2007初中应用物理知识竞赛模拟试题(二)

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  一、 (14分)
  王伟同学研究了均匀拉紧的琴弦发音频率与弦长的关系,并记录了实测的数据(如下表所示).请你根据记录表格中的有关数据,分析并估算出他有意留出的空格中应该填写的数据(要求写出估算的过程).
  
  二、 (14分)
  类比水压是形成水流的原因,李楠同学猜想,血液在血管内流动时也需要一定的压力差来维持.假设血液匀速通过长度一定的血管时,受到的阻力f与血液的流速v成正比,即f=kv.那么,要想让血液匀速流过,血管两端就需要一定的压力差.设血管截面积为S1时,两端所需的压强差为△p1;若血管截面积减少10%时,为了维持在相同的时间内流过同样体积的血液,压强差必须变为△p2.请你通过计算比较△p1、△p2的大小,说明血管变细可能是诱发高血压的重要因素之一.
  
  三、 (16分)
  下表是某锅炉厂生产的CWNG系列三种锅炉的主要技术参数表.
  
  已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),假设三种锅炉的燃煤效率相同,且煤均可达到完全燃烧.请根据上表回答以下问题:
  1. 根据表格中的已知数据,请在表格中的四个( )内填上合适的数据.
  2. 按表格中的出水温度和回水温度,计算CWNG1.05-80/60-AII型锅炉每小时给住宅内释放的热量是多少.
  3. 根据表格中已知数据计算燃煤的热值为多少.
  
  四、 (16分)
  李明得到一个国外生产的电热暖手器,铭牌上表示额定值的字样中,能看清楚的只有“24W”这几个字.为了能正确使用该用电器,他把一只标有“600Ω,0.4A”的定值电阻与电热暖手器和开关串联起来,连接到家庭照明电路中,然后进行如下实验观察:将开关接通后,电能表转盘转动137转恰好用了100s;断开开关后,电能表转盘在1min内恰好转了80转;观察电能表上标有3000r/(kW•h)的字样;他在做实验的时间内,家中其他用电器的使用情况没有变化.请根据以上数据,计算电热暖手器的额定电压是多少?你在计算过程中忽略了什么因素的影响?由此导致的计算结果是偏大还是偏小?
  
  五、 (20分)
  一所农村中学常常因为不能及时给水塔注水而停水,科技小组的同学知道后,利用下图所示的器材设计了一个自动注水模拟装置.A为浮子(浮子及其连杆总重约15N),在浮子连杆的上端有一可移动金属触头B(其受重力可忽略不计),它可以分别将其上、下的两个固定触点连通.C为水塔上的圆桶形蓄水池;M为配有电动机的水泵(电泵);D1、D2为弹簧,E1、E2为衔铁,F1、F2为电磁铁线圈;K1为最高水位限位开关,K2为最低水位限位开关,K3、K4、K5均为由电磁铁衔铁带动的触头开关.电磁铁F1通电时,K4?接通,断电时,K3接通.电磁铁F2断电时,K5接通.S1、S2为开关.
  1. 请你按照下图所示的器材,连接一个可以实现自动注水的模拟电路,并说明自动注水的过程.
  2. 要实现自动注水的要求,浮子的最小体积约为多大?(g=10N/kg)
  3. 若设计要求每次自动注水需在10min内完成,需要知道或测量哪些物理量才能得到相匹配电泵的最小额定功率?请你用字母表示这些物理量,推导出电泵最小额定功率的表达式.在你的计算过程中,如果运用了近似条件,请说明.
  
  六、 (20分)
  在当今世界,研制各种机器都必须考虑节约能源和治理废气污染这一重要课题.在内燃机中,废气带走了很多能量,如果能将这些能量再利用起来,会使内燃机的效率提高许多.某工厂科研人员研制生产的四冲程汽车专用柴油发动机,就采用了很多新技术.其中最重要的一项叫“增压”技术,它是利用“废气涡轮增压器”使排气冲程中排出的高温、高压的废气去冲击“废气涡轮”高速旋转,它同时又带动同轴的进气系统中的“进气涡轮”也高速旋转,从而增加吸气冲程的进气量并增大进气气压,使做功冲程中柴油燃烧得更充分,燃气压强更大,同时也减少了废气中的有害物质,达到提高柴油发动机效率和减少废气污染的目的.这种柴油发动机有6个气缸,气缸直径为110mm,活塞行程为135mm,当转速为2300r/min时,发动机功率为220kW,最低油耗可达240g/(kW•h),柴油的热值为4.3×107J/kg.请回答下列问题:
  1. 该柴油发动机的效率最高可达多少?
  2. 在做功冲程中气缸内的平均压强是多少?
  3. 如果将我国这种机型的汽车柴油发动机都安装“增压器”后,能使它们的平均效率由原来约31%提高到近35%,安装前按每年消耗3亿吨柴油估算,这项技术每年能为我国节约多少吨柴油?
  4. 如果目前我国柴油的平均价格为3750元/吨,根据上面的估算结果,计算使用“增压”技术后仅节约柴油一项可使我国每年节约多少资金.由此你有哪些认识?
  
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