长沙初中应用物理竞赛复赛试题Word文档格式.docx
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1.鸡尾酒是由几种不同颜色的酒调配而成的．经调配后不同颜色的酒界面分明，这是由于不同颜色的酒有
不同密度不同体积
2.某同学在郊游时，用照相机拍照时，一只苍蝇刚好落到镜头上，所拍出的照片
A．不能成像
B．成苍蝇的像
C．成一半像
D．成所拍的景物像，不过像会变暗一些
3．如右图所示，吊篮的重力为400N，动滑轮组的重力为50N，定滑轮重力为
40N，人重为600N，人在吊篮里拉绳子不动时，人需用力
A．218NB．220NC．210ND．236N
4．如图是小林家里电热水器的工作原理图，热水器有高中低三档功率。
小林发现热水器高档位不能正常工作，其他档位能正常工作。
小林猜想造成故障的原因有以下四种，你认为可能是
A.a处接触不良
B.b处接触不良
C.某电热丝短路
D.某电热丝开路
5．如图，一木块上面放一块实心铁块A，木块顶部刚好与水面相齐，在同样的木块下面挂另一实心铁块B，木块也刚好全部浸入水中，则A、B两铁块的体积比为
A．34：
39
B．39：
34
C．44：
D．39：
44
6．如图，已知R2＝2R1，电源电压U＝10V，且保持不变，当闭合开关S，并调节滑片P使它位于R3的A处，这时流过R3的电流为IA；
后断开开关S，并调节滑片P，使它位于R3的B处，这时流过R3的电流为IB，电压表示数为3V．若两次电流IA∶IB＝2∶1．则
A．先后两次电压表示数比为1：
2
B．RA与RB之比为1：
C．先后两次总功率之比为1：
D．RA与RB消耗的功率之比为8：
1
二、简答题（本题共2小题，第7题12分，第8题12分，共24分）
7．小明看到一句农谚：
“下雪不冷化雪冷”，他很好奇，想具体了解一下冰雪熔化时要吸收多少热量。
于是查找了资料，知道“熔化热”的定义是：
单位质量的某种晶体，在熔化成同温度的液体时吸收的热量，叫做这种晶体的熔化热。
他想用实验测量一下冰的熔化热，于是找来了一些实验器材：
一架天平和配套的砝码、一支实验室温度计（0～100℃）、一个有密封盖子的保温桶、一个小烧杯、一把摄子和一个专门用来在冰箱中冻小冰块的塑料冰格，又观察到家里的冰箱面板上显示冷冻室温度恒为-18℃。
请帮助小明设计一下用这些器材粗测冰块熔化热的方案，要求写出实验的步骤和用测量的物理量计算冰的熔化热λ的表达式（水和冰的比热容分别用c水和c冰表示）。
8．在如图所示的电路中，直流发电机的电压为250V，内阻r＝3Ω，导线电阻R1＝R2＝1Ω，电热器组中装有50只完全相同的电热器，每只电热器的额定电压为200V，额定功率为1000W，其它电阻不计，并且不计电热器电阻随温度的变化，试求：
（1）当接通几只电热器时，实际使用的电热器都能正常工作？
（2）当接通几只电热器时，电热器组加热物体最快？
（3）当接通几只电热器时，电阻R1、R2上消耗的功率最大？
三、综合应用题（本题共3小题，第9题16分，第10题18分，第11题18分，共52分）
9．某种小型汽油发动机外形如图所示，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
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50Hz
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？
（2）已知汽油的热值是q=4.6×
107J/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？
10．在一些地区的电力线路铺设过程中，会使用简易绞盘将沉重的混凝土电线杆立起来。
其主要结构如下左图所示。
作业时，先将绞盘底座牢固地固定在地面上，立杆作业时，根据实际需要，安排1～4人分别推动不同的横杆末端，使横杆绕轴做顺时针转动，这样系在电线杆上的钢丝绳就被不断地缠绕在轴上，电线杆被逐渐拉起并最终竖直站立。
已知，某个绞盘的轴直径D=10cm，各横杆末端到轴心的距离L=1m。
在一次立杆作业中，所立的电线杆所受重力G=6200N，长L0=10m，其重心距粗端4m。
若在电线杆升至某时刻的情形如下右图所示，设此时绞盘的机械效率η=80%，定滑轮的阻力可忽略不计。
（1）．若此刻仅有一名施工人员推横杆，则该施工人员对绞盘横杆所施加的最小推力F为多少？
（2）．在整个立杆过程中，施工人员对绞盘横杆的最小推力F的变化情况如何？
（3）．在立杆作业时，施工人员一般要求绞盘离所拉的电线杆适当地远一些，请定性分析这样做的原因。
11．应急照明灯是在正常照明电源发生故障时，能持续照明而不间断工作的一类灯具，如图所示。
应急照明灯主要由灯泡（或LED灯珠）、蓄电池、充电器、自动控制电路及相关部件组成。
在照明电源正常情况下，应急照明灯通过充电器给蓄电池充电，此时，自动控制电路及相关部件自动将灯泡（或LED灯珠）与蓄电池断开不发光。
当照明电源突然停电时，应急照明灯通过自动控制电路及相关部件自动把灯泡（或LED灯珠）跟蓄电池接通，从而实现自动应急照明。
下表为某型号应急照明灯的主要技术数据：
输入电压
充电时间
应急照明时间
应急照明功率
AC200V
<
24h
>
90min
0.96W×
应急照明光源
蓄电池
种类
数量
灯泡额定电压
类别
额定电压
容量
灯泡
2只
2.4V
Ni-Cd
1.8Ah
（注：
蓄电池的容量Q的计算公式：
）
（一）．在该型号应急照明灯刚投入使用阶段，待蓄电池充满电后，可以实现的最长连续应急照明时间为多少？
（二）．小兰跟老师提出自己要设计并组装一只简易的应急照明灯。
老师告诉她实验室现有以下器材：
双孔插座及与之配套的插头1套、小灯泡（额定电压：
DC3.0～3.4V，额定电流：
350mA）4只、电磁继电器（额定电压：
DC6V；
额定电流：
0.15A）1套及与之配套的低压直流电源（输入电压：
AC220V，输出电压：
DC6V）1台，蓄电池（两端电压：
6V）1只及与之配套的充电器（输入电压：
DC6V）1只，导线（足量），如图所示。
（1）请你帮助小兰在图上完成简易应急照明的接线。
要求如下：
①家庭电路正常工作时，充电器自动给蓄电池充电，各灯泡不发光；
②当家庭电路停电时，蓄电池自动给各灯泡供电，使各灯泡均正常发光，且在一盏小灯泡灯丝烧断后还应该有部分小灯泡能正常工作；
（2）小明看到小兰连接的电路后，认为可以去掉低压直流电源，而将电磁铁的两个接线柱直接接在充电器的输出端。
请你分析这样做不可行的原因。
参考解答与评分标准
B
D
C
A
7．
（一）、实验步骤：
（1）用调好的天平测量小烧杯的质量m1；
（1分）
（2）用小烧杯盛取足量的水，再用天平测量小烧杯和水的质量m2；
（2分）
（3）将水倒入保温桶内，用温度计测量水的温度t1；
（4）提前较长时间将用冰格盛适量水放在冰箱冷冻室冻成冰块，用镊子取适量冰块放在小烧杯中，迅速用天平测量出其总质量m3后，立刻将冰块倒入保温桶内的水中，盖紧桶盖；
（5）轻轻摇晃保温桶使水温均匀，并仔细听声音，能听出冰块熔化完毕后，打开桶盖，用温度计测出保温桶内水的温度t2。
（二）、冰块的熔化热的表达式为：
（3分）
8．解：
由算得，每只电热器电阻=40Ω，其额定电流0=5A.（2分）
（1）要使电热器正常工作，则电热器两端的实际电压必为200V（1分）
故干路电流（2分）
所以电热器的只数（1分）
（2）要使电热器组加热物体最快，就必须使其电功率最大，可将R1、R2视为电源内阻，则要使电热器组总功率最大时，其总电阻（2分）
所以有（2分）
（3）要使R1、R2消耗的功率最大，须使干路中电流最大，即电路中总电阻最小，也即并联的电阻越多并联电路的总电阻越小.所以有n4=50只．（2分）
9．（16分）
（1）发电机能够提供的电能W电=P电=5kW×
8h=40kW·
h（3分）
（2）汽油机的效率（3分）
所以油箱的最小容积
（4分）
（3）汽油发电机将内能转化为电能的效率
（6分）
或
10．（18分）解：
（1）．如图答1所示，设钢丝绳拉电线杆的力为F′，把电线杆看作杠杆，其支点为其粗端端点O。
由杠杆平衡条件，有：
（4分）
绞盘本质上是一个轮轴，若要施工人员对绞盘横杆的推力F最小，则该力应沿水平方向，作用于横杆末端且与横杆垂直。
在这种情况下，设所需的最小推力为F。
（2分）
设绞盘的轴恰好转动一周，则推力推动横杆末端移动的距离为（1分）
工人推力总共做的功为：
绞盘拉动钢丝绳移动的距离为（1分）
绞盘对钢丝绳所作的有用功为：
绞盘的机械效率为（2分）
所以（1分）
（2）．在整个立杆过程中，电线杆重力G大小不变。
随着电线杆被逐渐拉起，重力G的力臂LG在逐渐减小；
而钢丝绳拉力线杆的力F′的力臂LF’却在逐渐增大；
根据杠杆平衡条件：
，可知，钢丝绳拉电线杆的力F′在逐渐减小。
又因为，横杆末端到轴心的距离L、轴的直径D以及绞盘的效率η不变，所以施工人员对绞盘横杆的最小推力F也在逐渐减小。
（3）．绞盘离所拉的电线杆适当地远一些。
其他情况相同时，可以适当地增大钢丝绳对电线杆的拉力F′的力臂LF’，在重力G与重力G的力臂LG相同的前提下，使F′减小，从而可以使施工人员对绞盘横拉的推力F减小一些。
11．（18分）
（一）．由该型号应急照明灯的主要技术数据可知，其所用灯泡的额定电压为2.4V，其蓄电池两端的电压也是2.4V；
由此可知，两只灯泡应并联。
单只灯泡正常发光时的电流：
干路中的总电流：
即蓄电池对外供电电流为：
I=0.8A（1分）
蓄电池充满电后，可以实现的最长应急照明时间：
（二）．
（1）简易应急照明灯的接线如图答2所示。
说明：
上述电路图的6分具体分布如下：
①电磁继电器的电磁铁应接于低压直流电源的输出端。
②充电器给蓄电池充电时应注意蓄电池的正、负极。
③为了保证各个小灯泡正常工作，应如图连接。
若四个小灯泡接成先两两并联后再串联，扣
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