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（四） 计算题 干电池本身有一定的电阻，因此，实际干电池可以等效为一个没有电阻的理想干电池和一个阻值一定的电阻相串联而成。如图所示，电源由几个相同的干电池组成。合上开关 S，变阻器的滑片从 A端滑到 B端的过程中，电路中的一些物理量的变化，如图甲、乙、丙所示，图甲为电压表示数与电流表示数关系，图乙为干电池输出功率跟电压表示数关系，图丙为干电池输出电能的效率与变阻器接入电路电阻大小的关系，不计电表、导线对电路的影响， 求：（ 1）串联的干电池个数。 （ 2）变阻器的总电阻。 （ 3）甲、乙、丙三个图上的 a、 b、 c各点的坐标。 答案
2、：）由甲图，短路电流： ， 3A 由乙图： ，即 4.5W U=6V， R0=2 ， 4个电压为 1.5V的干电池组成。（ 2分） （ 2）由丙图： ， 0.8 ， R=8 （ 2分） （ 3）由丙图， c（ 8， 0.8）（ 1分） 由 0.6A， Ua=U-IR0=6V-0.6A2 =4.8V，得： a（ 0.6， 4.8）（ 1分） 在乙图， b的横坐标为： U=3V，得： b（ 3， 4.5） （ 1分） 如图所示是一种居民楼电梯结构的截 面示意图。 A为电梯，厢底有两个动滑轮 B 其功能相当于一个动滑轮，使用两个动滑轮的好处是能帮助电梯保持稳定。 C 为配重，起平衡作用。在拉力 F
3、作用下电梯厢能在电梯井中沿竖直通道上下运行。现有 10 个人同时乘坐电梯（每个人的质量均按 60kg计算），电梯厢以 0.5m/s的速度匀速上升时，拉力为 F1 , F1的功率 P1为 10kw ，动滑轮 B 的机械效率为 1；电梯厢运行了 12m 后，从电梯中下去了 5个人，此后电梯厢以 0.5m/s的速度匀速上升时，拉力为 F2， F2的功率为 P2，动滑轮 B 的机械效率为 2（不计绳重及 滑轮摩擦， g 取 10N/kg） 求： （） 1： 2; （）拉力 F2的功率 P2 。 答案： （ 2）拉力 F2的功率 P2为 8.5103W 简答题 如图甲所示为测量血压的压力传感器在工作时的
4、示意图，薄金属片 P固定有 4个电阻 R1、 R2、 R3、 R4，如图乙，左边是它的侧面图，这 4个电阻连接成电路如图丙所示，试回答下列问题： （ 1）开始时，金属片中央 O 点未加任何压力，欲使电压表无示数，则 4个电阻应满足怎样的关系？并证明之。 （ 2）当 O 点加一个压力 F后发生形变，这时 4个电阻也随之发生形变，形变后各电阻大小如何变化？ （ 3）电阻变化后，电路 A、 B两点中哪点电势较高？它为什么能测血压？ 答案：（ 1）电压表无示数，说明 A、 B两点等势，达到电桥平衡 .所以R1R4=R2R3. （ 2） O 点加压后，金属片发生形变，由于四个电阻是固定在金属片上的，所以
5、R1、 R4被拉长， R2、 R3被拉宽，故 R1、 R4电阻增大， R2、 R4减小，电桥平衡破坏 . （ 3） R1、 R4电阻增大，导致 A、 B两端电压增大，所以 A点电势将高于 B点 .血压越高 F越大，金属片形变越大，电阻变化越大，电压表的示数越大，从而测量出 人体血压 （ 1）要是电压表无示数，说明 A、 B两点电压相等， A、 B间等势，达到电桥平衡 .所以有 R1R4=R2R3。及 4各电阻要满足的条件是 R1R4=R2R3。 （ 2） O 点加压后，金属片发生形变，由于四个电阻是固定在金属片上的，所以R1、 R4被拉长， R2、 R3被拉宽，故 R1、 R4电阻增大， R2
6、、 R4减小，电桥平衡破坏。 （ 3） R1、 R4电阻增大，导致 A、 B 两端电压增大，所以 A 点电势将高于 B 点。血压越高 F越大，金属片形变越大，电阻变化越大，电压表的示数越大，从而测量出人体血压。 古人曾设计如图所示的一种秤，来确定著名的 “王冠之谜 ”中的王冠的含金量。 AB为 1m多长的秤杆，再正中 o点支起，先在 B端挂一块纯金样品， A端砝码盘中放与样品等重的砝码，秤杆平衡。当让金块浸没在水中时，砝码盘悬点 A点移动到 X点，秤杆平衡。记下 X的位置。然后将样品改成纯银块，经过同样的操作并在秤杆上记下 Y 点。现将王冠挂到 B端重复上述操作，在秤杆 X，Y 两点间 Z 点
7、， XZ=a， YZ=b，则王冠中含金银之比即为 b： a，试说明其原理。答案：略 综合题 某学生为了测量一物体的质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比 于受压面的压力 (比例系数为 k)，如图所示。测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为零；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压 U。现有下列器材：力电转换器、质量为 m0 的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个，开关及导线若干、待测物体 (可置于力电转换器的受压面上 )。 请在如图所示的方框内完成对该物体质量的测量。 (1)设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能
8、大，在方框中画出完整的测量电路图。 (2)简要说明测量步骤，求出比例系数 k，并测出待测物体 的质量 m。 (3)请设想实验中可能会出现的一个问题。 答案：随着生活水平的提高，伴随着心血管病也比以前增加了为了提高生活质量，延长人的寿命，掌握心血管健康活动的常识就显得十分重要，心脏在人的一生之中之所以能够 不停地跳动而不疲倦，其原因之一在于它的活动具有节律性，图中是心脏每跳动一次，心房和心室的舒张、收缩情况： （ 1）从图分析，心脏在人的一生中不停地跳动，为什么不会疲倦？ （ 2）如果有人心率为 75 次 min，则每搏的输出量为 70ml，每分钟输出量为 ，一般情况下，长跑运动员与正常人相比，
9、心率较 慢，但 较多，所以能满足运动时的供血 （ 3）如果有人的心率为 75 次 min，则心脏每跳动一次所需的时间是 ，心房、心室共同处于 期，所占的时间约为 （ 4）若某人的心脏每分钟跳动 75次，心脏收缩压为 135mmHg（ lmmHg133 322Pa）收缩一次输出血量平均为 70ml，那么心脏收缩时的平均功率有多大？ 答案：（ 1）从图中可以看出，如果心率是 75次 min，其中心房只工作（收缩）了 0 1s，休息（舒张）了 0 7s，心室工作了 0 3s，休息了 0 5s，可见心脏每跳动一次，心房、心室的舒张期比收缩期长，心脏有充分休息的时间，因此人的一生，心脏不停地跳动而不知疲
10、倦 （ 2） 5250ml（每搏输出量是指心脏跳动一次，心脏收缩时向动脉输出的血量，每收缩一次输出 70ml，每分输出量为 7075=5250ml） 经常参加体育锻炼的人，心肌发达，搏动有力，每搏输出量比一般人要大 （ 3） 0 8s 舒张 0 4s（心脏每分钟跳动的次数叫心率） （ 4）心脏收缩一次做功： W=P V P=135mmHg 1 8104Pa V 70ml 710-5m3 W 1 8104Pa710-5m3 1 26J 每分钟，心脏做功 W/=751 26=94 5J 心脏收缩时平均功率为 =94 5/60=1 6W （ 6 分）现有电压为 6V 并保持不变的电池组一组， “6V
11、 2A”的小灯泡一只，010 的滑动变阻器一只，开关一只，若干导线，连接成一个小灯泡亮度可以调节的电路。画出满足上述要求的可能电路图，并分析所设计的小灯泡调光电路在使用时的优点和缺点，说明理由。 答案：电路图如图所示。（ 2分） 对于甲图，变阻器电阻为零时，小灯泡的最大电流为： ，小灯泡正常发光。变阻器电阻 最大时，小灯泡的最小电流为： ，小灯泡不会熄灭。因此，小灯泡亮度调节范围较小。（ 1分） 对于乙图，小灯泡的最大电流为： ，小灯泡正常发光。小灯泡两端的电压可调到零，最小电流： 0，灯熄灭。因此，小灯泡亮度调节范围很大。（ 1分） 在小灯泡同样亮度下，乙电路的电源输出电流大于甲电路，消耗的电能多，在小灯泡电流为零不发光时，电源输出电流不为零，仍消耗电能。因此，从消耗电能的角度来看，乙电路不经济。（ 2分） 小陆拆开收音机发现有一块电路板 ,其上面有许多元件和电阻联成网络 ,如果不拆下电阻 ,而要测量其中一只电阻的大小（ 如图所示的 Rx），在给定干电池一节电流表电压表及导线若干的条件下，是否可以？如可以的话，请在图上画出其测量的电路图 答案：略
