初中应用物理知识竞赛辅导讲座-2009年全国竞赛复赛解析(教师版)VIP免费

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100分。4.答卷时间：2009年4月19日（星期日）上午9：30—11：10。题号一二三四五六总分分数复核人一、（16分）小李把一袋体积为200mL、温度为10℃的牛奶放进微波炉中，用高火加热lmin，牛奶被加热至50℃，达到适宜饮用的温度。小李家微波炉的部分技术数据如下表所示，牛奶的密度和比热容与水的密度和比热容接近。请计算说明：1．微波的波长是多少?2．如果电价为0.5元／度，按上述条件加热10袋这样的牛奶需要多少电费?3．该微波炉在加热牛奶时的效率是多少?一、（16分）参考答案1．电磁波的速度：c=3×108m/s因为：c=λf所以：λ=c/f=3×108/2450×106m2．加热一袋牛奶需要消耗的电能：W=Pt=1300×60J=7.8×104J加热10袋牛奶需要消耗的电能：W总=7.8×104×10J=7.8×105J=0.22kW·h加热10袋牛奶需要电费：0.22×0.5=0.11元3．一袋牛奶被加热至适宜饮用的温度需吸热：Q吸=cm（t2-t1）=4.2×103×200×10-6×1.0×103×（50-10）J=3.36×104J。KJ21B—AF（G）型微波炉额定电压220V额定频率50Hz额定功率1300W微波频率2450MHz图答1GO1该微波炉在加热牛奶时的效率：η=Q吸/W=3.36×104/7.8×104=43%。二、（16分）小明家的高压锅锅体直径为24cm，排气孔内径为4mm。小明不慎丢失了锅的限压阀，当他到商店购买时售货员告诉他，生产这个锅的厂家提供的限压阀有两种，孔径相同，质量分别为100g和60g。1．请你根据说明书给出的数据，通过计算说明，小明应该买哪一种限压阀。(说明书标有：当大气压为105Pa时，该锅最高温度为120℃。已知：水的沸点与压强的关系如图1所示，取g=10N/kg)2．请你说明如果买另一种限压阀，使用时会出现什么问题。二、（16分）参考答案1．由图1可知，当锅内温度为120℃时，锅内压强p=1.8×105Pa。此时限压阀受力：F0+G=F设安全阀的质量为m，则有：p0S+mg=pS可得：m=kg=0.1kg=100g，所以，应该买质量为100g的限压阀。2．如果买了另一种质量为60g的限压阀，使用时会出现锅内的最高气压值偏小，锅内温度不能达到120℃的后果。三、（16分）图2是小强的自行车传动装置的示意图。请思考并回答：1．假设脚踏板每2s转1圈，在这种情况下，要计算自行车前进的速度大小，还需要测量哪些量?请你用这些量推导出自行车前进速度的表达式。2．该自行车后架上装有向车头灯供电的小发电机，小发电机的上端有一半径R0=1.0cm的摩擦小轮。行驶过程中，当需要小发电机向车头灯供电时，小轮压紧车轮，此时小轮与自行车车轮之间无相对滑动，车轮带动小轮转动，发电机发电。测得自行车大齿轮、小齿轮和后轮的半径分别为8.0cm、3.4cm、33cm，问当自行车的车速为15km/h时，摩擦小轮的转速(单位时间内转过的圈数，单位：r/s)是多少?取π=3.14。3．小强利用第1问中推导的公式，计算出了自行车前进的速度大小(请你帮助小强计算自行车前进的速度)。然后他又实地测量了自行车的速度，对比后发现总有差别，请你说明这可能是什么原因造成的。三、（16分）参考答案1．还需要测量三个轮子的半径：大齿轮（主动齿轮或轮盘）半径R1、小齿轮（被动齿轮或飞轮）半径R2、后轮半径R3。推导自行车速度的表达式：设大齿轮、小齿轮和后轮的转动周期分别为T1、T2和T3。可得：大齿轮边缘的速度：v1=小齿轮边缘的速度：v2=后轮边缘的速度：v3=因为：v1=v2，T2=T3，所以：自行车前进的速度：v=v3=2．设摩擦小轮的速度为n0，可得：n0==r/s=66.3r/s即当自行车的车速达到15km/h时，摩擦小轮的转速：n0=66.3r/s3．因为自行车脚踏板的周期T1=2s，且R1=8.0cm、R2=3.4cm、R3=33cm所以：自行车前进的速度：v=m/s=2.44m/s=8.8km/h可能原因：①自行车辐条不紧，导致车圈在行驶过程中为椭圆；②车胎内气不足，导致车胎与地面接触部分到车轴距离小于所测车轮半径；③自行车实际行驶路径与测量长度的路径不重合；④大齿轮、小齿轮、后轮半径测量的不准；⑤行驶过程中脚踏板的周期很难保证为2s。说明：每答对一种情况得1分，原因分析最多得2分。答案合理即给分。四、（16分）小兰家的全自动家用豆浆机的部分技术...