2010年第二十屆全國初中應(yīng)用物理競賽復(fù)賽試卷
發(fā)布：2024/4/20 14:35:0
一、解答題（共6小題，滿分100分）
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1．干簧管（也叫干簧繼電器）比一般機械開關(guān)結(jié)構(gòu)簡單、體積小、速度高、工作壽命長；而與電子開關(guān)相比，它又有抗負(fù)載沖擊能力強的特點，工作可靠性很高。如圖甲所示為干簧管的結(jié)構(gòu)簡圖，其中磁簧片是一種有彈性的薄鐵片，被固定于玻璃管上。
（1）當(dāng)將一個條形磁鐵與干簧管平行放置時，如圖乙，干簧管的磁簧片觸點就會閉合，將電路接通；當(dāng)條形磁鐵遠離干簧管時，觸點就會斷開。請簡述其原理。
（2）某同學(xué)設(shè)想用干簧管制作水位自動報警器，圖是他設(shè)計的一部分情況，請幫助他完成其余部分的設(shè)計：
他手邊還有開關(guān)、紅燈、綠燈和電鈴各一個，導(dǎo)線若干，請在圖中的虛線方框內(nèi)畫出報警電路，要求：水位到達A處時，紅燈亮，電鈴報警；水位到達B處時，綠燈亮，電鈴報警。
組卷：111引用：1難度：0.9 -
2．小星同學(xué)為實驗室設(shè)計了一個多擋位電加熱器，其工作原理圖如圖3所示。其中R1、R2、R3為發(fā)熱電阻。三個燈泡為上述發(fā)熱電阻相應(yīng)的工作指示燈，其所消耗的電功率可忽略不計。小星設(shè)想通過開關(guān)的組合，使電加熱器能有200W、300W、…、900W共七擋功率。為此他還設(shè)計了下面這份簡單的表格，表中的“√”表示對應(yīng)的開關(guān)閉合，相應(yīng)的指示燈亮：“×”表示對應(yīng)的開關(guān)斷開，相應(yīng)的指示燈熄滅。功率欄給出了相應(yīng)狀態(tài)時電加熱器的功率值。
（1）按照他的設(shè)想，幫他計算出R1、R2、R3的阻值各為多少？
（2）補齊表中其余擋位的空格。額定電壓 220V 額定頻率 50Hz 擋位 S1 S2 S3 功率 1 √ × × 200W 2 × √ × 300W 3 4 5 6 7 900W 組卷：225引用：3難度：0.1
一、解答題（共6小題，滿分100分）
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5．單位質(zhì)量的某種液體變?yōu)橥瑴囟鹊臍怏w所需要吸收的熱量，叫做這種液體的汽化熱。通常情況下，同種液體在不同溫度下的汽化熱是不同的。某課外活動小組設(shè)計了如圖所示的裝置，可以用來測定100℃時水的汽化熱。該裝置的測量原理是：用電壓可調(diào)的電加熱器使玻璃容器內(nèi)的水沸騰，用電子天平分別測量沸騰一段時間前后水的質(zhì)量，同時測量所用的時間及在該段時間內(nèi)電加熱器的電壓和電流，根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)和能量守恒關(guān)系即可求出水的汽化熱λ．由于這個裝置工作時的散熱損失是不可忽略的，該組同學(xué)實驗時測量了兩組數(shù)據(jù)，如下表所示：
（1）試簡單說明該裝置的散熱功率是否隨加熱功率的改變而改變。電壓/V 電流/A 時間/s 水的初質(zhì)量/g 水的末質(zhì)量/g 第一組 20 1 300 70 68 第二組 40 2 300 70 60
（2）根據(jù)以上數(shù)據(jù)，求水的汽化熱λ
（3）針對此實驗提出一些減少實驗誤差的措施。組卷：102引用：1難度：0.1 -
6．小亮家有一輛家用轎車，爸爸在給他說車的性能時，總是說“2.0的排量”，卻很少說“功率”，為此小亮特地從網(wǎng)上查到了排量的定義：活塞從上止點移動到下止點所通過的空間容積稱為汽缸排量。如果發(fā)動機有若干個氣缸，所有氣缸工作容積之和稱為發(fā)動機排量。從說明書上查到：小亮家的汽車采用的是LFX直列四缸發(fā)動機，排量為2.0L；從網(wǎng)上查找到了其輸出特性曲線（如圖所示）；小亮又向爸爸詢問了一些實測數(shù)據(jù)：由于汽車行駛的路況很好，所以平均車速為90km/h,此時發(fā)動機轉(zhuǎn)速為2000r/min,平均行駛百公里油耗為9L；從物理書上查得汽油的熱值為4.6×107J/kg,密度為0.71×103kg/m3
（1）由這臺發(fā)動機輸出特性曲線可以看出，在發(fā)動機轉(zhuǎn)速為1000--5000r/min范圍內(nèi)，它的輸出功率與轉(zhuǎn)速大致有什么關(guān)系？
（2）試通過公式推導(dǎo)出在其他參數(shù)相同時，發(fā)動機的輸出功率與其排量的關(guān)系。
（3）這輛汽車以90km/h行駛時，發(fā)動機的效率約為多少？每個做功沖程汽缸內(nèi)的平均壓強是約為多少？組卷：282引用：3難度：0.1