2014年第二十四屆全國初中應用物理競賽（巨人杯）（1）加熱狀態...............................................................（2分）

參考解答和評分標準（2）設控制電路中電源兩端的電壓為Eo

一、選擇題（每小題2分，共20分）由圖15乙，當溫度為100℃時，熱敏電Ri的阻值為500。，................（2分）

1.A2.C3.D4.C5.B6.B7.B8.B9.C10.C故E=h（%+Ri+Rj）.............................................................................................................（2分）

二、簡答題（每題5分，共30分）=0.04AX（50Q+500Q+350Q）=36V.......................................................................（1分）

1.（5分）參考答案由圖15乙，當溫度為50℃時，熱敏電阻只的阻值為900。...................（1分）

（1）透過杯子觀察杯子后面較遠處的物體，若看到的是正立的左右相反的物體的像，則這只杯子中裝有水：（1）光的折射規律。因此R?'=36V/0.036A-900Q-50Q=50Q..........................................（1分）

說明：（1）3分。（2）2分。其他答案合理同樣得分（3）獲得最低溫度為50℃的“恒溫”溫度波動范圍更小，因為在50℃附近，熱敏電阻的阻值隨溫度的變化更顯

2.（5分）參考答案著。.........................（1分）

（1）架設電線時，若所留垂距過小，當氣溫降低時，電線收縮會拉斷電線甚至將電線桿拉倒。四、（12分）參考解答

（2）架設電線時，所留垂距過大，遇到大風天氣，電線擺動幅度過大，容易導致電線折斷；同時，電線離地面太近，容易造成事故，1.A2.C3.C....................................................................（3分）

并且浪費材料。4.（1）這盤電影膠片繞在片夾上的橫截面積

說明：（1）2分，（2）3分，共5分。

3.（5分）參考答案s=*)~()................................

見圖答1

說明：與標答相同，得5分，若與火線的接點在檢測裝置左側,與零線的接點在檢測裝

置右側，得4分。圖答I

H~4H一

4.（5分）參考答案

（1）①月球車的輪子表面積做的更大，壓強更小，不至于陷進松軟的月壤中。②采用輪腿復合式輪子，平地靠輪子行走，遇到小的3.14(0.362-0122)

障礙可以變“輪”為“腿”，爬行越過障礙。4x1.4x10-4m=646次...............（2分）

（2）①月球表面的晝夜溫差超過300℃,橡膠不可能在如此大的溫度范圍內保持彈性與強度。②月球表面沒有大氣壓，充氣輪胎易

爆裂。（3）①白天主要靠太陽能電池板。②夜晚主要靠鋰電池和核電池（或稱為核放射熱源）。（2）正常放映時，連續24幅畫面在電影膠片上的總長度Lo=24X（6+L5）X10-M.18m（l分）

說明：每一小問，只需答對一條就得2分，若三小問全部答對，本題得5分。

電影膠片運行的平均速度v=—=史號冽/S=0.18加/S................................（1分）

5.（5分）參考答案

。1

（1）拖拉機的前輪是導向輪，前輪窄小可以在改變方向時減小轉動前輪的阻力。

拖拉機在工作時后面掛有拖車或耕地設備，使得拖拉機的重心靠近后輪，后輪對地面的壓力更大。后輪寬大可以減小壓強，既能

連續正常放映時間t=—=--------s=3589s?lh..........................................（1分）

保護輪胎，也可以使拖拉機不會下陷到松軟的田地里。v0.18

（2）叉車的后輪是導向輪，后輪窄小可以在改變方向時減小轉動前輪的阻力。五、（12分）參考解答

叉車在搬運時貨物放在前方，使得叉車的重心靠近前輪，前輪對地面的壓力更大。前輪寬大既可以保護輪胎，也可以減小叉車對1.由這臺發動機輸出特性曲線可以看出在發動機轉速為1000?5000r/min范圍內，它的輸出功率與轉速大致成正

地面的壓強。比................（1分）

說明：（1）3分，（2）2分。共5分。2.設做功沖程燃氣對活塞的平均壓強為P。，發動機排量為V排，每個活塞的受力面積為S,活塞移動距離為L,則V持=4SL,做

6.（5分）參考答案功沖程中燃氣對一個活塞的平均壓力：F=p0S

（1）在用氣筒給白行車胎打氣的過程中，外管頂部對氣筒和輪胎內的氣體做功，氣體內能增大，溫度升高，氣筒外管將熱量傳遞到每完成一個工作循環，在做功沖程中燃氣對一個活塞做的功：

管的外壁，因此氣筒外壁溫度明顯升高：

W0=FL=p0SL=^~…（2分）

（2）因為外管越向下移動，外管的頂部氣體被壓縮越多，氣體壓強越大，移動相同的距離，對氣體做功越多，氣體內能增大越明顯，

溫度越高，進而導致氣筒外壁上部溫度比下部溫度更高；

（3）外管在相對于活塞上、下運動過程中，向外傳遞的內能主要來自于內部被壓縮的高溫氣體，而外筒的下部與上部相比，其與管則每個工作循環中，四個氣缸燃氣對活塞做的總功：W=4W0=p0V#o

內高溫氣體的接觸時間較短，吸收的熱量較少，因此溫度較低；每個工作循環，發動機的轉軸轉2圈，所用的時間t=2/n

（4）外管在相對于活塞向下運動過程中，在高壓氣體作用下，外管與活塞間的壓力增大，單位長度克服摩擦力做功而轉化成的內能故發動機轉速為n時燃氣對活塞做功的功率：

越靠近外管頂部越多，導致氣筒外壁上部溫度比下部溫度更高。

p,=W=np^..........................................................

說明:⑴、（3）、（4）各1分，（2）2分。共5分。

t2

三、（11分）參考解答

所以，在發動機轉速n、做功沖程汽缸平均壓強po。等參數相同時，燃氣對活塞做功的功率P與發動機排最V排成正比。當發動機p1

的效率保持不變時，發動機的輸出功率P出又與燃氣對活塞做功的功率P成正比，因此發動機的輸出功率P出與發動機排量V排成正此時〃傳動裝置二xl00%=——x100%=46.5%...........................（1分）

品入2.15

比。............（1分）

3.由發動機輸出特性曲線可知：發動機轉速為2000r/min時，共輸出功率約為30kW（取值在29?31kW范圍內均因此，要求傳動裝置的機械效率大于46.5%................................................（1分）

可）....................（1分）2013年第二十三屆全國初中應用物理競賽答案

PsPs

一.選擇題（每小題2分，共20分）

7=—xl00%=—xl00%=-^xl00%=-^xl00%l.C2.B3.C4.A5.C6.D7.A8.B9.A10.B

w&。放mqpVq

二.簡答題（每小題5分，共30分）注：每說對一種得1分，最多5分.

1.（1）輪胎表面有花紋，增大輪胎與地面間摩擦力

3xlO3PF

（2）行駛過程中，電動機將電能轉化為機械能

100X—w/5（3）后視鏡的金屬鍍膜，可成虛像

18

x100%=35.7%?（3分）（4）座儀里面有海綿，增大受力面積，從而減小壓強

4.6X107X0.71X103X9X10-3

（5）剎車時，利用增大壓力的方法來增大摩擦力

（6）把套有花紋，增大手與把套之間的摩擦

由尸=咤可得

（7）車燈，將電能轉化為光能

2.（1）電流從電磁鐵A端流入時，電磁鐵上方為S極，永久磁鐵受到電磁鐵向上的力，彈性金屬片帶動連桿向上

2x30x103運動，彈性氣囊被拉長，氣室內氣壓小于外界氣壓，左側閥門關閉，右側閥門打開，氣體通過右側閥門進入氣室.

pa=9xlO5Pa■（2分）（2）當電流從電磁鐵B端流入時，電磁鐵上方為N極，永久磁鐵受到電磁鐵向下的力作用，彈性金屬片帶動連桿

Po^xZOxlO-

向下運動，彈性氣囊被壓縮，氣室內氣壓大于外界氣壓，右側閥門關閉，左側閥門打開，氣體通過左側閥門進入排

60

氣管，為氣球充氣.

六、（15分）參考解答（3）如此反復，將氣體不斷充入氣球.（注：（1）2分，（2）2分，（3）1分.）

1.見圖答2.......................................................................（2分）3.說明：全部連接正確，得5分；滑動變阻器、單刀單擲開關、電動機、電源連接正確，雙刀雙擲開關錯誤，得2

2.與輸入軸固定在一起的齒輪周長小、齒數少，與輸出軸固定在一起的齒輪周長大、齒數多。因此，輸入分；雙刀雙擲開關連接正確，其余部分錯誤的，得3分。

軸轉動很多圈才能帶動輸出軸轉動一圈，實現減速的功能。...............................（2分）

3.（1）以額定功率運行時，電動機的輸入總功率4.（1）無論雷達波從哪個角度射向角反射器，反射波最終都會沿與入射方向

P-U額I額=12X0.34WM.08W.....................................................（1分）平行的直線返回.（2）救生艇懸掛角反射器是為了讓雷達能夠盡快發現救生

艇，在必要的時候開展營救.（注：（1）3分，（2）2分.）

〃電動機=—=—=52.7%........................................（1分）5.（1）為了維持座艙內的氣壓與地面大氣壓接近，需要壓縮機不斷地將空氣

電動機P總4.08

壓入座艙內，在這一過程中，壓縮機對空氣做功，使空氣的內能增大，溫度升

°站申12IMJ.

（2）電動機的內電阻r=—=-------Q=8.8。..........（1分）（2）為了保持座艙內適宜的溫度，還需要空調機來降溫.

6.（1）當電冰箱內的溫度高于設定溫度時，金屬盒內的氣體膨脹，使金屬盒

的兩個側面凸起來，透過連桿帶動控制連桿，動觸點向右移動，與兩靜觸點接觸，接通工作電路，壓縮機工作，電

以額定功率運行時，熱損耗功率a損=I^r=0.342x8.8FT=1.02W............（1分）

冰箱內溫度降低.

機械損耗功率P熱損=P總一P額定一P將報=（4.08-2.15-1.02）W=0.91W................（1分）（2）當溫度降低至設定溫度以下，金屬盒內氣體體積減小，金屬盒的兩個側面凹進去，通過連桿帶動控制連桿,

（3）傳動裝置的輸入功率P輸入=P額定=2.15W............................（1分）動三工11分）

s1.5觸1.電冰箱是間歇工作的，只有當冷凍室內的實際溫度高于設定的溫度時，電冰箱的壓縮機才開始工作.

窗簾運行的速度v=—=—m/s=0.25m/s........................................（1分）

t6點2.電冰箱上標示的耗電量為常溫下，電冰箱內不放任何物體，且不開冰箱門的情況下測得的，而在實

向際應用過程中，真實的耗電量會更大一些.

傳動裝置的輸出功率外出=2Fv=2xO.25x2%=l%?（2分）

左3.該電冰箱真實的耗電量：W=1.5x0.58kwh=0.87kwh

毯W0.87kw-h

修4一天的實際工作時間：t=F=105xl0-3few=8.3h

注分2）3分，（3）2分，（4）3分

四12分）

大力鉗工作時，相當于杠桿蛆合，其中ABC、CDE以及對應的下半部分分別為杠桿（2分）

假設力的方向沿著豎直方向，則杠桿CDE可模型化為圖2的旨況，其中D為支點，根據杠桿平衡條件

可得"FiLi=F2L2

動，導致動觸點與靜觸點分離，切斷工作電路，壓縮機停止工作.

六.（15分）M答

（3）如此反復，保持電冰箱內的溫度不高于設定溫度注：（1）、（2）各2分，（3）

1分I.按老部所說的“草原火災自救方法?,迎看火墻向西奔胞.則人穿越火墻自救所帶時闿：

由題意可知：FF900N,Li=12cmfl2=2cmnfi

/a"...........................................................................................（3分）

fiti900JVxl2wn.1叼+oj7+1

3

所以:F;=-r-=.=5.4xlON（3分）

L?6cm由于Ixl.Ss.人穿越火*后,身上的衣曜不會被點燃.人崔安全.高曹注意的是.人在穿越火

同勤楙F做可融化為圖3的情況，其中B為支點，根據禮桿平衡條舸得：墻的短值時間內，定要屏住呼吸.以免因吸入火焰而灼傷呼吸道......................（2分）

如果背著火，朝沒桁火的地方胞.胞不了多久就噱憊了.人的奔跑速度就會變小,一旦破火追上

F3L3=F4L4（1分）

以“54x103Wx4.5pm.T.逃生的人呆在火墻中的時間可達，，產系?工|了3T6S.......................................（3分）

F=,=--=1.62X104N（2分）

4qLbctn

I,分疲?的人在火堵中呆I&.時間確實太長了！而且由于1&?1.5酎逃生的人即使眼離了火靖.

法：兩個受力分析圖各1分.

他身上的衣服也一定早已被大火點燃目持畿他燃燒著；UH來，人呆在大火中的時間便會比16s更

五（12分）

長,可以想象,已經十分疲憊的人在穿越火墻時肯定張大■巴?急促呼吸……這樣就非常容易因為吸

1.水力發電是利用河川、湖泊等位于高處的水流至低處時，水的重加功，將水流減小的重力勢能，

入火焰而均飭呼吸道基至腦第，從而給人帶來致命的傷害！由此可見,這樣逃生的人就跟容易被大火

通過水輪機、發電機轉化為電能（2分）

MT........................................................................................................................42分）

年平均流水總質量：M*=pxQ=1.0x103kg/m3x4.5lx1011kg=4.5lx1014kg（2分）

2,分別利用上述■品.可以來用取卜辦法逃生，

流水年平均做的總動：Wa=Gh=M4cgh=4.51xlO14kgxlON/kgx110m=4.96xl017J（2

①用■刀刻出一個網形區域（直檢的68m）內的甲.并把割掉的草轆到阿形區域東向稍遠的地

分）

方.人則呆在陶形區域的留心處以躲避大火.

年平均發電量：分）

W=10"kwh=3.6x100J（2②用鐵餐在地上場一個差不多能讓一個人蟆縮右搐下的坑，而后,人就燃嵋著翳在坑里，并把花

W3,6x10”

三峽電站將水流的勢能轉化為電能的效率：歸,=痂刖=726%（3分）出的泥土增量地覆J6在身上.侍火墻通過后，人再從城里出來送生.

③收卜外衣,用丁泉水打濕,找片草較稀娥的地方并?端首?下，而后把打濕的外衣及逑在身

±.待火增?過后.人再起榮逃生.

每答出一種做法.得2分.?多傅4分.

如果身上沒有上述物品,還可以采用以F逃生方法：

①R卜外衣,用小便將其打濕后.虐J6在身上并■繩看就在用校攤嫉的地力，將火?通過后，起

來逃生.

②片土填較疏松的地方.脫F外衣,用手鋼上井把創出的士放到外衣上1而后，人修編著翦

在草較幡疏的地方,并把覆差著土的外衣薔在身上.恃火埠通過后，起來逃生，

③我一片草較稀藐的地方，而后用于撥除慟形區域（直&*<JS~8m）內的草，并把拔掉的草拗

到圓形區域東側折遠的地方.人剜呆在圓形區域的圜心處以躲意大火?

答出一好做法將2分,多答無效.

代表步驟的。若考生并未寫出這個式子，而在文字表達或以后的解題過程中反映了這一步驟，同樣得分。沒有寫出

2012年第二十二屆全國初中應用物理競賽復賽試題任何式子或文字說明，只給出最后結果的，不能得分。

參考解答和評分標準4.參考解答中的數字結果是按照有效數字的運算要求給出的，但對考生不做要求。不要因為有效數字的錯誤

說明：而扣分。

1.提供的參考解答除選擇題外，不一定都是惟一正確的。對于那些與此解答不同的解答，正確的，同樣得分。5.在最后定獎時.如果得分相同的人數超過獲獎名額，因而難于選拔時，可對待選試卷進行加分評判。加分

2.評分標準只是按一種思路與方法給出的。在閱卷過程中會出現各種不同情況，可按照本評分標準的精神定評判的基本依據是：

出具體處理辦法，但不要與本評分標準有較大偏離。（1）所用方法或原理不是課本所講的，具有創新性，應加分；

3.問答題或計算題是分步給分的。在評分標準中常常寫出（1）式幾分，（2）式幾分……這里的式子是用來（2）方法簡便，應加分；

（3）提出多種正確解法，應加分；解：在自由活塞A上再加放重為G的祛碼時，A活塞對工作液體增加的壓強為

（4）試卷表達規范，條理清楚，能充分利用數學工具，應加分。

.............................................................................................................2分

上述各項的執行都應由競賽領導小組做出規定（省統一分配獎勵名額的由省決定，地、市分配獎勵名額的由地、\p=—

市決定）。

一、（16分）根據帕斯卡定律，工作液體對活塞B