2012年第二十二届全国初中应用物理竞赛复赛试题

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共6题,约4670字。

  2012年第二十二届全国初中应用物理竞赛复赛试题
  注意事项:
  1.请在密封钱内填写所在地区、学校、姓名和考号。
  2.用蓝色或黑色钢笔、圆珠笔书写。
  3.本试卷共有六个大题,满分为100分。 
  4.答卷时间: 2012年4月15日(星期日)上午9:30~11:10。
  题号 一 二 三 四 五 六 总分
  分数       
  复核人       
  得分 评卷人
  一、(16分) 某小型汽油发电机外形如图1所示,其实质是利用一个汽油机带动一个发电机来发电。该发种电机铭牌部分数据如下表所示,根据表中的数据求:
  发动机(汽油机) 发电机
  型号XGQF5.0  型号XGQF5.0
  额定功率8.3kW 额定输出功率5kW
  噪声73db  额定输出电压220V
  连续运行时间8h 额定频率50Hz
  强制水冷四冲程 自动电压保护
  图1
  (1)在允许的连续运行时间内,发电机以额定功率输出,能够提供的电能是多少度? 172教学网(2)己知汽油的热值是q=4.6×l07J/kg,密度是0.71×103kg/m3,设该汽油机的效率为35%,则该汽油发电机油箱的容积至少需要多大?
  (3)汽油发电机将内能转化为电能的效率是多少?
  
  得分 评卷人
  二、(16分)长期以来,我国北方地区城镇居民的冬季采暖计量一般都按住宅面积收费,导致用户节能意识差,造成严重的资源浪费。作为建筑节能的一项基本措施,近几年部分地区试点以热量表作为计量收费的依据和手段,经测算可节能约20%~30%。
  如图2所示,一个完整的热量
  表由以下三个部分组成:一只液体
  流量计,用以测量经热交换的热水
  流量;一对用铂电阻制作的温度传
  感器,分别测量供暖进水和回水温
  度;一低功耗的单芯片计算机,根
  据与其相连的流量计和温度传感器
  提供的流量和温度数据,利用热力
  学公式可计算出用户从热交换系统
  获得的热量,通过液晶显示器将测量数据和计算结果显示出来。
  以下是某用户家中的热量表的部分参数,已知水的比热容取4.2×l03J/(kg•C),天然气的燃烧值约为8×107J/m3。
  最大流量/m3h-1 2.5  测温范围℃ 4 ~100
  温差范围/K 2~50  最大水压/MPa 1.6
  电源 3.6V 2Ah  电源寿命 ≥5年

  (1)试通过以上数据计算该型号热量表能测量的最大供热功率是多少?
  (2)在一次要查看热量表记录情况时,通过逐次点按计量表上的信息显示按钮,液晶显示器逐项显示出了下列数据:
  根据这些数据推算,求此次查看时该用户家平均每小时从暖气中得到的热量约为多少J?到此次查看时为止,该用户从这套供暖系统得到的总能量相当于完全燃烧了多少m3的天然气?
  (3)如果出现大风降温天气,住宅通过外墙散热的速度会加大。从原理分析,应该在家中怎样调节,才能保持室内温度不出现明显下降。
  (4)这种型号的热量表平均耗电功率不超过多大?

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