初中物理競賽試題分類匯編設計應用

1、六、（ 18 分）應急照明燈是在正常照明電源發(fā)生故障時，能持續(xù)照明而不間斷工作的一類燈具，如圖6 所示。應急照明燈主要由燈泡(或 LED 燈珠、蓄電池、充電器、自動控制電路及相關部件組成。在照明電源正常情況下，應急照明燈通過充電器給蓄電池充電，此時，自動控制電路及相關部件自動將燈泡(或 LED 燈珠 )與蓄電池斷開不發(fā)光。當照明電路突然停電時，應急照明燈通過自動控制電路及相關部件自動把燈泡( 或 LED 燈珠 )跟蓄電池接通，從而實現自動應急照明。下表為某型號應急照明燈的主要技術數據:輸入電壓充電時間應急照明時應急照明功間率AC 220V<24h>90min0.96Wx2應急照明光

2、源蓄電池種類數量燈泡額類別額定電容量定電壓壓燈泡12只2.4VNi-Cd2.4V1.8Ah1. 在該型號應急照明燈剛投入使用階段，待蓄電池充滿電后，可以實現的最長連續(xù)應急照明時間為多少 ? 172 教學網 2.小蘭跟老師提出自己要設計并組裝一只簡易的應急照明燈。老師告訴她實驗室 現有以下器材：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、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、導線 (足量 ).如圖 7 所示。(1)請你幫助小蘭在圖7 上完成簡易應急照明燈的接線。要求如下: 家庭電路正常工作時，充電器自動給蓄電池充電，各燈泡均不發(fā)光; 當家庭電路停電時，蓄電池自動給各燈泡供電，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，認為可以去掉低壓直流電源，而將電磁鐵的兩 個接線柱直接接在充電器的輸出端。請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）比一般機械開關結構簡單、體積小、速度高、工作壽命長；而與電子開關相比，

4、它又有抗負載沖擊能力強的特點，工作可靠性很高。如圖 1甲所示為干簧管的結構簡圖，其中磁簧片是一種有彈性的薄鐵片，被固定于玻璃管上。1 當將一個條形磁鐵與干簧管平行放置時，如圖 1乙，干簧管的磁簧片觸點就會閉合，將電路接通；當條形磁鐵遠離干簧管時，觸點就會斷開。請簡述其原理。2某同學設想用干簧管制作水位自動報警器， 圖 2 是他設計的一部分情況， 請幫助他完成其余部分的設計： （ 1）設永久磁鐵所受的重力為 3N，浮球的體積為 200cm3，不計滑輪處的摩擦。則要想讓此裝置能正常工作，浮球的質量應滿足什么條件（取 g=10N/kg ）？ （ 2）他手邊還有開關、紅燈、綠燈和電鈴各一個，導線若干，

5、請在圖中的虛線方框內畫出報警電路，要求：水位到達A 處時，紅燈亮，電鈴報警；水位到達 B 處時，綠燈亮，電鈴報警。四、（ 16分）小華家買了新房，準備改裝客廳頂燈的電路時，他發(fā)現爸爸拿來一幅如圖5所示電路圖，他很好奇，看了一會兒之后，發(fā)現這幅圖有些眼熟，但又和過去所看的圖不同，他拿著圖去問爸爸： S3是什么開關，爸爸告訴他這叫 “雙刀雙擲 ”開關，相當于兩個單刀雙擲開關 “聯動 ”。爸爸還告訴他要將這三個開關分別裝在三個與客廳相連的房間的門旁邊。這是為什么？這樣裝有什么好處呢？小華決定仔細研究一下。1小華準備首先用列表的方法分析開關的狀態(tài)與燈泡亮滅的關系。 為此他設計了如下的表格，并用 “1”

6、和“2”表示開關接通的位置，用 “1”和 “0”表示燈泡的 “亮 ”和“滅”。請你也參與到他的研究中來，并幫他在表格中記錄下三個開關所有可能的組合對燈的控制情況，完成下表：S1S3S2燈的亮滅2根據列表的結果總結出這個電路的好處。3弄懂了這個電路和雙刀雙擲開關的特點之后，他又有了新的想法：還可以在圖 5 的電路中再增加一個雙刀雙擲開關S4，并使它和其他的開關作用相同。請把他的設計畫在圖6 中。19 五、（ 18 分）閱讀資料并回答問題：干濕溫度計是一種既能測量空氣溫度，又能測量空氣相對濕度的常用測量儀器(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濕度，以百分數

7、表示；飽和氣是指一定溫度下，一定數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 ) ，其中一支溫度計的測溫泡外面裹有被水浸濕的棉紗，這一支溫度計即為 “濕 ”溫度計；另一支溫度計的測溫泡直接裸露在空氣中，這一支溫度計即為 “干”溫度計。還有一個可根據干、濕溫度計的示數來確定空氣相對濕度的轉盤式標尺。1通常情況下，濕溫度計的示數比干溫度計的示數稍低一些，這是為什么 ? 2轉盤式標尺由兩個同軸的圓盤組成，其中外盤是固定的，上面標有對應 “濕溫度計 ”溫度值的040 刻度線及表示相對濕度值的10 100 刻度線；內盤

8、可以繞軸轉動，上面標有對應“干溫度計 ”溫度值的 040 刻度線及 “相對濕度 ”字樣。轉動內盤，當內、外盤上的相同溫度值對準時，“相對濕度 ”的箭頭正好指向 100，表明空氣的相對濕度為 100，如圖 4 丙所示。請你根據以上信息，說明如何根據干、濕溫度計的示數，使用這個轉盤式標尺來確定出空氣的相對濕度。3中午，小宏看到干溫度計的示數為 26.0，濕溫度計示數為 22.0。到了晚上，小宏看到干溫度計的示數為 16.0，濕溫度計示數為 12.0。請思考并回答： (1)關于中午和晚上空氣的相對濕度，以下說法正確的是 ( )A 中午和晚上空氣的相對濕度相同 B因為中午和晚上氣溫不同，所以無法比較中

9、午和晚上空氣相對濕度的大小 C中午空氣的相對濕度大。 D晚上空氣的相對濕度大。（2）請你簡要地說明選擇該答案的理由。18一、（共 16分）小明利用實驗室的電磁繼電器、熱敏電阻R 、可變電阻器 R 等器件設12計了一個恒溫箱控制電路，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，圖中未畫出）；R1處于恒溫箱內，圖 2是小明通過實驗測得的 R1的阻值隨溫度變化的關系曲線；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，通過實驗測得當電流為30mA時，電磁繼電器的銜鐵被吸合。1請簡述此恒溫箱的工作過程。 2為什么恒溫箱的加熱器應該接在 A、B端，而不能

10、接在 C、 D端？ 3如果要使恒溫箱內預設的溫度可調節(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請問應選擇哪一個可變電阻器？為什么？4 小明設計的這個控制電路， 使用起來有何不足之處？請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使用的一臺數學投影儀的有關數據，請根據其中的數據，通過計算回答：1、這臺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電阻降壓的話，所有電阻的阻值應該多大？該電阻消耗的功率為多大？3、這臺投影儀的光源采用上述串聯電阻降壓的方法可行嗎？為什么？4、如果上述方法不可

11、行，請你提出一種可以使投影儀正常工作的方案。（要求定性說明即可）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鼓風機鼓風機電壓電流15五、（ 20 分）一所農村中學常常因為不能及時給水塔注水而停水，科技小組的同學知道后，利用下圖所示的器材設計了一個自動注水模擬裝置。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金屬觸頭B（其受重力可忽略不計） ，它可以分別將其上、下的兩個固定觸點連通。 C 為水塔上的圓桶形蓄水池；M 為配有電動機的水泵（電泵）；D1D2為彈簧， E1E2為銜鐵， F1F2 為電磁鐵線圈； K1為最高水位限位開關

12、、 K2為最低水位限位開關 K3K4K5均為由電磁鐵銜鐵帶動的觸頭開關。F1電磁鐵通電時， K4接通，斷電時， K3 接通。 F2電磁鐵斷電時， K5 接通。 S1S2為開關。 1.請你按照下圖所示的器材，連接一個可以實現自動注水的模擬電路，并說明自動注水的過程。2要實現自動注水的要求，浮子的最小體積約為多大？（ g=10N/kg ） 3. 。若設計要求每次自動注水需在10min 內完成， 需要知道或測量哪些物理量才能得到相匹配電泵的最小額定功率？請你用字母表示這些物理量，推導出電泵最小額定功率的表達式。在你的計算過程中，如果運用了近似條件，請說明。15 一、（ 14 分）王偉同學研究了均勻拉

13、緊的琴弦發(fā)音頻率與弦長的關系，并記錄了實測的數據（如下表所示）。請你根據記錄表中的有關數據，分析并估算出他有意留出的空格中應該填寫的數據（要求寫出估算的過程）。音名中央D2E3F4G5A6B7C C1唱名DoReMiFaSolLaSiDo（ C調）頻率264297330352396440528/Hzll 98l 54l 43l 32l 15 8l弦長14一、(14 分 )1998 年某地區(qū)遭受特大洪澇災害 為了抗洪搶險， 急需在 20h內從甲地調運 65t 鋼材到乙地現僅剩下一艘滿載時排水量為 80t 的貨船，船身（包括船員）質量約 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 （不計水流速度） .（ 1）請你設計一個完成此項任務的可行性方案；（2）通過分析、計算，找出最佳方案（鋼材的密度為7.9 ×103kg/m3）三、（ 18分）有人在夏季用簡易曬水箱給水加熱用來淋浴，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太陽光對地球表面輻射強度的大小也就是說，太陽光垂直照射地球表面時，地球表面單位時間單位面積所獲得的能量是多少實驗裝置如圖2所示，曬水箱內部是被涂黑的，箱體外加了保溫層，上面開口并蓋有透明玻璃板在估測之前要首先弄清， 透過玻璃板的太陽光能量究竟占太陽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驗用的玻璃板，把陽光反射到墻上的同一個地方，他們發(fā)現，兩塊反射光斑重疊處的強度，和太陽光直接照射到地上的強度差不多（1）透過玻璃板的太陽光能量占太陽輻射到玻璃板上的能量的百分之幾？你在得出這個結論時做了什么假設？假設的根據是什么？（2）請你幫助他們設計實驗方案，并寫出具體的實驗步驟（ 3）請你對這個實驗方案