2 0 1 0 年第二十届全国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 1 0 0 分。 4 .答卷时间:2 0 1 0 年4 月 1 8 日(星期日)上午 9 :3 0 ~1 1 :1 0 。 一、(1 6 分)干簧管(也叫干簧继电器)比一般机械开关结构简单、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的特点,工作可靠性很高。如图 1 甲所示为干簧管的结构简图,其中磁簧片是一种有弹性的薄铁片,被固定于玻璃管上。 1.当将一个条形磁铁与干簧管平行放置时,如图 1 乙,干簧管的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 是他设计的一部分情况,请帮助他完成其余部分的设计: (1)设永久磁铁所受的重力为 3N,浮球的体积为 200cm 3,不计滑轮处的摩擦。则要想让此装置能正常工作,浮球的质量应满足什么条件(取g=10N/kg)? (2)他手边还有开关、红灯、绿灯和电铃各一个,导线若干,请在图中的虚线方框内画出报警电路,要求:水位到达 A 处时,红灯亮,电铃报警;水位到达 B 处时,绿灯亮,电铃报警。 二、(16 分)小星同学为实验室设计了一个多挡位电加热器,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相应的的工作指示灯,其所消耗的电功率可忽略不计。小星设想通过开关的组合,使电加热器能有200W、300W、……、900W 共七挡功率。为此他还设计了下面这份简单的表格,表中的“√”表示对应的开关闭合,相应的指示灯亮:“×”表示对应的开关断开,相应的指示灯熄灭。功率栏给出了相应状态时电加热器的功率值。 1.按照他的设想,帮他计算出 R1、R2、R3 的阻值各为多少? 2.补齐表中其余挡位的空格。 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 的 双 杆 台 秤 的 主 要 结 构 简 图 , 这 种 台秤 的 两 条 秤 杆 是 固 定 在 一 起 的 , 两 条 秤 杆 分 别 装 有 秤 锤 A、 B, 其 中 秤 锤 A...