2022年2022年全國初中物理競賽決賽試題及答案

1、精選學習資料 - - - 歡迎下載20xx年其次十屆全國中學應用物理競賽復賽試題留意事項：l請在密封線內(nèi)填寫所在地區(qū).學校.姓名和考號；2用藍色或黑色鋼筆.圓珠筆書寫；3本試卷共有六個大題,滿分為100 分；4答卷時間： 20xx 年 4 月 18 日（星期日）上午9: 30 11: 10；題號一二三四五六總分分數(shù)復核人一.（ 16 分）干簧管 （也叫干簧繼電器）比一般機械開關(guān)結(jié)構(gòu)簡潔.體積小.速度高.工作壽命長；而與電子開關(guān)相比,它又有抗負載沖擊才能強的特點,工作牢靠性很高；如圖1 甲所示為干簧管的結(jié)構(gòu)簡圖,其中磁簧片為一種有彈性的薄鐵片,被固定于玻璃管上；1當將一個條形磁鐵與干簧管平行放置

2、 時,如圖 1 乙,干簧管的磁簧片觸點就會閉合,將電路接通：當條形磁鐵遠離干簧管時,觸點就會斷開；請簡述其原理；2某同學設想用干簧管制作水位自動報警器,圖2 為他設計的一部分情形,請幫忙他完成其余部分的設計：（1）設永久磁鐵所受的重力為3n,浮球的體積為200cm3,不計滑 輪處的摩擦；就要想讓此裝置能正常工作,浮球的質(zhì)量應滿意什么條件（取g 10n/kg ）？（2）他手邊仍有開關(guān).紅燈.綠燈和電鈴各一個,導線如干,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；精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載第 1 頁共 6 頁精品

3、學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載二.（16 分）小明同學為試驗室設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)熱電阻相應的的工作指示燈,其所消耗的電功率可忽視不計；小明設想通過開關(guān)的組合,使電加熱器能有200w .300w . 900w 共七擋功率；為此他仍設計了下面這份簡潔的表格,表中的“”表示對應的開關(guān)閉合,相應的指示燈亮； “×”表示對應的開關(guān)斷開,相應的指示燈熄滅；功率欄給出了相應狀態(tài)時電加熱器的功率值；1依據(jù)他的設想,幫他運算出r1.r2, r3 的阻值各為多少？2補齊表中其余擋位的空格；第 2 頁共 6

4、 頁精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載三.（ 16 分）如圖 4 為過去郵局里用來稱量郵件質(zhì)量的雙桿臺秤的主要結(jié)構(gòu)簡圖,這種臺秤的兩條秤桿為固定在一起的,兩條秤桿分別裝有秤錘a .b ,其中秤錘a 只能處于其所在秤桿上有槽的特定位置處,秤錘b 就可停在其所在秤桿上的任意位置；1這個臺秤的量程和分度值分別為多少？2寫出用這種秤測量一個郵包的質(zhì)量時的操作步驟（包括校零的詳細步驟）；3如用調(diào)整好的臺秤稱量一個郵包的質(zhì)量時,秤桿水平平穩(wěn)后,秤錘東b 所處的位置如圖4 所示,就這個郵包的質(zhì)量為多少？4由圖中的信息推導出a .b 兩秤錘 ma 和 mb 的關(guān)系；第 3 頁共 6 頁精品學習資料

5、精選學習資料 - - - 歡迎下載四.（ 16 分）小華家買了新居,預備改裝客廳頂燈的電路時,他發(fā)覺爸爸拿來一幅如圖5 所示電路圖,他很奇怪,看了一會兒之后,發(fā)覺這幅圖有些眼熟,但又和過去所看的圖不同,他拿著圖去問爸爸： s3 為什么開關(guān),爸爸告知他這叫“雙刀雙擲”開關(guān),相當于兩個單刀雙擲開關(guān)“聯(lián)動”；爸爸仍告知他要將這三個開關(guān)分別裝在三個與客廳相連的房間的門旁邊； 這為為什么？這樣裝有什么好處呢？小華打算認真討論一下；1小華預備第一用列表的方法分析開關(guān)的狀態(tài)與燈泡亮滅的關(guān)系；為此他設計了如下的表格,并用“1”和“ 2”表示開關(guān)接通的位置,用“1”和“ 0”表示燈泡的“亮”和“滅”；請你也參加

6、到他的討論中來,并幫他在表格中記錄下三個開關(guān)全部可能的組合對燈的掌握情形,完成下表：s1s3s2燈的亮滅2依據(jù)列表的結(jié)果總結(jié)出這個電路的好處；3弄懂了這個電路和雙刀雙擲開關(guān)的特點之后,他又有了新的想法：仍可以在圖5 的電路中再增加一個雙刀雙擲開關(guān)s4 并使它和其他的開關(guān)作用相同；請把他的設計畫在圖6 中；第 4 頁共 6 頁精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載五.（ 18 分）單位質(zhì)量的某種液體變?yōu)橥瑴囟鹊臍怏w所需要吸取的熱量,叫做這種液體的汽化熱；通常情形下, 同種液體在不同溫度下的汽化熱為不同的；某課外活動小組設計了如圖7 所示的裝置, 可以用來測定100時水的汽化熱； 該裝置的

7、測量原理為：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,依據(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 ；由于這個裝置工作時的散熱缺失為不行忽視的,該組同學試驗時測量了兩組數(shù)據(jù),如下表所示：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2013007068其次組40230070601試簡潔說明該裝置的散熱功率為否隨加熱功率的轉(zhuǎn)變而轉(zhuǎn)變；2依據(jù)以上數(shù)據(jù),求水的汽化熱3針對此試驗提出一些削減試驗誤差的措施；第 5 頁共 6 頁精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載六.（ 1

8、8 分）小亮家有一輛家用轎車,爸爸在給他說車的性能時,總為說“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；假如發(fā)動機有如干個氣缸,全部氣缸工作容積之和稱為發(fā)動機排量；從說明書上查到：小亮家的汽車采納的為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8 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 ,平均精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載行駛百公里油耗為9l ；從物理書上查得汽油的熱值為

9、4.6× l 0733；精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載j/kg,密度為0.71× 10 kg/m1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 5000 r/min 范疇內(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)的平均壓強約為多少？第 6 頁共 6 頁精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載20xx 年其次十屆全國中學應用物理競賽復賽試題參考解答與評分標準說明：1供應的參考解答除挑選題外,不肯定都為惟一正

10、確的；對于那些與此解答不同的解答,正確的,同樣得分；2評分標準只為按一種思路與方法給出的；在閱卷過程中會顯現(xiàn)各種不憐憫形,可依據(jù)本評分標準的精神定出詳細處理方法,但不要與本評分標準有較大偏離；3問答題或運算題為依據(jù)分步方法給分的；在評分標準中經(jīng)常寫出（1）式幾分, （ 2）式幾分這里的式子為用來代表步驟的；如考生并未寫出這個式子,而在文字表達或以后的解題過程中反映了這一步驟,同樣得分；沒有寫出任何式子或文字說明,只給出最終結(jié)果的,不能得分；4參考解答中的數(shù)字結(jié)果為依據(jù)有效數(shù)字的運算要求給出的,但對考生不做要求；不要由于有效數(shù)字的錯誤而扣分；5在最終定獎時,假如得分相同的人數(shù)超過獲獎名額,因而難

11、于選拔時,可對待選試卷進行加分評判；加分評判的基本依據(jù)為：（1）所用方法或原理不為課本所講的,具有創(chuàng)新性,應加分；（2）方法簡便,應加分；（3）提出多種正確解法,應加分；（4）試卷表達規(guī)范,條理清晰,能充分利用數(shù)學工具,應加分；上述各項的執(zhí)行都需由競賽領(lǐng)導小組做出規(guī)定（省統(tǒng)一安排嘉獎名額的由省打算,地.市安排嘉獎名額的由地.市打算）；一.（ 16 分）參考答案1當將一個條形磁鐵與干簧管平行放置時,干簧管的磁簧片就會被磁化,且靠近的那兩個端點會被磁化成異名磁極而相互吸引,觸點就會閉合,將電路接通；當條形磁鐵遠離干簧管時,磁簧片的磁性消逝,在彈力的作用下觸點就會斷開；4 分2浮球浸沒入水中時受到的

12、浮力為精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載3f 浮水 gv 排 1.0 ×10kg m3×10n kg ×2×10一 43m 2n3分精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載設浮球剛好浸沒入水中,浮球必需上浮,就必需滿意g 浮球 <f 浮十 g磁鐵 2n+3n 5n設浮球剛好離開水面時,浮球必需下降,就必需滿意g 浮球 g 磁鐵 3n因此要想讓此裝置能正常工作,此浮球所受的重力應滿意：5n> g 浮球>3n.2 分由公式 g mg 可以算出浮球的質(zhì)量應滿意：0.5kg> m 浮球>0.3kg1 分3如圖 1

13、所示： .6 分全部正確給6 分,不畫開關(guān)扣2 分,不標出紅.綠燈或標錯扣2 分二.（ 16 分）參考答案1由題意可知：精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載當開關(guān)s1 閉合時,電加熱器的功率為電阻r1 的功率,所以1 分當開關(guān)s2 閉合時,電加熱器的功率為電阻r2 的功率,所以1 分當開關(guān)都閉合時,電路的總功率應當為最大,即所以 p3 400w .3 分2如下表所示（每行2 分,共 10 分）10 分三.（ 16 分）參考答案1由圖可知,這臺秤的量程為2.0kg,分度值為lg；.4 分2如圖 2（可不畫） 5 分將臺秤放在水平臺面上；將秤錘a .b 均置零調(diào)劑平穩(wěn)螺母,直至秤桿水平平

14、穩(wěn)為止；將所要測量的郵包放在載物臺上；先逐槽移動秤錘a ,直至如再向大刻度方向移動一個槽,就會導致杠桿左端下沉時為止；而后移動秤錘b,直至秤桿再次水平平穩(wěn)；將稱錘a .b 所對的刻度值相加即為郵包的質(zhì)量；3這個郵包的質(zhì)量為723g.3 分4當向載物臺放質(zhì)量為 100g （ 0.lkg ）的重物時,為使臺秤平穩(wěn),可以將 a 秤錘向左移動一格,也可以將 b 秤錘向左移動至左端, 此時其移動的距離為 a 秤錘移動距離的 20 倍；由于二者為等效的,所以可以得到 ma 20mb.4 分四.（ 16 分）參考答案1如下表所示（次序不要求一樣）.8 分s1s3s2燈的亮滅11111120121012212

15、1102121精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載221122202依據(jù)列表的結(jié)果可以看出,不論其他開關(guān)處于何種位置,每一個開關(guān)都可以獨立地掌握燈的亮.滅,因而從任何一個房門走進或離開客廳時都可以便利地開或關(guān)客廳的燈,也節(jié)省電能；.4 分3如圖 3 所示.4 分五.（ 18 分）參考答案1該裝置的散熱功率不隨加熱功率的轉(zhuǎn)變而轉(zhuǎn)變； .2 分由于加熱功率發(fā)生轉(zhuǎn)變后,水溫并不會轉(zhuǎn)變,與四周環(huán)境的溫度差也就不變,而其他的條件也都未發(fā)生變化,所以散熱功率不會變化；3 分2由能量守恒定律可知：3 分依據(jù)題意可得：代入數(shù)據(jù),解得6 分3增大加熱功率（或電壓）.增大汽化水的質(zhì)量.換用更保溫的容器（削減散熱功率）.適當增大環(huán)境溫度.減小測量時間.多測幾組數(shù)取平均值等；.4 分六.（ 18 分）參考答案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 范疇內(nèi),它的輸出功率與轉(zhuǎn)速大致成正比.2 分2設做功沖程燃