对于第十六届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题的参考答案以及评分标准，这里做出以下的说明, 第一点提到的内容是, 所提供的参考解答, 除了选择题之外, 不一定都是唯一正确的答案, 对于那些与参考答案不相同的解题过程和方法, 如果被认为是正确的, 也应该给予得分, 第二点讲到的内容是, 评分标准只是依据一种思路和特定的方法而给出的内容。
在阅卷的过程中, 会出现各种各样的不同情况。可以根据本评分标准里面所包含的精神来定出具体的一些处理办法。但是千万不要和本评分标准有着比较大的偏离。第三点是问答题或者是计算题是按照分步的方法来进行给分的。在评分标准里面常常会有写出第一式的几分或者第二式的几分这样的写法。
这里的式子是用来代表具体的解题步骤的。如果考生并没有把那个式子给写出来。但是他的文字表达或者是后来的解题过程反映了这一步骤的话。那也是可以获得相应的得分的。如果是只给出了最后的结果, 但是没有写出任何的式子或者文字说明, 那么是不能得到分数的。
参考解答里面给出的关于数字的结果, 是依据了有效数字的运算的相关要求来进行处理的, 但是对于考生本身来说, 没有这样的强制性要求存在。如果是因为在有效数字方面出现了错误, 从而想要对相关人员进行扣分处理的话, 这种做法是不被允许的。
当进入到最后的一轮评选奖励阶段的时候, 如果遇到那些得分情况完全一样的参与人员数量远远超过了实际可以获得的获奖名额的情况, 导致在选拔的过程中变得十分困难且无法顺利推进的时候, 就可以采取一种补充的判断方法, 也就是对于那些处于选择边缘状态的试卷材料, 给予一定的加分待遇, 以此来辅助确定最终的人员名单信息。
加分评判的主要依据包括: 当使用的方法或者原理不是课本内所讲授的内容, 且具备创新性时, 应当给予加分；若方法本身较为简便, 也应当予以加分；如果提出了多种正确的解题思路, 同样需要加分；另外初中物理应用竞赛试题，要是试卷的表达形式规范、条理清晰, 并且能够充分地利用数学工具, 也应加分。
关于上述各项具体如何执行, 必须全部由竞赛领导小组来做出相应规定, 其中省级层面需要统一计划分配奖励的情况, 是由省级方面进行决定, 而地市级层面负责分配奖励名额的情形, 则是由地市级方面来决定。一.总分共为10分。
第1小题需要回答相关原因, 因为泵的总扬程等于吸水扬程加上压水扬程, 这占1分, 同时离心式水泵的吸水扬程是由大气压所决定的, 当大气压为标准大气压时, 吸水扬程在实际中不会超过10米, 这也占1分, 所以得出结论泵不能放置在b处, 只能放在a处。
（1分）（2）如果不考虑水的动能, 把增加的势能按照13.8米来计算, 已知时间是t等于30分钟, 高度h是13.8米, 体积v是120立方米, 效率η是0.6, 那么有用的功W有用就等于mgh, 计算结果是4.5×10^6焦耳。（1分）因为有用功比总功等于0.6。
（1分）所以有用功等于总功乘以0.6。也就是说总功W总等于有用功除以0.6, 结果是7.5×10^6焦耳。（1分）所以应该购置的水泵的功率P总等于总功W总除以时间t, 计算下来等于7.5×10^6焦耳除以1800秒, 结果是4.16×10^3瓦特, 也就是约等于4.16千瓦。
（1分）如果是把增加的势能按照15米来计算, 应该购置水泵的功率P总等于16.7千瓦。所提供的水泵能够达到要求。但是第三点方案不可行, 只能得一份分数。其原因是如果在离心泵到水面这段距离使用橡皮管, 由于大气压的作用, 可能会导致橡皮管被压扁, 从而影响设备正常运转, 这部分理由也是一分。
建议将离心泵到水面这一段管道更换为硬质管, 为了节省成本起见, 在 Pump 上方的水管部分可以使用软橡皮管。（）第2题, 分值是10分。（）第1小步, 用细线把直木棍悬吊起来, 把它当作支点, 这步值1分。（）第2小步, 用细线把矿石拴好, 挂在支点的左边。然后在支点的右边挂一块石块。
移动矿石和石块悬挂的位置, 一直到木棍达到水平平衡的状态, 这步值1分。（）第3小步, 用皮尺分别测量出悬挂矿石的点到支点的距离, 记为l1还有悬挂石块的点到支点的距离, 记为l2, 具体的结果参考图1, 这步值1分。
（）第4小步, 把矿石浸没在水中, 然后移动挂石块的位置, 一直到木棍再次达到水平平衡, 这步值1分。（）第5小步, 用皮尺测量出此时悬挂石块的点到支点的距离, 记为l3, 具体的结果参考图2, 这步值1分。（）第6小步, 推导并计算出矿石密度的表达式。
根据杠杆平衡条件这一原理, 我们可以得到等式g乘矿乘l1等于g乘石乘l2, 这里标为第一式并给一分。接着我们得到另一个等式, 也就是g乘矿减去浮力再乘以l1, 结果等于g乘石乘以l3, 这个式子标记为第二式并给一分。
用第一式除以第二式, 就能得到矿乘gv矿除以括号内矿乘gv矿减去水乘gv矿这样的分式, 其值等于l2比l3, 这部分同样给一分。
经过进一步求解, 我们得出矿的值等于水乘l2除以l2减去l3的差, 最后给一分进入第三大题, 该题总共十四分, 其中a管的作用主要有两个方面, 第一个方面是起到排气的效果, 第二个方面是进行溢水操作。
把汽油箱改作水箱后, 如果不安装a管来进行排气操作的情况下, 在上水过程中就会有一些空气被密闭在里面存在, 这样的话就不容易产生将水注满的效果, 并且上方的空气部分还会影响箱内水温升高这一过程。（2）控制冷水进入水箱需要开启相应的阀门。（1分）控制热水进入淋浴喷头也需要打开对应的阀门。
（1分同时, 控制冷水进入淋浴喷头也必须有阀门配合工作。（1分）通过调节那些连接到淋浴喷头上的各个阀门, 改变流入混合管路的热水与冷水的流量大小, 能够直接决定最终从淋浴喷头中喷出的水温是多少。
（1分）（3当给热水器添加清水的过程中必须把进水阀门保持为打开状态, 而另外那两个分别控制热水和冷水通向淋浴间方向的阀门应当处于关闭的位置。给1分。（三个阀门的状态都答对得1分, 只要有一个答错就得0分）洗澡时, 某两个阀门应关闭, 而另外两个阀门应打开。
（1分）三个阀门的状态如果全部都回答正确, 就可以得到1分, 只要其中有一个状态回答错误, 就必须判为0分。（4）水箱距离地面的高度等于73米加上1米, 计算结果是22米, 这一部分给5. （1分）该地区最低的供水水压等于水的密度乘以重力加速度乘以水箱高度, 再加上大气压。
这里给出的数据单位有些混乱, 原文写成了“1./m3*10n/kg”和“1.”, 按照正常的物理计算逻辑, 应该是1×10的三次方千克每立方米乘以10牛顿每千克，再乘以22米, 最后加上标准大气压, 得出的结果约为3.2×10的五次方帕斯卡, 这一点占2分。（5）水的质量等于密度乘以体积。
原文中数值显示不完整, 似乎是想表达密度为1.0×10三的立方米每千克, 体积为某数后得出质量为100千克, 这占1分。吸收的热量等于比热容乘以质量, 再乘以温度的变化量。即4.2×10的三次方焦耳每千克摄氏度, 乘以100千克, 再乘以括号内的（45减去12）摄氏度之差。
由于原文数据缺失, 最终热量值无法准确写出, 标记为“1.”, 这占1分。假如是依靠煤气燃烧来提供这些热量, 那么就需要完全燃烧的煤气质量等于吸收的热量除以煤气的热值。即热量数值1（此处应为具体计算结果）除以4.2×10七次方焦耳每千克, 得出需要0.33千克的煤气, 这占1分。
第四大题, 总分共12分。（1）当a端和b端直接连接在一起时, 电阻rab等于0。此时通过调节滑动变阻器, 使灵敏电流表的指针达到满偏刻度。在表盘上, 这个指针所指的位置应该标注的示数为0。在这道题里, 当a和b被断开的时候, 电阻的值应该就是趋向于无穷大的样子。
在这种情况下, 仪表盘上面的那个指针所指向的那个具体位置, 是必须要在上面进行明确的标注的。当开关处于位置 2, 且把 a 和 b 短接的时候, 表针指向满刻度。
这说明内阻 r、电流计内阻 rg 以及电阻 r2 的总和等于 1.5 除以 0.1 安培, 计算结果为 15000 欧姆, 也就是通常说的 15k。如果在 a 和 b 之间接入一个待测电阻 rx, 并且让表针刚好停在表盘的正中间位置, 这时候流过电路的电流, 正好是原来满偏时的一半。
根据原理, 此时电路中的总电阻, 应当是原来满偏时的两倍。因为原来的总电阻已经是 r、rg 和 r2 相加的结果了, 所以新加进去的这个电阻 rx, 数值上就等于之前的那个总电阻, 也就是 15k。因此可以得出, 这个档位对应表盘中间的示数, 应该是 15k。
（2分）将开关拨到档位1, 并且把a端和b端直接短接起来的时候, 电表表指针会达到满刻度偏转的状态, 这时候整个电路里面的总电阻等于r1乘以（r加上rg加上r2）, 之后再除以（r1加上r加上rg加上r2）, 计算下来的结果就是15除以（15再加15000）, 算出来数值是15, 另外再用同样的道理进行分析, 如果要在a点和b点中间接入一个电阻rx, 并且调整到这个电阻使得表针正好指在表盘刻度的正中间位置, 那么, 此时回路里面通过的电流大小应该只有之前满偏时候的一半, 同时, 整个电路里面的总电阻值就应该是刚刚满偏时候的两倍, 按照这个逻辑推算出rx的值也是r1乘以后面那一部分再除以分母部分, 结果依然是15, 由此可以得出结论, 这个特定档位表盘中间位置的读数显示应该为15。
<强>(2分）（3)<强>欧姆表的表盘刻度并不均匀。
其原因是: 若用r0来代表在a与b直接短接时电路里面所有电阻的总和, 那么在去测量那个未知的电阻rx的过程中, 流经电路的电流数值i就等于电压U除以（r0加上rx）, 由此可见, 电流的大小和这个待测电阻的大小并非成正比关系, 正是因为这点存在, 欧姆表表盘上面的刻度分布才最终表现出不均匀的状态。
在得分为4分, 第五部分满分为12分的题目中, 第一小题的第（1）问考查电阻随温度变化的规律, 当ptc材料的温度t被明确设定为处于t0与t1之间的区间时候, 随着温度的逐步升高, 其电阻会呈现减小的趋势；而当ptc材料的温度t转变为处于t1与t2之间的区间时, 随着温度的继续升高, 其电阻则会增大；当ptc材料的温度t进一步升高至高于t2的范围之内时, 随着温度的再一步升高, 其电阻又将再次呈现出减小的特点, 这一过程各占一定的分数。
第二小题第（2）问关于应用, 说明采用ptc材料作为核心组件, 人们不仅可以制造出电热驱蚊器里的发热元件, 同样也可以用来制作恒温电暖器内部的发热元件。（2分）（3）以恒温电暖器为例: 当用ptc材料制成的发热元件通电后温度t处于（t0 - t1）时, 随着温度的升高, 其电阻减小。
由于电压不变, 发热功率p=u2/r增大, 使温度更快地升高；（2分）当发热元件温度t处于（t1 - t2）时, 随着温度的升高, 其电阻增大。
因电压不变, 发热功率p=u2/r减小, 使温度升高趋缓, 并保持在（t1 - t2）之间的一个温度不再上升；（2分）当发热元件温度t高于t2时, 随着温度的升高, 其电阻减小, 发热功率进一步增大, 使温度更快地升高, 则会将会烧坏发热元件。
由此可见, 用ptc材料制成的发热元件所构成的恒温电暖器, 其使用环境需要满足环境温度低于t2这一条件, 如果无法满足该条件, 则存在烧毁的风险。 （1分）针对其他类似的应用实例进行分析时, 可以参照上面提到的评分标准进行打分。六.总共得14分。
第一小问考查低温挡的情况, 要求把导线a和导线c直接接到电源的两端, 这样做能得到1分。第二小问涉及中温挡的设置, 此时需要将导线a与导线b连接在电源上, 或者把导线b与导线c连接在电源上即可实现该功能, 这一步骤分值是2分。
第三部分关于高温挡的连接方式, 需要先将导线a和导线c进行相连, 然后再将连接后的导线a以及导线b一起接入电源电路中以完成操作, 这部分也能获得1分, 另外还可以参考图3中的连线方法来作答。
（2）假设a和c之间的电阻为r, 该火锅在低温挡的功率计算如下, 计算公式是电压的平方除以电阻, 即u2/r等于二百瓦, 此处给二分；该火锅在中温挡的功率是低温挡功率的两倍, 也就是四十瓦乘以二得四百瓦, 或者用公式计算结果为4u2/r, 此处也给二分；该火锅在高温挡的功率是低温挡功率的四倍, 也就是八百分瓦, 或者公式推导为4u2/r等于四倍的Plow即八百瓦, 此处同样给二分。
第三部分是关于该火锅的产品铭牌设计, 需要至少包含以下项目, 此处共三分: 产品名称占一分, 例如可以设定为民用牌电火锅, 品牌名字可以随意拟定；额定电压占一分, 数值为二百二十伏特；额定的功率状态分高温、中温和低温显示, 此处占一分；生产厂家标注为市利民电器厂, 以及出厂日期是一千两百六年一月十五号, 这一整体项占一分。
第七题总共十四分。第一部分指出手机通话时的电功率p为一百兆瓦乘二十等于两百毫瓦, 此处给二分；根据公式p等于ui进行反推, 可以得出这部手机在正常通话情况下的工作电流i, 计算过程是用两百毫瓦除以三点六伏, 结果约为五十五点六毫安, 此处给二分。
第二部分是计算电池参数, 这部手机的电池充一次电所获得的总能量w总和, 通过三点六伏乘以两千零九十三毫安时来估算, 大约等于七百五千一百六十八焦耳, 此处给二分；在累计的通话时间内消耗的电能w通, 由功率乘以时间得出, 即用零点二零瓦乘以一点二小时换算成的秒数一千四百四十十秒相乘, 结果约为八百六十四焦耳, 此处给二分；在正常使用的情形下，待机七天所消耗的电能w待, 是用总能量减去通话消耗的能量, 计算结果是六千六百五十二点八焦耳, 此处给一分；依据公式w等于uit进行换算, 可得出这部手机的待机电流大致为i待, 其计算方法是用待机的能量六千六百五十二点八焦耳, 除以三·六伏特与待机时间差值的乘积, 这里的时间处理上有些复杂, 公式变形后约等于三点零八毫安, 此处给二分。
第三部分的结论是, 由于直流电源的输出电压是三十六伏特, 这个数值远远超过了被充电电池的电压水平, 所以在充电电路中必须串联一个阻值合适的电阻, 才能安全地进行充电操作。另外要串联接入一个电流表, 去观察充电时的电流不要超过三千二百毫安, 这样是为了防止把电池给烧坏。
（1分）需要让来自直流电源的电流方向是从电池的正极那边流进, 再从电池的负极那边流出。（1分）它的电路连接图就是呈现为答案里面的那张图4。
根据表格内容, 我们可以看到水表的工作水压处于零点一兆帕到零点六兆帕这一区间范围, 利用公式工作水压等于液体密度乘以重力加速度再加上大气压来进行计算, 我们可以推导出高度差的数值表达式等于工作水压减去大气压再除以液体密度与重力加速度的乘积, 将具体的数据代入进去进行求解, 当水压为零点一兆帕时, 经过单位换算和数值计算得出相应的高度变化量为零米, 而当水压调整至零点六兆帕时, 通过同样的原理和操作步骤算出另一个状态下的对应高度值为五十米, 最终可以得出结论就是这两个极端情况之间所存在的具体物理量差异范围是从零米跨度至五十米。
（2）我们可以从表格里看到电池的容量是2.4ah, 静态工作电流是0.5ma。根据公式i=q/t。我们得到t可以等于q除以i（1分）。然后计算过程是。t等于2.4ah除以0.5乘以十的负三次方a。结果等于四点八乘以十的三次方h。换算成天数就是两千一百零三天（1分）。再从表格中看到。
水表在开阀或者关阀的时候。通过的电流大小是500ma。电源部分是由两节3.6v的电池串联而成的。所以电源两端的电压加起来是7.2v。接着用到电功率的计算公式。也就是p = ui。把数值代进去算出来的结果是p等于七点二v乘以0.5a。最终算出功率是三点六w（1分）。至于第三小问。我们从表格里可以知道。
fy-25e型热水表的常用流量数据为3.5m3/h。这说明在这个情况下。该水表每小时排出的水量就是3.5m3。
（未考虑常用流量误差）根据公式：q吸 = cm（t t0）和 q吸 = pt1得p = cm（t t0）/t1 （1分）代入数据得p = 4.2103j/（ kg）3.5m31./m3（50-20）/（80%3600s）= 1. （1分）从题中已知初中物理应用竞赛试题，煤的热值是3107j/kg,根据公式：q放 = pt2 和 q吸 = qm （1分）得 pt2 = qm贝语网校， m = pt2/q （1分）代入数据后，得m = 1./（3107j/kg） = 440.6kg （1分）（4）从表中可知，fy-15e型热水表的常用流量为1.5m3/h；水表报警时，剩