2011年第二十一届全国初中应用物理竞赛复赛试题及(Word版,附参考解答与评分标准)
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2011年第二十一届全国初中应用物理竞赛复赛试题
注意事项:
1.请在密封线内填写所在地区、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:2011年4月17日(星期日)上午9:30~11:10。
一、(16分)测定患者的血沉,是医学上用来帮助医生对病情作出正确判断的一种手段。把新鲜的血液,加入抗凝剂,静置一定时间后形成抗凝血后,红血球即从血浆中分离出来而下沉。设抗凝血是由红血球和血浆组成的悬浮液,血浆的密度ρ0≈1. 0×103kg/m3,红血球的密度ρ≈1.3×103kg/m3。将抗凝血放进竖直放置的血沉管内,红血球起初在血浆中加速下沉,然后一直匀速下沉,其匀速下沉的速度称为“血沉”。正常人血沉的值大约是 =12mm/h。如果把红血球近似看作半径为R的小球,它在血浆中下沉时所受的粘滞阻力为 ,在室温下 =1.8×10-3Pa﹒s,已知 ,试根据以上信息解答下列问题:
1.红血球在血浆中为什么先加速下沉后一直匀速下沉?
2.计算红血球半径的大小。
二、(16分)为了推进环保和节能理念的实施,某公司开发生产了“风光互补路灯”,该路灯只需要晒晒太阳吹吹风就能工作,如图l所示。它在有阳光时通过太阳能电池板发电,有风时通过风力发电机发电,二者皆备时同时发电,并将电能输至蓄电池储存起来,供路灯照明使用。为了能使蓄电池的使用寿命更为长久,一般充电至90%左右即停止,放电余留20%左右即停止电能输出。
下表为某型号风光互补路灯系统配置方案。问:
风力发电机 太阳能电池组件
最小启动风速 1.0m/s 太阳能电池 36W
最小充电风速 2.0m/s 太阳能转化效率 15%
最大限制风速 12.0m/s 蓄电池 500Ah-12V
最大输出功率 400W 大功率LED路灯 80W-12V
1.当风速为6.0m/s时,风力发电机的输出功率将变为50W,在这种情况下,将蓄电池的电量由20%充至90%需多长时间?
2.如果当地垂直于太阳光的平面得到的太阳辐射最大强度约为240W/m2,要想太阳能电池的最大功率达到36W,太阳能电池板的面积至少要多大?
3.若遇到阴天无风的天气,仅靠蓄电池供电,最多可供灯具正常发光多长时间?
……………………
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