2023年第十九屆全國初中應用物理知識競賽初賽復賽試題與答案

2023年第十九屆全國初中應用物理知識競賽初賽試題一、選擇題〔每題2分，共12分〕：以下各小題給出的四個選項中只有一個是正確的，把正確選項前面的字母填在題后的括號內(nèi)。1．在2023年北京奧運會的所有運動場館都安裝了光纖網(wǎng)絡。場館中光纖的主要用途是〔〕A．輸電B．通信C．導熱D．照明2．炎熱無風的夏天，小宇走在被曬得發(fā)燙的柏油路上，看見前面的路面己被一輛灑水車灑水淋濕了。他認為走在淋濕了的路面上一定比走在枯燥的路面上感到?jīng)鏊谑勤s快走過去，結(jié)果在灑過水的路面上他卻感到更加悶熱了。你認為產(chǎn)生這種感覺的主要原因是〔〕A．灑水車中的水經(jīng)過曝曬后，內(nèi)能增大，溫度很高B．地面上的水使被反射的陽光增多，身體獲得更多熱量C．灑水后使附近的空氣濕度增加，身上的汗液蒸發(fā)變慢D．地面上的水蒸發(fā)時把熱量帶到了人的身上3．修補被扎破的自行車內(nèi)胎時，修車師傅通常用一把周身是刺的銼將內(nèi)胎扎破處的外外表銼毛，再把要補上去的橡膠補丁貼在內(nèi)胎上的一面也銼毛，然后再將銼毛的兩個外表涂上膠水，待膠水晾一會兒之后，對準、壓緊……。對于以下銼毛橡膠外表的主要目的的分析，你認為最可能的是〔〕A．使補胎處的橡膠更膨松，以增強補胎處橡膠的彈性B．增大內(nèi)胎和橡膠補丁接觸的外表積，以充分發(fā)揮膠水的粘合作用C．增大內(nèi)胎與橡膠補丁之間的摩擦，防止錯位D．防止因補胎處太厚而導致內(nèi)胎對外胎的壓強不均勻，防止外胎爆胎4．與火車相比，汽車車廂外外表更容易堆積灰塵。對于導致這種現(xiàn)象的原因分析，你認為以下說法中最可能的是〔〕A．火車車廂的外外表比汽車車廂的外外表光滑，更不容易堆積灰塵B．火車行駛的速度比汽車的大，產(chǎn)生的風更大，更容易把灰塵吹掉C．火車行駛的速度比汽車的大，車廂外側(cè)空氣流動的速度比汽車的大，車廂外側(cè)氣壓比汽車的小，車廂的內(nèi)外壓強差比汽車的大，更不容易堆積灰塵D．在車輛行駛過程中，車廂外外表由于和空氣摩擦而帶電，因為汽車的輪胎是絕緣的橡膠，和鐵輪的火車相比史不容易把電荷導入地下，因而更容易吸附灰塵。5．在水泥路面的道路施工中，其中有一道工序是：大約每隔8m水泥中插入一根長木條，將水泥路面割斷成一塊一塊的。然后再趁水泥還未完全固化時用帶有齒的輪在鋪設好的路面上劃出，道道的橫線〔如圖1所示〕。對下述做法的分析，你認為以下說法中最可能的是〔〕A．用帶有齒的輪在鋪設好的路面上劃出一道道的橫線，是為了使路面更加美觀B．用長木條將水泥路面割斷成一塊一塊的，是為了節(jié)約鋪設路面的水泥材料C．用長木條將水泥路面割斷成一塊一塊的，是為了防讓由于熱膨脹導致路面損壞D．用長木條將水泥路面割斷成一塊一塊的，是為了增大路面的摩擦6．如圖2甲所示，煤氣管道包括戶外和戶內(nèi)兩局部，二者之間連接著一只煤氣表。工人師傅給每戶安裝完戶內(nèi)管道后，都要檢查一下管道是否漏氣。有一種檢測裝置如圖2乙所示，在兩端開口的透明的U型管中裝有水，當U型管兩端壓強相等時，兩側(cè)水面相平。檢測時，關(guān)閉開關(guān)后，用力向用戶管道口Y內(nèi)吹氣，然后迅速將U型管的一端Y與用戶管道口Y相連接，U型管內(nèi)水面出現(xiàn)高度差〔如圖2丙所示〕。觀察U型管中水面的變化可以判斷戶內(nèi)管道是否漏氣〔〕A．假設水面高度差逐漸增大，那么說明不漏氣B．假設水面高度差逐漸減小，那么說明不漏氣C．假設水面高度差保持不變，那么說明漏氣D．假設水面高度差保持不變，那么說明不漏氣二、填空題〔每題2分，共6分〕1．科學家根據(jù)星球光譜的紅移現(xiàn)象推斷宇宙正在膨脹，星球正在離我們越來越遠。其實在日常生活中聲音也有類似的現(xiàn)象，在火車從我們身邊疾駛而過的瞬間，盡管火車發(fā)出的汽笛聲頻率是不變的，但我們聽起來聲音的音調(diào)卻是〔選填“由高變低〞或“山低變高〞〕2.2008年5月12日14時28分，我國四川省漢川縣發(fā)生了里氏8.1強列地震，為及時了解震區(qū)的受災情況，便于指揮調(diào)度，相關(guān)部門利用了飛機航拍和衛(wèi)星遙感技術(shù)。飛機航拍只能在白天進行，利用的是地面物體反射的可見光來拍攝。拍攝過程中，地面上的物體在攝像機上成的像，應位于攝像機鏡頭的一倍焦距至二倍焦跟之間，且更靠近〔選填“一倍焦距〞或“二倍焦距〞〕處；而衛(wèi)星遙感那么可以晝夜不停的上作，因為它不僅可以感知可見光，還可以感知物休發(fā)出的〔選填“紫外線〞或“紅外線〞〕。3．在建造高樓大廈時，其地基大多采用箱式根底。所謂箱式根底，就是把整棟大樓占地范圍的地皮掏空挖深，然后填上鋼筋混凝土。箱式根底的優(yōu)點在于：第一，增大了大樓與地面的接觸面積，從而減小了大樓對地面的，可有效地防止地皮大幅度的下陷；第二，降低了整棟大樓的，增大了大樓的穩(wěn)度，提高了大樓的抗震能力。三、簡答以下各題〔每題5分．共30分〕1．豆腐本來是光滑細嫩的〔如圖3甲所示〕，經(jīng)冰凍再解凍以后，會出現(xiàn)許多小孔，成為美味的“凍豆腐〞〔如圖3乙所示〕請你說明“凍豆腐〞中產(chǎn)生許多小孔的道理。2．小明學了家庭電路的知識后，在生活中更加注意觀察家用電器。他發(fā)現(xiàn)自己家洗衣機用的是三腳插頭，插頭上標有一些符號和文字，如圖4所示?！瞝〕請寫出以下標識或字符的含義：①10A250V②E；③L；④N。〔2〕小明仔細觀察三只插腳，又有新的發(fā)現(xiàn)：標有“E"字的插腳比其他兩腳稍長一些。他又查看了其他用電器的三腳插頭，也是這種情況。請你從平安用電的角度寫出這樣制作的好處。3．小琳家新安裝了一臺電熱水器，電熱水器的銘牌旁貼有右側(cè)所示的一段警示語。請你應用學過的物理知識對這段警示語的必要性給予合理的解釋。4．圖5為商店常用稱量貨物的臺秤，試分析在以下情況下稱量貨物時，稱量結(jié)果與實際質(zhì)量相比是偏大還是偏小。(l)陀磨損了：(2)零螺母的位置比正確位置向右多旋進了一些。5．如圖6甲所示，在一根橫跨河流兩岸的硬塑料管內(nèi)穿有三根完全相同的導線。為了區(qū)分哪兩個線頭為同一根導線的兩端，工人師傅用圖6乙所示的“測通器〞來進行測試。他首先將A和B連接起來，然后將“測通器〞的m連接在D上，將n連接在F上，發(fā)現(xiàn)此時小燈泡發(fā)光……。工人師傅據(jù)此可以做出什么判斷？下一步他將如何操作才能最終搞清每根導線的兩端？6．小明搬進剛裝修完的新家，媽媽給他買了一個床頭燈，他將這個床頭燈插在床邊墻壁的插座上。晚上，小明在床上看書時，突然床頭燈熄滅了，過了一會兒，燈又亮了，這時他發(fā)現(xiàn)爸爸剛剛洗完澡從衛(wèi)生間走了出來。小明很好奇，親自去衛(wèi)生間翻開“浴霸〞的燈，發(fā)現(xiàn)他床頭的燈又熄滅了；關(guān)閉“浴霸〞的燈，床頭的燈又亮了。小明很想知道為什么他的床頭燈會出現(xiàn)這種“奇怪現(xiàn)象〞，線路究竟出了什么問題？(1〕請你畫出小明家裝修時連接浴霸燈與床頭插座〔床頭燈〕的電路圖，并應用所學知識分析產(chǎn)生這一“奇怪現(xiàn)象〞的原因．(2〕如果不想讓上述“奇怪現(xiàn)象〞出現(xiàn)，床頭燈的開關(guān)能正常控制床頭燈的亮滅，請畫出正確的電路圖。四、〔10分〕為了緩解用電頂峰電力緊張的矛盾，我國一些地區(qū)使用了“分時電〔能〕表〞。下表是采用分時計費前、后電費價目表：原電表計費方法分時電表計費方法時間范圍全天頂峰期低谷期6：00～22:0022:00～次日6:00單價〔元／度〕0.480.500.30小明家每天要用電水壺將質(zhì)量為3kg、初溫為20℃的水燒開，氣壓為l標準大氣壓，水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃1.這些水被燒開需要吸收多少熱量？2．使用分時電表后，小明家把燒水時間安排在低谷期，假設不計熱量損失，僅此一項，一個月〔以30天計〕比原來節(jié)省多少元電費？五、〔14分〕一種太陽能照明燈，太陽能電池板供1只“220V40W〞的電子節(jié)能燈工作。假設太陽能電池板接收太陽能的有效面積為0.3m2，地球上該處與太陽光垂直的外表接收的太陽輻射能約為7.2×104J/min·m1．太陽能照明燈利用太陽能的效率大約是多少？2．假設200w的白熾燈與這種40W的電子節(jié)能幻一的發(fā)光效果相當。請你根據(jù)下表中數(shù)據(jù)計算說明：按目前價格使用這種太陽能照明燈與使用這種白熾燈相比在經(jīng)濟上是否有優(yōu)勢？〔燈每天工作10h，一年按365天計算〕額定電壓/V額定功率/W平均壽命每只售價每度電費白熾燈2202001000小時2.0元0.5元電子節(jié)能燈220408000小時20元太陽能電池板20年1500元六、〔14分〕科技小組的同學想利用學到的浮力知識制作一個浮力秤。他們找來一個瓶身為柱狀體的空飲料瓶，剪掉瓶底，旋緊瓶蓋，在瓶蓋系系一塊質(zhì)量適當?shù)氖瘔K，然后將其倒置在水桶里，如圖8所示。使用時，只要把被測物體投入瓶中，從水面所對的刻度就可以直接讀出被測物體的質(zhì)量。1．在這里石塊的作用是什么？試應用所學物理知識分析其中的道理。2．這種浮力秤的質(zhì)量刻度是均勻的嗎？為什么？3．經(jīng)測量，該飲料瓶圓柱狀局部的直徑為8.0cm，當浮力秤中不放被測物體時，水面所對位置為零刻度〔如圖8所示〕。請根據(jù)圖中標明的長度值，通過計算，在1、2、3、4各刻度線右側(cè)給浮力秤標明對應的質(zhì)量值。〔π取3.1，最后結(jié)果只保存整數(shù)〕七、〔14分〕在一些農(nóng)村地區(qū)建造的沼氣池，通過將農(nóng)村大量的秸桿、人畜糞便發(fā)酵來獲取沼氣，利用沼氣來燒火做飯，點燈照明。沼氣池的應用，不僅使上述資源得以更好的利用，同時也給生活帶來了諸多便利，使環(huán)境得以改善。這是一個一舉多得的惠民工程。圖9所示為一農(nóng)戶的水壓式沼氣池的剖面簡圖。說明：1．沼氣池2．水壓池3．進料口4．密封蓋5.輸氣管6．貯氣室7．沼氣壓力顯示器8．總閥門9.U形管壓強計〔里面裝有染成紅色的水〕10．出料口蓋板〔不密封水壓池．水壓池仍與外面大氣相通〕11．閥門己知該農(nóng)戶家燃氣灶的相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)如下：使用燃料液化石油氣天然氣人工煤氣人工沼氣灶前壓強〔kPa)2.82.01.01.5額定熱流量〔kW)普通爐左：3.6組合爐左：3.6右：4.0右：3.6單爐4.0取g=10N/kg，水的比熱容4.2×103J/(kg·℃)1．根據(jù)圖9所示，通過計算說明，該農(nóng)戶此時能否使用這個沼氣池中的沼氣來正常燒火做飯？2．有一天，該農(nóng)戶發(fā)現(xiàn)，沼氣壓強小于燃氣灶的要求。為了能盡快利用沼氣生火做飯，從物理學的角度看，可采取哪些措施？3．假設該農(nóng)戶所用的燃氣灶是普通爐，通常情況下，普通爐中的右爐單獨正常工作時，將一壺質(zhì)量為2.5kg、溫度為20℃的水燒開，耗時約10min4．請你就如何提高燃氣灶的效率問題談談你的設想。2023年第十九屆全國初中應用物理知識競賽初賽試題答案一、選擇題〔每題2分，共12分〕1.B2.C3.B4.D5.C6.D二、填空題〔每題2分，共6分〕1.由高變低〔2分〕2.一倍焦距，紅外線〔每空1分，共2分〕3.壓強，重心〔每空1分，共2分〕三、簡答題〔每題5分，共30分〕1.〔5分〕參考答案有三個要點：〔1〕水結(jié)冰后，體積會變大。〔2〕豆腐中含有水，冰凍以后，豆腐中的小冰塊把整塊豆腐擠壓成蜂窩形狀?！?〕待冰熔化成水后，就留下了許多孔洞。說明：要點〔1〕、〔2〕各2分，要點〔3〕1分，共5分。2.〔5分〕參考答案〔1〕①此插頭允許通過的最大平安電流為10A，能夠承受的最大平安電壓為250V；②地線；③火線；④零線〔2〕有三個要點：①接地插腳比其他兩腳稍長一些，這樣當將插頭插入插座的瞬間，用電器的金屬外殼首先接地。然后用電器跟火線、零線接通；②而當拔下插頭時，用電器現(xiàn)與火線、零線斷開，最后金屬外殼再與地線分開。③保證在插入和拔下插頭的瞬間，即使用電器的外殼“漏電〞，也不會使人觸電。說明：〔1〕中①、②、③、④各0.5分，共2分；〔2〕中要點①、②、③各1分，共3分。3.〔5分〕參考答案有三個要點：〔1〕因日常用水不是純潔水、含有雜質(zhì)，會導電，濕手拔插電源插頭容易觸電?！?〕假設水箱中無水，通電后熱水器的溫度會快速持續(xù)上升，直至損壞熱水器?！?〕在氣溫低于0°說明：要點〔1〕、〔2〕、〔3〕各2分，要點〔3〕1分。4.〔5分〕參考答案〔1〕假設秤砣磨損了，那么稱量時游砣須放在刻度偏大的位置，臺秤才能平衡，所以稱量結(jié)果與實際質(zhì)量相比偏大。〔2〕假設調(diào)零螺母的位置比正確位置向右多旋進一些，那么秤盤中需放一定質(zhì)量的物體，才能在游砣指零的情況下使臺秤平衡。然后再把待測貨物放在秤盤中，平衡時貨物質(zhì)量等于稱重質(zhì)量，此時稱重質(zhì)量小于秤盤中兩物體質(zhì)量之和，所以稱量結(jié)果與實際質(zhì)量相比偏小。說明：〔1〕2分，〔2〕3分。5.〔5分〕參考答案有三個要點：〔1〕確定C、E為同一導線的兩端?！?〕為了弄清另兩根導線的兩端，可連接A和C，測通器的一端必須與E相連，假設另一端接F，小燈泡發(fā)光，那么BD為同一根導線，AF為同一根導線；假設不發(fā)光，那么AD為同一根導線，BF為同一根導線?！惨部梢宰屃硪欢私覦，假設小燈泡發(fā)光，那么BF為同一根導線，AD為同一根導線；假設不發(fā)光，那么AF為同一根導線，BD為同一根導線?！痴f明：要點〔1〕2分，要點〔2〕3分。6.〔5分〕參考答案〔1〕裝修時墻壁內(nèi)的電路是錯誤的，如下圖，當衛(wèi)生間“浴霸〞燈的開關(guān)斷開，床頭燈開關(guān)閉合，“浴霸〞燈和床頭燈是串聯(lián)的，因為“浴霸〞燈與床頭燈的額定電壓相同，“浴霸〞燈的額定電功率遠大于床頭燈的額定電功率，所以“浴霸〞燈燈絲電阻遠小于床頭燈燈絲電阻，當“浴霸〞燈與床頭燈串聯(lián)時，“浴霸〞燈的電功率將遠小于床頭燈的電功率，幾乎不發(fā)光，而床頭燈接近正常發(fā)光?！?〕如果不想讓上述奇怪現(xiàn)象出現(xiàn)，床頭燈的開關(guān)能正?？刂拼差^燈的亮滅，正確的電路圖如下圖。說明：〔1〕中，畫出圖答-1得2分，文字表達2分，共4分；〔2〕中，畫出圖答-2得1分。四、〔10分〕參考解答1.這些水需吸收熱量：Q＝cm〔〕……(1分)＝4.2××3×〔100－20〕J…(1分)＝1.0×J…(1分)2.1.0×J＝0.28度…(2分)可以節(jié)省電費：0.28×〔0.48－0.30〕×30元…(4分)＝1.5元..(1分)五、〔14分〕參考解答1.太陽能電池板工作一天〔按8h計算〕吸收的太陽能E＝7.2××0.3×8×60J≈1.04×J……(2分)照明燈工作10h消耗的電能W＝Pt＝40×10×3600J＝1.44×J……(1分)＝14％……(2分)2.在相同的時間內(nèi)〔20年〕進行比擬：白熾燈〔或節(jié)能燈〕工作總時間：20×365×10h＝73000h使用白熾燈情況：需要的燈數(shù)73000／1000＝73〔盞〕……(1分)購置白熾燈的費用73×2.0元＝146元……(1分)白熾燈所消耗的電能W=Pt=0.2×73000kW·h＝14600kW·h須交電費14600×0.5元＝7300元共計費用：146元＋7300元＝7446元……(1分)使用太陽能照明燈情況：需要的燈數(shù)73000／8000＝10〔盞〕……(1分)購置節(jié)能燈的費用10×20元＝200元……(1分)共計費用：1500元＋200元＝1700元……(1分)7446元＞1700元……(1分)這說明，使用這種太陽能照明燈比使用這種白熾燈在經(jīng)濟上有很大優(yōu)勢。……(1分)六、〔14分〕參考解答1.石塊的作用是使浮力秤能夠豎直地漂浮在水中?！?1分)石塊受到的重力遠大于空飲料瓶受到的重力，所以浮力秤的重心較低，并低于浮力的作用力，當浮力等于重力時，浮力秤將豎直漂浮在水中。〔如果沒有石塊，整套裝置的重心將會高于浮力的作用點，在浮力和重力的作用下，浮力秤容易歪倒，難以豎直漂浮在水中?！场?2分)2.質(zhì)量的刻度是均勻的。……(1分)設被測物體的質(zhì)量為m，飲料瓶圓柱狀局部的半徑為r，在浮力秤中放入被測物體后，瓶身浸入的深度增加值為h，那么：浮力秤再次漂浮時，增大的浮力等于增大的重力：……〔1分〕即：……(2分)可得：……〔1分〕因為、、r為定值，所以h和m成正比，該浮力秤質(zhì)量的刻度是均勻的?！?1分)3.因為，所以…(1分)其中＝1.0×kg/,r=4.0cm，1cm,=2cm,=3cm,=4cm。帶入以上數(shù)據(jù)，可得對應1、2、3、4各刻度線的質(zhì)量值應標記為50g、100g、150g、200g,……(4分)七、〔14分〕參考解答1.灶前沼氣壓強……〔1分〕＝1.0×…(1分)因為p＞0.5kPa,因此可以使用這個沼氣池中的沼氣來正常燒火做飯。……(1分)2.可采取的措施有：通過進料口向沼氣池中加水、加料或向水壓池中加水等。如果通過進料口向沼氣池中加適量的熱水，那么效果更佳。說明：每項正確、合理的措施得1分，最多2分。3.一般說來，燃氣灶正常工作時，燃氣的燃燒是很充分的，我們可以視為燃氣完全燃燒；再把當時的大氣壓看作是1標準大氣壓。水吸收的熱量：△……(1分)＝4.2××2.5×〔100－20〕J＝8.4×J……(1分)燃氣灶所放出的熱量：……(1分)＝4.0××10×60J＝2.4×J……(1分)右爐燒水的效率：＝×100％……(1分)＝×100％＝35％……(1分)4.提高燃氣灶熱效率的設想如下：適中選用額定熱流量較大的爐具以縮短加熱時間，從而縮短向環(huán)境散熱的時間，以減少熱損失；及時去除水壺底部的水垢，以加快熱傳遞；燒水時，水壺最好加蓋。說明：每項正確、合理的設想得1分，最多3分。2023年第十九屆全國初中應用物理知識競賽復賽試題一、〔16分〕小李把一袋體積為200mL、溫度為10℃的牛奶放進微波爐中，用高火加熱lmin，牛奶被加熱至50℃，到達適宜飲用的溫度。小李家微波爐的局部技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示，牛奶的密度和比熱容與水的密度和比熱容接近。請計算說明：1．微波的波長是多少?2．如果電價為0.5元／度，按上述條件加熱10袋這樣的牛奶需要多少電費?3．該微波爐在加熱牛奶時的效率是多少?二、〔16分〕小明家的高壓鍋鍋體直徑為24cm，排氣孔內(nèi)徑為4mm。小明不慎喪失了鍋的限壓閥，當他到商店購置時售貨員告訴他，生產(chǎn)這個鍋的廠家提供的限壓閥有兩種，孔徑相同，質(zhì)量分別為100g和60g。1．請你根據(jù)說明書給出的數(shù)據(jù)，通過計算說明，小明應該買哪一種限壓閥。(說明書標有：當大氣壓為105Pa時，該鍋最高溫度為120℃。：水的沸點與壓強的關(guān)系如圖1所示，取g=10N/kg)2．請你說明如果買另一種限壓閥，使用時會出現(xiàn)什么問題。三、〔16分〕圖2是小強的自行車傳動裝置的示意圖。請思考并答復：1．假設腳踏板每2s轉(zhuǎn)1圈，在這種情況下，要計算自行車前進的速度大小，還需要測量哪些量?請你用這些量推導出自行車前進速度的表達式。2．該自行車后架上裝有向車頭燈供電的小發(fā)電機，小發(fā)電機的上端有一半徑R0=1.0cm的摩擦小輪。行駛過程中，當需要小發(fā)電機向車頭燈供電時，小輪壓緊車輪，此時小輪與自行車車輪之間無相對滑動，車輪帶動小輪轉(zhuǎn)動，發(fā)電機發(fā)電。測得自行車大齒輪、小齒輪和后輪的半徑分別為8.0cm、3.4cm、33cm，問當自行車的車速為15km/h時，摩擦小輪的轉(zhuǎn)速(單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)，單位：r/s)是多少?取π=3.14。3．小強利用第1問中推導的公式，計算出了自行車前進的速度大小(請你幫助小強計算自行車前進的速度)。然后他又實地測量了自行車的速度，比照后發(fā)現(xiàn)總有差異，請你說明這可能是什么原因造成的。四、〔16分〕小蘭家的全自動家用豆?jié){機的局部技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示。額定電壓220V電機功率180W額定頻率50Hz加熱功率800W加干豆量75g加水量1200mL制作豆?jié){的程序大致如下：(水溫為20℃工作程序加熱→打漿→煮漿→防溢延煮→斷電報警工作時間與狀態(tài)電熱器開始加熱，8min后，水溫達到打漿設定溫度。電機帶動刀片高速打漿，打漿共4次，每次打15s，間隔15s。電熱器繼續(xù)加熱，直至豆?jié){第一次沸騰，耗時2min。電熱器間斷加熱，(每加熱lmin，停20s)使豆?jié){反復煮沸，充分煮熟。共6min40s結(jié)束。機器發(fā)出聲光報警，提示豆?jié){已做好小蘭在用該豆?jié){機制作豆?jié){之前關(guān)閉了她家所有的用電器開關(guān)，然后在豆?jié){機開始制作豆?jié){的同時，開始記錄她家電能表(如圖3所示)的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過的圈數(shù)，當豆?jié){機發(fā)出聲光報警時為止，數(shù)得電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過了74圈。請答復：1．煮好一鍋這樣的豆?jié){需要消耗多少電能?2．根據(jù)第1問的計算結(jié)果，計算制作一鍋這樣豆?jié){的過程中她家電能表的轉(zhuǎn)盤應轉(zhuǎn)過多少圈?3．第2問中計算的結(jié)果與小蘭實際記錄的圈數(shù)相符嗎?如不相符，請說出你對產(chǎn)生這一偏差的猜測。五、〔18分〕閱讀資料并答復以下問題：干濕溫度計是一種既能測量空氣溫度，又能測量空氣相對濕度的常用測量儀器(某一溫度下，空氣中水蒸氣量與該溫度下飽和水蒸氣量的比值叫做該溫度下的空氣相對濕度，以百分數(shù)表示；飽和氣是指一定溫度下，一定數(shù)量空氣中所能最大限度容納的水蒸氣量)。如圖4甲所示，儀器上有兩支相同的溫度計并列地安裝在同一刻度板上(圖4乙為其反面)，其中一支溫度計的測溫泡外面裹有被水浸濕的棉紗，這一支溫度計即為“濕〞溫度計；另一支溫度計的測溫泡直接裸露在空氣中，這一支溫度計即為“干〞溫度計。還有一個可根據(jù)干、濕溫度計的示數(shù)來確定空氣相對濕度的轉(zhuǎn)盤式標尺。1．通常情況下，濕溫度計的示數(shù)比干溫度計的示數(shù)稍低一些，這是為什么?2．轉(zhuǎn)盤式標尺由兩個同軸的圓盤組成，其中外盤是固定的，上面標有對應“濕溫度計〞溫度值的0～40刻度線及表示相對濕度值的10～100刻度線；內(nèi)盤可以繞軸轉(zhuǎn)動，上面標有對應“干溫度計〞溫度值的0～40刻度線及“相對濕度％〞字樣。轉(zhuǎn)動內(nèi)盤，當內(nèi)、外盤上的相同溫度值對準時，“相對濕度〞的箭頭正好指向100，說明空氣的相對濕度為100％，如圖4丙所示。請你根據(jù)以上信息，說明如何根據(jù)干、濕溫度計的示數(shù)，使用這個轉(zhuǎn)盤式標尺來確定出空氣的相對濕度。3．中午，小宏看到干溫度計的示數(shù)為26.0℃，濕溫度計示數(shù)為22.0℃。到了晚上，小宏看到干溫度計的示數(shù)為16.0℃(1)關(guān)于中午和晚上空氣的相對濕度，以下說法正確的是()A．中午和晚上空氣的相對濕度相同B．因為中午和晚上氣溫不同，所以無法比擬中午和晚上空氣相對濕度的大小C．中午空氣的相對濕度大。D．晚上空氣的相對濕度大。〔2〕請你簡要地說明選擇該答案的理由。六、〔18分〕小胖同學在暑假期間參加了農(nóng)村電網(wǎng)改造的社會實踐活動，其中電工所挖的埋水泥電線桿的坑引起了小胖的興趣。坑的形狀如圖5所示，從地面上看，坑根本上是一個長方形，其寬度僅比電線桿的粗端直徑稍大一點，坑中沿長方形的長邊方向有一從地面直達坑底的斜坡。請你答復：1．為什么要挖成圖5所示的深坑，而不挖成圖6甲所示的僅比電線桿略粗一點的圓筒狀深坑，或者如圖6乙、丙所示的那種大口徑的方形或圓形的深坑?這樣做有什么好處?2．通過計算比照分析：如果將這種水泥電線桿分別埋入圖5、圖6甲所示的坑中。那么把水泥電線桿放到坑口適當位置后，在豎起水泥電線桿的過程中，抬起水泥電線桿的細端至少分別需要多大的力?這種坑深2.0m，寬0.3m，地面處坑口長2.3m，坑底長0．3m。水泥電線桿的質(zhì)量為600kg，長10.0m，粗端直徑0.25m，其重心距粗端4.0m。(取g=10N/kg)3．在上述兩種情況下，豎起水泥電線桿的過程中，人們對水泥電線桿至少分別要做多少功?2023年第十九屆全國初中應用物理知識競賽復賽試題答案一、〔16分〕參考答案1．電磁波的速度：c=3×108m/s……1分因為：c=λf……2分所以：λ=c/f=3×108/2450×102．加熱一袋牛奶需要消耗的電能：W=Pt=1300×60J=7.8×104J……2分加熱10袋牛奶需要消耗的電能：W總=7.8×104×10J=7.8×105J=0.22kW·h……2分加熱10袋牛奶需要電費：0.22×0.5=0.11元……1分3．一袋牛奶被加熱至適宜飲用的溫度需吸熱：Q吸=cm〔t2-t1〕=4.2×103×200×10-6×1.0×103×〔50-10〕J=3.36×104J……3分該微波爐在加熱牛奶時的效率：η=Q吸/W=3.36×104/7.8×104=43%……3分二、〔16分〕參考答案1．由圖1可知，當鍋內(nèi)溫度為120℃時，鍋內(nèi)壓強p=1.8×105Pa?！藭r限壓閥受力：F0+G=F……3分設平安閥的質(zhì)量為m，那么有：p0S+mg=pS……2分可得：m=kg=0.1kg=100g……4分所以，應該買質(zhì)量為100g的限壓閥?！?分2．如果買了另一種質(zhì)量為60g的限壓閥，使用時會出現(xiàn)鍋內(nèi)的最高氣壓值偏小，鍋內(nèi)溫度不能到達120℃三、〔16分〕參考答案1．還需要測量三個輪子的半徑：大齒輪〔主動齒輪或輪盤〕半徑R1、小齒輪〔被動齒輪或飛輪〕半徑R2、后輪半徑R3。……3分推導自行車速度的表達式：設大齒輪、小齒輪和后輪的轉(zhuǎn)動周期分別為T1、T2和T3?？傻茫捍簖X輪邊緣的速度：v1=小齒輪邊緣的速度：v2=后輪邊緣的速度：v3=……1分因為：v1=v2，T2=T3，……1分所以：自行車前進的速度：v=v3=……2分2．設摩擦小輪的速度為n0，可得：n0==r/s=66.3r/s……4分即當自行車的車速到達15km/h時，摩擦小輪的轉(zhuǎn)速：n0=66.3r/s……1分3．因為自行車腳踏板的周期T1=2s，且R1=8.0cm、R2=3.4cm、R3=33cm所以：自行車前進的速度：v=m/s=2.44m/s=8.8km/h……2分可能原因：①自行車輻條不緊，導致車圈在行駛過程中為橢圓；②車胎內(nèi)氣缺乏，導致車胎與地面接觸局部到車軸距離小于所測車輪半徑；③自行車實際行駛路徑與測量長度的路徑不重合；④大齒輪、小齒輪、后輪半徑測量的不準；⑤行駛過程中腳踏板的周期很難保證為2s。……2分說明：每答對一種情況得1分，原因分析最多得2分。答案合理即給分。四、〔16分〕參考答案1．煮好一鍋這樣的豆?jié){需要消耗電能：W=W1+W2=P1t1+P2t2=800×〔8×60＋2×60＋400×〕J＋180×4×15J=730800J……6分2．電能表應當轉(zhuǎn)過的圈數(shù)：n=圈=7