的內阻為無限大。實際上,電流錶和電壓表都有一定電阻值,因而我們可以把電流錶看成乙個能顯示通過自身電流大小的其阻值很小的電阻;可以把電壓表看成乙個能顯示自身兩端電壓大小的其阻值很大的電阻。所以,把電流錶或電壓表接入待測電路時,就相當於在待測電路中串聯乙個電阻,或併聯乙個電阻。

這樣,電流錶的兩端就要有一定的電壓,電壓表中就要通過一定的電流,因此實際上很難同時精確地測出待測電阻兩端的電壓和通過待測電阻的電流。

1、現有乙個量程為0.6a ,內電阻為0.13ω的電流錶,能否用它測量某電路兩端的電壓?若不能,請說明理由。若能,請說明用它測量的最大電壓植。

2、要精確測量乙個阻植約8ω的電阻rx,實驗室提供以下器材。

電流錶a1:量程100ma,內電阻r1 = 4ω

電流錶a2:量程500μa,內電阻r2 = 750ω

電壓表v : 量程10v, 內電阻r3 = 10kω

變阻器r0 :阻值約10ω

定值電阻r1:阻值約10kω

電池e:兩段電壓約1.2v

開關s、導線若干

(1) 選出你測量時所需的適當器材,並在虛線方框中畫出電路圖。

(2) 需要測量哪些物理量?根據所測物理量,寫出被測電阻rx的表示式。

五、圖3甲是使用汽車打撈水下重物的示意圖。汽車通過定滑輪牽引水下乙個圓柱形重物,在整個打撈過程中,汽車以恆定的速度v = 0.2 m/s 向右運動。

圖3乙是此過程中汽車拉動重物的功率p隨時間t 變化的圖象。設t = 0 時汽車開始提公升重物,忽略水的阻力和滑輪的摩擦,g取10 n/kg。求:

(1)圓柱形重物的質量;

(2)圓柱形重物的密度;

(3)打撈前,圓柱形重物上表面所受的水的壓力。

六、圖4為一種電飯煲的工作原理圖。下面是王寧同學對電飯煲工作原理的研究,請你也參與共同討論。

按下、扳起電飯煲的開關,有一種「粘連」「吸引」的感覺,取出飯鍋,發現電飯煲的底部有乙個凸起物,它可以上下彈動,能被磁鐵吸引。王寧同學通過用這個電飯煲做公尺飯和燒水來研究它的工作情況,請回答他在使用過程中發現的如下問題。

(1) 圖4中只有兩根外接導線,這樣的用電器有什麼危害?應當怎樣加以完善?

(2) 將三角插頭插入電源插座,不用按開關,指示燈就發亮,按下開關後,指示燈亮度不變。此時為什麼開關對指示燈的亮度沒有影響?

(3) 電飯煲工作了15min,會出現大量「白氣」,這些「白氣」是怎樣形成的?

(4) 電飯煲工作了25min,聽見「啪」的一聲,指示燈不亮了。以此推測,感溫軟磁體的磁性可能受什麼因素影響?怎麼影響?

(5) 聽到「啪」的一聲後又過了10min,指示燈又發光,一會兒指示燈又熄滅了。分析在相同條件下,不同種類金屬的熱脹冷縮程度是否一樣?

(6) 要想獲得恆溫的溫水,你可以怎麼做?

(7) 電飯煲使用較長一段時間後,常常在飯未完全熟透時就「跳閘」,這樣就會出現「夾生飯」,請問這種情況電飯煲可能在什麼地方出現了故障?為什麼?

第十四屆複賽參考解答和評分標準

一、參考解答 (14分)

第16屆全國初中應用物理知識競賽試題

後的括號中,不選或選錯的均不給分。1 小亮同學從超市買來乙個玻璃瓶裝的鐵皮蓋罐頭,想把瓶蓋開啟,可是怎麼也擰不動。小亮的哥哥用螺絲刀沿瓶蓋的邊輕輕撬了幾下,一擰就開啟了。這主要是因為用螺絲刀撬瓶蓋可以 a 增大瓶蓋直徑,減小瓶蓋側壁對瓶的壓力 b 減小瓶蓋與瓶口的接觸面積 c 減小瓶內外氣體的壓力差...

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