中考物理難題匯集9頁

1、008年第十八屆全國初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽復(fù)賽試題注意事項(xiàng)：1請(qǐng)?jiān)诿芊饩€內(nèi)填寫所在地區(qū)、學(xué)校、姓名和考號(hào)。2用藍(lán)色或黑色鋼筆、圓珠筆書寫。3本試卷共有六個(gè)大題，滿分100分。4答卷時(shí)間：2008年4月20日（星期日）上午9301110。題號(hào)一二三四五六總分分?jǐn)?shù)復(fù)核人得分評(píng)卷人一、（共16分）小明利用實(shí)驗(yàn)室的電磁繼電器、熱敏電阻r1、可變電阻器r2等器件設(shè)計(jì)了一個(gè)恒溫箱控制電路，如圖1所示。其中“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是小明通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得的r1的阻值隨溫度變化的關(guān)系曲線；電磁繼電器的電源兩端電壓u= 6 v，電磁繼電器線圈的電阻可不計(jì)，

2、通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得當(dāng)電流為30ma時(shí)，電磁繼電器的銜鐵被吸合。1請(qǐng)簡(jiǎn)述此恒溫箱的工作過程。2為什么恒溫箱的加熱器應(yīng)該接在a、b端，而不能接在c、d端？3如果要使恒溫箱內(nèi)預(yù)設(shè)的溫度可調(diào)節(jié)范圍是90150，可供選擇的可變電阻器r2的電阻值有如下的幾種：a0100b0200c01000d01500請(qǐng)問應(yīng)選擇哪一個(gè)可變電阻器？為什么？4小明設(shè)計(jì)的這個(gè)控制電路，使用起來有何不足之處？請(qǐng)你提出一種解決的方案。得分評(píng)卷人二、（16分）清洗機(jī)是利用高壓水清洗車輛表面污垢的機(jī)器。有一種cc5020型清洗機(jī)的銘牌如下表所示。請(qǐng)回答：型號(hào)cc5020額定壓力5mpa電源220v/50hz額定流量20l/min額定功率2.

3、2kw防護(hù)等級(jí)ip251從物理學(xué)的角度看，銘牌中有一個(gè)物理量名稱與單位不一致，請(qǐng)你指出并說明如何更正。2清洗機(jī)正常工作時(shí)，通過清洗機(jī)的電流是a。若清洗一輛汽車平均耗時(shí)10min，則清洗一輛汽車平均用水m3；平均耗電kwh。3清洗機(jī)正常工作10min，清洗機(jī)對(duì)水做多少功？4該清洗機(jī)正常工作時(shí)的效率是多少？得分評(píng)卷人三、（共15分）家庭水暖又叫“土暖氣”，是我國北方廣大農(nóng)村及一些城市使用的一種取暖設(shè)備，圖3是一種家庭水暖的安裝示意圖，其中下水管的d端比a端略高，其坡度為1:100。請(qǐng)看圖思考并回答以下問題：1這種水暖設(shè)備并沒有應(yīng)用水泵，但是當(dāng)點(diǎn)燃鍋爐后，水便可以在管中按箭頭所示方向自行流動(dòng)。請(qǐng)具體

4、分析管中的水流動(dòng)的原因是什么。2為什么要安裝放氣閥？3使用該套設(shè)備時(shí)，對(duì)水箱中的水位高低有什么要求？得分評(píng)卷人四、（16分）有一種wsj-60型號(hào)電水壺，圖4是電水壺的電路圖，l1為電源指示燈、l2為保溫指示燈、l3為加熱指示燈，r1、r2、r3為指示燈的保護(hù)電阻，其大小為100k左右；r為加熱器，其電阻小于100；s1、s2為壓鍵開關(guān)；st溫控器是一個(gè)雙金屬片溫控開關(guān)，當(dāng)溫度較低時(shí)，其處于閉合狀態(tài)，當(dāng)溫度升高到一定值后，會(huì)自動(dòng)斷開，從而實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)溫度開關(guān)控制。當(dāng)水壺放在底座上時(shí)，就分別壓下壓鍵開關(guān)s1、s2，并接通電路，如果插頭插入插座后，就接通了電源，電源指示燈就亮，反之就斷開。該壺有手動(dòng)

5、和自動(dòng)兩種工作狀態(tài)。當(dāng)鈕子開關(guān)撥到手動(dòng)擋時(shí)，加熱電阻連入，開始加熱，水沸騰以后再將鈕子開關(guān)撥回。當(dāng)鈕子開關(guān)撥到自動(dòng)擋時(shí)，此時(shí)通過st溫控器將加熱電阻連入，并開始加熱；當(dāng)水沸騰后，st溫控器的觸點(diǎn)斷開，進(jìn)入保溫狀態(tài)，保溫指示燈亮；當(dāng)水的溫度低于某溫度后，st溫控器又重新接通，再次進(jìn)入加熱狀態(tài)。若加熱器電阻阻值隨溫度改變而發(fā)生的變化可忽略不計(jì)，根據(jù)以上敘述與觀察，請(qǐng)回答以下問題。1在下列空格中填寫“亮”或“不亮”(1)手動(dòng)狀態(tài)通電工作時(shí)，電源指示燈，加熱指示燈，保溫指示燈。(2)自動(dòng)狀態(tài)通電工作時(shí)，水沸騰前：電源指示燈，加熱指示燈，保溫指示燈。水沸騰后：電源指示燈，加熱指示燈，保溫指示燈。2現(xiàn)將一

6、滿壺25的水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下燒開需時(shí)10min，請(qǐng)計(jì)算該電水壺的熱效率。水的比熱容c=4.2103j(kg)。3通過分析電水壺的電路，說明為什么處于自動(dòng)狀態(tài)下，水未沸騰前，保溫指示燈是不亮的?4試計(jì)算電水壺正常工作時(shí)其加熱電阻的阻值是多大?如果指示燈的保護(hù)電阻的大小是100k，當(dāng)它處于保溫狀態(tài)時(shí)，試計(jì)算電水壺保溫時(shí)的功率有多大?由此可以說明什么問題?得分評(píng)卷人五、（18分）醫(yī)院里的護(hù)士使用如圖5所示的裝置給患者輸液。小雨發(fā)現(xiàn)照這樣做法，護(hù)士為患者多次更換藥瓶比較麻煩，于是就設(shè)計(jì)了圖6所示的三瓶串接的方案。請(qǐng)分析回答：1.圖5中藥液為何會(huì)勻速滴下？2.圖6中哪個(gè)藥瓶中的藥液先流完？為什么？3.根據(jù)

7、病房的現(xiàn)有條件，如果要估測(cè)出輸液過程中的一滴藥液的質(zhì)量，需要收集哪些數(shù)據(jù)，請(qǐng)寫出表達(dá)式，并簡(jiǎn)要說明估測(cè)中作了哪些近似處理。得分評(píng)卷人六、（12分）曉欣同學(xué)看到一些小汽車的尾部都標(biāo)有“0.8”、“1.6”、“1.8”或“2.0”等字樣，他上網(wǎng)查詢得知這是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)“排氣量”的數(shù)值。所謂排氣量就是發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的工作容積，是指所有氣缸內(nèi)活塞從下止點(diǎn)到達(dá)上止點(diǎn)所掃過的容積之和。一般情況下發(fā)動(dòng)機(jī)的“排氣量”越大，功率越大。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)每一個(gè)工作循環(huán)要經(jīng)歷四個(gè)沖程，帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)2周。現(xiàn)有一輛小轎車發(fā)動(dòng)機(jī)排氣量為1.8l，最大功率為74kw，當(dāng)該發(fā)動(dòng)機(jī)以最大功率工作時(shí)，曲軸的轉(zhuǎn)速為5200r/min。汽油機(jī)工作

8、時(shí)的最佳空燃比（即空氣和燃油的質(zhì)量比）為14:1，壓縮比是10（即氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積的比值），若發(fā)動(dòng)機(jī)在最大功率時(shí)汽油和空氣的混合密度為1.35kg/m3,汽油的熱值為4.6107j/kg、密度為0.71103kg/m3。請(qǐng)計(jì)算：1.這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)在最大功率時(shí)的熱機(jī)效率。2.發(fā)動(dòng)機(jī)在最大功率時(shí)，汽車的最高時(shí)速為175km/h，計(jì)算在此情況下汽車每百公里油耗為多少升。2008年第十八屆全國初中物理知識(shí)競(jìng)賽復(fù)賽試題答案一、（16分）參考答案1恒溫箱溫控系統(tǒng)是由交流電加熱電路和直流控制電路組成，適當(dāng)調(diào)節(jié)變阻器r2的阻值，利用熱敏電阻r1的性能和阻值等使該系統(tǒng)能保證恒溫箱的溫度保持在預(yù)設(shè)的溫度范圍內(nèi)。

9、工作過程如下：當(dāng)恒溫箱內(nèi)的溫度達(dá)到或者超過預(yù)設(shè)之最高溫度時(shí)，熱敏電阻r1的阻值下降，直流控制電路中電流增大，電磁繼電器吸合銜鐵，切斷交流加熱電路，恒溫箱開始降溫。（1分）當(dāng)恒溫箱內(nèi)的溫度低于預(yù)設(shè)之最低溫度時(shí)，熱敏電阻r1的阻值增大，直流控制電路中電流減小，電磁繼電器釋放銜鐵，交流加熱電路接通，恒溫箱又開始升溫。（1分）如此反復(fù)接通和斷開交流加熱電路，使恒溫箱的溫度保持在預(yù)設(shè)溫度范圍內(nèi)。（1分）2恒溫箱的加熱器應(yīng)接在a、b端。這樣溫度高于預(yù)設(shè)最高溫度時(shí)，電磁繼電器的銜鐵吸合，停止加熱；而溫度低于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，電磁繼電器的銜鐵斷開，進(jìn)行加熱。這樣才能實(shí)現(xiàn)溫度控制。（2分）如果加熱器在c、d兩端，當(dāng)溫

10、度高于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，r1的阻值減小，電磁繼電器的銜鐵吸合，加熱器繼續(xù)工作，溫度將更高，這樣就無法實(shí)現(xiàn)恒溫控制。（2分）3電磁繼電器吸合時(shí)的電流為30ma，則控制電路的總電阻為r總=r1+r2=200（1分）控制90時(shí)，由曲線圖可知，r1=50，可變電阻值應(yīng)為r2=200-50=150（1分）控制150時(shí)，由曲線圖可知，r1=30，可變電阻值應(yīng)為r2=200-30=170（1分）所以，要選一個(gè)能提供150170阻值的可變電阻器，選擇b即可滿足上述阻值要求，又能便于調(diào)節(jié)，故選用b即可。（1分）4小明設(shè)計(jì)的這個(gè)電路，從理論上講控制的只是一個(gè)固定的溫度值，這樣使用時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)恒溫箱內(nèi)溫度在某一固定值附近

11、時(shí)，電磁繼電器頻繁通斷的現(xiàn)象，這對(duì)電磁繼電器和加熱器電路的使用壽命是十分不利的。（2分）為了解決這個(gè)問題，可以設(shè)想制造一種繼電器，當(dāng)已經(jīng)達(dá)到了預(yù)設(shè)的溫度時(shí)，繼電器達(dá)到吸合電流值（如此題中的30ma），這種繼電器可以延長一段時(shí)間或限時(shí)到規(guī)定時(shí)間才吸合，從而斷開被控制電路。（2分）當(dāng)?shù)陀陬A(yù)設(shè)的溫度時(shí)，通過繼電器的電流小于吸合電流值，這種繼電器同樣可以延長一段時(shí)間或限時(shí)到規(guī)定時(shí)間才釋放銜鐵。從而實(shí)現(xiàn)繼電器和加熱電路有一個(gè)較長的穩(wěn)定工作狀態(tài)，達(dá)到既能實(shí)現(xiàn)恒溫控制又能延長使用壽命的目的。（1分）（說明：只要提出的設(shè)計(jì)合理，即可得分）二、（16分）參考答案1銘牌中的“額定壓力”與單位“mpa”不一致，應(yīng)改

12、為“額定壓強(qiáng)”，單位不變。（2分）210，0.2，0.37（每空1分共3分）（3分）3設(shè)恒力f作用在水上，使水移動(dòng)了距離l，則f對(duì)水做的功w=fl，（2分）而f=ps，所以w=fl=psl=pv（3分）清洗機(jī)正常工作10min，清洗機(jī)噴出的水的體積為v=20l/min10min=0.2m3（1分）清洗機(jī)對(duì)水做功w=pv=5mpa0.2m3=1.0106j（1分）4清洗機(jī)消耗的電能w電=pt=2.2kw10min=1.32106j（2分）該清洗機(jī)正常工作時(shí)的效率=w/w電100%=75.8%（2分）三、（16分）參考答案1在管中a點(diǎn)附近取一截面，截面右側(cè)水管abc段中的水溫高，密度a右??；（2分

13、）水經(jīng)暖氣片放熱后，溫度降低，所以水管cda段中的水溫較低，密度a左較大（2分）根據(jù)液體壓強(qiáng)公式p=gh，a截面左側(cè)cda段中的水產(chǎn)生的壓強(qiáng)大于右側(cè)abc段水的壓強(qiáng)，因此水管中的水會(huì)按逆時(shí)針方向流動(dòng)。（2分）同時(shí)安裝水管時(shí)又有一定的坡度，即d端高、a端低，為水的逆時(shí)針流動(dòng)創(chuàng)造了有利的條件（2分）（說明：只說明“上暖氣”中水的流動(dòng)是對(duì)流，而沒有詳細(xì)解釋的給2分）2當(dāng)水管中有空氣時(shí)，氣泡會(huì)沿管道向上移動(dòng)，并匯集在最高處，包括管道中向上凸起的部分、暖氣片的頂部等處。（3分）如果匯集的氣體過多，會(huì)形成氣柱，分?jǐn)嗔怂苤械乃?，阻礙水的流動(dòng)，從而影響用熱水供暖的效果。（2分）3水箱中的水位一定要高于整個(gè)循

14、環(huán)水路的最高點(diǎn)，才能在整個(gè)循環(huán)水路中灌滿水（1分）否則循環(huán)水路中就會(huì)有空氣，水就不能正常流動(dòng)，從而影響用熱水供暖的效果。（2分）四、（16分）參考答案1（1）亮，亮，不亮；（2分）（說明：全對(duì)為2分，答錯(cuò)一個(gè)扣一分，直到扣完2分為止）（2）亮，亮，不亮；亮，不亮，亮。（4分）（說明：全對(duì)為4分，答錯(cuò)一個(gè)扣一分，直到扣完4分為止）2q有=cv（t1-t0）=3.15105j（1分）q總=600w1060s=3.6105j（1分）=q有/q總=87.5%（1分）3當(dāng)電水壺處于自動(dòng)狀態(tài)下，水未沸騰前，保溫指示燈與st雙金屬片溫控器并聯(lián)，（1分）且st雙金屬片溫控器處于聯(lián)通短路狀態(tài)，（1分）所以保溫指

15、示燈被短路不亮。（1分）4由p=u2/r得電水壺正常工作時(shí)其加熱電阻的阻值r=u2/p=80.7（1分）保溫狀態(tài)時(shí)，通過電熱器的電流i=u/（r1+rl1+r2）u/r2=2.210-3a（1分）就以這個(gè)電流計(jì)算，保溫狀態(tài)時(shí)電熱器的發(fā)熱功率為p=i2r=3.910-4w（1分）即可以近似認(rèn)為不發(fā)熱。所以保溫狀態(tài)下的水溫逐漸降低。（1分）五、（18分）參考答案1如答圖1為例說明輸液過程：開始時(shí)瓶中氣體的壓強(qiáng)大約是1個(gè)大氣壓，藥瓶吊在高處，從瓶中液面到插在病人血管中的針頭處有相當(dāng)大的高度差，這段液柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)使針頭處藥液的壓強(qiáng)較大，大于血管中的壓強(qiáng)，藥液自動(dòng)流入血管。（2分）藥液流出使瓶中的（一定

16、質(zhì)量的）氣體體積變大，壓強(qiáng)降低，瓶中氣體壓強(qiáng)小于大氣壓，大氣壓強(qiáng)將空氣從進(jìn)氣管壓入瓶中，使瓶中空氣的壓強(qiáng)基本上保持在一個(gè)大氣壓（一個(gè)大氣壓相當(dāng)于10.3m高水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)，而在輸液情況下液面升降幅度不足0.2m，可見壓強(qiáng)相當(dāng)穩(wěn)定），使藥液均勻地流下。（2分）2甲瓶的藥液先流完。（1分）因?yàn)榧?、乙、丙三瓶采用串?lián)的方式，其工作情況是這樣的：藥液從丙瓶中流下，丙瓶中空氣體積增大、壓強(qiáng)下降，乙瓶中空氣將乙瓶中藥液壓入丙瓶補(bǔ)充，使丙瓶液面保持不變。（1分）藥液從乙瓶中流至丙瓶后，乙瓶中空氣體積增大、壓強(qiáng)下降，甲瓶中空氣將甲瓶中藥液壓入乙瓶補(bǔ)充，使乙瓶液面保持不變。（1分）藥液從甲瓶中流至乙瓶后，甲瓶中

17、空氣體積增大、壓強(qiáng)下降，大氣壓將外界空氣壓入甲瓶，甲瓶中液面下降。（1分）液體如此流動(dòng)，直到甲瓶的藥液全部流完，這時(shí)甲瓶中空氣與外界直接連通，連接甲、乙兩瓶的管子相當(dāng)于甲瓶當(dāng)初的進(jìn)氣管。（1分）以后的過程是藥液從丙瓶流入血管，乙管中藥液流入丙瓶補(bǔ)充，空氣流入乙瓶，直至乙瓶中藥液流完，乙瓶與大氣直接連通。然后才是空氣直接進(jìn)入丙瓶，直到丙瓶中藥液逐漸流完。（1分）（說明：大致按分析的幾步計(jì)分即可）3收集數(shù)據(jù)和計(jì)算步驟如下：從藥瓶上的刻度讀出瓶中藥液的體積v1（1分）當(dāng)某一滴藥液剛好落下時(shí)數(shù)“0”開始記時(shí)，當(dāng)數(shù)到第“n”個(gè)液滴滴下時(shí)停止記時(shí)，記下所用時(shí)間t0（1分）算出一個(gè)液滴下落的時(shí)間間隔為：t=n（1分）記下完成一瓶滴注的時(shí)間t（1分）算出一瓶藥液的總滴數(shù)n=nt/t0（1分）算出每滴藥液的體積為：v0=v/n=vt0/（nt）（1分）則每滴藥液的質(zhì)量為m=水v0=水vt0/（nt）（1分）上述估算中兩處作了近似處理：把藥液的密度看作水的密度。忽略了輸液結(jié)束時(shí)瓶中殘留的藥液。（1分）（說明：大致按分析的幾步計(jì)分即可）六、（18分）參考答案1這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)在最大功率時(shí)1min內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)做的有用功w有=74103w60s=4.44106j（2分）在1min內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)5200r，吸入汽油和空氣的混合氣2600次（2分）