第十七屆全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽復(fù)賽試題

一、(10分)表1中提供的是明湖中學(xué)使用的一臺(tái)教學(xué)投影儀的有關(guān)數(shù)據(jù)，請(qǐng)根據(jù)其中的數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算回答：

1．這臺(tái)投影儀的耗電總功率是多大?

2．如果投影儀的光源采用串聯(lián)電阻降壓的話，所用電阻的阻值應(yīng)該多大?該電阻消耗的功率為多大?

3．這臺(tái)投影儀的光源采用上述串聯(lián)電阻降壓的方法可行嗎?為什么?

4．如果上述方法不可行，請(qǐng)你提出一種可以使投影儀正常工作的方案。(要求定性說(shuō)明即可)

二、(10分)李老師的家離學(xué)校大約10km，為了便于上下班，他購(gòu)買了一部輕便摩托車來(lái)代步，使用的燃料為93#汽油。根據(jù)表2提供的數(shù)據(jù)，請(qǐng)回答：

1．如果李老師上班時(shí)騎車的平均速度為36km/h，試根據(jù)表2中所提供的有關(guān)信息，為李老師計(jì)算一下，他騎車從家到學(xué)校至少需花多少油費(fèi)?

2．小洪同學(xué)學(xué)過(guò)物理以后，給李老師建議：在上述條件不變的情況下，采用加快車速縮短時(shí)間的辦法，就一定可以省油費(fèi)。請(qǐng)你根據(jù)自己掌握的知識(shí)，分析說(shuō)明這種方法是否可行。

三、(12分)汽車在行駛途中，為了安全，車與車之間必須保持一定的距離。因?yàn)椋{駛員從發(fā)現(xiàn)某一異常情況到采取制動(dòng)動(dòng)作的“反應(yīng)時(shí)間”里(設(shè)同一人、不同速度下的“反應(yīng)時(shí)間”是相同的)；汽車要通過(guò)一段距離(稱為思考距離)；而從采取制動(dòng)動(dòng)作到汽車完全停止，汽車又要通過(guò)一段距離(稱為制動(dòng)距離)。表3中給出了某輛汽車在同一段路面上行駛過(guò)程中，在不同速度下的思考距離和制動(dòng)距離等部分?jǐn)?shù)據(jù)。 

1．根據(jù)表3中已給的數(shù)據(jù)，分析計(jì)算并填寫(xiě)尚缺的三個(gè)數(shù)據(jù)，完成表格。

2．根據(jù)表3中的數(shù)據(jù)，分析或通過(guò)計(jì)算說(shuō)明超速和酒后駕車的危害。

四、(12分)有一種電腦電源適配器(即充電器)的銘牌如圖1所示。這款國(guó)產(chǎn)充電器，有九個(gè)國(guó)家或地區(qū)的認(rèn)證標(biāo)志，其中已經(jīng)標(biāo)出了八個(gè)。

1．請(qǐng)你在第一個(gè)標(biāo)志前的方框中填入所代表的國(guó)家名稱及其英文名，并在銘牌下面的另三個(gè)圖案下填寫(xiě)所表示的含意。

2．根據(jù)給出的數(shù)據(jù)：說(shuō)明此電源適配器所適用的電源條件是什么。

3．用它與配套的筆記本電腦供電使用時(shí)的耗電功率大約在什么范圍?

4．試估算它為筆記本電腦供電時(shí)的效率大約在什么范圍?

5．有人說(shuō)：“如果適配器只是輸入端插入電源，輸出端不接用電器時(shí)就不耗電”，你認(rèn)為對(duì)嗎?請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明理由。

五、(12分)我們已經(jīng)知道，肺活量是一個(gè)人做最大吸氣后再做最大呼氣所呼出的氣體的體積，單位是毫升(ml)。肺活量是身體機(jī)能的重要指標(biāo)之一，對(duì)青少年的成長(zhǎng)及日后身體是否健康都關(guān)系重大。

我們要注意增強(qiáng)自身的肺活量。圖2所示的是一種測(cè)定肺活量的實(shí)用方法，圖中A為倒扣在水中的開(kāi)口薄壁圓筒，測(cè)量前排盡其中的空氣(即測(cè)量前筒內(nèi)充滿水)。測(cè)量時(shí)，被測(cè)者吸足空氣，再通過(guò)B盡量將空氣呼出，呼出的空氣通過(guò)導(dǎo)管進(jìn)入A內(nèi)，使A浮起。測(cè)得圓筒質(zhì)量為m，橫截面積為S，筒底浮出水面的高度為H，大氣壓強(qiáng)為po，求：1．此時(shí)圓筒內(nèi)氣體的體積。

2．此時(shí)筒內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。

3．“肺活量體重指數(shù)”是人體重要的呼吸機(jī)能指數(shù)，它主要通過(guò)人體的肺活量與體重的比值來(lái)反映肺活量和體重的相關(guān)程度，用以對(duì)不同年齡、性別的個(gè)體與群體進(jìn)行客觀的定量比較分析。

肺活量體重指數(shù)：肺活量體重，單位是ml／kg

例如，我國(guó)初三年級(jí)男生肺活量體重指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)：67以上為優(yōu)秀；50～66為良好；33～49為及格；32以下為不及格。如果體重60kg的小強(qiáng)用上面的肺活量?jī)x測(cè)肺活量，測(cè)得H=18cm，已知筒A的質(zhì)量為200g，橫截面積為200cm2，請(qǐng)計(jì)算他的肺活量體重指數(shù)是多少?

六、(14分)空氣的流動(dòng)形成風(fēng)，風(fēng)具有能量，稱為風(fēng)能。風(fēng)能具有來(lái)源豐富、安全衛(wèi)生等優(yōu)點(diǎn)。圖3是我國(guó)某地區(qū)風(fēng)力發(fā)電的外景圖。風(fēng)力發(fā)電機(jī)中的葉片在風(fēng)力的推動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)機(jī)頭發(fā)電機(jī)發(fā)電，為人們提供電能。設(shè)該地區(qū)空氣密度為1.3kg／m3，一臺(tái)風(fēng)車的輪葉轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以形成面積為600m2的圓面。

1．若風(fēng)速為10m／s，則1s內(nèi)沖擊到風(fēng)車輪葉形成的圓面的空氣質(zhì)量是多少kg?已知1kg空氣以這樣的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)具有的動(dòng)能是50J，10臺(tái)這樣的風(fēng)車工作1s所產(chǎn)生的電能可供l盞“220V60W”燈泡正常工作2h，求這種風(fēng)車發(fā)電的效率。

2．若此地年平均風(fēng)速為15m／s，100臺(tái)這樣的風(fēng)車一年(工作時(shí)間按4000h計(jì)算)獲得的風(fēng)能相當(dāng)于完全燃燒多少kg煤?(煤的熱值為3×107J／kg)

3．請(qǐng)你結(jié)合風(fēng)力發(fā)電的實(shí)際情況及圖4中的有關(guān)信息說(shuō)明目前風(fēng)力發(fā)電開(kāi)發(fā)的困難和前景。

七、(14分)醫(yī)院、賓館等公共場(chǎng)所普遍使用高溫高壓蒸氣消毒鍋對(duì)物品消毒。圖5為自動(dòng)測(cè)定鍋內(nèi)溫度的電路原理圖，其中R0為定值電阻，A為溫度指示表(實(shí)質(zhì)是一只電流表)，Rx為熱敏電阻(其電阻值隨鍋內(nèi)溫度的變化而變化)。熱敏電阻的阻值與溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表4所示，電源兩端的電壓不變。

為了使高溫高壓蒸氣消毒鍋內(nèi)溫度不超過(guò)112℃，高壓鍋蓋上有一限壓閥，圖6為限壓閥的原理圖，限壓閥由一直立圓柱形金屬體和濾網(wǎng)型外套組成。當(dāng)鍋內(nèi)溫度接近112℃時(shí)，鍋內(nèi)高壓氣體將圓柱形金屬體頂起，并對(duì)外排氣減壓，從而起到限壓的作用。已知圓柱形金屬體的底面積S為0.2cm2，求該金屬體的質(zhì)量m。(外界大氣壓p外=1.0×105Pa，g取10N/kg)

八、(16分)育才中學(xué)科技小組的小明同學(xué)自行設(shè)計(jì)了一個(gè)地磅，其原理如圖7所示。設(shè)電源兩端電壓U恒為定值，R0為定值電阻，滑動(dòng)變阻器的總電阻為R、總長(zhǎng)度為L(zhǎng)，滑動(dòng)觸頭與托盤(pán)固聯(lián)，開(kāi)始時(shí)觸頭位于變阻器最上端A，能隨輕彈簧一起上下滑動(dòng)。已知滑動(dòng)變阻器的電阻與其接入電路的長(zhǎng)度成正比；當(dāng)對(duì)地磅施加壓力F時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度會(huì)縮短l。(彈簧發(fā)生彈性形變時(shí)，彈力的大小跟彈簧伸長(zhǎng)或縮短的長(zhǎng)度成正比：f=kx)請(qǐng)回答：

1．說(shuō)明定值電阻R0的作用。

2．寫(xiě)出電流表的示數(shù)，與待測(cè)物體質(zhì)量m之間的關(guān)系式；并分析此地磅的刻度特點(diǎn)。

3．有同學(xué)建議小明將原理圖改為圖8所示，你認(rèn)為這樣改動(dòng)好不好?請(qǐng)你分析并簡(jiǎn)要說(shuō)明理由。

4．請(qǐng)你在圖8的基礎(chǔ)上，在圖9所示的方框里畫(huà)出你改進(jìn)后的電路圖，并說(shuō)明改進(jìn)后的特點(diǎn)。

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文。