2007年第17届全国初中应用物理知识竞赛复赛试卷

1、制动距离 停车距离2007制动距离 停车距离一、解答题（共 8小题，满分 100分）1（10分）（2013?芜湖县校级自主招生）表中提供的是明湖中学使用的一台数学投影仪的有关数据，请根据其中的数据，通过计算回答：（1）、这台投影仪的耗电总功率是多大？（2）、如果投影仪的光源采用串联电阻降压的话， 所有电阻的阻值应该多大？该电阻消耗的功率为多大？（3）、这台投影仪的光源采用上述串联电阻降压的方法可行吗？为什么？（4）、如果上述方法不可行，请你提出一种可以使投影仪正常工作的方案 （要求定性说明即可）电源工作电压 220V 电源频率 50Hz 光源电压 24V 光源电流 10.0A 鼓风机电压 22

2、0V 鼓风机电流 0.1A 2（10分）（2011?惠山区一模）李老师的家离学校大约 10km，为了便于上下班，他购买一部轻便摩托车来代步，使用的燃料为 93#汽油，根据表中提供的数据，请回答：（1）如果李老师上班时骑车的平均速度为 36km/h，为李老师计算一下，他骑车从家到学校至少多长时间？（2）李老师骑车从家到学校摩托车牵引力所做的功为多少？（3）若不考虑热量损失，需要消耗汽油的体积为多少？（4）小洪同学学过物理以后，给李老师建议：在上述条件不变的情况下，采用加快车速缩短时间的办法， 就一定可以省油费 请你根据自己掌握的知识， 分析说明这种方法是否可行，并说明理由轻便摩托车 93#汽油燃

3、料 汽油 密度0.7103kg/m3油箱容量 7L 热值4.5107J/kg 功率 6kw 价格7.5元/L 3（12分）（2012 秋?武穴市校级月考）汽车在行驶途中，为了安全，车与车之间必须保持一定的距离 因为，驾驶员从发现某一异常情况到采取制动动作的 “反应时间 ”里（设同一人，不同速度下的 “反应时间 ”是相同的），汽车要通过一段距离（称为思考距离） ；而从采取制动力作到汽车完全停止，汽车又要通过一段距离（称为制动距离） 表中给出了某辆汽车在同一段路面上行驶过程中，在不同速度下的思考距离和制运距离等部分数据（1）根据表中已给的数据，分析计算并填写尚缺的三个数据，完成表格（2）根据表中的

4、数据，分析或通过计算说明超速和酒后驾车的危害速度 v/（km/h）思考距离S1/m S2/m S3/m 1 45 9 14 23 2 75 15 38 3 90 74 4 105 21 76 97 第1页（共 11页）风力发电机中的叶片在风力的推动下转动，1.3kg/m3，一台风车的轮叶转动600m2的圆面kg？已知 1kg50J，10台这样的风车工作15m/s，100台这样的风车一年（工作时间按kg 煤？（煤的热值为4中的有关信息说明自前风力发电开发的困难和前Ro为定值电阻， A 为温度指示表热敏电阻的75 87 风力发电机中的叶片在风力的推动下转动，1.3kg/m3，一台风车的轮叶转动60

5、0m2的圆面kg？已知 1kg50J，10台这样的风车工作15m/s，100台这样的风车一年（工作时间按kg 煤？（煤的热值为4中的有关信息说明自前风力发电开发的困难和前Ro为定值电阻， A 为温度指示表热敏电阻的75 87 100 112 对应的电阻值 /150 80 50 30 0.24A；若锅内温度为125时电流表指针指向112 2.0v105112，高压锅盖上有一限压阀，图为限压阀的原112时，锅内高并对外排气减压， 从而到限压的作用 已知圆柱形金属体的底m（外界大气压并带ls所产生的电能可供 14000h计算）获得3107J/kg）125 20 15 10 7 112时电脑表指针指向

6、0.60A；求锅内温度为125 2.5105P外=1.0105Pa，g125时热敏电阻的阻3.3105取 10N/kg）优点图是我国某地区风力发电的外景图动机头发电机发电， 为人们提供电能 设该地区空气密度为时可以形成面积为（1）、若风速为 10m/s，则 ls内冲击到风车轮叶形成的圆面的空气质量是多少空气以这样的速度运动时具有的动能是盏“220V 60W”灯炮正常工作 2h，求这种风车发电的效率（2）、若此地年平均风速为的风能相当于完全燃烧多少（3）、请你结合风力发电的实际情况及图景7（14分）（2011?武侯区校级模拟）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为自动测定锅

7、内温度的电路原理图，其中（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）阻值与温度的对应关系如表所示，电源两端的电压不变锅内温度值 / 25 37 50 62 Rx（1）若锅内温度为 75时电流表指针指向0.50A；若锅内温度为值 Rx（2）高温高压蒸气消毒锅内温度与锅内气压的关系如表所示锅内温度值 / 87 100 锅内气压值 /Pa 1.8105为了使高温高压蒸气消毒锅内温度不超过理图，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压气体将圆柱形金属体顶起，面积 S为 0.2cm2，求该金属体的质量第2页（共 11页）15，电源电压 U=3V，电压表的量

8、程为 15，电源电压 U=3V，电压表的量程为 03V现体的质量托盘、弹簧上端和滑动变阻器滑片固定在一起，托盘和弹簧的质量不计， OA 间有可收缩的金属弹簧（电阻可以忽略不计） ，当盘中没有放物体时，电压表的示数为 0已知电阻 R0=5，滑动变阻器最大阻值为将 1kg 的物体放在托盘中， 滑片刚好指在距 R 上端 1/3 处（不计摩擦，弹簧终在弹性限度内） ，请计算回答：（1）将 1kg的物体放在托盘中时，电压表的示数为多少？（2）该电子秤能测量的最大质量是多少？此质量数应标在电压表多少伏的位置上？（3）电路中定值电阻 R0的作用是什么？（4）该小组在对上述已经制作好的 “电子秤 ”进行交流和

9、评估时发现，在其他条件不变的情况下，改变定值电阻 R0的阻值或换用弹性不同的弹簧将影响质量的测量值，请你就两点中的某一点做出分析，当改变该元件时，对质量的测量值将产生怎样的影响？第3页（共 11页）8小题，满分 100分）R= 可以计算电阻；用光源=U 光8小题，满分 100分）R= 可以计算电阻；用光源=U 光源 光源=24V风机=U 风机 风机=220V光源+P 风机=240W+22W=262W电源 光源光源R=10A=1960W P=UI 计算电阻消耗的功率；U =220V24V=196V =19.6参考答案与试题解析一、解答题（共1（10分）（2013?芜湖县校级自主招生）表中提供的是

10、明湖中学使用的一台数学投影仪的有关数据，请根据其中的数据，通过计算回答：（1）、这台投影仪的耗电总功率是多大？（2）、如果投影仪的光源采用串联电阻降压的话， 所有电阻的阻值应该多大？该电阻消耗的功率为多大？（3）、这台投影仪的光源采用上述串联电阻降压的方法可行吗？为什么？（4）、如果上述方法不可行，请你提出一种可以使投影仪正常工作的方案 （要求定性说明即可）电源工作电压 220V 电源频率 50Hz 光源电压 24V 光源电流 10.0A 鼓风机电压 220V 鼓风机电流 0.1A 考点：电功率的计算专题：计算题分析：（1）已知光源电压和光源电流，利用 P=UI 计算光源功率；已知鼓风机电压和

11、电流，利用 P=UI 计算鼓风机功率；光源功率和鼓风机功率之和就是投影仪的耗电总功率；（2）已知电源电压和光源电压，可以知道电阻两端电压；因为电阻与光源串联，所以电流相等，利用（3）设计的方案是否可行，从两方面分析：是否有利于节能，是否有利于电路安全（4）在上面明确了设计缺陷的前提下，新的方法应避免上面的缺陷解答：解：（1）因为光源消耗的功率为： P I 10A=240W ，鼓风机消耗的功率为： P I 0.1A=22W ，所以这台投影仪消耗的总功率为： P=P （2）因为电源电压大于光源需要的电压，所以电阻与光源串联分压，电阴 R 应分担的电压为：UR=U通过电阻 R 的电流为： IR=I

12、=10A 电阻的阻值应为：电阻消耗的功率为： PR=URIR=196V（3）因为所选用电阻消耗的功率为 1960W，远大于投影仪正常工作时所消耗的功率，造成不必要的电能浪费；同时电阻上消耗 1960W 的功率，将产生大量热量，实际使用中很难有效的解决散热问题，因此容易烧毁投影仪所以，这台投影仪的光源不宜采用串联电阻降压（4）采用串联电阻分压的方法不可行，所以考虑改变光源两端电压，例如采用变压第4页（共 11页），1）已知平均速度及距离，则由速度公式 v= 可求得从家到学校的时间；=0.133kg；V=，1）已知平均速度及距离，则由速度公式 v= 可求得从家到学校的时间；=0.133kg；V=1

13、103s；=0.19103m3；答：（1）投影仪消耗的总功率为 262W；（2）电阻的阻值为 19.6，消耗的功率为 1960W；（3）不可行；造成不必要的电能浪费，很难有效的解决散热问题，容易烧毁投影仪；（4）利用变压器改变光源两端电压点评：在第二小题，光源与电阻串联，计算电阻消耗的功率一般用 P=I2R（因为电流相等）但已经知道了电阻两端电压和通过的电流，用 P=UI 更方便，解题时注意选择合适的公式2（10分）（2011?惠山区一模）李老师的家离学校大约 10km，为了便于上下班，他购买一部轻便摩托车来代步，使用的燃料为 93#汽油，根据表中提供的数据，请回答：（1）如果李老师上班时骑车

14、的平均速度为 36km/h，为李老师计算一下，他骑车从家到学校至少多长时间？（2）李老师骑车从家到学校摩托车牵引力所做的功为多少？（3）若不考虑热量损失，需要消耗汽油的体积为多少？（4）小洪同学学过物理以后，给李老师建议：在上述条件不变的情况下，采用加快车速缩短时间的办法， 就一定可以省油费 请你根据自己掌握的知识， 分析说明这种方法是否可行，并说明理由轻便摩托车 93#汽油燃料 汽油 密度0.7103kg/m3油箱容量 7L 热值4.5107J/kg 功率 6kw 价格7.5元/L 考点：功的计算；功率的计算；热量的计算；燃料的热值专题：计算题；应用题；简答题分析：（2）由表格中数据可得出摩

15、拖车的功率，则由做功公式 W=Pt 可求得牵引力所做的功；（3）由表可知摩拖车所用 93汽油的热值，则由热值的计算可求得消耗汽油的体积；（4）增大车速的同时，虽然时间减小，但是同时将会增大机车的功率，而增大功率就会导致汽油量的增大；可通过做功公式及速度公式得出功率与速度的关系；解答：解：（1）v=36km/h=10m/s ；T=（2）摩托车所做的功应为： W=pt=6103W1103s=6106J；（3）所用的汽油放出的热量应为： Q=W；汽油的质量为： m= =所用汽油的体积为：第5页（共 11页）t= 和 W=pt 来考虑，在功率W=Fs 和 P= 可得，P=Fv，也就是说，在行驶阻力P增

16、大，发动机所做的功1103s；（2）摩拖车所做的功为0.19103m3；（4）不可行“反应时间 ”里（设同一人，；而从采取制动表中给出了某辆汽车在同制动距离S2/m 45t= 和 W=pt 来考虑，在功率W=Fs 和 P= 可得，P=Fv，也就是说，在行驶阻力P增大，发动机所做的功1103s；（2）摩拖车所做的功为0.19103m3；（4）不可行“反应时间 ”里（设同一人，；而从采取制动表中给出了某辆汽车在同制动距离S2/m 45 9 75 15 90 105 21 停车距离 =思考距离 +制动距离， 思考距离 =行驶速度也可以从思考距离=思考距离 +制动距离，所以第二行的，s1=9m，所以，

17、反应时间“反应时间 ”是相同的，即反应时间=74m18m=56mP不变的情况下，提高车速可以减小发动W 增大，6106J；（3）所停车距离S3/m 14 38 74 76 =行驶速度 反应时间这一角度去t=t相等，v3=90km/h=25m/s23 97 =，=0.72s，理由：单独从机所做功，好象可以省油但根据不变的情况下， 提高车速 v，必然导致发动机的功率进而导致汽油量增大，所以单纯靠提高车速并不一定能减小发动机所做的功、达到省油的目的；答：（1）李老师从家到学校的时间为用汽油的体积为点评：本题综合考查了速度公式、热值公式、功率公式及应用，要求学生能综合分析题意，利用所学知识进行解答3（

18、12分）（2012 秋?武穴市校级月考）汽车在行驶途中，为了安全，车与车之间必须保持一定的距离 因为，驾驶员从发现某一异常情况到采取制动动作的不同速度下的 “反应时间 ”是相同的），汽车要通过一段距离（称为思考距离）力作到汽车完全停止，汽车又要通过一段距离（称为制动距离）一段路面上行驶过程中，在不同速度下的思考距离和制运距离等部分数据（1）根据表中已给的数据，分析计算并填写尚缺的三个数据，完成表格（2）根据表中的数据，分析或通过计算说明超速和酒后驾车的危害速度 v/（km/h）思考距离S1/m 1 2 3 4 考点：惯性在实际生活中的应用专题：计算题；应用题；简答题分析：（1）根据由表格中的数

19、据可知：反应时间，即可完成表格（2）可从行驶的速度越大，思考距离、制动距离也越长，导致停车距离也更长的角度去分析超速和酒后驾车的危害，分析超速和酒后驾车的危害解答：解：（1）由表格中第一行的数据可知：停车距离停车距离为 15m+38m=53m，因为思考距离 =行驶速度 反应时间，已知： v1=45Km/h=12.5m/s同一人，不同速度下的所以， S3=v3t3=25m/s0.72s=18m，第三行的制动距离 =停车距离思考距离答案见下表：第6页（共 11页）制动距离）45 9 75 15 90 18 105 21 风力发电机中的叶片在风力的推动下转动，1.3kg/m3，一台风车的轮叶转动60

20、0m2的圆面kg？已知 1kg制动距离）45 9 75 15 90 18 105 21 风力发电机中的叶片在风力的推动下转动，1.3kg/m3，一台风车的轮叶转动600m2的圆面kg？已知 1kg50J，10台这样的风车工作15m/s，100台这样的风车一年（工作时间按kg 煤？（煤的热值为4中的有关信息说明自前风力发电开发的困难和前L，然后再根据 V=SL再根据密度公式变形 m=V 即可10台风车工作 1s获得的空电=Pt停车距离S1/m 14 38 56 76 并带ls所产生的电能可供 14000h计算）获得3107J/kg）100%S2/m 23 53 74 97 S3/m 11 2 3

21、 4 （2） 从表格中的数据可以看出，行驶的速度越大，思考距离、制动距离也越长，导致停车距离也更长，当然更容易导致交通事故 根据思考距离 =行驶速度 反应时间，酒后架车反应时间比不饮酒的反应时间要长一些，因此，思考距离也要长一些，导致停车距离也更长一些，当然也就更容易出现交通事故点评：1、对于信息给予题要认真审题，充分理解题意，挖掘题目提供的信息是解题的关键2、结合惯性知识，向学生渗透安全教育，体现了情感、态度和价值观，这也是适应时代发展的需要6（14分）空气的流动形成风，风具有能量，称为风能风能具有来源丰富、安全卫生等优点图是我国某地区风力发电的外景图动机头发电机发电， 为人们提供电能 设该

22、地区空气密度为时可以形成面积为（1）、若风速为 10m/s，则 ls内冲击到风车轮叶形成的圆面的空气质量是多少空气以这样的速度运动时具有的动能是盏“220V 60W”灯炮正常工作 2h，求这种风车发电的效率（2）、若此地年平均风速为的风能相当于完全燃烧多少（3）、请你结合风力发电的实际情况及图景考点：密度公式的应用；热量的计算专题：计算题；应用题分析：（1） 根据风速为 10m/s，求出每秒钟通过的空气流的长度求出每秒钟通过风车轮叶形成的圆面空气流的体积，求出空气流的质量 先求出 1台风车工作 1s获得的空气的动能，然后可知气的动能， 再根据 E 求出 10台风车工作 1s产生的电能， 然后利

23、用 =即可求出风车发电的效率（2）先求出 100台风车一年获提的风能，如果这些能量是由完全燃烧煤来获得，利第7页（共 11页）可求得煤的质量随着技术不断的成熟， 成本下降较快， 有望低于火力发电成本；L=vt=10m/s 1s=10m，每秒钟通过风车轮叶V=SL=600mm=V=1.3kg/mE0=7.8103kg50J/kg=3.9105J，E=10E0=103.9105J=3.9106J，电=Pt=60W=7.8103kg；这种风车发电的效率E1=E J，=6.318107kg难Ro为定值电阻， A 可求得煤的质量随着技术不断的成熟， 成本下降较快， 有望低于火力发电成本；L=vt=10m

24、/s 1s=10m，每秒钟通过风车轮叶V=SL=600mm=V=1.3kg/mE0=7.8103kg50J/kg=3.9105J，E=10E0=103.9105J=3.9106J，电=Pt=60W=7.8103kg；这种风车发电的效率E1=E J，=6.318107kg难Ro为定值电阻， A 为温度指示表热敏电阻的87 100 112 125 对应的电阻值 /150 80 50 30 20 0.24A；若锅内温度为 112时电脑表指针指向0.60A；求锅内温度为 125时热敏电阻的阻2323600S=4.32105J，100%=15总=10040003600112.5J11700=1.8954

25、10=6.318107kg，煤15 10 7 10m=6103m3，6103m3=7.8103kg，100%=11%=112.5J，（3）风力发电开发的困难：风力不稳定；前期投资大，导致风力发电成本较高等风力发电开发的前景：风力发电对环境几乎没有污染等解答：解：（1）每秒钟通过的空气流的长度为：形成的圆面空气流的体积为：空气流的质量为：1台风车工作 1s获得的空气的动能为：10 台风车工作 1s获得的空气的动能为：10 台风车工作 1s产生的电能为： E风车发电的效率为：答：ls内冲击到风车轮叶形成的圆面的空气质量是为 11%（2）1台风车每秒钟通过风车轮叶的空气流的质量为：m=V=SL=1.

26、3600151=11700kg 1kg 空气以 15m/s的速度运动时具有的动能为100台风车一年获提的风能为如果这些能量是由完全燃烧煤来获得，则煤的质量应为：m=答：获得的风能相当于完全燃烧（3）风力发电的实际困难为：风力不稳定，前期投资大，导致风力发电成本较高等前景：随着技术不断的成熟，成本下降较快，有望低于火力发电成本；风力发电对环境几乎没有污染等点评：本题主要考查学生对：风力发电的能量转化和燃料燃烧的放热公式的理解和掌握度较大，知识点繁琐，容易出错7（14分）（2011?武侯区校级模拟）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为自动测定锅内温度的电路原理图，其中（实质

27、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）阻值与温度的对应关系如表所示，电源两端的电压不变锅内温度值 / 25 37 50 62 75 Rx（1）若锅内温度为 75时电流表指针指向0.50A；若锅内温度为 125时电流表指针指向值 Rx第8页（共 11页）2.0v105 2.5105 3.3105取 2.0v105 2.5105 3.3105取 10N/kg）时，热敏电阻的阻值 R1=20，1R1+I1R0=0.24A2R2+I2R0=0.50A，Rx=15，电源电压 U=3V，电压表的量程为 03V现20+0.24AR07+0.50AR0R0=5=105=5锅内温度

28、值 / 87 100 112 125 锅内气压值 /Pa 1.8105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， 从而到限压的作用 已知圆柱形金属体的底面积 S为 0.2cm2，求该金属体的质量 m（外界大气压 P外=1.0105Pa，g考点：欧姆定律的应用；压强；串联电路的电流规律；串联电路的电压规律专题：计算题；信息给予题；学科综合题分析：（1）由电路图可知 R0、Rx串联，由表格可知当电流为 0.24A 时，热敏电阻的阻值为2

29、0；当电流为 0.50A 时，热敏电阻的阻值为 7，根据此关系式列出方程算出电源电压和定值电阻的阻值；当电流为 0.6A 时，根据欧姆定律和串联电路电阻的特点可求出热敏电阻的阻值（2）由二力平衡的条件可知，当高温高压蒸气消毒锅内气体产生的压力与大气产生的压力和金属体的重力相等时，起到限压的作用，据此求出金属体的质量解答：解：（1）当电流为 I1=0.24A电源电压 U=I 当电流为 I2=0.50A 时，热敏电阻的阻值 R2=7，电源电压 U=I 联立可得R0=5，U=6V；锅内温度为 125时，电流为 I3=0.6A热敏电阻的阻值（2）有表格可知，当锅内温度达到 112时，气体的压强为 P=

30、2.5105Pa；由二力平衡的条件可知： PS=P0S+mg，即：2.5105Pa2105m2=1.0105Pa2105m2+m10N/kg，解得： m=0.3kg答：（1）锅内温度为 125时热敏电阻 Rx的阻值为 5；（2）该金属体的质量为 0.3kg点评：本题考查电阻、电流、电压、电功率和质量、压强的计算，关键是欧姆定律的应用，要知道串联电路电流的规律，还要学会从题目所给信息中找到有用的数据8（16分）如图是某研究性学习小组自制的电子秤原理图，它利用电压表的示数来指示物体的质量托盘、弹簧上端和滑动变阻器滑片固定在一起，托盘和弹簧的质量不计， OA 间有可收缩的金属弹簧（电阻可以忽略不计）

31、 ，当盘中没有放物体时，电压表的示数为 0已知电阻 R0=5，滑动变阻器最大阻值为第9页（共 11页）R 上端 1/3 处（不计摩擦，弹簧终在弹性限度内） ，“电子秤 ”进行交流和评估时发现，在其他条件不变的情R0的阻值或换用弹性不同的弹簧将影响质量的测量值，请你就两点中R上端I= ，电源电压除以总电阻等于电路中的电流，再根据此时托盘受到的压力是托盘上放入3倍；同步骤（ 1），算出滑动变阻器接入最大值时串联电路的总电U=IR，电流乘以滑动变阻器阻值就是电压表的示数R与 RR 上端 1/3 处（不计摩擦，弹簧终在弹性限度内） ，“电子秤 ”进行交流和评估时发现，在其他条件不变的情R0的阻值或换用

32、弹性不同的弹簧将影响质量的测量值，请你就两点中R上端I= ，电源电压除以总电阻等于电路中的电流，再根据此时托盘受到的压力是托盘上放入3倍；同步骤（ 1），算出滑动变阻器接入最大值时串联电路的总电U=IR，电流乘以滑动变阻器阻值就是电压表的示数R与 R0之和，当托盘上什么物体都不放0，此时如果没有R0时，分析滑动变阻“电子秤 ”的表盘数据是对应的，电压1kg 的物体放在托盘中，滑片刚好指在距R= 15=5RI=UR=IRR=0.3AR上端 1/3 处，所以将 3kg 的处，即接入电路的阻值为最大阻的U=IR，电流乘1kgR0的话，则出现短路事故，烧坏电源R 上端 1/3 处，所以总=R+R=5=1.5V即电压表的示数为，R与 R0之和是电路的0=5+5=10=0.3A 1.5V请计算回答：（1）将 1kg的物体放在托盘中时，电压表的示数为多少？（2）该电子秤能测量的最大质量是多少？此质量数应标在电压表多少伏的位置上？（3）电路中定值电阻 R0的作用是什么？（4）该小组在对上述已经制作好的况下，改变定值电阻的某一点做出分析，当改变该元件时，对质量的测量值将产生怎样的影响？考点：欧姆定律的应用；电压表的使用；滑动变阻器的使用；电路图设计专题：计算题；应用题分析：（1）滑动变阻器 R 的上半部