1、1.(2014.初賽)（15分）小明自己設(shè)計并動手將房間里的窗簾改成電動窗簾為此他購置了微型電動機(jī)及減速裝置、電源、雙刀雙擲開關(guān)、滑輪、皮帶、拉繩等器材，對原有的窗簾盒進(jìn)行改造（1）如圖甲所示，小明在窗簾盒（上方的雙虛線框）內(nèi)安裝了電動裝置，電動裝置通過拉繩拉著窗簾一起運(yùn)動改變通過微型電動機(jī)的電流方向，就可改變其轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的方向，從而將窗簾打開或關(guān)閉利用雙刀雙擲開關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)電源對電動機(jī)供電電流方向的改變請你在圖甲右側(cè)的虛線框內(nèi)，完成電源、雙刀雙擲開關(guān)和接線柱間的電路連接（2）電動機(jī)的轉(zhuǎn)速一般很高，需要安裝減速裝置，如圖乙所示請說明減速裝置的減速原理（3）下表是所使用的微型電動機(jī)的部分?jǐn)?shù)據(jù)表格中

2、，額定功率是“電動機(jī)在額定電壓和額定電流下工作時的輸出功率”，堵轉(zhuǎn)電流是“在額定電壓下，讓電動機(jī)的轉(zhuǎn)軸同定不動時的電流”型號工作電壓范圍U/V額定電壓U額/V額定電流I額/A額定功率（輸出）P輸/W額定轉(zhuǎn)速n/rmin1堵轉(zhuǎn)電流I堵/ARS360SH142808.0300120.342.1550001.36請根據(jù)表中的有關(guān)數(shù)據(jù)計算：以額定功率運(yùn)行時，該電動機(jī)的效率為多少？電動機(jī)的額外功率主要由熱損耗和機(jī)械損耗造成，請分別求出以額定功率運(yùn)行時，該電動機(jī)的熱損耗功率和機(jī)械損耗功率？在圖甲中，減速裝置、飛輪、皮帶、滑輪、拉繩共同構(gòu)成了傳動裝置已知每半邊的窗簾滑軌長度為1.5m，要求自動窗簾能夠在6s

3、內(nèi)從完全關(guān)閉到完全打開拉動半邊窗簾時，掛鉤和滑軌間的平均摩擦力為2N則安裝電動窗簾時，對傳動裝置的機(jī)械效率有何要求？2.（2013.預(yù)賽）小華家買了一箱牛奶，如圖20所示。她仔細(xì)觀察了包裝箱，對箱上的包裝標(biāo)志產(chǎn)生了興趣，經(jīng)查閱，其中的“堆碼層數(shù)極限”標(biāo)志表示“相同包裝件在倉儲時的最大堆碼層數(shù)”，即該牛奶箱最大堆碼層一數(shù)是16層。另外，小華還測出了包裝箱平放時的底面積為0.07m2。請解答下列問題； (1)已知箱中每盒牛奶的包裝袋上有“凈含量250mL 257g”字樣，這種牛奶的密度是多少?(計算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位小數(shù)) (2)若在倉儲時堆碼層數(shù)達(dá)到了極限16層，則最下層的包裝箱受到的壓力是多

4、少?它所承受的壓強(qiáng)是多少?(g=10Nkg)(3)利用所學(xué)的物理知識，說明為什么要對包裝箱設(shè)置“堆碼層數(shù)極限”。25.如圖21所示為某興趣小組為學(xué)校辦公樓空調(diào)設(shè)計的自動控制裝置，R是熱敏電阻，其阻值隨溫度變化關(guān)系如下表所示。已知繼電器的線圈電阻R0=15，左邊電源電壓為6V恒定不變。當(dāng)繼電器線圈中的電流大于或等于15mA時，繼電器的銜鐵被吸合，右邊的空調(diào)電路正常工作。(1)請簡要說明該自動控制裝置的工作原理。溫度t/0510152025303540電阻t/550500445415385355325295265(2)計算說明該空調(diào)的啟動溫度是多少?(3)為了節(jié)省電能，將空調(diào)啟動溫度設(shè)定為25，控

5、制電路中需要再串聯(lián)一個多大的電阻?(4)改變控制電路的電阻可以給空詞設(shè)定不同的啟動溫度，除此之外，請你再提出一種方便可行的調(diào)節(jié)方案。3.（2013.） 三峽水利樞紐工程是中國規(guī)模最大的水利樞紐工程，如圖13所示。樞紐控制流域面積約1.0106km2，占長江流域面積的56%，壩址所在位置年平均流量為Q=4.511011m3。水利樞紐的主要任務(wù)包括防洪、發(fā)電、航運(yùn)三方面，在發(fā)電方面，三峽水電站共安裝32臺7105kW水輪發(fā)電機(jī)組，另外還有2臺5104kW電源機(jī)組，總裝機(jī)容量(指34臺發(fā)電機(jī)組同時工作時的總發(fā)電功率)P=2.25107kW，設(shè)計年發(fā)電量約W =1011kWh。 閱讀上述材料，解答下列

6、問題(水的密度=1.O103kg/m3，取g =10N/kg):1.若三峽電站上、下游水位差按h=110 m計算，試求三峽電站將水的勢能轉(zhuǎn)化為電能的效率。2.若34臺發(fā)電機(jī)組全部發(fā)電，要達(dá)到年發(fā)電量的要求，每臺發(fā)電機(jī)組平均年發(fā)電機(jī)組平均年發(fā)電時間t為多少天？4. （2013.復(fù)賽）（18分）目前市場上有一種熱水器叫做“空調(diào)熱水器”，又名“冷氣熱水器”，顧名思義，就是可同時提供空調(diào)制冷和熱水供應(yīng)的熱水器其最大的好處是相比傳統(tǒng)的電熱水器和燃?xì)鉄崴?，這種熱水器非常節(jié)能其原理與普通的空調(diào)相似，如圖所示1、根據(jù)圖簡述這種熱水器的工作原理2、以下為某種品牌的三種型號“空調(diào)熱水器”的測定參數(shù)（在環(huán)境溫度2

7、0，迸水溫度20時測定）：型號ABC額定/最高出水溫度（）55/60輸入功率（kW）1.21.72.8電源220V/50Hz熱水產(chǎn)率（L/h）（t=351）120170280環(huán)境溫度范圍（）1050請根據(jù)上表數(shù)據(jù)計算或分析：（1）根據(jù)型號A的熱水產(chǎn)率，計算說明為什么這種“空調(diào)熱水器”比傳統(tǒng)的電熱水器更節(jié)能水的比熱容c水=4.2103J/（kg）；（2）這種熱水器有一種性能參數(shù)叫做“能效比”，其定義為：當(dāng)水吸收Q的熱量，電流所做的功為W時，能效比=Q/WA型熱水器的為多少？3、若B型與其他兩種型號的能效比相同，而出水溫度只要求達(dá)到45時，它的實(shí)際熱水產(chǎn)率會是多少？5（2013.復(fù)賽）（18分）圖

8、甲是小明家的調(diào)溫電熨斗，額定電壓為220V，其電熱絲的額定功率為800W，圖乙是其原理圖（1）小明為了搞明白電熨斗的工作原理，專門查閱了相關(guān)資料，得知：雙金屬片是把長和寬都相同的銅片和鐵片緊緊地粘在一起做成的受熱時，由于銅片膨脹得比鐵片明顯，雙金屬片便會向鐵片一側(cè)彎曲調(diào)溫電熨斗的雙金屬位于金屬底板上方附近請回答：調(diào)溫電熨斗在工作過程中是如何實(shí)現(xiàn)金屬底板溫度基本恒定的？如果想提高金屬底板的設(shè)定溫度，應(yīng)將升降螺絲向上移動還是向下移動？（2）小明在使用電熨斗時發(fā)現(xiàn)，室溫不變，設(shè)定溫度越高，每1min電熨斗的工作指示燈亮的時間越長；進(jìn)一步研究又發(fā)現(xiàn)，當(dāng)設(shè)定溫度不變，環(huán)境溫度越低，每1min電熨斗的工作

9、指示燈亮的時間越長小明查閱資料锝知，其他條件相同，兩個物體間溫度差不太大的情況下，散熱速度與溫度差成正比小明為了探究該電熨斗的散熱速度和電熨斗底板與環(huán)境溫度差的關(guān)系，在電熨斗底扳已然達(dá)到設(shè)定溫度后將其豎直放置處于等待狀態(tài)的情況下，通過實(shí)驗(yàn)得到如下數(shù)據(jù)：電熨斗每1min工作時間t/s151821242730電熨斗底板與環(huán)境的溫度差t/100120140160180200假定電熨斗每1s散發(fā)的熱量為Q，請你幫助小明寫出Q與t的關(guān)系式（3）利用第2問的結(jié)果回答：如果使用該電熨斗在溫度為20的房間熨燙毛料西服，要求電熨斗表面溫度約為180問該電熨斗表面溫度已然達(dá)到要求，在豎直放置處于等待狀態(tài)的情況下，

10、電熱絲每1min內(nèi)將消耗多少電能？6（2013.復(fù)賽）（16分）有一種由磁性開關(guān)控制的自動水位控制裝置，其基本原理結(jié)構(gòu)如圖所示：當(dāng)儲水槽內(nèi)的水位降低到某一位置時，彈簧的彈力會克服水的壓力將活塞向右推，當(dāng)環(huán)形電磁鐵到達(dá)干簧管2正下方時，由于磁化使得干簧管接通，送入電信號至控制電路，使水泵電動機(jī)與電源接通，水泵開始向儲水槽內(nèi)送水；當(dāng)儲水槽內(nèi)的水位升高到某一位置時，水的壓力克服彈簧彈力將活塞向左推，當(dāng)環(huán)形電磁鐵到達(dá)干簧管l正下方時，由于磁化使得干簧管接通，送入電信號至控制電路，使水泵電動機(jī)與電源斷開，水泵停止工作（1）若彈簧的彈力F與壓縮時的形變L之間的關(guān)系為F=kL，其中k=9N/cm，活塞的直徑

11、D=4cm，當(dāng)環(huán)形電磁鐵到達(dá)干簧管l正下方時，彈簧的形變?yōu)長2=4cm，此時儲水槽內(nèi)的水深為多少（不計活塞受到的摩擦力，圓周率取3）？（2）若希望儲水槽內(nèi)水位h1降低到0.15m時，水泵就開始向儲水槽供水，則干簧管1和2的觸點(diǎn)間隔L應(yīng)為多少？（3）若儲水槽為長方體，其底邊的尺寸為l.5m2m，水泵的流量為0.16m3/min，出水口始終開著，流量為0.01m3/min，求水泵每次向儲水槽加水時，要工作多久才會停止？7（2013.復(fù)賽）（16分）15歲的小明和爸爸媽媽一起去某古鎮(zhèn)旅游時，發(fā)現(xiàn)了一處“釀灑作坊”，還在釀造某種當(dāng)?shù)靥禺a(chǎn)的白酒作坊里的一些裝置（如圖1所示）引起了她的好奇心導(dǎo)游介紹說這個

12、裝置名為“木榨”，將事先經(jīng)過浸泡、蒸煮、發(fā)酵的糯米和水的混合物（稱為“酒醪”）裝入絹袋，再放入右側(cè)的榨箱內(nèi)（榨箱下面鋪有竹簾），蓋上壓板和砧木，將橫梁的一端卡在右邊立架的F點(diǎn)，用E點(diǎn)壓住砧木，左端的D點(diǎn)被一根豎直的木條與下面的木架AC的B點(diǎn)連接起來，然后在本架左邊的A處木板上放上沉重的石條來施加持續(xù)的壓力，就可以將酒醪中的液體壓榨出來他站在木榨側(cè)面正對著木榨拍下了此照片，回到家后用刻度尺測量了照片上的一些尺寸，如圖1（單位：mm）（1）他當(dāng)時用自己的手測測了旁邊放置的石條，每塊寬約1拃（1“柞”為盡力伸開手掌后，拇指尖到中指尖的距離），長約為2拃加一掌寬，厚約為一掌寬，他還查閱了石頭的密度，發(fā)

13、現(xiàn)各種石頭的密度一般不同，就選了其中一種石頭密度值=2.7l03kg/m3；根據(jù)這些數(shù)據(jù)估算每塊石條的質(zhì)量，進(jìn)而估算當(dāng)在A處增加5塊石條時，砧木受到的壓力的增加量（2）在酒坊另一個角落，有兩個用粗管連接的圓柱形容器如圖甲所示，上面分別寫著“蒸餾鍋”和“冷卻池”將壓榨出的酒液放入蒸餾鍋內(nèi)，將上蓋密封后，在底部用柴火加熱；從冷卻池的上方可以看到，池內(nèi)的水中浸泡著一段螺旋狀的管道，外壁分別接有兩個水管和一個出酒管，如圖乙所示冷卻池里的管道為什么要做成這種形狀？（3）試分析冷水應(yīng)該從冷卻池的A、B哪個口進(jìn)入，為什么？（4）從冷卻池出酒口流出的酒液和蒸餾鍋內(nèi)剩下的液體相比，哪個的密度大？為什么？8（20

14、13.復(fù)賽）（16分）有一種由電動機(jī)與水泵共軸安裝組成的電動水泵，如圖所示它廣泛用于工廠、礦山、農(nóng)田等場所，擔(dān)負(fù)排灌作業(yè)下表為某種型號的電動承泵的技術(shù)數(shù)據(jù)：功率/kW電壓/V頻率/Hz轉(zhuǎn)速/rmin12.2380502860楊程/m流量/m3h1配管內(nèi)直徑/mm效率361040注：表格中的揚(yáng)程為水泵進(jìn)水管所在水面到水泵出水口之間的高度在該電動水泵正常工作時，請計算：（1）水泵出水口處水的流速大小；（2）水泵的效率（出水口處水流的動能可忽略不計，取g=10N/kg）9. （2013.復(fù)賽）（16分）圖甲所示的手動液壓小吊車廣泛適用于工廠、礦山、碼頭、建筑工地等場所，用來完成機(jī)器安裝、貨物裝卸等任

15、務(wù)起重臂由內(nèi)外兩根橫截面均為長方形的銅管套在一起組成通過調(diào)節(jié)內(nèi)管在外管中的長度可以改變起重臂的長度若起重臂處在圖丙所示的水平位置和長度的情況下，它最多能吊起800kg的重物而不會發(fā)生翻倒，且已知該手動液壓小吊車的總質(zhì)量為400kg問：（1）當(dāng)保持起重臂的水平位置不變而將其長度調(diào)整為圖乙所示情況，通過計算說明該手動液壓小吊車可否吊起500kg的重物？（2）該手動液壓小吊車在圖丙所示狀況下，勻速吊起400kg重物的過程中，前后支撐輪的每個輪子對地面的壓力多大？10（2013.初賽）（12分）工人師傅經(jīng)常使用一種稱為“大力鉗”的工具夾緊或切斷金屬材料，圖所示為用于切斷金屬所常用的一種小型大力鉗，其各

16、部分尺寸已在圖中標(biāo)明（單位為cm）若工人師傅的單手最大握力為900N，他使用該大力鉗時，在被鉗材料處能夠產(chǎn)生的最大壓力為多大？11.(2012全國競賽)（12分）如圖甲所示為某型號汽車的自動測定油箱內(nèi)油量的電路原理圖，其中電源兩端的電壓恒為24V，R0為定值電阻，A為油量指示表（一只量程為00.6A的電流表），Rx為壓敏電阻，它的上表面受力面積為10cm2，其阻值與所受壓力的對應(yīng)關(guān)系如圖乙所示。油箱的上下兩部分皆為長方體形狀，下半部分的橫截面積為、20dm2，高為2dm，上半部分的橫截面積為10dm2，油箱加滿油時油的總體積為60dm3。當(dāng)油箱裝滿油時，油量指示表的示數(shù)如圖丙所示。已知：汽油0

17、.7103kgm3，取g=10Nkg。1當(dāng)油箱內(nèi)汽油用完時，油量指示表的指針指向某一位置，求此位置所對應(yīng)的電流值是多少；2若汽車在高速公路勻速行駛400km，油量表由滿刻度指向滿刻度的位置，求該汽車每行駛100km消耗汽油多少升；3在上面第（2）問所述的行駛過程中發(fā)現(xiàn)，油量表的示數(shù)在開始運(yùn)動的一段時間內(nèi)變化較快，而后來一段時間內(nèi)變化較慢，請解釋其中的原因。進(jìn)水回水測溫三通水量調(diào)節(jié)閥熱量表熱量表熱量計量系統(tǒng)組成用戶圖212.(2012全國復(fù)賽)(16分)長期以來，我國北方地區(qū)城鎮(zhèn)居民的冬季采暖計量一般都按住宅面積收費(fèi)，導(dǎo)致用戶節(jié)能意識差，造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。作為建筑節(jié)能的一項(xiàng)基本措施，近幾年部分

18、地區(qū)試點(diǎn)以熱量表作為計量收費(fèi)的依據(jù)和手段，經(jīng)測算可節(jié)能約20%30%。172如圖2所示，一個完整的熱量表由以下三個部分組成：一只液體流量計，用以測量經(jīng)熱交換的熱水流量；一對用鉑電阻制作的溫度傳感器，分別測量供暖進(jìn)水和回水溫度；一低功耗的單芯片計算機(jī)，根據(jù)與其相連的流量計和溫度傳感器提供的流量和溫度數(shù)據(jù)，利用熱力學(xué)公式可計算出用戶從熱交換系統(tǒng)獲得的熱量，通過液晶顯示器將測量數(shù)據(jù)和計算結(jié)果顯示出來。172教學(xué)網(wǎng)以下是某用戶家中的熱量表的部分參數(shù)，已知水的比熱容取4.2l03J/(kgC)，天然氣的燃燒值約為8107J/m3。最大流量/m3h-12.5 測溫范圍4 100溫差范圍/K250 最大水壓

19、/MPa1.6電源3.6V 2Ah 電源壽命5年 網(wǎng)（1）試通過以上數(shù)據(jù)計算該型號熱量表能測量的最大供熱功率是多少？（2）在一次要查看熱量表記錄情況時，通過逐次點(diǎn)按計量表上的信息顯示按鈕，液晶顯示器逐項(xiàng)顯示出了下列數(shù)據(jù)：供水溫度：52.5回水溫度：49.7瞬時流量：0.777m3/h累計熱量：46235.67kWh工作時間：19104h46min根據(jù)這些數(shù)據(jù)推算，求此次查看時該用戶家平均每小時從暖氣中得到的熱量約為多少J？到此次查看時為止，該用戶從這套供暖系統(tǒng)得到的總能量相當(dāng)于完全燃燒了多少m3的天然氣？(3)如果出現(xiàn)大風(fēng)降溫天氣，住宅通過外墻散熱的速度會加大。從原理分析，應(yīng)該在家中怎樣調(diào)節(jié)，

20、才能保持室內(nèi)溫度不出現(xiàn)明顯下降。(4)這種型號的熱量表平均耗電功率不超過多大? (5) 2010年國家將逐漸在全國推廣使用供熱分戶計量。假設(shè)某城區(qū)在未使用熱量表計費(fèi)時，一年熱力公司共消耗天然氣40億立方米，現(xiàn)有30%的用戶使用熱量表，在使用后平均每戶節(jié)能20%。按此情況計算，這些使用熱量表的用戶一年可節(jié)約多少天然氣? 17213.(2012全國復(fù)賽)（18分）在一些地區(qū)的電力線路敷設(shè)過程中，會使用簡易絞盤將沉重的混凝土電線桿立起來。其主要結(jié)構(gòu)如圖4所示。作業(yè)前，先將絞盤底座牢固地固定在地面上，立桿作業(yè)時，根據(jù)實(shí)際需要，安排1 4人分別推動不同的橫桿末端，使橫桿繞軸做順時針轉(zhuǎn)動，這樣系在電線桿上

21、的鋼絲繩就被不斷地纏繞在軸上，電線桿被逐漸拉起并最終堅直站立。己知，某個絞盤的軸直徑D=l0cm，各橫桿末端到軸心的距離L=lm。在一次立桿作業(yè)中，所立的電線桿所受重力G=6200N，長L0=10m，其重心距粗端4m。若在電線桿升至某時刻時的情形如圖5所示，設(shè)此時絞盤的機(jī)械效率=80%，定滑輪的阻力可忽略不計。172教學(xué)網(wǎng)圖5圖41若此刻僅有一名施工人員推橫桿，則該施工人員對絞盤橫桿所施加的最小推力F為多少? 2在整個立桿過程中，施工人員對絞盤橫桿的最小推力F的變化情況如何? 3在立桿作業(yè)時，施工人員一般要求絞盤離所拉的電線桿適當(dāng)?shù)剡h(yuǎn)一些，請定性分析這樣做的原因。172教學(xué)網(wǎng)圖614.(201

22、2全國復(fù)賽)（18分）應(yīng)急照明燈是在正常照明電源發(fā)生故障時，能持續(xù)照明而不間斷工作的一類燈具， 如圖6所示。應(yīng)急照明燈主要由燈泡(或LED燈珠)、蓄電池、充電器、自動控制電路及相關(guān)部件組成。在照明電源正常情況下，應(yīng)急照明燈通過充電器給蓄電池充電，此時，自動控制電路及相關(guān)部件自動將燈泡 (或LED燈珠)與蓄電池斷開不發(fā)光。當(dāng)照明電路突然停電時，應(yīng)急照明燈通過自動控制電路及相關(guān)部件自動把燈泡(或LED燈珠)跟蓄電池接通，從而實(shí)現(xiàn)自動應(yīng)急照明。下表為某型號應(yīng)急照明燈的主要技術(shù)數(shù)據(jù)：輸入電壓充電時間應(yīng)急照明時間應(yīng)急照明功率AC 220V90min0.96W2應(yīng)急照明光源蓄電池種類數(shù)量燈泡額定電壓類別額

23、定電壓容量燈泡2只2.4VNi-Cd2.4V1.8Ah1在該型號應(yīng)急照明燈剛投入使用階段，待蓄電池充滿電后，可以實(shí)現(xiàn)的最長連續(xù)應(yīng)急照明時間為多少? 172教學(xué)網(wǎng)2小蘭跟老師提出自己要設(shè)計并組裝一只簡易的應(yīng)急照明燈。老師告訴她實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有以下器材：雙孔插座及與之配套的插頭1套、小燈泡額定電壓： DC3.03.4V，額定電流：350mA) 4只、電磁繼電器（額定電壓：DC6V；額定電流：0.15A）1套及與之配套的低壓直流電源(輸入電壓：AC220V，輸出電壓：DC6V) 1臺、蓄電池(兩端電壓：6V) 1只及與之配套的充電器(輸入電壓：AC220V，輸出電壓：DC6.3V)1只、導(dǎo)線(足量).如圖

24、7所示。 (1)請你幫助小蘭在圖7上完成簡易應(yīng)急照明燈的接線。要求如下：17 家庭電路正常工作時，充電器自動給蓄電池充電，各燈泡均不發(fā)光；17 2當(dāng)家庭電路停電時，蓄電池自動給各燈泡供電，使各燈泡均正常發(fā)光，且在一盞小燈炮燈絲燒斷后還應(yīng)該有部分小燈泡能正常工作；72教學(xué)網(wǎng)(2)小明看到小蘭的連接電路后，認(rèn)為可以去掉低壓直流電源，而將電磁鐵的兩個接線柱直接接在充電器的輸出端。請分析這樣做不可行的原因。15.(2011全國競賽)(15分)隨著新能源、低碳等理念的普及，小明設(shè)想出了一種完全以太陽能電池為能源的汽車，以下是他查到的一些數(shù)據(jù):太陽輻射的總功率P總=3.9x1026 W，太陽到地球的距離為

25、1.51011 m，陽光穿過太空和地球周圍的大氣層到達(dá)地面的過程中的能量損耗約為51%;太陽光垂直照射時，太陽能電池的能量轉(zhuǎn)化效率最高約為15%;假設(shè)一輛太陽能電池車的質(zhì)量約為750kg，期望達(dá)到的最高時速為72km/h，車輛行駛過程中的平均阻力約為車重的0.02倍，車身最多能敷設(shè)的太陽能電池板的面積約為8m2，驅(qū)動電機(jī)能夠?qū)⑤斎牍β实?0%轉(zhuǎn)化為用于牽引汽車前進(jìn)的機(jī)械功率。(已知半徑為r的球的表面積為S=4r2)1. 根據(jù)以上數(shù)據(jù)，通過計算對小明的設(shè)想進(jìn)行分析與評價。2. 你對他的設(shè)想有什么改進(jìn)建議?16.(2011全國競賽) (12分小明的父親為了解決全家人夏季淋浴問題，想自己動手作一個太

26、陽淋浴器，他買來了一個圓柱形金屬桶，一個壓力傳感開關(guān)，兩個圓柱體以及細(xì)線若干。初步設(shè)計如圖13所示，其中A、B兩個圓柱體通過細(xì)繩與壓力傳感開關(guān)相連。己知: 圓柱形金屬桶的底面積Sl=0.5 m2，高h(yuǎn)1=50 c m;壓力傳感開關(guān)的作用是當(dāng)它受到豎直向下的拉力達(dá)到10 N時閉合，通過控制水泵從進(jìn)水口向桶內(nèi)注水，當(dāng)拉力等于4N時斷開，水泵停止向桶內(nèi)注水: 兩個圓柱體的底面積S2=40 cm2，高h(yuǎn)2=12 cm，每個圓柱體重G=6N。要求當(dāng)水桶內(nèi)儲水量達(dá)200 L時停止注水，當(dāng)儲水量剩余40L時開始注水。請你幫助小明的父親在其初步設(shè)計的基礎(chǔ)上，求出滿足上述要求的兩段細(xì)線的長度。(壓力傳感開關(guān)與金

27、屬桶間的距離、細(xì)繩質(zhì)量與體積、計算儲水量時圓柱體排水體積忽略不計)17.(2011全國競賽)(12分)微波爐是一種利用向食物發(fā)射微波，進(jìn)而將以微波形式存在的電磁能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能來對食物加熱的廚具。因?yàn)槲⒉梢陨钊胧澄锉砻鎯?nèi)約5 cm，因此與蒸烤類廚具比較，具有加熱更加迅速的特點(diǎn)。小明家最近買了一個微波爐，他聽人們講利用微波爐對食物加熱，不僅加熱時間短，還具備加熱效率高的特點(diǎn)。為了驗(yàn)證后一種說法，他決定借助電能表、手表、溫度計等器材實(shí)際測量一下微波爐在高火擋燒水時的效率。為此他查看了家中微波爐后面的銘牌，上面注明額定輸入功率為1 200 W，他又查看了他家的單相電子電能表，上面注明3200 imp

28、/ kWh(它表示每消耗電能1 kWh，該電能表上面的發(fā)光二極管閃爍3 200次)。之后，他關(guān)閉其他所有家用電器，將體積為1L、溫度為20C的水放入微波爐并用高火開始加熱，同時用鐘表計時并記錄電能表上 面的發(fā)光二極管閃爍的次數(shù)，歷時4 min，電能表上面的發(fā)光二極管閃爍了256次，此時取出并測得水的溫度為72 C，請你幫助小明計算微波爐燒水時的效率。微波爐中發(fā)射微波的器件叫做微波管，若某微波爐內(nèi)的微波管只有一只，且該微波管只能在額定電壓下以額定功率工作，請回答這個微波爐是如何僅僅利用這只微波管實(shí)現(xiàn)在不同擋位工作的呢?18.(2011全國復(fù)賽)(18分)電動木工機(jī)械的發(fā)明和應(yīng)用大大地降低了木工的

29、勞動強(qiáng)度，且大幅度地提高了勞動效率。木工圓鋸機(jī)就是一種常見的用來鋸切木料的電動木工機(jī)械。如圖7所示為某型號電動木工圓鋸機(jī)，其主要結(jié)構(gòu)如圖8所示。它采用電動機(jī)作為動力，通過皮帶傳動的方式帶動與圓形鋸盤共軸安裝的皮帶輪，從而帶動周邊有齒的圓形鋸盤高速轉(zhuǎn)動以鋸開木料。它的主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下表：1. 小明仔細(xì)觀察圓形鋸盤后發(fā)現(xiàn)，圓形鋸盤的周邊除了有齒外，還開有圖9所示的很深的縫，縫的底端打有一個小圓孔，鋸齒部分還比鋸盤部分稍厚一些。請你從物理學(xué)的角度說說這樣做的道理。2. 該型號電動木工圓鋸機(jī)正常工作時，圖8中的哪一側(cè)皮帶上的拉力較大?并說明你做出判斷的理由。3. 若測得與圓形鋸盤共軸安裝的皮帶輪的直徑

30、為9.2cm，電動機(jī)的皮帶輪的直徑為11.0cm。電動機(jī)滿負(fù)荷工作時配套電動機(jī)輸出機(jī)械能的效率為90%，則此時皮帶上較大的拉力與較小的拉力的差值是多大?4. 若將皮帶傳動的效率看作100%，共軸傳動的摩擦損耗不計。試估算該型號電動木工圓鋸機(jī)安裝最大鋸盤正常工作時，圓形鋸盤所受到的木料的阻力是多大?19.(2011全國復(fù)賽)(18分)小芳家里新買了一臺電熱水器，從“用戶手冊”中，她獲得了以下資料，請根據(jù)這些資料完成相應(yīng)的計算：一、外形尺寸(mm) 二、技術(shù)數(shù)據(jù)1. 圖6為安裝示意圖，安裝時要將L形掛鉤用膨脹螺釘固定在承重墻上，上表是熱水器的部分?jǐn)?shù)據(jù)，請估算L形掛鉤受到的最大向下拉力F及對應(yīng)此時膨

31、脹螺釘與承重墻體間的摩擦力f.2. 這臺熱水器共有三擋加熱功率，銷售人員曾介紹說：熱水器內(nèi)部有兩個加熱管。請你根據(jù)銷售人員的介紹，猜測并畫出內(nèi)部加熱電路的主要結(jié)構(gòu)(簡化的等效電路圖)。然后依據(jù)你的猜想，計算出每個加熱管的電阻值。3. 產(chǎn)品說明書上標(biāo)明：當(dāng)達(dá)到設(shè)定溫度，停止加熱后，如果水溫降到低于設(shè)定溫度4時，熱水器將自動以設(shè)置功率將桶內(nèi)的水加熱至設(shè)定溫度，如此反復(fù)直至手動停止加熱。小芳想到了國家提倡的峰谷電價制度的有關(guān)規(guī)定：2011年起，本地的分時電價為：峰時段(08：0022：00)0.6元度，谷時段(22：00次日08：00)0.3元度。她想，如果每天下午6點(diǎn)洗浴時需要把20的冷水加熱至50，可以下午直