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2011年第二十一届全国初中应用物理竞赛
一、选择题（每小题2分，共20分）
1 . C 2 . A 3 . D 4 . B 5 . D 6 . B 7 . C 8 . B 9 . B 10. D 二、简答题（每题5分，共30分）
1. ( 5分）参考答案
①手柄上有花纹：表面粗糙增大摩擦。②箭身细长：减小空气阻力。③弓箭或钢珠离开弩弦后能继续运动：物体具有惯性。④箭头尖锐：减小受力面积，增大压强。⑤利用弩的弹力发射弓箭：将弹性势能转化为动能。⑥肩托：增大受力面积，减小压强。⑦瞄具：光的直线传播。 ⑧光学瞄准镜：光的折射（凸透镜成像、望远镜）、光的直线传播。⑨滑轮组：装箭时省力。⑩滑轮组：放箭时省距离。
说明：每说对一种作用得1分，最多5分。
2. ( 5分）参考答案
①在冬季，使附着在窗玻璃内表面上的小水滴汽化或小冰粒熔化并汽化；使附着在玻璃窗外表面上的积雪熔化。②便于司机通过驾驶室上方的反光镜观察车后面的情况。
说明：①中每个物态变化名称1分，共3 。 ② 2分。共5分 3. ( 5 分）参考答案
（1）①C所在部位。②为了让刻度线贴近被测物体，减小读数误差。
（2）①刻度尺有刻度的一边做得较薄，是为了在应用刻度尺画线的时候笔尖贴近刻度尺，线更容易画直。 ② 由于笔尖贴近刻度线，更容易画出长度符合要求的线段。
说明：（1）①l分， ②2分。（2）2分。共5分。 4 . ( 5分）参考答案
（1）应串联接入电路的彩灯个数：n?（2）此时电路总电阻：R?55?220V?55个 4V4??1100?…………………① 0.2当其中一只彩灯灯丝烧断瞬间，彩灯等效电路如图答1所示，将所有正
常彩灯当成一个电阻，R灯丝，灯丝烧断的彩灯，其整体看成一个电阻R断，由于此时细金属丝与灯丝支架不导通，灯丝烧断的彩灯的电阻R断比正常彩灯的灯丝总电阻R灯丝大很多。………………………②
（4）根据串联电路特点可得：U断=UR断；又因为
R灯丝?R断UR断?1……………………③
R灯丝?R断（5）U断=220V ，此时灯丝烧断了的彩灯两端电压U断约为220V，大于200V ，氧化铜被击穿，金属丝与灯丝支架将导通，此后灯丝烧断了的彩灯相当于导线，220V的电压将重新加在其他未被烧坏的彩灯两端，所以其他彩灯能继续发光。……………………………………………………………………④
说明： ( 1 ) l 分。（2）各 1 分。共 5 分。
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5. ( 5分）参考答案 （1）见图答2 。 （2）见图答3。…① 需灯自动工作时，断开 Sl ，闭合S2 。…………②
晚上打雷时断开 S2………………………③
需要灯一直被点亮时闭合S1和S2。…………④
说明： ( 1 ) l 分。（2）各l分。共5分。
6 . ( 5分）参考答案
① 将正在发声的音叉靠近用细线悬吊着的乒乓球，通过乒乓球反复被弹开显示音叉在振动。
② 温度计的玻璃管做得很细，用液柱的长度变化显示液体的热胀冷缩。 ③ 金属盒压强计中用指针的摆动显示金属盒的形变程度。
④ 用托盘天平的指针是否指在平衡标牌的中央刻度线上来显示天平的横梁是否水平。
三、（11分）参考解答
1．减慢蒸发，从而减慢热量的散失．……………………………………………………………（3分） 2．因为肉片必须至少在大于80℃的汤中保持2min，在此期间，整体温度将下降约2℃，
所以，汤和肉混合后的温度至少为t = 82℃………………………………………………………（2分） 根据：Q吸＝Q放以及Q = cm△t……………………………………………………………………（2分） 可得：c肉m肉(t－t肉）＝c汤 m汤 (t汤－t）………………………………………………………（1分） 至少需要汤的质量：m汤c肉m肉(t?t肉)…………………………………………………………（2分） ?c汤(t?t汤) 分）
四、（12分）参考解答
3.5?103?0.2?（82-22）=kg?0.67kg…………………………………（1
4.2?103?（97-82）3.6?106?256J?2.88?105J……………………………………4min微波炉消耗电能：E?（2
3200分）
m?水的质量：
水吸收的热量：Q?V?1.0?103?1?10?3kg?1kg…………………………………………………（2
?cm(t?t0)?4.2?103?1?(72?20)J?2.18?105J………………………（2
当
Q2.18?105??76%…………………………………………………………（3微波炉的效率：??E2.88?105微波炉中的微波管在额定电压下以额定功率连续工作时，设定为高火挡；当微波炉中的微波管在额定电压
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下以额定功率间歇工作时，设定为非高火挡；且工作时间与不工作时间的比值越小，微波炉的挡位越低。………………………………………………………………………………………………………（3分） 五、（12分）参考解答
桶内储水量为40L
40?10?3m?8?10?2m………………………………………（1时水深：h1?0.5?(2?6?10)N?2N…………………………………………………（2圆柱体
圆柱体所受浮力大小：F1B排水体积：VB排=F12=m3?2?10?4m3…………………………………（1分） 3?水g1?10?102?10?4?2m?5?10m…………………………………………（1圆柱体B浸入水中深度：hB??440?10200?10?3m?4?10?1m……………………………………（1分） 桶内储水量为200L时水深：h2?0.5圆柱体所受浮力大小：F2圆柱体A排水体积：
?(2?6?4)N?8N …………………………………………………（1
VA排?V?VB?…
F28?VB?m3?40?12?10?6m3?3.2?10?4m33?水g1?10?10…
3.2?10?4?2m?8?10m…………………………………………（1 圆柱体A浸入水中深度：hA??440?10压力传感开关与圆柱体A间细线长度：lA圆柱体注与圆柱体刀间细线长度：lB六、（15分）参考解答
1．驱动电机需要达到的最大机械输出功率：
3P?Fv?kmgv?0.02?750?10?20W?3?10W……………………………………（3分） 机?6?10?2m……………………………………………（1
?1.7?10?1m………………………………………………（1
需要的电功率：P电?P机?1?3000W?3.33?103W90%………………………………………………（2
垂直于太阳光的太阳能电池板得到的太阳辐射最大功率：
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(1??2)P(1?51%)?3.9?1026总p日??W/m2?676W/m2……………………………（3分） 211?24?r4?3.14?1.5?10
车上的太阳能电池板能提供的最大电功率：
PW?3.33?103W…………………………………（3分） 日S?15%?676?8W?811电池??3P以上所算数据为天气晴朗无云、太阳能电池板始终垂直于阳光时的数据，实际上汽车上的电池板很难做到始终与阳光垂直，其实际提供的电功率会小于P电池，不能满足驱动电机的需求。……………（2分）
（本题的解法会很多，其他方法正确均可得分）
2．减轻车体自身重、降低车辆行驶时的阻力、减小机械损耗、降低车辆设计最高时速、提高电机效率、兼容其他能源动力、使用蓄电池供电、在车顶部安装折叠式太阳能电池板，停车时将太阳能电池转化的电能存入蓄电池、研发高效率太阳能电池板等。……………………………………………………（ 2 分
）
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