題目列表(包括答案和解析)
第十五屆全國初中應(yīng)用物理知識競賽復(fù)賽試題
一、(14分)王偉同學(xué)研究了均勻拉緊的琴弦發(fā)音頻率與弦長的關(guān)系,并記錄了實(shí)測的數(shù)據(jù)(如下表所示)。請你根據(jù)記錄表格中的有關(guān)數(shù)據(jù),分析并估算出他有意留出的空格中應(yīng)該填寫的數(shù)據(jù)(要求寫出估算的過程)。
音名 | 中央C 1 | D 2 | E 3 | F 4 | G 5 | A 6 | B 7 | C l |
唱名(C調(diào)) | D0 | Re | Mi | Fa | Sol | La | Si | Do’ |
頻率/Hz | 264 | 297 | 330 | 352 | 396 | 440 | 528 | |
弦長 | l | l | l | l | l | l | l |
二、(14分)類比水壓是形成水流的原因,李楠同學(xué)猜想,血液在血管內(nèi)流動時也需要一定的壓力差來維持。假設(shè)血液勻速通過長度一定的血管時,受到的阻力f與血液的流速v成正比,即f=kv。那么,要想讓血液勻速流過,血管兩端就需要一定的壓力差。設(shè)血管截面積為S1時,兩端所需的壓強(qiáng)差為△p1;若血管截面積減少10%時,為了維持在相同的時間內(nèi)流過同樣體積的血液,壓強(qiáng)差必須變?yōu)椤鱬2。請你通過計(jì)算比較△P1、△P2的大小,說明血管變細(xì)可能是誘發(fā)高血壓的重要因素之一。
三、(16分)下表是某鍋爐廠生產(chǎn)的CWNG系列三種鍋爐的主要技術(shù)參數(shù)。
CWNG系列三種鍋主要技術(shù)參數(shù)
型號 | CWNG 0.7-80/60-AII | CWNG 1.05-80/60-AII | CWNG 1.4-80/60-AII |
功率/MW | ( ) | 1.05 | 1.4 |
容水量/t | 3 | 3.5 | 4 |
耗煤量/(kg·h-1) | 145 | ( ) | 290 |
外型尺寸/m3 | 2.7×1.5×2.9 | 3.0 x 1.5×2 | 3.0×1.9×2.9 |
煙囪尺寸/mm | Φ300×15000 | Φ350×15000 | Φ400×15 000 |
熱效率/% | 75 | 75 | 75 |
出水溫度/℃ | 80 | 80 | 80 |
回水溫度/℃ | 60 | 60 | 60 |
總重量/t | 5 | 7.5 | 9 |
運(yùn)行壓力 | 常壓 | 常壓 | 常壓 |
供暖面積/m2 | 6 000 | ( ) | 12000 |
循環(huán)水量/(m3·h-1) | ( ) | 45 | 60 |
已知水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃),假設(shè)三種鍋爐的燃煤效率相同,且煤均可達(dá)到完全燃燒。請根據(jù)上表回答以下問題:
1.根據(jù)表格中的已知數(shù)據(jù),請?jiān)诒砀裰械乃膫( )內(nèi)填上合適的數(shù)據(jù)。
2.按表格中的出水溫度和回水溫度,計(jì)算CWNGl.05—80/60AH型鍋爐每小時給住宅內(nèi)釋放的熱量是多少。
3.根據(jù)表格中已知數(shù)據(jù)計(jì)算燃燒的熱值為多少。
四、(16分)李明得到一個國外生產(chǎn)的電熱暖手器,銘牌上表示額定值的字樣中,能看清楚的只有"24W"這幾個字。為了能正確使用該電器,他把一只標(biāo)有"600Ω,0.4A'’的定值電阻與電熱暖手器和開關(guān)串聯(lián)起來,連接到家庭照明電路中,然后進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)觀察:將開關(guān)接通后,電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動137圈恰好用了100s;斷開開關(guān)后,電能表轉(zhuǎn)盤在1 min內(nèi)恰好轉(zhuǎn)了80圈;觀察電能表上標(biāo)有3000r(kW·h)的字樣;他在做實(shí)驗(yàn)的時間內(nèi),家中其他用電器的使用情況沒有變化。請根據(jù)以上數(shù)據(jù),計(jì)算電熱暖手器的額定電壓是多少?你在計(jì)算過程中忽略了什么因素的影響?由此導(dǎo)致的計(jì)算結(jié)果是偏大還是偏小?
五、(20分)一所農(nóng)村中學(xué)常常因?yàn)椴荒芗皶r給水塔注水而停水,科技小組的同學(xué)知道后,利用下圖所示的器材設(shè)計(jì)了一個自動注水模擬裝置。A為浮子(浮子及其連桿總重約15N),在浮子連桿的上端有一可移動金屬觸頭B(其受重力可忽略不計(jì)),它可以分別將其上、下的兩個固定觸點(diǎn)連通。C為水塔上的圓桶形蓄水池;M為配有電動機(jī)的水泵(電泵);D1、D2為彈簧,E1、E2為銜鐵,F(xiàn)1、F2為電磁鐵線圈;K1為最高水位限位開關(guān)。K2為最低水位限位開關(guān),K3、K4、K5均為由電磁鐵銜鐵帶動的觸頭開關(guān)。電磁鐵F1通電時,K4接通,斷電時,K3接通。電磁鐵F2斷電時,K5接通。S1、S2為開關(guān)。
1.請你按照下圖所示的器材,連接一個可以實(shí)現(xiàn)自動注水的模擬電路,并說明自動注水的過程。
2.要實(shí)現(xiàn)自動注水的要求,浮子的最小體積約為多大?(g=10N/kg)
3.若設(shè)計(jì)要求每次自動注水需在10min內(nèi)完成,需要知道或測量哪些物理量才能得到相匹配電泵的最小額定功率?請你用字母表示這些物理量,推導(dǎo)出電泵最小額定功率的表達(dá)式。在你的計(jì)算過程中,如果運(yùn)用了近似條件,請說明。
六、(20分)在當(dāng)今世界,研制各種機(jī)器都必需考慮節(jié)約能源和治理廢氣污染這一重要課題。在內(nèi)燃機(jī)中,廢氣帶走了很多能量,如果能將這些能量再利用起來,會使內(nèi)燃機(jī)的效率提高許多。某工廠科研人員研制生產(chǎn)的四沖程汽車專用柴油發(fā)動機(jī),就采用了很多新技術(shù)。其中最重要的一項(xiàng)叫“增壓”技術(shù),它是利用“廢氣渦輪增壓器”使排氣沖程中排出的高溫、高壓的廢氣去沖擊“廢氣渦輪”高速旋轉(zhuǎn),它同時又帶動同軸的進(jìn)氣系統(tǒng)中的“進(jìn)氣渦輪”也高速旋轉(zhuǎn),從而增加吸氣沖程的進(jìn)氣量并增大進(jìn)氣氣壓,使做功沖程中柴油燃燒的更充分,燃?xì)鈮簭?qiáng)更大,同時也減少了廢氣中的有害物質(zhì),達(dá)到提高柴油發(fā)動機(jī)效率和減少廢氣污染的目的。這種柴油發(fā)動機(jī)有6個氣缸,氣缸直徑為ll0mm,活塞行程為135mm,當(dāng)轉(zhuǎn)速為2300r/min時,發(fā)動機(jī)功率為220kW,最低油耗可達(dá)240g/(kW·h),柴油的熱值為4.3×107J/kg。請回答下列問題:
1.該柴油發(fā)動機(jī)的效率最高可達(dá)多少?
2.在做功沖程中氣缸內(nèi)的平均壓強(qiáng)是多少?
3.如果將我國這種機(jī)型的汽車柴油發(fā)動機(jī)都安裝“增壓器”后,能使它們的平均效率由原來約31%提高到近35%,安裝前按每年消耗3億噸柴油估算,這項(xiàng)技術(shù)每年能為我國節(jié)約多少噸柴油?
4.如果目前我國柴油的平均價格為3750元/噸,根據(jù)上面的估算結(jié)果,計(jì)算使用“增壓”技術(shù)后僅節(jié)約柴油一項(xiàng)可使我國每年節(jié)約多少資金。由此你有哪些認(rèn)識?
第十五屆全國初中應(yīng)用物理知識競賽復(fù)賽試題
一、(14分)王偉同學(xué)研究了均勻拉緊的琴弦發(fā)音頻率與弦長的關(guān)系,并記錄了實(shí)測的數(shù)據(jù)(如下表所示)。請你根據(jù)記錄表格中的有關(guān)數(shù)據(jù),分析并估算出他有意留出的空格中應(yīng)該填寫的數(shù)據(jù)(要求寫出估算的過程)。
音名 | 中央C 1 | D 2 | E 3 | F 4 | G 5 | A 6 | B 7 | C l |
唱名(C調(diào)) | D0 | Re | Mi | Fa | Sol | La | Si | Do’ |
頻率/Hz | 264 | 297 | 330 | 352 | 396 | 440 | 528 | |
弦長 | l | l | l | l | l | l | l |
二、(14分)類比水壓是形成水流的原因,李楠同學(xué)猜想,血液在血管內(nèi)流動時也需要一定的壓力差來維持。假設(shè)血液勻速通過長度一定的血管時,受到的阻力f與血液的流速v成正比,即f=kv。那么,要想讓血液勻速流過,血管兩端就需要一定的壓力差。設(shè)血管截面積為S1時,兩端所需的壓強(qiáng)差為△p1;若血管截面積減少10%時,為了維持在相同的時間內(nèi)流過同樣體積的血液,壓強(qiáng)差必須變?yōu)椤鱬2。請你通過計(jì)算比較△P1、△P2的大小,說明血管變細(xì)可能是誘發(fā)高血壓的重要因素之一。
三、(16分)下表是某鍋爐廠生產(chǎn)的CWNG系列三種鍋爐的主要技術(shù)參數(shù)。
CWNG系列三種鍋主要技術(shù)參數(shù)
型號 | CWNG 0.7-80/60-AII | CWNG 1.05-80/60-AII | CWNG 1.4-80/60-AII |
功率/MW | ( ) | 1.05 | 1.4 |
容水量/t | 3 | 3.5 | 4 |
耗煤量/(kg·h-1) | 145 | ( ) | 290 |
外型尺寸/m3 | 2.7×1.5×2.9 | 3.0 x 1.5×2 | 3.0×1.9×2.9 |
煙囪尺寸/mm | Φ300×15000 | Φ350×15000 | Φ400×15 000 |
熱效率/% | 75 | 75 | 75 |
出水溫度/℃ | 80 | 80 | 80 |
回水溫度/℃ | 60 | 60 | 60 |
總重量/t | 5 | 7.5 | 9 |
運(yùn)行壓力 | 常壓 | 常壓 | 常壓 |
供暖面積/m2 | 6 000 | ( ) | 12000 |
循環(huán)水量/(m3·h-1) | ( ) | 45 | 60 |
已知水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃),假設(shè)三種鍋爐的燃煤效率相同,且煤均可達(dá)到完全燃燒。請根據(jù)上表回答以下問題:
1.根據(jù)表格中的已知數(shù)據(jù),請?jiān)诒砀裰械乃膫( )內(nèi)填上合適的數(shù)據(jù)。
2.按表格中的出水溫度和回水溫度,計(jì)算CWNGl.05—80/60AH型鍋爐每小時給住宅內(nèi)釋放的熱量是多少。
3.根據(jù)表格中已知數(shù)據(jù)計(jì)算燃燒的熱值為多少。
四、(16分)李明得到一個國外生產(chǎn)的電熱暖手器,銘牌上表示額定值的字樣中,能看清楚的只有"24W"這幾個字。為了能正確使用該電器,他把一只標(biāo)有"600Ω,0.4A'’的定值電阻與電熱暖手器和開關(guān)串聯(lián)起來,連接到家庭照明電路中,然后進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)觀察:將開關(guān)接通后,電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動137圈恰好用了100s;斷開開關(guān)后,電能表轉(zhuǎn)盤在1 min內(nèi)恰好轉(zhuǎn)了80圈;觀察電能表上標(biāo)有3000r(kW·h)的字樣;他在做實(shí)驗(yàn)的時間內(nèi),家中其他用電器的使用情況沒有變化。請根據(jù)以上數(shù)據(jù),計(jì)算電熱暖手器的額定電壓是多少?你在計(jì)算過程中忽略了什么因素的影響?由此導(dǎo)致的計(jì)算結(jié)果是偏大還是偏小?
五、(20分)一所農(nóng)村中學(xué)常常因?yàn)椴荒芗皶r給水塔注水而停水,科技小組的同學(xué)知道后,利用下圖所示的器材設(shè)計(jì)了一個自動注水模擬裝置。A為浮子(浮子及其連桿總重約15N),在浮子連桿的上端有一可移動金屬觸頭B(其受重力可忽略不計(jì)),它可以分別將其上、下的兩個固定觸點(diǎn)連通。C為水塔上的圓桶形蓄水池;M為配有電動機(jī)的水泵(電泵);D1、D2為彈簧,E1、E2為銜鐵,F(xiàn)1、F2為電磁鐵線圈;K1為最高水位限位開關(guān)。K2為最低水位限位開關(guān),K3、K4、K5均為由電磁鐵銜鐵帶動的觸頭開關(guān)。電磁鐵F1通電時,K4接通,斷電時,K3接通。電磁鐵F2斷電時,K5接通。S1、S2為開關(guān)。
1.請你按照下圖所示的器材,連接一個可以實(shí)現(xiàn)自動注水的模擬電路,并說明自動注水的過程。
2.要實(shí)現(xiàn)自動注水的要求,浮子的最小體積約為多大?(g=10N/kg)
3.若設(shè)計(jì)要求每次自動注水需在10min內(nèi)完成,需要知道或測量哪些物理量才能得到相匹配電泵的最小額定功率?請你用字母表示這些物理量,推導(dǎo)出電泵最小額定功率的表達(dá)式。在你的計(jì)算過程中,如果運(yùn)用了近似條件,請說明。
六、(20分)在當(dāng)今世界,研制各種機(jī)器都必需考慮節(jié)約能源和治理廢氣污染這一重要課題。在內(nèi)燃機(jī)中,廢氣帶走了很多能量,如果能將這些能量再利用起來,會使內(nèi)燃機(jī)的效率提高許多。某工廠科研人員研制生產(chǎn)的四沖程汽車專用柴油發(fā)動機(jī),就采用了很多新技術(shù)。其中最重要的一項(xiàng)叫“增壓”技術(shù),它是利用“廢氣渦輪增壓器”使排氣沖程中排出的高溫、高壓的廢氣去沖擊“廢氣渦輪”高速旋轉(zhuǎn),它同時又帶動同軸的進(jìn)氣系統(tǒng)中的“進(jìn)氣渦輪”也高速旋轉(zhuǎn),從而增加吸氣沖程的進(jìn)氣量并增大進(jìn)氣氣壓,使做功沖程中柴油燃燒的更充分,燃?xì)鈮簭?qiáng)更大,同時也減少了廢氣中的有害物質(zhì),達(dá)到提高柴油發(fā)動機(jī)效率和減少廢氣污染的目的。這種柴油發(fā)動機(jī)有6個氣缸,氣缸直徑為ll0mm,活塞行程為135mm,當(dāng)轉(zhuǎn)速為2300r/min時,發(fā)動機(jī)功率為220kW,最低油耗可達(dá)240g/(kW·h),柴油的熱值為4.3×107J/kg。請回答下列問題:
1.該柴油發(fā)動機(jī)的效率最高可達(dá)多少?
2.在做功沖程中氣缸內(nèi)的平均壓強(qiáng)是多少?
3.如果將我國這種機(jī)型的汽車柴油發(fā)動機(jī)都安裝“增壓器”后,能使它們的平均效率由原來約31%提高到近35%,安裝前按每年消耗3億噸柴油估算,這項(xiàng)技術(shù)每年能為我國節(jié)約多少噸柴油?
4.如果目前我國柴油的平均價格為3750元/噸,根據(jù)上面的估算結(jié)果,計(jì)算使用“增壓”技術(shù)后僅節(jié)約柴油一項(xiàng)可使我國每年節(jié)約多少資金。由此你有哪些認(rèn)識?
說明:以下答案僅供參考,其他說法、解法正確參照給分
一、填空題
1. 能;光路是可逆的;轎車 2. 3×108;激光 3. 光的反射;光的直線傳播;光的折射 4. 導(dǎo)體;N;磁場 5. 失去;得到;正 6. 電磁感應(yīng)現(xiàn)象;磁場對電流作用 7. 機(jī)械;內(nèi);熱傳遞 8. 受到重力的作用;力能改變物體運(yùn)動狀態(tài);重力勢 9. 磁;保護(hù)電路;電流增大 10. 2;3;4
二、選擇題
題 號
11
12
13
14
15
16
17
18
19
答 案
B
D
C
D
D
B
ABD
AC
BC
評分標(biāo)準(zhǔn):20題每圖1分,21題每力1分,22題燈2分、插座1分。
四、簡答題
23.當(dāng)火車高速經(jīng)過時,帶動沿鐵路線的空氣高速運(yùn)動,氣流速度越大處壓強(qiáng)越。2分),此時人若站在鐵路附近,因受空氣壓力差作用,就會有被“吸向”火車的危險(2分)。
五、計(jì)算題
24.(1)m=V=1.0×
Q水吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg?℃)×
…………………………2分
(2) ……………………………2分
25.(1)串聯(lián) ………………………………………………………………1分
(2)v最大=
………………………………………2分
(3)P有=F v正常=36N×
W有= W總×60%=1.2kWh×60%=0.72kWh ……………………1分
………………………………………1分
26.(1)圖略 …………………………………………………………2分
(2) ………………………………3分
(3)設(shè)動滑輪重G0,由
設(shè)提升的最大物重為G ¢,此時繩的拉力F ¢=G人=600N ……………1分
由
六、實(shí)驗(yàn)題
27.(1)溫度計(jì)的玻璃泡沒有插入水中;視線沒有與溫度計(jì)的液柱上表面相平 (2)不斷上升;不變 (3)水的初溫較高(或水量較少) (4)升高(每空1分)
28.(1)比較像與物體的大;平面鏡不透明,無法確定像的位置 (2)無論怎樣調(diào)節(jié)B蠟燭,都不能與A蠟燭的像重合 (3)用燈光照亮跳棋(能使跳棋變亮的方法均可)(每空1分)
29.(1)向左側(cè)調(diào)節(jié)平衡螺母(1分) (2)偏大(1分);將實(shí)驗(yàn)步驟重新排序?yàn)閎cdae (2分)
30.(1)電流表;A和C(每空1分) (2)如圖(2分) (3)只閉合SA,讀出電流表的示數(shù)IA;只閉合SC,讀出電流表的示數(shù)IC;將IA和IC的電流大小進(jìn)行比較,電流大的導(dǎo)電性能好(2分) (4)D;C(每空1分)
31.(1)變。徊蛔 (2)電壓表不能測出小燈泡兩端的電壓;圖略 (3)0.30;2.8;0.9 (4)電阻隨電壓(或電流或溫度或燈泡亮度)的增大而增大(每空1分)
32.⑴浮力的大小與物體浸沒的深度無關(guān) ⑵浮力的大小與液體的密度有關(guān) ⑶F金浮=3.8N-3.3N=0.5N;F石浮=1.1N-0.6N=0.5N,所以浸沒在液體中的物體所受浮力與物體本身的密度無關(guān)(每問2分)
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