13全国初中应用物理知识竞赛复赛题解答

(1)设热水器离地面的高度为h，热水器中的水在地面附近产生的压力为

P=ρgh给水管道应能向热水器送水，水压应大于P，如建筑为高lOm，则给水压力应大于P = 1×103kg/m3×1on/kg×lOm = l×105 pa，相当于标准大气压。

底部水管应能承受1×105Pa以上的压力。顶部水管的耐压要求可以低一些，比如直接接热水器的水管可以用塑料管。

评分建议:如果供水压力和水管抗压强度p=ρgh，可以得满分。如果给出具体数值的例子，如果能和大气压对比，考虑上下的差异，会加分。最多也就4分。

(2) 1.使用高压锅。随着压力的增加，锅里的水的沸点增加，所以土豆可以在短时间内煮熟。优点是速度快，而且因为温度高，土豆味道更好。缺点是不能随时观察，可能会被煮。

2.烹饪前把土豆切成小块。这是因为热量很容易到达小块土豆的内部，内部温度上升很快。优点是简单易操作，缺点是水分过多深入土豆内部，口感变差，营养流失。

评分建议:完整正确回答两个方法，满分。如果回答两种以上方法且答案合理，加。

分。最多加4分。

(3)此时，身材越来越长。图形长度L与高度H、灯高H和行人速度V之间的关系可以用图中所示的几何关系来表示。

因为三角形OED类似于三角形DBC，所以

由此解决

这说明图形越来越长，影子长度在匀速增加，速度为

从这个表达式可以看出

①阴影长度U的增长速度与行人速度v成正比.

(2)当人比灯柱矮很多的时候，

这表明阴影长度几乎不随人的行走而变化。

③当人的高度与灯的高度相差无几时，H < < H，H-h≈H，所以u=(h/H)v，这说明影子长度的变化速度比行人快得多。

评分建议:得到影子长度和行人速度的关系即可得满分。分析关系，加分。最

再加4分。

(4)可以做一个水泵的模型。如图，在瓶盖上挖一个直径约lcm的洞，然后剪一个比洞稍大的塑料片。用塑料布盖住孔，用软布和万能胶把塑料布的一面粘在瓶盖上，使之成为单向阀。

在饮料瓶侧面打一个小孔，然后拧紧瓶盖，就做成了水泵的模型。

使用时，将瓶盖向下插入水中，用一只手挤压瓶子，排出瓶中的部分空气，然后用另一只手堵住瓶子侧面的小孔，松开捏瓶子的手，水就会在大气压的作用下上升到瓶子里。再次露出瓶身侧面的小孔，用力捏一下瓶身，水就会在大气压的作用下上升到瓶身。再次露出瓶身侧面的小孔用力捏瓶子，水就会从小孔流出。

评分建议:按照题目要求说两个实验，满分。如果你说三个或三个以上的实验，你会得到加分。最多也就4分。

(5 )( 1)电路如图所示。

(2)无论转向开关S连接到位置1还是位置2，所有灯都连接到电路。

如果汽车向右转，开关S接1。此时D右1和D右2一直发光，而D左1和D左2并联后与D串联.

因为转向灯的规格是“6V1.5W”，所以转向灯D的电阻为RD = U2/PD。

= 24Ω.转向灯的规格为“6V，10W”，所以转向灯的电阻为R = U2/P = 3.6ω。向左。

(或右)两个转向灯和转向灯的总电阻:r Total = rd+2r = 25.8ω。

通过转向灯D的电流ID = U/R始终=0.23A，那么在转向灯D上得到的功率就是PD' = I2r = 1.36W，由于PD '与转向灯的额定功率(1.5W)相近，此时转向灯可以发光。

此时，通过左转向灯中每个灯泡的电流为I = ID/2 = O.115A，所以每个左转向灯的实际功率为P = I2r = 0.052w，由于左转向灯的P远小于其额定功率10W，所以左转向灯无法发光。

当汽车向左转时，同样的，只有左转向灯亮，右转向灯亮，虽然有电流流过。

但是不发光。

评分建议:本题(1)和(2)的分数分别为10。电路连接正确，充分利用已知条件进行定量分析论证得满分。只是定性的说明当D右L和D右2一直发光时，D左1和D左2并联后再和D串联，因为D的电阻远大于D左1和D左2。所以D-L和D-L-2的实际功率会远远小于其额定功率，不能正常发光就拿不到满分。如果分析论证过程简洁巧妙，或者提出多种可行的连接方法，可以加分。他们最多能拿4分。