全国初中应用物理知识竞赛初赛复赛试题与答案_中学教育-竞赛题.pdf

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1、 1 20XX年第二十二届全国初中应用物理竞赛初赛试题 一、选择题：1.早晨，小明骑着自行车沿平直的公路驶向学校，强劲的北风迎面吹来，此时地面对车前轮的摩擦力为f1，对车后轮的摩擦力为 f2.则下列说法中正确的是（）A f1与前进的方向相反，f1 f2 B f2与前进的方向相反，f1 f2 C f1与前进的方向相同，f1 f2 D f2与前进的方向相同，f1 f2 2.小明发现，有些电线杆上装有如图 1 所示的“小风车”，这些风车在微风中能不停地旋转，且旋转叶片的一面还装有反光的小镜子。关于这样的“小风车”的作用，下列说法中正确的是（）A 为了警示此处有电 B为了测定风向 C为了测量风速大小

2、D 为了驱赶小鸟，避免小鸟在上面做窝而导致电路短路 3.一名军人在一次执行任务时需要从正在正常向前行驶的卡车右侧跳下。对于跳车的方法，以下四种方案中最安全的是（）A 脸向车后并相对于车向后跳 B 脸向车后并相对于车向前跳 C脸向车前并相对于车向后跳 D 脸向车前并相对于车向前跳 4.我国不少地区把阴霾天气现象并入雾一起作为灾害性天气，统称为“雾霾天气”。关于雾和霾的认识，下列说法中正确的是（）A 霾是大量的小水滴或冰晶浮游在近地面空气层中形成的 B雾和霾是两种不同的天气现象 C雾是由悬浮在大气中的大量微小尘粒、烟粒或盐粒等颗粒形成的 D 雾和霾是同一个概念的两种不同说法 5.北京奥运会上的花样

3、游泳运动员，由于在水面上、下都能听到音乐指令，从而以其优美的舞姿、随音乐节拍而精确完成的动作，让观众感受到了体育之美。关于运动员在水下是如何接收到音乐指令的下列说法中，符合实际情况的是（）A 仅在水面以上放有音箱，当运动员的头部在水面以下时，声音经由空气、水，最终传到运动员的耳朵 B仅在水面以下放有音箱，当运动员的头部在水面以下时，声音通过水传到运动员的耳朵 C运动员通过无线耳机，接收来自控制室的电磁波信号，再将其转化成声音，被耳朵接收 D 在水面以上和以下都放有音箱，使运动员的头部无论是在水面以上还是在水面以下，都 能听到清晰的音乐声 6.小明学习了浮力知识以后，对热气球运动产生了兴趣，他在

4、网上收集了许多关于热气球的知识及类似图 2 所示的图片。以下是他对热气球运动所做的猜想，其中正确的是（）A 通过调节火焰大小，改变热气球的体积来调节热气球飞行的高度，进而选择需要的风向 B通过改变人在吊篮中站立的位置，来改变热气球飞行的方向 C 通过调节火焰的大小，改变热气球内的空气密度来调节热气球的飞行高度，进而选择需要的风向 D 通过调节火焰喷射的方向，来改变热气球飞行的方向 7.如图 3 所示，四个相同的玻璃瓶内装有深度不同的水，用筷子轻轻敲击瓶口或用嘴巾着瓶口吹气，会发出不同的声音。下列关于所发出声音的判断中正确的是（）A 用筷子轻轻敲击瓶口，甲瓶的音调最高 B用嘴贴着瓶口吹气，甲瓶的

5、音调最高 C用筷子轻轻敲击瓶口，丁瓶的音调最低 D 用嘴贴着瓶口吹气，丁瓶的音调最高 8.在煮饺子时，将饺子投入沸腾的水中，并用勺子轻轻推动沉下的饺子，等到水重新沸腾后，加上些凉水“小 风图 1 图 3 甲 乙 丙 图 2 2 图 7 继续煮一会儿使水再次沸腾，这时煮熟的饺子会浮出水面。熟饺子会浮起来的主要原因是（）A 锅里的水量多了 B饺子在水里经过烧煮变轻了 C水温低时饺子受到的重力较大，水温高时饺子受到的重力较小 D 水沸腾后，饺子内的部分水汽化变成水蒸气，使饺子体积增大 9.目前航天飞船的飞行轨道都是近地轨道，一般在地面上方 300km 左右的轨道上飞行绕地球飞行一周的时间约为 90m

6、in 左右。若飞船在赤道上空飞行，那么飞船里的航天员在 24h 内可以见到日出的次数可能为（）A 15 B 1 C 2.7 D 0.38 10.图 4 甲所示的热熔胶枪是一种装修工具，用于材料涂胶。它的内部有 2 只相同的 PTC（正温度系数）加热元件，其工作电路如图 4 乙所示，扣动扳机能使固体胶条向前挤压，联动开关 S 同时掷向 A、B，枪口冒出胶液，松开扳机，联动开关 S 同时掷向 B、C。单只 PTC 元件的电阻随温度的变化如图 4 所示。关于PTC元件的工作情况，下列说法正确的是（）A 扣动扳机，两只 PTC元件串联在电路中 B松开扳机，只有一只 PTC元件接入电路 C松开扳机，当温

7、度为 80时，电路消耗的电功率为 55W D 扣动扳机，当温度为 180时，1min 电路消耗的电能为 4800J 二、简答下列各题（每题 5 分，共 30 分）1.乒乓球运动是竞技、娱乐、健身于一体的体育运动，如图 5 所示。请分析运动员在击球过程中用到了哪些物理知识？2.图 6 是鱼缸中过滤增氧泵增氧工作时的原理图，水泵把水从进水管吸入，从出水管快速喷出时，空气就会从进气管进入水中，与水流一起喷出.(1)请解释空气能进入水中的原理和过程。(2)请再列举一个生产或生活中利用上述原理进行工作的例子。3.7 月 1 日，青藏铁路全线贯通。铁路要通过“千年冻士”区，“冻土”区路基在温度过高时会变得

8、松软不牢固。为解决“冻土”难题，保证路基的稳定，青藏铁路中期两旁各插有一排碗口粗细、高约 2m的热棒（中空的铁棒），如图 7 所示，热棒在路基下还埋有 5m深，里面灌有液氨。请解释热棒是如何解决“冻土”难题保证路基的稳定的。4.小明家新买了一台电热油汀取暖器，图 8 所示。当小明用力晃动这台取暖器时，可以听到其内部发出了液体流动的声音。小明找出说明书仔细阅读后得知，这种取暖器将电热管安装在散热片腔体内的下部；在腔体内电热管周围注有导热油；在控制电路中装有双金属温控元件，当油温达到调定温度时，温控元件会自行断开电源；在使用注意事项中特别强调这种取暖器不能倒置或侧卧使用。请回答：（1）为什么用油做

9、导热物质而不用水？（2）取暖器内部发出了液体流动的声音，说明油没有满，这是为什么？（3）为什么强调不能上下倒置或放倒后通电加热？5.有的轿车的观后镜是用平面镜做成的，而有的又是用凸面镜做成的，请说明其各自的优点是什么？图 8 图 4 甲 扳机 胶条 乙 PTC PTC 220V R1 R2 A B C S 丙 R/t/2200 1210 968 880 80 130 180 230 图 5 北风迎面吹来此时地面对车前轮的摩擦力为对车后轮的摩擦力为则下列说法中正确的是与前进的方向相反与前进的方向相反与前进的方向相同与前进的方向相同小明发现有些电线杆上装有如图所示的小风车这些风车在微风中能不停 了

10、测定风向为了测量风速大小为了驱赶小鸟避小鸟在上面做窝而导致电路短路一名军人在一次执行任务时需要从正在正常向前行驶的卡车右侧跳下对于跳车的方法以下四种方案中最安全的是脸向车后并相对于车向后跳脸向车后并相 为灾害性天气统称为雾霾天气关于雾和霾的认识下列说法中正确的是霾是大量的小水滴或冰晶浮游在近地面空气层中形成的雾和霾是两种不同的天气现象雾是由悬浮在大气中的大量微小尘粒烟粒或盐粒等颗粒形成的雾和霾是同一个 3 6.一些高楼大厦表面用许多大块的镀膜玻璃做外墙面（俗称“玻璃幕墙”）。在大楼外面的人，白天看这些玻璃，感觉它们好像一面面的镜子，能看到楼外景物的像，却看不到大楼里面的景物。在大楼里面的人，通

11、过这些玻璃，却能看到楼外的景物。请对楼外面的人白天观察到的现象做出解释。三、（11 分）早在 1800 年前的汉代，科学家张衡就发明了用来测量车辆行驶里程的“记里鼓车”，又名“记里车”、“司里车”、“大章车”等。科技史学家王振铎先生根据史书上的文字描述，复原了这种神奇的车，如图 9 所示。图 9 乙所示为记里鼓车的原理图，马匹拉着该车向前行走，带动左、右轮转动。立轮与左、右足轮装在同一水平轴上，齿数为 18，并与下平轮啮合，带动下平轮水平转动，下平轮齿数为 54；齿数为 3 的旋风轮与下平轮装在同一竖轴上，并与上平轮齿合。上平轮齿数为 100，转动一圈，轮上的拨子便拨动上层木人右臂击鼓一次，显

12、示车行一里。汉代曾以六尺为一步，三百步为一里，假设那时人们认为的圆周率约为 3。试通过计算说明，这架“记里鼓车”的足轮直径应该是多少尺？四、（12 分）在学校创新比赛中，小亮同学设计了一个多档位的电热水器。图 10 甲所示是他设计的电热水器的工作原理图，R1和 R2是两根电热丝。他设计的旋转开关如图 10 乙所示，旋转开关内有一块绝缘圆盘，在圆盘的边缘依次有共 10 个金属触点（在图乙中用“”表示，“”中标有 1、2、3、4 编号，编号相同的触点用导线连接）。可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，转动开关旋钮可以将相邻的触点连接。例如，图 10 乙中，旋钮上的箭头指向图中位置 D，此

13、时，金属滑片将 1、2 两点接通，同时另一端也将 3、4 两点接通。当旋钮上的箭头指向 A、B、C、D不同位置时，可以实现四档加热功率。他设计的四档加热功率如下表所示：温度档位 高温 中温 2 中温 1 低温 加热功率/W 1100 660 440 264 1如果要实现旋转开关沿某个方向转动时，加热功率依次递减或递增，通过计算，分析说明电热丝 R1和R2的阻值应分别为多大？2小亮根据计算结果，借助电池组、电压表和电流表分别截取了电阻大小符合要求的两根电热丝，并按电路图连接好。经检查无误后，小亮将电热器接入了家庭电路，同时借助电能表和手表测量电热器在不同档位工作时的实际消耗的电功率，结果发现每一

14、档的实际功率均小于按照电热丝电阻值计算的结果，测量后发现电源电压为220V。请简单解释产生这种的偏差原因。3 使用中他发现水温开始升高较快，后来水温升高越来越慢，最后甚至会保持某个图 10 1 2 3 4 1 2 2 4 3 4 A B C D 乙 1 2 3 4 甲 R2 R1 220V 甲 记里鼓车俯视结构图 1.左足轮 2.右足轮 3.立轮 图 9 北风迎面吹来此时地面对车前轮的摩擦力为对车后轮的摩擦力为则下列说法中正确的是与前进的方向相反与前进的方向相反与前进的方向相同与前进的方向相同小明发现有些电线杆上装有如图所示的小风车这些风车在微风中能不停 了测定风向为了测量风速大小为了驱赶小鸟

15、避小鸟在上面做窝而导致电路短路一名军人在一次执行任务时需要从正在正常向前行驶的卡车右侧跳下对于跳车的方法以下四种方案中最安全的是脸向车后并相对于车向后跳脸向车后并相 为灾害性天气统称为雾霾天气关于雾和霾的认识下列说法中正确的是霾是大量的小水滴或冰晶浮游在近地面空气层中形成的雾和霾是两种不同的天气现象雾是由悬浮在大气中的大量微小尘粒烟粒或盐粒等颗粒形成的雾和霾是同一个 4 温度就再升高，此时水并没有沸腾。并且选择加热档位功率越小，水能够达到的最高温度越低，这是为什么？五、（12 分）如图 11 甲所示为某型号汽车的自动测定油箱内油量的电路原理图，其中电源两端的电压恒为24V，R0为定值电阻，A为

16、油量指示表（一只量程 0 0.6A 的电流表），Rx 为压敏电阻，它的上表面受力面积为 10cm2，其阻值与所受压力的对应关系如图乙所示。油箱的上下两部分皆为长方体形状，下部分的横截面积为 20dm2，高为 2dm，上半部分的横截面积为 10dm2，油箱加满油时油的总体积为 60dm3。当油箱装满油时，油量指示表的示数如图丙所示。已知：汽油=0.7 103kg/m3，取 g=10N/kg。（1）当油箱内汽油用完时，油量指示表的指针指向某一位置，求此位置所对应的电流值是多少？（2）若汽车在高速公路匀速行驶 400km，油量表由满刻度指向满刻度的四分之一位置，求该汽车行驶 100km消耗汽油多少升

17、？（3）在上面第（2）问所述的行驶过程中发现，油量表的示数在开始运动的一段时间内变化较快，而后来一段时间内变化较慢，请解释其中的原因。六、（15 分）如图 12 甲所示，冰冻是造成高山地区冬季输配电线路倒塔（杆）断线的重要原因。为了避免这类事故的发生，一方面电力工人要及时对输电线路进行除冰作业，另一方面要加强输电线的抗拉能力。一般高压输电线每一根都是由一股位于中间的钢质线芯和六股相同粗细的铝质线芯绞在一起组成的，其横截面如图乙所示。这种输电线通常被称为钢芯铝绞线（代号 LGJ）。已知该钢芯铝绞线所能承受的最大安全拉力为其正常工作情况下拉力的 5 倍。下表是该种钢芯铝绞线的相关技术数据。铝 线（

18、股 数 直径）（mm）钢 线（股 数 直径）（mm）导 线 外 直 径（mm）电 阻（/km）安全载流量 70 80 90 6 3.80 1 3.80 11.4 0.5 194A 228A 255A 1该电力线路采用钢芯铝绞线而不采用与之同样尺寸的铝绞线，其主要目的是什么？2输电线路结冰后，输电线（连同上面的冰）变粗、变重。为了保证输电线路的安全，防止输电线被拉断，在冰冻的钢芯铝绞线（连同上面的冰，其横截面可以看作圆）的直径 D增大到一定值时就必须进行除冰作业，试估算需要进行除冰作业时冰冻的钢芯铝绞线的直径 D。（铝=2.7 103kg/m3，钢=7.9 103kg/m3，冰=0.9 103k

19、g/m3，取114.1=10.7）3 有一种输电线路除冰作业的方法叫“短路熔冰”，就是在短时间内，输电线不经过用电器而直接接通，输电线中通过比平时大许多的电流，利用导线本身发热熔冰以完成除冰作业的方法。短路熔冰时，若一根这种钢芯铝绞线每米的发热功率为 200W，则短路熔冰时通过一根钢芯铝绞线的电流大约是多大？（取10=3.2）乙 甲 图 12 图 11 乙 0 0.7 30 90 R/F/N 1.4 2.1 2.8 3.5 60 120 150 180 210 240 270 300 360 330 4.2 甲 R0 A Rx 丙 北风迎面吹来此时地面对车前轮的摩擦力为对车后轮的摩擦力为则下列

20、说法中正确的是与前进的方向相反与前进的方向相反与前进的方向相同与前进的方向相同小明发现有些电线杆上装有如图所示的小风车这些风车在微风中能不停 了测定风向为了测量风速大小为了驱赶小鸟避小鸟在上面做窝而导致电路短路一名军人在一次执行任务时需要从正在正常向前行驶的卡车右侧跳下对于跳车的方法以下四种方案中最安全的是脸向车后并相对于车向后跳脸向车后并相 为灾害性天气统称为雾霾天气关于雾和霾的认识下列说法中正确的是霾是大量的小水滴或冰晶浮游在近地面空气层中形成的雾和霾是两种不同的天气现象雾是由悬浮在大气中的大量微小尘粒烟粒或盐粒等颗粒形成的雾和霾是同一个 5 20XX年第二十二届全国初中应用物理竞赛初赛答

21、案 一、选择题：1.A 2.D 3.C 4.B 5.D 6.C 7.B 8.D 9.A 10.D 二、简答下列各题（每题 5 分，共 30 分）1.球拍表面贴橡胶，为了增大球与球拍间的摩擦。乒乓球受到击打后，改变运动方向及速度大小，因为力可以改变物体的运动状态。弧圈球是指旋转的球沿弧线运动，这是因为空气流速大的地方压强小。乒乓球落到台面后会弹起，因为不同形式的能可以相互转化。球与球拍脱离后依然向前运动，因为球具有惯性。2液体流速大的地方压强小，当水从出水管口快速喷出时，进气管下部压强减小，这时进气管内的水下降，甚至降到出水管以下，附近的空气在大气压的作用下被压入出水管的水中，随水流从出水管进入

22、鱼缸内的水中。燃气灶灶头与燃气管是分离的，但是在利用燃气灶烧水或做饭的时候，并没有燃气从进气口处外溢，就是因为在灶头与燃气管对接处，气体流速大、压强小，所以燃气不会向压强大的周围外溢。3.路基温度升高，液态氨吸热汽化，上升到热棒的上端；气态氨通过铁质外壳向温度较低的大气放热，液化变成液态氨；液态氨沉入棒底。如此反复，不断将地下的热量传递到大气中，确保路基处于冰冻状态而不熔化，从而保证路基的稳定。4.（1）油的比热容较小，在加热时间相同的情况下，温度升高的快；油是绝缘体，使用起来安全性比较高；油的密度较小，移动起来比较方便。（2）加热时，腔体的油体积会膨胀；若在腔体内注满油，油受热膨胀易胀坏腔体

23、，引发安全事故。（3）避免电热管露出油面，在这种情况下，通电加热有可能导致电热管处于油面以上的部分由于温度过高而烧坏；不利于对流。5.平面镜成像的特点是对称，具有物像等大、物和像距平面镜的距离相等等特点，便于司机判断自己驾驶的汽车和后面汽车的距离。凸面镜做成的观后镜的优点是视野更加开阔，可以观察到更大范围的其他车辆的行驶情况。6.这种玻璃表面有一层很薄的金属镀层，因此，和普通玻璃相比，反射的光更多，透射的光更少，反射成像更加明显，所以站在马路上看，它们好像一面面的镜子；由于透射的光更少，导致白天楼内与楼外相比更暗，同时由于这种玻璃透光性能减弱，所以从楼内透射到楼外的光会变得更弱；由于身处光线很

24、好的楼外人，眼睛瞳孔的张开程度较小，导致站在楼外的人看不到里面的情景。三、（11 分）车行驶一里，则中平轮需转动一圈，旋风轮和下平轮需转动的圈数 n1=1003 若下平轮转动一周，立轮和足轮需要转动的圈数 n2=5418 北风迎面吹来此时地面对车前轮的摩擦力为对车后轮的摩擦力为则下列说法中正确的是与前进的方向相反与前进的方向相反与前进的方向相同与前进的方向相同小明发现有些电线杆上装有如图所示的小风车这些风车在微风中能不停 了测定风向为了测量风速大小为了驱赶小鸟避小鸟在上面做窝而导致电路短路一名军人在一次执行任务时需要从正在正常向前行驶的卡车右侧跳下对于跳车的方法以下四种方案中最安全的是脸向车后

25、并相对于车向后跳脸向车后并相 为灾害性天气统称为雾霾天气关于雾和霾的认识下列说法中正确的是霾是大量的小水滴或冰晶浮游在近地面空气层中形成的雾和霾是两种不同的天气现象雾是由悬浮在大气中的大量微小尘粒烟粒或盐粒等颗粒形成的雾和霾是同一个 6 所以，当车行一里，足轮需要转动圈数 n3=n2n1=54181003=100 又因为 1 里=300 步=6300 尺=1800 尺 所以 100 D=1800 尺 足轮直径 D=6 尺 四、（12 分）1.由图可知：D位置电路消耗的功率最大：P1=1100W C 位置电路消耗的功率：P2=660W 故 R1=22UP=2(220V)660W=73.3 B 位

26、置电路消耗的功率：P3=440W 故 R2=23UP=2(220V)440W=110 A位置电路消耗的功率：P4=1 22UR R=2(220V)73.3 110=264W 2.电热丝的电阻会随温度而变化。在借助电池组、电压表和电流表截取一定阻值的电热丝时，电热丝消耗的功率很小，一定时间内产生的热量很少，故温度低，此时电阻小；当电热丝接入家庭电路工作时，消耗的电功率较大，一定时间内产生的热量多，温度升高显著，电阻变大明显；由公式 P=22 10m=0.2m0.1可知，此时消耗的电功率比测得的电阻计算的电功率要小一些。3.电热器在给水加热时，由于水在吸热的同时还在散热（向空气传递热量、蒸发吸热）

27、，并且随着水温的升高，水温与环境温度差增大，热传递的速度加快、水蒸发时吸热的速度也在加快，导致水的温度升高减慢；当散失的热量与从电热丝吸收到的热量平衡时，水温就不再升高了。加热功率越小，单位时间内产生的热量越少，达到上述平衡时与环境的温度差越小，所以水能达到的最高温度越低。五、（12 分）（1）油箱装满时，下半部分容积 V2=20210-3m3=410-2m3 上半部分容积 V1=V-V2=610-2m3-410-2m3=210-2m3 上半部分高度 h1=11VS=22 10m=0.2m0.1 汽油的深度 h=h1+h2=0.2m+0.2m=0.4m 汽油对压敏电阻的压强 p=汽油gh=0.

28、7103100.4Pa=2.8103Pa 汽油对压敏电阻的压力 F=pS=2.81031010-4N=2.8N 由图 11 可知 Rx=30 由题意可得 R0=1UI Rx=2430 100.6 汽油用完时，由图 11 乙可知 300 xR 通过油量表的电流20240.0810 300 xUI A AR R（2）油量表指向满刻度的14位置，通过油量表的电流 I3=140.6A=0.15A 此时压敏电阻阻值032410 1500.15xUR RI 由图 11 乙可知，汽油对压敏电阻的压力 0.7 F N 北风迎面吹来此时地面对车前轮的摩擦力为对车后轮的摩擦力为则下列说法中正确的是与前进的方向相反

29、与前进的方向相反与前进的方向相同与前进的方向相同小明发现有些电线杆上装有如图所示的小风车这些风车在微风中能不停 了测定风向为了测量风速大小为了驱赶小鸟避小鸟在上面做窝而导致电路短路一名军人在一次执行任务时需要从正在正常向前行驶的卡车右侧跳下对于跳车的方法以下四种方案中最安全的是脸向车后并相对于车向后跳脸向车后并相 为灾害性天气统称为雾霾天气关于雾和霾的认识下列说法中正确的是霾是大量的小水滴或冰晶浮游在近地面空气层中形成的雾和霾是两种不同的天气现象雾是由悬浮在大气中的大量微小尘粒烟粒或盐粒等颗粒形成的雾和霾是同一个 7 汽油对压敏电阻的压强420.7Pa 7 10 Pa10 10F NpS 汽油

30、深度237 10m=0.1m0.7 10 10phg 汽油 剩余汽油体积2 3 2 3220 10 0.2m 2 10 m V S h 汽车行驶 100km消耗汽油的体积2 236 10 2 10m 10L4V（3）因油箱上部横截面积较小，消耗相同体积的汽油，上部的液面高度变化较大，导致汽油对压敏电阻的压力变化较快，所以电流表示数变化较快。六、（15 分）1该电力线路采用钢芯铝绞线而不采用与之同样结构、尺寸的铝绞线，其主要目的是为了提高输电线的抗拉能力，从而可以适当地增大杆距，节省杆材及人工等。2取一根长为 L 的结冰钢芯铝绞线作为研究对象，其截面如图答 1 所示。当该钢芯铝绞线所承受的拉力达

31、到其正常工作情况下拉力的 5 倍时，也就是该段导线上所结冰的质量达到该段钢芯铝绞线质量的 4 倍的时候，就必须进行除冰作业了。设单股线芯的横截面积为 S，直径为 d；长为 L 的结冰钢芯铝绞线中铝的质量为 m铝，钢的质量为 m钢，冰的质量为 m冰，冰的横截面积为 S冰；则有：冰的质量 m冰=4（m铝+m钢）又因为 m冰=冰S冰L m铝+m钢=（6铝+钢）SL 所以 S冰=3 334(6)4(6 2.7 10 7.9 10)107.10.9 10S SS 铝 钢冰 即SS总=114.1 又因为22S DSd总，所以 7 1.7.1 7 114.1 S S S S S S 总 冰 D=114.1

32、3.80mm=40.66mm 即该钢芯铝绞线 D增大到 40.66mm之前必须进行除冰作业。3取一根长为 1m 的该种结冰钢芯铝绞线作为研究对象，短路熔冰时通过的电流为 I，其热功率辅导 P，其电阻为 R。考虑到该种钢芯铝绞线表面为冰所覆盖，其温度与常温偏差不大，故不考虑温度对其电阻的影响，其电阻可看作 R=0.5/m1m=0.510-3 有3200A=632.5A0.5 10PIR 即短路熔冰时通过一根钢芯铝绞线的电流大约是 632.5A.答图 1 冰 北风迎面吹来此时地面对车前轮的摩擦力为对车后轮的摩擦力为则下列说法中正确的是与前进的方向相反与前进的方向相反与前进的方向相同与前进的方向相同

33、小明发现有些电线杆上装有如图所示的小风车这些风车在微风中能不停 了测定风向为了测量风速大小为了驱赶小鸟避小鸟在上面做窝而导致电路短路一名军人在一次执行任务时需要从正在正常向前行驶的卡车右侧跳下对于跳车的方法以下四种方案中最安全的是脸向车后并相对于车向后跳脸向车后并相 为灾害性天气统称为雾霾天气关于雾和霾的认识下列说法中正确的是霾是大量的小水滴或冰晶浮游在近地面空气层中形成的雾和霾是两种不同的天气现象雾是由悬浮在大气中的大量微小尘粒烟粒或盐粒等颗粒形成的雾和霾是同一个 8 20XX年第二十二届全国初中应用物理竞赛复赛试题 注意事项：1.请在密封钱内填写所在地区、学校、姓名和考号.2.用蓝色或黑色

34、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:20XX 年 4 月 15 日(星期日)上午 9：30-11:100 一、（1 6分)某小型汽油发电机外形如图 1所示，其实质是利用一个汽油机带动一个发电机来发电。该发种电机铭牌部分数据如下表所示，根据表中的数据求：(1)在允许的连续运行时间内，发电机以额定功率输出，能够提供的电能是多少度?172 教学网(2)己知汽油的热值是 q=4.6xl07J/kg，密度是 0.71 x 103kg/m3，设该汽油机的效 率为 35%，则该汽油发电机油箱的容积至少需要多大?172 教学网(3)汽油发电机将内能转化为电能的效率是

35、多少?二、(16 分)长期以来，我国北方地区域镇居民的冬季来暖计量一般都按住宅面积收费，导致用户节能意识差，造成严重的资源浪费。作为建筑节能的一项基本措施，近几年部分地区试点以热量表作为计量收费的依据和于段，经测算可节能约 20%-30%。172 教学网 如图 2 所示，一个完整的热量表由以下三个部分组成：一只被体流量计，用以测量经热交换的热水流量；一对用铅电阻制作的温度传感器，分别测量供暖进水和回水温度；一低功耗的单芯片计算机，根据与其相连的流量计和温度传感器提供的流量和温度数据，利用热力学公式可计算出用户从热交换系统获得的热量，通过液晶显示器将测量数据和计算结果显示出来。172 教学网 最

36、大流量/m3h-1 2.5 测温范围 4 100 温差范围/K 250 最大水压/MPa 1.6 电源 3.6V 2Ah 电源寿命 5 年 以下是某用户家中的热量表的部分参数，已知水的比热容取 4.2xl03J/(kgC)，天然气的燃烧值约为8X 107J/m3。(1)试通过以上数据计算该型号热量表能测量的最大供热功率是多少?(2)在一次要查看热量表记录情况时，通过逐次点按热量表上的信息显示按钮，液晶显示器逐项循环显示出了下列数据:172 教学网 根据这些数据推算，求此次查看时该用户家平均每小时从暖气中得到的热量约为多少 J?到此次查看时为止，该用户从这套供暖系统得到的总能量相当于完全燃烧了多

37、少 m3的天然气?172 教学网(3)如果出现大风降温天气，住宅通过外墙散热的速度会加大。从原理分析，应该在家中怎样调节，发动机(汽油机)发电机 型号 XGQF5.0 型号 XGQF5.0 额定功率 8.3kW 额定输出功率 5kW 噪声 73db 额定输出电压 220V 连续运行时间 8h 额定频率 50Hz 强制水冷四冲程 自动电压保护 北风迎面吹来此时地面对车前轮的摩擦力为对车后轮的摩擦力为则下列说法中正确的是与前进的方向相反与前进的方向相反与前进的方向相同与前进的方向相同小明发现有些电线杆上装有如图所示的小风车这些风车在微风中能不停 了测定风向为了测量风速大小为了驱赶小鸟避小鸟在上面做

38、窝而导致电路短路一名军人在一次执行任务时需要从正在正常向前行驶的卡车右侧跳下对于跳车的方法以下四种方案中最安全的是脸向车后并相对于车向后跳脸向车后并相 为灾害性天气统称为雾霾天气关于雾和霾的认识下列说法中正确的是霾是大量的小水滴或冰晶浮游在近地面空气层中形成的雾和霾是两种不同的天气现象雾是由悬浮在大气中的大量微小尘粒烟粒或盐粒等颗粒形成的雾和霾是同一个 9 才能保持室内温度不出现明显下降。(4)这种型号的热量表平均耗电功率不超过多大?(5)20XX年国家将逐渐在全国推广使用供热分户计量。假设某城区在未使用热量表计费时，一年热力公司共消耗天然气 40 亿立方米，现有 30%的用户使用热量表，在使

39、用后平均每户节能 20%。按此情况计算，这些使用热量表的用户一年可节约多少天然气?172 教学网 三、172 教学网（16 分）双活塞气压计是一种可以消除活塞自重影响、对低压 容器内的压强进行测量的装置。如图 3 所示，在甲、乙两个空腔容器中各有一个活塞 A和 B，其中活塞 A的截面上下一致，称为自由活塞，其横截面积为 S1；活塞 B 的上下截面不等，称为差动活塞，其上下两部分的横截面积分别为 S2和 S3。乙容器的上、下两部分彼此隔绝，不能相互渗气、渗油。C 为带有阀门 K1的工作液体的接口，工作液体充满甲容器和乙容器的上部空腔；D为带有阀门 K2的接口，可接待测容器；E 为带有阀门 K3的

40、接口，可与抽气机相连。测量前要先校正零位平衡:K1关闭，K2打开。D 口不连接待测容器，在两活塞上面放置砝码(图中未画出)。调节砝码的质量使两活塞升起的高度相同。进行测量时，要将待测量的容器接在 D口上，并关闭 K2、打开 K3，开动抽气机进行抽气，待乙容器下部空腔内接近真空时，关闭 K3、打开K2，此时差动活塞 B 己有所下降，在自由活塞 A 上再加放重为 G 的砝码时，A、B 两活塞的上表面恰好能恢复等高。己知进行测量 时大气压强为 p0.求待测容器内气体的压强 p。172 教学网根据帕斯卡定律可知:加在密闭液体上的压强能够大小不变地被液体向各个方向传递。172 教学网 1四、（16分）小

41、明看到一句农谚：“下雪不冷化雪冷”。他很好奇，想具体了解一下冰雪熔化时究竟要吸收多少热量。于是查找了资料，知道“熔化热”的定义是：单位质量的某种晶体，在熔化成同温度的液体时吸收的热量，叫做这种晶体的熔化热。他想用实验测量一下冰的熔化热，于是找来了一些实验器材:一架天平和配套的硅码、一支实验室温度计（0 100）、一个有密封盖子的保温桶、一个小烧杯、一把锤子和一个专门用来在冰箱中冻小冰块的塑料冰格，又观察到家里的冰箱面板上显示冷冻室温度恒为-18。请帮助小明设计一个用这些器材粗测冰块熔化热的方案，要求写出实验的步骤和用测量的物理量计算冰的熔化热 的表达式(水和冰的比热容分别用 C水和 C冰表示)

42、。172教学网 五、（18 分）在一些地区的电力线路敷设过程中，会使用简易绞盘将沉重的混凝土电线杆立起来。其主要结构如图 4 所示。作业前，先将绞盘底座牢固地固定在地面上，立杆作业时，根据实际需要，安排 14 人分别推动不同的横杆末端，使横杆绕轴做顺时针转动，这样系在电线杆上的钢丝绳就被不断地缠绕在轴上，电线杆被逐渐拉起并最终坚直站立。己知，某个绞盘的轴直径 D=l0cm，各横杆末端到轴心的距离 L=lm。在一次立杆作业中，所立的电线杆所受重力 G=6200N，长 L0=10m，其重心距粗端 4m。若在电线杆升至某时刻时的情形如图 5 所示，设此时绞盘的机械效率=80%，定滑轮的阻力可忽略不计

43、。172 教学网 1.若此刻仅有二名施工人员推横杆，则该施工人员对绞盘横杆所施加的最小推力 F 为多少?172 教学网 2在整个立杆过程中，施工人员对绞盘棋杆的最小推力的变化情况如何?3.在立杆作业时，施工人员一般要求绞盘离所拉的电线杆适当地远一些，请定性分析这样做的原因。172北风迎面吹来此时地面对车前轮的摩擦力为对车后轮的摩擦力为则下列说法中正确的是与前进的方向相反与前进的方向相反与前进的方向相同与前进的方向相同小明发现有些电线杆上装有如图所示的小风车这些风车在微风中能不停 了测定风向为了测量风速大小为了驱赶小鸟避小鸟在上面做窝而导致电路短路一名军人在一次执行任务时需要从正在正常向前行驶的

44、卡车右侧跳下对于跳车的方法以下四种方案中最安全的是脸向车后并相对于车向后跳脸向车后并相 为灾害性天气统称为雾霾天气关于雾和霾的认识下列说法中正确的是霾是大量的小水滴或冰晶浮游在近地面空气层中形成的雾和霾是两种不同的天气现象雾是由悬浮在大气中的大量微小尘粒烟粒或盐粒等颗粒形成的雾和霾是同一个 10 教学网 六、（18 分）应急照明灯是在正常照明电源发生故障时，能持续照明而不间断工作的一类灯具，如图 6所示。应急照明灯主要由灯泡(或 LED灯珠、蓄电池、充电器、自动控制电路及相关部件组成。在照明电源正常情况下，应急照明灯通过充电器给蓄电池充电，此时，自动控制电路及相关部件自动将灯泡(或 LED灯珠

45、)与蓄电池断开不发光。当照明电路突然停电时，应急照明灯通过自动控制电路及相关部件自动把灯泡(或 LED灯珠)跟蓄电池接通，从而实现自动应急照明。下表为某型号应急照明灯的主要技术数据:输入电压 充电时间 应急照明时间 应急照明功率 AC 220V 90min 0.96Wx2 应急照明光源 蓄电池 种类 数量 灯泡额定 类别 额定电压 容量 灯泡 12 只 2.4V Ni-Cd 2.4V 1.8Ah 1.在该型号应急照明灯刚投入使用阶段，待蓄电池充满电后，可以实现的最长连续应急照明时间为多少?172 教学网 2.小兰跟老师提出自己要设计并组装一只简易的应急照明灯。老师告诉她实验室 现有以下器材：双

46、孔插座及与之配套的插头 1 套、小灯泡 额定电压:DC3.03.4V，额定电流:350mA)4 只、电磁继电器（额定电压:DC6V；额定电流:0.15A）1 套及与之配套的低压直流电源(输入电压:AC220V，输出电压:DC6V)1 台、蓄电池(两端两端电压：6V)1 只及与之配套的充电器(输入电压:AC220V，输出电压：DC6.3V)1 只、导线(足量).如图 7 所示。(1)请你帮助小兰在图 7 上完成简易应急照明灯的接线。要求如下:172 教学网家庭电路正常工作时，充电器自动给蓄电池充电，各灯泡均不发光;172 网当家庭电路停电时，蓄电池自动给各灯泡供电，使各灯泡均正常发光，且在一盏小

47、灯炮灯丝烧断后还应该有部分小灯泡能正常工作;172 教学网(2)小明看到小兰的连接电路后，认为可以去掉低压直流电源，而将电磁铁的两 个接线柱直接接在充电器的输出端。请分析这样做不可行的原因。北风迎面吹来此时地面对车前轮的摩擦力为对车后轮的摩擦力为则下列说法中正确的是与前进的方向相反与前进的方向相反与前进的方向相同与前进的方向相同小明发现有些电线杆上装有如图所示的小风车这些风车在微风中能不停 了测定风向为了测量风速大小为了驱赶小鸟避小鸟在上面做窝而导致电路短路一名军人在一次执行任务时需要从正在正常向前行驶的卡车右侧跳下对于跳车的方法以下四种方案中最安全的是脸向车后并相对于车向后跳脸向车后并相 为

48、灾害性天气统称为雾霾天气关于雾和霾的认识下列说法中正确的是霾是大量的小水滴或冰晶浮游在近地面空气层中形成的雾和霾是两种不同的天气现象雾是由悬浮在大气中的大量微小尘粒烟粒或盐粒等颗粒形成的雾和霾是同一个 11 北风迎面吹来此时地面对车前轮的摩擦力为对车后轮的摩擦力为则下列说法中正确的是与前进的方向相反与前进的方向相反与前进的方向相同与前进的方向相同小明发现有些电线杆上装有如图所示的小风车这些风车在微风中能不停 了测定风向为了测量风速大小为了驱赶小鸟避小鸟在上面做窝而导致电路短路一名军人在一次执行任务时需要从正在正常向前行驶的卡车右侧跳下对于跳车的方法以下四种方案中最安全的是脸向车后并相对于车向后

49、跳脸向车后并相 为灾害性天气统称为雾霾天气关于雾和霾的认识下列说法中正确的是霾是大量的小水滴或冰晶浮游在近地面空气层中形成的雾和霾是两种不同的天气现象雾是由悬浮在大气中的大量微小尘粒烟粒或盐粒等颗粒形成的雾和霾是同一个 12 北风迎面吹来此时地面对车前轮的摩擦力为对车后轮的摩擦力为则下列说法中正确的是与前进的方向相反与前进的方向相反与前进的方向相同与前进的方向相同小明发现有些电线杆上装有如图所示的小风车这些风车在微风中能不停 了测定风向为了测量风速大小为了驱赶小鸟避小鸟在上面做窝而导致电路短路一名军人在一次执行任务时需要从正在正常向前行驶的卡车右侧跳下对于跳车的方法以下四种方案中最安全的是脸向

50、车后并相对于车向后跳脸向车后并相 为灾害性天气统称为雾霾天气关于雾和霾的认识下列说法中正确的是霾是大量的小水滴或冰晶浮游在近地面空气层中形成的雾和霾是两种不同的天气现象雾是由悬浮在大气中的大量微小尘粒烟粒或盐粒等颗粒形成的雾和霾是同一个 13 北风迎面吹来此时地面对车前轮的摩擦力为对车后轮的摩擦力为则下列说法中正确的是与前进的方向相反与前进的方向相反与前进的方向相同与前进的方向相同小明发现有些电线杆上装有如图所示的小风车这些风车在微风中能不停 了测定风向为了测量风速大小为了驱赶小鸟避小鸟在上面做窝而导致电路短路一名军人在一次执行任务时需要从正在正常向前行驶的卡车右侧跳下对于跳车的方法以下四种方