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初中物理竞赛巨人杯

2015年第二十五届全国初中应用物理竞赛(巨人杯)试题

注意事项:

1・请在密封践内填写所庄地区、学枝、姓名和考号.

2・用藍色或黒色钢笔.岡珠笔书写・

3・本试卷共有六个大翹.満分100分.

M分

许卷人

i.市面上*妆镜应该是一个A・平面镜

4・答卷时间*2015年3月29B(«朗日)上午9:

30-11:

10.

五1六

总分

L1A

豆枚人

一、本题共1(1小IL毎小112分・共20分.以下各小H给出的四个选项中只有一个是正确I的.把正确速项前面的字母填衣■后的括号内.

种化妆镜•肖对着它照iftfbi.能ftfijn(2rfi]部亚细微处.这种化

2••充电宝-是一种给手机等电子设备烫供电能的移动电海.2014年8/J7H.我国民航局首次专门什对■充电i广发出公吿.公吿整求旅客携带&机的“充电■定—殳不能超过-定标准.这一“标?

1T的单侍足

D.VA

A・AhB・mAhC・Wh

3.为了确保用电安全.凉中祁会安装配电(》•配电口中阶『3仃分別控JM时厉.

客rr和sr^w用电的开关外.还装伉i电保护《u小明x左靳";门・将插州规入客“填上的电潭插几中.电也机的电源描头WAMill的电池插礼・但打开电视机斤.配电盘中的淤电保护签就-跳侧••了•小明拔卜电检机电源插沃・把M电保护器的开关纵Kt(«»闭存〉.然后将能正菸使用的台灯MAAMUI的电•闭汁台i]开关忘,M电保护器卅次•关于发生上述现象的滋因・卜列KWiEM的是<

a・增卜•的电洋插序中的火线和零线何师路r

b.MiirpMi*处的零线和地线接尺了

c.处的斗绒和火找擡氏了

D.橘排中插用处的火线和地拔接反了

4.牴气n

A・魚气球的冇效戟乘■约为魁气球的¥

B魚气球的冇效我审H釣为冥气球的2倍

c・K气球的台效毁緻議比氢F環小很#

D.加气球的有效气球茫小多

5.图I是一种案种的慝片•根撫这张賊片估计•如果将该案评起备的标有Mlkg-?

:

样的槽码放庄秤以上・那么测得其质■应约为(>

A・IkgB02kg

C・0.1kgD.0.5kg

帕2叩所不).会业小灯复正卜方的木¥门尿上出现一个总子.关于这个形子的形状•图

6・晚t-小明桃fi•!

不带光淞的匸艺品小灯宠在家屮玩3把小灯建移到发尢商牧欠的吸顶灯正下方时(如

2匕中正确的建

求卜.燥于纸fflA地曲上的落点.卜列说法中止俺的是《)/

A.必点的左侧B.正好也1点

C・在^点的右傅D.上述二种怙况皆有可能空

I

R.上论足严塔还足帰存使用冷履空调的陽何窃八玻礴帕3

农血.仃时公出現小水珠・卜列关尸这現線的说法中.F•的地(

A・JL论冬夏•小水珠总足附竹0陂璃的内衣面

Bt论%更.小水珠总址附務@玻悄的外农面

如火地人气“为丨个标准大气压・地球半独为6.4Xio\m.撫此仙口地

9.

C・ftX.小水风附样化跛璃的内Kihh冬人.小水珠附粉在玻璃的外农rfiiD・Q、・小水琢附打仕玻璃的外矗佝・冬尺.小水ftWft在疲璃的内崔rfn

球Mjiq宇气的总喷・

A・5X10"kgB5X10忸C.IX10,BkgD.lX10,:

kg

ISmmX5mm.HJii个血浜対伶远处的只栋慢房W上所阪的沖崎像的品度为九:

为便用HfbMmmd为服.IWA|h2的比值约为()

C.289:

9D.9:

289

初分

我人

二、简答下列各越(毎矗6分.共30分)

I.

小刚和家人A逛公恫討.«MW艺工人ih在用个奋怪的1具修剪榊枝(如图4叩所示).4交谈中帅傅告诉他这个I八叫做使用时用■海!

W”的头部钩什岛处牧剪斷的枝杈•押动饨介就町以转松地创斯树枝图4乙为A刿的头略艇片・你能说出它便川了■整物理知讥叫?

 

2.那mt生日那人•対妁丈jg具港咿・I叫到家中妈蚪把随*的I冰#装入矿泉水騒并旋緊了瓶星・然麻崎蛋靶.&放入了冰箱.没过姜久•冰箱内发*了爆炸•门枝裂x说你解样产牛这结果的KUM>

3.

A.小人明亮的啊拐m屮.<|-个由透明玻肩制成的长方体展柿■粗内放右•个d*文剧甲.文物的正上方有灯光朝下照射.从某个角度看过去•可以看到・4个“文物(如图6所和分别标记为甲■乙•内.r><请何答:

(1)图6中的乙■内、「分别是如何形成的?

«

(2)为什么才起来甲嚴怎乙和J枚暗、内衆昭?

图6

1«7

4・小80筒爸爸参观•个人巾油库.地发现毎个储油題都星又議又粗.外衣刷成泯口色•顶部都向I.拱起.MfQI方有很高的铁什•毎个油厚为边还/订I动喷水装疋・如阳7斫尔•请你帮助小胡分析储油址为什么这佯设计和安装?

铁耙戰卅£・•个帝仲门的nr(如图r所利

铁畫爲驚吐防注射雅伽橡胶好•可供抽气用儿把豔二蹩芝泸冇水和敝盐水的侥林

褂分

if#A

泮和黑字會材杯烧杯中的浓盐水的密必嬰求写出实敦的方法和步1»■以及结粟的衣达式.

三、(11分)如图9所示为一架学生用托盘天平.其游码标尺的©大刻度值为5g・若#!

得天平横臬两刀口间距厶为24cm.游码刻度线总长度厶是18cm.试用以上数据推算游码的贋fib

Mo

帀分

Mba

n.(12分)声渋在海水中传播囊蔽程度远小十电他波声紡就册和用卢被《水中的传播[•LbiLR和测速的•图10是-

艘静止干純I•的川纳装胃的址小△所巳小出声波信号发出与按收的債

况・图中P,丹足声纳发出的<0也朴巾分别地入戸被不叨韧侔反射

如果Pl、P2之何的时何间隔A^IOs.声液在悔水中的传播速/Jp-I5OOtn/s.不明物体是沿H线止对杵军利匀速行驶的・求

1.借号几谒咒不明物体时•该拘体到军覩的和离.

2•不明物体的速度.rnmmmiminiimiii.•!

wmimumnmmimy

0iIj224:

25:

26

人人/人■…人

P|PlW|n2

何分

if«A

附分

许0人

能綸岀.

m12

六、(15分)前首人的环保总识的捉高.识尢互补路灯・(taffi12所水)紂到了广泛的KyHI.它4(iHlJt时通过人阳虢电池板发电•仃凤时通过风力发电机发电.两扃许%时制时发电・并梅电能输迖空畠电池儘«雄来.供路灯晚«««««•为了能便篇电池的使用寿•更为长久.殺充电令90%人右即枠止充电.扳电余宙20%左右如停止电

风力发电机

人阳能电池姐件

M小心动凤連

1.0nVs

人阳能电池

180W

"小允电风速

3.0m/s

人用能转換效丰

15%

园人限制凤速

12.0m/s

茶电池

400Ah-!

2V

齡火綸出功*

400W

大功tLED路灯

ROW-12V

1.若遇到阴人并11无风.仅矗*电池供电.最多可供灯具正常发光多长时间?

2.»;块补路灯••人阳能电池板的总面枳为5m\勻其垂宜人PH光方向放VH»最人发电功率达到I80W.则当地曇亶太阳光方向1詔范81内太阳能电池板所接牧太阳辐肘的最大功率为多少?

3•为风速为6.0m/s时.风力发电机的綸出功奉将变为50W.在这种风速下・持续光«I2h.裕电池的电6也只由20%充51770%.求此过程中太阳能电池板发电的半均功札

电力专题考点:

一、电功:

1、定义:

电流通过某段电路所做的功叫电功。

2、实质:

电流做功的过程,实际就是电能转化为其他形式的能(消耗电能)的过程;电流

做多少功,就有多少电能转化为其他形式的能,就消耗了多少电能。

⑵电能表上“220V”“5A”“3000R/kwh”等字样,分别表示:

电电能表额定电压220V;

允许通过的最大电流是5A;每消耗一度电电能表转盘转3000转。

⑶读数:

A、测量较大电功时用刻度盘读数。

1最后一位有红色标记的数字表示小数点后一位。

2电能表前后两次读数之差,就是这段时间内用电的度数。

表月初读数

如:

电能

这个月用电度合J

3000R/kwh)在

B测量较小电功时,用表盘转数读数。

如:

某用电器单独工作电能表(10分钟内转36转则10分钟内电器消耗的电能是J。

二、电功率:

1、定义:

电流在单位时间内所做的功。

2、物理意义:

表示电流做功快慢的物理量灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率大小。

3、电功率计算公式:

P=UI=W/t(适用于所有电路)对于纯电阻电路可推导出:

P=I2r=u2/r

1串联电路中常用公式:

P=I2RPi:

P2:

P3:

…Pn=R:

R2:

R3:

…:

Rn

2并联电路中常用公式:

P=U2/RP1:

P2=R2:

Rl

3无论用电器串联或并联。

计算总功率常用公式P=Pi+巨+…Pn

4、单位:

国际单位瓦特(W)常用单位:

千瓦(kw)

5、额定功率和实际功率:

⑴额定电压:

用电器正常工作时的电压。

额定功率:

用电器在额定电压下的功率。

P额=U额1额刃额/R某灯泡上标有“PZ22OV-25'

样分别表示:

普通照明,额定电压220V,额定功率25W的灯泡。

若知该灯“正常发光”

可知:

该灯额定电压为220V,额定功率25W,额定电流l=P/U=0.11A灯丝阻值R=U*

P=2936Qo变阻器。

,有时会损坏用电器

U

U

①实际功率随电压变化而变化根据

p=u2/r得

电压表:

并联在灯泡的两端“+”接线柱流入,“―”接线柱流出。

根据额定电压选择电压表量程。

电流表:

串联在电路里““+”接线柱流入,“一”接线柱流出。

根据I额=P额/U额或Iw=U

额/R选择量程。

n测量家用电器的电功率:

器材:

电能表秒表原理:

p=w/t

三电热

1、实验:

目的:

研究电流通过导体产生的热量跟那些因素有关?

原理:

根据煤油在

玻璃管里上升的高度来判断电流通过电阻丝通电产生电热的多少。

实验采用煤油的目的:

煤油比热容小,在相冋条件下吸热温度升高的快:

是绝缘

R

2、焦耳定律:

电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟

通电时间成正比。

3、计算公式:

Q=|Rt(适用于所有电路)对于纯电阻电路可推导出:

Q=UIt=U2t/R=W=Pt

1串联电路中常用公式:

Q=I2Rt。

Q:

Q2:

Q3:

…Qn=R:

R2:

R3:

…:

Rn

并联电路中常用公式:

Q=由/RQi:

Q2=R2:

Ri

2无论用电器串联或并联。

计算在一定时间所产生的总热量常用公式Q=Q+Q+…Qn

3分析电灯、电炉等电热器问题时往往使用:

Q=Ut/R=Pt

4、应用一一电热器:

1定义:

利用电流的热效应而制成的发热设备。

2原理:

焦耳定律

3组成:

电热器的主要组成部分是发热体,发热体是由电阻率大、熔点高的合金制成。

4优点:

清洁卫生没有污染、热效率高、方便控制和调节温度。

1给用户提供家庭电压的线路,分为火线和零线。

火线和零线之间有220V的电压,火

线和地线之间也有220V的电压,正常情况下,零线和地线之间电压为0V

2测电笔:

」用途:

用来辨别火线和零线

-种类:

钢笔式,螺丝刀式。

使用方法:

手接触笔尾金属体,笔尖金属体接触火线,观察氖管是否发光。

举例:

☆测电笔接触火线时,如果观察不到氖管发光,你认为产生这种现象的原因是:

(至

少填两种可能原因)测电笔氖管已坏;手没有接触笔尾金属体;火线断路。

☆某次检修电路时,发现灯泡不亮,火线零线都能使测电笔发光,可能的原因是:

火线完好,

零线处有断路,被测段零线通过用电器和火线构成通路。

⑵电能表:

1用途:

测量用户消耗的电能(电功)的仪表。

2安装:

安装在家庭电路的干路上,原因:

这样才能测出全部家用电器消耗的电能。

3铭牌:

所标的电压U是:

额定电压所标的电流I是:

允许通过的最大电流UI是:

电能表

后能接用电器的最大功率,如果同时使用的家用电器的总瓦数超过这个数值,电能表的计数

会不准确甚至烧坏

⑶闸刀(空气开关):

1作用:

控制整个电路的通断,以便检测电路更换设备。

应用举例:

☆某家庭需要使用10A保险丝,可只有5A和15A保险丝。

如何分别来代替

使用:

①可用两根5A保险丝并起来代用;②可将15A保险丝用刀轻切一小口使剩余部

分截面积和10A保险丝截面积相同。

⑸插座:

1作用:

连接家用电器,给可移动家用电器供电。

2种类:

J固定插座、可移动插座

"二孔插座、三孔插座

3

1接火线2接零线3接地线

安装:

并联在家庭电路中,具体接线情况:

 

4接用电器的金属外壳5接用电部分的线路

把三脚插头插在三孔插座里,在把用电部分连入电路的同时,也把用电器的金属外

壳与大地连接起来,防止了外壳带电引起的触电事故。

⑹用电器(电灯)、开关:

①①白炽灯是利用电流的热效应进行工作的,小功率的灯泡灯丝细而长,里面抽成真空。

大功率的灯泡灯丝粗而短,里面抽成真空后,还要充入氮气、氩气等惰性气体,且气压为

O.IPa,目的是平衡大气压对玻璃壳的压力,并阻止灯丝升华。

灯泡长期使用会变暗,原因是:

灯丝升华变细电阻变小,实际功率变小;升华后的金属钨凝华在玻璃内壁上降低了灯

(二)、家庭电路电流过大的原因:

1、原因:

发生短路、用电器总功率过大。

2、家庭电路保险丝烧断的原因:

发生短路、用电器功率过大、选择了额定电流过小的保

险丝

(三)、安全用电:

1、触电事故:

1

.零

定义:

一定强度的电流通过人体所引起的伤害

2危险性:

与电流的大小、通电时间的长短等因素有关。

3安全电压:

不高于36V,动力电路电压380y,家庭电路电压220V都超出了安全电压。

2、触电形式:

家庭电路(低压触电)J单线触电

L双线触电

家庭电路触电的事故:

都是由于人体直接或间接跟火线接触造成的并与地线或零线构

成通路。

电流做功的形式:

电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表

现。

3、规定:

电流在某段电路上所做的功,等于这段电路两端的电压,电路中的电流和通电时

间的乘积。

4、计算公式:

W=Ult=Pt(适用于所有电路)

对于纯电阻电路可推导出:

W=|*2345Rt=U2t/R

2

1串联电路中常用公式:

W=IRtW1:

W2:

W3:

…Wn=RR2:

R3:

…:

Rn

2并联电路中常用公式:

W=Ut/RWi:

Wa=R2:

Ri

3无论用电器串联或并联。

计算在一定时间所做的总功常用公式W=S+V2+…Wn

5、单位:

国际单位是焦耳(J)常用单位:

度(kwh)1度=1千瓦时=1kwh=3.6X

106J

6、测量电功:

⑴电能表:

是测量用户用电器在某一段时间内所做电功(某一段时间内消耗电能)的仪

⑵当U实=U额时,P实=卩额用电器正常工作(灯正常发光)

当U实VU额时,P实vP额用电器不能正常工作(灯光暗淡)

②根据P=U/R如果U减小为原来的1/n

则p'=—U―p如:

u实=2u额p实=4p额

电当U实〉U®JP实〉P额长期使用影响用电器寿命(灯发光强烈)P实=0用电器烧坏(灯丝烧断)

⑶灯Li“220V100W”,灯L2“220V25W”相比较而言,Li灯丝粗短,L?

灯丝细长。

判断灯丝电阻口诀:

“大(功率)粗短,小细长”(U额相同)两灯串联时,灯L2亮,两灯并联时,灯Li亮。

判断哪个灯亮的口诀“串小(功率)并大”(U额相同)

⑷“1度”的规定:

ikw的用电器工作1h消耗的电能。

P=W/t可使用两套单位:

“W、Js”、“kw、kwh、h”

6、测量:

I、伏安法测灯泡的额定功率:

①原理:

P=UI②电路图:

3选择和连接实物时须注意:

电源:

其电压高于灯泡的额定电压

{滑动变阻器:

接入电路时要变阻,且调到最大值。

根据能否调到灯泡的额定电压选择滑动

2、家庭电路的连接:

各种用电器是并联接入电路的,插座与灯座是并联的,控制各用电器工作的开关与电器是串联的。

3、家庭电路的各部分的作用:

⑴低压供电线:

练习☆家庭电路中有一只标有名牌的灯泡正常发光,现给的器材有电能表、电流表、电压表、钟表,请用三种方法测出这只灯泡的此时功率,说明道理并写出表达式。

四生活用电

(一)、家庭电路:

2安装:

家庭电路的干路上,空气开关的静触点接电源线

⑷保险盒:

材料:

保险丝是由电阻率大、熔点较低的铅锑合金制成②保险原理:

当过大的电流通过

时,保险丝产生较多的热量使它的温度达到熔点,于是保险丝熔断,自动切断电路,起

到保险作用

3电路符号:

4连接:

与所保护的电路串联,且一般只接在火线上

5选择:

保险丝的额定电流等于或稍大于家庭电路的最大工作电流。

6规格:

越粗额定电流越大。

注意:

不能用较粗的保险丝或铁丝、铜丝、铝丝等代替。

因为铜丝的电阻小,产生的热

量少,铜的熔点高,不易熔断。

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