2022年2022年初中物理竞赛试题分类汇编设计应用

1、精选学习资料 - - - 欢迎下载六.（ 18 分）应急照明灯为在正常照明电源发生故障时,能连续照明而不间断工作的一类灯具,如图6 所示；应急照明灯主要由灯泡或 led 灯珠.蓄电池.充电器.自动掌握电路及相关部件组成；在照明电源正常情形下,应急照明灯通过充电器给蓄电池充电,此时,自动掌握电路及相关部件自动将灯泡或 led 灯珠 与蓄电池断开不发光；当照明电路突然停电时,应急 照明灯通过自动掌握电路及相关部件自动把灯泡 或 led 灯珠 跟蓄电池接通,从而实现自动应急照明；下表为某型号应急照明灯的主要技术数据:精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载输入电压充电时间应急照明时间应急照明功

2、率精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载ac 220v<24h>90min0.96wx2应急照明光源蓄电池精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载种类数量灯泡额定电压类别额定电容量压精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载灯泡12只2.4vni-cd2.4v1.8ah1.在该型号应急照明灯刚投入使用阶段,待蓄电池布满电后,可以实现的最长连续应急照明时间为多少 . 172 教学网 2.小兰跟老师提出自己要设计并组装一只简易的应急照明灯；老师告知她 试验室现有以下器材：双孔插座及与之配套的插头1 套.小灯泡额定电压: dc3.03.4v,额定电流 : 350ma 4

3、 只.电磁继电器（额定电压: dc6v；额定电流 : 0.15a ） 1 套及与之配套 的低压直流电源输入电压 : ac220v,输出电压 : dc6v 1 台.蓄电池 两端两端电压：6v 1 只及与之配套的充电器输入电压 : ac220v,输出电压：dc6.3v1 只.导线 足量 .如图 7 所示；1请你帮忙小兰在图7 上完成简易应急照明灯的接线；要求如下: 家庭电路正常工作时,充电器自动给蓄电池充电,各灯泡均不发光; 当家庭电路停电时,蓄电池自动给各灯泡供电,使各灯泡均正常发光,且在一盏小灯炮灯丝烧断后仍应当有部分小灯泡能正常工作;2小明看到小兰的连接电路后,认为可以去掉低压直流电源,而将

4、电磁铁的两个接线柱直接接在充电器的输出端；请分析这样做不行行的缘由；20 一.（ 16分）干簧管（也叫干簧继电器）比一般机械开关结构简洁.体积小.速度高.工作寿命长；而与电子开关相比,它又有抗负载冲击才能强的特点,工作牢靠性很高；如图 1甲所示为干簧管的结构简图,其中磁簧片为一种有弹性的薄铁片,被固定于玻璃管上；1当将一个条形磁铁与干簧管平行放置时,如图1乙,干簧管的磁簧片触点就会闭合,将电路接通；当条形磁铁远离干簧管时,触点就会断开；请简述其原理；2某同学设想用干簧管制作水位自动报警器,图 2 为他设计的一部分情形,请帮忙他完成其余部分的设计： （ 1）设永久磁铁所受的重力为3n,浮球的体积

5、为200cm3,不计滑轮处的摩擦；就要想让此装置能正常工作,浮球的质量应满意什么条件（取g=10n/kg ）？ （ 2）他手边仍有开关.红灯.绿灯和电铃各一个,导线如干,请在精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载图中的虚线方框内画出报警电路,要求：水位到达a 处时,红灯亮,电铃报警；水位到达 b 处时,绿灯亮,电铃报警；四.（ 16分）小华家买了新居,预备改装客厅顶灯的电路时,他发觉爸爸拿来一幅如图5所示电路图,他很奇怪,看了一会儿之后,发觉这幅图有些眼熟,但又和过去所看的图不同,他拿着图去问爸爸：s3为什么开关,爸爸告知他这叫“双刀双掷 ”开关,相当于两个单刀双掷开关“联动”；爸爸仍

6、告知他要将这三个开关分别装在三个与客厅相连的房 间的门旁边；这为为什么？这样装有什么好处呢？小华打算认真讨论一下；1小华预备第一用列表的方法分析开关的状态与灯泡亮灭的关系；为此他设计了如 下的表格,并用 “1”和“2”表示开关接通的位置,用“1”和“0”表示灯泡的 “亮”和“灭”；请你也参加到他的讨论中来,并帮他在表格中记录下三个开关全部可能的组合对灯的掌握情形,完成下表：精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载s1s3s2灯的亮灭2依据列表的结果总结出这个电路的好处；3弄懂了这个电路和双刀双掷开关的 特点之后,他又有了新的想法： 仍可以在图 5 的电路中再增加一个双刀双掷开关s4, 并

7、使它和其他的开关作用相同；请把他的设计画在图6 中；19 五.（ 18 分）阅读资料并回答疑题：干湿温度计为一种既能测量空气温度,又能测量空气相对湿度的常用测量仪器某一温度下,空气中水蒸气量与该温度下饱和水蒸气量的比值叫做该温度下的空气相对湿度,以百分数表示；饱和气为指肯定温度下,肯定数量空气中所能最大限度容纳的水蒸气量；如图 4 甲所示,仪器上有两支相同的温度计并列地安装在同一刻度板上图 4 乙为其背面 ,其中一支温度计的测温泡外面裹有被水浸湿的棉纱,这一支温度计即为“湿”温度计；另一支温度计的测温泡直接暴露在空气中,这一支温度计即为“干”温度计；仍有一个可依据干.湿温度计的示数来确定空气相

8、 对湿度的转盘式标尺；1通常情形下,湿温度计的示数比干温度计的示数稍低一些,这为为什么 . 2转盘式标尺由两个同轴的圆盘组成,其中外盘为固定的,上面标有对应“湿温度计 ”温度值的 040 刻度线及表示相对湿度值的10 100 刻度线； 内盘可以绕轴转动,上面标有对应“干温度计 ”温度值的 040 刻度线及 “相对湿度 ”字样；转动内盘,当内.外盘上的相同温度值对准时,“相对湿度 ”的箭头正好指向100,说明空气的相对湿度为100,如图4 丙所示；请你依据以上信息,说明如何依据干.湿温度计 的示数,使用这个转盘式标尺来确定出空气的相对湿度；3中午,小宏看到干温度计的示数为 26.0,湿温度计示数

9、为22.0；到了晚上,小宏看到干温度计的示数为16.0, 湿温度计示数为12.0；请摸索并回答：1 关于中午和晚上空气的相对湿度,以下说法正确选项 精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载a 中午和晚上空气的相对湿度相同b由于中午和晚上气温不同,所以无法比较中午 和晚上空气相对湿度的大小c中午空气的相对湿度大；d晚上空气的相对湿度大；（2）请你简要地说明挑选该答案的理由；18一.（共16分） 小明利用试验室的电磁继电器.热敏电阻r1.可变电阻器 r2等器件设计了一个恒温箱掌握电路,如图1所示；其中 “沟通电源 ”为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

10、 2为小明通过试验测得的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 = 6 v ,电磁继电器线圈的电阻 可不计,通过试验测得当电流为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当接在a.b端,而不能接在 c. d端？ 3假如要使恒温箱内预设的温度可调剂范畴为90150,可供挑选的可变电阻器 r2 的电阻值有如下的几种： a0100 b0200 c01000 d01500 请问应挑选哪一个可变电阻器？为什么？4 小明设计的这个掌握电路,使用起来有何 不足之处？请你提出一种解决的方案；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载17

11、一.（ 10分）表 1中供应的为明湖中学使用的一台数学投影仪的有关数据,请依据其中的数据,通过运算回答：1.这台投影仪的耗电总功率为多大？2.假如投影仪的光 源采纳串联电阻降压的话,全部电阻的阻值应当多大？该电阻消耗的功率为多大？3.这台投影仪的光源采纳上述串联电阻降压的方法可行吗？为什么？4.假如上述方法不 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）表1 电源工作电压220v电源频率50hz光源电24v光源电10.0a压鼓风机220v流鼓风机0.1a电压电流精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载15五.（ 20 分）一所农村中学经常由于不能准时给水塔注水而停水

12、,科技小组的同学知道后,利用下图所示的器材设计了一个自动注水模拟装置；a为浮子（浮子及其连杆总重约15n ）,在浮子连杆的上端有一可移动金属触头b（其受重力可忽视不计）,它可以分别将其上.下的两 个固定触点连通；c为水塔上的圆桶形蓄水池；m为配有电动机的水泵（电泵）；d1d2为弹 簧, e1e2为衔铁, f1f2 为电磁铁线圈；k1 为最高水位限位开关.k2为最低水位限位开关k3k4k5 均为由电磁铁衔铁带动的触头开关；f1电磁铁通电时,k4 接通,断电时,k3 接通； f2电磁铁断电时,k5 接通； s1s2为开关；1.请你依据下图所示的器材,连接一个可以实现自动注水的模拟电路,并说明自动注

13、水的过程；2要实现自动注水的要求,浮子的最小体积约为多大？（ g=10n/kg ） 3. ；如设计要求每次自动注水需在10min内完成, 需要知道或测量哪些物理量才能得到相匹配电泵的最小额定功率？请你用字母表示这些物理量,推导出电泵最小额定功率的表达式；在你的运算过程中,假如运用了近似条件,请说明；15 一.（ 14 分）王伟同学讨论了匀称拉紧的琴弦发音频率与弦长的关系,并记录了实测的数据（如下表所示）；请你依据记录表中的有关数据,分析并估算出他有意留出的空格中应当填 写的数据（要求写出估算的过程）；中心d2e3f4g5a6b7c c1doremifasollasido音名唱名26429733

14、0352396440528ll 98l 54l 43l 32l 15 8l（ c 调）频率/hz弦长精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载14一.14 分1998 年某地区遭受特大洪涝灾难为了抗洪抢险, 急需在 20h内从甲地调运65t 钢材到乙地现仅剩下一艘满载时排水量为80t 的货船,船身（包括船员） 质量约 17t ,已知甲.乙两地的水路距离为80km,船行驶的平均速度为10km/ h （不计水流速度） .（ 1）请你设计一个完成此项任务的可行性方案；（2）通过分析.运算,找出正确方案（钢材的密度为7.9 ×103kg/m3）三.（ 18分）有人在夏季用简易晒水箱给水加

15、热用来淋浴,这不仅能节约能源,而且很便利李明和张华想利用这样的装置估测太阳光对地球表面辐射强度的大小也就为说,太阳光垂直照耀地球表面时,地球表面单位时间单位面积所获得的能量为多少试验装置如图 2所示,晒水箱内部为被涂黑的,箱体外加了保温层,上面开口并盖有透亮玻璃板在估测之前要第一弄清,透过玻璃板的太阳光能量到底占太阳辐射到玻璃板上的能量的百分之几？李明和张华各拿一块试验用的玻璃板,把阳光 反射到墙上的同一个地方,他们发觉,两块反射光斑重叠处的强度,和太阳光直接 照耀到地上的强度差不多（1）透过玻璃板的太阳光能量占太阳辐射到玻璃板上的能量的百分之几？你在得出这个结论时做了什么假设？假设的依据为什么？（2） 请你帮忙他们设计试验方案,并写出详细的试验步骤（ 3）请你对这个试验方案 的可行性做出评判8九.（ 13 分）