初三物理竞赛试卷

丰城中学2015-2016学年上学期初三物理竞赛试卷 物  理（初中实验班） 命： 杨青青    审题：杨青青    2015.12.15 一、选择题（每题3分，11和12小题错选，漏选均不得分，总计36分） 1、小明学习了知识后，想利用发光二极管设计一个带开关指示灯的照明电路，晚间关闭照明灯后，利用二极管发出的光指示开关所在的位置。他共设计了4个电路，如图4所示，其中L为白炽灯，规格为(220V  60W)、D为发光二级管，规格为(1.2V  0.O1A)、S为单刀双掷开关、R为限流电阻。图4中能够满足要求的电路是  (    ) 2、汽车发动机在工作过程中需要冷却。图为汽车发动机的水冷系统工作原理示意图。在汽车发动机正常工作的过程中，图5所示有关汽车发动机水冷系统中水流方向以及水泵叶轮转向的示意图中，正确的是  (    ) 3、如图10所示的电动自行车既可以电动骑行，也可以脚踏骑行。电动骑行时，蓄电池对车上的电动机供电，电动机为车提供动力。下表是某型号电动自行车的主要技术参数。根据学过的物理知识，判断以下估算结果中合理的是    (    ) A．电动自行车行驶过程中，电动机的工作电流保持5A不变 B．蓄电池一次充足电，放电时可输出的电能最多约为3.5x104J C．若蓄电池储存能量的80%用于驱动电动自行车在平均阻力为40N的水平公路上 匀速行驶，蓄电池一次充电最多能连续电动行驶约4lkm D．蓄电池一次充电后，该电动自行车最多可供电动骑行2.4h 4、“充电宝”是一种给手机等电子设备提供电能的移动电源。2014年8月7日，我国民航局首次专门针对“充电宝”发出公告，公告要求旅客携带登机的“充电宝”额定能量不能超过一定。这一“标准”的单位是（    ） A.Ah      B.mAh      C.Wh      D.VA 5、甲、乙两容器中装有质量相等的水，水温分别为 ，现将一温度为 的金属球放入甲容器中，热平衡后水温升高到 ，然后迅速取出金属球并放入乙容器中，热平衡后乙容器中水温为(不计热量散失和水的质量的变化)      (      ) A.     B.     C.     D. 6、某灯泡直接连在电压不变的电源两端，灯泡的电功率为16瓦，现通过长导线将该灯泡连接到原来的电源上，灯泡的电功率为9瓦，若灯泡的电阻不变，则长导线消耗的电功率为  (    ) A.7瓦    B.5瓦    C.3瓦      D.1瓦 7、.阻值相等的三个电阻R和 组成如图所示的电路，且 ，若电阻 两端的电压为20伏，电阻 两端的电压为4伏，则电阻 两端的电压为  (    ) A.6伏  B.8伏  C.10伏    D.12伏 8、某测量仪器及其控制电路如图5所示。仪器的等效内阻为100欧，正常工作电流范围为100—300mA，电源电压为30V。控制电路由两个滑动变阻器组成，为了快速准确地调节仪器的工作电流，应选用哪一组变阻器？      (    ) A.R1=lOO欧, R2=10欧    B.R1=200欧, R2=20欧 C.R1=l00欧, R2=100欧    D R1=200欧, R2=200欧 9、图2所示的是高压输电线路，其中高压输电线与变压器之间安装有避雷器，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．避雷器在遇到雷击的电压时是导体，在通常电压下是绝缘体 10、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 11、 （多选题）在如图所示的电路中， 的阻值小于滑动变阻器 的最大阻值，闭合电键S，当滑动变阻器的滑片P由滑动变阻器的右端向左端滑动的过程中，下列叙述中正确的是  (    ) A. 的示数先变小后变大， 的示数先变大后变小  B. C. 消耗的电功率先变小后变大                    D. 消耗的电功率先变小后变大 12、（多选）在如图所示的电路中， 是三个完全相同的电压表， 是两个定值电阻，若电压表 的示数分别为3伏和1伏，则A、B之间的电压可能为  (      ) A.7伏    B. 6伏    C.5伏    D.4伏 2、实验题（总计20分） 1、（10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。（1）请你一下产生这一现象的原因是什么？（2）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。 2、（10分）丰城中学物理实践小组在装配直流电动机模型后参加班级的实践成果展示交流会，在会上演示通过改变直流电动机的转动方向及转速使重物上升或下降的过程。电路元件包括一个单刀单掷开关、一个双刀双掷开关、一个滑动变阻器、一个小型直流电动机和一个直流电源，如图9所示。请完成电路图的连接以实现上述功能。（操作过程中只能扳动开关，不得再改变电路中的接线） 三、计算题（每题44分） 1、（12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。请回答： 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） 2、（10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（提示：满足欧姆定律）， 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。（提示：导线是有电阻的，把甲乙两户的用电器分别看做一个电阻，比如R甲  R乙） 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“220Ｖ  4ｋＷ”的电器时， 乙户所得到的实际电功率是多少？ KJ21B—AF（G）型微波炉 额定电压 220V 额定频率 50Hz 额定功率 1300W 微波频率 2450MHz     3、（10分）小李把一袋体积为200mL、温度为10℃的牛奶放进微波炉中，用高火加热l min，牛奶被加热至50℃，达到适宜饮用的温度。小李家微波炉的部分技术数据如下表所示，牛奶的密度和比热容与水的密度和比热容接近。请计算说明： 1．微波的波长是多少? 2．如果电价为0.5元／度，按上述条件加热10袋这样的牛奶需要多少电费? 3．该微波炉在加热牛奶时的效率是多少? 4、（12分）随着人们环保意识的提高，“风光互补路灯”（如右图所示）得到了广泛的应用。它在有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，两者皆备时同时发电，并将电能输送至蓄电池储存起来，供路灯晚间照明使用。为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，一般充电至90%左右即停止充电，放电余留20%左右即停止电能输出。 下表为某型号风光互补路灯系统配置的相关参数： 风力发电机 太阳能电池组件 最小启动风速 1.0m/s 太阳能电池 180w 最小充电风速 3.0m/s 太阳能转换效率 15% 最大限制风速 12.0m/s 蓄电池 400A*h 12V 最大输出功率 400w 大功率LED路灯 80w 12V         1、若遇到阴天并且无风，仅靠蓄电池供电，最多可供灯具正常发光多长时间？ 2、若一块该“风光互补路灯”太阳能电池板的总面积为5m2，当其垂直太阳光方向放置时，最大发电功率达到180W，则当地垂直太阳光方向1m2范围内太阳能电池板所接收太阳辐射的最大功率为多少？ 3、当风速为6.0m/s时，风力发电机的输出功率将变为50W。在这种风速下，持续光照12h，蓄电池的电量也只由20%充到了70%。求此过程中太阳能电池板发电的平均功率。 附加题（20分） 1、（10分）已知太阳正射到地球表面每平方米上的功率为 1. 0 千瓦，现有一太阳能热水器，其收集阳光的面积为 3.0×8 .0 米2，转换太阳辐射能为水的热能的效率为 80 %。假设此热水器的进水温度与室温皆为 25 ℃，该热水器的热量损失率正比于热水器内水温与室温之温差。当热水器出水口关闭时，经过长时间照射后，热水器内的水温可以达到 85 ℃，问当热水器以每分钟 6 升的流量出水，经过一段时间后，其稳定的出水温度为多少摄氏度？     2、（10分）小星同学为实验室设计了一个多挡位电加热器，其工作原理图如图所示。其中R1、R2、R3为发热电阻。三个灯泡为上述发热电阻相应的的工作指示灯，其所消耗的电功率可忽略不计。小星设想通过开关的组合，使电加热器能有200W、300W、……、900W共七挡功率。为此他还设计了下面这份简单的表格，表中的“√”表示对应的开关闭合，相应的指示灯亮：“×”表示对应的开关断开，相应的指示灯熄灭。功率栏给出了相应状态时电加热器的功率值。