第十二屆全國初中應(yīng)用物理知識競賽復(fù)賽試題

    一、(10分)有一支縫衣用的鋼針，與磁鐵接觸后磁化，試說出三種簡單實用的方法、判斷它的南北極。

    二、(12分)洗浴用的電熱水器的電功率是1．2kw，熱水器內(nèi)筒的直徑是30cm，高是50cm。如果加熱過程中的熱量散失率為10％，則把水從20℃加熱到70℃需要多長時間?

    三、(14分)攝影膠片的感光能力一定時，要獲得正確曝光的底片，鏡頭的透光面積和曝光時間的組合就應(yīng)該是一定的。鏡頭的透光面積由叫做“光圈”的機(jī)構(gòu)控制，通常有22、16、ll、8、5．6、4、2．8等數(shù)字代表，22就表示此時鏡頭透光的直徑是它的焦距f的1/22，依此類推。

曝光時間的長短由叫做“快門”的機(jī)構(gòu)控制，通常用500、250、125、60、30、15等數(shù)字代表，500就表示此時曝光的時間是1/500s，依此類推�，F(xiàn)在通過試攝已經(jīng)知道，光圈、速度的最佳曝光組合是ll、15，如果為了其他需要而必須先用5．6的光圈，試計算應(yīng)該選用的快門速度。

    四、(14分)已知空氣的密度為1．29kg/m3，估算人體在空氣中受到的浮力。

    五、(14分)某機(jī)床上使用一臺直流電動機(jī)，標(biāo)有“36V，24W"’的字樣。用多用電表測得電機(jī)的電阻為2Ω。試計算臺電動機(jī)在滿負(fù)荷工作時的效率。    六、(14分)小剛今年15歲，因重感冒輸液，針頭插在左手背的靜脈上。其間他必須下床，這時他發(fā)現(xiàn)只有右手把藥瓶高高舉起時，血液才不會回流輸液管內(nèi)。試根據(jù)這個現(xiàn)象估算，他手上靜脈的血壓比大氣壓強(qiáng)大多少。這個差值相當(dāng)于多少毫米高的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)(水銀的密度是13．6×lO³kg／m³)?  

    七、(14分)下表摘自一個冰箱的說明書．依據(jù)表中的數(shù)據(jù)計算冰箱在給定的工作狀態(tài)下壓縮機(jī)平均每天工作時間。并回答：要帶著外包裝把冰箱搬到室內(nèi)，屋門寬度不能小于多少?

    八、(8分)下圖中的甲、乙兩個房間里的兩壺水都已燒開，試判斷哪個房間的氣溫比較

高。說明理由。

    第十二屆全國初中應(yīng)用物理知識競賽復(fù)賽試題

    一、(10分)有一支縫衣用的鋼針，與磁鐵接觸后磁化，試說出三種簡單實用的方法、判斷它的南北極。

    二、(12分)洗浴用的電熱水器的電功率是1．2kw，熱水器內(nèi)筒的直徑是30cm，高是50cm。如果加熱過程中的熱量散失率為10％，則把水從20℃加熱到70℃需要多長時間?

    三、(14分)攝影膠片的感光能力一定時，要獲得正確曝光的底片，鏡頭的透光面積和曝光時間的組合就應(yīng)該是一定的。鏡頭的透光面積由叫做“光圈”的機(jī)構(gòu)控制，通常有22、16、ll、8、5．6、4、2．8等數(shù)字代表，22就表示此時鏡頭透光的直徑是它的焦距f的1/22，依此類推。

曝光時間的長短由叫做“快門”的機(jī)構(gòu)控制，通常用500、250、125、60、30、15等數(shù)字代表，500就表示此時曝光的時間是1/500s，依此類推�，F(xiàn)在通過試攝已經(jīng)知道，光圈、速度的最佳曝光組合是ll、15，如果為了其他需要而必須先用5．6的光圈，試計算應(yīng)該選用的快門速度。

    四、(14分)已知空氣的密度為1．29kg/m3，估算人體在空氣中受到的浮力。

    五、(14分)某機(jī)床上使用一臺直流電動機(jī)，標(biāo)有“36V，24W"’的字樣。用多用電表測得電機(jī)的電阻為2Ω。試計算臺電動機(jī)在滿負(fù)荷工作時的效率。    六、(14分)小剛今年15歲，因重感冒輸液，針頭插在左手背的靜脈上。其間他必須下床，這時他發(fā)現(xiàn)只有右手把藥瓶高高舉起時，血液才不會回流輸液管內(nèi)。試根據(jù)這個現(xiàn)象估算，他手上靜脈的血壓比大氣壓強(qiáng)大多少。這個差值相當(dāng)于多少毫米高的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)(水銀的密度是13．6×lO³kg／m³)?  

    七、(14分)下表摘自一個冰箱的說明書．依據(jù)表中的數(shù)據(jù)計算冰箱在給定的工作狀態(tài)下壓縮機(jī)平均每天工作時間。并回答：要帶著外包裝把冰箱搬到室內(nèi)，屋門寬度不能小于多少?

    八、(8分)下圖中的甲、乙兩個房間里的兩壺水都已燒開，試判斷哪個房間的氣溫比較

高。說明理由。

閱讀以下文章并回答后面的問題．

　　科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，大自然中蘊藏著巨大的能量，可以通過多種手段，從21世紀(jì)初期開始，有一定規(guī)模地向雨雪垃圾索電，是完全可以實現(xiàn)的．

　　利用積雪發(fā)電：大家知道，積雪的溫度是0℃以下，因此雪中蘊藏著巨大的冷能．科學(xué)家提出利用積雪發(fā)電的大膽設(shè)想．它的工作原理是，將蒸發(fā)器放在地面上，將凝縮器放在高山上，再用兩根管子將它們連接在一起，然后抽出管內(nèi)空氣，用地下熱水使低沸點的氟里昂(即現(xiàn)代電冰箱所用的制冷物質(zhì))汽化，并以雪冷卻凝縮器，由于氟里昂的沸點很低，加上管內(nèi)被抽空，所以它就沸騰起來，變成氣體快速向管子的上端跑去，沖擊汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，從而帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電．試驗證明，1 t雪可把2～4 t氟里昂送上蓄液器．可見雪的發(fā)電本領(lǐng)是十分驚人的．

　　雪的資源極其豐富，地球上34％的國家屬多雪地區(qū)．我國東北和新疆北部是全國下雪天數(shù)最多的地區(qū)，每年平均在40天以上，積雪日數(shù)在90天以上．積雪發(fā)電的問世，將使茫茫雪原變成人類的又一理想的未來發(fā)電能源．

　　利用下雨發(fā)電：目前，科學(xué)家們研究雨能的利用已獲得成功，它是利用一種葉片交錯排列，并能自動關(guān)閉的輪子，輪子的葉片可以接受來自任何方向的雨滴，并能自動開關(guān)，使輪子一側(cè)受力大，另一側(cè)受力小，從而在雨滴沖擊和慣性的作用下高速旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動電機(jī)發(fā)電．雨能電站可以彌補地面太陽能電站的不足，使人類巧妙而完美地應(yīng)用太陽能、風(fēng)能、雨能．

　　我國南方雨能資源豐富，特別是華東、華南、中南和西南各省的雨水充足，一年四季冰雪期很少，雨季的降雨量一般都比較多，陰雨天利用雨能發(fā)電，陽天利用太陽能發(fā)電，這樣無論晴天或陰雨天，人們都可以享受到大自然的恩賜，享受到電能帶來的光和熱．

　　微生物電池：在探索微生物能源工作中，一些國家正在從事著微生物電池的研究．什么是微生物電池呢？它是一種用微生物的代謝產(chǎn)物，做電極活性物質(zhì)，從而獲取電能．從研究的進(jìn)展看，作為微生物電池的活性物質(zhì)，只限于甲酸、氫、氨等．我們用一種叫產(chǎn)氣單抱菌的細(xì)菌，處理100摩爾椰子汁，使其生成甲酸，然后把以此做電解液的3個電池串連在一起，生成的電能可使半導(dǎo)體收音機(jī)連續(xù)播放50多個小時．當(dāng)然，這只是試驗，但它表現(xiàn)出的事實是令人神往的．

　　21世紀(jì)是人類飛向宇宙的時代，在宇宙飛船這樣的封閉系統(tǒng)中，排泄物的處理確實是個必須解決的問題．美國宇宙航行局設(shè)計了一種一舉兩得的解決方案：用一種芽孢桿菌處理尿，使尿酸分解而生成尿素，在尿素酶的作用下分解尿素產(chǎn)生氨．氨用做電極活性物質(zhì)，在鉑電極上產(chǎn)生電極反應(yīng)，組成了邀翔太空的理想微生物電池．在宇航條件下，每人每天如果排出22克尿，就能夠獲得47瓦時的電力．

　　氫燃料電池，成為微生物能源的又一種電能形式．利用一種產(chǎn)生氫氣能力強(qiáng)的細(xì)菌，在容積為10升的發(fā)酵裝置中，每小時所產(chǎn)生的近20升氫氣，足以維持3.1～3.5伏燃料電池的工作．科學(xué)日新月異的21世紀(jì)，有機(jī)廢水的處理也與微生物電池發(fā)生了密切關(guān)系．在利用微生物處理有機(jī)廢水時，在使廢水無害化的同時，可以把微生物的代謝產(chǎn)物做微生物電池的活性物質(zhì)，從而獲得電能，從這個角度上，微生物做為同時解決公害和能源問題的一種手段，已引起人們的廣泛注意．盡管微生物電池的研制尚處在萌芽狀態(tài)，使用也還只限于一定范圍，但是到21世紀(jì)的某一天，微生物電池就能夠帶動著馬達(dá)飛轉(zhuǎn)，為人類創(chuàng)造更多的物質(zhì)財富．

　　向污泥要能源：城市下水道污泥中富含有機(jī)物質(zhì)，其中蘊藏著可觀的能量．不少國家已開始利用厭氧細(xì)菌將下水道污泥“消化”，然后收集其中產(chǎn)生的沼氣作為熱源，并將下水道污泥制成固體燃料．

　　關(guān)于下水道污泥作為固體燃料的開發(fā)與實用化研究方面，歐洲國家居領(lǐng)先地位．日本東京都能源局利用下水道污泥作為燃料發(fā)電的試驗也已獲成功．日本能源科學(xué)家還將下水道污泥利用多級蒸發(fā)法制成固狀物，所得燃料的發(fā)熱量為16 000～18 000 kJ/kg，與煤差不多．

　　德國的一家化學(xué)公司將工廠下水道排放的廢水(其中含10％的普通生活污水)進(jìn)行處理，所得活性污泥作為燃料，他們在下水道污水中加入有機(jī)凝集劑，再用電力脫水機(jī)脫去部分水分，加入一定比例的粉煤，最后利用壓濾機(jī)榨干水分，用這種方法制成的燃料發(fā)熱量大約是9 200～1 000 kJ/kg，并且將其干燥、粉碎后并不影響其燃燒性能．

　　從下水道污泥中挖掘潛在能源，不僅開辟了能源新途徑，還可以根本上解決城市下水道污泥污染問題．對改善城市地下水水質(zhì)有著至關(guān)重要的作用．環(huán)境科學(xué)家有必要重新估計下水道污泥的作用和利用價值，進(jìn)一步研究下水道污水處理以及下水道水系的設(shè)計．

　　目前，世界上許多國家正在研究，能否建立一個從污水處理到能源、環(huán)保方面的綜合管理體系，以便一勞永逸地解決下水道污水的去向問題．

摘自《能源趣覽》

閱讀完以上文章后回答：

(1)文中介紹了哪幾種新的能源利用方式？分別是什么？

(2)利用積雪和下雨發(fā)電的工作原理分別是什么？

(3)結(jié)合你在日常生活中對能源的利用，談?wù)勀銓��?jié)約能源的看法．

人教版第五章  電流和電路 復(fù)習(xí)提綱

一、電荷

1、摩擦起電：摩擦過的物體具有吸引輕小物體的性質(zhì)，就說物體帶了電。用摩擦的方法使物體帶電，叫摩擦起電。

2、正負(fù)電荷：自然界中只有兩種電荷，用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電；用毛皮摩擦過的橡膠棒帶負(fù)電。帶電體凡是與絲綢摩擦過的玻璃棒相排斥的帶正電；凡是與毛皮摩擦過的橡膠棒相排斥的帶負(fù)電。正電荷、負(fù)電荷常分別用“+”、“-”表示。

3、電荷間的相互作用規(guī)律：同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。

兩個帶電體相互排斥，則有：①都帶正電，②都帶負(fù)電兩種可能。

兩個帶電體相互吸引，則有：①一帶正電，一帶負(fù)電；②一帶正電，另一個不帶電；③一個帶負(fù)電，另一個不帶電三種可能。

4、驗電器：檢驗物體是否帶電的儀器。用帶電體接觸驗電器的金屬球，它的兩片金屬箔就會張開，張開角度越大，說明帶電體所帶電荷越多。即驗電器的工作原理是同種電荷相互排斥。驗電器可以判斷物體是否帶電，也可以判斷物體帶什么電，判斷物體璉什么電時，可以先讓驗電器帶上已知電性的電荷，再讓帶電體接觸驗電器的金屬球，如果驗電器在原來的基礎(chǔ)上張角變大，則物體帶的電與原來驗電器上帶的電相同；如果驗電器張角先合攏又張開，則物體帶的電與原來驗電器上帶的電相反。

5、電荷量及中和：

①電荷量：電荷的多少叫做電荷量。簡稱電荷，符號是Q，其單位是庫侖，簡稱庫，符號為C。

②中和：等量異種電荷放在一起會完全抵消，這種現(xiàn)象叫做中和。

6、原子結(jié)構(gòu)：一切物質(zhì)都是由分子組成的，分子又是由原子組成的，原子是由位于原子中心的原子核和核外電子組成的，原子核帶正電，電子帶負(fù)電，電子在原子核的電力作用下，在核外繞核運動。原子的這種結(jié)構(gòu)稱為核式結(jié)構(gòu)。

7、元電荷：電子是帶有最小負(fù)電荷的粒子，它的電荷量為1.6×10^-19C，稱為元電荷，用e表示。1C的電量等于6.25×10¹⁸個電子所帶的電量。任何帶電體所帶的電量都是電子所帶電量的整數(shù)倍。

8、原子的電中和：通常情況下，原子核所帶的正電荷與核外所有電子總共帶的負(fù)電荷在數(shù)量上相等，因此整個原子呈中性。

9、摩擦起電的實質(zhì)

不同物質(zhì)的原子核束縛電子的本領(lǐng)不同，兩物體互相摩擦?xí)r，哪個物體的原子核束縛電子的本領(lǐng)弱，它的一些電子就會轉(zhuǎn)移到另一個物體上，摩擦起電的實質(zhì)不是產(chǎn)生了電，而是電子在物體之間發(fā)生了轉(zhuǎn)移。

10、導(dǎo)體和絕緣體：電荷可以在導(dǎo)體中定向移動。

導(dǎo)體能夠?qū)щ姷脑�因是因為�?nèi)部存在著大量的自由電荷，絕緣體內(nèi)部幾乎沒有可以自由移動的電荷。

二、電流和電路

1、電流：電荷的定向移動形成電流。

電路中有電流時，發(fā)生定向移動的電荷可能是正電荷，也可能是負(fù)電荷，還可能是正負(fù)電荷同時向相反方向發(fā)生定向移動。把正電荷移動的方向規(guī)定為電流的方向。電流方向與正電荷移動的方向相同，與負(fù)電荷移動的方向相反。

電路中電源外部電流的方向是從正極流向負(fù)極，即“正極→用電器→負(fù)極”；在電源內(nèi)部電流的方向是從負(fù)極流向正極。

電路中要獲得持續(xù)電流必須同時滿足兩個條件：電路中要有電源；電路要閉合是一個通路。

2、電路：由電源、用電器、開關(guān)、導(dǎo)線連接起來的電流的通路。

電源是提供電能的裝置，把其它形式的能量轉(zhuǎn)化為電能。用電器是消耗電能，將電能轉(zhuǎn)化為人們所需的其它形式能量的裝置。導(dǎo)線連接電路，開頭控制電路。

3、電路的狀態(tài)：

①處處連通的電路叫通路。

②某處斷開的電路叫開路或斷路，電路斷路時用電器是不工作的。

③將電源正、負(fù)極直接用導(dǎo)線連在一起的電路叫短路。電路短路時會將電源燒壞，甚至引起火災(zāi)，這樣的短路會使整個電路短路，是絕對不允許的。部分電路短路：用導(dǎo)線把電路中的某一部分兩端連接起來，這樣電路會部分短路，可以利用這種短路來控制電路。

4、電路圖：用統(tǒng)一規(guī)定的符號表示電路連接情況的圖叫電路圖。

畫電路圖的規(guī)則：①電路圖應(yīng)畫成方框圖形；②電路圖要處處連接，不能形成開路，更不能形成短跑路；③電路圖中不能出現(xiàn)元件的實物符號，必須用電路符號表示電路元件；④電路 圖與實物圖元件順序必須一一對應(yīng)；⑤用電器、開關(guān)等電路元件不要畫在連線的拐角處。

5、電路圖和實物圖的轉(zhuǎn)化：

依電路圖連接實物圖時，應(yīng)注意：①連接的實物圖中各元件的順序應(yīng)與電路圖保持一致；②對于串聯(lián)電路，一般從電源正極開始連接，沿電流方向?qū)⒃�件依次連接，對于并聯(lián)電路，先連接元件較多的一條路，然后將元件少的一長路并聯(lián)接入；③連線應(yīng)簡潔、明確、到位，不得交叉；④連接電路時開關(guān)應(yīng)是斷開的，待連接完畢檢查無誤后，再閉合開關(guān)進(jìn)行實驗。

依實物圖畫電路圖時也可采用與上面類似的“電流路徑法”，但也應(yīng)注意電路圖中各元件的位置安排適當(dāng)，使圖形容易看懂、勻稱、美觀。

6、判斷電路的連接是否正確的方法

①看電路的基本組成部分是否齊全，電源、用電器、導(dǎo)線和開關(guān)四個部分缺一不可；

②儀表接法是否符合其使用規(guī)則和要求；

③電路是否有短路現(xiàn)象，是否會燒壞儀表、用電器或電源；

④電路是斷路現(xiàn)象，是否會造成儀表或用電器不起作用；

⑤電路的連接是否符合題意要求，各元件能否起到預(yù)期的作用。

三、串聯(lián)和并聯(lián)

1、串聯(lián)：電路元件逐個順次首尾相連接的電路連接方式叫做串聯(lián)。開關(guān)和秘控制的用電器是串聯(lián)的。

串聯(lián)電路的特點：電路不分叉，電流只有一條路徑，電流依次流經(jīng)各用電器，只要有一處發(fā)生開路，電路中就沒有電流，其它用電器都不能工作。即串聯(lián)電路中一個開關(guān)可以控制所有用電器。

2、并聯(lián)：將用電器不分先后，并列連在電路兩端的電路連接方式叫做并聯(lián)。

并聯(lián)電路的特點：電路分叉，干路有若干支路，電流有若干條通路，干路中的電流分別通過各支路用電器，一條支路上的用電器不能工作，不影響其他支路的用電器工作。干路上的開關(guān)控制所有的用電器，支路上的開關(guān)只控制本支路上的用電器。

3、串、并聯(lián)電路的識別

①用電器連接法：用電器逐個順次連接且互相影響的是串聯(lián)；用電器并列連接且各自獨立工作互相不影響的是并聯(lián)。

②電流路徑法：凡是電路中電流只有一條路徑的，一定是串聯(lián)；電路中有兩條或兩條以上路徑的是并聯(lián)。

③描點法：對于比較復(fù)雜的電路，有時不能辨別電流的路徑可以通過描點。描點的原則：凡是用導(dǎo)線直接相連的點都可視為同一點。如果電路元件連在同一點上，則是并聯(lián)，否則是串聯(lián)。

④用電器斷路法：把電路中的某一用電器斷開，如果其他用電器不受影響，仍能正常工作，則這些用電器是并聯(lián)的，否則是串聯(lián)的。

⑤電流規(guī)律法：如果題目中給出了電流，還可以利用串、并聯(lián)電路的電流特點來判斷。

前三種方法適用于判斷電路圖中各用電器的連接情況，第四種方法適用于實際電路中用電器的連接情況，如判斷家庭電路用電器的連接情況、判斷馬路上路燈的連接情況等。

四、電流的強(qiáng)弱

1、電流：電流是表示電流強(qiáng)弱的物理量。用I表示，單位是安培，簡稱安，符號是A。

2、電流表：用來測量電流的儀表。在電路中的符號是        

3、電流表的使用：電流表接入電路時應(yīng)和被測用電器串聯(lián)；讓電流從正接線柱流進(jìn)，從負(fù)接線柱流出；電路中電流不要超過電流表量程；絕不允許將電流表直接連到電源兩極上，這樣如同短路，會很快將電流表燒壞，甚至損壞電源。

4、電流表的讀數(shù)：①明確電流表的量程；②確定電流表的分度值；③接通電路后看電流表的指針總共向右偏過了多少個小格。

五、探究串、并聯(lián)電路的電流規(guī)律

1、串聯(lián)電路的電流特點：串聯(lián)電路中電流處處相等，I₁=I₂=…=I_n。電流表接在任何位置讀數(shù)都相等，可以說電流表測的是各用電器的電流或電路中的電流。

2、并聯(lián)電路的電流特點：并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，I=I₁+I₂+I₃+…+I_n。電流表接在不同的位置瓬數(shù)不同，測不同的電流。電流表接在干路上測干路的電流，接在支路上測的是支路上的電流。

六、家庭電路

1、家庭電路的組成：家庭電路由進(jìn)戶線、電能表、總開關(guān)、保險絲、插座、開關(guān)、和用電器等幾部分組成。

①進(jìn)戶線：連接戶外供電電路的電線，相當(dāng)于電源。

②電能表：用來測量用戶一定時間內(nèi)消耗的電能。

③總開關(guān)：當(dāng)需修理家庭電路時，必須斷開總開關(guān)。

④保險絲：當(dāng)電流過大時保險絲就會自動熔斷，起保護(hù)電路的作用。注意：根據(jù)電路設(shè)計的安全電流選取合適的保險絲，不能隨意使用橫截面積過大的保險絲，更不能用銅絲、鐵絲代替。

⑤插座、開關(guān)、用電器：插座和電燈是并聯(lián)的，開關(guān)和用電器是串聯(lián)的。

2、火線和零線：進(jìn)戶線通常有兩根，一根是火線，一根是零線。一般用試電筆來辨別零線和火線。當(dāng)試電筆和電線接觸時，試電筆氖管發(fā)光的是火線�；鹁�和零線間的電壓是220V。3、安全常識：

觸電指的是一定強(qiáng)度的電流通過人體所造成的傷害事故。常見的觸電類型有雙相觸電、單相觸電、高壓電弧觸電和跨步電壓觸電。

防止觸電的措施：首先家庭電路的安裝要符合安全要求；同時不要弄濕用電器，保護(hù)好用電器的絕緣體，不使它的火線裸露；帶有金屬外殼的家用電器，其外殼要接地；不要靠近高壓帶電體，不要接觸低壓帶電體。

觸電急救：一是盡快用絕緣體切斷觸電者觸電的電源；二是盡力進(jìn)行搶救（盡快通知醫(yī)務(wù)人員搶救，必要時先進(jìn)行人工呼吸）。