初中物理競(jìng)賽試題分類匯編設(shè)計(jì)應(yīng)用

1、六、（ 18 分）應(yīng)急照明燈是在正常照明電源發(fā)生故障時(shí)，能持續(xù)照明而不間斷工作的一類燈具，如圖6 所示。應(yīng)急照明燈主要由燈泡(或 LED 燈珠、蓄電池、充電器、自動(dòng)控制電路及相關(guān)部件組成。在照明電源正常情況下，應(yīng)急照明燈通過(guò)充電器給蓄電池充電，此時(shí)，自動(dòng)控制電路及相關(guān)部件自動(dòng)將燈泡(或 LED 燈珠 )與蓄電池?cái)嚅_(kāi)不發(fā)光。當(dāng)照明電路突然停電時(shí)，應(yīng)急照明燈通過(guò)自動(dòng)控制電路及相關(guān)部件自動(dòng)把燈泡( 或 LED 燈珠 )跟蓄電池接通，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)應(yīng)急照明。下表為某型號(hào)應(yīng)急照明燈的主要技術(shù)數(shù)據(jù):輸入電壓充電時(shí)間應(yīng)急照明時(shí)應(yīng)急照明功間率AC 220V<24h>90min0.96Wx2應(yīng)急照明光

2、源蓄電池種類數(shù)量燈泡額類別額定電容量定電壓壓燈泡12只2.4VNi-Cd2.4V1.8Ah1. 在該型號(hào)應(yīng)急照明燈剛投入使用階段，待蓄電池充滿電后，可以實(shí)現(xiàn)的最長(zhǎng)連續(xù)應(yīng)急照明時(shí)間為多少 ? 172 教學(xué)網(wǎng) 2.小蘭跟老師提出自己要設(shè)計(jì)并組裝一只簡(jiǎn)易的應(yīng)急照明燈。老師告訴她實(shí)驗(yàn)室 現(xiàn)有以下器材：雙孔插座及與之配套的插頭1 套、小燈泡額定電壓: DC3.03.4V，額定電流 : 350mA) 4 只、電磁繼電器（額定電壓: DC6V；額定電流 : 0.15A） 1 套及與之配套的低壓直流電源(輸入電壓 : AC220V，輸出電壓 : DC6V) 1 臺(tái)、蓄電池 (兩端兩端電壓：6V) 1 只及與之

3、配套的充電器(輸入電壓 : AC220V，輸出電壓：DC6.3V)1 只、導(dǎo)線 (足量 ).如圖 7 所示。(1)請(qǐng)你幫助小蘭在圖7 上完成簡(jiǎn)易應(yīng)急照明燈的接線。要求如下: 家庭電路正常工作時(shí)，充電器自動(dòng)給蓄電池充電，各燈泡均不發(fā)光; 當(dāng)家庭電路停電時(shí)，蓄電池自動(dòng)給各燈泡供電，使各燈泡均正常發(fā)光，且在一盞小燈炮燈絲燒斷后還應(yīng)該有部分小燈泡能正常工作;(2)小明看到小蘭的連接電路后，認(rèn)為可以去掉低壓直流電源，而將電磁鐵的兩 個(gè)接線柱直接接在充電器的輸出端。請(qǐng)分析這樣做不可行的原因。20 一、（ 16分）干簧管（也叫干簧繼電器）比一般機(jī)械開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、速度高、工作壽命長(zhǎng)；而與電子開(kāi)關(guān)相比，

4、它又有抗負(fù)載沖擊能力強(qiáng)的特點(diǎn)，工作可靠性很高。如圖 1甲所示為干簧管的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，其中磁簧片是一種有彈性的薄鐵片，被固定于玻璃管上。1 當(dāng)將一個(gè)條形磁鐵與干簧管平行放置時(shí)，如圖 1乙，干簧管的磁簧片觸點(diǎn)就會(huì)閉合，將電路接通；當(dāng)條形磁鐵遠(yuǎn)離干簧管時(shí)，觸點(diǎn)就會(huì)斷開(kāi)。請(qǐng)簡(jiǎn)述其原理。2某同學(xué)設(shè)想用干簧管制作水位自動(dòng)報(bào)警器， 圖 2 是他設(shè)計(jì)的一部分情況， 請(qǐng)幫助他完成其余部分的設(shè)計(jì)： （ 1）設(shè)永久磁鐵所受的重力為 3N，浮球的體積為 200cm3，不計(jì)滑輪處的摩擦。則要想讓此裝置能正常工作，浮球的質(zhì)量應(yīng)滿足什么條件（取 g=10N/kg ）？ （ 2）他手邊還有開(kāi)關(guān)、紅燈、綠燈和電鈴各一個(gè)，導(dǎo)線若干，

5、請(qǐng)?jiān)趫D中的虛線方框內(nèi)畫(huà)出報(bào)警電路，要求：水位到達(dá)A 處時(shí)，紅燈亮，電鈴報(bào)警；水位到達(dá) B 處時(shí)，綠燈亮，電鈴報(bào)警。四、（ 16分）小華家買了新房，準(zhǔn)備改裝客廳頂燈的電路時(shí)，他發(fā)現(xiàn)爸爸拿來(lái)一幅如圖5所示電路圖，他很好奇，看了一會(huì)兒之后，發(fā)現(xiàn)這幅圖有些眼熟，但又和過(guò)去所看的圖不同，他拿著圖去問(wèn)爸爸： S3是什么開(kāi)關(guān)，爸爸告訴他這叫 “雙刀雙擲 ”開(kāi)關(guān)，相當(dāng)于兩個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān) “聯(lián)動(dòng) ”。爸爸還告訴他要將這三個(gè)開(kāi)關(guān)分別裝在三個(gè)與客廳相連的房間的門(mén)旁邊。這是為什么？這樣裝有什么好處呢？小華決定仔細(xì)研究一下。1小華準(zhǔn)備首先用列表的方法分析開(kāi)關(guān)的狀態(tài)與燈泡亮滅的關(guān)系。 為此他設(shè)計(jì)了如下的表格，并用 “1”

6、和“2”表示開(kāi)關(guān)接通的位置，用 “1”和 “0”表示燈泡的 “亮 ”和“滅”。請(qǐng)你也參與到他的研究中來(lái)，并幫他在表格中記錄下三個(gè)開(kāi)關(guān)所有可能的組合對(duì)燈的控制情況，完成下表：S1S3S2燈的亮滅2根據(jù)列表的結(jié)果總結(jié)出這個(gè)電路的好處。3弄懂了這個(gè)電路和雙刀雙擲開(kāi)關(guān)的特點(diǎn)之后，他又有了新的想法：還可以在圖 5 的電路中再增加一個(gè)雙刀雙擲開(kāi)關(guān)S4，并使它和其他的開(kāi)關(guān)作用相同。請(qǐng)把他的設(shè)計(jì)畫(huà)在圖6 中。19 五、（ 18 分）閱讀資料并回答問(wèn)題：干濕溫度計(jì)是一種既能測(cè)量空氣溫度，又能測(cè)量空氣相對(duì)濕度的常用測(cè)量?jī)x器(某一溫度下，空氣中水蒸氣量與該溫度下飽和水蒸氣量的比值叫做該溫度下的空氣相對(duì)濕度，以百分?jǐn)?shù)

7、表示；飽和氣是指一定溫度下，一定數(shù)量空氣中所能最大限度容納的水蒸氣量 )。如圖 4 甲所示，儀器上有兩支相同的溫度計(jì)并列地安裝在同一刻度板上 (圖 4 乙為其背面 ) ，其中一支溫度計(jì)的測(cè)溫泡外面裹有被水浸濕的棉紗，這一支溫度計(jì)即為 “濕 ”溫度計(jì)；另一支溫度計(jì)的測(cè)溫泡直接裸露在空氣中，這一支溫度計(jì)即為 “干”溫度計(jì)。還有一個(gè)可根據(jù)干、濕溫度計(jì)的示數(shù)來(lái)確定空氣相對(duì)濕度的轉(zhuǎn)盤(pán)式標(biāo)尺。1通常情況下，濕溫度計(jì)的示數(shù)比干溫度計(jì)的示數(shù)稍低一些，這是為什么 ? 2轉(zhuǎn)盤(pán)式標(biāo)尺由兩個(gè)同軸的圓盤(pán)組成，其中外盤(pán)是固定的，上面標(biāo)有對(duì)應(yīng) “濕溫度計(jì) ”溫度值的040 刻度線及表示相對(duì)濕度值的10 100 刻度線；內(nèi)盤(pán)

8、可以繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，上面標(biāo)有對(duì)應(yīng)“干溫度計(jì) ”溫度值的 040 刻度線及 “相對(duì)濕度 ”字樣。轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)盤(pán)，當(dāng)內(nèi)、外盤(pán)上的相同溫度值對(duì)準(zhǔn)時(shí)，“相對(duì)濕度 ”的箭頭正好指向 100，表明空氣的相對(duì)濕度為 100，如圖 4 丙所示。請(qǐng)你根據(jù)以上信息，說(shuō)明如何根據(jù)干、濕溫度計(jì)的示數(shù)，使用這個(gè)轉(zhuǎn)盤(pán)式標(biāo)尺來(lái)確定出空氣的相對(duì)濕度。3中午，小宏看到干溫度計(jì)的示數(shù)為 26.0，濕溫度計(jì)示數(shù)為 22.0。到了晚上，小宏看到干溫度計(jì)的示數(shù)為 16.0，濕溫度計(jì)示數(shù)為 12.0。請(qǐng)思考并回答： (1)關(guān)于中午和晚上空氣的相對(duì)濕度，以下說(shuō)法正確的是 ( )A 中午和晚上空氣的相對(duì)濕度相同 B因?yàn)橹形绾屯砩蠚鉁夭煌?，所以無(wú)法比較中

9、午和晚上空氣相對(duì)濕度的大小 C中午空氣的相對(duì)濕度大。 D晚上空氣的相對(duì)濕度大。（2）請(qǐng)你簡(jiǎn)要地說(shuō)明選擇該答案的理由。18一、（共 16分）小明利用實(shí)驗(yàn)室的電磁繼電器、熱敏電阻R 、可變電阻器 R 等器件設(shè)12計(jì)了一個(gè)恒溫箱控制電路，如圖1所示。其中 “交流電源 ”是恒溫箱加熱器的電源（加熱器在恒溫箱內(nèi)，圖中未畫(huà)出）；R1處于恒溫箱內(nèi)，圖 2是小明通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的 R1的阻值隨溫度變化的關(guān)系曲線；電磁繼電器的電源兩端電壓U = 6 V ，電磁繼電器線圈的電阻可不計(jì)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得當(dāng)電流為30mA時(shí)，電磁繼電器的銜鐵被吸合。1請(qǐng)簡(jiǎn)述此恒溫箱的工作過(guò)程。 2為什么恒溫箱的加熱器應(yīng)該接在 A、B端，而不能

10、接在 C、 D端？ 3如果要使恒溫箱內(nèi)預(yù)設(shè)的溫度可調(diào)節(jié)范圍是90150，可供選擇的可變電阻器 R 的電阻值有如下的幾種： A0100 B0200 C01000 D015002請(qǐng)問(wèn)應(yīng)選擇哪一個(gè)可變電阻器？為什么？4 小明設(shè)計(jì)的這個(gè)控制電路， 使用起來(lái)有何不足之處？請(qǐng)你提出一種解決的方案。17一、（ 10分）表 1中提供的是明湖中學(xué)使用的一臺(tái)數(shù)學(xué)投影儀的有關(guān)數(shù)據(jù)，請(qǐng)根據(jù)其中的數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算回答：1、這臺(tái)投影儀的耗電總功率是多大？2、如果投影儀的光源采用串聯(lián)電阻降壓的話，所有電阻的阻值應(yīng)該多大？該電阻消耗的功率為多大？3、這臺(tái)投影儀的光源采用上述串聯(lián)電阻降壓的方法可行嗎？為什么？4、如果上述方法不可

11、行，請(qǐng)你提出一種可以使投影儀正常工作的方案。（要求定性說(shuō)明即可）表 1 電220V電源頻50Hz源工作率電壓光源電24V光源電10.0A壓220V流0.1A鼓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)機(jī)電壓電流15五、（ 20 分）一所農(nóng)村中學(xué)常常因?yàn)椴荒芗皶r(shí)給水塔注水而停水，科技小組的同學(xué)知道后，利用下圖所示的器材設(shè)計(jì)了一個(gè)自動(dòng)注水模擬裝置。A 為浮子（浮子及其連桿總重約15N），在浮子連桿的上端有一可移動(dòng)金屬觸頭B（其受重力可忽略不計(jì)） ，它可以分別將其上、下的兩個(gè)固定觸點(diǎn)連通。 C 為水塔上的圓桶形蓄水池；M 為配有電動(dòng)機(jī)的水泵（電泵）；D1D2為彈簧， E1E2為銜鐵， F1F2 為電磁鐵線圈； K1為最高水位限位開(kāi)關(guān)

12、、 K2為最低水位限位開(kāi)關(guān) K3K4K5均為由電磁鐵銜鐵帶動(dòng)的觸頭開(kāi)關(guān)。F1電磁鐵通電時(shí)， K4接通，斷電時(shí)， K3 接通。 F2電磁鐵斷電時(shí)， K5 接通。 S1S2為開(kāi)關(guān)。 1.請(qǐng)你按照下圖所示的器材，連接一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)注水的模擬電路，并說(shuō)明自動(dòng)注水的過(guò)程。2要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)注水的要求，浮子的最小體積約為多大？（ g=10N/kg ） 3. 。若設(shè)計(jì)要求每次自動(dòng)注水需在10min 內(nèi)完成， 需要知道或測(cè)量哪些物理量才能得到相匹配電泵的最小額定功率？請(qǐng)你用字母表示這些物理量，推導(dǎo)出電泵最小額定功率的表達(dá)式。在你的計(jì)算過(guò)程中，如果運(yùn)用了近似條件，請(qǐng)說(shuō)明。15 一、（ 14 分）王偉同學(xué)研究了均勻拉

13、緊的琴弦發(fā)音頻率與弦長(zhǎng)的關(guān)系，并記錄了實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)（如下表所示）。請(qǐng)你根據(jù)記錄表中的有關(guān)數(shù)據(jù)，分析并估算出他有意留出的空格中應(yīng)該填寫(xiě)的數(shù)據(jù)（要求寫(xiě)出估算的過(guò)程）。音名中央D2E3F4G5A6B7C C1唱名DoReMiFaSolLaSiDo（ C調(diào)）頻率264297330352396440528/Hzll 98l 54l 43l 32l 15 8l弦長(zhǎng)14一、(14 分 )1998 年某地區(qū)遭受特大洪澇災(zāi)害 為了抗洪搶險(xiǎn)， 急需在 20h內(nèi)從甲地調(diào)運(yùn) 65t 鋼材到乙地現(xiàn)僅剩下一艘滿載時(shí)排水量為 80t 的貨船，船身（包括船員）質(zhì)量約 17t ，已知甲、乙兩地的水路距離為 80km，船行駛的平均

14、速度為 10km/ h （不計(jì)水流速度） .（ 1）請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)完成此項(xiàng)任務(wù)的可行性方案；（2）通過(guò)分析、計(jì)算，找出最佳方案（鋼材的密度為7.9 ×103kg/m3）三、（ 18分）有人在夏季用簡(jiǎn)易曬水箱給水加熱用來(lái)淋浴，這不僅能節(jié)省能源，而且很方便李明和張華想利用這樣的裝置估測(cè)太陽(yáng)光對(duì)地球表面輻射強(qiáng)度的大小也就是說(shuō)，太陽(yáng)光垂直照射地球表面時(shí)，地球表面單位時(shí)間單位面積所獲得的能量是多少實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示，曬水箱內(nèi)部是被涂黑的，箱體外加了保溫層，上面開(kāi)口并蓋有透明玻璃板在估測(cè)之前要首先弄清， 透過(guò)玻璃板的太陽(yáng)光能量究竟占太陽(yáng)輻射到玻璃板上的能量的百分之幾？李明和張華各拿一塊實(shí)驗(yàn)用的玻璃板，把陽(yáng)光反射到墻上的同一個(gè)地方，他們發(fā)現(xiàn)，兩塊反射光斑重疊處的強(qiáng)度，和太陽(yáng)光直接照射到地上的強(qiáng)度差不多（1）透過(guò)玻璃板的太陽(yáng)光能量占太陽(yáng)輻射到玻璃板上的能量的百分之幾？你在得出這個(gè)結(jié)論時(shí)做了什么假設(shè)？假設(shè)的根據(jù)是什么？（2）請(qǐng)你幫助他們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并寫(xiě)出具體的實(shí)驗(yàn)步驟（ 3）請(qǐng)你對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)方案