2023年全國初中應用物理知識競賽複賽試題及答案

2023年全國初中應用物理知識競賽複賽

一、（15分）小華用乙隻有頸圓柱形的塑料飲料瓶和一桶水、一把尺就巧妙地測出了食用油的密度。寫出他的操作步驟，用字母代表測量量，推導出計算密度的公式。

二、（15分）小傑家的壓力鍋鍋蓋上標有「××鋁製品廠24厘公尺壓力鍋」的字樣，他測得限壓閥的質量是100克，排氣孔的直徑約為3公釐。這個壓力鍋正常工作時內部水蒸氣的最大壓強相當於大氣壓的多少倍？鍋蓋至少要能承受多大壓力才能保證安全？

（大氣壓強為l.01×105帕）

三、（15分）小芳家裡有乙隻用來燒開水的電熱水壺，水壺銘牌上標著「220v1000w」字樣。請你幫她設計一種方法，用來測量這只水壺燒水時的效率。寫出所用器材。

測量步驟、匯出計算公式。

四、（20）小紅準備在旅遊時估算登山纜車的機械效率。她從地圖上查到，纜車的起點和終點的海拔高度分別為230公尺和840公尺，兩地的水平距離為1200公尺。乙隻纜車運載15個人上山的同時，有另乙隻同樣的纜車與它共用同乙個滑輪組，運載8個人下山。

每個人的體重大約是60千克。從銘牌上看到，纜車的自重（質量）為600千克。小紅還用直尺粗測了鋼纜的直徑，約為2.

5厘公尺。拖動鋼纜的電動機銘牌上標明，它的額定功率為45千瓦。管理人員說，在當時那種情況下，電動機的實際功率約為額定功率的60％。

實際測得纜車完成一次運輸所用的時間為7分鐘。請你幫助小紅估算纜車的機械效率。

五、（15分）小剛利用一台測體重的台秤、一張紙、一盆水就粗略地測出了排球擊在地面上時對地面作用力的大小。你能說出他是怎樣做的嗎？

六、（20）小明有乙隻溫度計，雖然它的玻璃管的內徑和刻度都是均勻的，標度卻不準確。它在冰水混合物中的讀數是－0.7℃，在沸水中的讀數是102.3℃。

(l)當它指示的氣溫是－6℃時，實際的溫度是多少？

(2)它在什麼溫度附近誤差很小，可以當作刻度正確的溫度計使用？

答案一、(1)剪去飲料瓶的上部，保留中間的圓柱部分。(2)瓶中放入幾個石塊和少量水，使水沒過石塊，將它放入桶中。使它浮在水面上，測量露出水面的瓶高h1。

(3)在瓶內注入一些待測的食用油，測量瓶內水面上的油層厚度h。(4)再次將瓶放入桶中，測量露出水面的瓶高h2。

推導計算ρ油的公式：

瓶的直徑記為d，第一次放入桶中以後，排開水的體積記為v1，注入食用油後排開水的體積記為v2，於是水的密度記為ρ水，根據阿基公尺德原理，食用油所受的重力為：mg=ρ水(v2－v1)g

二、設大氣壓為p0，代入數值，得p=2.4×105帕。所以，鍋內的最大壓強為大氣壓強的2.4倍。

鍋蓋承受的壓力等於鍋內、外的壓力差，代入數值，得f=6.3×103牛。

三、器材：溫度計（量程0℃～100℃），量杯，鐘錶，交流電壓表（量程250伏）。

步驟：(1)用量杯向壺中注水，量杯容積乘注水次數，得到水的體積v。

(2)測水的初溫t1。(3)接通電源，開始計時。(4)測得燒水時電源的實際電壓u＇。

(5)水剛沸騰時計時結束，測得加熱時間t，然後測得水的沸騰溫度t2。

計算公式：

式中η——所求效率，c——水的比熱容，ρ——水的密度，u——電熱壺的額定電壓。

四、高度差h=610公尺

上山的質量m1=900千克+600千克；下山的質量m2=480千克+600千克；執行時間t=420秒

電機的實際功率p=2.7×104瓦。有用功指的是系統克服重力做的功，因此w1=(m1－m2)gh

總功w=pt；機械效率η= w1／w=22%。

五、(1)把紙鋪在地上，把球用水沾濕。(2)用球擊紙，留下圖形溼跡。(3)把被球沾濕的紙鋪在台秤上。

(4)用力把球按在紙上，當球和紙上的圓形溼跡完全接觸時，台秤示數即為球擊地時對地的作用力。

六、實際溫度記為t，溫度計的讀數記為t＇。按題意，t和t＇為線性關係，因此t=at＇+b ①

分別把t＇=-0.7℃、t=0℃和t＇=102.3℃、t=100℃代入，解出a=0.97，b=0.68再將a、b值代入①式得

t=0.97t＇+0.68℃ ② (1)把t＇=-6℃代入②式，得t=-5.14℃．

(2)令t＇=t，則②式變為t=0.97t+0.68℃ 解出t=22.7℃