2023年第二十七届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题（北京）
1、（1）如图圆盘转动一周显示22格，转动周期为0.22秒，圈。
2、（1）由题可知，小轿车在漂浮状态时司机可实施自救，自救时间至少100s，此时满足：
f浮=m总g
f浮。m总=m车人=m水---
联立①②③得：m水=；÷100s=30kg/s，即每秒进入水的质量最多30kg。
2）由漂浮时m水=可得v水=3，车储水空间v=4.5，则未进水的空间，则。
3、略。4、（1）如图可知，实验仪器摆放在面板最右侧最易翻倒，临界状态时右侧底座为支点，令f面板=m面板g，f支架=m支架g，f底座=m底座g，f仪器=m仪器g，l面板、l支柱、l底座、l仪器分别为重心到支点距离，则有：
f面板l面板+f支柱l支柱+f底座l底座=f仪器l仪器。
由式①可得：f仪器=m仪器g=185n，m仪器=18.5kg，仪器的最大质量为18.5kg。
2）多功能桌总重力为g总=g面板+g支架+g底座=90n；
当桌子不放任何物品时，仍以右底座作为支点，根据平衡条件，对于左侧滚轮所受地面支持力则有：
f面板l面板+f支柱l支柱+f底座l底座=f支持力l支持力。
由式②可得：f支持力62n，滚轮承受的压力和地面对滚轮的支持力是一对相互作用力，则左侧两个滚轮需承受62n的压力；由左右两侧滚轮承受的总压力为桌体总重力可知，右侧两个滚轮需承受28n的压力。
5、（1） ①电动机输出功率p入=p电-p热=ui-i2r=880w-80w=800w
=，又，解得：p出=600w
2）电池板的最小面积，接收到太阳能的功率：，电池板接受太阳能转化为电能的功率：p电w，求得：
6、解：4.20kg的铝从10℃升温到66℃所需热量；
1.2kg的水从90℃降温到66℃放出的热量（1）操作方案：①将保温瓶中的热水分若干次倒出来。
第一次先导出一部分，与温度为的工件充分接触，并达到热平衡，工件温度升高到，将这部分温度的水倒掉；②再从保温瓶倒出一部分热水，在此与温度为的工件充分接触，并达到热平衡，工件温度升高到，将这部分温度的水倒掉；③重复上述操作，直到最后一次，将剩余的热水全部倒出与工件接触，达到热平衡。（只要每部分的水足够少，最终就可使工件的温度达到所要求的值）
2）验证计算：例如，将1.2kg的热水分五次倒出来，每次倒0.24kg，在第一次使热水与工件达到热平衡的过程中，水放热，工件吸热，由，解得：℃，依次算出的数值见下表：
可见=66.0℃，符合要求。
附：若将1.2kg的水分4次倒，每次倒出0.3kg，以此计算的值，见下表：
由于=65.2℃<66.0℃，所以如果将热水等分后逐步使工件升温，到处次数不能少于5次。
第二十五届全国初中应用物理竞赛（巨人杯）参***。一、二、
三、四、五、六、
第二十四届全国初中应用物理竞赛复赛（巨人杯）试题。
一、（16分）
答：测量步骤：
1）将磅秤置于水平地面后，调节平衡（调零）；
2）用磅秤测量人体的质量，记为m1；
3）将砖块横向立放于磅秤载物台**位置，木板一端置于砖块上，另一端用砖块垫起使木板与地面平行，记录磅秤的示数m0；
4）被测量的人平躺在木板上，脚底与磅秤外的一端平齐，记录磅秤的示数m；
5）用卷尺测得木板的长度为l．
设人的重心到脚底的距离为h，根据杠杆平衡条件得：（m﹣m0）gl=m1gh
h=l．二、（16分）
解：（1）②④两个过程为打浆过程，电动机停止转动，刀头也停止旋转，在水和黄豆停止流动后，电动机突然带动刀头再次高速旋转，此时黄豆由于惯性仍然保持静止，这样才能更有效将黄豆打碎，如此反复，最终将黄豆打成细小的颗粒，经加热后成为豆浆；
2）消耗的电能：w=kwh=0.2kwh=7.2×105j=0.2kwh；
3）电动机消耗的电能：w电动机=p电动机t电动机=180w×2×60s=2.16×104j；
电热丝消耗的电能：w电热丝=w﹣w电动机=7.2×105j﹣2.16×104=6.984×105j；
由p=可得，电热丝工作的时间：t电热丝===873s=14.6min；
电热丝和电机都不工作的时间：t=20min﹣14.6min=3.4min．
答：（1）②④两个过程为打浆过程，电动机停止转动，刀头也停止旋转，在水和黄豆停止流动后，电动机突然带动刀头再次高速旋转，此时黄豆由于惯性仍然保持静止，这样才能更有效将黄豆打碎，如此反复，最终将黄豆打成细小的颗粒，经加热后成为豆浆；
2）在豆浆机工作的20min内，消耗的电能为0.2kwh；
3）在豆浆机工作的20min内，电热丝和电机都不工作的时间为14.6min．
三、（16分）
解：（1）室内空气体积：v=15m2×2.6m=39m3；
空调需要制热空气的质量：m=ρv=1.29kg/m3×39m3=50.31kg；
空调需要放出的热量：q放=c空气m△t=1.0×103j/（kg℃）×50.31kg×（20℃﹣10℃）=5.03×105j；
由p=可得，将室内温度从10℃调升至20℃，需要的时间：t===162.3s=2.7min；
2）散热功率：p散热=p﹣=3100w﹣=1000w；
空调器总共消耗的电能：w=pt′=（500w+780w）×4×60s=3.07×105j；
3）空调器在工作过程中，压缩机通过使工作物质不断发生液化和汽化，将室内的热量搬至室外，因此压缩机消耗的功率可以小于制冷功率．
故答案为：（1）该空调器至少2.7min才能将室内的空气由10℃加热升高至20℃；
2）在利用空调器对室内空气加热的过程中，室内空气向外散热的平均功率约为1000w；空调器总共消耗的电能为3.07×105j；
3）空调器在工作过程中，压缩机通过使工作物质不断发生液化和汽化，将室内的热量搬至室外，因此压缩机消耗的功率可以小于制冷功率．
四、（16分）
解：（1）机器人在从座椅上向上站起来之前，必须先将自己的重心移动到脚面上方的范围内．（2）机器人手臂取最短长度时，应满足条件为：机器人上半身绕o1点前倾（顺时针转动）30°角，同时水平向前伸直两只手臂，整个机器人的重心刚好落在脚后跟的正上方．如图答1所示：
3）上半身受到的重力g1=m1g=11.2kg×g，由几何关系到脚后跟的力臂为7.5cm；
两只大腿受到的总重力g2=m2g=4.8kg×g，由几何关系到脚后跟的力臂为7.5cm；
两只小腿和脚受到的总重力g3=m2g=4.8kg×g，由几何关系到脚后跟的力臂为5cm．
4）设机器人的整只手臂的最短长度为l，则两只手臂受到的总重力g4=mg=2×0.06kg/cm×lg；
5）由几何关系到脚后跟的力臂为，由此列出方程：
11.2kg×g×7.5cm+×7.5cm=4.8kg×g×5cm+2×0.06kg/cm×g×l×，解得：l=40cm．
答：从理论上机器人的整只手臂至少需要40cm，能使机器人能够从图2甲所示的坐姿自己站起来．
五、（18分）
解：（1）由于钢丝绳对驴头的拉力（以及摩擦力）始终沿切线方向，故钢丝绳拉力（以及摩擦力）对支点o的力臂始终为l1，故t连杆=l2cosθ=fl1+l3cosθ，t连杆=；
2）①活塞向上运动时，由于活塞上方液柱的压力，排出阀关闭．由于套管汇总液柱的压力，吸入阀打开，**被吸入油管．活塞向下运动时，吸入阀由于受到上方液柱的压力而关闭．排出阀由于受到活塞下方液柱的压力而打开，从而将活塞下方的**压入活塞上方．如此不断往复运动，利用活塞将**不断提升至高处．
设**液面到活塞的液柱深度为h，可求出h=，则**液面到活塞的液柱深度为l﹣h；
．当抽油杆匀速竖直向上提升时，排出阀关闭，吸入阀打开，以抽油杆、活塞、油管中活塞上方的**液柱整体作为研究对象，悬点的拉力等于抽油杆受到的重力lmg（活塞受到的重力远小于抽油杆的重力，可忽略）、加上活塞上方的**受到的总重ρ（s2﹣s1）lg、加上总摩擦力f1（方向与相对运动方向相反，竖直向下）、并减去套管中高出活塞的**液柱给活塞向上的压力ρg（l﹣h）s2；
故t匀速上升=lmg+ρ（s2﹣s1）lg+f1﹣ρg（l﹣h）s2=lmg+ρ（s2﹣s1）lg+f1﹣ρg（l﹣）s2；
当抽油杆匀速竖直下降时，排出阀打开，吸入阀关闭；以抽油杆和活塞整体做为研究对象．悬点的拉力等于抽油杆受到的重力lmg（活塞受到的重力远小于抽油杆的重力，可忽略）、减去总摩擦阻力f2（方向与相对运动方向相反、竖直向上）、减去抽油管中的**对抽油杆的浮力ρgls1．
故t匀速下降=lmg﹣f2﹣ρgls1．
答：（1）该拉力的大小为；
2）①抽油泵的工作原理为：活塞向上运动时，由于活塞上方液柱的压力，排出阀关闭．由于套管汇总液柱的压力，吸入阀打开，**被吸入油管．活塞向下运动时，吸入阀由于受到上方液柱的压力而关闭．排出阀由于受到活塞下方液柱的压力而打开，从而将活塞下方的**压入活塞上方．如此不断往复运动，利用活塞将**不断提升至高处；
当抽油杆匀速竖直向上提升、匀速竖直下降时，悬点处受到竖直向下的拉力分别为：
lmg+ρ（s2﹣s1）lg+f1﹣ρg（l﹣）s2；lmg﹣f2﹣ρgls1．
六、（18分）
解：（1）∵每秒出现24幅宽度画面，则t=s，v===21.6m/s=77.76km/h；
2）led显示柱的个数n===480（个）；
3）如果某时刻乘客发现动画的画面向车行的前方缓慢移动，以显示柱选择一个参照物，实际车速与设计的速度相比偏小；
4）相邻站间显示柱发光每天消耗的直流功率p直流=np0=480×600×0.03w=8640w，则每天消耗的交流电电功率p交流===10800w=10.8kw，消耗的交流电总电功率p总=2（16﹣1）p交流=2（16﹣1）×10.
8kw=324kw，所以，消耗的交流电电能w=p总t=324kw×2h=648kwh．
答：（1）列车的速度应该是77.76km/h；
2）每两站之间一共需要480个led显示柱；
3）如果某时刻乘客发现动画的画面向车行的前方缓慢移动，是因为实际车速与设计的速度相比偏小；
4）仅led显示柱发光每天就会消耗648kwh的电能．
2023年全国初中应用物理知识竞赛复赛
6 下图的四种河堤的设计中，最不合理的是 7 为了防盗，在门上装上一个 猫眼 使屋内的人能看清屋外的人是一个正立缩小的像，屋外面的人却看不清屋内的人，则 猫眼 应该是 a 凸镜 b 凹镜 c 凹透镜 d 凸透镜。8 冻豆腐里面有小孔的成因是 a 豆腐自身冻缩而成 b 豆腐自身膨胀而成。c 外界的冰雪...
2023年全国初中应用物理知识竞赛复赛
一 5分 油炸食品时，油锅中滴入水滴会发生爆裂声，并把热油溅起 沸水中滴入油滴却没有类似的现象，解释产生这两种不同现象的原因。二 10分 公路路边每隔1千米有一个里程碑，标明公路起点到此碑的距离，单位是千米。设计一种方法，利用里程碑和手表测量自行车以中等速度匀速行驶时的速度，并给出计算公式，计算结果...
2023年全国初中应用物理知识竞赛复赛
一 选择题 每小题4分，共48分 1 长200米的列车用120秒匀速通过1.6千米的长江大桥，列车运行的速度是。a 11 7米 秒 b 15米 秒。c 13.3米 秒 d 1.7米 秒。2 有一架飞机沿水平向左做匀速直线运动，每隔1秒钟从飞机上轻轻释放一小球，当三只小球落下且均未落至地面时，若不计空...