全国物理知识应用竞赛复赛试题 彬县曹家店中学 赵俊锋存 2008-10-29
加热温度可达到45℃，这相当于多少煤气完全燃烧放出的热量?(已知水的比热容为4.2×107J／(kg·℃)，煤气的热值约4.2×107J／kg)
四、(12分)育才中学科技小组设计了一个可以测量电阻值的多量程欧姆表，图3中所示为其中两个量程的测试电路，G为灵敏电流表，其内阻Ro=100 Ω、电流灵敏度(即指针在满刻度时流过灵敏电流表的电流)U=100μA，R为可调电阻，阻值变化范围为0～5 kΩ，Rl和R2为定值电阻，R1=15 Ω，R2=ll kΩ，E为1.5V干电池，S为量程选择开关。测量时把待测电阻两端分别与A、B两端相接。为了能从灵敏电流表上直接读出待测电阻的阻值，需在表盘上重新标注示数。请回答： (1)在指针满偏处，盘面应标注的示数是多少?
(2)当A、B间断开时，指针所指的位置处，盘面应标注的示数是多少?
(3)开关分别置于1和2位置时，在表盘正中间位置处应标注的示数各是多少?请简要说明理由。
(4)该欧姆表表盘上的刻度是否均匀?请从电路原理上说明理由。
五、(12分)有一种被称作PTC的半导体材料，其电阻随温度的变化曲线如图4所示。
(1)请你根据这条曲线分析，PTC材料的电阻值怎样随温度的变化而改变?
(2)请说出这种材料的两个可能的应用实例。
(3)以其中的一个应用为例，说明它的正常工作过程和使用条件。
六、(14分)利民电器厂设计了一种具有高、中、低温三挡的家用电火锅，其发热体电阻丝如图5所示。A、B、C为三个接线柱，B是电阻丝中点的接线柱。相信你一定能帮助该厂完成以下工作。
(1)说明各挡位的连接方法(文字表述或画图连接均可)。 (2)如果要求低温发热功率为200 W，那么高温和中温两挡的发热功率分别应是多大?
(3)设计一份该火锅的产品铭牌。
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七、(14分)现在流行的无线市话俗称“小灵通”，是一种新型的个人无线接入系统，具有语音清晰、发射功率低、待机时间长、功能多、价格合理等特点。它的使用使传统意义上的固定电话不再固定在某个位置，可在无线网络覆盖范围内自由移动使用，随时随地接听、拨打本地和国内、国际电话。
表1是某一型号小灵通的部分资料数据。若这种小灵通在正常使用的情况下，充电一次可使用7天，累计通话时间为1.2 h，通话时耗电功率为平均发射功率的20倍。则： (1)这部小灵通正常通话时的工作电流大约多大?
(2)小灵通开机但不通话时的状态称为待机。这部小灵通的待机电流大约多大?
(3)在没有充电器的情况下，可用一个电压略高于3.6V的直流电源为小灵通电池临时应急充电。请你设计一个方案，用图6所示的直流电源给这部小灵通的电池充电，并画出充电的电路图。 表l 尺寸 (长×高×宽) 质量 发射功率 电池 充电器 充电器重 充电时间 连续待机时间 约45 mm×83mm×23.5 mm 约85g 约10 mW(平均) 3.6V 580mA·h锂电池 输入：AC220V 50Hz 输出：DC5.2V 320mA 约50 g 2.5～3.5 h 48～200 h
八、(14分)现在有些住宅区使用的水表是预付费式的水表，每个用户一表一卡，凭卡用水，卡中数据输入表中，水表自动开阀供水。
所购水用完后自动关阀断水，用户必须重新购水，方能重新用水。图7是某水表厂生产的预付费式的IC卡水表，其主要技术参数如表2所示。请根据表2 中的数据，回答下列问题：
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项目 质量 长度 口径(DN) 过载流量 常用流量 分界流量 最小流量 起动流量 水表性能 密封性 最小读数 最大读数 用户窃水 电源 IC卡的保密性 IC卡使用寿命 报警方式 静态工作电流 开阀或关阀时的工作电流 常用流量误差 工作温度 工作水压 材料 FY-15E热水表 1.4㎏ 165 mm 15 mm 3m3／h 1.5m3／h 0.12m3／h 0.03m3／h ≤0.010m3／h FY-20E热水表 1.8㎏ 195 mm 20mm 5m3／h 2.5m3／h 0.2m3／h 0.05m3／h ≤0.012m3／h B级表 1.6MPa水压，15min内不泄漏 0.0001 m3 9999.9999 m3 自动关阀并提示 3.6V、2.4Ah锂电池2节串联 射频卡，一表一卡，不可复制 使用次数>10万次 剩余水量2 m3时报警，用完剩余水后关阀 0.5mA 500mA ≤2％ 温度：0℃一90℃(FY系列) 0.1 MPa～0.6MPa 铜 FY-25E热水表 2.5㎏ 225 mm 25mm 7m3／h 3.5m3／h 0.3m3／h 0.07m3／h ≤0.017m3／h (1)要保证水表正常工作，水平位置相对水塔内的水面高度差的范围应是多少? (g取10 N／kg)
(2)如果水表仅处在静态下，最多能使用多少天才需更换电池?水表开阀或关阀时它的电功率是多少?
(3)FY-25E型热水表在常用流量状态流出50℃的热水时，需要用多大功率、效率为80％的锅炉来加热原来温度为20℃的水?如果连续这样供热水，一昼夜至少需要烧多少煤?(煤的热值是3×107J／kg)
(4)FY一15E热水表报警后，在常用流量下用水，大约还能用几小时? (5)FY-20E水表出水口水的最大流速是多少?
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2007年第十七届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题
一、（10分）表1中提供的是明湖中学使用的一台数学投影仪的有关数据，请根据其中的数据，通过计算回答：
1、这台投影仪的耗电总功率是多大？ 2、如果投影仪的光源采用串联电阻降压的话，所有电阻的阻值应该多大？该电阻消耗的功率为多大？
3、这台投影仪的光源采用上述串联电阻降压的方法可行吗？为什么？ 4、如果上述方法不可行，请你提出一种可以使投影仪正常工作的方案。（要求定性说明即可）
表1 电源工作电220V 电源频率 50Hz 压 光源电压 24V 光源电流 10.0A 鼓风机电压 220V 鼓风机电0.1A 流 二、（10分）李老师的家离学校大约10km，为了便于上下班，他购买一部轻便摩托车来代步，使用的燃料为93#汽油，根据表2提供的数据，请回答：
1、如果李老师上班时骑车的平均速度为36km/h，试根据表2中所提供的有关信息，为李老师计算一下，他骑车从家到学校至少需花多少油费？ 2、小洪同学学过物理以后，给李老师建议：在上述条件不变的情况下，采用加快车速缩短时间的办法，就一定可以省油费。请你根据自己掌握的知识，分析说明这种方法是否可行。 表2 轻便摩托车 93#汽油 燃料 油箱容量 功率 三、（12分）汽车在行驶途中，为了安全，车与车之间必须保持一定的距离。因为，驾驶员从发现某一异常情况到采取制动动作的“反应时间”里（设同一人，不同速度下的“反应时间”是相同的），汽车要通过一段距离（称为思考距离）；而从采取制动力作到汽车完全停止，汽车又要通过一段距离（称为制动距离）。表3中给出了某辆汽车在同一段路面上行驶过程中，在不同速度下的思考距离和制运距离等部分数据。
1、根据表3中已给的数据，分析计算并填写尚缺的三个数据，完成表格。
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汽油 7L 6kW 密度 0.7×103kg/m3 热值 价格 4.5×107J/kg 4.90元/L 全国物理知识应用竞赛复赛试题 彬县曹家店中学 赵俊锋存 2008-10-29
2、根据表3中的数据，分析或通过计算说明超速和酒后驾车的危害。 表3 速度思考距离制动距停车距v/(km/h) S1/m 离S2/m 离S3/m 1 45 9 14 23 2 75 15 38 3 90 74 4 105 21 76 97 四、（12分）有一种电脑电源适配器（即充电器）的铭牌如图1所示。这款国产充电器，有九个国家或地区的认证标志，其中已经标出了八个。
1、请你在第一个标志前的方框中填入所代表的国家名称及其英文名，并在铭牌下面的另三个图案下填写所表示的含意。
2、根据给出的数据：说明此电源适配器所适用的电源条件是什么。 3、用它与配套的笔记本电脑供电使用时的耗电功率大约在什么范围？ 4、试估算它为笔记本电脑供电时的效率大约在什么范围？ 5、有人说：“如果适配器只是输入端插入电源，输出端不接用电器时就不耗电”，你认为对吗？请简要说明理由。
五、（12分）我们已经知道，肺活量是一个人做最大吸气后再做最大呼气所呼出的气体的体积，单位是毫升（ml）。肺活量是身体机能的重要指标之一，对青少年的成长及日后身体是否健康都关系重大。我们要注意增强自身的肺活量。图2所示的是一种测定肺活量的实用方法，图中A为倒扣在水中的开口薄壁圆筒，测量前排尽其中的空气（即测量前筒内充满水）。测量时，被测者吸足空气，再通过B尽量将空气呼出，呼出的空气通过导管进入A内，使A浮起。测得圆筒质量为m，横截面积为S，筒底浮出水面的高度为H，大气压强为Po，求：
1、此时圆筒内气体的体积。 2、此时筒内气体的压强。 3、“肺活量体重指数”是人体重要的呼吸机能指数，它主要通过人体的肺活量与体重的比值来反映肺活量和体量的相关程序，用以对不同年龄、性别的个体与群体进行客观的定量比较分析。
肺活量体重指数=肺活量/体重，单位是ml/kg
例如，我国初三年级男生肺活量体重指数标准：67以上为优秀；50-66为良好；33-49为及格；32以下为不及格。
如果体重60kg的小强用上面的肺活量仪测活量，测得H=18cm，已知筒A的质量为200g，横截面积为200cm2，请计算他有肺活量体重指数是多少？
六、（14分）空气的流动形成风，风具有能量，称为风能。风能具有来源丰富、安全卫生等优点。图3是我国某地区风力发电的外景图。风力发电机中
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