2008年全国初中应用物理知识竞赛复赛试题一、（共16分）小明利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R1、可变电阻器R2等器件设计了一个恒温箱控制电路,如图1所示.其中“交流电源”是恒温箱加热器的电源（加热器在恒温箱内,图中未画出）；R1处于恒温箱内,图2是小明通过实验测得的R1的阻值随温度变化的关系曲线；电磁继电器的电源两端电压U = 6 V,电磁继电器线圈的电阻可不计,通过实验测得当电流为30mA时,电磁继电器的衔铁被吸合.1．请简述此恒温箱的工作过程.2．为什么恒温箱的加热器应该接在A、B端,而不能接在C、D端?3．如果要使恒温箱内预设的温度可调节范围是90℃~150℃,可供选择的可变电阻器R2的电阻值有如下的几种： A．0~100ΩB．0~200ΩC．0~1000ΩD．0~1500Ω请问应选择哪一个可变电阻器?为什么?4．小明设计的这个控制电路,使用起来有何不足之处?请你提出一种解决的方案.二、（16分）清洗机是利用高压水清洗车辆表面污垢的机器.有一种CC5020型清洗机的铭牌如下表所示.请回答：型号 CC5020 额定压力 5MPa电源 220V~/50Hz 额定流量 20L/min额定功率 2.2kW 防护等级 IP251．从物理学的角度看,铭牌中有一个物理量名称与单位不一致,请你指出并说明如何更正. 2．清洗机正常工作时,通过清洗机的电流是 A.若清洗一辆汽车平均耗时10min,则清洗一辆汽车平均用水m3；平均耗电kW·h. 3．清洗机正常工作10min,清洗机对水做多少功? 4．该清洗机正常工作时的效率是多少?三、（共15分）家庭水暖又叫“土暖气”,是我国北方广大农村及一些城市使用的一种取暖设备, 图3是一种家庭水暖的安装示意图,其中下水管的D 端比A 端略高,其坡度为1:100.请看图思考并回答以下问题： 1．这种水暖设备并没有应用水泵,但是当点燃锅炉后,水便可以在管中按箭头所示方向自行流动.请具体分析管中的水流动的原因是什么. 2．为什么要安装放气阀? 3．使用该套设备时,对水箱中的水位高低有什么要求?四、（16分）有一种WSJ-60型号电水壶,图4是电水壶的电路图,L1为电源指示灯、L2为保温指示灯、L3为加热指示灯,R1、R2、R3为指示灯的保护电阻,其大小为100kΩ左右；R为加热器,其电阻小于100Ω；S1、S2为压键开关；ST温控器是一个双金属片温控开关,当温度较低时,其处于闭合状态,当温度升高到一定值后,会自动断开,从而实现了自动温度开关控制. 当水壶放在底座上时,就分别压下压键开关S1、S2,并接通电路,如果插头插入插座后,就接通了电源,电源指示灯就亮,反之就断开. 该壶有手动和自动两种工作状态.当钮子开关拨到手动挡时,加热电阻连入,开始加热,水沸腾以后再将钮子开关拨回.当钮子开关拨到自动挡时,此时通过ST温控器将加热电阻连入,并开始加热；当水沸腾后,ST温控器的触点断开,进入保温状态,保温指示灯亮；当水的温度低于某温度后,ST温控器又重新接通,再次进入加热状态. 若加热器电阻阻值随温度改变而发生的变化可忽略不计,根据以上叙述与观察,请回答以下问题.1．在下列空格中填写“亮”或“不亮”(1)手动状态通电工作时,电源指示灯,加热指示灯,保温指示灯.(2)自动状态通电工作时,水沸腾前：电源指示灯,加热指示灯,保温指示灯.水沸腾后：电源指示灯,加热指示灯,保温指示灯. 2．现将一满壶25℃的水在标准大气压下烧开需时10min,请计算该电水壶的热效率.水的比热容c=4.2×103J／(kg·℃). 3．通过分析电水壶的电路,说明为什么处于自动状态下,水未沸腾前,保温指示灯是不亮的? 4．试计算电水壶正常工作时其加热电阻的阻值是多大?如果指示灯的保护电阻的大小是100kΩ,当它处于保温状态时,试计算电水壶保温时的功率有多大?由此可以说明什么问题?五、（18分）医院里的护士使用如图5所示的装置给患者输液.小雨发现照这样做法,护士为患者多次更换药瓶比较麻烦,于是就设计了图6所示的三瓶串接的方案.请分析回答：1. 图5中药液为何会匀速滴下?2. 图6中哪个药瓶中的药液先流完?为什么?3. 根据病房的现有条件,如果要估测出输液过程中的一滴药液的质量,需要收集哪些数据,请写出表达式,并简要说明估测中作了哪些近似处理.六、（12分）晓欣同学看到一些小汽车的尾部都标有“0.8”、“1.6”、“1.8”或“2.0”等字样,他上网查询得知这是汽车发动机“排气量”的数值.所谓排气量就是发动机气缸的工作容积,是指所有气缸内活塞从下止点到达上止点所扫过的容积之和.一般情况下发动机的“排气量”越大,功率越大.汽车发动机每一个工作循环要经历四个冲程,带动曲轴转动2周.现有一辆小轿车发动机排气量为1.8L,最大功率为74kW,当该发动机以最大功率工作时,曲轴的转速为5200r/min.汽油机工作时的最佳空燃比（即空气和燃油的质量比）为14:1,压缩比是10（即气缸总容积与燃烧室容积的比值）,若发动机在最大功率时汽油和空气的混合密度为1.35kg/m3,汽油的热值为4.6×107J/kg、密度为0.71×103kg/m3.请计算： 1.这台发动机在最大功率时的热机效率. 2.发动机在最大功率时,汽车的最高时速为175km/h,计算在此情况下汽车每百公里油耗为多少升.其它图片无法传