2019年全国初中应用物理竞赛复赛试题(word原版)(1).doc

1、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

2、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=4.6xl07J/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，导致用户节能意识差， 造成严重的资源浪费。 作为建筑节能的一项基本措施， 近几年部分地

3、区试点以热量表作为计量收费的依据和于段，经测算可节能约20%-30% 。172 教学网如图2 所示，一个完整的热量表由以下三个部分组成：一只被体流量计， 用以测量经热交换的热水流量；一对用铅电阻制作的温度传感器， 分别测量供暖进水和回水温度；一低功耗的单芯片计算机， 根据与其相连的流量计和温度传感器提供的流量和温度数据， 利用热力学公式可计算出用户从热交换系统获得的热量，通过液晶显示器将测量数据和计算结果显示出来。 172教学网3 -1最大流量 /mh5. 测温范围 4 100温差范围/K 250 最大水压/MPa 1.6电源 3.6V 2Ah 电源寿命 5 年以下是某用户家中的热量表的部分参

4、数，已知水的比热容取 4.2xl03J/(kg C)，天然气的燃烧值约为 8X 107J/m3。(1)试通过以上数据计算该型号热量表能测量的最大供热功率是多少 ?(2)在一次要查看热量表记录情况时，通过逐次点按热量表上的信息显示按钮，液晶显示器逐项循环显示出了下列数据：172教学网根据这些数据推算，求此次查看时该用户家平均每小时从暖气中得到的热量约为多少3 的天 J?到此次查看时为止，该用户从这套供暖系统得到的总能量相当于完全燃烧了多少 m然气 ?172 教学网(3)如果出现大风降温天气，住宅通过外墙散热的速度会增大。从原理分析，应该在家中怎样调节，才能保持室内温度不出现明显下降。(4)这种型

5、号的热量表平均耗电功率不超过多大 ?(5) 2019 年国家将逐渐在全国推广使用供热分户计量。假设某城区在未使用热量表计费时，一年热力公司共消耗天然气 40 亿立方米，现有30%的用户使用热量表，在使用后平均每户节能 20%。按此情况计算，这些使用热量表的用户一年可节约多少天然气 ?172 教学网三、172教学网（16 分）双活塞气压计是一种能够消除活塞自重影响、对低压 容器内的压强实行测量的装置。如图 3 所示，在甲、乙两个空腔容器中各有一个活塞 A 和 B，其中活塞 A 的截面上下一致，称为自由活塞，其横截面积为 S1；活塞 B 的上下截面不等，称为差动活塞，其上下两部分的横截面积分别为

6、S2 和 S3。乙容器的上、下两部分彼此隔绝，不能相互渗气、渗油。 C 为带有阀门 K1 的工作液体的接口，工作液体充满甲容器和乙容器的上部空腔； D 为带有阀门 K2的接口，可接待测容器； E 为带有阀门 K3 的接口，可与抽气机相连。测量前要先校正零位平衡： K1 关闭， K2 打开。D 口不连接待测容器， 在两活塞上面放置砝码 (图中未画出)。调节砝码的质量使两活塞升起的高度相同。实行测量时， 要将待测量的容器接在 D 口上，并关闭 K2、打开 K3，开动抽气机实行抽气，待乙容器下部空腔内接近真空时，关闭 K3、打开 K2，此时差动活塞 B 己有所下降，在自由活塞 A 上再加放重为 G

7、的砝码时，A、B 两活塞的上表面恰好能恢复等高。 己知实行测量时大气压强为 p0.求待测容器内气体的压强 p。172 教学网 根据帕斯卡定律可知：加在密闭液体上的压强能够大小不变地被液体向各个方向传递。 172教学网172 教学网 四、（ 16分）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究竟要吸收多少热量。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：一架天平和配套的硅码、一支实验室温度计（ 0100 ）、一个有密封盖子的保温桶、一个小烧杯

8、、一把锤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 。请协助小明设计一个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 的表达式 ( 水和冰的比热容分别用 C水和C冰表示) 。172 教学网172 教学网172 教学网五、（18 分）在一些地区的电力线路敷设过程中，会使用简易绞盘将沉重的混凝土电线杆立起来。其主要结构如图 4 所示。作业前，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 14 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持续地缠绕在轴上，

9、电线杆被逐渐拉起并最终坚直站立。 己知， 某个绞盘的轴直径 D=l0cm ，各横杆末端到轴心的距离 L=lm 。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时的情形如图5 所示，设此时绞盘的机械效率 =80%，定滑轮的阻力可忽略不计。172 教学网6. 若此刻仅有二名施工人员推横杆，则该施工人员对绞盘横杆所施加的最小推力 F 为多少?172 教学网2在整个立杆过程中，施工人员对绞盘棋杆的最小推力的变化情况如何 ?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。 172教学网17

10、2 教学网 六、 （18 分）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 6 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。当照明电路突然停电时，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AC 220V 90min 0.96Wx2

11、应急照明光源 蓄电池种类 数量 灯泡额定 类别 额定电压 容量灯泡 12 只 2.4V Ni-Cd 2.4V 1.8Ah7. 在该型号应急照明灯刚投入使用阶段，待蓄电池充满电后，能够实现的最长连续应急照明时间为多少 ?172 教学网8. 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： DC3.03.4V ，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 (两端两端电压： 6V) 1只及与之配套的充电器 (输入电压： AC220V ，输出电压： DC6.3V)1 只、导线 (足量 ).如图7 所示。(1)请你协助小兰在图 7 上完成简易应急照明灯的接线。要求如下：172 教学网 家庭电路正常工作时，充电器自动给蓄电池充电，各灯泡均不发光 ;172 网当家庭电路停电时，蓄电池自动给各灯泡供电，使各灯泡均正常发光，且在一盏小灯炮灯丝烧断后还应该有部分小灯泡能正常工作 ;172 教学网(2)小明看到小兰的连接电路后，认为能够去掉低压直流电源，而将电磁铁的两 个接线柱直接接在充电器的输出端。请分析这样做不可行的原因。