[学科竞赛]2019年全国初中应用物理知识竞赛初复赛试题及答案

1991年第一届全国初中应用物理知识竞赛试题第一部分(43分)初二学生和初三学生都要完成一、单一选择题（共15分，每题3分）1.一个瓶子正好能装满1kg水，它一定能装下1千克的( )A．花生油 B.酱油 C.白酒 D.豆油2．人在地球上看到月亮从云中穿出，这种情况下的参照物是 ( )A.地球B.人C.月亮D.云3．一个同学正确测得铅笔的长度是16．34厘米。

从这个数据看，他所用刻度尺的最小刻度( )A．分米。

B．厘米。

C．毫米 D．微米。

4．体积为0．05米的救生圈重100牛顿，体重为400牛顿的人使用这个救生圈，则( ) A．人或圈可以部分露出水面。

B．人和圈没入水中后可以悬浮在水中。

C.人和圈会沉没下去 D．要做出正确判断，还需知道人的体积。

5.公共厕所自动冲洗用的水箱里有一圆柱形浮筒P，出水管口有一个圆片形盖子a，两者用短链相连（如图1）所示。

若水箱的深度足够，要实现自动定时冲洗（）A.只要浮筒P的体积足够大B.只要浮筒P的质量足够小C.盖子a必须比浮筒轻D.浮筒P的横截面积必须大于盖子a的面积二、填空题（共12分，每小题3分）．1.农贸市场里有的顾客用弹簧秤量货物。

如果弹簧秤的读数为4.9N，货物的质量是 kg。

并请在图上做出货物受力的示意图。

2．北京观象台每天四次放出气象探空气球。

气球所载仪器及球皮的总质量为2．7千克，球内所充气体为氢气，已知氢气球的密度为0．09千克／米3，空气的密度为1.29千克／米3。

为使这样的气球升空，球内所充氢气的体积至少应为米3。

3．某段铁路由长度为L的铁轨一根接一根地铺成，一列火车在匀速前进，车内一位旅客要测火车运行的速度，他测出了火车经过铁轨接缝时连续发生N次振动的时间闸隔为t，则计算车速v的关系式是= 。

4．有一种农村柴灶风箱，在推、拉活塞时都能向灶内吹风，图中活塞正在向右运动，请你在A、B、C、D各装一个阀门，画出此刻它们的开合状态。

三、(8分)有一卷无木轴的铜导线，需要确定它的长度，但是不能把导线全部拉开；更不能把导线截断。

2019 年全国初中应用物理竞赛复赛试题注意事项：1. 请在密封钱内填写所在地区、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，满分为100 分 .4.答卷时间：2019 年4 月15 日( 星期日) 上午9：30---11 ：100题号三四五六总分分数复核人一、（16分)某小型汽油发电机外形如图1所示，其实质是利用一个汽油机带动一个发电机来发电。

该发种电机铭牌部分数据如下表所示，根据表中的数据求：发动机( 汽油机) 发电机型号XGQF5.0 型号XGQF5.0额定功率8.3kW 额定输出功率5kW噪声73db 额定输出电压220V连续运行时间8h 额定频率50H z强制水冷四冲程自动电压保护(1)在允许的连续运行时间内，发电机以额定功率输出，能够提供的电能是多少度?172 教学网(2)己知汽油的热值是q=4.6xl0 7J/kg，密度是0.71 x 103kg/m3，设该汽油机的效率为35%，则该汽油发电机油箱的容积至少需要多大?172 教学网(3)汽油发电机将内能转化为电能的效率是多少?172 教学网172 教学网二、(16 分)长，期以来，我国北方地区域镇居民的冬季来暖计量一般都按住宅面积收费建筑节能的一项基本措施，近几年部分地。

作为差，造成严重的资源浪费导致用户节能意识量表作为计量收费的依据和于段，点以热区试20%---30% 。

能约算可节经测172 教学网2所示，一个完整的热量表由以下三如图热个部分组量经成：一只被体流量计，用以测电阻制作的温度传用铅交换水流量；一对的热测量供暖进水和回水温度；一低功感器，分别和算机，根据与其相连的流量计芯片计耗的单感器提供的流量和温度数据，利用热力温度传获得的热交换系统从热学公式可计算出用户算结果显量数据和计量，通过液晶显示器将测示出来。

172教学网3 -12.5测温范围℃4——100最大流量/mh温差范围/K 2~50 最大水压/MPa 1.6电源 3.6V 2Ah电源寿命≥ 5 年容取 4.2xl0 3 J/(kg C·)，天然气的以下是某用户家中的热量表的部分参数，已知水的比热为8X 10 7J/m3。

全国初中应用物理知识竞赛复赛试题答案 SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#2008年全国初中应用物理知识竞赛复赛试题参考答案及评分标准一、（16分）参考答案1．恒温箱温控系统是由交流电加热电路和直流控制电路组成，适当调节变阻器R2的阻值，利用热敏电阻R1的性能和阻值等使该系统能保证恒温箱的温度保持在预设的温度范围内。

工作过程如下：当恒温箱内的温度达到或者超过预设之最高温度时，热敏电阻R1的阻值下降，直流控制电路中电流增大，电磁继电器吸合衔铁，切断交流加热电路，恒温箱开始降温。

…（1分）当恒温箱内的温度低于预设之最低温度时，热敏电阻R1的阻值增大，直流控制电路中电流减小，电磁继电器释放衔铁，交流加热电路接通，恒温箱又开始升温。

…（1分）如此反复接通和断开交流加热电路，使恒温箱的温度保持在预设温度范围内。

…（1分）2．恒温箱的加热器应接在A、B端。

这样温度高于预设最高温度时，电磁继电器的衔铁吸合，停止加热；而温度低于预设温度时，电磁继电器的衔铁断开，进行加热。

这样才能实现温度控制。

…（2分）如果加热器在C、D两端，当温度高于预设温度时，R1的阻值减小，电磁继电器的衔铁吸合，加热器继续工作，温度将更高，这样就无法实现恒温控制。

…（2分）3．电磁继电器吸合时的电流为30mA，则控制电路的总电阻为R总=R1+R2=200Ω …（1分）控制90℃时，由曲线图可知，R1=50Ω，可变电阻值应为R2=200Ω-50Ω=150Ω…（1分）控制150℃时，由曲线图可知，R1=30Ω，可变电阻值应为R2=200Ω-30Ω=170Ω…（1分）所以，要选一个能提供150Ω～170Ω阻值的可变电阻器，选择B即可满足上述阻值要求，又能便于调节，故选用B即可。

…（1分）4．小明设计的这个电路，从理论上讲控制的只是一个固定的温度值，这样使用时，就会出现恒温箱内温度在某一固定值附近时，电磁继电器频繁通断的现象，这对电磁继电器和加热器电路的使用寿命是十分不利的。

初中应用物理知识竞赛专题讲座14专题十四内能的利用热机【重点知识解读】内能的利用主要有两方面：一是利用内能加热；二是利用内能做功。

各种热机都是利用内能做功，把内能转化为机械能。

常用的热机主要有：内燃机（汽油机、柴油机等）、火箭等。

【竞赛知识拓展】热量的计算：Q=cm△t。

式中△t是物体温度的变化量。

热平衡方程：Q吸=Q放。

热机的效率一般较低。

提高热机效率的途径：让燃料充分燃烧，减少能量损失，充分利用废气带走的热量。

【经典竞赛题分析】例1. （上海物理竞赛）一厚度为d的薄金属盘悬吊在空中，其上表面受太阳直射，空气的温度保持300K不变，经过一段时间，金属盘上表面和下表面的温度分别保持为325Κ和320K。

假设单位时间内金属盘每个表面散失到空气中的能量与此表面和空气的温度差以及此表面的面积成正比；单位时间内金属盘上、下表面之间传递的热量与金属盘的厚度成反比，与两表面之间的温度差和表面面积成正比。

忽略金属盘侧面与空气之间的热传递。

那么，在金属盘的厚度变为2d而其他条件不变的情况下，金属盘上、下表面温度稳定之后，金属盘上表面的温度将变为A．323K B．324K C．326K D．327K【参考答案】D例2、（16分)（全国初中应用物理知识竞赛复赛）某小型汽油发电机外形如图1所示，其实质是利用一个汽油机带动一个发电机来发电。

该发种电机铭牌部分数据如下表所示，根据表中的数据求：图1(1)在允许的连续运行时间内，发电机以额定功率输出，能够提供的电能是多少度?(2)己知汽油的热值是q=4.6×l07J/kg，密度是0.71×103kg/m3，设该汽油机的效率为35%，则该汽油发电机油箱的容积至少需要多大?(3)汽油发电机将内能转化为电能的效率是多少?例3 (上海初中物理知识竞赛复赛题)图为四缸发动机工作原理：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开。

曲轴与飞轮相连，飞轮每转动半周，有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作。

第十六届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题一、(10分)如图l，东湖中学想用离心泵将湖中的水抽到C处的养鱼池中。

要求在30 min内至少向养鱼池中输水120 m3，学校领导将以下几个需要解决的问题交给了科技小组。

(1)A，B处各有一个平台，离心泵应放在什么位置，请说明理由。

(2)如果某型号离心式水泵的扬程为15 m，功率为17 kW，效率为0.6，试通过计算说明这台水泵是否可满足东湖中学的需求?(3)为了节约资金，有人提出全部采购比硬质管便宜、而且与水泵管径相符的软橡皮管配套使用，你认为是否可行，为什么?说出你的正确方案。

二．(10分)一个地质勘探小分队，在野外河边休息时发现了一种矿石，他们非常想尽快知道这种矿石的密度大约是多少，但是手中只有皮尺、直木棍和针线包中缝衣服用的针和细线，请你帮助他们利用现场可利用的物品，设计一个测定矿石密度的方案，并推导出计算矿石密度的表达式。

三．(14分)小华同学为了节能和方便家人洗澡，用废弃的汽油桶在房顶上自制了一个简易太阳能热水器，图2是它的安装示意图。

在水箱上下安有二根管子，其中一根是进出水管，给热水器上冷水或淋浴时用热水，都是通过进出水管来完成，室内进出水管上安有三个阀门。

若当地的大气压强p0=1.0×105Pa，请回答下列问题：(1)小华为什么要在热水器上方安装一根与大气相通的管子A?(2)根据阀门I、II、Ⅲ的位置，说明它们的作用是什么?如何调节喷头出水的温度?(3)给热水器上冷水时，阀门I、1I、III应当处于何种状态?洗澡时，阀门1、II、111应当处于何种状态?(4)如果小华同学住的居民楼层高为3 m，他家的热水器安装在七楼楼顶上，且距楼顶高1 m，那么该地区的水压至少为多大，才能顺利为热水器上水?(5)设热水器水箱容积为100 L，在一般的光照条件下，一满箱12℃的水经白天太阳的加热温度可达到45℃，这相当于多少煤气完全燃烧放出的热量?(已知水的比热容为4.2×107J／(kg·℃)，煤气的热值约4.2×107J／kg)四、(12分)育才中学科技小组设计了一个可以测量电阻值的多量程欧姆表，图3中所示为其中两个量程的测试电路，G为灵敏电流表，其内阻Ro=100 Ω、电流灵敏度(即指针在满刻度时流过灵敏电流表的电流)U=100μA，R为可调电阻，阻值变化范围为0～5 kΩ，R l和R2为定值电阻，R1=15 Ω，R2=ll kΩ，E为1.5V干电池，S为量程选择开关。

初中应用物理知识竞赛专题讲座8专题八运动和力【重点知识解读】1.两个相互接触的物体，当它们做相对运动（或有相对运动趋势）时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动（或相对运动趋势）的力，称为摩擦力。

摩擦力的方向总是与物体之间相对运动或相对运动趋势的方向相反。

2.牛顿第一定律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。

3.物体保持运动状态不变的性质叫做惯性。

惯性的大小由物体自身质量决定，与外界因素无关。

4.二力平衡条件：作用在一个物体上的两个力大小相等、方向相反，作用在一条直线上。

【竞赛知识拓展】1.摩擦力可分为静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力。

静摩擦力发生在相对静止的有相对运动趋势的两个物体之间。

静摩擦力是被动力，静止物体所受静摩擦力与沿接触面方向的外力平衡。

静摩擦力与压力大小无关。

滑动摩擦力发生在相对滑动的两个物体之间，滑动摩擦力的大小与压力成正比。

滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关，接触面越粗糙，在相同压力作用下，滑动摩擦力越大。

滚动摩擦力比滑动摩擦力小得多。

2.运动的合成和分解一个复杂的运动可以分解为两个简单的运动。

小船过河可以分解为沿船头所指方向的运动和沿水流方向的运动；绳端（轻杆端）的速度可以分解为沿轻绳（轻杆）方向的运动和垂直于轻绳（轻杆）方向的运动。

【经典竞赛题分析】例1．(全国初中应用物理知识竞赛)如图所示，生活中有很多方法都可以将斧头安紧在斧柄上，下面四种方法能更好地利用斧头惯性的是()【参照答案】A例2. （上海市初中物理竞赛初赛试题）假设实心球体在空中下落时受到空气阻力大小正比球体半径与球体速度的乘积。

现有实心木球甲、乙和实心铁球丙从高空由静止下落，如图19所示，三球的半径关系为R甲>R 乙>R丙，若三球匀速到达地面的速度分别为v1、v2和v3，则下列结论有可能正确的是（）A．v3>v1>v2B．v1>v2>v3C．v1>v3>v2D．v1=v2=v3【参照答案】．ABC例3. （上海物理竞赛）在托乒乓球跑步比赛中，某同学将质量为m的球置于球拍光面中心，在运动过程中受到的空气阻力与速度大小成正比，比例系数为k，运动中球拍拍面与水平方向夹角为θ，不计球与球拍间的摩擦，若要球始终保持在位于球拍中心不动，则做匀速直线运动时的速度为（）（A）mgksinθ （B）mgkcosθ（C）mgktanθ （D）mgkcotθ【参考答案】C 图19例4. （上海物理竞赛） 如图所示，在竖直放置的穹形光滑支架上，一根不可伸长的轻绳能过光滑滑轮悬挂一重物G ，其一端固定于支架的A 点，另一端从穹形顶端B 沿支架缓慢地向C 点靠近，C 点与A 点等高。

第二H^一届2021年全国初中应用物理知识竞赛初赛试题一、此题共10小题,每题2分,共20分.以下各小题给出的四个选项中只有一个是正确的,把正确选项前面的字母填在题后的括号内.1 .目前,很多汽车的驾驶室里都有一个叫做GPS除球卫星定位系统〕接收器的装置.GPS接收器通过接收卫星发射的导航信号,实现对车辆的精确定位并导航.卫星向GP能收器传送信息依靠的是〔〕A.红外线B. 紫外线C. 电磁波D. 激光2 .图1为工人师傅用于推车运送纯洁水的图片,对于这两种方法中哪种方法比拟省力的判断,以下说法中正确的选项是〔〕A.图甲的方法比拟省力.B. 图乙的方法比拟省力.C.图甲和图乙两种方法所用力的大小相等.D.无法判断.3 .如图2所示,教室里的天花板下面装有多挡位吊扇, 当吊扇正常工作时扇对天花板的拉力大小与其重力大小的判断,以下说法中正确的选项是〔〕A.吊扇在高挡位工作时,拉力等于重力.B.吊扇在低挡位工作时,拉力大于重力.C.电扇在任意挡位工作时,拉力等于重力.D.电扇在任意挡位工作时,拉力小于重力.4 .在学校的田径运动会上,小亮注意到发令台上有一块“板子〞,如图3所示；关于这块板子的作用,他做了如下猜测,其中正确的选项是〔〕A.主要用来反射发令枪的枪声,所以必须正对着终点计时裁判的方向.B.主要用来衬托发令枪冒出的白烟,所以应该是深色或黑色的.C.主要用来减弱噪声,所以要把它放在看台和发令枪之间.D.主要用来遮阳,所以要把它放在裁判员的头的上方.5 .随着我国航天员在轨道舱内停留时间的增加, 在轨道舱内进行体育锻炼必将成为航天员需要完成的一项重要工作；以下适合航天员在轨道舱中进行体育锻炼的运开工程是〔〕A.举哑铃B.跳绳C . 踢毯子 D.拉弹簧拉力器6 .动车组列车进站前的减速过程分为两个阶段进行：第一阶段采用“再生刹车〞技术,速度从250km/h减至90km/h,这期间停止动力供应,列车依靠惯性继续前行,并带动发电机发电；第二阶段采用机械刹车,速度从90km/h开始不断减小直至停止；关于列车进站过程中的能量转化,以下说法中正确的选项是〔〕A.第一阶段减小的动能全部转化为电能,即电能等于减小的动能.B.第一阶段减小的动能有一局部转化为电能,即电能小于减小的动能. *C.第二阶段减小的动能主要转化为内能,且内能等于减小的动能. /D.第二阶段减小的动能主要转化为内能,且内能大于减小的动能. / .7 .在晴朗的夜空,我们很容易找到北斗星与北极星,如图4所示.天刚黑下来的时候, L T-…*1斗昆我们观察并记录一次北斗星与北极星相对于地面的位置；半夜的时候,我们再次观察并记录北斗星与北极星相对于地面的位置.比拟这两次的记录结果,我们会发现〔〕A.北斗星和北极星都是运动的.B.北斗星和北极星都是静止的.C.北斗星是运动的,北极星是静止的.D.北斗星是静止的,北极星是运动的.8 .在炒花生或栗子时,通常要往锅里放一些沙子〔或粗盐〕；这样做的主要目的是〔〕A.使炒锅的温度更高.B.使花生或栗子受热均匀且预防与锅底直接接触时间过长.C.让沙子〔或粗盐〕吸收一些水分,使花生或栗子更加干酥脆.D.让沙子〔或粗盐〕吸收局部热量,预防因温度过高而使花生或栗子变焦.9 .人站在哈哈镜前,会由于哈哈镜的特殊形状而使人体不同部位的像或被拉长或被压短而变形, 令人发笑. 现有一个如图5甲所示由两个水平方向的柱面镜连接而成的哈哈镜,竖直置于水平地面上.当一个与哈哈镜等高的人站在其正前方〔如图5乙所示〕,他看到的像的情况是〔〕A.上半身的像被拉长.B.下半身的像被拉长.C.全身的像都被拉长.D.全身的像都被压短.10 .图6甲是某生产流水线上的产品输送及计数装置示意图. 其中S为激光源,R为光敏电阻〔有光照射时,阻值较小；无光照射时,阻值较大 〕,R 为定值保护电阻,a 、b 间接“示波器〞〔示波器的接入对 电路无影响〕.水平传送带匀速前进,每当传送带上的产品通过 S 与R 之间时,射向光敏电阻的光线会 被产品挡住.假设传送带上的产品为均匀正方体,示波器显示的电压随时间变化的关系如图6乙所示.己知计数器电 路中电源两极间的电压恒为 6V,保护电阻岛的阻值为 400◎.那么〔〕A.有光照射时光敏电阻 R 的阻值为800 0.B.有光照射和无光照射时保护电阻R 2两端的电压之比为 1:2.C.有光照射和无光照射时光敏电阻的阻值之比为1:2. D.每1 h 通过S 与R 之间的产品个数为 6000个. 二、简答以下各题〔每题5分,共30分〕1.警用弓弩因其发射时无光、声音小等特点,被广泛应用于反恐,如图 7甲所示.图7乙和丙为两种配有 不同瞄准装置的弩,它们可用来发射箭和钢珠,并配有手柄、肩托等辅助设备弩弦的拴绕使用了滑轮可有 效地减小体积.请观察它的结构,并分析它的使用过程,其中用到了哪些物理知识 ？员可以通过开关对其进行限制,当通电时这些金属膜会发热.请答复这些金属膜的主 要作用是什么？3.图9中的甲、乙两图是同一把平放在一张白纸上的透明刻度尺正放和反放的照片,图 9丙是其沿刻度线方向的横截面图.刻度尺的刻度线是用油漆喷上去的.由图9乙可以看到,每个 数字和刻度线的右侧都有一个阴影. 〔1〕利用图9丙说明,该刻度尺的刻度线喷在图 9丙中所标的 A B 、C 、D 的哪个部位？为8所示.驾驶甲 般都将刻度尺带刻度的一侧做得较薄,这样做的好处是什么什么？ ,细金属丝与灯丝支架导通.假设将这种规格的小彩灯接入乙图710所示,在正常情况下,200V 以上电压时,氧化220V 电路中,为使 ? 〔2〕假设其中一只小彩灯的号电充繁 4.一串小彩灯,规格都是"4V 、0.2A",每个小彩灯的结构如图 细金属丝由于外表有一层氧化铜而与灯丝支架不导通,假设加上 2.许多轿车后窗玻璃的内壁上都平行地贴有假设干条很窄的金属膜,如图铜被击小彩灯正常发光,请通过计算说明：〔1〕应串联多少个小彩灯灯丝被烧断,其它小彩灯是否还能发光？为什么？5 .为了节省电能,居民楼的楼道灯通常由两个开关共同限制.一个是利用光敏器件制成的“光控开关〞,它的作用是光线暗时自动闭合,光线亮时自动断开；一个是利用声敏器件制成的“声控开关〞,它的作用是有声音时自动闭合电路,两分钟后,假设再无声音那么自动断开.〔1〕请将图11甲中的器材连成符合上述楼道灯要求的电路.曲期理美先拄斤关:―—：电碑也持开关〔2〕小明受楼道灯电路的启发,在爷爷的卧室里也安装了这样一个“聪明〞的电路.晚上只要拍拍手,灯就亮了,过一会自动熄灭,给爷爷带来了方便.不过遇到晚上有雷雨, 就麻烦了,雷声使灯不断被点亮,影响爷爷休息.还有爷爷睡觉前需要这盏灯一直被点亮.现在再给你两个开关S、S2,在图11乙中完成对这个“聪明〞电路的改装.并分别说明在灯自开工作、晚上打雷需取消自动功能和需要灯一直被点亮时开关S、S2的断开与闭合情况.6 .某物理兴趣小组的同学设计了图12甲所示的实验装置,在橡皮塞中紧密地插入一根细玻璃管,将此橡皮塞盖紧在装满水的玻璃瓶瓶口,玻璃瓶沿水平方向的截面为图12乙所示的椭圆.当用力沿图12所示方向挤压装满水的玻璃瓶时, 会看到细玻璃管内的水面明显上升.在这里,同学们利用细玻璃管内水面的变化将玻璃瓶的微小形变"放大"了.请你再列举两个用到这种"放大〞方法来观察物理现象的实验或用到这种方法来工作的仪器,并简要说明"放大"的方法.三、〔11分〕"米线〞是一种特色小吃.端上餐桌的有：一碗热汤,上面浮着一层油：一碟切成薄片的鲜肉：一碗已煮熟的米线.食客先把肉片放进汤内,稍候再参加米线.现有以下资料：汤的初温97° C,比热容4.2x10 3J / 〔kg. ° C〕;肉片的质量为0.2kg,初温22 °C ,比热容3.5xl0 3J/〔kg. °C 〕.基于健康缘故,肉片必须至少在大于80° C的汤中保持2min ,在这2 min时间里,由于向外界散热整体温度将下降约 2 C.问：1 .碗中油层的作用是什么？ 2.为实现上述的温度要求,碗中汤的质量多少应满足什么条件四、〔12分〕微波炉是一种利用向食物发射微波, 进而将以微波形式存在的电磁能转化为内能来对食物加热的厨具.由于微波可以深入食物外表内约 5 cm,因此与蒸烤类厨具比拟,具有加热更加迅速的特点.小明家最近买了一个微波炉,他听人们讲利用微波炉对食物加热,不仅加热时间短,还具备加热效率高的特点.为了验证后一种说法,他决定借助电能表、手表、温度计等器材实际测量一下微波炉在高火挡烧水时的效率.为此他查看了家中微波炉后面的铭牌,上面注明额定输入功率为 1 200 W,他又查看了他家的单相电子电能表,上面注明3200 imp / kW-h〔它表示每消耗电能 1 kW- h,该电能表上面的发光二极管闪烁3 200次〕.之后,他关闭其他所有家用电器,将体积为1L、温度为20.C的水放入微波炉并用高火开始加热, 同时用钟表计时并记录电能表上面的发光二极管闪烁的次数,历时 4 min,电能表上面的发光二极管闪烁了256次,此时取出并测得水的温度为72 ° C,请你帮助小明计算微波炉烧水时的效率.微波炉中发射微波的器件叫做微波管,假设某微波炉内的微波管只有一只,且该微波管只能在额定电压下以额定功率工作,请答复这个微波炉是如何仅仅利用这只微波管实现在不同挡位工作的呢五、〔12分〉小明的父亲为了解决全家人夏季淋浴问题,想自己动手：作一个太阳淋浴器,他买来了一个圆柱形金属桶,一个压力传感开关,两个圆柱体以及细线假设干.初步设计如图13所示,其中A B两个圆柱体通过细绳与压力传感开关相连.2己知：圆柱形金属桶的底面积S=0.5 m,局h1=50 c m;压力传感开关的作用是当它受到竖直向下的拉力到达10 N时闭合,通过限制水泵从进水口向桶内注水,当拉力等于4N时断开,水泵停止向桶内注水：两个圆柱体的底面积&=40 cnf,高h2=12 cm, 每个圆柱体重G=6N要求当水桶内储水量达200 L时停止注水,当储水量剩余40L时开始注水.〔压力传感开关请你帮助小明的父亲在其初步设计的根底上,求出满足上述要求的两段细线的长度.与金属桶间的距离、细绳质量与体积、计算储水量时圆柱体排水体积忽略不计〕六、〔15分〕随着新能源、低碳等理念的普及,小明设想出了一种完全以太阳能电池为能源的汽车,以下是他查到的一些数据：太阳辐射的总功率P总=3.9x10 26 W,太阳到地球的距离口 1.5x10 11 m,阳光穿过太空和地球周围的大气层到达地面的过程中的能量损耗约为51%;太阳光垂直照射时,太阳能电池的能量转化效率最高约为15%假设一辆太阳能电1车的质量约为750kg,期望到达的最高时速为72km/h,车辆行驶过程中的平均阻力约为车重的0.02倍,车身最多能敷设的太阳能电池板的面积约为8nt驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率. 〔半径为r的球的外表积为S=4兀r2〕1.根据以上数据,通过计算对小明的设想进行分析与评价.2.你对他的设想有什么改良建议？2021年第二十一届全国初中应用物理竞赛叁考解答和评分标准忡跖1 .除选择期外,提供的参考解答不一定都是椎-正确的.对于那些与此解答不同的解答,正确的, 同样得分.2 •评分标准只是按一•种思路与方法给出的*在阅卷过程中会出现各种不同情况,可参照本评分标准的将神定出具体处理方法.但不要国本评分标准有较大偏高.3 .制管胭或计算题是根据分步方法蛤分的.在评分标膜中常常写出①、②……,这里的①、②…… 是用来代表做题要点成步骤的.假设考生并未整出这个式子,而在文字表达成以后的解题过程中反映了这一要点或步骤,同样得分.没有写出任何式子或文字说明,只给出最后结果的,不能得分.4 .参考解答中的敷字曲果是根据有效数字的运算要求给出的,但对考生不做要求.不察由于有效数字的错误而扣分.5 .饕求学生估算的,亶看学生是否会忽略那些可以忽略的条件.6 .在最后定奖时,如果得分相同的人数超过求奖名额,因而难于选拔时,可对特选试卷迸行加分评判.加分评判的根本依据是；〔I〕所用方法或原理不是谶本所讲的,具有创新性,应加分【〔2〕方法筒便,应加分।<3>提出多即正确解法『应加分』〔4〕试卷表达规瓶,条理清楚,能充分利用数学工具,应加分.上述各项的执行都应由竞鹿领号小蛆做出规定〔省统■分配奖励名额的由省决定.地,市分配奖励名题的由地、市决定〕.f ftM 〔每小愚2分.共20分〕LC 2, A ID 4.B 5,D 6B 7.C 8.B 9. B 〕0, D二,简答II 〔每题5分,共30分〕1,〔5分〕参考答案①手柄上有花纹：蒙面粗糙增大摩擦,②箭身细氏；减小空"阻力* @弓箭或钢珠离开弩弦后能维健运动,物体具有惯性」④俯头锋利।减小受力而枳,增大抵强.⑤利用督的弹力发射弓箭, 将弹性势能转化为动能.⑥用托।增大受力面积,减小限强.⑦睹具；光的直战林播.⑧光学瞄准镜t光的折射〔凸透镜成像、里远镜〕、光的直线伸搭.⑨滑轮如：装简时省力.⑩滑轮铝：放箭时省距离.说明】辑说对一种作用将I分,量多5分.Z储分〕参考答案①在冬季,使附首在窗玻璃内表曲上的小水滴汽化或小冰粒熔化井汽化।使附着在玻璃窗外外表上的积雪馀化・②便于司机通过驾驶室上方的反光樵观察车后面的情况.说明［①中每个物态变化名称【分.共3分3②2分.共5分3.(5ft)叁考答案①.所在部位.②为了让刻度故贴近被测物体,减小读数课弟.(2)①刻度尺有刻度的一边做得较薄,足为了在应用刻度尺画纹的时候笔尖贴近刻度尺,浅更 界见询直,②由于细尖贴近刻度线,更容易画出长度符合要求的线段.说明T1)①i 分,②2分.(2) 2分.共5分.4. (5分)参考答案(J)应申联接入电路的彩灯个数।联素 =55个.(2)此时电路总电阻：N=55x~ £>1 100Q. .......... ......................... ①当其中一只影灯灯线烧断瞬间,影灯等效电路如图答I 所示,将所有 正常彩灯当成 个电阻,Rm 灯较烧断的彩灯.其整体看成一个电阻R., 由于此时细金JB 丝与灯丝支架不导通,灯丝烧断的彩灯的电阻R •比正常影灯的灯线总电阻式地大根多. ................................... . (4)根据申联电路特点可得；u .方r 又由于小丁』. ............................... ③(5)U.-^220V,此时灯他烧断『的彩灯两端电压U •的为220 V,大于200 V,氧化辆被击穿, 电局给与灯修支架将导通,此后灯理烧断了的彩灯相当于导线,220 V 的电汽将前新加在其他未被烧 坏的彩灯两端.所以其他彩灯能继续发光.一 ..................... ................................... ④说明,(1)【分.(2)各I 分.共5分.5. 0分)参考答案(1)见图答"(2)见图等3•…①需灯自开工作时,断开S),闭合Ss ................ ②晚上打雷时断开S 3, ............................. ③需要灯一宜被点亮时闭合a 和S 〞 ............ ®说明। (1) I 分.(2)善】分.共5分. 6. (5分)步考答案①将正在发声的音叉器近用即线悬吊着的乒乓球,通过抗乓球反直被界开显示音叉在振动.②温度计的玻璃管做得很细,用液柱的长度变化显示液体的热胀冷缩.③金属盒乐强计中用指针的摆动显示金属盒的形变程度.④用托盘天平的指仲是否指在平衡标牌的中央刻度线上来显示天平的横梁是否水平.说明：其他方法只要正确也可想分,每等出一点23分,■多不超过5分. R IJU R > *(/=220V ----- 图答I图答2三,分〕参考解答1 .诚慢蒸发,从而M慢热量的散失.............................................. 〔3分〕2 .由于肉片必须至少在大于80 t的汤中保持2mH在此期间,整体温度将下降妁2C,所以,场和肉混合后的温度至少为m82 t ......................................................................... 〔2分〕根据* Q・=Q*以及Qnrm" .................................................. .. ...................................... 〔2分〕町ffit *〕- .⑺................................................ 〔1分〕至少需要汤的用量}C2分〕35x10」叫2x(81 22).分〕4.2x1 (Px(97-82) 1=0 * M..............四,〔12分〕•考解答4min微波炉消耗电能,E=3〞常逝j a2.88x!〔/j ......................................... 〔2分〕水的质量工fflV^l Oxia'xlxIO ^tkg .......................................................................... 〔2 分〕水吸收的然1小Q^cm〔/-f> 4.2x10\lx〔72-20〕J= 1I8X IO5J .............................. 〔2 分〕减波炉的效率।q = j^{^・76% ........................... ............................................. 〔3分〕号微波炉中的微波管在触定电压下以款定功率连段r作时।设定为高火外,带微波炉中的微波管在物定电压下以额定功率间歇【作时.设定为非用火档* H工作时间号不工作时间的比值越小,tttt ■力挡越低・**・+,, m,****** ।I »i ***** ।〔. 3 5〕〕五.〔门分〕金考解答40x10 s桶内储水储为40L时水深।M 661m=8x1 Q,^m........................ .. ......................... 〔|分〕圆柱体所受浮力大小।F〕=〔2x^10〕N=2N ........................................................ 〔2分〕圆柱体的I水体根।% .金品灯6媒'・加】0i法........................ 〔I分〕JwlO"*69柱体&浸入水中深度।演=*研m=5xl04m ....................................................... 〔1分〕1 n-5桶内储水量为200L时水深*坛・学1ti M4X10水............................ 〔1分〕跚柱体所受浮力大小；F2-〔2X6-4〕N=8 N .............................................................. 〔I分〕Bl柱排水体机力〞匕匕■品前……〔2分〕F ■1悬园柱体注漫入水中深度：友・以日才1^8x10?e............................................................ 〔1分〕JK力传感开关与圆柱体4间细线长度：I产6xl0"m ............................................................ 〔1分〕圆柱体总与圆柱体5间细线长度：^17x10% ........................................................................ 〔I分〕六,〔15分〕•考解答L驱动电机需要到达的最大机械输出功率।P ^Fv^hng k«0.02x750x10x20W =3xlO J W............................................................... 〔3 分〕需要的电功率t P«-^ = ^W=133xlO5W.............................................................................. 〔2分〕1d垂直于太阳光的太附能电池板得到的太阳精射破大功率：D_力硒_ 〔1-51%执3,9*吸・一「亨3 i /…P" = 4x3J4xl.5xlO11,,7W/m 476 W/m ............................................................ 〔3 分〕车上的太阳能电池板能极供的用大电功率：P“M H S»15%x676x8W«8i 1 W<3.33xitf W......................... .................................... 〔3 分〕以上所算数据为天气晴朗无云*太阳能电池板始终塞直于阳光时的数据,实际上汽车上的电池板很难做到始终与附光垂|匕其实际提供的电动率会小于Pw,不能满足驱动电机的需求.…〔2分〕?本爆的解法会很多,箕他方法正确均可得分〕2-减轻车体口身重、降低车辆行驶时的阳力、M小机械损耗、降低车辆设计最扃时速、提升电机效率、兼容耳他能源动力、使用蓄电池供电,在车顶部安装折冷式太阳能电池板,停车时将太阳施电池转化的电能存入蓄电池.新发高效率太阳能电池板等 ....................................... 〔2分〕〔任意答出两点即可得2分〕2021年第二十一届全国初中应用物理竞赛复赛试题考前须知: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,总分值为 100分.4 .答卷时间：2021年4月17日〔星期日〕上午9: 30〜11 : 10.一、〔16分〕测定患者的血沉,是医学上用来帮助医生对病情作出正确判断的一种手段.把新鲜的血液, 参加抗凝剂,静置一定时间后形成抗凝血后,红血球即从血浆中别离出来而下沉.设抗凝血是由红血球和 血浆组成的悬浮液,血浆的密度p0=1.0X103kg/m 3,红血球的密度 1.3X 103kg/m 3.将抗凝血放进竖直放置的血沉管内,红血球起初在血浆中加速下沉,然后一直匀速下沉,其匀速下沉的速度称为“血沉〞.正常人血沉的值大约是 v=12mm/h .如果把红血球近似看作半径为 R 的小球,它在血浆中下沉时所受的 粘滞阻力为f=6M Rv ,在室温下〞=1.8 x 10-3Pa . s,V 球=4 n R 3 ,试根据以上信息解答以下问题：31 .红血球在血浆中为什么先加速下沉后一直匀速下沉 ？2 .计算红血球半径的大小.二、〔16分〕为了推进环保和节能理念的实施,某公司开发生产了 “风光互补路灯〞,该路灯只需要晒 晒太阳吹吹风就能工作, 如图l 所示.它在有阳光时通过太阳能电池板发电, 有风时通过风力发电机发电,二者皆备时同时发电,并将电能输至蓄电池储存起来,供路灯照明使用.为了能使蓄电池的使用寿命更为1 .当风速为6. 0m/s 时,风力发电机的输出功率将变为 20%充至90%需多长时间？2 .如果当地垂直于太阳光的平面得到的太阳辐射最大强度约为 率到达36W,太阳能电池板的面积至少要多大 ？3.假设遇到阴天无风的天气,仅靠蓄电池供电,最多可供灯具正常发光多长时间？三、〔16分〕电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具,如图 2所示.其主要结构就是在原来的普通 自行车的根底上,增加了电动机及供电、传动设备,它可以电动骑行,亦可以脚踏骑行.电动骑行时,蓄风力发电机太阳能电池组件最小启动风速 1.0m/s 太阳能电池 36W 最小充电风速 2.0m/s 太阳能转化效率15% 最大限制风速12.0m/s 蓄电池 500Ah-12V 取大输出功率400W大功率LED 路灯80W-12V50W,在这种情况下,将蓄电池的电量由240W/m:要想太阳能电池的最大功整车整车质里40kg 最局车速 & 30km/h 取大噪严w 62dB 蓄电池电压 一48V 容量12A - h 电动机额定电压 48V 额定功率240W长久,一般充电至 90%左右即停止,放电余留 20%左右即停止电能输出.卜表为某型号风光互补路灯系统配置方案.问:图1电池为车上的电动机供电,电动机为车提供动力；脚踏骑行时,与普通白行车相同.下表是某型号电动白行车主要技术参数.1 .仔细观察电动自行车的构造,会发现很多地方用到了物理知识.请仿照下面的例如,再列举三处应用物理知识进行设计的事例.例如：电动自行车的车座大而扁平,可减小压强.答：⑴ ____________________________________________________________________________(2) ___________________________________________________________________(3) ___________________________________________________________________22 .当一个初三学生骑着电动自行车在平直的公路上匀速行驶时, 轮胎与地面的总接触面积约为 40cm ,此时路面受到的压强约为多大？3 .电动自行车以额定功率行驶时通过电动机线圈的电流是多大 ？4 .蓄电池充足电后储存的能量是多少？5 .在蓄电池充足电后为电动机供电的过程中,当把储存能量的 80%提供应电动机后就应进行充电.假设电动机工作时将电能转化为对自行车输出机械能的效率为75%,电动自行车在平直的公路上匀速行驶时受到的阻力为30N,那么蓄电池充一次电最多能完全依靠储存的电能连续行驶多远？6 .从环保的角度来看,与摩托车相比,电动自行车有什么优缺点？(各列举一条)四、(16分)家用燃气快速热水器(如图3所示)是一种方便、快捷且不受天气影响的洗浴设备.下表为1 .为平安使用此热水器,机体上印有一些警告,其中一条是这样说的： “气温低于0c 时,用后请打开放水塞,放尽机体内存水,再拧紧…〞.请解释为什么要这样做？2 .试求该型号家用燃气快速热水器正常工作时的烧水效率.3 .假设在额定产热水水平下进行淋浴, 一次淋浴总计加热时间为 20min,那么此次淋浴至少需消耗多少天 然气？4 .为预防燃气热水器在无水或水压过低时“干烧〞,技术人员设计了很多种“水气联动〞装置,实 现通常所说的“水到气到〞.图 4就是其中一种“水气联动〞装置的原理图,你能看出它的工作原理吗 请简述它是如何利用“水到〞来限制“气到〞的.5 .为了预防热水器工作过程中加热火焰意外熄灭导致燃气泄漏,技术人员设计了 “火灭断气〞的装 置.如图5所示为一种“火灭断气〞装置的原理图,请根据这个原理图,简述它是怎样实现“火灭断气〞 功能的？8X 107J/m 3,水的比热容为 4.2X 103J 生产许可证 XK00-1020044 执行标准 GB6932-2001 型 号 JSD-D8JA 燃气种类 天然气 额定燃气压强 2000Pa 额定热负荷16kW适用水压 0.025MPa 〜0.75MPa 额定产热水水平8L/min (At=25K)额定电压3V (DC)某品牌家用燃气快速热水器的主要技术数据.天然气的热值为 /(kg • C ).图4图5。

初中应用物理知识竞赛专题讲座9专题九 压强【重点知识解读】1. 物体单位面积受到的压力叫做压强，压强公式： p=F/S 。

2. 液体内部朝各个方向都有压强，在同一深度，各方向压强大小相等。

液体的压强只跟液体密度ρ和距液面的深度h 有关，与液体重力、体积及容器形状、底面积等无关。

3. 连通器中同种液体不流动时，各容器中的液面高度总是相同的。

4. 大气压强是由于气体分子对器壁的碰撞而产生。

标准大气压数值p=1.013×105Pa=760mmhHg 。

活塞式抽水机和离心式抽水机都是利用大气压工作的。

5. 在流体中，流速越大的位置，压强越小。

飞机能够升空是由于机翼上下表面空气流速不同产生了压强差。

【竞赛知识拓展】1. 液体压强公式：p=ρgh 。

柱体压强公式：p=ρgh 。

2. 大气压随高度的增加而减小。

在海拔3000m 以内，大约每升高10m ，大气压减小100Pa 。

【经典竞赛题分析】例1. （上海物理竞赛）如图所示，水平桌面上放置一底面积为S 2的轻质圆柱形容器，容器足够深。

在容器中放入底面积为S 1，质量为m 的圆柱形木块。

在容器中缓慢加入水，当木块对容器底部的压力恰好为零时，容器对桌面的压力大小为（）（A ）21S S mg （B ）211S S S -mg （C ）121S S S -mg （D ）221S S S -mg【参考答案】A例2．（上海物理竞赛）如图所示，小试管倒插在广口瓶内的水银中，此时试管恰好浮于水银面。

现由于天气变化的原因，大气压强稍增大，其它条件不变，则 A ．试管略微下沉B ．试管内封闭气体的体积变大C ．试管内外的水银面高度差变大D ．试管内封闭气体的压强变大 【参考答案】AD例3．（上海市初中物理竞赛初赛试题）如图2所示，两端开口的C 形小管中充满水，A 、B 两端开口处均用手指堵住。

若同时松开手指（ ） A ．只有水从A 端流出 B ．只有水从B 端流出C ．A 、B 两端同时有水流出D ．A 、B 两端都没有水流出【参照答案】．B例 4. （上海市初中物理竞赛初赛试题）在柱状容器里注入适量的浓盐水，在盐水中放入一块冰，冰与盐水的质量相等，并始终漂浮在盐水面上。

初中应用物理知识竞赛专题讲座18专题十八电功率【重点知识解读】1.电功率电功率P=UI，用电器的额定功率等于额定电压与额定电流的乘积，用电器的实际功率等于实际电压与通过的实际电流的乘积。

2. 焦耳定律电流具有热效应，电流通过电阻时要产生焦耳热，由焦耳定律可得，产生的热量Q=I2Rt。

3．电能的计算若用电器以恒定功率P工作，则t时间消耗电能为W=Pt。

【竞赛知识拓展】初中应用物理知识竞赛关于电功率拓展的知识点主要有：1.用电器串联所允许加的最大电压用电器串联是实际中经常遇到的问题。

几个用电器串联，其电流相等。

可根据用电器的铭牌确定各个用电器的额定电流，取各个用电器中额定电流最小的值乘以串联用电器的总电阻即得用电器串联所允许加的最大电压。

2.电热功率。

电流具有热效应，电流通过电阻时要产生焦耳热，由焦耳定律可得，产生的热量Q=I2Rt，单位时间产生的热量称为热功率，P热=I2R。

3.电动机电路。

电动机的输入功率P入=UI，电动机内阻R发热消耗功率P热=I2R，电动机输出的机械功率P=P2R。

对于电动机电路，U>IR，欧姆定律不成立。

入- P热=UI- I4.电功率随时间变化的图线与横轴所围面积表示消耗的电能。

【经典竞赛题分析】例1.（上海物理竞赛）直径d1=0.3mm的细铅丝通过1.5A的电流将被熔断，而直径d2=0.6mm的粗铅丝通过4A的电流将被熔断假设这两种铅丝的长度和电阻率相同，选取上述20根细铅丝和1根粗铅丝并联接入电路，运行通过的最大电流为（）。

A．36A B．34A C．30A D．24A【参考答案】D例2．（上海物理竞赛）在如图（a）所示的电路中，电源电压U0保持不变，R0为定值电阻。

移动滑动变阻器R的滑片P，电压表和电流表的示数的部分U—I关系图象如图（b）所示。

则A．电源电压为9VB．滑动变阻器的总阻值为10ΩC．电压表示数为2.5V时，R消耗的总功率最大D．电压表示数为2.5V和2.0V时，R消耗的总功率相等【参考答案】BD例3.（上海市初中物理竞赛初赛试题）将某灯泡接到电压不变的电源两端，灯泡的电功率为16W。

全国初中应用物理知识竞赛试题分类汇编专题十八、电功率一．选择题1.（2010 上海初中物理竞赛题）如图24-13 所示，额定电压为110 伏的A、B 两盏电灯，额定功率分别为100 瓦和25 瓦。

把它们接到220 伏的电路上，欲使它们都能正常发光且电路消耗的电能最少，正确的电路是1.【答案】.C【解析】：利用串联并联电路知识分析可知，电路ABC 都可以使额定电压为110 伏的A、B 两盏电灯正常发光，电路消耗的电能最少的是电路C。

2.（2011 上海第25 界初中物理竞赛）甲、乙两灯为钨丝白炽灯，将它们并联在照明电路里都能正常发光，且甲灯比乙灯亮，那么A．甲灯的额定功率一定比乙灯大B．甲灯消耗的电能一定比乙灯多C．甲灯的电阻比乙灯大.D．甲灯两端的电压比乙灯两端的电压大2.【答案】：.A【解析】：根据两灯并联在照明电路里都能正常发光，且甲灯比乙灯亮，说明甲灯的额定功率一定比乙灯大，两灯电压相同，甲灯的电阻比乙灯小，选项A 正确CD 错误。

灯消耗的电能与时间相关，选项B 错误。

3.（2010 上海初中物理竞赛题）将某灯泡接到电压不变的电源两端，灯泡的电功率为40 瓦。

如果将灯泡和某电阻R 串联后再接到上述电源的两端，电阻的电功率为3.6 瓦，不考虑灯泡的电阻随温度而发生变化，且灯泡的电阻小于R，则此时灯泡的电功率为( )A．14.4 瓦。

B．32.4 瓦。

C．0.4 瓦。

D．0.9 瓦。

3.【答案】CU 2【解析】：设电源电压为U，灯泡电阻R0，将某灯泡接到电压不变的电源两端，有R=40W；将灯泡和某电阻R 串联后再接到上述电源的两端，电路电流I=UR0+RI2R=3.6W；灯泡的电功率为P=I2R0.联立解得P=0.4W，选项C 正确。

；电阻的电功率4.（2010 上海初中物理竞赛题）将某灯泡接到电压不变的电源两端，灯泡的电功率为40 瓦。

如果将灯泡和某电阻R 串联后再接到上述电源的两端，电阻的电功率为3.6 瓦，不考虑灯泡的电阻随温度而发生变化，且灯泡的电阻小于R，则此时灯泡的电功率为( )A．14.4 瓦。