2019年第29届巨人杯全国初中应用物理知识竞赛复赛试卷
注意事项:
1.请在密封线内埃写所在地区、学校、姓名和考号。 2.用蓝色或黑色钥笔、圆珠笔书写。 3.本试卷共有六个大题,满分100分。
4.答卷时间:2019年4月18日(星期日)上午9:30-11:10 题号 分数 复核人 一 二 三 四 五 六 总分 一、解答题（共6小题，满分100分）
1．（16分）（2013?济南模拟）某小型汽油发电机外形如图所示，其实质是利用一个汽油机带动一个发电机来发电。该发种电机铭牌部分数据如下表所示，根据表中的数据求：
发动机（汽油机） 型号
XGQF5.0
型号
发电机 XGQF5.0
额定输出功率5kW 额定输出电压220V
额定频率
50Hz
自动电压保护
额定功率8.3kW 噪声
73db
连续运行时间8h 强制水冷四冲程
（1）在允许的连续运行时间内，发电机以额定功率输出，能够提供的电能是多少度？ （2）已知汽油的热值是q＝4.6×l07J/kg，密度是0.71×103kg/m3，设该汽油机的效率为35%，则该汽油发电机油箱的容积至少需要多大？ （3）汽油发电机将内能转化为电能的效率是多少？
第1页（共15页）
2．（16分）长期以来，我国北方地区域镇居民的冬季来暖计量一般都按住宅面积收费，导致用户节能意识差，造成严重的资源浪费。作为建筑节能的一项基本措施，近几年部分地区试点以热量表作为计量收费的依据和于段，经测算可节能约20%﹣﹣﹣30%。 如图1所示，一个完整的热量表由以下三个部分组成：一只被体流量计，用以测量经热交换的热水流量；一对用铅电阻制作的温度传感器，分别测量供暖进水和回水温度；一低功耗的单芯片计算机，根据与其相连的流量计和温度传感器提供的流量和温度数据，利用热力学公式可计算出用户从热交换系统获得的热量，通过液晶显示器将测量数据和计算结果显示出来。 水量调节阀 进水 回水
测温三通
热量表热量计量系统组成
热量表
用户 图1
以下是某用户家中的热量表的部分参数，已知水的比热容取4.2xl03J/（kg?C），天然气的燃烧值约为8×107J/m3。 最大流量/m3h1
﹣
2.5 2～50 3.6V 2Ah
测温范围℃ 最大水压/MPa 电源寿命
4﹣﹣100 1.6 ≥5年
温差范围/K
电源
（1）试通过以上数据计算该型号热量表能测量的最大供热功率是多少？
（2）在一次要查看热量表记录情况时，通过逐次点按热量表上的信息显示按钮，液晶显示器逐项循环显示出了下列数据：（如图2），根据这些数据推算，求此次查看时该用户家平均每小时从暖气中得到的热量约为多少J？到此次查看时为止，该用户从这套供暖系统得到的总能量相当于完全燃烧了多少m3的天然气？
供水温度：52.5℃ 回水温度：49.7℃ 瞬时流量：0.777m3/h 工作时间：19104h46min 累计热量：46235.67kW·h
图2 第2页（共15页）
（3）如果出现大风降温天气，住宅通过外墙散热的速度会加大。从原理分析，应该在家中怎样调节，才能保持室内温度不出现明显下降。 （4）这种型号的热量表平均耗电功率不超过多大？
（5）2010年国家将逐渐在全国推广使用供热分户计量。假设某城区在未使用热量表计费时，一年热力公司共消耗天然气40亿立方米，现有30%的用户使用热量表，在使用后平均每户节能20%．按此情况计算，这些使用热量表的用户一年可节约多少天然气？
3．（16分） 双活塞气压计是一种可以消除活塞自重影响、对低压容器内的压强进行测量的装置。如图所示，在甲、乙两个空腔容器中各有一个活塞A和B，其中活塞A的截面上下一致，称为自由活塞，其横截面积为S1；活塞B的上下截面不等，称为差动活塞，其上下两部分的横截面积分别为S2和S3．乙容器的上、下两部分彼此隔绝，不能相互渗气、渗油。C为带有阀门K1的工作液体的接口，工作液体充满甲容器和乙容器的上部空腔；D为带有阀门K2的接口，可接待测容器；E为带有阀门K3的接口，可与抽气机相连。测量前要先校正零位平衡：K1关闭，K2打开。D口不连接待测容器，在两活塞上面放置砝码（图中未画出）．调节砝码的质量使两活塞升起的高度相同。进行测量时，要将待测量的容器接在D口上，并关闭K2、打开K3，开动抽气机进行抽气，待乙容器下部空腔内接近真空时，关闭K3、打开K2，此时差动活塞B己有所下降，在自由活塞A上再加放重为G的砝码时，A、B两活塞的上表面恰好能恢复等高。已知进行测量时大气压强为p0．求待测容器内气体的压强p。
（根据帕斯卡定律可知：加在密闭液体上的压强能够大小不变地被液体向各个方向传递）
图3
第3页（共15页）
4．（16分）小明看到一句农谚：“下雪不冷化雪冷”，他很好奇，想具体了解一下冰雪熔化时要吸收多少热量。于是查找了资料，知道“熔化热”的定义是：单位质量的某种晶体，在熔化成同温度的液体时吸收的热量，叫做这种晶体的熔化热。他想用实验测量一下冰的熔化热，于是找来了一些实验器材：一架天平和配套的砝码、一支实验室温度计（0～100℃）、一个有密封盖子的保温桶、一个小烧杯、一把摄子和一个专门用来在冰箱中冻小冰块的塑料冰格，又观察到家里的冰箱面板上显示冷冻室温度恒为﹣18℃．请帮助小明设计一下用这些器材粗测冰块熔化热的方案，要求写出实验的步骤和用测量的物理量计算冰的熔化热λ的表达式（水和冰的比热容分别用c水和c冰表示）。
第4页（共15页）
5．（18分）在一些地区的电力线路铺设过程中，会使用简易绞盘将沉重的混凝土电线杆立起来。其主要结构如图所示。作业时，先将绞盘底座牢固地固定在地面上，立杆作业时，根据实际需要，安排1～4人分别推动不同的横杆末端，使横杆绕轴做顺时针转动，这样系在电线杆上的钢丝绳就被不断地缠绕在轴上，电线杆被逐渐拉起并最终竖直站立。已知，某个绞盘的轴直径D＝10cm，各横杆末端到轴心的距离L＝1m．在一次立杆作业中，所立的电线杆所受重力G＝6200N，长L0＝10m，其重心距粗端4m．若在电线杆升至某时刻的情形如图所示，设此时绞盘的机械效率η＝80%，定滑轮的阻力可忽略不计。
图4
图5
（1）若此刻仅有一名施工人员推横杆，则该施工人员对绞盘横杆所施加的最小推力F为多少？
（2）在整个立杆过程中，施工人员对绞盘横杆的最小推力F的变化情况如何？ （3）在立杆作业时，施工人员一般要求绞盘离所拉的电线杆适当地远一些，请定性分析这样做的原因。
第5页（共15页）
2019年全国初中应用物理知识竞赛复赛试卷 -蒙其物理(含详细答案)
