第十六全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽復(fù)賽試題答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1、第十六屆全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽復(fù)賽試題參考答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)說明：1.提供的參考解答除選擇題外，不一定都是惟一正確的。對(duì)于那些與參考答案不同的解答，正確的，同樣得分。2.評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)只是按一種思路與方法給出的。在閱卷過程中會(huì)出現(xiàn)各種不同情況，可按照本評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的精神定出具體處理辦法，但不要與本評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)有較大偏離。3.問答題或計(jì)算題是按照分步方法給分的。在評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)中常常寫出（1）式幾分，（2）式幾分 這里的式子是用來代表步驟的。若考生并未寫出這個(gè)式子，而在文字表達(dá)或以后的解題過程中反映了這一步驟，同樣得分。沒有寫出任何式子或文字說明，只給出最后結(jié)果的，不能得分。4.參考解答中的數(shù)字結(jié)果是按照有效數(shù)字的運(yùn)

2、算要求給出的，但對(duì)考生不做要求。不要因?yàn)橛行?shù)字的錯(cuò)誤而扣分。5.在最后定獎(jiǎng)時(shí)，如果得分相同的人數(shù)超過獲獎(jiǎng)名額，因而難于選拔時(shí)，可對(duì)待選試卷進(jìn)行加分評(píng)判。加分評(píng)判的基本依據(jù)是：（1）所用方法或原理不是課本所講的，具有創(chuàng)新性，應(yīng)加分；（2）方法簡(jiǎn)便，應(yīng)加分；（3）提出多種正確解法，應(yīng)加分；（4）試卷表達(dá)規(guī)范，條理清楚，能充分利用數(shù)學(xué)工具，應(yīng)加分。上述各項(xiàng)的執(zhí)行都需由競(jìng)賽領(lǐng)導(dǎo)小組做出規(guī)定（省統(tǒng)一計(jì)劃分配獎(jiǎng)勵(lì)的由省決定，地、市分配獎(jiǎng)勵(lì)名額的由地、市決定）。一.（共10分）（1）因?yàn)楸玫目倱P(yáng)程 = 吸水揚(yáng)程 + 壓水揚(yáng)程 （1分）離心式水泵的吸水揚(yáng)程是由大氣壓決定的，當(dāng)大氣壓為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時(shí)，吸水揚(yáng)程實(shí)

3、際不會(huì)超過10m （1分） 所以泵不能放在b處，只能放在a處。 （1分）（2）不考慮水的動(dòng)能：增加的勢(shì)能按13.8m計(jì)算：已知t=30min，h=13.8m，v=120m3，=0.6則w有= mgh =103×120×10×13.8j=1.656×107j （1分） 因?yàn)閣有/w總= （1分）所以w有=w總/=1.656×107j/0.6 = 2.76×107j （1分） 所以應(yīng)購(gòu)置水泵的功率為p總= w總/t = 2.76×107j/1800s = 1.53×104w = 15.3kw （1分）增加的勢(shì)能按15m

4、計(jì)算，應(yīng)購(gòu)置水泵的功率為p總 = 16.7kw。提供的水泵滿足要求。（3）不可行 （1分）若離心泵至水面段用橡皮管，由于大氣壓作用可能將橡皮管壓扁而影響正常工作 （1分） 建議離心泵至水面段用硬質(zhì)管，為節(jié)約起見，泵以上水管可用軟橡皮管。 （1分）二.（共10分）1.用細(xì)線懸掛直木棍作支點(diǎn)； （1分）2.用細(xì)線拴好礦石掛在支點(diǎn)的左側(cè)，在支點(diǎn)的右側(cè)掛一塊石塊，移動(dòng)礦石和石塊懸掛的位置直到木棍水平平衡； （1分）3.用皮尺分別量出懸掛礦石和石塊的點(diǎn)到支點(diǎn)的距離為l1，l2如圖1所示 （1分）4.將礦石浸沒在水中，移動(dòng)掛石塊的位置直到木棍再次水平平衡； （1分）5.用皮尺量出懸掛石塊的點(diǎn)到支點(diǎn)的距離為

5、l3；如圖2所示 （1分）6.推導(dǎo)計(jì)算礦石密度的表達(dá)式。由杠桿平衡條件，得g礦l1=g石l2 （1） （1分）（g礦-f浮）l1=g石l3 （2） （1分）（1）/（2）得 礦gv礦/（礦gv礦-水gv礦） = l2/l3 （1分）解得 礦=水l2 /（l2 - l3） （1分）三.（共14分）（1）a管的作用一是排氣，二是溢水。因?yàn)槠透淖鏊浜?，如果不安裝a管排氣的話，上水時(shí)會(huì)把一些空氣密閉在里面，就不易將水注滿；而且，上方的空氣還影響箱內(nèi)水溫的升高。 （2分） （2）閥門控制進(jìn)入水箱的冷水 （1分） 閥門控制進(jìn)入淋浴噴頭的熱水 （1分） 閥門控制進(jìn)入淋浴噴頭的冷水 （1分） 通過閥門、閥

6、門調(diào)節(jié)進(jìn)入淋浴噴頭的冷熱水的多少可以改變淋浴噴頭噴出的水的溫度 （1分）（3）給熱水器上水時(shí)，閥門應(yīng)打開，閥門、閥門應(yīng)關(guān)閉。 （1分） （三個(gè)閥門的狀態(tài)都答對(duì)得1分，只要有一個(gè)答錯(cuò)就得0分）洗澡時(shí)，閥門應(yīng)關(guān)閉，閥門、閥門應(yīng)打開。 （1分） （三個(gè)閥門的狀態(tài)都答對(duì)得1分，只要有一個(gè)答錯(cuò)就得0分）（4）水箱距地面高度h = 7×3m + 1m = 22m （1分） 該地區(qū)的最低供水水壓p = pgh + p0 = 1.0×103kg/m3×10n/kg×22m + 1.0×105pa = 3.2×105 pa （2分）（5）m = v =

7、 1.0×103kg/m3×100×10-3m3 = 100kg （1分）q吸 = cm（t-t0）= 4.2 ×103j/（kg·）×100kg×（45 12） = 1.39×107j （1分）如果靠煤氣燃燒放出這些熱量，需完全燃燒的煤氣m = q吸/q = 1.39×107j/4.2 ×107j/kg = 0.33kg （1分）四.（共12分）（1）a、b兩端直接連接在一起時(shí)（rab = 0），調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使靈敏電流表指針滿偏，則指針?biāo)柑幈P面上應(yīng)標(biāo)注的示數(shù)為0。 （2分）（2）當(dāng)a、b斷

8、開時(shí)，電阻應(yīng)為無窮大，這時(shí)指針?biāo)肝恢玫氖緮?shù)應(yīng)標(biāo)。（2分）（3）開關(guān)置于2時(shí)，且將a、b短接時(shí)表針滿偏，則r + rg + r2 = 1.5v/100a = 15k，若在a、b間接一電阻rx，且剛好使表針指在表盤中間位置，這時(shí)電路中的電流為滿偏時(shí)的一半，電路中的總電阻為滿偏時(shí)的2倍，即rx = r + rg + r2 = 15k，所以該檔位表盤中間示數(shù)應(yīng)為15k。 （2分）開關(guān)置于1時(shí)，且將a、b短接時(shí)表針滿偏，這時(shí)電路中總電阻為r1×（r + rg + r2）/（ r1+ r + rg + r2）=15×15000/（15+15000）= 15 ，同理若在a、b間接一電阻

9、rx，且剛好使表針指在表盤中間位置，這時(shí)電路中的電流為滿偏時(shí)的一半，電路中的總電阻為滿偏時(shí)的2倍，即rx= r1×（r + rg + r2）/（ r1+ r + rg + r2）= 15 ，所以該檔位表盤中間示數(shù)應(yīng)為15。 （2分）（3）歐姆表表盤上的刻度是不均勻的。理由：用r0表示a、b短接時(shí)電路中總電阻，測(cè)量電阻rx時(shí)，電路中電流 i = u/（r0+rx），可見i與rx不成正比，所以歐姆表表盤上的刻度是不均勻的。（4分）五.（12分）（1）當(dāng)ptc材料的溫度t處于（t0 - t1）時(shí)，隨著溫度的升高，其電阻減?。?（1分）當(dāng)ptc材料的溫度t處于（t1 t2）時(shí)，隨著溫度的升高

10、，其電阻增大； （1分）當(dāng)ptc材料的溫度t高于t2時(shí)，隨著溫度的升高，其電阻減??；（1分）（2）用ptc材料可以制成電熱驅(qū)蚊器的發(fā)熱元件，也可以制成恒溫電暖器發(fā)熱元件。（2分）（3）以恒溫電暖器為例：當(dāng)用ptc材料制成的發(fā)熱元件通電后溫度t處于（t0 - t1）時(shí)，隨著溫度的升高，其電阻減小，因電壓不變，發(fā)熱功率p=u2/r增大，使溫度更快地升高； （2分）當(dāng)發(fā)熱元件溫度t處于（t1 - t2）時(shí)，隨著溫度的升高，其電阻增大，因電壓不變，發(fā)熱功率p=u2/r減小，使溫度升高趨緩，并保持在（t1 - t2）之間的一個(gè)溫度不再上升；（2分）當(dāng)發(fā)熱元件溫度t高于t2時(shí)，隨著溫度的升高，其電阻減小，

11、發(fā)熱功率進(jìn)一步增大，使溫度更快地升高，則將會(huì)燒壞發(fā)熱元件。 （2分）可見，用ptc材料制成的發(fā)熱元件的恒溫電暖器，應(yīng)當(dāng)在環(huán)境溫度低于t2的條件下使用；否則會(huì)燒壞。 （1分）分析其他應(yīng)用實(shí)例，可參考以上評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)給分。六.（共14分）（1）低溫?fù)酰簩、c直接接入電源 （1分）中溫?fù)酰簩、b或b、c接入電源 （2分）高溫?fù)酰簩、c連接在一起后，a與b接入電源上。 （1分）或連線如圖3。（2）設(shè)a、c間的電阻為r，該火鍋的低溫功率：p低=u2/r = 200w （2分）該火鍋的中溫功率：p中= 2u2/r =2p低= 400w （2分）該火鍋的高溫功率：p高= 4u2/r =4p低= 800w

12、（2分）（3）該火鍋的產(chǎn)品銘牌（以下是至少包括的一些項(xiàng)目） （3分）產(chǎn)品名稱（1分）利民牌電火鍋（牌名可任意定）額定電壓（1分） 220v額定功率（1分）高溫中溫低溫800w400w200w* 市利民電器廠 出廠日期：2006年1月15日 （1分）七.（共14分）（1）手機(jī)通話的電功率 p =10mw × 20 = 200mw （2分）根據(jù)公式p = ui，可求得這部手機(jī)正常通話時(shí)的工作電流 i = p/u =200mw/3.6v =55.6ma （2分）（2）這部手機(jī)的電池充電一次獲得的總能量w總=3.6v×0.58a×3600s=7516.8（2分）累計(jì)通話時(shí)

13、間內(nèi)消耗的電能w通=pt通=200mw×1.2h = 200×10-3w×1.2×3600s=864j （2分）正常使用的情況下，待機(jī)7天消耗的電能 w待 = w總-w通 = 6652.8j （1分）由公式w = uit 可求得這部手機(jī)的待機(jī)電流大約為 i待=w待/ut待 =6652.8j/3.6v（7×24-1.2）×3600s = 3.08ma （2分）（3）因?yàn)橹绷麟娫吹妮敵鲭妷簽?6v，遠(yuǎn)大于被充電池的電壓，所以需要串聯(lián)一個(gè)阻值適宜的電阻才能充電。另串接一只電流表，觀察充電流不超過320ma，以免燒壞電池。（1分）讓直流電源的

14、電流從電池正極流入、負(fù)極流出。（1分）其電路圖如答案圖4。（1分）八.（共14分）（1）從表中可知，水表的工作水壓是0.1mpa 0.6mpa，工作水壓p = gh+ p0得h =（p-p0）/gh1 =（p1 - p0）/g =（0.1×106pa 1.0×105pa）/（1.0×103kg/m3×10n/kg）=0m （1分）h2 =（p2 - p0）/g =（0.6×106pa 1.0×105pa）/（1.0×103kg/m3×10n/kg）=50m （1分）所以，高度差范圍是0m - 50m。（2）從表中可

15、知電池的容量為2.4ah,靜態(tài)工作電流0.5ma，根據(jù)公式i=q/t，得t=q/i（1分）t =2.4ah/（0.5×10-3a）=4.8×103h = 2×102天 （1分）從表中可知，水表開閥或關(guān)閥時(shí)，水表通過的電流為500ma,電源是由兩節(jié)3.6v的電池串聯(lián)組成，即電源兩端的電壓為7.2v，根據(jù)電功率公式：p = ui p = ui = 7.2v×0.5a = 3.6w （1分）（3）從表中可知，fy-25e型熱水表的常用流量為3.5m3/h ，即該水表此時(shí)每小時(shí)流出3.5m3的水。（未考慮常用流量誤差）根據(jù)公式：q吸 = cm（t t0）和 q吸

16、 = pt1得p = cm（t t0）/t1 （1分）代入數(shù)據(jù)得p = 4.2×103j/（ kg）×3.5m3×1.0×103kg/m3×（50-20）/（80%×3600s）= 1.53×105w （1分）從題中已知，煤的熱值是3×107j/kg,根據(jù)公式：q放 = pt2 和 q吸 = qm （1分）得 pt2 = qm ， m = pt2/q （1分）代入數(shù)據(jù)后，得m = 1.53×105w×24×3600s/（3×107j/kg） = 440.6kg （1分）（4）從表中可知，fy-15e型熱水表的常用流量為1