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1995年全国初中应用物理知识竞赛复赛及答案

发布时间:2014-04-09 12:02:21  

1995年全国初中应用物理知识竞赛复赛

一、(5分)

油炸食品时,油锅中滴入水滴会发生爆裂声,并把热油溅起;沸水中滴入油滴却没有类似的现象,解释产生这两种不同现象的原因。

二、(10分)

公路路边每隔1千米有一个里程碑,标明公路起点到此碑的距离,单位是千米。设计一种方法,利用里程碑和手表测量自行车以中等速度匀速行驶时的速度,并给出计算公式,计算结果以千米/小时为单位。为了减少测量中的误差,请你至少提出两点注意事项。

三、(15分)

图(a)画的是一个指甲刀。

1.这个指甲刀是由哪几个杠杆组成的?

2.李扬将指甲刀按图(a)和图(b)两种方法组装,请按各杠杆的工作状态分析说明哪种组装方法是正确的。

四、(15分)

可充电电池的额定电压约为1.3伏特。当电流从正极流入、从负极流出时即可充电。充电电流在20毫安—40毫安范围内比较适合。现有一个额定输出电压为36伏特,额定输出电流为0.5安培的电源,还有电阻值为100欧姆、510欧姆、1000欧姆、2200欧姆和6800欧姆的几个电阻器供选用。请选择适当的电阻,构成简单的充电电路,可以分别给一节或两节电池充电,不必更换所用电阻器。

1.画出电路图(画出两节充电电池)

2.如果通往充电电池的两条导线短路,电阻器消耗的电功率是多少?

五、(15分)

我国北方为了室内采暖,用管道将热水从锅炉输往室内。在管道上方的天花板上常可看到被“熏”黑的痕迹。

1.根据你学过的物理知识,解释形成这种黑迹的原因。

2.提出一种观察或实验的方法,用以判断上述解释的正确性。

六、(10分)

电气化铁路在和公路交叉时,输电线常用图示的方式悬挂在钢缆上。钢缆的A端固定在电秆上,B端通过滑轮组联结在电杆C上。电车通过拾电器向上托起输电线,从而获得驱动电车的能量。

1.配重D是N个混凝土圆盘,每个盘的质量是m。按图示的配置,钢缆AB所受的拉力F大约是多少?

2.如果只考虑B端的牢固性。本来可以把它直接固定在电杆C上,也可以用一个很硬的大弹簧来联结B和C。实际上却用滑轮组来联结,这样做的优点是什么?

七、(30分)

下表列出的是北京煤气用具厂生产的JS系列家用燃气热水器的参数,其中各物理量的单位用的是国际通用的符号,说明如下:

Pa一帕斯卡mmH2O—毫米水柱

J—焦耳h—小时

M3—立方米l—升,即分米3

kgf—千克力,即质量为1千克的物体所受的重力

min—分(时间单位)

单位前面的字母M表示系数106,字母H表示系数102

1.分别计算燃烧1米3液化石油气、人工煤气和天然气所产生的热量(单位:焦耳)。

2.王秋生同学说,热水产率一栏中,5、3、2后面的符号印得不清楚,好像是数字“l”,但在“/min”的前面又丢掉了什么,请你通过计算判断这个栏目中三个参数的正确数值和单位。

3.“热效率”一栏给的是参考值;“热水产率”一栏给的是厂家对样品的实测值。分别计算温升25℃和55℃时的热效率,并解释这两种情况下热效率不同的原因。

1995年全国初中应用物理知识竞赛复赛

一、答:因为热油的温度高于水的沸点100℃,当水滴在油中,水的密度比油的密度大,沉入油中并迅速沸腾,所以会把热油溅起来,并发生爆裂声。而油滴入沸水中时,油的密度比水小,因而漂浮在水面上,不会发生激烈的汽化现象,所以没有类似的现象。

二、答:在自行车行驶过程中,选定一段比较平整的公路,先记下经过某一里程碑的时刻t1和里程碑的标数L1,匀速行驶几千米之后,记下经过另一里程碑的时刻t2和里程碑的标数L2(t1和t2均以秒计),则自行车行驶的速度为:

为了减少误差,要做到:

(1)车行速度稳定后才能记录t1和L1。

(2)使用有秒针的指针式手表或可以读秒的数字式手表。

(3)行驶距离应为几千米,不能太短或太长。

三、答:1.指甲刀由三个杠杆组成,分别是ABC、DBE和DFE。

2.(a)的组装方法正确。

由于两种用法中杠杆ABC的工作状态相同,杠杆DFE的工作状态也相同;而杠杆DBE的动力臂是BE,用法(a)与用法(b)相比,B点距E点较远,动力臂大;两种用法中阻力臂DE的大小相同,所以用法(a)中杠杆DBE比较省力。

四、解:1.因为直流电源的输出额定电压为36V,远大于两节被充电池的电压,所以需串联一个阻值适宜的电阻才能充电。其电路图如下:

两节电池串联时的电压是2.6V,不论充电电池是一节还是两节,其电压都远小于电源电压,可以忽略,因此充电流I为:

把U=36V和R=200欧姆、510欧姆??分别代入上式,得:I=360×10-3A、70×10-3A、36×10-3A、16×10-3A??

符合充电电流20mA~40mA范围内的电阻是1000欧姆,所以应选用1000欧姆的电阻与其串联。

2.如果通往充电电池的两条导线短路,则电阻器消耗的电功率为:

答:充电电池短路时,电阻器消耗的电功率是1.3瓦特。

五、答:1.热水管道附近空气温度较高,密度较小,上升,对流加快,空气中的微尘附着在天花板上,形成黑迹。

2.居住单元通往楼道的门比较严实,但门和墙之间仍有小缝,外面的风经常吹进来,这种门缝附近的墙壁上,也有类似黑迹。这种现象支持了上述的解释。

六、解:1.以动滑轮为研究对象,可求钢缆AB所受的拉力F=3Nmg。

2.机车运行时,拾电器会把输电线向上托起。如果使用两端固定的钢缆,悬线会因此松弛,输电线将左右摇摆,有可能脱离拾电器而造成事故。使用滑轮组可以保证输电线高度变化时,钢丝始终保持紧张状态。如果用弹簧代替滑轮组,情况好于两端固定的

钢缆,但钢缆的紧张程度仍随弹簧长度有较大的变化,而且不易确定钢缆的最佳长度。

七、解:1.查表可知:燃气热水器额定热负荷为

37×106J/h。

石油气、人工煤气、天然气的额定燃气耗量分别是

0.368×102m3/h、1.964×102m3/h和1.04×102m3/h。

因此,石油液化气:

人工煤气:

天然气:

2.以温升40℃为例,根据表中其他参数计算热产生率。设每分钟热水产生率为m,则水在1分钟内吸收的热量可表示为Q收=cm△t=4.2×103m△t(J)。

又根据表中所给参数,按热水率80%计算时,燃气在1分钟内放出的能被水吸收的热量:

∵Q吸=Q放

即4.2×10m△t=Q放

由此判断:3和“/min”之间的符号如果是代表质量,它的意义应该是千克(符号kg),考虑到1千克水的体积是1升,所以,这个符号一定是字母L的小写“l”,而不是数字“1”。因此正确的数字和单位是3升/分(3L/min)。分析温升25℃和55℃两种情况可以印证这个结论。

3.由关系式Q放=cm△t和热水产生率表可知升温25℃时水每分钟吸收的热量和燃气放出的热量:

同理,升温55℃时水吸收的热量:

Q吸=4.2×103×2×55=4.62×105(J)

燃气每分钟放出的热量:

Q放=6.17×105J

答:升温25℃和55℃时的热效率分别是85%和75%;因为温升较高时,热量损失多,所以热效率较低。

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