物理竞赛试题及答案.doc

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1、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=6V，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℃~15

2、0℃，可供选择的可变电阻器R2的电阻值有如下的几种：A．0~100Ω     B．0~200Ω    C．0~1000Ω      D．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IP25 1．从物理学的角度看，铭牌中有一个物理量名称

3、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

4、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

5、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

6、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·℃)。   

7、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

8、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。 得分评卷人  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