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1、2010 年第二十届全国初中应用物理竞赛复赛试题注意事项：1请在密封线内填写所在地区、学校、姓名和考号。2用蓝色或黑色钢笔、圆珠笔书写。3本试卷共有六个大题，满分为100 分。4答卷时间： 2010 年 4 月 18 日（星期日）上午9：3011：10。一、（ 16 分）干簧管（也叫干簧继电器） 比一般机械开关结构简单、体积小、速度高、工作寿命长；而与电子开关相比，它又有抗负载冲击能力强的特点，工作可靠性很高。如图 1 甲所示为干簧管的结构简图，其中磁簧片是一种有弹性的薄铁片，被固定于玻璃管上。1当将一个条形磁铁与干簧管平行放置时，如图 1 乙，干簧管的磁簧片触点就会闭合，将电路接通；当条形磁
2、铁远离干簧管时，触点就会断开。请简述其原理。2某同学设想用干簧管制作水位自动报警器，图 2 是他设计的一部分情况，请帮助他完成其余部分的设计：（1）设永久磁铁所受的重力为 3N，浮球的体积为 200cm3 ，不计滑轮处的摩擦。则要想让此装置能正常工作，浮球的质量应满足什么条件（取 g=10N/kg）？（2）他手边还有开关、红灯、绿灯和电铃各一个，导线若干，请在图中的虚线方框内画出报警电路，要求：水位到达A 处时，红灯亮，电铃报警；水位到达B 处时，绿灯亮，电铃报警。二、（16 分）小星同学为实验室设计了一个多挡位电加热器，其工作原理图如图 3 所示。其中 R1、R2、R3 为发热电阻。三个灯泡
3、为上述发热电阻相应的的工作指示灯，其所消耗的电功率可忽略不 。小星 想通 开关的 合，使 加 器能有200W、 300W、 900W七 功率。 此他 了下面 份 的表格，表中的“”表示 的开关 合，相 的指示灯亮：“”表示 的开关断开，相 的指示灯熄 。功率 出了相 状 加 器的功率 。1按照他的 想，帮他 算出R1、R2、R3 的阻 各 多少？共2 表中其余 位的空格。 定 220V档位S1S2 定 率S350Hz功率1200W2300W34567900W三、（16 分）如 4 去 局里用来称量 件 量的双杆台秤的主要 构 ， 种台秤的两条秤杆是固定在一起的，两条秤杆分 装有秤 A 、 B，
4、其中秤 A 只能 于其所在秤杆上有槽的特定位置 ，秤 B 可停在其所在秤杆上的任意位置。1 个台秤的量程和分度 分 是多少？2写出用 种秤 量一个 包的 量 的操作步 （包括校零的具体步 ）3若用 整好的台秤称量一个 包的 量 ，秤杆水平平衡后，秤 A 、B 所 的位置如 4 所示， 个 包的 量 多少？4由 中的信息推 出A 、B 两秤 的 量 mA 、mB 的关系四、（16 分）小 家 了新房，准 改装客 灯的 路 ，他 爸爸拿来一幅如 5 所示 路 ，他很好奇，看了一会儿之后， 幅 有些眼熟，但又和 去所看的 不同，他拿着 去 爸爸：S3 是什么开关，爸爸告 他 叫“双刀双 ”开关，相当
5、于两个 刀双 开关 “ ”。爸爸 告 他要将 三个开关分 装在三个与客 相 的房 的 旁 。 是 什么？ 装有什么好 呢？小 决定仔 研究一下。1小 准 首先用列表的方法分析开关的状 与灯泡亮 的关系。 此他 了如下的表格，并用“ 1”和“ 2”表示开关接通的位置，用“ 1”和“ 0”表示灯泡的“亮”和“ ” 。 你也参与到他的研究中来，并帮他在表格中 下三个开关所有可能的 合 灯的控制情况，完成下表：S1S3S2灯的亮灭2根据列表的结果总结出这个电路的好处。3弄懂了这个电路和双刀双掷开关的特点之后，他又有了新的想法：还可以在图再增加一个双刀双掷开关S4，并使它和其他的开关作用相同。请把他的设
6、计画在图5 的电路中6 中。五、（ 18 分）单位质量的某种液体变为同温度的气体所需要吸收的热量，叫做这种液体的汽化热。 通常情况下， 同种液体在不同温度下的汽化热是不同的。 某课外活动小组设计了如图 7 所示的装置， 可以用来测定 100时水的汽化热。 该装置的测量原理是：用电压可调的电加热器使玻璃容器内的水沸腾，用电子天平分别测量沸腾一段时间前后水的质量，同时测量所用的时间及在该段时间内电加热器的电压和电流，根据相关的数据和能量守恒关系即可求出水的汽化热。由于这个装置工作时的散热损失是不可忽略的， 该组同学实验时测量了两组数据，如下表所示：电压 V电流 A时间 s水的初质量 g水的末质量
7、g第一组2013007068第二组40230070601试简单说明该装置的散热功率是否随加热功率的改变而改变。2根据以上数据，求水的汽化热3针对此实验提出一些减少实验误差的措施。六、（ 18 分）小亮家有一辆家用轿车， 爸爸在给他说车的性能时，总是说“ 20 的排量”，却很少说“功率” ，为此小亮特地从网上查到了排量的定义：活塞从上止点移动到下止点所通过的空间容积称为汽缸排量。如果发动机有若干个气缸，所有气缸工作容积之和称为发动机排量。从说明书上查到：小亮家的汽车采用的是 LFX 直列四缸发动机， 排量为 20L；从网上查找到了其输出特性曲线 （如图 8 所示）；小亮又向爸爸询问了一些实测数据：由于汽车行驶的路况很好，所以平均车速为90km h，此时发动机转速为 2000r min，平均行驶百公里油耗为9L；从物理书上查得汽油的热值为46107J kg，密度为 0 71103kg m31由这台发动机输出特性曲线可以看出，在发动机转速为 1000-5000 rmin 范围内，它的输出功率与转速大致有什么关系？2试通过公式推导出在其他参数相同时，发动机的输出功率与其排量的关系。3这辆汽车以 90kmh 行驶时，发动机的效率约为多少？每个做功冲程汽缸内的平均压强是约为多少？