2009年全国初中应用物理知识竞赛复赛试题及答案.doc

2009 年全国初中应用物理知识竞赛复赛试题 参考答案与评分标准 一、 （16分）参考答案 1．电磁波的速度：c=3×10 8 m/s……1 分 因为：c=λf ……2分 所以：λ= c/f= 3×10 8 /2450×10 6 m……2 分 2．加热一袋牛奶需要消耗的电能：W=Pt=1300×60 J =7.8×10 4 J ……2分加热 10袋牛奶需要消耗的电能：W 总 =7.8×10 4 ×10 J =7.8×10 5 J=0.22kW·h ……2 分加热 10袋牛奶需要电费：0.22×0.5=0.11 元 ……1分 3．一袋牛奶被加热至适宜饮用的温度需吸热：Q 吸 =cm（t 2 -t 1 ）=4.2×10 3 ×200×10 -6 ×1.0×10 3 ×（50-10）J =3.36×10 4 J ……3 分该微波炉在加热牛奶时的效率： η= Q 吸 / W=3.36×10 4 /7.8×10 4 =43%……3 分 二、 （16分）参考答案 1．由图 1可知，当锅内温度为 120℃时，锅内压强 p=1.8×10 5 Pa……2 分此时限压阀受力：F 0 +G=F ……3 分设安全阀的质量为 m，则有：p 0 S+mg=pS ……2分可得：m= kg……2分       2 5 5 3 0 1.8 10 10 3.14 2 10 10 p p S g        =0.1kg=100g……2 分所以，应该买质量为 100g的限压阀。

……2分 2．如果买了另一种质量为 60g的限压阀，使用时会出现锅内的最高气压值偏小，锅内 温度不能达到 120℃的后果……3分 三、 （16分）参考答案 1．还需要测量三个轮子的半径：大齿轮（主动齿轮或轮盘）半径 R 1 、小齿轮（被动 齿轮或飞轮）半径 R 2 、后轮半径 R 3 ……3分 推导自行车速度的表达式： 设大齿轮、小齿轮和后轮的转动周期分别为 T 1 、T 2 和 T 3 可得：大齿轮边缘的速度：v 1 = 小齿轮边缘的速度：v 2 = 后轮边缘的速度： 1 1 2 R T  2 2 2 R T  v 3 = ……1分 3 3 2 R T  因为：v 1 =v 2 ，T 2 =T 3 ，……1分 所以：自行车前进的速度：v= v 3 = ……2分 1 3 2 1 2 R R R T  2．设摩擦小轮的速度为 n 0 ，可得：n 0 = ……2分 3 0 2 v R  = r/s ……1 分 15 3.6 2 3.14 0.01    =66.3r/s……1 分 即当自行车的车速达到 15km/h 时，摩擦小轮的转速：n 0 =66.3r/s ……1 分 3．因为自行车脚踏板的周期 T 1 =2s，且 R 1 =8.0cm、R 2 =3.4cm、R 3 =33cm 所以：自行车前进的速度：v= m/s……1分 1 3 2 1 2 2 3.14 0.08 0.33 0.034 2 R R R T       =2.44m/s=8.8km/h ……1分 可能原因：①自行车辐条不紧，导致车圈在行驶过程中为椭圆；②车胎内气不足，导 致车胎与地面接触部分到车轴距离小于所测车轮半径；③自行车实际行驶路径与测量长度 的路径不重合；④大齿轮、小齿轮、后轮半径测量的不准；⑤行驶过程中脚踏板的周期很 难保证为2s。

……2分 说明：每答对一种情况得 1分，原因分析最多得 2分答案合理即给分 四、 （16分）参考答案 1．煮好一锅这样的豆浆需要消耗电能： W=W 1 +W 2 =P 1 t 1 +P 2 t 2……2分 = 800×（8×60＋2×60＋400× ）J＋180×4×15 J ……2分 60 60 20  =730800J ……2分 2．电能表应当转过的圈数： n= 圈=73 圈 6 730800 360 3.6 10   3．不相符 猜想：（1）某些电器在关闭开关后，仍处于待机状态，消耗电能；（2）家庭电路电 压偏低，豆浆机实际功率偏小；（3）在制作豆浆过程中，豆浆机向环境散热；（4）电能 表存在误差；（5）小兰记录存在误差；（6）导线发热消耗电能……6分 说明：每种正确猜想得 2分，本小问最多得分为 6分猜想合理即给分 五、 （18分）参考答案 1．通常情况下，由于湿棉纱上的水蒸发吸热，使湿温度计的测温泡温度低于周围大气 温度，进而湿温度计的示数比干温度计的示数稍低……4分 2．先分别读取干、湿两支温度计的示数 t 1 、t 2 ， ……2分 然后转动内盘，当内盘上的温度值 t 1 与外盘上的温度值 t 2 对准时， “相对湿度”的箭 头所指数值即为相对湿度值。

3分 3． （1）C ……4 分 （2）理由如下：中午将内盘干温度计 26℃刻度转到湿温度计22℃刻度线对齐，内盘 转过的角度为 θ 1 ，……2分 晚上将内盘干温度计 16℃刻度转到与湿温度计12℃刻度线对齐，内盘转过的角度为 θ 2 ， ……2分 由图4丙可得，θ 1 ＜θ 2 ，所以表示相对湿度的箭头在中午指示的相对湿度较大……2 分 六、 （18分）参考答案1．挖成图5所示的深坑好处如下： （1）少挖土方：挖成图 5所示的深坑要比挖成图 6乙、丙所示的深坑少挖土方，这样 可以少做功，避免人力浪费，提高劳动效率 （2）便于施工：施工人员更易于从图 5所示的坑里向外取土 （3）省力省功：用图 5所示的深坑埋水泥电线杆，与用图 6甲所示的深坑埋水泥电线 杆相比，不必将电线杆沿竖直方向直立在地面上，重心上升高度小，施工时即省力又省功 （4）施工安全：用图 5所示的深坑埋水泥电线杆，施工人员只需从有斜坡的方向扶住 水泥电线杆就行了，水泥电线杆不会向其它方向倾倒，施工比较安全……2分 说明：每答对一种理由给 1分，本小问最多得 2分答案合理即给分 2． （1）若将这种电线杆埋入图 5所示的坑中，电线杆就位后的情况如图答 1所示。

……2分设竖起电线杆的过程中，在细端所用拉力为 F 1 在图答 1中，电线杆粗端伸入坑口的距离为 2.3 m -0.3 m =2.0m进而：O 1 A 1 =10.0 m -2.0 m =8.0m O 1 B 1 =4.0 m -2.0 m =2.0m ……1分电线杆重：G=mg=600×10 N =6000N ……1 分根据杠杆平衡条件，有：F 1 ×O 1 A 1 =G×O 1 B 1解得：F 1 = ……1分 1 1 1 1 G O B O A  = N=1500N……1分 6000 2.0 8.0  （2）若将这种电线杆埋入图 6甲所示的坑中电线杆就位后的情况如图答 2所示 ……2分 设竖起电线杆的过程中，在细端所用拉力为 F 2 在图答 2中：O 2 A 2 =10.0m O 2 B 2 =4.0m ……1 分根据杠杆平衡条件，有：F 2 ×O 2 A 2 =G×O 2 B 2解得： N……1 分 2 2 2 2 2 6000 4.0 2400 10.0 G O B F O A      3．在图答 1中，电线杆重心升高：h 1 =4.0 m -2.0 m =2.0m ……2分 人们对电线杆做功：W 1 =Gh 1 =6000×2.0 J =12000J ……1 分 在图答 2中，电线杆重心升高：h 2 =4.0m ……2 分 人们对电线杆做功：W 2 =Gh 2 =6000×4.0 J =24000J ……1 分 A 2 F 2 B 2 O 2 G 图答 2 A 1 F 1 B 1 O 1 G 图答 1。