1、2010年第二十屆全國初中應用物理競賽復賽試題注意事項：1請在密封線內填寫所在地區、學校、姓名和考號。2用藍色或黑色鋼筆、圓珠筆書寫。3本試卷共有六個大題，滿分為100分。4答卷時間：2010年4月18日（星期日）上午9：3011：10。一、（16分）干簧管（也叫干簧繼電器）比一般機械開關結構簡單、體積小、速度高、工作壽命長；而與電子開關相比，它又有抗負載沖擊能力強的特點，工作可靠性很高。如圖1甲所示為干簧管的結構簡圖，其中磁簧片是一種有彈性的薄鐵片，被固定于玻璃管上。1當將一個條形磁鐵與干簧管平行放置時，如圖1乙，干簧管的磁簧片觸點就會閉合，將電路接通；當條形磁鐵遠離干簧管時，觸點就會斷開。

2、請簡述其原理。2某同學設想用干簧管制作水位自動報警器，圖2是他設計的一部分情況，請幫助他完成其余部分的設計：（1）設永久磁鐵所受的重力為3N，浮球的體積為200cm3，不計滑輪處的摩擦。則要想讓此裝置能正常工作，浮球的質量應滿足什么條件（取g=10N/kg）？（2）他手邊還有開關、紅燈、綠燈和電鈴各一個，導線若干，請在圖中的虛線方框內畫出報警電路，要求：水位到達A處時，紅燈亮，電鈴報警；水位到達B處時，綠燈亮，電鈴報警。二、（16分）小星同學為實驗室設計了一個多擋位電加熱器，其工作原理圖如圖3所示。其中R1、R2、R3為發熱電阻。三個燈泡為上述發熱電阻相應的的工作指示燈，其所消耗的電功率可忽略

3、不計。小星設想通過開關的組合，使電加熱器能有200W、300W、900W共七擋功率。為此他還設計了下面這份簡單的表格，表中的“”表示對應的開關閉合，相應的指示燈亮：“”表示對應的開關斷開，相應的指示燈熄滅。功率欄給出了相應狀態時電加熱器的功率值。1按照他的設想，幫他計算出R1、R2、R3的阻值各為多少？2補齊表中其余擋位的空格。額定電壓220V額定頻率50Hz檔位S1S2S3功率1200W2300W34567900W三、（16分）如圖4為過去郵局里用來稱量郵件質量的雙桿臺秤的主要結構簡圖，這種臺秤的兩條秤桿是固定在一起的，兩條秤桿分別裝有秤錘A、B，其中秤錘A只能處于其所在秤桿上有槽的特定位置

4、處，秤錘B則可停在其所在秤桿上的任意位置。1這個臺秤的量程和分度值分別是多少？2寫出用這種秤測量一個郵包的質量時的操作步驟（包括校零的具體步驟）3若用調整好的臺秤稱量一個郵包的質量時，秤桿水平平衡后，秤錘A、B所處的位置如圖4所示，則這個郵包的質量為多少？4由圖中的信息推導出A、B兩秤錘的質量mA、mB的關系四、（16分）小華家買了新房，準備改裝客廳頂燈的電路時，他發現爸爸拿來一幅如圖5所示電路圖，他很好奇，看了一會兒之后，發現這幅圖有些眼熟，但又和過去所看的圖不同，他拿著圖去問爸爸：S3是什么開關，爸爸告訴他這叫“雙刀雙擲”開關，相當于兩個單刀雙擲開關“聯動”。爸爸還告訴他要將這三個開關分別

5、裝在三個與客廳相連的房間的門旁邊。這是為什么？這樣裝有什么好處呢？小華決定仔細研究一下。1小華準備首先用列表的方法分析開關的狀態與燈泡亮滅的關系。為此他設計了如下的表格，并用“1”和“2”表示開關接通的位置，用“1”和“0”表示燈泡的“亮”和“滅”。請你也參與到他的研究中來，并幫他在表格中記錄下三個開關所有可能的組合對燈的控制情況，完成下表：S1S3S2燈的亮滅2根據列表的結果總結出這個電路的好處。3弄懂了這個電路和雙刀雙擲開關的特點之后，他又有了新的想法：還可以在圖5的電路中再增加一個雙刀雙擲開關S4，并使它和其他的開關作用相同。請把他的設計畫在圖6中。五、（18分）單位質量的某種液體變為同

6、溫度的氣體所需要吸收的熱量，叫做這種液體的汽化熱。通常情況下，同種液體在不同溫度下的汽化熱是不同的。某課外活動小組設計了如圖7所示的裝置，可以用來測定100時水的汽化熱。該裝置的測量原理是：用電壓可調的電加熱器使玻璃容器內的水沸騰，用電子天平分別測量沸騰一段時間前后水的質量，同時測量所用的時間及在該段時間內電加熱器的電壓和電流，根據相關的數據和能量守恒關系即可求出水的汽化熱。由于這個裝置工作時的散熱損失是不可忽略的，該組同學實驗時測量了兩組數據，如下表所示：電壓V電流A時間s水的初質量g水的末質量g第一組2013007068第二組40230070601試簡單說明該裝置的散熱功率是否隨加熱功率的

7、改變而改變。2根據以上數據，求水的汽化熱3針對此實驗提出一些減少實驗誤差的措施。六、（18分）小亮家有一輛家用轎車，爸爸在給他說車的性能時，總是說“20的排量”，卻很少說“功率”，為此小亮特地從網上查到了排量的定義：活塞從上止點移動到下止點所通過的空間容積稱為汽缸排量。如果發動機有若干個氣缸，所有氣缸工作容積之和稱為發動機排量。從說明書上查到：小亮家的汽車采用的是LFX直列四缸發動機，排量為20L；從網上查找到了其輸出特性曲線（如圖8所示）；小亮又向爸爸詢問了一些實測數據：由于汽車行駛的路況很好，所以平均車速為90kmh，此時發動機轉速為2000rmin，平均行駛百公里油耗為9L；從物理書上查得汽油的熱值為46107Jkg，密度為071103kgm31由這臺發動機輸出特性曲線可以看出，在發動機轉速為10