2013年第23屆“巨人杯”全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽復(fù)賽試卷

一、（16分）

• 1．圖甲所示的手動(dòng)液壓小吊車廣泛適用于工廠、礦山、碼頭、建筑工地等場(chǎng)所，用來完成機(jī)器安裝、貨物裝卸等任務(wù)。起重臂由內(nèi)外兩根橫截面均為長(zhǎng)方形的銅管套在一起組成。通過調(diào)節(jié)內(nèi)管在外管中的長(zhǎng)度可以改變起重臂的長(zhǎng)度。若起重臂處在圖丙所示的水平位置和長(zhǎng)度的情況下，它最多能吊起800kg的重物而不會(huì)發(fā)生翻倒，且已知該手動(dòng)液壓小吊車的總質(zhì)量為400kg.問：
  （1）當(dāng)保持起重臂的水平位置不變而將其長(zhǎng)度調(diào)整為圖乙所示情況，通過計(jì)算說明該手動(dòng)液壓小吊車可否吊起500kg的重物？
  （2）該手動(dòng)液壓小吊車在圖丙所示狀況下，勻速吊起400kg重物的過程中，前后支撐輪的每個(gè)輪子對(duì)地面的壓力多大？
  
  組卷：188引用：1難度：0.7

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二、（16分）

• 2．有一種由電動(dòng)機(jī)與水泵共軸安裝組成的電動(dòng)水泵，如圖所示。
  它廣泛用于工廠、礦山、農(nóng)田等場(chǎng)所，擔(dān)負(fù)排灌作業(yè)。下表為某種型號(hào)的電動(dòng)承泵的技術(shù)數(shù)據(jù)：
  

  功率/kW	電壓/V	頻率/Hz	轉(zhuǎn)速/r?min-1
  2.2	380	50	2860
  楊程/m	流量/m3?h-1	配管內(nèi)直徑/mm	效率
  36	10	40

  注：表格中的揚(yáng)程為水泵進(jìn)水管所在水面到水泵出水口之間的高度。
  在該電動(dòng)水泵正常工作時(shí)，請(qǐng)計(jì)算：
  （1）水泵出水口處水的流速大小；
  （2）水泵的效率η．（出水口處水流的動(dòng)能可忽略不計(jì)，取g=10N/kg）
  組卷：106引用：1難度：0.5

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五、（18分）

• 5．圖甲是小明家的調(diào)溫電熨斗，額定電壓為220V，其電熱絲的額定功率為800W，圖乙是其原理圖。
  
  （1）小明為了搞明白電熨斗的工作原理，專門查閱了相關(guān)資料，得知：①雙金屬片是把長(zhǎng)和寬都相同的銅片和鐵片緊緊地粘在一起做成的。受熱時(shí)，由于銅片膨脹得比鐵片明顯，雙金屬片便會(huì)向鐵片一側(cè)彎曲。②調(diào)溫電熨斗的雙金屬位于金屬底板上方附近。請(qǐng)回答：調(diào)溫電熨斗在工作過程中是如何實(shí)現(xiàn)金屬底板溫度基本恒定的？如果想提高金屬底板的設(shè)定溫度，應(yīng)將升降螺絲向上移動(dòng)還是向下移動(dòng)？
  （2）小明在使用電熨斗時(shí)發(fā)現(xiàn)，室溫不變，設(shè)定溫度越高，每1min電熨斗的工作指示燈亮的時(shí)間越長(zhǎng)；進(jìn)一步研究又發(fā)現(xiàn)，當(dāng)設(shè)定溫度不變，環(huán)境溫度越低，每1min電熨斗的工作指示燈亮的時(shí)間越長(zhǎng)。小明查閱資料得知，其他條件相同，兩個(gè)物體間溫度差不太大的情況下，散熱速度與溫度差成正比。小明為了探究該電熨斗的散熱速度和電熨斗底板與環(huán)境溫度差的關(guān)系，在電熨斗底板已然達(dá)到設(shè)定溫度后將其豎直放置處于等待狀態(tài)的情況下，通過實(shí)驗(yàn)得到如下數(shù)據(jù)：
  

  電熨斗每1min工作時(shí)間t/s	15	18	21	24	27	30
  電熨斗底板與環(huán)境的溫度差Δt/℃	100	120	140	160	180	200

  假定電熨斗每1s散發(fā)的熱量為Q，請(qǐng)你幫助小明寫出Q與Δt的關(guān)系式。
  （3）利用第2問的結(jié)果回答：如果使用該電熨斗在溫度為20℃的房間熨燙毛料西服，要求電熨斗表面溫度約為180℃．問該電熨斗表面溫度已然達(dá)到要求，在豎直放置處于等待狀態(tài)的情況下，電熱絲每1min內(nèi)將消耗多少電能？
  組卷：166引用：1難度：0.5

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六、（18分）

• 6．目前市場(chǎng)上有一種熱水器叫做“空調(diào)熱水器”，又名“冷氣熱水器”，顧名思義，就是可同時(shí)提供空調(diào)制冷和熱水供應(yīng)的熱水器。其最大的好處是相比傳統(tǒng)的電熱水器和燃?xì)鉄崴鳎@種熱水器非常節(jié)能。其原理與普通的空調(diào)相似，如圖所示。
  1、根據(jù)圖簡(jiǎn)述這種熱水器的工作原理。
  2、以下為某種品牌的三種型號(hào)“空調(diào)熱水器”的測(cè)定參數(shù)（在環(huán)境溫度20℃，進(jìn)水溫度20℃時(shí)測(cè)定）：
  

  型號(hào)	A	B	C
  額定/最高出水溫度（℃）	55/60
  輸入功率（kW）	1.2	1.7	2.8
  電源	220V/50Hz
  熱水產(chǎn)率（L/h）（Δt=35±1℃）	120	170	280
  環(huán)境溫度范圍（℃）	-10-50

  請(qǐng)根據(jù)上表數(shù)據(jù)計(jì)算或分析：
  （1）根據(jù)型號(hào)A的熱水產(chǎn)率，計(jì)算說明為什么這種“空調(diào)熱水器”比傳統(tǒng)的電熱水器更節(jié)能[水的比熱容c_水=4.2×10³J/（kg?℃）]；
  （2）這種熱水器有一種性能參數(shù)叫做“能效比”，其定義為：當(dāng)水吸收Q的熱量，電流所做的功為W時(shí)，能效比η=Q/W．A型熱水器的為多少？
  3、若B型與其他兩種型號(hào)的能效比相同，而出水溫度只要求達(dá)到45℃時(shí)，它的實(shí)際熱水產(chǎn)率會(huì)是多少？
  組卷：105引用：2難度：0.1

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