全国初中应用物理知识竞赛分类汇编电Word文件下载.docx
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高峰期
低谷期
6：
00～22:
00
22:
00～次日6:
单价（元／度）
0.48
0.50
0.30
小明家每天要用电水壶将质量为3kg、初温为20℃的水烧开，已知气压为l标准大气压，水的比热容为4.2×
103J/（kg·
℃）求：
1.这些水被烧开需要吸收多少热量？
2．使用分时电表后，小明家把烧水时间安排在低谷期，若不计热量损失，仅此一项，一个月（以30天计）比原来节省多少元电费？
（2009）
（14分）图7所示为一种太阳能照明灯，太阳能电池板供1只“220V40W”的电子节能灯工作。
若太阳能电池板接收太阳能的有效面积为0.3m2，地球上该处与太阳光垂直的表面接收的太阳辐射能约为7.2×
104J/min·
m2，太阳光照一天，恰好可供电子节能灯工作10h。
假设太阳光一直垂直照射太阳能电池板，且不考虑天气影响，每天以8h计算。
求：
1．太阳能照明灯利用太阳能的效率大约是多少？
2．若200w的白炽灯与这种40W的电子节能幻一的发光效果相当。
请你根据下表中数据计算说明：
按目前价格使用这种太阳能照明灯与使用这种白炽灯相比在经济上是否有优势？
（灯每天工作10h，一年按365天计算）
额定电压/V
额定功率/W
平均寿命
每只售价
每度电费
白炽灯
220
200
1000小时
2.0元
0.5元
电子节能灯
40
8000小时
20元
太阳能电池板
20年
1500元
（2010）8．为判断一段导线中是否有直流电流通过，手边若有下列几组器材，其中最为方便可用的是（ ）
A．小灯泡及导线 B．铁棒及细棉线
C．带电的小纸球及细棉线 D．被磁化的缝衣针及细棉线
（2010）1．小军的爸爸想拆除厨房一盏灯，并将控制该灯的开关改成插座。
但是他家所有的线路都是暗线（除了电灯和开关的接线盒处，其余部的导线都在墙内），若将改动后的线路重新铺设成暗线则因工程量太大而不切实际，铺设明线又不美观。
小军得知后，又经过认真思考，他根据物理课上所学的知识，首先画出了他家现有接线的电路图（如图6所示），并认为只需在原线路上稍作改装，就能达到目的。
请你用文字说明小军的改装方法，并在右侧虚线框中画出改装后的电路图。
（2010）四、（12分）小明发现他家的电源插排上有多个指示灯，如图14甲所示。
小明将电源插排拆开后发现，每个指示灯实际上是一个发光二极管，每个发光二极管和一个定值电阻串联后接在220V的电源上。
他通过查阅资料得知，发光二极管的结构与普通二极管相似，由一个PN结构成，具有单向导电性。
当在发光二极管上加正向电压时，发光二极管导通并发光；
当加反向电压时，发光二极管截止（电阻可视为无穷大）且不发光。
如果将发光二极管D和电阻R接在如图14乙所示的正弦交流电路中，只有在交流电压正半周期时，发光二极管导通，在负半周期时不导通。
并可以证明：
若用UD表示发光二极管导通时其两端的电压，当所力口的交流电压为U时，电阻R上的电压为
，实际上交流电压值是变化的，其瞬时可达到的最大值约为
U。
查表可知发光二极管正常发光时其两端的电压约为2V,通过它的电流约为l0mA，计算时忽略发光二极管发光过程中消耗功率的变化。
（1）为了保证发光二极管的安全，需要串联一个多大阻值的定值电阻？
（2）此时发光二极管和定值电阻消耗的总功率为多大？
（3）如果我国有一亿个家庭每天使用带有一个发光二极管指示灯的插排，每天工作24小时，那么我国每年（按365天计算）要损耗多少度电？
（4）根据此现象警示我们平时要如何节约用电？
（2008）5．图2所示的是高压输电线路，其中高压输电线与变压器之司安装有避雷器，它的作用是防止变压器遭受雷击。
关于这种避雷器，下列说法正确的是（）
A．避雷器在通常电压下是导体，在遇到雷击的电压时是绝缘体B．在任何电压下避雷器都是导体
C．在任何电压下避雷器都是绝缘体D．避甫器在遇到雷击的电压叫是导体，在通常电压下是绝缘体
（2008）
5．1821年，德国物理学家塞贝克发现了一种奇怪的现象：
把两根铜丝和一根铁丝与灵敏电流计串联成闭合电路，然后把铜丝和铁丝的一个连接点放在盛有冰水混合物的容器里保持低温：
另一个连接点放在火焰上加热。
发现灵敏电流计的指针发生丁偏转，这一现象表明这时闭台电路中产生了电流。
塞贝克把这种电流叫做“热电流”。
把这一电路叫“热电偶电路”。
某研究小组的同学们按如图7所示的电路，模拟塞贝克实验，探究了决定“热电流”大小的因素，通过实验测得了电流的大小与温差关系的一组数据：
请根据以上资料数据说明：
⑴产生热电流的条件是：
___________________________________________________________________；
⑵根据热电流的特点，猜想并写出热电偶电路的一种应用：
_____________________________________。
（2008）五、（13分）
如图13是一个电热器的工作原理图，电热器内有两个阻值分别为R1=60Ω和R2=120Ω的电热丝；
旋转开关内有一块绝缘圆盘，在圆盘的边缘依次有0，1，2，——9共10个金属触点；
可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，转动开关旋钮可以将相邻的触点连接。
如旋钮上的箭头指向图中位置D时，金属滑片将2、3触点接通，同时另一端将7、8触点接通。
用这个旋转开关可以实现电热器有多挡位工作的要求。
请回答：
⑴这个电热器可有几个不同加热挡位?
并指出每个加热档位旋转开关的箭头指向的位置；
⑵将此电热器接人家庭电路中，电热器在正常工作时每个挡位的功率各是多大。
（2008复赛）一、（共16分）小明利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R1、可变电阻器R2等器件设计了一个恒温箱控制电路，如图1所示。
其中“交流电源”是恒温箱加热器的电源（加热器在恒温箱内，图中未画出）；
R1处于恒温箱内，图2是小明通过实验测得的R1的阻值随温度变化的关系曲线；
电磁继电器的电源两端电压U=6V，电磁继电器线圈的电阻可不计，通过实验测得当电流为30mA时，电磁继电器的衔铁被吸合。
1．请简述此恒温箱的工作过程。
2．为什么恒温箱的加热器应该接在A、B端，而不能接在C、D端？
3．如果要使恒温箱内预设的温度可调节范围是90℃~150℃，可供选择的可变电阻器R2的电阻值有如下的几种：
A．0~100ΩB．0~200Ω
C．0~1000ΩD．0~1500Ω
请问应选择哪一个可变电阻器？
为什么？
4．小明设计的这个控制电路，使用起来有何不足之处？
请你提出一种解决的方案。
（2007）
四、（8分）小明家新买了一条100Ｗ的电热毯，他想用电流表和电压表测量电热毯的电阻值，于是连接了如图9所示的实验电路。
其中电源两端的电压为6Ｖ，Rx为电热毯的电阻值，滑动变阻器的最大阻值为20Ω。
但实验过程中，小明发现，不论怎样调整滑动变阻器触头P的位置，电压表的示数几乎不发生变化，且查得电路各处均连接无误。
请你分析一下产生这一现象的原因是什么？
若不更换实验器材，应怎样连接电路，才能在触头P滑动过程中，有效地改变电热毯两端的电压值。
（2007）五、（10分）如图10所示为利群商厦安装的光敏电阻自动计数器的示意图。
其中A为光源，B为由电动机带动匀速运行的自动扶梯，R1为光敏电阻，R2为定值电阻，当有光照射时R1＝R2。
每当扶梯上有顾客经过，挡住由Ａ射向R1的光线时，R1的电阻值就增大，计数器就计数一次。
1．当扶梯上的顾客挡住由Ａ射向R1的光线时，光敏电阻R1两端的电压将发生怎样的变化？
R1的功率怎样变化？
2．若已知自动扶梯满载时，相邻的两个顾客之间的距离均为50cm，扶梯运行的速度为1m/s。
求计数器计数101次，所需用的时间。
3．若某一段时间内自动扶梯的乘载率为20％，试求这一段时间内该商场自动扶梯上的平均客流量是多少。
（客流量是指单位时间经过的顾客人数）
（2007）七、（13分）某院内有甲、乙两户居民，院内原先供电线路用的是横截面积为2.5mm2的铝芯橡皮绝缘线，从进院后的接线端经25ｍ先到达甲户，再从甲户经25ｍ到达乙户。
每户总用电额定功率均为2ｋＷ。
为了增加用户的最大安全用电功率，现在要进行“电力增容”，使每户总用电额定功率均可增加到4ｋＷ。
增容后保持院内线路分布情况不变，只是供电线路改用铜芯橡皮绝缘线。
下表列出了不同横截面积的铜导线在常温下的安全载流量（即长时间通电时的最大安全电流）。
导线横截面积S／mm2
铜芯橡皮绝缘线安全载流量I／A
2.5
28
4
37
6
47
10
68
假设两户所有用电器均为纯电阻电器，各用电器的额定电压都是220Ｖ，用户室内电线的电阻忽略不计。
而且设进院后的接线端的电压总保持220Ｖ，试回答下列问题：
1．画出院内的供电和用电的电路图。
2．通过计算说明，在实用和经济的前提下，为了“电力增容”，院内的供电
线路应选用哪一种铜导线？
3．若选用的铜导线每米电阻为4.25×
10-3Ω，那么增容后，在甲、乙两用户都同时使用“220Ｖ4ｋＷ”的电器时，乙户所得到的实际电功率是多少？
图13
八、（14分）图13是常见的一种电动自行车，使用前要先对车上的蓄电池充电。
骑行时，蓄电池对车上的电动机供电，电动机为车提供动力。
下表是这种品牌电动自行车的一些主要技术参数。
最高车速
≤30km／h
一次充电连续行驶里程
50km
蓄电池
36V／10Ah铅酸蓄电池
充电时间
8h
一次充电耗电量
0.6kW·
h
电动机效率
80%
整车质量
40kg
最大骑行噪声
≤62dB
1． 技术参数表中“336V／10Ah”表示的物理意义是什么？
2．若质量是70kg的人骑电动自行车在水平路面上以6m/s的速度匀速行驶时，受到的阻力是人与车总重的0.02倍，取ｇ＝10N/kg。
行驶20min，电动机对自行车做的功和通过电动机线圈的电流。
3．若摩托车每行驶10km耗油2.5Ｌ，油价约5.1元／Ｌ，照明用电的电费约0.5元／kW·
h，请通过计算说明使用电动自行车与摩托车哪种更经济。
4．请从环保角度，比较电动自行车与摩托车对环境的污染情况。
5．在交通运输中，常用“客运效率”来反映交通工具的某项效能，“客运效率”表示每消耗单位能量对应的载客数和运送路程的乘积，即客运效率＝人数×
路程／消耗能量。
一个人骑电动自行车，消耗1MJ（106J）的能量可行驶30km，一辆载有4人的普通轿车，消耗320MJ的能量可行驶100km，则电动自行车与这辆轿车的客运效率之比是多少？
（2007）
一、（10分）表1中提供的是明湖中学使用的一台教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，所用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）
四2007）、（12分）有一种电脑电源适配器（即充电器）的铭牌如图1所示。
这款国产充电器，有九个国家或地区的认证标志，其中已经标出了八个。
1．请你在第一个标志前的方框中填入所代表的国家名称及其英文名，并在铭牌下面的另三个图案下填写所表示的含意。
2．根据给出的数据：
说明此电源适配器所适用的电源条件是什么。
3．用它与配套的笔记本电脑供电使用时的耗电功率大约在什么范围?
4．试估算它为笔记本电脑供电时的效率大约在什么范围?
5．有人说：
“如果适配器只是输入端插入电源，输出端不接用电器时就不耗电”，你认为对吗?
请简要说明理由。
（2007复赛）
八、（16分）育才中学科技小组的小明同学自行设计了一个地磅，其原理如图7所示。
设电源两端电压U恒为定值，R0为定值电阻，滑动变阻器的总电阻为R、总长度为L，滑动触头与托盘固联，开始时触头位于变阻器最上端A，并能随轻弹簧一起上下滑动。
已知滑动变阻器的电阻与其接入电路的长度成正比；
当对地磅施加压力F时，弹簧的长度会缩短l。
（弹簧发生弹性形蛮时，弹力的大小跟弹簧伸长或缩短的长度成正比：
f=kx）请回答：
1．说明定值电阻R0的作用。
2．写出电流表的示数，与待测物体质量m之间的关系式；
并分析此地磅的刻度特点。
3．有同学建议小明将原理图改为图8所示，你认为这样改动好不好?
请你分析并简要说明理由．
4．请你在图8的基础上，在图9的方框里画出你改进后的电路图，并说明改进后的特点。
（2006）
2．高压输电线路的铁塔顶端有一条（或两条）比下面输电线细的金属线（如图1～图2）,它的作用是［］
A.加强铁塔的稳定性 B.传输零线的电流
C.防雷电起到避雷针的作用 D.作为备用线，供输电线断开时应急使用
（2006）5．王勇同学在宾馆饭店看到一种自动门，当有人靠近时，门会实现自动开闭。
王勇同学对此产生了浓厚的兴趣，他很想知道自动门是如何实现自动控制的。
为此他反复做了几次试验：
当他轻轻地靠近自动门时，门自动打开；
当把一个足球滚向自动门时，门自动打开；
当把一面底部装有滚珠的无色透明大玻璃板，直立着滑向自动门时，门不打开。
王勇同学根据探究试验的结果，对自动门的自控原理提出了以下几种猜想，你认为其中最合理的猜想是［］
A.自动门“听”到来者的声音时，通过声控装置实现自动开闭
B.自动门探测到靠近的物体发射出的红外线，通过光控装置实现自动开闭
C.自动门本身能发射出一种红外线信号，当此种信号被靠近的物体反射时，就会实现自动开闭
D.靠近门的物体通过空气能产生一种压力传给自动门，实现自动开闭
（2006）3．（4分）小志家买了一种点缀节日用的小彩灯，他发现当其中一个小彩灯的灯丝烧断了以后，其余的小彩灯还能继续发光。
于是小志对小彩灯之间的连接关系产生了兴趣，为此他请教了科技人员，得到以下信息。
他用的小彩灯规格是“2.5V,0.25A”,通过串联一定数量的小彩灯，使单个小彩灯两端所加的电压比它的额定电压稍低，每个小彩灯都能基本正常发光。
小彩灯的构造如图8所示，在灯丝导电支架上除了有灯丝和起固定作用的小玻璃珠以外，还绕有约4圈细金属丝。
灯丝电阻冷时约为2.5Ω,热时约为15Ω。
细金属丝的电阻为1Ω，正常（低压）情况下，由于支架表面有一层氧化铜的缘故，它与灯丝支架是不导通的，没有电流流过。
若加上较高的电压（如220V）时氧化层可被击穿，细金属丝与灯丝支架导通。
根据以上介绍的资料，请你说明为什么一个小彩灯的灯丝烧毁后，其他的小彩灯还能继续发光。
（2006）4．（4分）向阳中学广播室想借助于双刀双掷开关控制南北两教学楼的喇叭：
开关掷向A端时南面的三只喇叭接通，掷向B端时南北六只喇叭全部接通。
请你用笔画线代替导线按上述要求完成
图9中的电路图。
（2006）四、（6分）李明同学家要买一个烧水用的水壶，超市里有两种容积相同但品种不同的铝质水壶可供选购，一种是放在液化气灶上用的，另一种是壶内装有电热器的，如图11所示。
李明想比较哪一种水壶烧水更省钱。
他首先进行了调查，得到如下资料、当地居民用电的价格是0.5元/度；
瓶装液化气的价格是60元/瓶（每瓶中液化气的质量约为15kg，液化气的热值为4.2×
107J/kg）；
用液化气烧水的热效率约为30%，用电热水壶烧水的热效率约为90％。
根据以上信息，请你通过计算分析一下用哪种水壶烧水更省钱。
（2006）六、（10分）现在很流行的数码相机的主要优点是可以直接生成数码照片，从而可以方便地进行编辑与加工，保存的时间也更长。
而且数码照片还可以直接在电脑上显示出来，或者通过电子邮件传送出去。
右面是一款数码相机的电池的一些资料。
根据右面提供的信息以及下面对数码相机工作过程的介绍，回答相关问题：
（1）数码相机的电源打开后，就处于待机状态，这时要消耗一定的电能；
拍摄时，拍摄与处理数据所消耗的电能就更大。
假设用一个充满电的电池作电源进行拍照，每5min拍一张照片，相机使用过程中的平均工作电流为0.2A.请估算一节充满电的电池最多可以拍摄多少张照片。
（2）对一个电能己全部耗尽的这种电池进行完全充电，充电的效率多大？
（2006）七、（12分）空调的“匹数”，是对空调输入功率的粗略标识。
因相同匹数不同品牌空调的制冷效能有较大的差异，为便于比较，空调的效能常以“制冷量”来表示。
在选择空调时，除了制冷量和制热量（对冷热空调而言）外，还要考虑“能效比”。
空调的能效比＝
，它表示空调器是否高效节电。
目前市场上空调器的能效比相差很大，一般在2～3之间，最高的可达到3.5左右，应尽量挑选能效比高的空调。
房间所需的制冷量和制热量可按下面的公式计算：
制冷量Q冷=S（房间面积）×
140W一180W；
制热量Q热=S（房间面积）×
180W－240W（此公式适用于层高2.5m的房间，如果层高偏大，则应适当加大功率）。
下表是小明家准备购买的某一型号空调的使用说明书的一部分。
请结合上面所介绍的知识和空调使用说明书，通过计算回答下面的问题：
1.这台空调的能效比是多少。
2小明家新购买楼房客厅的面积约为30m2，层高为2.7m，他想在客厅内安装上表所示的空调。
请你通过计算说明这种选择是否合理。
3.若小明家用此空调器制冷，空调器的压缩机每天实际工作6h，一个月仅空调一项所支付的电费约为多少？
（当地的电价为0.5元/度）
（2006）八、（12分）小军家客厅墙壁上有一个控制灯的开关和一个两孔插座装在一起的“一开两孔”的电工元件。
图12是元件的面板、图13是元件壳体内部的原接线图。
由于开关损坏，需要更换整个元件。
小军爸爸决定自己动手完成，小军给爸爸当助手。
小军爸爸断开家中进户线的总开关，在拆旧换新的过程中发现：
拆下前没有留意元件中的A、B,D三根导线（B、C间己有一短导线在内部相连）与外面的①②③三根导线的连接关系（如图14）.因为室内导线都在水泥墙内，无法观察①②③各导线与墙内导线的连接情况。
于是他闭合家中进户线的总开关，用试电笔检测各根导线，发现：
第①根导线可以使试电笔发光；
第②、③根导线不能使试电笔发光。
根据小军爸爸的检测，能不能判断各根导线的连接情况？
小军经过仔细思考后认为，不能判断每根导线的连接情况，如果在情况不明时盲目连接还
可能出现更严重的问题。
（1）你认为小军的观点对不对？
（2）你能不能利用常用的家用电器，如台灯等（均带有插头），鉴别出①②③根导线应怎样分别与A、B、D接线柱相连接？
说出你的方法并简述理由。
（3）根据你的判断，将图14中①②③根导线与下面的A、B、D接线柱和上面的火线、零线及灯泡连接起来。
（2006复赛）四、（12分）育才中学科技小组设计了一个可以测量电阻值的多量程欧姆表，图3中所示为其中两个量程的测试电路，G为灵敏电流表，其内阻Ro=100Ω、电流灵敏度（即指针在满刻度时流过灵敏电流表的电流）U=100μA，R为可调电阻，阻值变化范围为0～5kΩ，Rl和R2为定值电阻，R1=15Ω，R2=llkΩ，E为1.5V干电池，S为量程选择开关。
测量时把待测电阻两端分别与A、B两端相接。
为了能从灵敏电流表上直接读出待测电阻的阻值，需在表盘上重新标注示数。
（1）在指针满偏处，盘面应标注的示数是多少?
（2）当A、B间断开时，指针所指的位置处，盘面应标注的示数是多少?
（3）开关分别置于1和2位置时，在表盘正中间位置处应标注的示数各是多少?
（4）该欧姆表表盘上的刻度是否均匀?
请从电路原理上说明理由。
（2006复赛）
六、（14分）利民电器厂设计了一种具有高、中、低温三挡的家用电火锅，其发热体电阻丝如图5所示。
A、B、C为三个接线柱，B是电阻丝中点的接线柱。
相信你一定能帮助该厂完成以下工作。
（1）说明各挡位的连接方法（文字表述或画图连接均可）。
（2）如果要求低温发热功率为200W，那么高温和中温两挡的发热功率分别应是多大?
（3）设计一份该火锅的产品铭牌。
（2006复赛）七、（14分）现在流行的无线市话俗称“小灵通”，是一种新型的个人无线接入系统，具有语音清晰、发射功率低、待机时间长、功能多、价格合理等特点。
它的使用使传统意义上的固定电话不再固定在某个位置，可在无线网络覆盖范围内自由移动使用，随时随地接听、拨打本地和国内、国际电话。
表1是某一型号小灵通的部分资料数据。
若这种小灵通在正常使用的情况下，充电一次可使用7天，累计通话时间为1.2h，通话时耗电功率为平均发射功率的20倍。
则：
（1）这部小灵通正常通话时的工作电流大约多大?
（2）小灵通开机但不通话时的状态称为待机。
这部小灵通的待机电流大约多大?
（3）在没有充电器的情况下，可用一个电压略高于3.6V的直流电源为小灵通电池临时应急充电。
请你设计一个方案，用图6所示的直流电源给这部小灵通的电池充电，并画出充电的电路图。
表l
尺寸
（长×
高×
宽）
约45mm×
83mm×
23.5mm
质量
约85g
发射功率
约10mW
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