(好資料)1995年全國初中應用物理知識競賽復賽

1995年全國初中應用物理知識競賽復賽 一、（5分）油炸食品時，油鍋中滴入水滴會發(fā)生爆裂聲，并把熱油濺起；沸水中滴入油滴卻沒有類似的現(xiàn)象，解釋產生這兩種不同現(xiàn)象的原因。二、（10分）公路路邊每隔1千米有一個里程碑，標明公路起點到此碑的距離，單位是千米。設計一種方法，利用里程碑和手表測量自行車以中等速度勻速行駛時的速度，并給出計算公式，計算結果以千米小時為單位。為了減少測量中的誤差，請你至少提出兩點注意事項。三、（15分）圖(a)畫的是一個指甲刀。1這個指甲刀是由哪幾個杠桿組成的？2李揚將指甲刀按圖(a)和圖(b)兩種方法組裝，請按各杠桿的工作狀態(tài)分析說明哪種組裝方法是正確的。四、（15分）可充電電池的額定電壓約為1.3伏特。當電流從正極流入、從負極流出時即可充電。充電電流在20毫安40毫安范圍內比較適合?，F(xiàn)有一個額定輸出電壓為36伏特，額定輸出電流為0.5安培的電源，還有電阻值為100歐姆、510歐姆、1000歐姆、2200歐姆和6800歐姆的幾個電阻器供選用。請選擇適當?shù)碾娮?，構成簡單的充電電路，可以分別給一節(jié)或兩節(jié)電池充電，不必更換所用電阻器。1畫出電路圖（畫出兩節(jié)充電電池）2如果通往充電電池的兩條導線短路，電阻器消耗的電功率是多少？五、（15分）我國北方為了室內采暖，用管道將熱水從鍋爐輸往室內。在管道上方的天花板上常可看到被“熏”黑的痕跡。1根據(jù)你學過的物理知識，解釋形成這種黑跡的原因。2提出一種觀察或實驗的方法，用以判斷上述解釋的正確性。六、（10分）電氣化鐵路在和公路交叉時，輸電線常用圖示的方式懸掛在鋼纜上。鋼纜的A端固定在電稈上，B端通過滑輪組聯(lián)結在電桿C上。電車通過拾電器向上托起輸電線，從而獲得驅動電車的能量。1配重D是N個混凝土圓盤，每個盤的質量是m。按圖示的配置，鋼纜AB所受的拉力F大約是多少？2如果只考慮B端的牢固性。本來可以把它直接固定在電桿C上，也可以用一個很硬的大彈簧來聯(lián)結B和C。實際上卻用滑輪組來聯(lián)結，這樣做的優(yōu)點是什么？七、（30分）下表列出的是北京煤氣用具廠生產的JS系列家用燃氣熱水器的參數(shù)，其中各物理量的單位用的是國際通用的符號，說明如下：Pa一帕斯卡mmH2O毫米水柱J焦耳h小時M3立方米l升，即分米3kgf千克力，即質量為1千克的物體所受的重力min分（時間單位）單位前面的字母M表示系數(shù)106，字母H表示系數(shù)1021分別計算燃燒1米3液化石油氣、人工煤氣和天然氣所產生的熱量（單位：焦耳）。2王秋生同學說，熱水產率一欄中，5、3、2后面的符號印得不清楚，好像是數(shù)字“l(fā)”，但在“min”的前面又丟掉了什么，請你通過計算判斷這個欄目中三個參數(shù)的正確數(shù)值和單位。3“熱效率”一欄給的是參考值；“熱水產率”一欄給的是廠家對樣品的實測值。分別計算溫升25和55時的熱效率，并解釋這兩種情況下熱效率不同的原因。答案一、答：因為熱油的溫度高于水的沸點100，當水滴在油中，水的密度比油的密度大，沉入油中并迅速沸騰，所以會把熱油濺起來，并發(fā)生爆裂聲。而油滴入沸水中時，油的密度比水小，因而漂浮在水面上，不會發(fā)生激烈的汽化現(xiàn)象，所以沒有類似的現(xiàn)象。二、答：在自行車行駛過程中，選定一段比較平整的公路，先記下經(jīng)過某一里程碑的時刻t1和里程碑的標數(shù)L1，勻速行駛幾千米之后，記下經(jīng)過另一里程碑的時刻t2和里程碑的標數(shù)L2（t1和t2均以秒計），則自行車行駛的速度為：為了減少誤差，要做到：(1)車行速度穩(wěn)定后才能記錄t1和L1。(2)使用有秒針的指針式手表或可以讀秒的數(shù)字式手表。(3)行駛距離應為幾千米，不能太短或太長。三、答：1指甲刀由三個杠桿組成，分別是ABC、DBE和DFE。2(a)的組裝方法正確。由于兩種用法中杠桿ABC的工作狀態(tài)相同，杠桿DFE的工作狀態(tài)也相同；而杠桿DBE的動力臂是BE，用法(a)與用法(b)相比，B點距E點較遠，動力臂大；兩種用法中阻力臂DE的大小相同，所以用法(a)中杠桿DBE比較省力。四、解：1因為直流電源的輸出額定電壓為36V，遠大于兩節(jié)被充電池的電壓，所以需串聯(lián)一個阻值適宜的電阻才能充電。其電路圖如右：兩節(jié)電池串聯(lián)時的電壓是2.6V，不論充電電池是一節(jié)還是兩節(jié)，其電壓都遠小于電源電壓，可以忽略，因此充電流I為： 把U=36V和R=200歐姆、510歐姆分別代入上式，得：I=36010-3A、7010-3A、3610-3A、1610-3A符合充電電流20mA40mA范圍內的電阻是1000歐姆，所以應選用1000歐姆的電阻與其串聯(lián)。2如果通往充電電池的兩條導線短路，則電阻器消耗的電功率為：答：充電電池短路時，電阻器消耗的電功率是1.3瓦特。五、答：1熱水管道附近空氣溫度較高，密度較小，上升，對流加快，空氣中的微塵附著在天花板上，形成黑跡。2居住單元通往樓道的門比較嚴實，但門和墻之間仍有小縫，外面的風經(jīng)常吹進來，這種門縫附近的墻壁上，也有類似黑跡。這種現(xiàn)象支持了上述的解釋。六、解：1以動滑輪為研究對象，可求鋼纜AB所受的拉力F=3Nmg。2機車運行時，拾電器會把輸電線向上托起。如果使用兩端固定的鋼纜，懸線會因此松弛，輸電線將左右搖擺，有可能脫離拾電器而造成事故。使用滑輪組可以保證輸電線高度變化時，鋼絲始終保持緊張狀態(tài)。如果用彈簧代替滑輪組，情況好于兩端固定的鋼纜，但鋼纜的緊張程度仍隨彈簧長度有較大的變化，而且不易確定鋼纜的最佳長度。七、解：1查表可知：燃氣熱水器額定熱負荷為：37106Jh。石油氣、人工煤氣、天然氣的額定燃氣耗量分別是0.368102m3h、1.964102m3/h和1.04102m3h。因此，石油液化氣： 人工煤氣：天然氣：2以溫升40為例，根據(jù)表中其他參數(shù)計算熱產生率。設每分鐘熱水產生率為m，則水在1分鐘內吸收的熱量可表示為Q收=cmt=4.2103mt(J)。又根據(jù)表中所給參數(shù)，按熱水率80%計算時，燃氣在1分鐘內放出的能被水吸收的熱量： Q吸=Q放 即4.210mt=Q放由此判斷：3和“min”之間的符號如果是代表質量，它的意義應該是千克（符號kg），考慮到1千克水的體積是1升，所以，這個符號一定是字母L的小寫“l(fā)”，而不是數(shù)字“1”。因此正確的數(shù)字和單位是3升分（3Lmin）。分析溫升25和55兩種情況可以印證這個結論。3由關系式Q放=cmt和熱水產生