05年应用物理竞赛试题及答案.doc

2005年第十五届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题 答卷时间：2005年4月17日（星期日）上午9：30～11：10。 一、（14分）王伟同学研究了均匀拉紧的琴弦发音频率与弦长的关系，并记录了实测的数据（如下表所示）。请你根据记录表中的有关数据，分析并估算出他有意留出的空格中应该填写的数据（要求写出估算的过程）。 音名 中央 C1 D2 E3 F4 G5 A6 B7 Cī 唱名（C调） Do Re Mi Fa Sol La Si Do′ 频率/Hz 264 297 330 352 396 440 ? 528 弦长 二、（14分）类比水压是形成水流的原因，李楠同学猜想，血液在血管内流动时也需要一定的压力差来维持。假设血液匀速通过长度一定的血管时，受到的阻力与血液的流速成正比，即。那么，要想让血液匀速流过，血管两端就需要一定的压力差。设血管截面积为时，两端所需的压强差为；若血管截面积减少10%时，为了维持在相同的时间内流过同样体积的血液，压强差必须变为。请你通过计算比较的大小，说明血管变细可能是诱发高血压的重要因素之一。 三、（16分）下表是某锅炉厂生产的CWNG系列三种锅炉的主要技术参数表。 CWNG系列三种锅炉主要技术参数 型号 CWNG 0.7-80/60-AII CWNG 1.05-80/60-AII CWNG 1.4-80/60-AII 功率/MW （ ） 1.05 1.4 容水量/t 3 3.5 4 耗煤量 145 ( ) 290 外型尺寸 2.7×1.5×2 3.0×1.5×2.9 3.0×1.9×2.9 烟囱尺寸/mm Ф300×15000 Ф350×15000 Ф400×15 000 热效率/% 75 75 75 出水温度/℃ 80 80 80 回水温度 60 60 60 总重量/t 5 7.5 9 运行压力 常压 常压 常压 供暖面积 6000 （ ） 12000 循环水量 ( ) 45 60 已知水的比热容为·℃，假设三种锅炉的燃煤效率相同，且煤均可达到完全燃烧。请根据上表回答以下问题： 1.根据表格中的已知数据，请在表格中的四个（ ）内填上合适的数据。 2.按表格中的出水温度和回水温度，计算CWNG1.05-80/60-AII型锅炉每小时给住宅内释放的热量是多少。 3.根据表格中已知数据计算燃煤的热值为多少。 ? 四、（16分）李明得到一个国外生首开的电热暖手器，铭牌表示额定值的字样中，能看清楚的只有“24W”这几个字。为了能正确使有该用电器，他把一只标有“600 ，0.4 A”的定值电阻与电热暖手器和开关串联起来，连接到家庭照明电路中，然后进行如下实验观察：将开关接通后，电能表转盘转动137圈恰好用了100s；断开开关后，电能表转盘在1min内恰好转了80圈；观察电能表上标有3000r/(kW·h)字样；他在做实验的时间内，家中其他用电器的使用情况没有变化。请根据以上数据，计算电热暖手器的额定电压是多少？你在计算过程中忽略了什么因素的影响？由此导致的计算结果是偏大还是偏小？ ?五、（20分）一所农村中学常常因为不能及时给水塔注水而停水，科技小组的同学知道后，利用下图所示的器材设计了一个自动注水模拟装置。A为浮子（浮子及其连杆总重约15N），在浮子连杆的上端有一可移动金属触头B（其受重力可忽略不计），它可以分别将其上、下的两个固定触点连通。C为水塔上的圆桶形蓄水池；M为配有电动机的水泵（电泵）；为弹簧，为衔铁，为电磁铁线圈；为最高水位限位开关、为最低水位限位开关均为由电磁铁衔铁带动的触头开关。电磁铁通电时，接通，断电时，接通。电磁铁断电时，接通。为开关。 1.请你按照下图所示的器材，连接一个可以实现自动注水的模拟电路，并说明自动注水的过程。 2.要实现自动注水的要求，浮子的最小体积约为多大？（g=10N/kg） ? 3.若设计要求每次自动注水需在10min内完成，需要知道或测量哪些物理量才能得到相匹配电泵的最小额定功率？请你用字母表示这些物理量，推导出电泵最小额定功率的表达式。在你的计算过程中，如果运用了近似条件，请说明。 六、（20分）在当今世界，研制各种机器都必需考虑节约能源和治理废气污染这一重要课题。在内燃机中，废气带走了很多能量，如果能将这些能量再利用起来，会使内燃机的效率提高许多。某工厂科研人员研制生产的四冲程汽车专用柴油发动机，就采用了很多新技术。其中最重要的一项叫“增压”技术，它是利用“废气涡轮增压器”使排气冲程中排出的高温、高压的废气去冲击“废气涡轮”高速旋转，它同时又带动同轴的进气系统中的“进气涡轮”也高速旋转，从而增加吸气冲程的进气量并增大进气气压，使做功冲程中柴油燃烧的更充分，燃气压强更大，同时也减少了废气