2004年全国物理知识竞赛复赛试题。
一（14分）1998年某地区遭受洪涝灾害，为了抗洪抢险，急需在20h内从甲地调运65t钢材到乙地，现仅剩下一艘满载时排水量为80t的货船，船身（包括船员）质量约17t,已知甲、乙两地的水路距离为80km,船行驶的平均速度为10km/h（不计水流速度）。
1）请你设计一个完成此项任务的可行性方案；
2）通过分析、计算，找出最佳方案，（刚才密度为7.9×103kg/m3）
二、（18分）图1为一种电磁炉的原理示意图，它是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁磁性材料制成的烹饪锅，在锅体形成无数小的涡流（感应电流）而产生焦尔热。同时，被磁化的铁磁材料分子因摩擦、碰撞而发热。从而使锅体自身发热达到加热食物的目的。
（1）使用电磁炉加热食物时，不产生明火，无烟尘、无废气、清洁、安全、高效、节能。请写出电磁炉在使用中可能涉及的物理知识（只写名称，不写内容，不少于10个可得满分）
2)在使用电磁炉时，锅和炉之间的热是由___传递给___的，电磁炉加热食物的过程中消耗___能转化为___能；若用该电磁炉1次蒸熟5个馒头需用时间25min，那么，一次只蒸熟1个同样大小的馒头大约需要___min.
3）某款电磁炉性能参数如下表所示：
根据上表数据，若电磁炉在功率调节和温度调节的范围内，加热温度随功率调节的变化图像是一直线，电磁炉工作电压正常，在一个标准大气压下，烧开一锅质量为3kg、温度为22℃的水最多需要多少时间（不计锅吸热及热散失）
三、（18分）有人在夏季用简易晒水箱给水加热用来淋浴，这不仅节省能源，而且很方便，李明和张华想利用这样的装置估测太阳光对地球表面辐射的强度大小。也就是说，太阳光垂直照射地球表面时，地球表面单位时间内单位面积上所获得的能量是多少。实验装置如图2所示，晒水箱内部是被涂黑的，箱体外加了保温层，上面开口并盖有透明玻璃板。
在估测之前要首先弄清，透过玻璃板的太阳光能量究竟占太阳辐射到玻璃板上的能量的百分之几？李明和张华哥那一块实验用的玻璃板，把阳光反射到墙上的同一个地方，他们发现，两块反射光斑重叠处的强度，和太阳光直接射到地上的强度差不多。
1）透过玻璃板的太阳光能量占太阳辐射到玻璃板上的能量的百分之几？你在得出这个结论时做了什么假设？假设的根据是什么？
2）请你帮助他们设计实验方案，并写出实验步骤。
3）请你对这个实验方案的可行性作出评价。
四、（18分）用电流表和电压表测电流和电压时，通常并不考虑仪表本身电阻对待测电路的影响，而将其视为“理想电表”即认为电流表的内阻为零，电压标的内阻为无限大。实际上，电流表和电压表都有一定的电阻值，因而我们可以把电流表看成一个能显示通过自身电流大小的自身阻值很小的电阻；可以把电压表看成一个能显示自身两端电压大小的其阻值很大的电阻。所以，把电流表或电压表接入待测电路时，就相当于在待测电路中串联（或并联）一个电阻。
这样，电流表两端就要有一定的电压，电压表中就要通过一定的电流，因此实际上很难同时精确的测出待测电阻两端的电压和通过待测电阻的电流。
1现有一个量程为0.6a，内阻为0.13ω的电流表，能否用它测量某电路两端的电压？若不能，请说明理由。若能，请说明用它能测量的最大电压值。
2现要精确测量一个阻值约为8ω的电阻rx,实验室提供下列器材。
电流表a1：量程为100ma，内电阻r1=4ω
电流表a2：量程为50μa，内电阻r2=750ω
电压表v: 量程为10v,内电阻r3=10kω
变阻器r0:阻值约10ω
定值电阻r1:阻值约10kω
电池e:两端电压约1.5v
开关s、导线若干。
1）选出你测量时所需的适当器材，并在虚线方框中画出电路图。
2）需要测量那些物理量？根据所测量物理量，写出被测电阻rx的表达式。
五、（16分）图3甲是使用汽车打捞水下重物的示意图，汽车通过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物，在整个打捞过程中，汽车以恒定的速度v=0.2m/s向右运动。图3乙是此过程中汽车拉动重物的功率p随时间t变化的图像。
设t=0时汽车开始提升重物，忽略水的阻力和滑轮的摩擦，g取10n/kg。求：
1）圆柱形重物的质量；
2）圆柱形重物的密度；
3）打捞前，圆柱形重物上表面所收的水的压力。
六、（16分）图4为一种电饭煲的工作原理。下面是王宁同学对电饭煲工作原理的研究，请你也参与共同**。
按下、扳起电饭煲的开关，有一种“粘连”“吸引”的感觉，取出饭锅，发现电饭煲的底部有一个凸起物，它可以上下弹动，能被磁铁吸引。王宁同学通过用这个电饭煲做米饭和烧水来研究它的工作情况，请回答他在使用过程中发现的如下问题：
1）图4中只有两根外接导线，这样的用电器有什么危害？应当怎样加以完善？
2）将三脚插头插入电源插座，不用按开关，指示灯就发亮，按下开关后，指示灯亮度不变，此时为什么开关对指示灯的亮度没有影响？
3）电饭煲工作了15min会出现大量“白气”，这些“白气”是怎样形成的？
4）电饭煲工作了25min，听到“啪”的一声，指示灯不亮了。以此推测，感温软磁体的磁性可能受什么因素的影响？怎样影响？
5）听到“啪”的一声后又过了10min，指示灯又发光，一会儿指示灯又熄灭了。分析在相同条件下，不同种类金属的热膨胀程度是否一样？
6）要想获得恒温的温水，你可以怎样做？
7）电饭煲使用较长一段时间后，常常在饭未完全熟透时就“跳闸”，这样就会出现“夹生饭”，请问这种情况电饭煲可能在什么地方出现了故障？为什么？
注册名：王丙参。
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