初中物理競賽試題分類匯編方案應用

六、<18分）應急照明燈是在正常照明電源發(fā)生故障時，能連續(xù)照明而不中止工作的一類燈具，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零件構成。在照明電源正常狀況下，應急照明燈經(jīng)過充電器給蓄電池充電，此時，自動控制電路及相關零件自動將燈泡(或LED燈珠>與蓄電池斷開不發(fā)光。當照明電路忽然停電時，應急照明燈經(jīng)過自動控制電路及相關零件自動把燈泡(或LED燈珠>跟蓄電池接通，從而實現(xiàn)自動應急照明。下表為某型號應急照明燈的主要技術數(shù)據(jù):輸入電壓充電時間應急照明時應急照明功間率AC220V<24h>90min應急照明光源蓄電池種類數(shù)目燈泡額種類額定電容量定電壓壓燈泡12只Ni-Cd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(xiàn)的最長連續(xù)應急照明時間為多少?2.小蘭跟老師提出自己要設計并組裝一只簡單的應急照明燈。老師告訴她實驗室現(xiàn)有以下器械：雙孔插座及與之配套的插頭1套、小燈泡〈額定電壓，額定電流:350mA>4只、電磁繼電器<額定電壓:DC6V；額定電流）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上完成簡單應急照明燈的接線。要求以下:①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。②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，以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。請剖析這樣做不可以行的原由。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；而與電子開關比較，它又有抗負載沖擊能力強的特色，工作靠譜性很高。如圖1甲所示為干簧管的結構簡圖，此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擱置時，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．某同學假想用干簧管制作水位自動報警器，圖2是他設計的一部分狀況，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(zhì)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，請在圖中的虛線方框內(nèi)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(xiàn)爸爸拿來一幅如圖5所示電路圖，他很好奇，看了一會兒今后，發(fā)現(xiàn)這幅圖有些眼熟，但又和過去所看的圖不同樣，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(lián)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。這是為何？這樣裝有什么好處呢？小華決定仔細研究一下。1．小華準備第一用列表的方法剖析開關的狀態(tài)與燈泡亮滅的關系。為此他設計了以下的表格，并用“1”和“2”表示開關接通的地點，用“1”和“0”表示燈泡的“亮”和“滅”。請你也參加到他的研究中來，并幫他在表格中記錄下三個開關全部可能的組合對燈的控制狀況，完成下表：S1S3S2燈的亮滅2．依據(jù)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色今后，他又有了新的想法：還可以在圖5的電路中再增添一個雙刀雙擲開關S4，并使它和其余的開關作用同樣。請把他的設計畫在圖6中。五、<18分）閱讀資料并回答以下問題：干濕溫度計是一種既能丈量空氣溫度，又能丈量空氣相對濕度的常用丈量儀器(某一溫度下，空氣中水蒸胸襟與該溫度下飽和水蒸胸襟的比值叫做該溫度下的空氣相對濕度，以百分數(shù)表示；飽平和是指必定溫度下，一定數(shù)目空氣中所能最大限度容納的水蒸胸襟>。如圖4甲所示，儀器上有兩支同樣的溫度計并列地安裝在同一刻度板上(圖4乙為其反面>，此中一支溫度計的測溫泡外面裹有被水浸潤的棉紗，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。還有一個可依據(jù)干、濕溫度計的示數(shù)來確立空氣相對濕度的轉盤式標尺。1．平時狀況下，濕溫度計的示數(shù)比干溫度計的示數(shù)稍低一些，這是為何?2．轉盤式標尺由兩個同軸的圓盤構成，此中外盤是固定的，上面標有對應“濕溫度計”溫度值的0～40刻度線及表示相對濕度值的10～100刻度線；內(nèi)盤可以繞軸轉動，上邊標有對應“干溫度計”溫度值的0～40刻度線及“相對濕度％”字樣。轉動內(nèi)盤，當內(nèi)、外盤上的同樣溫度值對準時，“相對濕度”的箭頭正好指向100，表示空氣的相對濕度為100％，如圖4丙所示。請你依據(jù)以上信息，說明如何依據(jù)干、濕溫度計的示數(shù)，使用這個轉盤式標尺來確立出空氣的相對濕度。3．正午，小宏看到干溫度計的示數(shù)為℃，濕溫度計示數(shù)為℃。到了夜晚，小宏看到干溫度計的示數(shù)為℃，濕溫度計示數(shù)為℃。請思慮并回答：(1>關于正午和夜晚空氣的相對濕度，以下說法正確的選項是(>A．正午和夜晚空氣的相對濕度同樣B．由于正午和夜晚氣溫不同樣，因此沒法比較正午和夜晚空氣相對濕度的大小C．正午空氣的相對濕度大。D．夜晚空氣的相對濕度大。<2）請你簡要地說明選擇該答案的原由。18一、<共16分）小明利用實驗室的電磁繼電器、熱敏電阻R1、可變電阻器R2等器件設計了一個恒溫箱控制電路，如圖1所示。此中“交流電源”是恒溫箱加熱器的電源<加熱器在恒溫箱內(nèi)，圖中未畫出）；R1處于恒溫箱內(nèi)，圖2是小明經(jīng)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=6V，電磁繼電器線圈的電阻可不計，經(jīng)過實驗測適合電流為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．為何恒溫箱的加熱器應該接在A、B端，而不可以接在C、D端？3．假如要使恒溫箱內(nèi)預設的溫度可調(diào)理范圍是90℃~150℃，可供選擇的可變電阻器R2的電阻值有以下的幾種：A．0~100ΩB．0~200ΩC．0~1000ΩD．0~1500Ω請問應選擇哪一個可變電阻器？為何？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中供給的是明湖中學使用的一臺數(shù)學投影儀的相關數(shù)據(jù)，請依據(jù)其中的數(shù)據(jù)，經(jīng)過計算回答：1、這臺投影儀的耗電總功率是多大？2、假如投影儀的光源采納串連電阻降壓的話，全部電阻的阻值應該多大？該電阻耗費的功率為多大？3、這臺投影儀的光源采納上述串連電阻降壓的方法可行嗎？為何？4、假如上述方法不可行，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光源電壓流鼓風機220V鼓風機電壓電流15五、<20分）一所農(nóng)村中學常常由于不可以及時給水塔灌水而停水，科技小組的同學知道后，利用以以下圖所示的器械設計了一個自動灌水模擬裝置。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挪動金屬觸頭B<其受重力可忽視不計），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，F(xiàn)1F2為電磁鐵線圈；K1為最高水位限位開關、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.請你依據(jù)以以下圖所示的器械，連接一個可以實現(xiàn)自動灌水的模擬電路，并說明自動灌水的過程。2．要實現(xiàn)自動灌水的要求，浮子的最小體積約為多大？<g=10N/kg）。若設計要求每次自動灌水需在10min內(nèi)完成，需要知道或丈量哪些物理量才能獲取相般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，假如運用了近似條件，請說明。15一、<14分）王偉同學研究了均勻拉緊的琴弦發(fā)音頻率與弦長的關系，并記錄了實測的數(shù)據(jù)<以下表所示）。請你依據(jù)記錄表中的相關數(shù)據(jù)，剖析并預計出他有意留出的空格中應該填寫的數(shù)據(jù)<要求寫出預計的過程）。音名中央D2E3F4G5A6B7CīC1唱名DoReMiFaSolLaSiDo′<C調(diào)）頻率264297330352396440528/Hzll98l54l43l32l158l弦長14一、(14分>1998年某地區(qū)遇到特大洪澇災禍．為了抗洪搶險，急需在20h內(nèi)從甲地調(diào)運65t鋼材到乙地．現(xiàn)僅剩下一艘滿載時排水量為80t的貨船，船身<包含船員）質(zhì)量約17t，已知甲、乙兩地的水道距離為80km，船行駛的均勻速度為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）經(jīng)過剖析、計算，找出最正確方案．<鋼材的密度為7.9×103kg/m3）三、<18分）有人在夏天用簡單曬水箱給水加熱用來淋浴，這不僅好節(jié)約能源，并且很方便．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?。簿褪钦f，太陽光垂直照耀地球表面時，地球表面單位時間單位面積所獲取的能量是多少．實驗裝置如圖2所示，曬水箱內(nèi)部是被涂黑的，箱體外加了保溫層，上邊張口并蓋有透明玻璃板．在估測以前要第一弄清，透過玻璃板的太陽光能量終歸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(xiàn)，兩塊反射光斑重疊處的強度，和太陽光直接照耀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？假設的依據(jù)是什么？<2）請你幫助他們設計實驗方案，并寫出詳盡的實驗步驟．<3）請你對這個實驗方案的可行性做出