2017年第二十七屆全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽——復(fù)賽試題(共5頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上2017年全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽復(fù)賽試題（2017復(fù)）一、（16分）圖1甲是利用激光測(cè)量轉(zhuǎn)速的示意圖，其中水平圓盤(pán)可繞豎直固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，盤(pán)邊緣側(cè)面上有一小段涂有很薄的反光材料。當(dāng)盤(pán)轉(zhuǎn)到某一位置時(shí)，接收器可以接收到反光涂層所反射的激光束，并將所收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)，經(jīng)處理后畫(huà)出相應(yīng)圖線，如圖1乙所示，其中的橫坐標(biāo)表示時(shí)間，縱坐標(biāo)表示接收到的激信號(hào)強(qiáng)度。若已知圓盤(pán)直徑為14.00cm，圖1乙中顯示屏橫向的每大格（5小格）對(duì)應(yīng)的時(shí)間為5.00×10-2s。求：（1）圓盤(pán)每秒轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)。（結(jié)果保留1位有效數(shù)字）（2）側(cè)面反光涂層的長(zhǎng)度為多少厘米。（保留

2、整數(shù)）（2017復(fù)）二、（16分）由于一些駕駛員的安全意識(shí)不強(qiáng)，使得交通事故偶有發(fā)生。如圖2所示，一輛小轎車經(jīng)過(guò)某一橋面時(shí)，不小心沖破了防護(hù)欄桿，掉到橋下的河水中。假設(shè)在最初漂浮的時(shí)間內(nèi)，司機(jī)可實(shí)施自救，自救時(shí)間最少需要100s。假設(shè)河水很深，單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入小轎車的水量相等，小轎車和外部總體積約為5m3，內(nèi)部可儲(chǔ)水空間可等效地看成一個(gè)長(zhǎng)3m、寬1.5m、高1m的長(zhǎng)方體，設(shè)小轎車和人的總質(zhì)量為2.0×103kg，水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg。（1）若要保證司機(jī)有足夠的自救時(shí)間，請(qǐng)估算每秒進(jìn)入小轎車的水的質(zhì)量最多為多少；（2）求當(dāng)小轎車開(kāi)始下沉?xí)r，車內(nèi)未進(jìn)水的

3、空間體積占其儲(chǔ)水空間總體積的百分比。（2017復(fù)）三、（16分）如圖3甲所示為“雙刀雙擲”開(kāi)關(guān)（相當(dāng)于兩個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)“聯(lián)動(dòng)”，兩個(gè)開(kāi)關(guān)之間用絕緣材料連接，彼此并不聯(lián)通），通過(guò)搬動(dòng)手柄，就可以將六個(gè)接線柱按一定規(guī)律接通，接線柱c與e相連，d與f相連。通過(guò)適當(dāng)?shù)倪B線，雙刀雙擲開(kāi)關(guān)可以產(chǎn)生一些神奇的效果。（1）假如用兩根導(dǎo)線分別連接a、f和b、e之后，再與電源和直流電動(dòng)機(jī)連接成如圖3乙所示的電路，請(qǐng)說(shuō)明這個(gè)電路的作用。（2）若再給你兩個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)，1個(gè)電源、一只小燈泡和適量的導(dǎo)線，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)用這三個(gè)開(kāi)關(guān)都能獨(dú)立控制小燈泡亮和滅的電路，并在圖3丙中完成所設(shè)計(jì)的電路圖。（2017復(fù)）四、（16分）如圖4

4、所示為一張多功能活動(dòng)桌子，桌子面板為長(zhǎng)方形，其長(zhǎng)度為80cm，質(zhì)量為2kg，位于桌面左端下方的支柱高度為60cm，質(zhì)量4kg，其粗細(xì)可忽略不計(jì)，帶有滾輪（不計(jì)其所受重力）的工字型底座的長(zhǎng)度60cm，質(zhì)量3kg。g取10N/kg，請(qǐng)計(jì)算：（1）將一實(shí)驗(yàn)儀器放在桌子上，若要保證實(shí)驗(yàn)儀器擺放在面板上的任意位置桌子都不會(huì)翻倒，求這臺(tái)實(shí)驗(yàn)儀器的最大質(zhì)量；（2）桌子不放任何物品時(shí)，左側(cè)兩個(gè)滾輪共需承受多大壓力？右側(cè)兩個(gè)滾輪共需承受多大壓力。（2017復(fù)）五、（18分）節(jié)水噴灌系統(tǒng)已經(jīng)在我國(guó)很多地區(qū)使用，某節(jié)水噴灌系統(tǒng)如圖5所示，其噴口距離地面的高度h=1.8m，該噴灌系統(tǒng)從噴口沿水平噴出水的最大速度vo=

5、15m/s，每秒噴出水的質(zhì)量mo=15kg/s，該噴灌系統(tǒng)所用的水是從蓄水池中抽取的，蓄水池中水面距離地面的高度H=1.95m，并保持不變，水泵由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，電動(dòng)機(jī)線圈電阻r=5.0。電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，輸入電壓U=220V，輸入電流I=4.0A。若不計(jì)電動(dòng)機(jī)在工作過(guò)程中由于摩擦等一些因素所造成的能量損耗，則此時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸出功率等于水泵所需要的最大輸入功率。水泵輸出的機(jī)械功率與輸入功率之比為水泵的抽水效率。計(jì)算時(shí)取g=10N/kg，取=3，已知?jiǎng)幽艿挠?jì)算式為。（1）假設(shè)系統(tǒng)總是以最大噴水速度工作，求：電動(dòng)機(jī)的輸出功率P出；水泵的抽水效率。（2）若該噴灌系統(tǒng)總是以最大水平噴水速度工作，在某地區(qū)需要

6、用蓄電池將某種太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的電能存儲(chǔ)起來(lái)供該系統(tǒng)使用，根據(jù)以下數(shù)據(jù)求所需太陽(yáng)能電池板的最小面積Sm。已知太陽(yáng)光傳到地面的過(guò)程中大約有=40%的能量損耗，太陽(yáng)輻射的總功率Po=4×1026W，太陽(yáng)到地球的距離R=1.5×1011m，上述太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)化效率約為1=20%，蓄電池釋放電能的效率為2=90%。（2017復(fù)）六、（18分）某工人在野外施工，需要使質(zhì)量m=4.20kg的鋁合金工件從to=10.0升溫到66.0以上（含66.0）；除了保溫瓶中尚存有溫度t=90.0的1.2kg的熱水外，無(wú)其他熱源。請(qǐng)?zhí)岢鲆环N能達(dá)到目的、操作簡(jiǎn)單的方案，并通過(guò)估算驗(yàn)證你的方案。已知鋁

7、合金的比熱容c1=0.88×103J/(kg)，水的比熱容c2=4.20×103J/(kg)，不計(jì)工件與熱水向周圍環(huán)境傳遞的熱量。2017年度全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽北京賽區(qū)決賽試卷答案詳解1、 （1）如圖圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)一周顯示22格，轉(zhuǎn)動(dòng)周期為0.22秒，圈（2）2、 （1）由題可知，小轎車在漂浮狀態(tài)時(shí)司機(jī)可實(shí)施自救，自救時(shí)間至少100s，此時(shí)滿足：F浮=m總g-F浮=-m總=m車人=m水-聯(lián)立得：m水=；÷100s=30kg/s，即每秒進(jìn)入水的質(zhì)量最多30kg。（2） 由漂浮時(shí)m水=可得V水=3，車儲(chǔ)水空間V=4.5，則未進(jìn)水的空間，則3、 略4、 （1）如圖可知，

8、實(shí)驗(yàn)儀器擺放在面板最右側(cè)最易翻倒，臨界狀態(tài)時(shí)右側(cè)底座為支點(diǎn)，令F面板=m面板g，F(xiàn)支架=m支架g，F(xiàn)底座=m底座g，F(xiàn)儀器=m儀器g，L面板、L支柱、L底座、L儀器分別為重心到支點(diǎn)距離，則有：F面板L面板+F支柱L支柱+F底座L底座=F儀器L儀器-由式可得：F儀器=m儀器g=185N，m儀器=18.5kg，儀器的最大質(zhì)量為18.5kg。（2） 多功能桌總重力為G總=G面板+G支架+G底座=90N；當(dāng)桌子不放任何物品時(shí)，仍以右底座作為支點(diǎn)，根據(jù)平衡條件，對(duì)于左側(cè)滾輪所受地面支持力則有：F面板L面板+F支柱L支柱+F底座L底座=F支持力L支持力-由式可得：F支持力62N，滾輪承受的壓力和地面對(duì)滾輪

9、的支持力是一對(duì)相互作用力，則左側(cè)兩個(gè)滾輪需承受62N的壓力；由左右兩側(cè)滾輪承受的總壓力為桌體總重力可知，右側(cè)兩個(gè)滾輪需承受28N的壓力。5、 （1） 電動(dòng)機(jī)輸出功率P入=P電-P熱=UI-I2r=880w-80w=800w=，又，解得：P出=600w=（2） 電池板的最小面積，接收到太陽(yáng)能的功率：，電池板接受太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的功率：P電w，求得：6、 解：4.20kg的鋁從10升溫到66所需熱量；1.2kg的水從90降溫到66放出的熱量<Q，根據(jù)估算，將鋁直接放入熱水中并不能升溫到66；（1） 操作方案：將保溫瓶中的熱水分若干次倒出來(lái)。第一次先導(dǎo)出一部分，與溫度為的工件充分接觸，并達(dá)到熱平衡，工件溫度升高到，將這部分溫度的水倒掉；再?gòu)谋仄康钩鲆徊糠譄崴诖伺c溫度為的工件充分接觸，并達(dá)到熱平衡，工件溫度升高到，將這部分溫度的水倒掉；重復(fù)上述操作，直到最后一次，將剩余的熱水全部倒出與工件接觸，達(dá)到熱平衡。（只要每部分的水足夠少，最終就可使工件的溫度達(dá)到所要求的值）（2） 驗(yàn)證計(jì)算：例如，將1.2kg的熱水分五次倒出來(lái)，每次倒0.24kg，在第一次使熱水與工件達(dá)到熱平衡的過(guò)程中，水放熱，工件吸熱，由，解得：，依次算出的數(shù)值見(jiàn)下表：倒水次數(shù)/次12345平衡溫度/