第十七屆全國初中應(yīng)用物理知識競賽復(fù)賽試題答案

【專家解說】：第十七屆全國初中應(yīng)用物理知識競賽復(fù)賽試題 參考解答與評分標(biāo)準(zhǔn) 一、（共10分）參考解答 1．因?yàn)楣庠聪牡墓β蕿椋篜光源=U光源I光源=24V×10A=240W…1分 鼓風(fēng)機(jī)消耗的功率為：P風(fēng)機(jī)=U風(fēng)機(jī)I風(fēng)機(jī) =220V×0.1A=22W…1分 所以這臺投影儀消耗的總功率為：P=P光源+ P風(fēng)機(jī)=240W+22W =262W…1分 2．若光源采用串聯(lián)電阻降壓，這時(shí)所選用的電陰R應(yīng)分擔(dān)的電壓為： UR=U電源- U光源=220V-24V=196V……1分 通過所選用的電阻R的電流為：IR= I光源=10A…0.5分 所選用電阻的阻值應(yīng)為：R= UR/IR=196V/10A=19.6Ω……0.5分 所選用電阻消耗的功率為：PR=I2RR=（10A）2×19.6Ω=1960W……1分 3．因?yàn)樗x用電阻消耗的功率為1960W，遠(yuǎn)大于投影儀正常工作時(shí)所消耗的功率；同時(shí)電阻上消耗的1960W，將產(chǎn)生大量熱量，實(shí)際使用中很難有效的解決散熱問題，因此容易燒毀投影儀。所以，這臺投影儀的光源不宜采用串聯(lián)電阻降壓……2分 4．只要同學(xué)提出的定性文案合理，即可給滿分，例如可采用變壓器變壓的方法等?！?分 二、（共10分）參考解答 1、因?yàn)槔罾蠋煹尿T車速度為：v=36km/h=10m/s……1分 李老師上學(xué)校所用的時(shí)間為：t=s/v=1000m/10m/s=1×103s…1分 摩托車所做的功應(yīng)為：W=pt=6×103W×6×103s=6×106J……1分 所用的汽油放出的熱量應(yīng)為：Q=W………1分 所以李老師上學(xué)校時(shí)須用去汽油的質(zhì)量為：m=Q/q=6×106J/4.5×107J/kg=0.133kg……1分 所用汽油的體積為：V=m/p=0.133kg/0.7×103kg/m3=0.19×10-3m3=0.19L……0.5分 所以，李老師上學(xué)校應(yīng)花去油費(fèi)為：4.90元/L×0.19L=0.93元…0.5分 2.單獨(dú)從t=s/v和W=pt來考慮，在功率P不變的情況下，提高車速可以減小發(fā)動機(jī)所做功，好象可以省油。但根據(jù)W=Fs和P=W/t可得，P=Fv。也就是說，在行駛阻力不變的情況下，提高車速v，必然導(dǎo)致發(fā)動機(jī)的功率P增大…2分 所以單純靠提高車速并不一定能減小發(fā)動機(jī)所做的功、達(dá)到省油的目的……2分 三.（12分）參考解答 1.（1）由表格中第一行的數(shù)據(jù)可知：停車距離=思考距離+制動距離，所以第二行的停車距離15m+38m=53m …2分 （2）思考距離=行駛速度×反應(yīng)時(shí)間…1分 已知：v1=45Km/h=12.5m/s,s11=9m，所以，反應(yīng)時(shí)間t=s11/v1=0.72s…1分 反應(yīng)時(shí)間t相等，v3=90km/h=25m/s，所以，S13=v3t3=25m/s×0.72s=18m…分 第三行的制功距離=停車距離-思考距離=74m-18m=56m……2分 速度v/（km•h-1） 思考距離S1/m 制動距離S2/m 停車距離S3/m 1 45 9 14 23 2 75 15 38 53 3 90 18 56 74 4 105 21 76 97 2.（1）從表格中的數(shù)據(jù)可以看出，行駛的速度越大，思考距離、制動距離也越長，導(dǎo)致停車距離也更長，當(dāng)然更容易導(dǎo)致交通事故。……2分 （2）根據(jù)思考距離=行駛速度×反應(yīng)時(shí)間，酒后架車反應(yīng)時(shí)間比不飲酒的反應(yīng)時(shí)間要長一些，因此，思考距離也要長一些，導(dǎo)致停車距離也更長一些，當(dāng)然也就更容易出現(xiàn)交通事故?！?分 四、（12分）參考解答 1.中國，China:防水，防觸電；防摔打或易破損：………2分 2.適用的電源條件是100V～240v、頻率為50Hz～60Hz的交流電源；……2分 3.由P=UI得耗電功率范圍是100W～96W （100V×1.0A=100W，240V×0.4A=96W）………3分 4.由η=P輸出/ P輸入得供電的效率在79.8%～83.1之間； （P輸出=19V×4.2A=79.8W，P輸入分別為100W、96W）……3分 5.不對：一定要拔下輸入端的插頭，否則適配器的初級電路通電，仍在耗電。…2分 五、（共12分）參考解答 1．因?yàn)閳A簡漂浮在水面上，所以有F浮=G=mg…1分 又據(jù)阿基米德原理F浮=P水gV排……1分 所以P水gv排=mg,，v排=m/P水………1分 筒內(nèi)氣體的總體積V=V排+SH=m/p水+SH……1分 2．如題圖2，筒外水面比筒內(nèi)水面高出高度為h=V排/S=m/（P水S）…2分 由分析得：筒內(nèi)氣體壓強(qiáng)為P=（P0+P水gh=P0+P水g m/（P水S）=P0+mg/s……2分 3．他的肺活量為 V=V排+SH=m/p水+SH=200g/（1g/cm3）+200cm2×18cm=3800cm3=3800ml……2分 肺活量體重指數(shù)=肺活量/體重=3800/60=63（ml/kg）……2分 六、（共14分）參考解答 1．每秒鐘通過的空氣流的長度為：L=vt=10m/s×1s=10m……1分 每秒鐘通過風(fēng)車輪葉形成的圓面空氣流的體積為：……1分 V=SL=600m2×10m=6×103m3……1分 空氣流的質(zhì)量為：m=pV=1.3kg/m3×6×103m3=7.8×103kg………1分 1臺風(fēng)車工作1s獲得的空氣的動能為：E0=7.8×103kg×50J/kg=3.9×105J…………1分 10臺風(fēng)車工作1s獲得的空氣的動能為：E=10 E0=10×3.9×105J=3.9×106J…………1分 10臺風(fēng)車工作1s產(chǎn)生的電能為：E電=pt=60W×2×3600S=4.32×105J……………2分 風(fēng)車發(fā)電的效率為：η= E電/E×100%=4.32×105J/3.9×106J×100%=11%………1分 2．100臺風(fēng)車1s獲得的風(fēng)能為 E0‘=100×12×104J=12×107J………………1分 100臺風(fēng)車一年獲提的風(fēng)能為 E總=4000×3600×1.2×107J=1.728×1014J…2分 如果這些能量是由完全燃燒煤來獲得，則煤的質(zhì)量應(yīng)為： m=E總/q=1.728×1014J/3×107J/kg=5.76×106kg……1分 3．風(fēng)力發(fā)電的實(shí)際困難為： 風(fēng)力不穩(wěn)定，前期投資大，導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電成本較高等。…………1分 前景：隨著技術(shù)不斷的成熟，成本下降較快，有望低于火力發(fā)電成本；風(fēng)力發(fā)電對環(huán)境幾乎沒有污染等。1分 七．（14分）參考解答 1.據(jù)題意U=I1（RX1+ R0）……2分 U=I2（RX2+ R0）……2分 將I1=0.24A, R X1=20Ω，I2=0.5A，RX2=7Ω代入……2分 聯(lián)立解得 U=6V， R0=5Ω………………2分 據(jù)題意 U=I3（RX3+R0）， RX3=U/I3-R0=6V/0.6A-5Ω=5Ω………2分 （2）對于圓柱形金屬體 pS-p0S=mg………2分 m=pS-p0S/g=（2.5×105Pa-1×105Pa）0.2×10-4m2/10N/kg=0.3kg……2分 八．（共16分）參考解答 1．定值電阻R0起到分壓限流、保護(hù)電路元件的作用?！?分 2．設(shè)地磅上放質(zhì)量為m物體時(shí)，輕彈簧縮短x，則有x=mg/F×l……2分 此時(shí)滑動變阻器的電阻值：Rx=R-mglR/FL=[1-mgl/FL]R……2分 電流的表達(dá)式：I=U/Rx+R0=U/[1-mgl/FL]R+R0……1分 由表達(dá)式可看出：I與m之間不存在正比例關(guān)系，所以，用此表示顯示m值的刻度是不均勻的。…1分 3．這樣改進(jìn)仍不好。……1分 因?yàn)殡妷罕硎緮?shù)：Ux=U-IR0=U-U/[1-mgl/FL]R+R0×R0……1分 所以，這個(gè)電路中，電壓表的示數(shù)大反而表示所測物體的質(zhì)量小，而且刻度仍然是不均勻的…2分 4．改造如答題圖1所示……2分 Ux=U/R+R0×mglR/FL=UgLR/（R+R0）FL×m……1分 因此Ux與m成正比，所以刻度值是均勻的，而且電壓表的示數(shù)大表示所測物體的 質(zhì)量也大，符合人們的習(xí)慣。……1分