五、(12分)小亮家有一辆轿车，爸爸在给他讲车的性能时，总是说“2.0的排量”，却很少说“功率”，为此小亮特地从网上查到了排量的定义：活塞从上止点移动到下止点所通过的“工作容积”称为气缸排量。如果发动机有若干个气缸，所有气缸“工作容积”之和称为发动机排量。小亮从说明书上查到家中的轿车采用的是LFX直列四缸发动机，排量为2.OL;从网上查找到了了这种轿车的输出功率与转速的关系如图21所示。
(1)．根据图21分析，在发动机转速为1000～5000 r/min范围内，它的输出功率与转速大致有怎样的定性关系？ (2)．试通过公式推导出在其他参数相同时，轿车发动机的输出功率与其排量的关系。 (3)．小亮又向爸爸询问了一些实测数据：轿车行驶的路况好，平均车速为lOOkm/h时，发动机转速为2000r/min，平均油耗
为9L/lOOkm。参考图21中的数据，分析这辆汽车在这种状态下行驶时，发动机的效率约为多少？每个做
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功冲程气缸内气体的平均压强是约为多少？（已知汽油的热值为4.6x107J/kg，密度为0.7lx10kg/m）
六、(15分)小明自己设计并动手将房间里的窗帘改成电动窗帘。为此他购置了微型电动机及减速装置、电源、双刀双掷开关、滑轮、皮带、拉绳等器材，对原有的窗帘盒进行改造。
(1)．如图22甲所示，小明在窗帘盒（上方的双虚线框）内安装了电动装置，电动装置通过拉绳拉着窗帘一起运动。改变通过微型电动机的电流方向，就可改变其转轴转动的方向，从而将窗帘打开或关闭。利用双刀双掷开关，可以实现电源对电动机供电电流方向的改变。请你在图22甲右侧的虚线框内，完成电源、双刀双掷开关和接线柱间的电路连接。
(2)．电动机的转速一般很高，需要安装减速装置，如图22乙所示。请说明减速装置的减速原理。 (3)．下表是所使用的微型电动机的部分数据。表格中，额定功率是“电动机在额定电压和额定电流下工作时的输出功率”，堵转电流是“在额定电压下，让电动机的转轴固定不动时的电流”。
请根据表中的有关数据计算：
①以额定功率运行时，该电动机的效率为多少？ ②电动机的额外功率主要由热损耗和机械损耗造成，请分别求出以额定功率运行时，该电动机的热损耗功率和机械损耗功率？
③在图22甲中，减速装置、飞轮、皮带、滑轮、拉绳共同构成了传动装置。已知每半边的窗帘滑轨长度为1.5m，要求自动窗帘能够在6s内从完全关闭到完全打开。拉动半边窗帘时，挂钩和滑轨间的平均摩擦力为2N。则安装电动窗帘时，对传动装置的机械效率有何要求？
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2014年第二十四届全国初中应用物理竞赛（巨人杯） 参考解答和评分标准 说明：
1．除选择题外，提供的参考解答不一定都是惟一正确的。对于那些与此解答不同的解答，正确的， 同样得分。
2．评分标准只是按一种思路与方法给出的。在阅卷过程中会出现各种不同情况，可参照本评分标 准的精神定出具体处理办法，但不要与本评分标准有较大偏离。。
3．简答题或计算题是分步给分的。在评分标准中常常写出①、②……，这里的①、②……是用来 代表答题要点或步骤的。若考生并未写出这个式子，而在文字表达或以后的解题过程中反映了这一要 点或步骤，同样得分。没有写出任何式子或文字说明，只给出最后结果的，不能得分。
4．参考解答中的数字结果是按照有效数字的运算要求给出的，但对考生不做要求。不要因为有效 数字的错误而扣分。
5．要求学生估算的，要看学生是否会忽略那些可以忽略的条件。
6．在最后定奖时，如果得分相同的人数超过获奖名额，因而难于选拔时，可对待选试卷进行加分 评判。加分评判的基本依据是：
(1)所用方法或原理不是课本所讲的，具有创新性，应加分； (2)方法简便，应加分；
(3)提出多种正确解法，应加分；
(4)试卷表达规范，条理清楚，能充分利用数学工具，应加分。
上述各项的执行都应由竞赛领导小组做出规定（省统一分配奖励名额的由省决定，地、市分配奖 励名额的由地、市决定）。 ’ 一、选择题（每小题2分，共20分）
1.A 2.C 3.D 4.C 5.B 6.B-7.B 8.B 9.C 10.C 二、简答题（每题5分，共30分） 1．(5分)参考答案
(l)透过杯子观察杯子后面较远处的物体，若看到的是正立的左右相反的物体的像，则这只杯子 中装有水； (2)光的折射规律。
说明：(1)3分。(2)2分。其他答案合理同样得分 2．（5分）参考答案
(l)架设电线时，若所留垂距过小，当气温降低时，电线收缩会拉断电线甚至将电线杆拉倒； (2)架设电线时，所留垂距过大，遇到大风天气，电线摆动幅度过大，容易导致电线折断；同时，电 线离地面太近，容易造成事故，并且浪费材料。 说明：(1)2分，(2)3分，共5分
3．（5分）参考答案 见图答l
说明：与标答相同，得5分，若与火线 的接点在检测装置左侧，与零线的接点在检 测装置右侧，得4分。 4．（5分）参考答案
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(1)①月球车的轮子表面积做的更大，压强更小，不至于陷进松软的月壤中。②采用轮腿复合式 轮子，平地靠轮子行走，遇到小的障碍可以变“轮”为“腿”，爬行越过障碍。
(2)①月球表面的昼夜温差超过300℃，橡胶不可能在如此大的温度范围内保持弹性与强度。② 月球表面没有大气压，充气轮胎易爆裂。(3)①白天丰要靠太阳能电池板。②夜晚主要靠锂电池和核 电池（或称为核放射热源）。
说明：每一小问，只需答对一条就得2分，若三小问全部答对，本题得5分。 5．（5分）参考答案
(1)拖拉机的前轮是导向轮，前轮窄小可以在改变方向时减小转动前轮的阻力。
拖拉机在工作时后面挂有拖车或耕地设备，使得拖拉机的重心靠近后轮，后轮对地面的压力更大。 后轮宽大可以减小压强，既能保护轮胎，也可以使拖拉机不会下陷剑松软的田地里。 (2)义车的后轮是导向轮，后轮窄小可以在改变方向时减小转动前轮的阻力。
叉车在搬运时货物放在前方，使得叉车的重心靠近前轮，前轮对地面的压力更大。前轮宽大既可 以保护轮胎，也可以减小叉车对地面的压强。 说明：(1)3分，(2)2分。共5分。 6．（5分）参考答案
(1)在用气筒给自行车胎打气的过程中，外管顶部对气筒和轮胎内的气体做功，气体内能增大， 温度升高，气筒外管将热量传递到管的外壁，因此气筒外壁温度明显升高；
(2)因为外管越向下移动，外管的顶部气体被压缩越多，气体乐强越大，移动相同的距离，对气 体做功越多，气体内能增大越明显，温度越高，进而导致气筒外壁上部温度比F部温度更高；
(3)外管在相对于活塞上、下运动过程中，向外传递的内能主要来自于内部被压缩的高温气体， 而外筒的下部与上部相比，其与管内高温气体的接触时间较短，吸收的热量较少，因此温度较低； (4)外管在相对于活塞向下运动过程中，在高压气体作用下，外管与活塞间的压力增大，单位长 度克服摩擦力做功而转化成的内能越靠近外管顶部越多，导致气筒外壁上部温度比下部温度更高。 说明：(1)、(3)、(4)各1分，(2)2分。共5分。 三、（11分）参考解答
(1)加热状态…………．． …．（2分） (2)设控制电路中电源两端的电压为E。
由图15乙，当温度为l00℃时，热敏电阻R1的阻值为500Ω，…一 ……．（2分） 故E=I1(R0+R1+R1’)…………， ……（2分）
=0.04A×(50Ω+500Ω+350Ω)=36V.………, …一（2分）
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