1、2015年江西省上饶县二中九年级应用物理知识竞赛复赛模拟试题（六） 计算题 下图是一个上肢力量健身器示意图。配重 A 受到的重力为 1200N，其底面积为 510-2m2,BC都是定滑轮， D是动滑轮；杠杆 EH可绕 O点在竖直平面内转动， OE:OH 2:5.小成受到的重力为 600N，他通过细绳在 H点施加竖直向下的拉力 T1时，杠杆在水平位置平衡，小成对地面的压力为 F1,配重 A受到的拉力为 FA1,配重 A 对地面的压强 P1为 6103Pa;小成在 H点施加竖直向下的拉力为T2时，杠杆仍然在水平位置平衡，小成对地面的压力为 F2，配重 A受到的拉力为 FA2,配重 A对地面的压强
2、P2为 4103 Pa。已知 F1:F 2 20:19，杠杆和细绳的质量均忽略不计。求 （ 1）拉力 FA1;（ 2）拉力 T2;（ 3）动滑轮 D受到的重力 G. 答案： 小明同学利用活塞式抽水机吸水时，忽然想到用活塞抽水机吸水时所用压力与大气压和水的深度有关。他灵机一动，想测算一下地下水的深度，他找来刻度尺测出相关数据，（如图）并把一个空水桶用绳系在压柄末端，并使压柄处于水平位置，逐渐向桶内加水，当压柄开始匀速下落时取下， 用杆称出桶与水总质量为 7.85kg.如果当时大气压为 1标准大气压。活塞与筒壁摩擦不计g=10N/kg，试计算地下水距地面的深度为多少米？ 答案：桶与水重 G=mg=
3、7.8510N/=78.5N 活塞面积 S=3.14R2 设压柄末端为 A,则压柄长为 OA, 设 OC垂直于连杆 ,空气对活塞向下的压力为 F,水对活塞向上的压力为 f,根据杠杆平衡条件得 : GOA=(F-f)OC (1) 又因为 F=PS f=(P-水 gH)S 所以 F-f=水 gHS (2) (2)代入 (1)得 : H=5m 所以 水深 H水 =H-h=4m 简答题 如图表示普通电冰箱内温度控制器的结构，铜制的测温泡 1，细管 2和弹性金属膜盒 3连通成密封的系统里面充有氯甲烷和它的蒸汽，构成了一个温度传感器膜盒 3为扁圆形 (图中显示它的切面 )，右表面固定，左表面通过小柱体与弹
4、簧片 4连接盒中气体的压强增大时 ,盒体就会膨胀测温泡 1安装在冰箱的冷藏室中 5， 6分别是电路的动触点和静触点，控制制冷压缩机的工作拉簧 7的两端分别连接到弹簧片 4和连杆 9上连杆 9的下端是装在机箱上的轴 .凸轮， 8是由设定温度的旋钮 (图中未画出 )控制的逆时针旋转时凸轮连杆上端右移，从而加大对弹簧 7的拉力 (1)为什么当冰箱内温度较高时压缩机能够自动开始工作 ,而在达到设定的低温后又自动停止工作 (2)为什么用凸轮可以改变设定的温度 答案：（ 1）当冷藏室里的温度升高时， 1、 2、 3中的氯甲烷受热膨胀，弹性金属膜盒 3的左端膨胀，推动弹簧片 4向左转动，使 5、 6接触，控
5、制的压缩机电路开始工作制冷，当温度下降到一定程度，氯甲烷受冷收缩， 5、 6 又分开，制冷结束，直到下次温度升高再重复上述过程。 （ 2）将凸轮 8逆时针旋转，凸轮将连杆 9向右顶，使得弹簧 7弹力增大，此时要将 5、 6触点接通，所需要的力就要大些，温度要高一些，即温控挡应低一些（例如 1级），顺时针旋转凸轮 8，控制的温度低一些，控温挡要高一些。 综合题 如图是电饭锅的实物图，图（甲）是它的内部电路图，图（乙）是电路简图它有 “高温烧煮 ”和 “焖饭、保温 ”两挡，由温控开关自动控制煮饭时，先要按下温控开关按钮；到达设定温度（饭已煮熟），按钮会自动弹起 （ 1）对照观察图（甲）和（乙），温
6、控开关按钮未按下时， “烧煮电路部分 ”与“保温电路部分 ”是 _关系（选填 “串联 ”或 “并联 ”）；按下温控开关按钮 “烧煮电路部分 ”的 电压为 _V， “保温电路部分 ”将 _（选填 “工作 ”或 “不工作 ”）；温控开关按钮弹起后，电路中的电流比原来 _（选填“大 ”或 “小 ”） （ 2）当温控开关按钮按下时，电饭锅电路的总功率为 1100W。求： “烧煮电路部分 ”的电阻 R1 （ 3）温控开关按钮弹起后，电饭锅电路的总功率为 44W。 求： 电路中的电流； “保温电路部分 ”的电阻 R2 （ 4）已知，只有当指示灯和限流器两端的电压与电源电压相差不大时，指示灯才会发光请通过相
7、关计算或分析，说明为什么温控开关按钮弹起时，红灯熄灭而黄灯亮 答 案： 漏刻是我国古代一种用滴水来计量时间的仪器。 如图所示是漏刻的简单模型。图中容器 A是底面积为 250cm2的圆柱形薄壁玻璃缸，容器顶盖上有大小两个孔； B是用密度为 0.5103kg/m3塑料制作的边长为10cm立方体底托； C为质量可忽略不计、总长度为 60cm的轻质塑料标尺，标尺的一端与底托相连，标尺上均匀的刻有厘米刻度； D为固定于容器盖口处的指示箭头。某次模拟计时实验中，同学们先将自来水龙头调至均匀间隙滴水状态，并测得水龙头每分钟滴水 50滴，并用量筒测得每 50滴水的体积为 25.0cm3.再在容器 A中加入 适
8、量水 ,将底托 B放入水中 ,使其浮于水面上 ,此时标尺 C呈竖直状态且位于大孔下方 ,指示箭头 D恰好指于标尺的顶端零刻度处。此时开始滴水计时，假设整个计时过程标尺始终处于竖直状态，经过 3小时后，问： （ 1）指示箭头 D应指在标尺上何处？ （ 2）此时标尺和底托所受的浮力是多少牛顿？ （ 3）此装置最多还能计时几小时？ （ 4）若要使此装置的计时总时间增加一倍，最简单的办法是什么？简要说明理由。 答案：（ 1）设每 50滴水的体积为 V0=25。 0cm3， 3小时滴水总体积为 V，则： V=180V0=4500cm3 容器 A内水面 上升高度： h=V/SA=4500/250cm=18
9、cm 所以此时批示箭头应指在标尺上 18cm处。 （ 2）因为标尺和底托始终处于漂浮状态，所以它们所受的浮力和重力二力平衡。 即： F浮 =G=gV=0.5103kg/m310N/kg(0.1)3cm3=5N (3)因为标尺每 10分钟上升 1cm,所以再上升 42cm需要 420分钟 ,即还能计时 7小时 . (4)可采用以下方法 :其他条件不变的情况下，将水龙头的滴水速度减为原来的一半。 答案： 右图是一个加热、保温电路的一部分。电热丝 R1规格为 “220V 1100W”， 限流电阻 R2=506。电路的工作原理是：当温控开关 S接 a时，电热丝 R1接入电路，电路处于加热状态；当达到一
10、定温度时，温控开关 S自动从 a切换到 b，电路处于保温状态。正常工作时，加热功率 1100W，保温功率 88W。 (电源电压保持不变，电阻不随温度变化。 ) (1)请你按照上述原理，对右图进行连线，使它成为完整的电路图； (2)某天在使用 (1)中已经连接完整的电路时， R1烧毁了。有人想使电路恢复正常工作，设计了下面方案。请通过计算、分析，对两个方案作出评价： 方案一：用 “220V220W”电热 丝 R3、 “220V 880W”电热丝 R4串联替代 R1； 方案二：用两根都是 “220V 550W”的电热丝 R5并联替代 Rl。 (3)请你选用下表所提供的电热丝，再设计一个方案，使 (
11、2)中损坏的电路恢复正常工作，并说明设计理由。 电热丝： 符号 R6 R7 R8 R9 规格 220V 500W 220V 600W 220V 2200W 110V 550W 数量 1 1 2 3 答案：（ 1）如图所示 （ 2分） （ 2）方案一： （ 2分） R3= U2/ P3 =(220V)2/220W=220 同理 R4= 55 R3、 R4串联后 : 加热时： P 串 = U2/(R3+R4)=(220V)2/(220+55)=176W 1100W 保温时： P串 =U2/( R3+R4+R2)= (220V)2/(220+55+506)62.0W88W 两项都不合题意要求 ,方案
12、一不可行。 方案二： （ 2分） R1=U2/P1=(220V)2/1100W =44，同理 R5= 88。两根电热丝 R5并联后总电阻值是 44，能替代 R1，加热时功率为 1100W;保温时功率为 88W。正常工作时 ,两项都合要求。 但是，当其中一根电热丝烧坏时，电路仍可以工作。 加热时： R5正常工作， P=550W 1100W 保温时： P= U2/(R2+R5)= (220V)2/(506+88) 81.5W 88W 断了一根电热丝后，两项都不合要求，而且不能及时发现加以排除。可见方案二不是最佳的。 （ 3）设计如下： （ 2分） 将两根 “110V 550W”电热丝 R9串联替代
13、 R1。 理由：一个电热丝的电阻值为 R9 R9=U2/P=（ 110V） 2/550W=22 两根电热丝串联后总阻值是 44，接在 220V电压下能正常工作，能完 全等效 替代 R1，符合题意要求。 其它设计，只要符合题意要求均给分。 为了配合今年 “世界环境日 ”的主题活动，小明所在的课外活动兴趣小组对街上行驶的电动自行车和摩托车做了一个调查，下表中所列的是某品牌电动自行车和摩托车的部分技术参数： （ 1）假设给电动自行车的蓄电池充电时，消耗的电能全部转化为蓄电池的化学能。那么，电动自行车每行驶 1Km电动机平均做的有用功大约是多少？当自行车以最高车速匀速行驶时，电动机的功率大约是多大？ （ 2）摩托车每行驶 1Km大约要消耗多少能量？ （ 3）与摩托车相比，电动自行车有哪些优势？（说出一个方面） （汽油的密度： 0.71103kg/m3；汽油的热值： 4.6107J/ kg ） 答案： (1)0.009kW h（或 3.24104J）； 240W (2)8.17105J (3)噪声小；污染小；能耗低
