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2008年全国初中应用物理知识竞赛复赛试题

发布时间:2013-10-22 13:41:03  

2008年全国初中应用物理知识竞赛复赛试题

注意事项:

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,满分100分。

4.答卷时间:2008年4月20日(星期日)上午9﹕30~11﹕10。

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称与单位不一致,请你指出并说明如何更正。

2.清洗机正常工作时,通过清洗机的电流是。若清洗一辆汽车平均耗时10min,则清洗一辆汽车平均用水 m3;平均耗电 kW·h。

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?

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,如果插头插入图4

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?

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。

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),若发动机在最大功率时汽油和空气的混合密度为

1.35kg/m3,汽油的热值为4.6×107J/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。

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