2013年第23届“巨人杯”全国初中应用物理知识竞赛复赛试卷

一、（16分）

• 1．图甲所示的手动液压小吊车广泛适用于工厂、矿山、码头、建筑工地等场所，用来完成机器安装、货物装卸等任务。起重臂由内外两根横截面均为长方形的铜管套在一起组成。通过调节内管在外管中的长度可以改变起重臂的长度。若起重臂处在图丙所示的水平位置和长度的情况下，它最多能吊起800kg的重物而不会发生翻倒，且已知该手动液压小吊车的总质量为400kg.问：
  （1）当保持起重臂的水平位置不变而将其长度调整为图乙所示情况，通过计算说明该手动液压小吊车可否吊起500kg的重物？
  （2）该手动液压小吊车在图丙所示状况下，匀速吊起400kg重物的过程中，前后支撑轮的每个轮子对地面的压力多大？
  
  组卷：194引用：1难度：0.7

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二、（16分）

• 2．有一种由电动机与水泵共轴安装组成的电动水泵，如图所示。
  它广泛用于工厂、矿山、农田等场所，担负排灌作业。下表为某种型号的电动承泵的技术数据：
  

  功率/kW	电压/V	频率/Hz	转速/r•min-1
  2.2	380	50	2860
  杨程/m	流量/m3•h-1	配管内直径/mm	效率
  36	10	40

  注：表格中的扬程为水泵进水管所在水面到水泵出水口之间的高度。
  在该电动水泵正常工作时，请计算：
  （1）水泵出水口处水的流速大小；
  （2）水泵的效率η．（出水口处水流的动能可忽略不计，取g=10N/kg）
  组卷：108引用：1难度：0.5

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五、（18分）

• 5．图甲是小明家的调温电熨斗，额定电压为220V，其电热丝的额定功率为800W，图乙是其原理图。
  
  （1）小明为了搞明白电熨斗的工作原理，专门查阅了相关资料，得知：①双金属片是把长和宽都相同的铜片和铁片紧紧地粘在一起做成的。受热时，由于铜片膨胀得比铁片明显，双金属片便会向铁片一侧弯曲。②调温电熨斗的双金属位于金属底板上方附近。请回答：调温电熨斗在工作过程中是如何实现金属底板温度基本恒定的？如果想提高金属底板的设定温度，应将升降螺丝向上移动还是向下移动？
  （2）小明在使用电熨斗时发现，室温不变，设定温度越高，每1min电熨斗的工作指示灯亮的时间越长；进一步研究又发现，当设定温度不变，环境温度越低，每1min电熨斗的工作指示灯亮的时间越长。小明查阅资料得知，其他条件相同，两个物体间温度差不太大的情况下，散热速度与温度差成正比。小明为了探究该电熨斗的散热速度和电熨斗底板与环境温度差的关系，在电熨斗底板已然达到设定温度后将其竖直放置处于等待状态的情况下，通过实验得到如下数据：
  

  电熨斗每1min工作时间t/s	15	18	21	24	27	30
  电熨斗底板与环境的温度差Δt/℃	100	120	140	160	180	200

  假定电熨斗每1s散发的热量为Q，请你帮助小明写出Q与Δt的关系式。
  （3）利用第2问的结果回答：如果使用该电熨斗在温度为20℃的房间熨烫毛料西服，要求电熨斗表面温度约为180℃．问该电熨斗表面温度已然达到要求，在竖直放置处于等待状态的情况下，电热丝每1min内将消耗多少电能？
  组卷：167引用：1难度：0.5

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六、（18分）

• 6．目前市场上有一种热水器叫做“空调热水器”，又名“冷气热水器”，顾名思义，就是可同时提供空调制冷和热水供应的热水器。其最大的好处是相比传统的电热水器和燃气热水器，这种热水器非常节能。其原理与普通的空调相似，如图所示。
  1、根据图简述这种热水器的工作原理。
  2、以下为某种品牌的三种型号“空调热水器”的测定参数（在环境温度20℃，进水温度20℃时测定）：
  

  型号	A	B	C
  额定/最高出水温度（℃）	55/60
  输入功率（kW）	1.2	1.7	2.8
  电源	220V/50Hz
  热水产率（L/h）（Δt=35±1℃）	120	170	280
  环境温度范围（℃）	-10-50

  请根据上表数据计算或分析：
  （1）根据型号A的热水产率，计算说明为什么这种“空调热水器”比传统的电热水器更节能[水的比热容c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]；
  （2）这种热水器有一种性能参数叫做“能效比”，其定义为：当水吸收Q的热量，电流所做的功为W时，能效比η=Q/W．A型热水器的为多少？
  3、若B型与其他两种型号的能效比相同，而出水温度只要求达到45℃时，它的实际热水产率会是多少？
  组卷：105引用：2难度：0.1

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