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全国04年(14届)应用物理知识竞赛试题及答案



2004 年第十四届全国应用物理知识竞赛试题及答案
一、以下个题所列答案中只有一个是正确的。把正确答案前面的字母填在题后的括号内(共 12 分, 每小题 3 分) 1.电视机的开启和关闭可以通过遥控器实现。遥控器用来控制电视机的是[ ] A.红光 B.红外线 C.紫光 D.紫外线 2.烹制油炸食品时,如果不慎将水滴溅入烧热的油锅中,会听到“叭叭”的响声,同时油花四溅。

出现这一现象的主要原因是[ ] A.水是热的不良导体 B.水滴的温度与油的温度不一样 C.水的沸点比热油的温度低 D.水的比热容比油的比热容大 3.在儿童乐园,摄影师给卡通人照相,在对焦时,发现毛玻璃上卡 通人像的位置如图 1 甲所示。 为了使毛玻璃上卡通人像的位置如图 1 乙所 示,摄影师应将镜头适当地[ ] A.向下并且向左移 B.向下并且向右移 C.向上并且向左移 D.向上并且向右移 4.图 2 给出了小明设计的楼梯照明电灯的四种控制电路,其中 S1、S2 分别为楼上和楼下的开关(都 是单刀双掷开关) 。要求拨动其中任一开关,都能改变电灯原来发光或熄灭的状态。在实际应用中最好的

方案是[ ] 二、填空(共 20 分) 1. 分)用来烧开水的铝制水壶的底部,常有格及凹凸不平的同心圆圈,其主要作用是: (4 (1)____________________________________________________; (2)____________________________________________________。 2. 分)小峰身高 1.70m,眼睛距头顶 8cm,直立在水平地面上照镜 (3 子。如果他想从竖直挂在墙上的平面镜里看到自己的脚,这面镜子的底边离 地面的高度不应超过____m。 3. 分)2003 年春季,在我国部分城市出现了“非典”疫情,各地广 (4 泛使用喷雾器对公共场所消毒。图 3 给出了一种喷雾器的示意图,就其工作 原理要用到的物理知识有(写出两项即可) (1)____________________________________________; (2)____________________________________________。 4. 分)2003 年 10 月 16 日 6 时 54 分, (5 “神舟”五号飞船完成了我国 第一次载人航天飞行,返回舱在内蒙古主着陆场安全着陆。 (1)火箭发射时发生的能量转化主要是_______能转化为_______能。 (2)在飞船关闭发动机后绕地球飞行时,如果在舱内进行下列实验,与在地面相比,其中最难完成 的是_______(填字母) :A.用温度计测温度;B.用显微镜观察洋葱表皮;C.用漏斗、滤纸过滤,除去 水中的泥沙。 (3)如果将农作物种子携带到太空,然后再带回来进行种植实验。这样做的目的是:
1

____________________________________________________________________。 5. 分)我国北方早春育苗常用温床,电热温床是其中一种。电热温床是这样制成的:先将床土挖 (4 去约 20cm 厚,床底铺一层麦秸或锯末,再铺一层塑料膜。将电热线按 10cm 间距,均匀地铺在塑料膜上, 再把床土放会,这样电热温床就做成了。 电热温床的温控仪相当于一个阻值随温度变化的可变电阻,利用它可以根据温度自动控制通过电热线 的电流,从而实现温床温度的自动控制。使用时应该把温控仪与电热线___联。电热线不能打结、交叉或 重叠,否则可能由于_________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________而发生危险。这种方法是 利用_____________________________获得适宜幼苗生长的温度。 三、简答下列各题(共 20 分) 1. 分)某城市铁路车站的设计方案如图 4 所示,进站和出站的轨道都与站台构成一个缓坡。从能 (4 量利用的角度看,这种设计的优点是什么?

2. 分)在远洋轮船的船舷上,都漆着几条“载重线” (4 ,俗称“吃水线” ,轮船满载时,水面不能超 过规定的载重线。如图 5 所示为一艘远洋轮船及载重线的示意图,其中标有 W 的是北大西洋载重线,标 有 S 的是印度洋载重线。运用你所学过的物理知识,分析一下这种标识说明了什么?
图5

3. 分)小汽车的前挡风玻璃有一定的倾斜角度,而卡车、公交车等大型车辆的前挡风玻璃却几乎 (6 是竖直的。请用光学知识分析小汽车前挡风玻璃这样安装的原因。 (可以画图说明) 。

4. 分)在生产、生活中,由于摩擦等原因,常常产生静电,静电既可利用也能造成危害。 (6 (1)请各举一各实例,说明静电对人们生活、生产的利与弊。 (2)请举例说明防止静电带来不利影响的具体措施。

2

四、 分)小明设计了一个公厕中的自动冲刷厕所的水箱。这种水箱能把自来水管持续供给的较小流 (8 量的水储备到一定量后,自动开启防水阀,这样就可用较大水量冲刷便池中的污物。图 6 为这种水箱的结 构示意图,已知水箱底为边长 l=40cm 的正方形,A 是一直径 d1=8cm 的圆形放水阀门,其质量和厚度均可 忽略不计, 且恰好能将排水管口及连杆与浮子 B 相连, 连杆的长度 h0=10cm。 浮子 B 是一外部直径 d2=8cm、 高 H=30cm、质量 m=0.4kg 的空心圆柱体。设水箱每次放水都能将水箱中的水全部放净,试通过计算说明: (1)水箱体至少多高,水才不会从水箱上部溢出? (2)如果自来水管的流量为 0.2m3/h,该水箱某次放水结束到下次开 始放水的时间间隔为几分钟?

图6

五、 (12 分)学校要开运动会,几个同学讨论怎样才能将铅球掷得更远。 陈平说: “掷出点越高,掷得越远” 。王力说: “掷出速度越大,掷得越远” 。李 明说: “我们还是通过实验来探究吧” 。 大家经过讨论,提出了以下猜想。 猜想 1:铅球掷得远近,可能与掷出铅球点的高度有关。 猜想 2:铅球掷得远近,可能与掷出铅球时的速度有关。 猜想 3:铅球掷得远近,可能与掷出铅球的角度(投掷方向与水平方向的 夹角)有关。 为了检验上述猜想是否正确,他们制作了一个小球弹射器,如图 7 所示。 它能使小球以不同的速度大小和方向射出,弹射方向对水平方向的仰角,可由 固定在铁架台上的量角器读出。 他们通过 7 次实验得到下表中的实验数据 “射 ( 出距离”指水平距离) 。 实验序号 1 2 3 4 5 6 7 射出点的高度 h/m 0.5 0.5 0.5 1.0 1.5 0.5 0.5 射出速度 v/(m·s-1) 5 10 10 10 10 10 15 射出仰角

θ
30° 30° 45° 45° 45° 60° 30°

射出距离 l/m 2.9 9.6 10.7 11.1 11.5 9.1 20.7

请你根据上述所收集的信息和相关证据回答下列问题: (1)为验证猜想 1,应选用序号为___、___、___的实验数据,因为_____________ __________________________________________________________。 (2)为验证猜想 2,应选用序号为___、___、___的实验数据,因为_______________ __________________________________________________________。 (3)为验证猜想 3,应选用序号为___、___、___的实验数据,因为_______________ __________________________________________________________。
3

(4)通过上述实验,你认为怎样才能将铅球掷得更远? 六、 (12 分)图 8 为一种摩托车转向灯的电路原理图。其中“RJ”开关为由继电器控制的开关,可以 使电路间歇地通断,D 为指示灯。当 S 拨至 1 位置时,RD1、RD2 前后两个右转向灯发光,向外界发出右 转信号, 同时 D 灯闪光, 向驾驶员显示转向灯工作正常。 左转时道理与右转一样。 若四只转向灯都用 “6V、 10W”的灯泡,D 用“6V、1.5W”的灯泡,电源两端电压为 6V。试通过计算说明,为什么把 S 拨至 1、2 中的任何位置时 D 灯都会发光,而左、右转向灯不同时发光。

七、 (16 分)下表列出的是某厂生产的家用燃气热水器的参数。表中“额定热负荷”指的是满负荷使 用时,1h 内燃料燃烧产生的热量。 产品名称 产品型号 适用燃气 额定燃气压力 额定热负荷 额定燃气耗量 热效率 适用水压
热 水 产 率 接 口 尺 寸

燃气快速热水器 JSY5-C 液化石油气 2800—3000Pa 280—300mmH2O 0.368×10 m /h
2 3

JSR5-C 人工煤气 800—1000Pa 80—100mmH2O 37MJ/h 1.964×102m3/h >80%

JST5-C 天然气 2000—2500Pa 200—250mmH2O 1.04×102m3/h

0.04—1.0Mpa(0.4—10kgf/cm2) 51/min 31/min 21/min G1/2〞 G1/2〞 G1/2〞 406mm(高)×293mm(宽)×230mm(厚) 6.2kg
3

温升 25℃ 温升 40℃ 温升 55℃ 燃气入口 冷水入口 热水入口

外形尺寸 重量

(1)分别计算燃烧 1m 液化石油气、人工煤气和天然气所产生的热量。 (2)根据表中数值和你已有的知识,讨论“额定燃气压力”一行中, “mmH2O”的含义。 (3)王保成同学说, “热水产率”一栏中,5、3、2 后面的字符好像是数字“1” ,但是在“/min”的 前面又好像丢掉了什么。请你通过计算判断这个栏目中三个参数的正确数值和单位。 (4) “热效率”一栏给的是参考值, “热水效率”一栏给的是厂家对样品的实测值。分别计算温升 25℃ 和 55℃时的热效率,并解释这两个情况下热效率不同的原因。

4

5

6

7



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