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十三届物理竞赛复赛答案


十三届复赛答案

一、 现在许多平房和多层建筑的屋顶都安装了太阳能热水器,用于家庭洗浴。试分析 热水器对供水压力、水管强度两方面的要求。

二、 采取什么方法可以把大块马铃薯尽快煮熟?尽可能多得写出可行的方法,并说明 其中的物理原理和这种方法的优缺点或适用场合。

三、

当你背对着路灯向前匀速行走时,定量分析你的身影长度变化的规律。

四、 利用空的塑料饮料瓶(如矿泉水瓶)能做哪些物理实验?尽可能多地写出来。要 求写出实验的装置和制作要点(必要时画出简图) 、简明操作步骤、所根据的物理原理。

五、 为了交通安全,机动车转弯时,要使用转向灯对其他车辆及行人发出信号,同时 车内的转向指示灯装置也会给驾驶员提供转向灯是否正常的信息。 具体地说, 当机动车要向 右转弯时,前、后两只转向灯 D 右 1、D 右 2 均正常发光,车内的转向指示灯同时也闪亮,而 两只左转向灯 D


1

、D



2

不发光。左转弯与右转弯的情况类似。

如图所示,机动车转向灯电 路的四只转向灯 D 右 1、D 右 2、D 左 1、D 左 2 以及转向指示灯 D 尚未接入电路。 已知四只转向灯均为标有“6V,10W”

字样的灯泡,转向指示灯 D 标有“6V,1.5W”字样,电源电压为 6V,图中 RJ 为闪光器, 它可以使电路间歇地通、断。请回答: (1) 按题目要求将四只转向灯 D 成机动车转向灯电路图。
右1

、D

右2

、D

左1

、D

左2

及转向指示灯 D 接入电路,完

(2)

四只转向灯的额定功率相同,为什么转向灯电路工作时,总是两只转向灯发光,另 外两只转向灯不发光?请运用你学过的电学知识加以分析、论证。

十三届复赛答案 一、设热水器距地面的高度为 h,热水器中的水在地面附近产生的压强为 p=ρ gh 供水管要能把水送到热水器上,水压要大于 p。 (到此可得 15 分,答出以下再加 4 分) 例如:楼顶高 10m,要求供水压强大于 p=ρ gh=103×10×10=1×105Pa,相当于标准 大气压。 底层的水管要能承受 105Pa 以上的压强,顶层水管的耐压要求可以低些,例如直接与热 水器相连的水管可以用塑料管。 二,1、使用高压锅,压强增大,锅内水的沸点增高,可以用较短时间把马铃薯煮熟。 优点是速度快,而且由于温度高,马铃薯更好吃,缺点是不能随时开锅观察,有可能性把马 铃薯煮烂。2、把马铃薯切成小块再煮。这是因为热量比较容易到达小块马铃薯内部,内部 温度上升较快。优点是简单易行,缺点是水分过多地深入马铃薯内部,口味变差,营养也有 损失。

三、 4 分。

用三角形相似推出此式得 25 分,对公式进行讨论加

四、可做一个抽水机模型。在瓶盖上挖一个直径 1cm 左右的孔,再剪一个比孔稍大的 塑 料片。用塑料片把孔盖住,用软布和万能胶把塑料片的一边与瓶盖粘牢,使它成为一个单向 阀门。在饮料瓶的侧面开一个小孔,再把瓶盖拧牢,抽水机模型就做成了。使用时,把瓶盖 向下插入水中,一只手用力捏,排出瓶内部分空气,然后用另一只手堵住瓶侧面小孔,松开 捏瓶的那只手,水就在大气压的作用下上升到瓶中。再露出瓶侧面小孔,用力捏瓶,水就从 小孔流出。说出两个实验即得 25 分,说出更多可加分。

五、 (1)电路如图所示。 (2)不论转向开关 S 转至位置 1 还是位置 2,所 有的灯都接入了电路。若车向右转向,则开关 S 接 1, 此时 D 右 1 和 D 右 2 正常发光,而 D 左 1 和 D 左 2 并联后与 D 串联。因为转向指示灯的规格是“6V、1.5W”所以 转向指示灯 D 的电阻为 RD=U2/P=24Ω 。转向灯规格 都是“6V、10W” 所以转向灯的电阻均为 R=U2/P= 3.6Ω 。左(或右)两只转向灯和转向指示灯总电阻。R 总=IRD+2R=25.8Ω 。通过转向指示灯 D 的电流:ID= U/R 总=0.23A,所以转向 指示灯 D 上获得的功率:PD=I2R=1.36W。由于 PD’与转向指示灯的额定功率(1.5W)相 差不多,所以此时转向指示灯能发光。 而此时通过左转向灯中每只灯泡上的电流 I= ID/2=0.115A,所以每个左转向灯的实际 功率为 P 实=I2R=0.052W。由于左转向灯的 P 实远小于其额定功率 10W,所以左转向灯不能 发光。 当车向左转向时, 同样的道理, 只有左转向灯发光面右转向灯中虽然有电流通过但并不 发光。 (1) (2)各 10 分。


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