2011年初中应用物理知识竞赛模拟题—综合题部分.doc

2011年初中应用物理知识竞赛模拟题综合题部分1图21甲是海洋中学科技小组设计的打捞水中物体的装置示意图。DB是以O点为转轴的水平杠杆，OD的长度为1.6m。水平甲板上的配重E通过细绳竖直拉着杠杆D端，配重E的质量mE为225kg。安装在杠杆DB上的行走装置由支架、动滑轮X、提升电动机、定滑轮K构成，行走装置的质量m为25kg。电动机Q可以通过定滑轮S和动滑轮X拉动行走装置沿BO水平滑动。固定在提升电动机下的定滑轮K和动滑轮M组成滑轮组Y，当行走装置处于杠杆DB上C点的位置时，提升电动机拉动绳子H端，通过滑轮组Y竖直提升水中的物体A。物体A完全在水中匀速上升的过程中，滑轮组Y的机械效率为1，甲板对配重E的支持力为N1；物体A全部露出水面匀速竖直上升的过程中，滑轮组Y的机械效率为2，甲板对配重E的支持力为N2。滑轮组Y提升物体A的过程中，行走装置受到的水平拉力始终为零，杠杆DB在水平位置保持平衡。已知物体A的质量mA为50kg，体积V为20dm3，N1与N2之比为3：2, 1与2之比为9：10 物体A被打捞出水面后，停留在一定高度，电动机Q开始拉动行走装置。在行走装置以0.05m/s的速度水平匀速移动的过程中，拉力T所做的功随时间变化的图像如图21乙所示，行走装置受到的水平拉力为F。细绳和杠杆的质量、滑轮与轴的摩擦、水对物体的阻力均忽略不计，g取10N/kg。求：(1)OC的长度;(2)拉力F。2.家庭电路中电流过大时，保险丝会被保险断，从而保护电路保险丝规格由额定电流决定更换保险丝时，新保险丝的额定电流应该与原来相等如果新保险丝的额定电流较小，可并联使用一天。超越同学家中额定电流为20A的保险丝被保险断，可家中没有同样的保险丝，只有额定电流为15A和5A的保险丝 (1)保险丝被保险断前，超越家中用电器的总功率最大为多少？ (2)超越想把额定电流为15 A和5A的保险丝并联起来代替额定电流为20 A的保险丝他通过测量发现，这两个保险丝的电阻都非常小，且数值之比为12，请你计算说明他的想法是否可行 (3)超越按照安全用电的要求接好保险丝若保险丝电阻为R(其电阻与温度的关系忽略不计），用电器总电功率为P,照明电压为U,用电器工作时间为t，由于保险丝电阻非常小，可设定用电器正常工作请你写出当t一定时，保险丝产生的热量Q随P变化的关系式3医院、宾馆等公共场所普遍使用高温高压蒸气消毒锅对物品消毒。图甲为自动测定锅内温度的电路原理图，其中R0为定值电阻，A为温度指示表（实质是一只电流表），Rx为热敏电阻（其电阻值随锅内温度的变化而变化）。热敏电阻的阻值与温度的对应关系如表4所示，电源两端的电压不变。锅内温度值253750627587100112125Rx对应的电阻值/1508050302015107（1）若锅内温度为75时电流表指针指向024A；若锅内温度为112时电流表指针指向050A；若锅内温度为125时电流表指针指向060A；求锅内温度为125时热敏电阻的阻值Rx。（2）高温高压蒸气消毒锅内温度与锅内气压的关系如下表所示。锅内温度T 87 100 112 125锅内气压值Pa18105201052510533105为了使高温高压蒸气消毒锅内温度不超过112，高压锅盖上有一限压阀，图16乙为限压阀的原理图，限压阀由一直立圆柱形金属体和滤网型外套组成。当锅内温度接近112时，锅内高压气体将圆柱形金属体顶起，并对外排气减压，从而起到限压的作用。已知圆柱形金属体的底面积s为02cm2，求该金属体的质量m。（外界大气压p外=10105Pa，g取10N/kg） 4人们熟悉的手机就是利用微波进行通讯的。使用手机通话时，微波会对人体产生一种“加热效应”，微波频率越高，人对其能量吸收率就越高，危害也就越大。下表提供了某种型号手机的技术参数。请根据这些技术参数和微波的上述特征解决下面的问题。 工作电压标准配置电池容量最长通话时间工作频率4.1V670mAh300min9001800MHz(1)手机在正常通话时平均功率约为多少?(2)请列举两项减小手机微波辐射危害的措施。(3)某网站上登载了一则“手机煮鸡蛋”的消息：两个实验人员将一枚生鸡蛋放置在陶瓷杯子里，在鸡蛋两侧各放置一部手机，让听筒与鸡蛋的水平距离保持2cm左右。用其中一部手机拨通另一部手机，并保持通话状态，在实验进行的65min时，试验人员取出鸡蛋，发现已经完全熟透。请判断这则消息的真伪，并通过估算简要说明理由，设鸡蛋与水的比热容相同c4.2103Jkg。5图8为一种摩托车转向灯的电路原理图。其中“RJ开关”为由继电器控制的开关，可以使电路间歇地通断，D为指示灯。当S拨至1位置时，RD1、pD2前后两个右转向灯发光，向外界发出右转信号，同时D灯闪亮，向驾驶员显示转向灯工作正常。左转时道理与右转一样。若四只转向灯都用“6V、10W”的灯泡，D用“6V、1.5W”的灯泡，电源两端电压为6V。试通过计算说明，为什么把S拨至l、2中的任何位置时D灯都会发光，而左、右转向灯不同时发光。解答：因为灯D的规格是“6V、1.5W”，所以灯D的电阻为RD=U2/PD=24W转向灯的规格都是6V、10W”，所以转向灯的电阻均为RU2/P=3.6左（或右）两只转向灯和灯D总电阻： R总=RDR/225.8W 当摩托车向右（或左）转时，开关S接至位置1（或位置2），此时右转（或左）向灯RD1、RD2两端的电压为6V，正常发光。 而通过灯D的电流：ID=U/R总=0.23A 所以灯D上获得的功率：PD=I2RD=1.3W 由于PD与灯D的额定功率（1.5W）差不多，所以此时灯D也能发光。 与此同时，通过左（或右）转向灯中每只灯泡上的电流：IID/2=0.12A 所以每个左（或右）转向灯的实际功率为：P实=I2R0.052W 由于左（或右）转向灯的P实远小于其额定功率10W，所以左（或右）转向灯不能发光。6有六个完全相同的杯子,其中一个盛满热水,如果要利用杯子的吸热作用把热水的温度降低,可以把热水注入其余的五个冷杯子中,让杯子吸收热水的热量,怎样注入热水可以获得最佳的冷却效果？ 方法一把热水平均注入五个杯子中,每个杯子分配1/5热水。 方法二先把热水整杯注入第二个杯子,等杯子不再吸热时,再整杯注入第三个杯子,如此类推,最后注入第六个杯子。 你选择哪个方法,写出选择理由. 如果热水质量是100,温度90,玻璃杯质量50,温度10,玻璃的比热容为0.84103J/(.),请计算能使热水降低到的最低温度?解答：应该选择方法二。因为方法二中前几个杯子倒入热水后，杯子升高的温度都会比方法一中的杯子温度升的高，表明吸收的热量比第一种方法多，所以热水降温多，故应选择方法二。（4分）方法二中，第一个杯子升高的温度t1=（C水M90C杯m10）/ （C水MC杯m） =82.7同理 t2=76.1 t3=70.1 t4=64.6 t5=59.7所以能使热水降低到的最低温度是59.7（8分）7图（甲）所示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（乙）是此过程中汽车拉动重物的功率P随时间t的变化图象，设t=0时汽车开始提升重物，忽略水的重力和滑轮的摩擦，取10N/，求：圆柱型重物的质量？圆柱型重物的密度？打捞前，圆柱形重物的上表面所受的水的压力？从打捞开始到圆柱形重物刚刚全部露出水面，汽车共对重物做了多少功？由P=W/t=FS/t=FV 所以汽车在CD阶段对重物的拉力F1=PCD/V=800W0.2m/s=4000N G=F1=4000N m=G/g=4000N10N/=400同理汽车在AB阶段对重物的拉力为F2=700W0.2m/s=3500N F浮=GF2=500N V物=510-2m3 =m/ V物=8103/ m3 重物从上表面接触到水面到刚好整个物体全部出水t=60S50S=10S 物体的高度h=10s0.2m/s=2m 物体的表面积S= V物/h=2.510-2由图乙AB阶段可知，物体从水底上升到上表面刚好接触水面用时50S，上升高度H =50S0.2m/s=10m，所以水对上表面产生的压力F压=PS=水g HS=2.5103N 解法1. 由功的定义： W= F2H（F1F2）2h=42500J解法2. 根据示功图 :W=PAB60s（PCDPAB）210s=42500J8图甲是周小平同学为学校办公楼空调设计的自动控制装置，R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如下表格所示。已知继电器的线圈电阻R0为10，左边电源电压为6V恒定不变。电流表030mA量程接入电路，图乙是电流表表盘。当继电器线圈中的电流大于或等于15mA时，继电器的衔铁被吸合，右边空调电路正常工作。(1)该同学将电流表改成了温度表，通过计算并标出表 盘上25的位置。(2)为了节省电能，使温度达到30时空调才能启动制冷，电路中要串联多大电阻?(3)为了给空调设定不同的启动温度，请你提出一种可行的、调节方便的措施。(改变电阻除外)温度t / 0 510 l5 20 25 30 35 40 电阻R / 600 550 500 450 420 390 360 330 300 解答：（1）查表可知25时R为390I=U/ R总=6V/390+10=0.015A(2分) 25指针位置在表盘15mA处（1分）（2）查表可知30时R为360 R总=U/I=6V/0.015A=400 故串联电阻RX=R总-R-R0=30 (2分)（3）改变电压 ，使用调压器 ； 改变继电器线圈匝数 使用抽头旋转式线圈 答一种即可 (1分)9一个600N重的成年人和一个小孩都过一道5m宽的水渠。成人从左岸到右岸，而小孩从水渠右岸到左岸，两岸各有一块4m长的坚实木板，请你想出一种方式过渠。并分析在忽略木板自身重量和木板叠交的距离情况下，要使成年人和小孩都能平安过渠，小孩的体重不能轻于多少牛?分析与解：方法如图，小孩站在B处让成年人先从木板上过水渠，待成年人站在原小孩处，再让小孩过水渠。把AB木板视为杠杆，A为支点，成年人对木板压力视为阻力，A对B的支持力视为动力，那么阻力臂总小于动力臂，所以，人在A时，A对B的支持力最大，最大值为600N。把AB视为杠杆，O为支点，成年人对AB压力视为阻力F1，小孩对木板的压力视为动力F2。则：F1AOF2OB而OA1m，OB 3m， F1600N F2200N即小孩体重不能轻于200N。10111213141516171819202122在粗糙水平面上的A点处，放置一质量为M、边长为a的立方体形的大木箱子，现在将该箱子从A点移到远处的B点，两点之间的距离为S（Sa），关于在这一过程中外力所做的功，甲同学认为：用水平恒力将木箱子缓慢地从A点推到B点时外力做的功，一定要比木箱子从A点翻滚到B点时外力做的功少。（不计翻箱子过程中外力做的负功）乙同学认为：用水平恒力将木箱子缓慢地从A点推到B点时外力做的功，一定要比木箱子从A点翻滚到B点时外力做的功多。（不计翻箱子过程中外力做的负功）丙同学认为：用水平恒力将木箱子缓慢地从A点推到B点时外力做的功，一定和先在外力作用下由静止开始加速运动，在中途适当的地方撤去外力，再让箱子自行滑到B点停下做功一样多。对以上三位同学的论述是否正确？如果不正确，给出你的观点，要求有详细的推理、说明。191、 乙两位同学的判断不正确， 2、 丙同学的判断是正确的。 用水平恒力将木箱子匀速地从A点推到B点时外力做的功W1=mgS=mg(na) 从A点翻滚到B点时外力做的功 当时，翻滚木箱前进更合理，做功较少 当时，推动木箱前进更合理，做功较少 9在粗糙水平面上的A点处，放置一质量为M、边长为a的立方体形的大木箱子，现在将该箱子从A点移到远处的B点，两点之间的距离为S（Sa），关于在这一过程中外力所做的功，甲同学认为：用水平恒力将木箱子缓慢地从A点推到B点时外力做的功，一定要比木箱子从A点翻滚到B点时外力做的功少。（不计翻箱子过程中外力做的负功）乙同学认为：用水平恒力将木箱子缓慢地从A点推到B点时外力做的功，一定要比木箱子从A点翻滚到B点时外力做的功多。（不计翻箱子过程中外力做的负功）丙同学认为：用水平恒力将木箱子缓慢地从A点推到B点时外力做的功，一定和先在外力作用下由静止开始加速运动，在中途适当的地方撤去外力，再让箱子自行滑到B点停下做功一样多。对以上三位同学的论述是否正确？如果不正确，给出你的观点，要求有详细的推理、说明。193、 乙两位同学的判断不正确， 4、 丙同学的判断是正确的。 用水平恒力将木箱子匀速地从A点推到B点时外力做的功W1=mgS=mg(na) 从A点翻滚到B点时外力做的功 当时，翻滚木箱前进更合理，做功较少 当时，推动木箱前进更合理，做功较少 以自电动自行车的电学问题为例 谈解答生活中的物理现象问题江苏省姜堰市沈高初级中学吴洪华浏览次数：2282009-06-24作为新一代的代步工具，电动自行车用“电力”代替了“人力”，因而深受普通老百姓的喜爱。因为它用“电力”来驱动，所以其中自然涉及不少的电学问题了。一、电动自行车上应用了哪些电器？电源：电动自行车用蓄电池组作电源，一般由34节蓄电池串联而成，每节蓄电池的电压通常为12V，所以电动自行车电源的电压通常是3648V。一般地，在电动自行车上电源被安置在车辆靠后的位置，虽然这样设置会增大行驶时的能耗，但却也使安全系数大增（急刹时不易前翻）。电动机：这是为车轮（一般是后轮）转动提供动力（能量）的装置，它是电动自行车的“心脏”，通常安装在后轮上，这使得后轮成了电动自行车的主动轮。电动机是利用“通电线圈在磁场中受力转动”的原理工作的。关闭电源，用人力踩踏，电动机就变成了“发电机”，从而实现“自发电”，它的发电原理自然是“法拉第电磁感应现象”了。电表：电量指示表和速度指示表。但它们的原理却不一样，电量指示表应该是用电压表改装的，而速度表则是将轮胎的旋转速度变换成电动车前进速度进行测速的。开关：根据电动自行车各上电器的使用需要，开关也就成了电动自行车上必不可少的配件，电源开关和照明灯开关是由车钥匙旋转到不同位置控制的，它相当于一个单刀多掷开关。根据我对电动车上这些电器的分析和思考，我所理解的电动自行车的