第二十届初中应用物理竞赛复赛试题
注意事项：
１．请在密封线内填写所在地区、学校、姓名和考号。
2．用蓝色或黑色钢笔、圆珠笔书写。
3.本试卷共有六个大题，满分为10０分。
4．答卷时间:４月18日（星期日）上午9:30～11
一、(16分）干簧管（也叫干簧继电器）比一般机械开关构造简朴、体积小、速度高、工作寿命长；而与电子开关相比,它又有抗负载冲击能力强特点,工作可靠性很高。如图１甲所示为干簧管构造简图,其中磁簧片是一种有弹性薄铁片,被固定于玻璃管上。
１.当将一种条形磁铁与干簧管平行放置时,如图１乙，干簧管磁簧片触点就会闭合，将电路接通；当条形磁铁远离干簧管时,触点就会断开。请简述其原理。
2．某同学设想用干簧管制作水位自动报警器，图2是她设计一某些状况，请协助她完毕别的某些设计：
（1)设永久磁铁所受重力为3N，浮球体积为200cm3,不计滑轮处摩擦。则要想让此装置能正常工作,浮球质量应满足什么条件（取g=１0Ｎ/kg）？
（2）她手边尚有开关、红灯、绿灯和电铃各一种,导线若干,请在图中虚线方框内画出报警电路，规定：水位抵达A处时，红灯亮,电铃报警;水位抵达B处时,绿灯亮,电铃报警。
二、（16分）小星同学为试验室设计了一种多挡位电加热器,其工作原理图如图3所示。其中Ｒ１、Ｒ２、R3为发热电阻。三个灯泡为上述发热电阻对应工作指示灯,其所消耗电功率可忽视不计。小星设想通过开关组合，使电加热器能有20０W、３0０W、……、900W共七挡功率。为此她还设计了下面这份简朴表格,表中“√”体现对应开关闭合，对应指示灯亮：“×”体现对应开关断开，对应指示灯熄灭。功率栏给出了对应状态时电加热器功率值。
1．按照她设想,帮她计算出Ｒ1、Ｒ２、Ｒ３阻值各为多少?
2.补齐表中别的挡位空格。
额定电压
220V
额定频率
50Hz
档位
S1
S2
S3
功率
1
√
×
×
200Ｗ
2
×
√
×
３００W
3
４
５
６
7
900W
三、（1６分）如图4为过去邮局里用来称量邮件质量双杆台秤重要构造简图,这种台秤两条秤杆是固定在一起，两条秤杆分别装有秤锤A、B，其中秤锤A只能处在其所在秤杆上有槽特定位置处，秤锤Ｂ则可停在其所在秤杆上任意位置。
１.这个台秤量程和分度值分别是多少？
2．写出用这种秤测量一种邮包质量时操作环节（波及校零详细环节）
3.若用调整好台秤称量一种邮包质量时,秤杆水平平衡后,秤锤A、B所处位置如图4所示，则这个邮包质量为多少？
4.由图中信息推导出Ａ、B两秤锤质量mA、ｍB关系
四、(1６分）小华家买了新居,准备改装客厅顶灯电路时,她发现父亲拿来一幅如图5所示电路图，她很好奇,看了一会儿之后，发现这幅图有些眼熟,但又和过去所看图不一样,她拿着图去问父亲:S3是什么开关,父亲告诉她这叫“双刀双掷”开关,相称于两个单刀双掷开关“联动”。父亲还告诉她要将这三个开关分别装在三个与客厅相连房间门旁边。这是为何？这样装有什么好处呢？小华决定仔细研究一下。
1．小华准备首先用列表措施分析开关状态与灯泡亮灭关系。为此她设计了如下表格,并用“1”和“2”体现开关接通位置,用“1”和“０”体现灯泡“亮”和
S1
S3
S２
灯亮灭
２.根据列表成果总结出这个电路好处。
３.弄懂了这个电路和双刀双掷开关特点之后，她又有了新想法:还可以在图5电路中再增长一种双刀双掷开关S4，并使它和其她开关作用相似。请把她设计画在图6中。
五、（18分）单位质量某种液体变为同温度气体所需要吸取热量，叫做这种液体汽化热。一般状况下,同种液体在不一样温度下汽化热是不一样。某课外活动小组设计了如图7所示装置，可以用来测定1０0℃时水汽化热。该装置测量原理是:用电压可调电加热器使玻璃容器内水沸腾，用电子天平分别测量沸腾一段时间先后水质量,同步测量所用时间及在该段时间内电加热器电压和电流，根据有关数据和能量守恒关系即可求出水汽化热λ
电压/V
电流／Ａ
时间／s
水初质量/g
水末质量／g
第一组
20
１
３0０
70
68
第二组
4０
２
３0０
70
60
1．试简朴阐明该装置散热功率与否随加热功率变化而变化。
2．根据以上数据，求水汽化热λ
3.针对此试验提出某些减少试验误差措施。
六、（18分）小亮家有一辆家用轿车,父亲在给她说车性能时，总是说“2.0排量”，却很少说“功率”，为此小亮特地从网上查到了排量定义:活塞从上止点移动到下止点所通过空间容积称为汽缸排量。假如发动机有若干个气缸,所有气缸工作容积之和称为发动机排量。从阐明书上查到：小亮家汽车采用是LＦＸ直列四缸发动机,排量为2.０L;从网上查找到了其输出特性曲线（如图８所示）;小亮又向父亲问询了某些实测数据：由于汽车行驶路况很好，因此平均车速为90kｍ／h,此时发动机转速为ｒ／min，平均行驶百