2011全国物理竞赛复赛试题及答案

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1、2011年第二十一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100分。4．答卷时间：2011年4月17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得分评卷人一、（16分）测定患者的血沉，是医学上用来帮助医生对病情作出正确判断的一种手段。把新鲜的血液，加入抗凝剂，静置一定时间后形成抗凝血后，红血球即从血浆中分离出来而下沉。设抗凝血是由红血球和血浆组成的悬浮液，血浆的

2、密度ρ0≈1.0×103kg/m3，红血球的密度ρ≈1.3×103kg/m3。将抗凝血放进竖直放置的血沉管内，红血球起初在血浆中加速下沉，然后一直匀速下沉，其匀速下沉的速度称为”血沉”。正常人血沉的值大约是v=12mm/h。如果把红血球近似看作半径为R的小球，它在血浆中下沉时所受的粘滞阻力为f=6πηRv，在室温下η=1.8×10-3Pa·s，已知V球=πR3，试根据以上信息解答下列问题：1．红血球在血浆中为什么先加速下沉、后一直匀速下沉？2．计算红血球半径的大小。风力发电机太阳能电池组件最小启

3、动风速1.0m/s太阳能电池36W最小充电风速2.0m/s太阳能转换效率15%最大限制风速12.0m/s蓄电池500A·h-12V最大输出功率400W大功率LED路灯80W-12V得分评卷人二、（16分）为了推进环保和节能理念的实施，某公司开发生产了“风光互补路灯”，该路灯只需要晒晒太阳吹吹风就能工作，如图1所示。它在有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，二者皆备时同时发电，并将电能输至蓄电池储存起来，供路灯照明使用。为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，一般充电至90%左右即停止

4、，放电余留20%左右即停止电能输出。下表为某型号风光互补路灯系统配置方案。问：图11．当风速为6.0m/s时，风力发电机的输出功率将变为50W，在这种情况下，将蓄电池的电量由20%充至90%需多长时间？2．如果当地垂直于太阳光的平面得到的太阳辐射最大强度约为240W/m2，要想太阳能电池的最大功率达到36W，太阳能电池板的面积至少要多大？3．若遇到阴天无风的天气，仅靠蓄电池供电，最多可供灯具正常发光多长时间？7第页共10页得分评卷人图2三、（16分）电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具，如图2

5、所示。其主要结构就是在原来的普通自行车的基础上，增加了电动机及供电、传动设备，它可以电动骑行，亦可以脚踏骑行。电动骑行时，蓄电池为车上的电动机供电，电动机为车提供动力；脚踏骑行时，与普通自行车相同。下表是某型号电动自行车主要技术参数。整车整车质量40kg最高车速≤30km/h最大噪声≤62dB蓄电池电压48V容量12A·h电动机额定电压48V额定功率240W1．仔细观察电动自行车的构造，会发现很多地方用到了物理知识。请仿照下面的示例，再列举三处应用物理知识进行设计的事例。示例：电动自行车的车座大

6、而扁平，可减小压强。答：（1）_________________________________________________________；（2）_________________________________________________________；（3）__________________________________________________________。2．当一个初三学生骑着电动自行车在平直的公路上匀速行驶时，轮胎与地面的总接触面积约为40cm2，此时路面受到

7、的压强约为多大？3．电动自行车以额定功率行驶时通过电动机线圈的电流是多大？4．蓄电池充足电后储存的能量是多少？5．在蓄电池充足电后为电动机供电的过程中，当把储存能量的80%提供给电动机后就应进行充电。若电动机工作时将电能转化为对自行车输出机械能的效率为75%，电动自行车在平直的公路上匀速行驶时受到的阻力为30N，则蓄电池充一次电最多能完全依靠储存的电能连续行驶多远？6．从环保的角度来看，与摩托车相比，电动自行车有什么优缺点？（各列举一条）生产许可证XK00-1020044执行标准GB6932-2

8、001型号JSD16-D8JA燃气种类天然气额定燃气压强2000Pa额定热负荷16kW适用水压0.025MPa~0.75MPa额定产热水能力8L/min（△t=25K）额定电压3V（DC）图3得分评卷人四、（16分）家用燃气快速热水器（如图3所示）是一种方便、快捷且不受天气影响的洗浴设备。下表为某品牌家用燃气快速热水器的主要技术数据。已知天然气的热值为8×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。1．为安全使用此热水器，机体上印有一些警告，其中一条是这样说的：“气温低于0oC时