六年级数学上册比和比的应用练习题_百度文库
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六年级数学上册比和比的应用练习题
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年初中物理竞赛试题及答案
2006 年第十六届全国初中应用物理知识竞赛初赛试题一、 选择题 （以下各小题给出的四个选项只有一个是正确的， 把正确选项前面的字母填在题后的括号内。 每小题 3 分，共 15 分) 1．小亮同学从超市买来一个玻璃瓶装的铁皮盖罐头，想把瓶盖打开，可是怎么也拧不动。小亮的哥哥 用螺丝刀沿瓶盖的边轻轻撬了几下，一拧就打开了。这主要是因为用螺丝刀撬瓶盖可以［ ］ A.增大瓶盖直径，减小瓶盖侧壁对瓶的压力 B.减小瓶盖与瓶口的接触面积 C.减小瓶内外气体的压力差 D.由于撬了盖的一边，而增大了盖的另一边的压力 2．高压输电线路的铁塔顶端有一条(或两条)比下面输电线细的金属线(如图 1～图 2 ), 它的作用是［ ］ A.加强铁塔的稳定性 B.传输零线的电流 C.防雷电起到避雷针的作用 D.作为备用线，供输电线断开时应急使用 3．用普通照相机拍照时，要按被照物体距相机镜头的远近进行“调焦” ，使用起来不 太便捷。有一种“傻瓜”相机，只要把想拍摄的景物全部纳入取景器内，不论远处还 是近处的物体， 在照片上都比较清晰， 从而使拍照的过程变得十分快捷。 这种“傻瓜” 相机不用“调焦”的奥秘是［ ］ A.采用了长焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相差不大 B.采用了短焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相差不大 C.采用了长焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相同 D.采用了短焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相同 4．磁带录音机既可以录音，也可用以放音，其主要部件为运行的磁带和绕有线圈的磁头。录音时，磁 带上的磁粉被由声音信号转化而来的电流产生的磁场所磁化，这样便将声音信号转化为磁信号记录在磁 带上；放音时，再把磁带上的磁信号通过磁头转化为电信号使扬声器发声。对于录音机录音、放音过程 的基本原理，下列各种说法中正确的是［ ］ A.录音的基本原理是电磁感应，放音的基本原理是电流的磁效应 B.录音的基本原理是电流的磁效应，放音的基本原理是电磁感应 C.录音和放音的基本原理都是电流的磁效应 D.录音和放音的基本原理都是电磁感应 5．王勇同学在宾馆饭店看到一种自动门，当有人靠近时，门会实现自动开闭。王勇同学对此产生了浓 厚的兴趣，他很想知道自动门是如何实现自动控制的。为此他反复做了几次试验：当他轻轻地靠近自动 门时，门自动打开；当把一个足球滚向自动门时，门自动打开；当把一面底部装有滚珠的无色透明大玻 璃板，直立着滑向自动门时，门不打开。王勇同学根据探究试验的结果，对自动门的自控原理提出了以 下几种猜想，你认为其中最合理的猜想是［ ］ A.自动门“听”到来者的声音时，通过声控装置实现自动开闭 B.自动门探测到靠近的物体发射出的红外线，通过光控装置实现自动开闭 C.自动门本身能发射出一种红外线信号，当此种信号被靠近的物体反射时，就会实现自动开闭 D.靠近门的物体通过空气能产生一种压力传给自动门，实现自动开闭 二、填空题(共 15 分) 1．(3 分)如图 3 所示，小婷乘汽车到姥姥家去度假，汽车在平直公路上行驶。小婷的感觉是：远处的村 庄相对于电线杆在向____运动；近处的小树相对于电线杆在向____运动；电线杆周围的景物看起来好像 在绕电线杆做____时针转动。 2．(3 分)列车上出售的食品常常放在如图 4 所示的小推车上，若货物均匀摆在 车内， 当前轮遇到障碍物 A 时， 售货员向下按扶把， 这时手推车可以视为杠杆， 支点是____(写出支点位置的字母)；当后轮遇到障碍物 A 时，售货员向上提扶 把，这时支点是____。后一种情况下，手推车可以视为____力杠杆。 3．(3 分)在海拔 3000m 以上的高原地区，汽车发动机的冷却水容易沸腾， 这是因为高原地区____的缘故。常年生活在平原地区的人到达该地区后，由于 空气稀薄会产生缺氧反应，为了得到足够的氧气，人会不自觉地进行深呼吸， 这时肺的容积与在平原上相比要扩张得更____(选填“大”或“小”)一些。 4．(3 分)汽车上的机械式里程表是用安装在轮上的一组计数齿轮来实现计数的，而这些计数齿轮又通过 特定的传动装置被车轮的转动所驱动。同时车轮的转动还通过特定的传动装置，传递给由电磁感应原理 制成的传感器，传感器再将反映车轮转动情况的电信号显示在速度表上，从而指示此时的车速。当轮胎 用久了有明显的磨损后， 就会使所计里程和指示的时速产生误差。 若里程表记录里程为 12000km.则汽车-1-实际行驶的里程将____(填“大于” 、 “小于”或“等于”)示数：若此车从北京驶往上海，以速度表上指 示的时速为依据，对整个行程所估算的行驶时间将____(选填“大于” 、 “小于”或“等于”)实际行驶时 间。 5．(3 分)2005 年春节晚会上，一群聋哑青年用精美绝伦的舞蹈“千手观音”给人以美的享受、善的启迪。 (1)如图 5 所示，观众看不见领舞者邰丽华身后站着的其他舞蹈者，这是 因为光是____传播的。 (2)在观看演出的过程中， 我们虽然没有看到乐队却也能分辨出是何种乐 器在发声，这主要是因为不同乐器所发声音的____是不同的。 (3)电视观众看到莲花座上的千手观音身披绚丽霞光，这些光是由____、 ____、____三原色依不同的比例混合而成的。 三、简答下列各题(共 22 分) 1．(4 分)火箭点火发射时，若高温火焰向下喷射到发射台上，发射台就会被 烧毁。为了保护发射台，在它的底部建造了一个大水池，从而巧妙地解决了 这个技术问题。 (1)火箭发射时，底部喷出的庞大的白色气团(图 6)是由什么组成的？它是怎样形成的？ (2)分析“大水池”对发射台起到保护作用的道理。2．(4 分)在高压输电线路中常可看到如图 7 所示的一些绝缘子。请说明为什么悬挂高压输电线的绝缘子 的表面要涂光亮的瓷釉，而且做成一节一节的？3．(4 分)小志家买了一种点缀节日用的小彩灯，他发现当其中一个小彩灯的灯丝烧断了以后，其余的小 彩灯还能继续发光。于是小志对小彩灯之间的连接关系产生了兴趣，为此他请教了科技人员，得到以下 信息。 他用的小彩灯规格是“2.5 V, 0.25 A”,通过串联一定数量的小彩灯，使单个小彩灯两端所加的电压 比它的额定电压稍低，每个小彩灯都能基本正常发光。 小彩灯的构造如图 8 所示，在灯丝导电支架上除了有灯丝和起固定作用的小玻璃珠以外，还绕有约 4 圈细金属丝。灯丝电阻冷时约为 2.5Ω,热时约为 15Ω。 细金属丝的电阻为 1Ω，正常(低压)情况下，由于支架表面有一层氧化铜的缘故，它与灯丝支架是 不导通的，没有电流流过。若加上较高的电压(如 220 V)时氧化层可被击穿，细金属丝与灯丝支架导通。 根据以上介绍的资料，请你说明为什么一个小彩灯的灯丝烧毁后，其他的小彩灯还能继续发光。4．(4 分)向阳中学广播室想借助于双刀双掷开关控制南北两教学楼的喇叭：开关掷向 A 端时南面的三只 喇叭接通，掷向 B 端时南北六只喇叭全部接通。请你用笔画线代 替导线按上述要求完成图 9 中的电路图。-2-5．(6 分)长期以来，实心粘土砖一直是我国主要的建筑材料。由于粘土砖在生产过程中存在着诸多弊端， 国家有关部门提出了减少粘土砖使用率、倡导新型材料的要求。如图 10 所示的空心水泥砖就是新型建 筑材料的一种。请你从节能与环保等方面分析，使用空心水泥砖比使用实心粘土砖有哪些好处。 〔至少 写出三条)四、(6 分)李明同学家要买一个烧水用的水壶，超市里有两种容积相同但品种不同的铝质水壶可供选购， 一种是放在液化气灶上用的，另一种是壶内装有电热器的，如图 11 所示。李明想比较哪一种水壶烧水 更省钱。他首先进行了调查，得到如下资料、当地居民用电的价格是 0.5 元/度；瓶装液化气的价格是 60 元 / 瓶 ( 每瓶中液化气的质量约为 15 kg ，液化气的热值为 4.2 × 107J/kg )；用液化气烧水的热效率约为 30%，用电热水壶烧水的热 效率约为 90％。根据以上信息，请你通过计算分析一下用哪种水 壶烧水更省钱。五、(8 分)为了保护环境，治理水土流失，学校的环保小组设计并进行了河水含沙量的研究。 第一阶段是理论分析：分别以ρ水、ρ沙、ρ泥水表示水、泥沙、泥沙水的密度，以 x 表示每立方 米泥沙水中所含泥沙的质量〔称做含沙量)，导出了ρ泥水与ρ水、ρ沙、x 的关系式；然后作出了泥沙 水的密度ρ泥水、水随含沙量 x 变化的图象。 第二阶段是实验验证：在一个量筒里放入一定量干燥的黄土，再倒入一定量的清水，计算出含沙量 x，并测出泥沙水的密度ρ泥水；接着再多次加入清水配制成不同密度的泥沙水，进行同样的计算和测 量，由此得出ρ泥水与 x 的多组数据；然后根据这些数据作出了表示泥沙水的密度与含沙量关系的ρ泥 水一 x 图象。他们惊喜地发现，实验结果与理论分析是一致的。 第三阶段是实际测量：在一次山洪冲刷地面时，他们采集了 40 L 的水样，称出其总质量为 40.56 kg. 此前己经测出千燥的泥沙的密度ρ沙=2.4×103 kg/m3，于是求出了洪水中的平均含沙量。 (1)请你参与环保小组第一阶段的工作，导出ρ泥水与ρ水、ρ沙、x 的关系式。然后根据关系式作 出泥沙水的密度ρ泥水随含沙量 x 变化图象的草图。 (2)请你参与环保小组第三阶段的计算工作，求出洪水中的平均含沙量。六、(10 分)现在很流行的数码相机的主要优点是可以直接生成数码照片，从而可以方便地进行编辑与加 工，保存的时间也更长。而且数码照片还可以直接在电脑上显示出来，或者通过电子邮件传送出去。右 面是一款数码相机的电池的一些资料。 根据右面提供的信息以及下面对数码相机工作过程的介绍， 回答相关问 题： (1)数码相机的电源打开后，就处于待机状态，这时要消耗一定的电能； 拍摄时， 拍摄与处理数据所消耗的电能就更大。 假设用一个充满电的电池作 电源进行拍照， 每 5min 拍一张照片， 相机使用过程中的平均工作电流为 0.2A. 请估算一节充满电的电池最多可以拍摄多少张照片。 (2)对一个电能己全部耗尽的这种电池进行完全充电， 充电的效率多大？-3-七、(12 分)空调的“匹数” ，是对空调输入功率的粗略标识。因相同匹数不同品牌空调的制冷效能有较 大的差异，为便于比较，空调的效能常以“制冷量”来表示。 在选择空调时，除了制冷量和制热量(对冷热空调而言)外，还要考虑“能效比” 。 空调的能效比＝ ，它表示空调器是否高效节电。目前市场上空调器的能效比相差很大， 一般在 2～3 之间，最高的可达到 3.5 左右，应尽量挑选能效比高的空调。 房间所需的制冷量和制热量可按下面的公式计算：制冷量 Q 冷=S(房间面积)×140W 一 180 W；制 热量 Q 热=S(房间面积)×180 W－240 W(此公式适用于层高 2.5 m 的房间，如果层高偏大，则应适当加 大功率)。 下表是小明家准备购买的某一型号空调的使用说明书的一部分。请结合上面所介绍的知识和空调使用说明书，通过计算回答下面的问题： 1.这台空调的能效比是多少。 2 小明家新购买楼房客厅的面积约为 30m2，层高为 2.7 m，他想在客厅内安装上表所示的空调。请 你通过计算说明这种选择是否合理。 3.若小明家用此空调器制冷，空调器的压缩机每天实际工作 6 h，一个月仅空调一项所支付的电费约 为多少？(当地的电价为 0.5 元/度)八、(12 分)小军家客厅墙壁上有一个控制灯的开关和一个两孔插座装在一起的“一开两孔”的电工元件。 图 12 是元件的面板、图 13 是元件壳体内部的原接线图。由于开关损坏，需要更换整个元件。小军爸爸 决定自己动手完成，小军给爸爸当助手。 小军爸爸断开家中进户线的总开关，在拆旧换新的过程中发现：拆下前没有留意元件中的 A、B, D 三根导线(B、C 间己有一短导线在内部相连)与外面的①②③三根导线的连接关系(如图 14 ).因为室内导 线都在水泥墙内，无法观察①②③各导线与墙内导线的连接情况。 于是他闭合家中进户线的总开关，用试电笔检测各根导线，发现：第①根导线可以使试电笔发光； 第②、③根导线不能使试电笔发光。 根据小军爸爸的检测，能不能判断各根导线的连接情况？小军经过仔细思考后认为，不能判断每根 导线的连接情况，如果在情况不明时盲目连接还可能出现更严重的问题。 (1)你认为小军的观点对不对？为什么？ (2)你能不能利用常用的家用电器，如台灯等(均带有插头)，鉴别出①②③根导线应怎样分别与 A、 B、D 接线柱相连接？说出你的方法并简述理由。-4-(3)根据你的判断，将图 14 中①②③根导线与下面的 A、B、D 接线柱和上面的火线、零线及灯泡连 接起来。2006 年第十六届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题一、(10 分)如图 l，东湖中学想用离心泵将湖中的水抽到 C 处的养鱼池中。要求在 30 min 内至少向养鱼 池中输水 120 m3，学校领导将以下几个需要解决的问题交给了科技小组。 (1)A，B 处各有一个平台，离心泵应放在什么位置，请说明理由。 (2)如果某型号离心式水泵的扬程为 15 m，功率为 17 kW，效率为 0.6，试通过计算说明这台水泵是 否可满足东湖中学的需求? (3)为了节约资金，有人提出全部采购比硬质管便宜、 而且与水泵管径相符的软橡皮管配套使用， 你认为是否可 行，为什么?说出你的正确方案。二、(10 分)一个地质勘探小分队，在野外河边休息时发现了一种矿石，他们非常想尽快知道这种矿石的 密度大约是多少，但是手中只有皮尺、直木棍和针线包中缝衣服用的针和细线，请你帮助他们利用现场 可利用的物品，设计一个测定矿石密度的方案，并推导出计算矿石密度的表达式。三、 (14 分)小华同学为了节能和方便家人洗澡， 用废弃的汽油桶在房顶上自制了一个简易太阳能热水器， 图 2 是它的安装示意图。在水箱上下安有二根管子，其中一根是进出水管，给热水器上冷水或淋浴时用 热水，都是通过进出水管来完成，室内进出水管上安有三个阀门。 若当地的大气压强 p0=1.0×105Pa，请回答下列问题： (1)小华为什么要在热水器上方安装一根与大气相通的管子 A? (2)根据阀门 I、II、Ⅲ的位置，说明它们的作用是什么?如何调节喷头出水的温度? (3)给热水器上冷水时，阀门 I、1I、III 应当处于何种状态?洗澡时，阀门 1、II、111 应当处于何种 状态?-5-(4)如果小华同学住的居民楼层高为 3 m，他家的热水器安装在七楼楼顶上，且距楼顶高 1 m，那么 该地区的水压至少为多大，才能顺利为热水器上水? (5)设热水器水箱容积为 100 L，在一般的光照条件下，一满箱 12℃ 的水经白天太阳的加热温度可达到 45℃， 这相当于多少煤气完全燃烧放 出的热量?(已知水的比热容为 4.2×107J／(kg?℃)， 煤气的热值约 4.2×107J ／kg)四、(12 分)育才中学科技小组设计了一个可以测量电阻值的多量程欧姆表，图 3 中所示为其中两个量程 的测试电路，G 为灵敏电流表，其内阻 Ro=100 Ω、电流灵敏度(即指针在满刻度时流过灵敏电流表的电 流)U=100μA，R 为可调电阻，阻值变化范围为 0～5 kΩ，Rl 和 R2 为定值电阻， R1=15 Ω，R2=ll kΩ， E 为 1.5V 干电池，S 为量程选择开关。测量时把待测电阻两端分别与 A、B 两端相接。为了能从灵敏电流 表上直接读出待测电阻的阻值，需在表盘上重新标注示数。请回答： (1)在指针满偏处，盘面应标注的示数是多少? (2)当 A、B 间断开时，指针所指的位置处，盘面应标注的示数是多少? (3)开关分别置于 1 和 2 位置时，在表盘正中间位置处应标注的示数各是多少?请简要说明理由。 (4)该欧姆表表盘上的刻度是否均匀?请从电路原理上说明理由。五、(12 分)有一种被称作 PTC 的半导体材料，其电阻随温度的变化曲线如图 4 所示。 (1)请你根据这条曲线分析，PTC 材料的电阻值怎样随温度的变化而改变? (2)请说出这种材料的两个可能的应用实例。 (3)以其中的一个应用为例，说明它的正常工作过程和使用条件。六、(14 分)利民电器厂设计了一种具有高、中、低温三挡的家用电火锅，其发热体电阻丝如图 5 所示。 A、B、C 为三个接线柱，B 是电阻丝中点的接线柱。相信你一定能帮助该厂完成以下工作。 (1)说明各挡位的连接方法(文字表述或画图连接均可)。 (2)如果要求低温发热功率为 200 W，那么高温和中温两挡的发热功率分别应是多大? (3)设计一份该火锅的产品铭牌。-6-七、(14 分)现在流行的无线市话俗称“小灵通”，是一种新型的个人无线接入系统，具有语音清晰、发射 功率低、待机时间长、功能多、价格合理等特点。它的使用使传统意义上的固定电话不再固定在某个位 置，可在无线网络覆盖范围内自由移动使用，随时随地接听、拨打本地和国内、国际电话。 表 1 是某一型号小灵通的部分资料数据。 若这种小灵通在正常使用的情况下， 充电一次可使用 7 天， 累计通话时间为 1.2 h，通话时耗电功率为平均发射功率的 20 倍。则： (1)这部小灵通正常通话时的工作电流大约多大? (2)小灵通开机但不通话时的状态称为待机。这部小灵通的待机电流大约多大? (3)在没有充电器的情况下，可用一个电压略高于 3.6V 的直流电源为小灵通电池临时应急充电。请你 设计一个方案，用图 6 所示的直流电源给这部小灵通的电池充电，并画出充电的电路图。 表l 尺寸 约45 mm×83mm×23.5 mm (长×高×宽) 质量 约85g 发射功率 约10 mW(平均) 电池 3.6V 580mA?h锂电池 输入：AC220V 50Hz 充电器 输出：DC5.2V 320mA 充电器重 约50 g 充电时间 2.5～3.5 h 连续待机时间 48～200 h八、(14 分)现在有些住宅区使用的水表是预付费式的水表，每个用户一表一卡，凭卡用水，卡中数据输 入表中，水表自动开阀供水。 所购水用完后自动关阀断水，用户必须重新购水，方能重新用水。图 7 是某水表厂生产的预付费式 的 IC 卡水表，其主要技术参数如表 2 所示。请根据表 2 中的数据，回答下列问题：-7-项目 质量 长度 口径(DN) 过载流量 常用流量 分界流量 最小流量 起动流量 水表性能 密封性 最小读数 最大读数 用户窃水 电源 IC卡的保密性 IC卡使用寿命 报警方式 静态工作电流 开阀或关阀时的工作电流FY-15E热水表 1.4K 165 mm 15 mm 3m3／h 1.5m3／h 0.12m3／h 0.03m3／h ≤0.010m3／hFY-20E热水表 FY-25E热水表 1.8K 2.5K 195 mm 225 mm 20mm 25mm 3 5m ／h 7m3／h 2.5m3／h 3.5m3／h 3 0.2m ／h 0.3m3／h 0.05m3／h 0.07m3／h ≤0.012m3／h ≤0.017m3／h B级表 1.6MPa水压，15min内不泄漏 0.9.9999 m3 自动关阀并提示 3.6V、2.4Ah锂电池2节串联 射频卡，一表一卡，不可复制 使用次数&10万次 剩余水量2 m3时报警，用完剩余水后关阀 0.5mA 500mA常用流量误差 ≤2％ 工作温度 温度：0℃一90℃(FY系列) 工作水压 0.1 MPa～0.6MPa 材料 铜 (1)要保证水表正常工作，水平位置相对水塔内的水面高度差的范围应是多少? (g取10 N／kg) (2)如果水表仅处在静态下，最多能使用多少天才需更换电池?水表开阀或关阀时它的电功率是多少? (3)FY-25E型热水表在常用流量状态流出50℃的热水时，需要用多大功率、效率为80％的锅炉来加热 原来温度为20℃的水?如果连续这样供热水，一昼夜至少需要烧多少煤?(煤的热值是3×107J／kg) (4)FY一15E热水表报警后，在常用流量下用水，大约还能用几小时? (5)FY-20E水表出水口水的最大流速是多少?-8-2007 年第十七届全国初中应用物理知识竞赛试题一、选择题 以下各小题给出的四个选项中只有一个是正确的，把正确选项前面的宇母填在题后的 ） 括号内（每小题 2 分，共 10 分） 。 1. 为了保证飞机在起降过程中的安全，飞机起飞和降落时，下列操作中正确的是（ Ａ. 起飞时前轮先离开地面，降落时前轮先接触地面 Ｂ. 起飞时前轮先离开地面，降落时后轮先接触地面 Ｃ. 起飞时前轮先离开地面，降落时前、后轮同时接触地面 Ｄ. 起飞时前、后轮同时离开地面，降落时前、后轮同时接触地面 2. 手机已成为现代生活中常用的一种通讯工具。一般的手机都设有利用振动提示人们“来电”的装 置。有一种手机提示“来电”是用一个微型电动机带动转轴上的叶片转动，当叶片转动时，电动机也就 跟着振动起来，从而又带动手机振动。在图 1 所示的几种形状的叶片中，你认为能够实现上述振动功能 的是（ ）图1 3. 蔬菜加工企业为了避免蔬菜在长途运输、 贮藏等环节中腐烂变质及高温杀菌时对蔬菜营养成分的 破坏，常常对蔬菜进行真空脱水，使之成为脱水蔬菜。从物理学的角度看，真空脱水的道理是（ Ａ.真空环境的温度极低，可使蔬菜中的水分迅速凝固并升华，从而实现脱水 Ｂ.真空环境的温度很高，可使蔬菜中的水分在短时间内迅速汽化，从而实现脱水 Ｃ.真空环境的空气密度很小，可迅速提高蔬菜中水分子的运动速度，从而实现脱水 Ｄ.真空环境的气压很低，因而大大降低了水的沸点，使蔬菜中的水分迅速汽化，从而实现脱水 4.人们用来取暖的一种热水袋如图 2 所示。它的表面有很多长条 状的橡胶突起部分，这些突起部分相互平行且突起的高度较大，做成 这种外形的主要目的是（ ） Ａ. 使热水袋美观大方，起到装饰作用 Ｂ. 使热水袋能同时具有传导、对流和辐射的传热功能 Ｃ. 这种突起具有良好的弹性，在外界压力作用下容易发生弹性 形变，以防止在某种重压下，所灌热水将热水袋胀破 Ｄ. 减小热水袋与人体的直接接触面积，以降低热水袋的放热速 度，实现缓慢放热 5. 由于长期的河道淤塞，黄河下游的河床已被抬高。沿河农民通常采用如图 3 所示的方式，引黄河 水来灌溉农田。有关这种引水灌溉方式，下列说法中错误的是（ Ａ. 这种取水灌溉方式利用了连通器原理-9-）图2）Ｂ. 使用时Ｂ端管口必须低于Ａ处水面 Ｃ. 使用时先将管道中灌满水 Ｄ. 高度差Ｈ越大，管道中的水流得就越快农田灌溉的剖面示意图 图3二、填空题（每空 1 分，共 15 分） 1. 古诗《小儿垂钓》中有“路人借问遥招手，怕得鱼惊不应人” 。 （1）这个钓鱼的小儿面对路人的询问，只是招招手却默不作声。这是因为他知道声音不仅能在空 气中传播，还能在＿＿＿＿＿＿＿＿中传播。 （2）小儿招手＿＿＿＿＿＿＿＿（选填“会”或“不会” ）产生波动，鱼儿听不见的原因是＿＿＿ ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 2. 去年暑假小明参加学校的生存夏令营，学到了野外生存的很多知识和技能。其中： （1）获取饮用水。如图 4，用大塑料袋套在树叶浓密的 嫩枝上，扎紧袋口。随着植物中水的不断＿＿＿＿＿＿和＿ ＿＿＿＿＿，经过一段时间，塑料袋的内表面上就会出现一 层水珠。 （2）用影子辨别方向。如图 5 所示，将一根直杆竖直插 在水平地面上的 O 点。中午前后，用描点的方法在地面上画 出杆的阴影顶端的运行轨迹，在轨迹上找出其中距 O 点最近 的点 A， 则 OA 所指示的方向就是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ （选 填“东” “西” “南” “北” ）方向，这一判断应用的光学知识 是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 3. 当摄影师用一台镜头焦距固定的照相机给全班同学照完毕业像后，接着又要给小明同学照半身 像，这时摄影师应该＿＿＿＿＿＿＿（填“增大”或“减小” ）照相机镜头和小明同学的距离，同时＿ ＿＿＿＿＿＿（填“增大”或“减小” ）镜头到底片的距离。 4. 用久了的白炽灯泡会蒙上一层浅浅的黑色， 这是因为钨丝受热时产生＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿现 象，出现钨蒸气，在灯泡内壁上产生＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的缘故。 5. 油库里的储油罐如图 6 所示， 它浑身银白， 直径较大， 高度较矮 （相 对于直径而言） ，像个短胖子。 请回答： （1）在储油罐的这些设计中， “浑身呈银白色”是为了＿＿＿＿＿＿- 10 -图4图5图6＿＿； “直径较大，高度较矮”是为了＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 （2）在储油罐旁还安装有自动喷头，每到夏天，特别是白天的中午，常用喷头向储油罐喷水，这 主要是利用水的＿＿＿＿＿＿＿较大的特性，以及水蒸发时要吸热的特性来给储油罐＿＿＿＿＿＿＿ ＿，以防止油的自燃。 三、简答下列各题（每小题 4 分，共 20 分） 1. 小华感冒咳嗽，妈妈给她买了“双黄连口服液” 。 粗心的小华将口服液盒内特制吸管弄丢了， 只好拿来一根饮料吸管插入瓶 中，结果她费了很大的劲才把药液“吸”上来。后来，她发现这两种吸管 的形状不一样：饮料吸管外壁光滑，口服液吸管外壁有棱，两种吸管的截 面形状如图７所示。请你运用物理知识解释为什么两种吸管“吸”药的效 果不同。放大后的药物 吸管截面图 放大后的饮料 吸管截面图图72. 小明要买一个电炉用来烧开水，他到商店去选购时看到有 800Ｗ和 1200Ｗ两种规格，他想：800 Ｗ的功率小，比较省电，打算买 800Ｗ的。如果从节能的角度考虑，你认为他的这种想法合理吗，为什 么？3. 寒冬时节的早晨，汽车司机上车后常发现在前风挡车窗上出现白色的“哈气” ，于是他打开暖风， 很快就能除掉“哈气” ； 夏天， 在下大雨后， 风挡车窗上也出现“哈气”影响安全驾驶， 于是司机 打开空调制冷， 很快“哈气”也被除掉。为什么同样的现象， 司机采取不同的方法却收到了相同的效 果？请你用所学的物理知识加以解释。4. 小洪买了一种叫“吹泡泡”的玩具，发现有时能吹出泡泡，有时又吹不出泡泡。爱动脑筋的他 产生了一个疑问： 这泡泡的产生究竟与哪些因素有关呢？他猜想： 泡泡的产生可能与吹泡泡用的管子 粗细有关， 于是他设计并进行了实验， 记录了如下实验结果： 液 体 3 容易 5 较易 肥皂液 10 较难 20 难 50 不产生 管子直径/mm 泡泡产生的情况请你根据小洪的实验记录回答下列问题： （1）分析以上实验结果，可以得到什么结论？ （2）请你另外提出两种猜想，说明影响泡泡产生的因素。 （3）设计一个方案，验证你提出的其中一种猜想。- 11 -5. 如图 8 为输电线路中常用的油浸自冷式变压器。变压器内部的铁 芯、线圈就浸没于变压器油（一种矿物油，也称导热油）中。变压器工作 时，铁芯、线圈会发热。这些热量主要通过导热油并流经变压器外部的一 根根金属管道散发到空气中，从而使铁芯、线圈的温度不会升高太多， 以 确保变压器的安全运行。请回答： （1）变压器外部的散热器为什么做成管道状？ （2）变压器的上部有个油箱，其侧面有一个油量表。油量表就是一 根上、 下两端均开口并插入油箱中的玻璃管。 电工通过观察玻璃管中油面 的高度来判断油箱中油量的多少。 请问： 设计这一装置利用的主要物理知 识是什么？ （3）从图 8 我们发现：变压器外部的散热管道都是沿竖直方向而不是沿水平方向分布的，这是为 什么？ （4）正常情况下，变压器油箱中的导热油是绝对不允许装得满满的，这是为什么？ 图8四. （8 分）小明家新买了一条 100Ｗ的电热毯，他想用电流表和电压表测量电热毯的电阻值，于是 连接了如图 9 所示的实验电路。 其中电源两端的电压为 6Ｖ， Rx 为电热毯 的电阻值， 滑动变阻器的最大阻值为 20Ω。但实验过程中，小明发现， 不论怎样调整滑动变阻器触头 P 的位置，电压表的示数几乎不发生变化， 且查得电路各处均连接无误。请你分析一下产生这一现象的原因是什么？ 若不更换实验器材，应怎样连接电路，才能在触头 P 滑动过程中，有效地 改变电热毯两端的电压值。 图9- 12 -五. （10 分） 如图 10 所示为利群商厦安装的光敏电阻自动计数器的示意图。其中 A 为光源，B 为 由电动机带动匀速运行的自动扶梯，R1 为光敏电阻，R2 为定值电阻，当有光照射时 R1＝R2。每当扶梯上 有顾客经过，挡住由Ａ射向 R1 的光线时，R1 的电阻值就增大，计数器就计数一次。请回答： 1. 当扶梯上的顾客挡住由Ａ射向 R1 的光线时， 光敏电阻 R1 两端的电压将发生怎样的变化？R1 的功 率怎样变化？ 2. 若已知自动扶梯满载时，相邻的两个顾客之间的距离均为 50cm，扶梯运行的速度为 1m/s。求计 数器计数 101 次，所需用的时间。 3. 若某一段时间内自动扶梯的乘载率为 20％，试求这一段时间内该商场自动扶梯上的平均客流量 是多少。 （客流量是指单位时间经过的顾客人数）图 10六. （10 分） “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” ， 这个规律叫做帕 斯卡定律。在图 11 所示的连通器中，如果活塞的质量和液体本身所受的重 力可以忽略不计，根据帕斯卡定律可以推得， 作用在大、 小活塞上的力和 大、小活塞的面积有以下关系：F2 S 2 = F1 S1根据这一关系式：如果小活塞的面积较小，那么在小活塞上加一个较小的力，就可以在大活塞上得 到一个较大的力。 “液压千斤顶”就是根据帕斯卡定律制成的。 图 12 所示的是液压千斤顶的剖面图。它是汽车等运输机械常备的维修工具，只要对杠杆施加一个 不大的作用力 F，就可以把一辆汽车顶起来而便于更换和修理轮胎。如果图示的千斤顶的大活塞面积是 40cm2，小活塞面积是 5 cm2，杠杆上的 OA＝1 OB。请回答： 51. 使用中发现，压下杠杆时，虽然能把一个重物顶起来， 但一放手，重物又降了下来，不能把重物长时间顶住。这说明图 示的千斤顶有一个零件损坏或丢掉了。 请你画一个零件补在相应 的位置上，达到被顶起的重物不再降下来的目的（在图 12 上画 出示意图即可） 。 2. 若修好了的液压千斤顶的机械效率为 80％，使用时，假设大活塞刚好顶在重物的重心竖直线的 位置上。若要在 1min 内把 1t 的重物顶起 3cm，则维修人员消耗的平均功率和加在杠杆 B 端的力分别是 多大？（取ｇ＝10N／kg）- 13 -七. （13 分） 某院内有甲、乙两户居民， 院内原先供电线路用的是横截面积为 2.5mm2 的铝芯橡皮绝 缘线，从进院后的接线端经 25ｍ先到达甲户，再从甲户经 25ｍ到达乙户。每户总用电额定功率均为 2 ｋＷ。为了增加用户的最大安全用电功率，现在要进行“电力增容” ，使每户总用电额定功率均可增加 到 4ｋＷ。增容后保持院内线路分布情况不变，只是供电线路改用铜芯橡皮绝缘线。下表列出了不同横 截面积的铜导线在常温下的安全载流量（即长时间通电时的最大安全电流） 。 导线横截面积 S／mm2 2.5 4 6 10 铜芯橡皮绝缘线安全载流量 I／A 28 37 47 68假设两户所有用电器均为纯电阻电器， 各用电器的额定电压都是 220Ｖ， 用户室内电线的电阻忽 略不计。而且设进院后的接线端的电压总保持 220Ｖ， 试回答下列问题： 1. 画出院内的供电和用电的电路图。 2. 通过计算说明，在实用和经济的前提下，为了“电力增容” ，院内的供电 线路应选用哪一种铜导线？ 3. 若选用的铜导线每米电阻为 4.25×10-3Ω，那么增容后，在甲、乙两用户都同时使用“220Ｖ ｋＷ”的电器时， 乙户所得到的实际电功率是多少？ 4八.（14 分）图 13 是常见的一种电动自行车，使用前要先对车上的蓄电池充 电。骑行时，蓄电池对车上的电动机供电，电动机为车提供动力。下表是这 种品牌电动自行车的一些主要技术参数。 图 13 最高车速 蓄电池 一次充电耗电量 整车质量 ≤30km／h 36V／10Ah 铅酸蓄电池 0.6kW?h 40kg 一次充电连续行驶里程 充电时间 电动机效率 最大骑行噪声- 14 -50km 8h 80% ≤62dB请回答： 1. 技术参数表中“336V／10Ah”表示的物理意义是什么？ 2. 若质量是 70kg 的人骑电动自行车在水平路面上以 6m/s 的速度匀速行驶时， 受到的阻力是人与车 总重的 0.02 倍，取ｇ＝10N/kg。求：行驶 20min，电动机对自行车做的功和通过电动机线圈的电流。 3. 若摩托车每行驶 10km 耗油 2.5Ｌ，油价约 5.1 元／Ｌ，照明用电的电费约 0.5 元／kW?h，请通 过计算说明使用电动自行车与摩托车哪种更经济。 4. 请从环保角度，比较电动自行车与摩托车对环境的污染情况。 5. 在交通运输中，常用“客运效率”来反映交通工具的某项效能， “客运效率”表示每消耗单位能 量对应的载客数和运送路程的乘积，即客运效率＝人数×路程／消耗能量。一个人骑电动自行车，消耗 1MJ（106J）的能量可行驶 30km，一辆载有 4 人的普通轿车，消耗 320MJ 的能量可行驶 100km，则电 动自行车与这辆轿车的客运效率之比是多少？- 15 -- 16 -- 17 -- 18 -- 19 -2007 年第十七届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题一、(10 分)表 1 中提供的是明湖中学使用的一台教学投影仪的有关数据，请根据其中的数据，通过计算 回答： 1．这台投影仪的耗电总功率是多大? 2．如果投影仪的光源采用串联电阻降压的话，所用电阻的 阻值应该多大?该电阻消耗的功率为多大? 3． 这台投影仪的光源采用上述串联电阻降压的方法可行吗? 为什么? 4．如果上述方法不可行，请你提出一种可以使投影仪正常工作的方案。(要求定性说明即可)二、(10 分)李老师的家离学校大约 10km，为了便于上下班，他购买了一部轻便摩托车来代步，使用的 燃料为 93#汽油。根据表 2 提供的数据，请回答： 1． 如果李老师上班时骑车的平均速度为 36km／h， 试根据表 2 中所提供的有关信息， 为李老师计算一下， 他骑车从家到学校至少需花多少油费? 2．小洪同学学过物理以后，给李老师建议：在上述条件不变的情况下，采用加快车速缩短时间的办法， 就一定可以省油费。请你根据自己掌握的知识，分析说明这种方法是否可行。三、(12 分)汽车在行驶途中，为了安全，车与车之间必须保持一定的距离。因为，驾驶员从发现某一异 常情况到采取制动动作的“反应时间”里(设同一人、不同速度下的“反应时间”是相同的)，汽车要通 过一段距离(称为思考距离)；而从采取制动动作到汽车完全停止，汽车又要通过一段距离(称为制动距 离)。表 3 中给出了某辆汽车在同一段路面上行驶过程中，在不同速度下的思考距离和制动距离等部分 数据。 1．根据表 3 中已给的数据，分析计算并填写尚缺的三个数据，完成表格。 2．根据表 3 中的数据，分析或通过计算说明超速和酒后驾车的危害。- 20 -四、(12 分)有一种电脑电源适配器(即充电器)的铭牌如图 1 所示。这款国产充电器，有九个国家或地区 的认证标志，其中已经标出了八个。 1．请你在第一个标志前的方框中填入所代表的国家名称及其英文名，并在铭牌下面的另三个图案 下填写所表示的含意。 2．根据给出的数据：说明此电源适配器所适用的电源条件是什么。 3．用它与配套的笔记本电脑供电使用时的耗电功率大约在什么范围? 4．试估算它为笔记本电脑供电时的效率大约在什么范围? 5．有人说： “如果适配器只是输入端插入电源，输出端不接用电器时就不耗电” ，你认为对吗?请简 要说明理由。五、(12 分)我们已经知道，肺活量是一个人做最大吸气后再做最 大呼气所呼出的气体的体积，单位是毫升(ml)。肺活量是身体机 能的重要指标之一，对青少年的成长及日后身体是否健康都关系 重大。 我们要注意增强自身的肺活量。图 2 所示的是一种测定肺活 量的实用方法，图中 A 为倒扣在水中的开口薄壁圆筒，测量前排 尽其中的空气(即测量前筒内充满水)。测量时，被测者吸足空气， 再通过 B 尽量将空气呼出，呼出的空气通过导管进入 A 内，使 A 浮起。 测得圆筒质量为 m， 横截面积为 S， 筒底浮出水面的高度为 H， 大气压强为 P0，求： 1，此时圆筒内气体的体积。 2．此时筒内气体的压强。 3． “肺活量体重指数”是人体重要的呼吸机能指数，它主要通过人体的肺活量与体重的比值来反映 肺活量和体重的相关程度，用以对不同年龄、性别的个体与群体进行客观的定量比较分析。例如，我国 初三年级男生肺活量体重指数标准：67 以上为优秀；50～66 为良好；33～49 为及格；32 以下为不及格。 如果体重 60kg 的小强用上面的肺活量仪测肺活量，测得 H=18cm，已知筒 A 的质量为 200g，横截面积为 2 200cm ，请计算他的肺活量体重指数是多少?- 21 -六、(14 分)空气的流动形成风，风具有能量，称为风能。风能具有来源丰富、安全卫生等优点。图 3 是我国某地区风力发电的外景图。风力发电机中的叶片在风力的推动下转动，并带动机头发电机发电， 3 2 为人们提供电能。设该地区空气密度为 1．3kg／m ，一台风车的轮叶转动时可以形成面积为 600m 的圆 面。 1．若风速为 10 m／s，则 1s 内冲击到风车轮叶形成的圆面的空气质量是多少 kg?已知 1kg 空气以 这样的速度运动时具有的动能是 50J，10 台这样的风车工作 1s 所产生的电能可供 l 盏 220V 60W 灯泡正 常工作 2h，求这种风车发电的效率。 2．若此地年平均风速为 15 m／s，100 台这样的风车一年(工作时间按 4000h 计算)获得的风能相当 7 于完全燃烧多少 kg 煤?(煤的热值为 3x10 j／kg) 3．请你结合风力发电的实际情况及图 4 中的有关信息说明目前风力发电开发的困难和前景。七、(14 分)医院、宾馆等公共场所普遍使用高温高压蒸气消毒锅对物品消毒。图 5 为自动测定锅内温度 的电路原理图， 其中 R0 为定值电阻， A 为温度指示表(实质是一只电流表)， Rx 为热敏电阻(其电阻值随锅内温度的变化而变化)。热敏电阻的阻值与 温度的对应关系如表 4 所示，电源两端的电压不变。 1．若锅内温度为 75℃时电流表指针指向 0．24A;若锅内温度为 112℃时 电流表指针指向 0．50A；若锅内温度为 125℃时电流表指针指向 0．60A- 22 -求锅内温度为 125℃时热敏电阻的阻值 Rx。 2．高温高压蒸气消毒锅内温度与锅内气压的关系如表 5 所示。 为了使高温高压蒸气消毒锅内温度不超 过 112℃，高压锅盖上有一限压阀，图 6 为限压阀的原理图，限压阀由一直立圆柱形金属体和滤网型 外 套组成。当锅内温度接近 112℃时，锅内高压气体将 圆柱形金属体项起，并对外排气减压，从而起到 2 限压的 作用。已知圆柱形金属体的底面积 S 为 0．2cm ，求该金 属体的质量 m。(外界大气压 p=1．O 5 ×10 Pa，g 取 10N／kg)八、(16 分)育才中学科技小组的小明同学自行设计了一个地磅，其原理如图 7 所示。设电源两端电压 U 恒为定值，R0 为定值电阻，滑动变阻器的总电阻为 R、总长度为 L，滑动触头与托盘固联，开始时触头 位于变阻器最上端 A， 并能随轻弹簧一起上下滑动。 已知滑动变阻器的电阻与其接入电路的长度成正比； 当对地磅施加压力 F 时，弹簧的长度会缩短 l。(弹簧发生弹性形蛮时，弹力的大小跟弹簧伸长或缩短的 长度成正比：f=kx)请回答： 1．说明定值电阻 R0 的作用。 2．写出电流表的示数，与待测物体质量 m 之间的关系式；并分析此地磅的刻度特点。 3．有同学建议小明将原理图改为图 8 所示，你认为这样改动好不好?请你分析并简要说明理由． 4．请你在图 8 的基础上，在图 9 的方框里画出你改进后的电路图，并说明改进后的特点。- 23 -- 24 -- 25 -- 26 -- 27 -- 28 -2008 年全国初中应用物理知识竞赛试题一、选择题(共 10 分)以下各小题给出的四个选项中只有一个是正确的，把正确选项前面的字母填 在题后的括号内。 1．长途汽车经过长时间行驶后，驾驶员常常会停下车，拿根铁棒敲打车轮，凭借声音可以判断轮 胎内的空气是否充足。这主要是空气充足时发出声音的 ( ) A．响度较大 B．音调较高 C．音调较低 D．响度较小 2．检查视力时，要求眼睛与视力表相距 5 m。医院里常按图 1 所示的方 式检查视力，让被检查者面对平面镜而坐，身后是视力表。已知人距平面镜 2 m，那么视力表离平面镜的距离应是 ( ) A．5 m B．2 m C．3 m D． 4 m 3．光在同种均匀介质中是沿直线传播的，小红一直不明白：在光纤通信中，光信号是怎样经过漫长 而又曲折的线路，从一端传到另一端的呢?后来通过过“探究光纤怎样传输光信号”的活动中，她终于 明白了：光信号在光纤中 ( ) A．是靠光纤壁不断地反射而向前传播 B．就像电流沿弯曲导线那样传播 C．就像水流沿弯曲水管流动那样传播 D．是靠光纤壁不断地折射而向前传播 4．某工厂要制造一种特殊用途的钢罐，要求在钢罐内表面牢牢地压接上一层 0．25mm 厚的铝膜。技 术人员联合攻关提出了以下方案：先把铝膜紧贴到钢罐内表面，排出铝膜与钢罐之间的空气，再向钢罐 内灌满水并插入冷冻管使水结冰，铝膜就可以与钢罐接触牢了。对于使铝膜与钢罐接牢的方法，下列分 析中正确的是( ) A．铝膜与钢罐之间的水把它们冻牢了 B．水结冰时放出的热量使铝膜焊接在钢罐表面上了 C．大气压的作用把铝膜压接到钢罐上了 D．水结冰膨胀产生的压力把铝膜与钢罐紧紧地压牢在一起了 5． 图 2 所示的是高压输电线路， 其中高压输电线与变压器之 间安装有避雷器，它的作用是防止变压器遭受雷击。关于这种避 雷器，下列说法正确的是( ) A．避雷器在通常电压下是导体，在遇到雷击的电压时是绝 缘体 B．在任何电压下避雷器都是导体 C．在任何电压下避雷器都是绝缘体 D．避雷器在遇到雷击的电压时是导体，在通常电压下是绝缘体二、填空题(共 18 分) 1．金秋十月，小琪一家人来到郊区游玩，看到农民 过去用来舂米粉的工具(如图 3 所示)和磨面的工具(如图 4 所示)。 小琪联想学过的简单机械， 发现这两件工具其实就 是 、 ，都是物理知识在生活生产中的应用。 2．国庆假期，爱动脑的小明和李志乘坐火车去旅游，- 29 -并计划在途中观赏车外景色的同时，做一次测定火车速度的活动，事先商定了方案，明确了分工。当他 们发现有另一列客车迎面开来时，记录了如下数据：对面客车从他们窗边驶过的时间约为 8 s；对面客 车共有 17 节车厢，而且与他们乘坐的车厢是相同的：他们所乘坐的车厢内电子显示屏上显示的时速为 108 km／h。在火车停靠车站时，小明又观察到车厢外表面标有“换长 2．2”的字样，并通过询问列车 员得知， “换长”就是换算长度的意思，且 1 个换长=11 m。根据这些信息，他们估算出迎面开来的客车 的行驶速度约为 。 3．图 5 所示的是医院为病人输液时用的吊瓶，瓶中插入两条管子， A 管是输液管、B 管是空气管。 在输液的过程中，如果发现病人的血液沿输液管回流，可将吊瓶适当地升高，血液就会 随着药液重新流入患者的血管而不再回流。这是因为当吊瓶升高后，增大了流入患者血 管药液的 ，阻止了血液的流出。B 管的作用是 。 4．图 6 所示为一种环保型手电简，筒内没有 电池。使用时，只要来回摇晃手电筒，使永磁体 在手电筒中的两个橡胶垫之间来回运动，灯泡就 能发光。而且来回摇晃的越快，灯泡越亮。这种 手电筒能发电的依据是 原理，这个原理 是英国科学家 发现的。 5．1821 年，德国物理学家塞贝克发现了一种奇怪的现象：把两根 铜丝和一根铁丝与灵敏电流计串联成闭合电路， 然后把铜丝和铁丝的一 个连接点放在盛有冰水混合物的容器里保持低温； 另一个连接点放在火 焰上加热。 发现灵敏电流计的指针发生了偏转， 这一现象表明这时闭合 电路中产生了电流。塞贝克把这种电流叫做“热电流” ，把这一电路叫 “热电偶电路” 。 某研究小组的同学们按如图 7 所示的电路， 模拟塞贝克实验， 探究 了决定“热电流”大小的因素，通过实验测得了电流的大小与温差关系 的一组数据： 两接点间的温差/℃ 电路中的电流／10 A-10 0.001 0.01100 0.64200 1.42300 2.29500 4.17请根据以上资料数据说明： (1)产生热电流的条件是 ， 。 (2)根据热电流的特点，猜想并写出热电偶电路的一种应用： 三、简答下列各题(共 22 分) 1．(6 分)如图 8 是一把厨房里常见的多功能剪刀，特别是图中标有 1、2、 3、4、5 序号的部位都具有一定的功能，且每一项功能都与物理知识息息相 关。请你写出其中的三项功能，并说明所用到的物理知识。。2．据报道：2005 年 4 月 20 日上午 8 时 38 分，由重庆飞往上海的 CA454l 航班在重庆江北机场起 飞后撞上一群鸽子，飞机多处破损，左发动机停止工作，直接经济损失达 295 万元人民币。所幸机长沉- 30 -着冷静依靠右发动机单机工作，在空中盘旋 59 min 后成功迫降，机上所有人员安然无恙。小小的鸽子怎 能把结实的飞机撞坏呢?请你应用学过的知识解释鸽子撞坏飞机的原因。3． 图 9 是李阳把刻度尺直立在玻璃镜面上拍得的一张照片， 请根据照片上的信息，估算一下玻璃镜的厚度，并说明估算的 依据。4．为什么汽车前灯的玻璃灯罩要用有一些横竖条纹的玻璃(如图 l0 所示)制成?5．我国南方某些地区有用“番薯、酒曲、水”做原料酿造“地瓜酒”的习俗。首先将番薯煮熟， 晾到一定的温度后，把“番薯、酒曲、水”按一定比例混合并搅拌均匀，经发酵 40 天左右，其间每天 搅拌一、二次；最后在“酒料”中分离出“地瓜酒” 。图 11 是从“酒料”中提取“地瓜酒”的装置示意 图。 小明同学利用放假期间，在家协助爷爷完成了酿造“地瓜酒” 的最后一道工序： ①在小锅中加入冷水； ②取适量酒料放入大锅里加热： ③在大杯中得到“地瓜酒” ： ④适时用冷水替换小锅中变热的水； ⑤把“渣”取出，重复以上步骤。 请你说明酿造“地瓜酒”的这最后一道工序中用到了哪些物理知 识。四、(13 分)图 12 是一种牲畜饮水用自动装置的示意图。水箱底部有一出水孔，底盖 A 平时顶住水- 31 -箱的出水孔，一旦饮水槽水位下降，浮球 C 受到的浮力减小，底盖 A 打开，水就通过出水孔从水箱流 入饮水槽。设计水箱的最高水位为 60 cm，水箱出水孔横截面积是 30 cm2。底盖 A 及竖杆 B 的总质量是 400 g，浮球 C 的质量是 600 g，体积是 2 dm3，g 取 10 N／Kg。 (1)写出此装置应用到的物理知识(至少说出 2 条)； (2)通过计算说明，这个自动装置在水箱蓄满水时是否能正 常工作； (3)若能正常工作，请分析说明影响此自动装置能否正常工 作的因素；若不能正常工作，请提出使该自动装置正常工作的 改进方案。五、(13 分)如图 13 是一个电热器的工作原理图，电热器内有两个阻值分别为 Rl=60Ω和 R2=120Ω 的电热丝；旋转开关内有一块绝缘圆盘，在圆盘的边缘依次有 0，l，2， ……9 共 10 个金属触点；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。如旋钮上的箭头指向图中位置 D 时，金属滑片将 2、3 触 点接通，同时另一端将 7、8 触点接通。用这个旋转开关可以实现电热器 有多挡位工作的要求。请回答： (1)这个电热器可有几个不同加热挡位 ? 并指出每个加热挡位旋转开 关的箭头指向的位置； (2)将此电热器接入家庭电路中，电热器在正常工作时每个挡位的功 率各是多大。六、(12 分)2000 年 8 月 12 日，在巴伦支海参加军事演习的俄罗斯北方舰队 “库尔斯克”号核潜艇 (图 14)，意外沉没，所有舱室都灌满了海水，艇上 118 名官兵全部遇难。引起了国际社会的普遍关注。 已知“库尔斯克”号核潜艇的质量 m=1.4×107kg，海水密度近似取作ρ水=1.0×103kg／m3，制造潜 艇的材料的平均密度取作ρ船=7.0×103kg／m3，g 取 10 N／kg。请回答： (1)核裂变和核聚变是大量获得核能的两种途径， 核潜艇中反应堆的核 能是通过哪种途径获得的? (2)为了精确地探测到潜艇沉没的位置， 在潜艇正上方海面向下发出超 声波，从发出信号至接收到由潜艇反射回来的信号经历的时间 t=0.146 s， 如果超声波在海水中的传播速度 v=1450 m ／ s，则潜艇沉没的实际深度 h 约为多大?(计算结果取整数) (3)有人提出一种打捞“库尔斯克”号的方案，就是在潜艇周围缠满可 充气的负载量大的浮力袋，若每只浮力袋的质量为 50 kg ，充气后的体积 V0=10 m3，试估算要将 “库尔斯克”号核潜艇打捞起来，至少需用多少只 浮力袋?- 32 -七、(12 分)频率为 300MHz～300GHz 的电磁波，它的波长很短，通常称之为微波。微波能沿直线 传播，在遇到金属材料时能发生反射；遇到玻璃、塑料、陶瓷等绝缘材料时可以穿透；遇到含有水分的 蛋白质、脂肪等介质可被吸收，并将微波的电磁能量变为内能。 人们熟悉的手机就是利用微波进行通讯的。GSM 手机的工作频率一般为 900 MHz/1800 MHz 波段。 使用手机通话时，微波会对人体产生一种“加热效应” ，微波频率越高，人对其能量吸收率就越高，危 害也就越大。下表提供了某种型号手机的技术参数。 某种型号 GSM 手机的主要技术参数表 工作电压 4．1 V 标准配置电池 670mAh 最长通话时间 300min 最大发射功率 2W 工作频率 900/1800 MHz请根据这些技术参数和微波的上述特性解决问题 (1)手机的最大工作电流约是多少?在 300 min 的通话时间内，手机的平均功率约为多少? ’ (2)请列举两项减小手机微波辐射危害的措施。 (3)某网站上登载了一则“手机煮鸡蛋”的消息：两名实验人员将一个生鸡蛋放置在陶瓷杯子里， 在鸡蛋两侧各放置一部手机，让听筒与鸡蛋的水平距离保持 2 cm 左右。用其中一部手机拨通另一部手 机，并保持通话状态。在实验进行到 65 min 时，实验人员取出鸡蛋，发现已经完全熟透。请判断这则消 息的真伪，并简要说明理由。- 33 -2008 年 全国初中应用物理知识竞赛参考解答和评分标准一、选择题（每小题 2 分．共 10 分） 1、B 2、 C 3、A 4、D 5、D 二、填空题（共 18 分 〕 1、杠杆．轮轴（每空 2 分，共 4 分） 2、 21.4m/s（3 分） 3、压强；使瓶内保持一定的气压（与大气相通） （每空 2 分．共 4 分） 4、电磁感应（2 分） ，法拉第（l 分） 5、 （1）用不同金属丝组成闭合回路；两连接点之间有温度差； （2）制成温度计。 （将图 7 中的 G 端焊接在一起作为热电偶的测量端放到被测温度 t 处，保持 D 端接点温度 t0 稳定。并将灵敏电流表盘按温度刻度．即可用来测温度。 ）只要说明制成温度计即可得 分． （每空 2 分．共 4 分） 三、简答题（共 22 分） 1、 ( 6 分）参考答案 （１）做瓶盖撬：应用了杠杆的知识，是一个省力扣一杆． （２）做挤压钳：应用了压强和摩擦力的知识。挤压齿尖且参差不齐，不仅通过减小受力面积的方 法增大了压强，还通过增加表面粗糙程度的方法增大了摩擦力，既利于挤压果壳．又避免坚果滑落。 （３）做剪刀：应用了杠杆的知识。 （４） 做罐头盖（或瓶盖）撬：应用了杠杆的知识．这是一个以与瓶盖接触的点为支点的省力杠 杆。 （５）做削皮刀：应用了压强的知识。 说明：每列举对一种功能得 2 分，最多 6 分： 2、( 4 分）参考答案有三个要点： （１）物体动能的大小是由速度和质量决定的，所以在质量一定时，速度越大动能越大。 （２）虽然鸽子飞行速度不大，但飞机起飞后的速度很大．所以飞机与鸽子之间的相对速度很大。 （３）鸽子相对于飞机所具有的动能很大，它对飞机的破坏力也就很大。 说明：要点（１） 、 （２）各１分，要点（３）2 分．共 4 分． 3、( 5 分）参考答案 （１） 利用平面镜成像的特点可知， 镜中刻度尺的像与镜面上的刻度尺之间的距离等于镜厚的 2 倍． 根据该距离的大小，就可估侧镜子的厚度。 …………………………………………………………（3 分） （２） 以图中的刻度尺为测量标准． 刻度尺与其在镜中的像之间的距离约为 6 mm ， 所以镜厚为 10 mm （误差在±0.5 mm 内均给满分） ………………………………………………………………（2 分） 4、( 4 分）参考答案 汽车前灯装有横竖条纹的玻璃罩相当于一些小棱镜：灯泡发出的光经反射镜反射后形成近似平行光 向前射去． 通过灯罩上的这些小棱镜折射后分散到需要的各个方向上， 便光柔和地照亮汽车前进的道路、 路边的景物及路标和里程碑，从而确保行车安全。 ……………………………………………………（3 分） 同时可以增加玻瑞罩的机械强度．使其更坚实。 ………………………………………………（１分） 5、 ( 3 分）参考答案 对酒料加热，酒料吸热温度升高．汽化加快； 酒气上升至小锅底部遇冷液化．形成液体“地瓜酒”附在小锅底部；- 34 -在重力作用下积聚到小锅底部，滴入导管并沿导管流到大杯中。 说明：其他正确的说法也同样得分．每一项１分，最多得 3 分。 四、 （13 分）参考解答 （１）此装置应用了压强、浮力、连通器、力的平衡等物理知识。 …………………………（2 分） （２）以 ABC 为一整体进行受力分析： ABC 整体受到重力、水箱及其中的水向下的饭力和向上的浮力………………………………（1 分） 当浮球受到的向上的浮力大于底盖 A、竖杆 B 和浮球 C 受到的重力及水箱中的水对底盖 A 向下的 压力的合力时， 底盖 A 会顶住水箱的出水孔． 不再有水从水箱流入饮水池………………………… （1 分） -3 -3 底盖 A、竖杆 B 和浮球 C 受到的重力 G=mg=(600×10 kg+400×10 kg)×10N/kg=10N……（1 分） 水箱中蓄满水时，由公式 p=ρgh 及 p=F/S 得： 水箱中的水对底盖 A 向下的压力 Ｆ=ρghS=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.6m×30×10-4m2=18N……………………………………（１分） 由阿基米德原理，可得浮球受到的最大浮力 F 浮 m=ρ水 gV 排 m=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-3m3=20N ……………………………………（１分） 因为在水箱中蓄满水时，浮球受到的最大浮力（20N ）小于底盖 A、竖杆 B 和浮球 C 受到的重力 及水箱中的水对底盖 A 向下的压力的合力（10N + l SN = 28N ) ，所以．这个自动装置在水箱蓄满水时 不能王常工作。 ………………………………………………………………………………………………（ 2 分） （３）第一种情况：从上述计算过程可以看出，该自动装置能正常工作的条件是要保证浮球受到的 向 上的浮力不小于底盖 A、竖杆 B 和浮球 C 受到的重力及水箱中的水对底盖Ａ向下的压力的合力，因 此浮球受到的重力（质量） ；浮球的体积；底盖Ａ和竖杆 B 受到的重力；出水孔横截面积的大小等都是 影响此自动装置能否正常工作的因素。 （其他说法正确的同样得分．解个因素 l 分，最般多 4 分） 第二种情况：要使这个自动装置在水箱蓄满水时仍能正常工作，可以采取的改进措施有： ① 适当 减小出水孔的横截面积； ② 适当降低水箱蓄满水时的水位高度； ③ 保持浮球质量不变的情况下，适 当增大浮球的体积； ④ 在保持浮球体积不变的情况下，适当减小浮球的质量。 （其他说法正确的同样 得分，每个因素１分．最多 4 分） 五、 （13 分）参考答案 （1）有五个档位：A 档：当旋纽上的箭头指向图中位置 A 或 F 时；B 档：当旋纽上的箭头指向图 中位置 B 或 G 时；C 档：当旋纽上的箭头指向图中位置 C 或 H 时；D 档：当旋纽上的箭头指向图中位 置 D 或 I 时；E 档：当旋纽上的箭头指向图中位置 E 或 J 时。 ……………………………………………（4 分） （2）A 档：R1、R2 并联连入电路，电路的总电阻最小，为最大功率档………………………（1 分）P 1 ?U 2 U 2 (220V ) 2 (220V ) 2 ? ? ? ? 1210W …………………………………（1 分） R1 R2 60? 120?B 档：只有 R1 接入电路，为较大功率档…………………………………………………（1 分）U 2 (220V ) 2 P2 ? ? ? 806.7W ……………………………………………………（1 分） R1 60?C 档：R1、R2 串联连入电路，电路的总电阻最大，为最小功率档……………………（1 分）R ? R1 ? R2 ? 60? ? 120? ? 180?- 35 -U 2 (220V ) 2 P3 ? ? ? 268.9W ……………………………………………………（1 分） R2 180?D 档：只有 R2 接入电路，为较小功率档…………………………………………………（1 分）P4 ?U 2 (220V ) 2 ? ? 403.3W ……………………………………………………（1 分） R2 120?E 档：空挡，接此档时功率为零…………………………………………………………（1 分） 六、 （12 分）参考答案 （1）核裂变………………………………………………………………………………………（2 分） （2）根据速度公司有 h ? v ?t 0.146 ? 1450 ? m ? 106m …………………………………（3 分） 2 2（3）设至少需要 N 个浮子袋才能把潜艇拉离海底。 潜艇受到重力、浮力和浮子袋的拉力，要使潜艇浮起，潜艇受到的浮力和浮子袋的拉力之和必大于 潜艇受到的重力（浮子袋的质量与潜艇的质量相比可忽略） ………………………………………（2 分） 潜艇受到的浮力 F 浮 1=ρ水 gV 排 m=ρ水 gm/ρ潜 …………………………………………………（1 分） 潜艇受到的浮子袋的拉力可近似为（如果学生回答是考虑了浮子袋的质量，同样给分） F 浮 2=ρ水 gNV0…………………………………………………………………………（1 分） 为了使潜艇能上浮，至少应满足：F 浮 1+ F 浮 2=mg……………………………………………（1 分） 即ρ水 gm/ρ潜+ρ水 gNV0=mg， 解得：N=1.2×103 只…………………………………………（2 分） 七、 （12 分参考答案） （1）手机的最大工作电流 I=P/U=2W/4.1V=0.49A……………………………………（2 分） 按最大工作电流 0.49A 计算． 手机可放电 0.67/0.49=1.37 小时． 所以在 300min 的通话时间内手机 的平均功率 P ?Pmax ? 1.37 ? 0.55W ………………………………………………………………（ 2 分） 5 W 4.1? 0.67 ? 60 ? 60 （或者 P ? ? W ? 0.55W ） t 300 ? 60( 2 ） ① 降低手机的发射功率（如 CDMA 手机的最大发射功率是 0.2Ｗ) ② 减少通话时间 ③ 用耳机和小麦克风通话使手机离开头部远一些，减少对于头部的伤害 说明：每列举一项 l 分，最多 2 分。 ( 3 ）这则消息叙述的事实是不能实现的……………………………………………………（1 分） 以一个鸡蛋的质量为 50g 计算， 因为鸡蛋的主要成分是水，所以比热和水差不多，设煮熟鸡蛋的温 度升高最大约为 80 ℃ ……………………………………………………………………………… （1 分） 即煮熟一个鸡蛋相当于把 50g 水加热温度升高 80℃ 需要吸收的热最： Q 吸=cm(t2-t1)=1.68×104J 两个手机通话，根据（1）的计算，其发射微波的平均功率可取 0.55Ｗ ，那么通话 65 min ，提供 的能且大约是 4.3×103J(0.55Ｗ ×65×60s×2=4290J)．即使按最大功率 2Ｗ计算，手机也只能提供大约是 1.56×104J 的能量。考虑到手机是向四面八方发射电磁波，设各个方向的强度是大致相同的．鸡蛋所接 受的电磁波只可能是手机发射电磁波中的很小一部分（小于 1/6） 。因此手机不可能把鸡蛋煮熟，网站的 消息是虚假的。 ………………………………………………………………………………………………（ 3 分） 说明：本题为一个开放题．这一问的解答，只要学生提出合理的假设、条件，分析的合情合理．即可以 得分。- 36 -2008 年全国初中应用物理知识竞赛复赛试题一、 （共 16 分）小明利用实验室的电磁继电器、热敏电阻 R1、可变电阻器 R2 等器件设计了一个恒温箱 控制电路，如图 1 所示。其中“交流电源”是恒温箱加热器的电源（加热器在恒温箱内，图中未画出） ； R1 处于恒温箱内，图 2 是小明通过实验测得的 R1 的阻值随温度变化的关系曲线；电磁继电器的电源两 端电压 U = 6 V，电磁继电器线圈的电阻可不计，通过实验测得当电流为 30mA 时，电磁继电器的衔铁 被吸合。 1．请简述此恒温箱的工作过程。 2．为什么恒温箱的加热器应该接在A、B端，而 不能接在C、D端？ 3． 如果要使恒温箱内预设的温度可调节范围是90 ℃~150℃，可供选择的可变电阻器R2的电阻值有 如下的几种： A．0~100Ω B．0~200Ω C．0~1000Ω D．0~1500Ω 请问应选择哪一个可变电阻器？为什么？ 4．小明设计的这个控制电路，使用起来有何不足之处？请你提出一种解决的方案。二、 （16 分）清洗机是利用高压水清洗车辆表面污垢的机器。有一种 CC5020 型清洗机的铭牌如下表所 示。请回答： 1．从物理学的角度看，铭牌中有一个物理量名 额定压 称与单位不一致，请你指出并说明如何更正。 型号 CC5020 5MPa 力 2．清洗机正常工作时，通过清洗机的电流是 额定流 220V~/50H 20L/mi A。若清洗一辆汽车平均耗时10min，则清洗一辆汽车 电源 z n 3 量 平均用水 m ；平均耗电 防护等 kW?h。 额定功率 2.2kW IP25 级 3．清洗机正常工作10min，清洗机对水做多少 功？ 4．该清洗机正常工作时的效率是多少？- 37 -三、 （共15分）家庭水暖又叫“土暖气” ，是我国北方广大农村及一些城市使用的一种取暖设备， 图3是 一种家庭水暖的安装示意图，其中下水管的D 端比A 端略高，其坡度为1:100。请看图思考并回答以下 问题： 1．这种水暖设备并没有应用水泵，但是当点燃锅炉后，水便可以在管中按箭头所示方向自行流动。 请具体分析管中的水流动的原因是什么。 2．为什么要安装放气阀？ 3． 使用该套设备时，对水箱中的水位高低有什么 要求？四、 （16 分）有一种 WSJ-60 型号电水壶，图 4 是电水壶的电路图，L1 为电源指示灯、L2 为保温指 示灯、L3 为加热指示灯，R1、R2、R3 为指示灯的保护电阻，其大小为 100kΩ左右；R 为加热器，其电阻 小于 100Ω；S1、S2 为压键开关；ST 温控器是一个双金属片温控开关，当温度较低时，其处于闭合状态， 当温度升高到一定值后，会自动断开，从而实现了自动温度开关控制。 当水壶放在底座上时， 就分别压下压键开关 S1、 S2， 并接通电路，如果插头插入插座后，就接通了电源，电 源指示灯就亮，反之就断开。 该壶有手动和自动两种工作状态。当钮子开关拨到 手动挡时，加热电阻连入，开始加热，水沸腾以后再将 钮子开关拨回。当钮子开关拨到自动挡时，此时通过 ST 温控器将加热电阻连入，并开始加热；当水沸腾后，ST 温控器的触点断开，进入保温状态，保温指示灯亮；当水的温度 低于某温度后，ST 温控器又重新接通，再次进入加热状态。 若加热器电阻阻值随温度改变而发生的变化可忽略不计，根 据以上叙述与观察，请回答以下问题。 1．在下列空格中填写“亮”或“不亮” (1) 手动状态 通电工作时， 电源指示灯 ，加热指 示 灯 ，保温指示灯 。 (2)自动状态通电工作时，水沸腾前：电源指示灯 ， 加热指示灯 ，保温指示灯 。水沸腾后：电源 指示灯 ，加热指示灯 ，保温指示灯 。 2．现将一满壶 25℃的水在标准大气压下烧开需时 10min， 请 图4 计算该电水壶的热效率。水的比热容 c=4.2×103J／(kg?℃)。 3．通过分析电水壶的电路，说明为什么处于自动状态下，水未沸腾前，保温指示灯是不亮的? 4．试计算电水壶正常工作时其加热电阻的阻值是多大?如果指示灯的保护电阻的大小是 100kΩ，当 它处于保温状态时，试计算电水壶保温时的功率有多大?由此可以说明什么问题?- 38 -五、（18 分）医院里的护士使用如图 5 所示的装置给患者输液。小雨发现照这样做法，护士为患者多次 更换药瓶比较麻烦，于是就设计了图 6 所示的三瓶串接的方案。请分析回答： 1. 图 5 中药液为何会匀速滴下？ 2. 图 6 中哪个药瓶中的药液先流完？为什么？ 3. 根据病房的现有条件， 如果要估测出输液过程中的一滴药液的质 量，需要收集哪些数据，请写出表达式，并简要说明估测中作了哪 些近似处理。图6 图5六、 （12 分）晓欣同学看到一些小汽车的尾部都标有“0.8” 、 “1.6” 、 “1.8”或“2.0”等字样，他上网查 询得知这是汽车发动机“排气量”的数值。所谓排气量就是发动机气缸的工作容积，是指所有气缸内活 塞从下止点到达上止点所扫过的容积之和。一般情况下发动机的“排气量”越大，功率越大。汽车发动 机每一个工作循环要经历四个冲程，带动曲轴转动 2 周。现有一辆小轿车发动机排气量为 1.8L，最大功 率为 74kW，当该发动机以最大功率工作时，曲轴的转速为 5200r/min。汽油机工作时的最佳空燃比（即 空气和燃油的质量比）为 14:1，压缩比是 10（即气缸总容积与燃烧室容积的比值） ，若发动机在最大功 3 7 率时汽油和空气的混合密度为 1.35kg/m ,汽油的热值为 4.6×10 J/kg、密度为 0.71×103kg/m3。请计算： 1.这台发动机在最大功率时的热机效率。 2.发动机在最大功率时，汽车的最高时速为 175km/h，计算在此情况下汽车每百公里油耗为多少升。- 39 -2008 年第十六届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题答案一、 （16 分）参考答案 1．恒温箱温控系统是由交流电加热电路和直流控制电路组成，适当调节变阻器 R2 的阻值，利用热敏电 阻 R1 的性能和阻值等使该系统能保证恒温箱的温度保持在预设的温度范围内。工作过程如下： 当恒温箱内的温度达到或者超过预设之最高温度时，热敏电阻 R1 的阻值下降，直流控制电路中电流增 大，电磁继电器吸合衔铁，切断交流加热电路，恒温箱开始降温。 …（1 分） 当恒温箱内的温度低于预设之最低温度时，热敏电阻 R1 的阻值增大，直流控制电路中电流减小，电磁 继电器释放衔铁，交流加热电路接通，恒温箱又开始升温。 …（1 分） 如此反复接通和断开交流加热电路，使恒温箱的温度保持在预设温度范围内。 …（1 分） 2．恒温箱的加热器应接在 A、B 端。 这样温度高于预设最高温度时，电磁继电器的衔铁吸合，停止加热；而温度低于预设温度时，电磁继电 器的衔铁断开，进行加热。这样才能实现温度控制。 …（2 分） 如果加热器在 C、D 两端，当温度高于预设温度时，R1 的阻值减小，电磁继电器的衔铁吸合，加热器继 续工作，温度将更高，这样就无法实现恒温控制。 …（2 分） 3．电磁继电器吸合时的电流为 30mA，则控制电路的总电阻为 R 总=R1+R2=200Ω …（1 分） 控制 90℃时，由曲线图可知，R1=50Ω，可变电阻值应为 R2=200Ω-50Ω=150Ω…（1 分） 控制 150℃时，由曲线图可知，R1=30Ω，可变电阻值应为 R2=200Ω-30Ω=170Ω…（1 分） 所以，要选一个能提供 150Ω～170Ω阻值的可变电阻器，选择 B 即可满足上述阻值要求，又能便于调 节，故选用 B 即可。 …（1 分） 4．小明设计的这个电路，从理论上讲控制的只是一个固定的温度值，这样使用时，就会出现恒温箱内 温度在某一固定值附近时，电磁继电器频繁通断的现象，这对电磁继电器和加热器电路的使用寿命是十 分不利的。 …（2 分）为了解决这个问题，可以设想制造一种继电器，当已经达到了预设的温度时，继电 器达到吸合电流值（如此题中的 30mA） ，这种继电器可以延长一段时间或限时到规定时间才吸合，从而 断开被控制电路。 …（2 分）当低于预设的温度时，通过继电器的电流小于吸合电流值，这种继电器同样 可以延长一段时间或限时到规定时间才释放衔铁。从而实现继电器和加热电路有一个较长的稳定工作状 态，达到既能实现恒温控制又能延长使用寿命的目的。 …（1 分） （说明：只要提出的设计合理，即可得 分） 二、 （16 分）参考答案 1．铭牌中的“额定压力”与单位“Mpa”不一致，应改为“额定压强” ，单位不变。 …（2 分） 2．10，0.2，0.37（每空 1 分共 3 分） …（3 分） 3．设恒力 F 作用在水上，使水移动了距离 L，则 F 对水做的功 W=FL， …（2 分） 而 F=pS，所以 W=FL=pSL=pV…（3 分） 清洗机正常工作 10min，清洗机喷出的水的体积为 V=20L/min×10min=0.2m3 …（1 分） 清洗机对水做功 W= pV =5MPa×0.2m3=1.0×106J …（1 分） 4．清洗机消耗的电能 W 电=Pt=2.2kW×10min=1.32×106J …（2 分） 该清洗机正常工作时的效率 η=W/W 电×100%=75.8% …（2 分） 三、 （16 分）参考答案 1．在管中 A 点附近取一截面，截面右侧水管 ABC 段中的水温高，密度ρA 右小； …（2 分） 水经暖气片放热后，温度降低，所以水管 CDA 段中的水温较低，密度ρA 左较大…（2 分） 根据液体压强公式 p=ρgh，A 截面左侧 CDA 段中的水产生的压强大于右侧 ABC 段水的压强，因此水 管中的水会按逆时针方向流动。 …（2 分） 同时安装水管时又有一定的坡度，即 D 端高、A 端低，为水的逆时针流动创造了有利的条件…（2 分） （说明：只说明“上暖气”中水的流动是对流，而没有详细解释的给 2 分）- 40 -2．当水管中有空气时，气泡会沿管道向上移动，并汇集在最高处，包括管道中向上凸起的部分、暖气 片的顶部等处。 …（3 分） 如果汇集的气体过多，会形成气柱，分断了水管中的水，阻碍水的流动，从而影响用热水供暖的效果。 … （2 分） 3．水箱中的水位一定要高于整个循环水路的最高点，才能在整个循环水路中灌满水…（1 分） 否则循环水路中就会有空气，水就不能正常流动，从而影响用热水供暖的效果。 …（2 分） 四、 （16 分）参考答案 1． （1）亮，亮，不亮； …（2 分） （说明：全对为 2 分，答错一个扣一分，直到扣完 2 分为止） （2）亮，亮，不亮；亮，不亮，亮。 …（4 分） （说明：全对为 4 分，答错一个扣一分，直到扣完 4 分为止） 2． Q 有=cρV（t1-t0）=3.15×105J …（1 分） Q 总 =600W×10×60s=3.6×105J …（1 分） η= Q 有/Q 总=87.5% …（1 分） 3．当电水壶处于自动状态下，水未沸腾前，保温指示灯与 ST 双金属片温控器并联， …（1 分） 且 ST 双金属片温控器处于联通短路状态， …（1 分） 所以保温指示灯被短路不亮。 …（1 分） 4．由 P=U2/R 得电水壶正常工作时其加热电阻的阻值 R =U2/ P=80.7Ω …（1 分） 保温状态时，通过电热器的电流 I=U/（R1+RL1+R2）＜U/R2=2.2×10-3A …（1 分） 就以这个电流计算，保温状态时电热器的发热功率为 P=I2R=3.9×10-4W …（1 分） 即可以近似认为不发热。所以保温状态下的水温逐渐降低。 …（1 分） 五、 （18 分）参考答案 1．如答图 1 为例说明输液过程： 开始时瓶中气体的压强大约是 1 个大气压，药瓶吊在高处，从瓶中液面到插在病人血管中的针头处有相 当大的高度差，这段液柱产生的压强使针头处药液的压强较大，大于血管中的压强，药液自动流入血 管。 …（2 分） 药液流出使瓶中的（一定质量的）气体体积变大，压强降低，瓶中气体压强小于大气压，大气压强将空 气从进气管压入瓶中，使瓶中空气的压强基本上保持在一个大气压（一个大气压相当于 10.3m 高水柱产 生的压强，而在输液情况下液面升降幅度不足 0.2m，可见压强相当稳定） ，使药液均匀地流下。 …（2 分） 2．甲瓶的药液先流完。 …（1 分） 因为甲、乙、丙三瓶采用串联的方式，其工作情况是这样的： 药液从丙瓶中流下，丙瓶中空气体积增大、压强下降，乙瓶中空气将乙瓶中药液压入丙瓶补充，使丙瓶 液面保持不变。 …（1 分） 药液从乙瓶中流至丙瓶后，乙瓶中空气体积增大、压强下降，甲瓶中空气将甲瓶中药液压入乙瓶补充， 使乙瓶液面保持不变。 …（1 分） 药液从甲瓶中流至乙瓶后，甲瓶中空气体积增大、压强下降，大气压将外界空气压入甲瓶，甲瓶中液面 下降。 …（1 分） 液体如此流动，直到甲瓶的药液全部流完，这时甲瓶中空气与外界直接连通，连接甲、乙两瓶的管子相 当于甲瓶当初的进气管。 …（1 分） 以后的过程是药液从丙瓶流入血管，乙管中药液流入丙瓶补充，空气流入乙瓶，直至乙瓶中药液流完， 乙瓶与大气直接连通。然后才是空气直接进入丙瓶，直到丙瓶中药液逐渐流完。 …（1 分） （说明：大致按分析的几步计分即可） 3．收集数据和计算步骤如下： ①从药瓶上的刻度读出瓶中药液的体积 V1…（1 分） ②当某一滴药液刚好落下时数 “0” 开始记时， 当数到第 “n” 个液滴滴下时停止记时， 记下所用时间 t0 … （1 分） ③算出一个液滴下落的时间间隔为：T=n …（1 分） ④记下完成一瓶滴注的时间 t …（1 分） ⑤算出一瓶药液的总滴数 N= nt /t0 …（1 分） ⑥算出每滴药液的体积为：V0= V/N = V t0/（nt） …（1 分）- 41 -⑦则每滴药液的质量为 m= ρ水 V0=ρ水 V t0/（nt） …（1 分） 上述估算中两处作了近似处理： ①把药液的密度看作水的密度。②忽略了输液结束时瓶中残留的药液。 …（1 分） （说明：大致按分析的几步计分即可） 六、 （18 分）参考答案 1．这台发动机在最大功率时 1min 内发动机做的有用功 W 有=74×103W×60s=4.44×106J …（2 分） 在 1min 内转动 5200r，吸入汽油和空气的混合气 2600 次…（2 分） 1min 内发动机消耗汽油的质量为： m= ρV =1.35kg/m3×1.8× ×10-3 m3×2600× =0.47 kg … （4 分） 1min 内汽油完全燃烧放出的热量 W 总=0.47kg×4.6×107J/ kg=2.16×107J …（2 分） 这台发动机在最大功率时的热机效率 η=W 有/W 总=21% …（2 分） 2．汽车以最高时速 175km/h 前进 100km 所用时间： t=s/v=100km/175km/h =34.3min …（2 分） 汽车每行使 100km 的耗油质量为 m’= 0.47 kg/min×34.3min=16.1kg …（2 分） 汽车每行使 100km 的耗油体积为 ：V’= m’/ρ=16.1kg/0.71kg/L=22.7L …（2 分）- 42 -2009 年全国初中应用物理知识竞赛试题一、选择题(每小题 2 分，共 12 分)：以下各小题给出的四个选项中只有一个是正确的，把正确选项 前面的字母填在题后的括号内。 1．在 2008 年北京奥运会的所有运动场馆都安装了光纤网络。场馆中光纤的主要用途是（ ） A．输电 B．通信 C．导热 D．照明 2．炎热无风的夏天，小宇走在被晒得发烫的柏油路上，看见前面的路面已被一辆洒水车洒水淋湿 了。他认为走在淋湿了的路面上一定比走在干燥的路面上感到凉爽，于是赶快走过去，结果在洒过水的 路面上，他却感到更加闷热了。你认为产生这种感觉的主要原因是( ) A．洒水车中的水经过曝晒后，内能增大，温度很高 B．地面上的水使被反射的阳光增多，身体获得更多热量 C．洒水后使附近的空气湿度增加，身上的汗液蒸发变慢 D．地面上的水蒸发时把热量带到了人的身上 3．修补被扎破的自行车内胎时，修车师傅通常用一把周身是刺的锉将内胎扎破处的外表面锉毛， 再把要补上去的橡胶补丁贴在内胎上的一面也锉毛，然后再将锉毛的两个表面涂上胶水，待胶水晾一会 儿之后，对准、压紧……。对于下列锉毛橡胶表面的主要目的的分析，你认为最可能的是（ ） A．使补胎处的橡胶更膨松，以增强补胎处橡胶的弹性 B．增大内胎和橡胶补丁接触的表面积，以充分发挥胶水的粘合作用 c．增大内胎与橡胶补丁之间的摩擦，防止错位 D．防止因补胎处太厚而导致内胎对外胎的压强不均匀，避免外胎爆胎 4．与火车相比，汽车车厢外表面更容易堆积灰尘。对于导致这种现象的原因分析，你认为下列说 法中最可能的是 ( ) A．火车车厢的外表面比汽车车厢的外表面光滑，更不容易堆积灰尘 B．火车行驶的速度比汽车的大，产生的风更大，更容易把灰尘吹掉 C．火车行驶的速度比汽车的大，车厢外侧空气流动的速度比汽车的大，车厢外侧气压比汽车的小， 车厢的内外压强差比汽车的大，更不容易堆积灰尘 D．在车辆行驶过程中，车厢外表面由于和空气摩擦而带电，因为汽车的轮胎是绝 缘的橡胶，和铁轮的火车相比更不容易把电荷导入地下，因而更容易吸附灰华。 5．在水泥路面的道路施工中，其中有一道工序是：大约每 隔 8m 在水泥中插入一根长木条，将水泥路面割断成一块一块 的。然后再趁水泥还未完全固化时用带有齿的轮在铺设好的路 面划出一道道的横线(如右图所示)。对上述做法的分析，你认 为下列说法中最可能的是( ) A．用带有齿的轮在铺设好的路面上划出一道道的横线，是为了使路面更加美观 B．用长木条将水泥路面割断成一块一块的，是为了节约铺设路面的水泥材料 C．用长木条将水泥路面割断成一块一块的，是为了防止由于热膨胀导致路面损坏 D．用长木条将水泥路面割断成一块一块的，是为了增大路面的摩擦 6．如图甲所示，煤气管道包括户外和户内两部分，二者之间连接着一只煤气表。工人师傅给每户安 装完户内管道后，都要检查一下管道是否漏气。有一种检测装置如图乙所示，在两端开口的透明的 U 型 管中装有水，当 U 型管两端压强相等时，两侧水面相平。检测时，关闭开关后，用力向用户管道口 Y 内吹气，然后迅速将 U 型管的一端 Y 与用户管道口 Y 相连接，U 型管内水面出现高度差(如图丙所示)。 观察 U 型管中水面的变化可以判断户内管道是否漏气( ) A．若水面高度差逐渐增大，则表明不漏气 B．若水面高度差逐渐减小，则表明不漏气- 43 -C．若水面高度差保持不变，则表明漏气 D．若水面高度差保持不变，则表明不漏气二．填空题(每小题 2 分，共 6 分) 1．科学家根据星球光谱的红移现象推断宇宙正在膨胀，星球正在离我们越来越远。其实在日常生 活中声音也有类似的现象，在火车从我们身边疾驶而过的瞬间，尽管火车发出的汽笛声频率是不变的， 但我们听起来声音的音调却是___________ (选填“由高变低”或“由低变高”)。 2．2008 年 5 月 12 日 14 时 28 分，我国四川省汶川县发生了里氏 8.1 级强烈地震，为及时了解震区 的受灾情况，便于指挥调度，相关部门利用了飞机航拍和卫星遥感技术。飞机航拍只能在白天进行，利 用的是地面物体反射的可见光来拍摄。拍摄过程中，地面上的物体在摄像机上成的像，应位于摄像机镜 头的一倍焦距至二倍焦距之间，且更靠近__________(选填“一倍焦距”或“二倍焦距”)处；而卫星遥 感则可以昼夜不停的工作，因为它不仅可以感知可见光，还可以感知物体发出的_________ (选填“紫外 线”或“红外线”)。 3．在建造高楼大厦时，其地基大多采用箱式基础。所谓箱式基础，就是把整栋大楼占地范围的地 皮掏空挖深，然后填上钢筋混凝土。箱式基础的优点在于：第一，增大了大楼与地面的接触面积，从而 减 小 了 大 楼 对 地 面 的 _________ ， 可 有 效 地 防 止 地 皮 大 幅 度 的 下 陷 ； 第 二 ， 降 低 了 整 栋 大 楼 的 ___________，增大了大楼的稳度，提高了大楼的抗震能力。 三．简答下列各题(每题 5 分，共 30 分) 1．豆腐本来是光滑细嫩的(如图甲所示)，经冰冻再解冻以后，就会出现许多小孔，成为美味的“冻 豆腐”(如图乙所示)。请你说明“冻豆腐”中产生许多小孔的道理。2．小明学了家庭电路的知识后，在生活中更加注意观察家用电器。他发现自己家洗衣机用的是三脚插 头，插头上标有一些符号和文字，如图所示。 (1)请写出以下标识或字符的含义： ①10A 250V； ②E； ③L； ④N。 (2)小明仔细观察三只插脚，又有新的发现：标有“E”字的插脚 比其他两脚稍长一些。他又查看了其他用电器的三脚插头，也是这种 情况。请你从安全用电的角度写出这样制作的好处。- 44 -3．小琳家新安装了一台电热水器，电热水器的铭牌旁贴有右侧所示的一段警示语。 请你应用学过的物理知识对这段警示语的必要性给予合理的解释。 1． 严禁湿手拔插电源插头。 2． 必须确认电热水器贮水再，才能通电加热。 3．在气温低于 00C 的寒冷季节，欲长时间停用 热水器，请先排空电热水器中的水。4．右图为商店常用称量货物的台秤，试分析在下列情况下称量货物时，称量结果与实际质量相比是偏 大还是偏小。(1)秤砣磨损了；(2)调零螺母的位置比正确位置向右多旋进了一些。5．如下图甲所示，在一根横跨河流两岸的硬塑料管内穿有三根完全相同的导线。为了辨别哪两个 线头为同一根导线的两端，工人师傅用图乙所示的“测通器”来进行测试。他首先将 A 和 B 连接起来， 然后将“测通器”的 m 连接在 D 上，将 n 连接在 F 上，发现此时小灯泡发光……。工人师傅据此可以 做出什么判断?下一步他将如何操作才能最终搞清每根导线的两端?6．小明搬进刚装修完的新家，妈妈给他买了一个床头灯，他将这个床头灯插在床边墙壁的插座上。晚- 45 -上，小明在床上看书时，突然床头灯熄灭了，过了一会儿，灯又亮了，这时他发现爸爸刚刚洗完澡从卫 生间走了出来。小明很好奇，亲自去卫生问打开“浴霸”的灯，发现他床头的灯又熄灭了。关闭“浴霸” 的灯，床头的灯又亮了。小明很想知道为什么他的床头灯会出现这种“奇怪现象” ，线路究竟出了什么 问题? (1)请你画出小明家装修时连接浴霸灯与床头插座(床头灯)的电路图，并应用所学知识分析产生这一 “奇怪现象”的原因。 (2)如果不想让上述“奇怪现象”出现，床头灯的开关能正常控制床头灯的亮灭，请画出正确的电路 图。四．(10 分)为了缓解用电高峰电力紧张的矛盾，我国一些地区使用了“分时电（能）表” 。下表是 采用分时计费前、后电费价目表： 原电表计费方法 时间范围 单价(元／度) 全天 0．48 分时电表计费方法 高峰期 6：00~22：00 0．50 低谷期 22：00~次日 6：00 0．30小明家每天要用电水壶将质量为 3 kg、初温为 20℃的水烧开，已知气压为 1 标准大气压，水的比热 容为 4.2×103J／(kg?℃)。求： 1．这些水被烧开需要吸收多少热量? 2．使用分时电表后，小明家把烧水时间安排在低谷期，若不计热量损失，仅此一项，一个月(以 30 天计)比原来节省多少元电费?五．(14 分)右图所示为一种太阳能照明灯，太阳能电池板供 1 只“220 V 40W”的 电子节能灯工作。若太阳能电池板接收太阳能的有效面积为 0.3 m2，地球上该处与 太阳光垂直的表面接收的太阳辐射能约为 7.2 ×104J／(min?m2)，太阳光照一天， 恰好可供电子节能灯工作 10 h。假设太阳光一直垂直照射太阳能电池板， 且不考虑 天气影响，每天以 8 h 计算。求： 1．太阳能照明灯利用太阳能的效率大约是多少? 2．若 200 W 的白炽灯与这种 40 w 的电子节能灯的发光效果相当。请你根据 下表中数据计算说明：按目前价格使用这种太阳能照明灯与使用这种白炽灯相比在经济上是否有优 势?(灯每天工作 10 h，一年按 365 天计算)- 46 -额定电压/V 白炽灯 电子节能灯 太阳能电池板 220 220额定功率/W 200 40平均寿命 1000 小时 8000 小时 20 年每只售价/元 2．0 20 1500每度电费/元 0.5六．(14 分)科技小组的同学想利用学到的浮力知识制作一个浮力秤。他们找来一个瓶身为柱状体的空 饮料瓶，剪掉瓶底，旋紧瓶盖，在瓶盖系上一块质量适当的石块，然后将其倒置在水桶里，如图所示。 使用时，只要把被测物体投入瓶中，从水面所对的刻度就可以直接读出被测物体的质量。 1．在这里石块的作用是什么?试应用所学物理知识分析其中的道理。 2．这种浮力秤的质量刻度是均匀的吗?为什么? 3．经测量，该饮料瓶圆柱状部分的直径为 8.0cm，当浮力秤中不放被测物体时，水面所对位置为零 刻度(如图所示)。请根据图中标明的长度值，通过计算，在 1、2、3、4 各刻度线右侧给浮力秤标明对应 的质量值。(π取 3.1，最后结果只保留整数)七．(14 分)在一些农村地区建造的沼气池，通过将农村大量的秸秆、人畜粪便发酵来获取沼气，利 用沼气来烧火做饭，点灯照明。沼气池的应用，不仅使上述资源得以更好的利用，同时也给生活带来了 诸多便利，使环境得以改善。这是一个一举多得的惠民工程。图 9 所示为一农户的水压式沼气池的剖面 简图。- 47 -说明：1．沼气池 2．水压池 3．进料口 4．密封盖 5．输气管 6．贮气室 7．沼气压力显示 器 8．总阀门 9．U 形管压强计(里面装有染成红色的水) lO．出料口盖板(不密封水压池，水压池仍 与外面大气相通) 11．阀门 已知该农户家燃气灶的相关技术数据如下： 使用燃料 灶前压强(kPa) 额定热流量 （kW) 液化石油气 2.8 普通炉 单炉 天然气 2.0 左：3.6 右：4.0 4.0 =4.2×l03J／(kg?℃) 组合炉 人工煤气 1.0 人工沼气 0.5 左：3.6 右：3.6取 g=10 N／kg，水的比热容 C 水 1．根据图 9 所示，通过计算说明，该农户此时能否使用这个沼气池中的沼气来正常烧火做饭? 2．有一天，该农户发现，沼气压强小于燃气灶的要求。为了能尽快利用沼气生火做饭，从物理学 的角度看，可采取哪些措施? 3．若该农户所用的燃气灶是普通炉，通常情况下，普通炉中的右炉单独正常工作时，将一壶质量 为 2.5 kg、温度为 20℃的水烧开，耗时约 10 min。试估算右炉烧水的效率。 4．请你就如何提高燃气灶的效率问题谈谈你的设想。- 48 -2009 年全国初中应用物理知识竞赛参考解答和评分标准