全国初中应用物理知识竞赛试题及答案汇总.docx

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1、2 010 全国初中应用物理学问竞赛试题及答案2023 年其次十届全国初中应用物理竞赛复赛试题留意事项：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，总分值为 100 分。4答卷时间：2023 年 4 月 18 日星期日上午 9：3011：10。一、16 分干簧管也叫干簧继电器比一般机械开关构造简洁、体积小、速度高、工作寿命长；而与电子开关相比，它又有抗负载冲击力量强的特点，工作牢靠性很高。如图 1 甲所示为干簧管的构造简图，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

2、，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 是他设计的一局部状况，请帮助他完成其余局部的设计：2仅供学习与沟通，如有侵权请联系网站删除感谢二、16 分小星同学为试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。其仅供学习与沟通，如有侵权请联系网站删除感谢3（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，导线假设干，请在图中的虚线方框

3、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。2323中 R1、R 、R 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无视不计。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洁的表格，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依据他的设想，帮他计算出 R1、R 、R 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1S1S2S3功率200W

4、2300W34567900W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构造简图，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，4仅供学习与沟通，如有侵权请联系网站删除感谢其中秤锤 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. 假设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

5、系装客厅顶灯的电路时，他觉察爸爸拿来一5仅供学习与沟通，如有侵权请联系网站删除感谢四、16 分小华家买了居，预备改幅如图 5 所示电路图，他很古怪，看了一会儿之后，觉察这幅图有些眼熟，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，爸爸告知他这叫“双刀双掷”开关，相当于两个单刀双掷开关“联动”。爸爸还告知他要将这三 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？小华打算认真争论一下。 1小华预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

6、参与到他的争论中来，并帮他在表格中记录下三个开关所有可能的组合对灯的掌握状况，完成下表：S1S3S2灯的亮灭2. 依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一样。请把他的设计画在图 6 中。6仅供学习与沟通，如有侵权请联系网站删除感谢五、18 分单位质量的某种液体变为同温度的气体所需要吸取的热量，叫做这种液体的汽化热。通常状况下，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

7、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，依据相关的数据和能量守恒关系即可求出水的汽化热。由于这个装置工仅供学习与沟通，如有侵权请联系网站删除感谢8作时的散热损失是不行无视的，该组同学试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2013007068其次组40230070601. 试简洁说明该装置的散热功率是否随加热功率的转变而转变。2. 依据以上数据，求水的汽化热3. 针对此试验提出一些削减试验误差的措施。六、18 分小亮家有一辆家用轿车，爸爸在给他说车的性能

8、时，总是说“20 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。假设发动机有假设干个气缸，全部气缸工作容积之和称为发动机排量。从说明书上查到：小亮家的汽车承受的是 LFX 直列四缸发动机， 排量为 20L；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 90kmh，此时发动机转速为 2023rmin，平均行驶百公里油耗为 9L；从物理书上查得汽油的热值为 4.6107Jkg，密度为 0.71103kgm3 1由这台发动机输出特性曲线可以看出，在发动机转速为

9、 1000-5000 rmin 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一样时，发动机的输出功率与其排量的关 系。3. 这辆汽车以 90kmh 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？2023 年其次十届全国初中应用物理竞赛复赛试题参考解答与评分标准说明：1. 供给的参考解答除选择题外，不肯定都是惟一正确的。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。在阅卷过程中会消灭各种不同状况，可依据本评分标准的精神定出具体处理方法，但不要与本评分标准有较大偏离。仅供学习与沟通，如有侵权请联系网站删除

10、感谢113. 问答题或计算题是依据分步方法给分的。在评分标准中常常写出l 式几分，(2式几分这里的式子是用来代表步骤的。假设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，只给出最终结果的不能得分。4. 参考解答中的数字结果是依据有效数字的运算要求给出的，但对考生不做要求。不要由于有效数字的错误而扣分。5. 在最终定奖时，假设得分一样的人数超过获奖名额，因而难于选拔时，可对待选试卷进展加分评判。加分评判的根本依据是：（1） 所用方法或原理不是课本所讲的，具有创性，应加分：（2） 方法简便，应加分；（3） 提出多种正确解法。应加分；（4）

11、 试卷表达标准，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安排嘉奖名额的由省打算，地、市安排嘉奖名额的由地、市打算。一、 16 分参考答案1. 当将一个条形磁铁与干簧管平行放置时，干簧管的磁簧片就会被磁化，且靠近的那两个端点会被磁化成异名磁极而相互吸引，触点将会闭合，将电路接通；当条形磁铁远离干簧管时，磁簧片的磁性消逝，在弹力的作用下触点就会断开。4 分2. 浮球浸没入水中时受到的浮力为Skip Record If.3 分设浮球刚好浸没入水中，浮球必需上浮，则必需满足Skip Record If.设浮球刚好离开水面时，浮球必需下降，则必需满足Skip

12、Record If.因此要想让此装置能正常工作，此浮球所受的重力应满足：5NG浮3N2 分球由公式 G=mg 可以算出浮球的质量应满足：0.5kgm0.3kg 浮球1 分3. 如图 1 所示：6 分全部正确给 6 分，不画开关扣 2 分，不标出红、绿灯或标错扣 2 分二、 16 分参考答案1由题意可知：当开关 S1 闭合时，电加热器的功率为电阻R1 的功率，所以Skip Record If.1 分当开关 S2 闭合时，电加热抬的功率为电阻R2 的功率，所以Skip Record If.1 分当开关都闭合时，电路的总功率应当为最大，即P7=P1+P2+P3=900W所以 P3=400W3 分Sk

13、ip Record If.1 分2如下表所示每行 2 分，共 10 分10 分额定电压220V额定频率50Hz档位S1S2S3功率1200W2300W3400W4500W5600W6700W7900W三、 16分参考答案1. 由图可知，这台秤的量程是 2.0kg分度值是 1g4分 将台秤放在水平台面上 将秤锤 A、B 均置零仅供学习与沟通，如有侵权请联系网站删除感谢122. 如图 2可不画5 分 调整平衡螺母，直至秤杆水平平衡为止。 将所要测量的邮包放在载物台上。 先逐槽移动秤锤 A，直至假设再向大刻度方向移动一个槽，就会导致杠杆左端下沉时为止：而后移动秤锤 B，直至秤杆再次水平平衡。 将称锤

14、 A、B 所对的刻度值相加即为邮包的质量。3. 这个邮包的质量为 723g3 分4. 当向载物台放质量为 100g (0.1kg的重物时，为使台秤平衡，可以将才秤锤向左移动一格也可以将 B 秤锤向左移动至左端，此时其移动的距离为A 秤锤移动距离的 20 倍由于二者是等效的，所以可以得到耐广mA=20mB4 分四、 16分参考答案S1S3S2灯的亮灭111111201210122121102121221122201. 如下表所示挨次不要求全都8 分2. 依据列表的结果可以看出，不管其他开关处于何种位置，每一个开关都可以独立的掌握灯的亮、灭，因而从任何一个房门走进或离开客厅时都可以仅供学习与沟通，

15、如有侵权请联系网站删除感谢13便利的开或关客厅的灯，也节约电能。 4 分3. 如图 3 所示4 分五、 18 分参考答案1. 该装置的散热功率不随加热功率的转变而转变。2分由于加热功率发生转变后，水温并不会转变，与四周环境的温度差也就不变，而其他的条件也都未发生变化，所以散热功率不会变化。3 分2. 由能量守恒定律可知：Skip Record If.3 分依据题意可得：Skip Record If.仅供学习与沟通，如有侵权请联系网站删除感谢14代入数据，解得：Skip Record If.6 分3. 增大加热功率或电压、增大汽化水的质量、换用更保温的容器削减散热功率、适当增大环境温度、减小测量

16、时间、多测几组数取平均值等4 分六、 18分参考答案1. 由这台发动机输出特性曲线可以看出在发动机转速为 10005000r/min范围内，它的输出功率与转速大致成正比2 分02. 设做功冲程燃气对活塞的平均压强为 p ，发动机排量为V。排做功冲程燃气对一个活塞的平均压力：F=p0S每个做功冲程燃气对一个活塞做的功：Skip Record If.2 分发动机转速为 n 时燃气对活塞做功的功率：Skip Record If.2 分所以，在发动机转速 n，做功冲程汽缸平均压强 p0 大致一样时燃气对活塞做功的功率 p 与发动机的排量 V成正排比。2 分3. 由发动机输出特性曲线可知：发动机转速为 2023r/min 时，其输出功率约为 37kW 取值在 35 一 39kW 范围内即可2 分Skip Record If.4 分由Skip Record If.可得Skip Record If.4 分仅供学习与沟通，如有侵权请联系网站删除感谢16