1．这种电车正常匀速行驶时的功率P行。
2．若这种电车每次充满电后持续正常行驶5km，正常匀速行驶时的效率为?行=90%。试估算，每次充满电，电车从充电桩所获得的能量E。
3．若每次给这种电车充满电须耗时t=30s。试估算，充电桩为电车充电时的输出功率P出。
4．若按电价0.5元/kWh来计算，则每次充电需花费电费多少元？与之同样功能的然油公交车百公里油耗约为36L，燃油价格按5.5元/L来计算，同样行驶5km需花费然油费多少元？
五、（14分）小明某次在路边观察到，工人师傅们在安装水泥电线杆过程中要将地面上水
平的电线杆“竖立”起来时，在地面上先挖了形状如图15所示的坑。地面处的坑口截面基本上是一个长方形，其宽度仅比电线杆的粗端直径略大一点，坑中从长方形的一边开始有一从地面直达坑底的斜坡。而另一边则是直上直下的，坑底基本上是一个正方形。请你回答：
1．为什么要挖成图15所示的深坑，而不挖成图16甲所示的仅比电杆略粗一点的深坑，或者如图16乙所示的大口径的深坑？这样做有什么好处？
2．通过计算对比分析：如果已将电线
杆水平放在坑口上方，且其粗端位于坑底右端正上方，现要把电线杆分别埋入图15、图16甲所示的两个坑中，则在竖起电线杆的开始阶段，对电线杆的细端分别至少需要多大的力？己知这种坑深1.6m，坑底的长、宽都是0.3m，地面处坑口长2.3m、宽0.3m。电杆线的质量为410kg，长8.0m，粗端直径0.26m，其重心距粗端3.2m。（取g=10N/kg)
3．在上述两种情况下，竖起电线杆的过程中，工人师傅们对电线杆分别至少要做多少功？
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六、（14分）如图17所示为一种新型电器——无叶空气净化暖风器，兼具风扇、制暖和
空气净化的功能，其铭牌如表所示。如图18甲所示，电器的底部为进气口，空气进入时要经过滤网净化，然后被马达送入环形通道（内有加热元件）。环形通道一端开有细缝，空气从细缝高速吹出。如图18乙所示，高速吹出的气流，能带动周围和后方的空气，使形成风的空气体积比进气体积增加十几倍。
1．请解释这种电器形成风的空气体积比进气体积增加很多的原因。 2．如果要将一个“10m×7m×3m”的房间的温度从15°C提升到20°C，请回答：
(1)请估算该电器至少需^作多长时间？（己知空气的密度约为1.22 kg/m3，比热容约为1×103J/（kg·℃）
空气净化暖风器铭牌 最大功率 送风距离 最强进气气流可达 最强出风气流可达 制暖2000W 凉风/净化40W 4-7m 33L/S(升/秒） 434L/S(升/秒） (2)反思你的估算和实际情况有何差异、解释为什么会有差异？ 3．如果要净化该房间内的空气，请回答：
(1)该电器过滤一遍与房间相同体积的空气至少需要多长时间？
(2)反思你计算出的时间和实际情况下将空气过滤干净需要的时间有何差异、解释为什么会有差异？
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2016年第二十六届全国初中应用物理知识竞赛参考解答和评分标准
一、选择题（每小题2分，共20分）
1．B 2．D 3．A 4．C 5．D 6．D 7．A 8．C 9．B 10．B 二、简答题（第题6分，共30分）
1．（6分）参考答案
（1）鼻托面积较大是为了增大受力面积，减小压强，使人感觉更舒服；
（2）镜片和镜架尽量用密度小的材料，减小眼镜总质量，减小压力，减小压强，使人感觉更舒适；
（3）近视眼镜的镜片对光束有发散作用，可以使裸眼所成的像向视网膜方向移动，成以视网膜上；
（4）镜腿采用弹性较好的材料，不容易损坏和变形。 2．（6分）参考答案 如图答-1所示 3．（6分）参考答案
（1）吊臂相对于水平面倾斜的角度过小； （2）被吊物体质量过大； （3）吊臂伸出过长；
（4）吊车左端的支撑爪不够靠前。 4．（6分）参考答案
（1）体重大的同学对地面的压力大，摩擦力大；
（2）穿较新的有花纹的橡胶底运动鞋，可以增加接触面间的粗糙程度，摩擦力大； （3）把人看做一个杠杆，以脚为支点，重心落在脚掌后面且两腿前伸用力蹬地，可以增加重力的力臂，增加被对手拉动向前方转动的难度；
（4）同时用力，且所有力都沿同一直线，同一方向，合力最大。 5．（6分）参考答案
（1）秋季夜晚水和空气放热，由于水的比热容比空气大，早晨的温度高于空气； （2）水蒸发形成水蒸气；
（3）水蒸气遇冷空气放热液化形成小水滴即“水雾”。 三、（11分）参考解答
1．平均每年这4台发电机组相当于要共同连续工作的时间
W发20.1?108kWht发???1675h?70d ……………………2分 6P1.2?10kW发2．该抽水蓄能电站的年运行综合效率的设计值
W发20.1?108kWh?行??100%??100%?75% ……………………2分 8P耗26.8?10kWh3．运行综合效率η行与放水发电阶段的效率η发和抽水蓄能阶段的效率η抽的关系为 η行=η发
则抽水蓄能阶段的效率
?抽??行75%??83.3% ……………………3分 ?发90%7
4．放水发出的电能 Pt=η发ρVgh ……………………2分 该抽水蓄能电站上水池的库容至少为
V库?Pt?4.8?107m3 ……………………2分
?gh?发四、（11分）参考解答
1．电车匀速行驶时，电车的牵引力
F=f=0.02G=0.02mg=0.02×15×103kg×10N/kg=3×103N ……………………1分 电车正常匀速行驶时的功率 P行=Fv=3×103N×10m/s=3×104W …………………2分 2．这种电车每次充满电后持续正常行驶s=5km，电车所做的功为：
W=Fs=3×103N×5×103m=1.5×107J ……………………1分
1.5?107J电车从充电桩所获得的能量E??1.6?107J ……………………2分
0.9E1.67?107J3．充电桩为电车充电时的输出功率为P??5.57?105W……2分 出?t30s1.67?1074．每次充电所需电费为 kWh?0.5元/kWh?2.32元 ……………2分 63.6?10燃油公交车行驶5km须花费燃油费为
5km?36L?5.5元/L?9.9元…………1分
100km五、（14分）参考答案
1．（5分）挖成图15所示的深坑好处如下：
①少挖土方：挖成图15所示的深坑要比挖成图16乙所示的深坑少挖土方，这样可以少做功，避免人力浪费，提高劳动效率。
②便于施工：施工人员更易于从图15所示的坑里向外取土。
③省力省功：用图15所示的深坑埋水泥电线杆，与用图16甲所示的深坑埋水泥电线杆相比，不必将电线杆沿竖直方向直立在地面上，重心上升高度小，施工时即省力又省功。
④施工安全：用图15所示的深坑埋水泥电线杆，施工人员只需从有斜坡的方向扶住水泥电线杆就行了，水泥电线杆不会向其它方向倾倒，施工比较安全。
2．①若将这种电线杆埋入图15所示的坑中，电线杆就位后的情况如图答-2所示。 ………………1分
设竖起电线杆的开始阶段，在细端所施加的竖直向上的拉力为F1。 在图答-2中，电线杆粗端伸入坑口的距离为2.3 m -0.3 m =2.0m
进而：O1A1=8.0 m -2.0 m =6.0m O1B1=3.2 m -2.0 m =1.2m ………1分 电线杆重：G=mg=410×10 N =4100N ………1分 根据杠杆平衡条件，有：F1×O1A1=G×O1B1
解得：F1=
G?O1B1=820N ………2分 O1A1
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②若将这种电线杆埋入图16甲所示的坑中。电线杆就位后的情况如图答-3所示。1分 设竖起电线杆的开始阶段，在细端所施加的竖直向上的力为F2。
在图答-3中：O2A2=8.0m O2B2=3.2 m ……1分 根据杠杆平衡条件，有：F2×O2A2=G×O2B2 解得：F2?G?O2B2?1640N ……1分
O2A23．在图答-2中，电线杆重心升高：h1=3.2 m -1.6 m =1.6m ……1分 人们对电线杆做功：W1=Gh1=4100×1.6J =6560J ……1分 在图答-3中，电线杆重心升高：h2=3.2 m ……1分 人们对电线杆做功：W2=Gh2=4100×3.2J =13120J ……1分 六、（14分）参考答案
1．当气流从细缝以高速吹出，气流的压强小于周围空气的压强 ………………1分 在压强差的作用下，周围的空气流向气流并被加速，从而随着气流一起向前运动 1分 另一方面，随着风扇前方气流向前运动，风扇后方的空气向前补充过来 ………1分 这样，形成风的空气的体积比进气的体积增加了很多倍。 2．（1）房间内空气体积为：10m×7m×3m=210m3
将房间的温度从15℃提升到20℃，空气需要吸收的热量： Q=cm△t=cρV△t=1.0×103J/kg·℃×1.22kg/m3×210m3×5℃=1.28×106J ………2分 即电流至少做功W=1.28×106J ………1分 电器工作的最小时间 t=W/P=1.28×106J/2000W=640s≈10.7min ………1分 （2）实际情况下，电器要运行更长时间、消耗更多的电能。 ………1分 房间不是完全绝热的，会向外界散发热量，造成热量流失 ………1分 实际上室内还胡各种物品，而且这些物品的密度和比热容的乘积一般都大于空气的，考虑这些物品温度升高需要吸收的热量，还需消耗更多的电能转化为热能 ………1分
3．（1）进气口安装有滤网，按最强进风气流33L/s估算，至少需要时间：
210?103Lt??6.4?103s?1.8h ………1分
33L/s即至少需要1.8个小时。
（2）实际情况下将空气过滤干净需要更长时间 ………1分 因为：实际情况下，由于风导致的空气流动、房间内空气温度不均导致的对流、空气分子的热运动，空气中有害分子、细颗粒物在分布上不断“扩散”。因此，经过滤网过滤的空气，出来后并非就始终保持纯净了。实际发生的过程是：经过净化器净化，空气中有害成分的浓度在不断降低。而不是一升的空气通过净化器，就多了一升干净空气、少了一升污染的空气。 ………1分
另一方面，这种扩散也需要一定的时间。由于空气净化器一般摆放在房间里的一个固定位置，在这个位置附近的空气相对净化效果较好，而离该位置较远的空气中的污染物扩散到净化器的位置需要一定的时间。因此，从整个房间来看，将整体的空气净化干净还需要更长时间。 ………1分
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