1．电磁继电器的构造和工作原理．——青夏教育精英家教网—

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阅读与问题：
润扬大桥为目前“中国第一，世界第三”的大跨径悬索桥．它北起扬州市，跨江连接对岸镇江市，全长约36km．主线采用双向6车道高速公路标准，设计时速100km．

问题1：如果一辆汽车以设计的速度行驶，则由扬州到镇江需要

min．
润扬大桥悬索桥北索塔位于距世业洲外江堤210m的长江南汊江面上，是由两个塔柱、三道横梁组成的门式框架结构，塔柱高215m．采用群桩基础，桩基工程共由32根大型水下钻孔灌注桩组成，每根桩的截面积约为6m²，平均桩长51m．
问题2：请你计算一下，灌注1根桩需要密度为2.5×10³kg/m³的混凝土

t．
润扬大桥南锚碇基坑为长70.5m、宽52.5m、深29m的矩型结构，基坑围护采用冻结法．冻结法施工技术适合于含水量大于10%的任何含水、松散、不稳定土层．冻结法施工技术即是利用人工制冷方法将基坑周围的土层冻结成密封的冻土结构体---冻结壁，以抵抗地压、隔绝地下水与基坑的水力联系，在冻结壁的保护下进行掘砌工作的一种特殊施工方法．为了形成冻结壁，在基坑周围打一定数量的冻结孔，安装冻结器，用低温冷媒剂（液氮）在冻结器中循环使土层冻结．
问题3：液氮能使基坑周围的土冻结的原因是

；如果基坑周围的土很干燥

（填“能”或“不能”）采用此方法．这种技术的好处你能说出一点来吗？

．
大型桥梁结构安全是极其重要的．目前常用的方法是光电测距（EDM）和GPS方法监测主梁竖向、横向、纵向的位移．光电测距方法是通过沿钢箱梁选择适当的点布置反射器，利用红外激光探测功能，对反射器进行监测和电脑数据处理，确定梁的外型和移动情况．
润扬大桥所处的江面较宽，大雾、雨雪天气时常出现，这些会严重削弱光电测距．采用GPS技术进行主梁线形的监测可以避免以上问题．
问题4：光电测距易受大雾、雨雪天气的影响，这是因为

．
润扬大桥是我市的一个标志性建筑，因此，其道路照明和美化照明是我市的一道亮丽的风景线．由于照明灯具都是大功率光源，照明耗电十分可观．因而，节电也是一个重要课题．
问题5：请你针对这个课题提出一个切实可行的节电方案

．
超重超载车辆是造成高速公路路面结构损坏，高速公路交通事故频发的一个重要因素．因此限制超重车辆的行驶，对确保润扬大桥结构安全有着重要意义．
问题6：小康同学想用压力传感器（当压力达到设定值时，它就接通电路）、电磁继电器，为大桥设计一个车辆超重的报警装置．当车超重时，信号灯就发光．在图中请你为他连接好电路．

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阅读与问题：
润扬大桥为目前“中国第一，世界第三”的大跨径悬索桥．它北起扬州市，跨江连接对岸镇江市，全长约36km．主线采用双向6车道高速公路标准，设计时速100km．

问题1：如果一辆汽车以设计的速度行驶，则由扬州到镇江需要______min．
润扬大桥悬索桥北索塔位于距世业洲外江堤210m的长江南汊江面上，是由两个塔柱、三道横梁组成的门式框架结构，塔柱高215m．采用群桩基础，桩基工程共由32根大型水下钻孔灌注桩组成，每根桩的截面积约为6m²，平均桩长51m．
问题2：请你计算一下，灌注1根桩需要密度为2.5×10³kg/m³的混凝土______t．
润扬大桥南锚碇基坑为长70.5m、宽52.5m、深29m的矩型结构，基坑围护采用冻结法．冻结法施工技术适合于含水量大于10%的任何含水、松散、不稳定土层．冻结法施工技术即是利用人工制冷方法将基坑周围的土层冻结成密封的冻土结构体---冻结壁，以抵抗地压、隔绝地下水与基坑的水力联系，在冻结壁的保护下进行掘砌工作的一种特殊施工方法．为了形成冻结壁，在基坑周围打一定数量的冻结孔，安装冻结器，用低温冷媒剂（液氮）在冻结器中循环使土层冻结．
问题3：液氮能使基坑周围的土冻结的原因是______；如果基坑周围的土很干燥______（填“能”或“不能”）采用此方法．这种技术的好处你能说出一点来吗？______．
大型桥梁结构安全是极其重要的．目前常用的方法是光电测距（EDM）和GPS方法监测主梁竖向、横向、纵向的位移．光电测距方法是通过沿钢箱梁选择适当的点布置反射器，利用红外激光探测功能，对反射器进行监测和电脑数据处理，确定梁的外型和移动情况．
润扬大桥所处的江面较宽，大雾、雨雪天气时常出现，这些会严重削弱光电测距．采用GPS技术进行主梁线形的监测可以避免以上问题．
问题4：光电测距易受大雾、雨雪天气的影响，这是因为______．
润扬大桥是我市的一个标志性建筑，因此，其道路照明和美化照明是我市的一道亮丽的风景线．由于照明灯具都是大功率光源，照明耗电十分可观．因而，节电也是一个重要课题．
问题5：请你针对这个课题提出一个切实可行的节电方案______．
超重超载车辆是造成高速公路路面结构损坏，高速公路交通事故频发的一个重要因素．因此限制超重车辆的行驶，对确保润扬大桥结构安全有着重要意义．
问题6：小康同学想用压力传感器（当压力达到设定值时，它就接通电路）、电磁继电器，为大桥设计一个车辆超重的报警装置．当车超重时，信号灯就发光．在图中请你为他连接好电路．

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阅读与问题：
润扬大桥为目前“中国第一，世界第三”的大跨径悬索桥．它北起扬州市，跨江连接对岸镇江市，全长约36km．主线采用双向6车道高速公路标准，设计时速100km．

问题1：如果一辆汽车以设计的速度行驶，则由扬州到镇江需要______min．
润扬大桥悬索桥北索塔位于距世业洲外江堤210m的长江南汊江面上，是由两个塔柱、三道横梁组成的门式框架结构，塔柱高215m．采用群桩基础，桩基工程共由32根大型水下钻孔灌注桩组成，每根桩的截面积约为6m²，平均桩长51m．
问题2：请你计算一下，灌注1根桩需要密度为2.5×10³kg/m³的混凝土______t．
润扬大桥南锚碇基坑为长70.5m、宽52.5m、深29m的矩型结构，基坑围护采用冻结法．冻结法施工技术适合于含水量大于10%的任何含水、松散、不稳定土层．冻结法施工技术即是利用人工制冷方法将基坑周围的土层冻结成密封的冻土结构体---冻结壁，以抵抗地压、隔绝地下水与基坑的水力联系，在冻结壁的保护下进行掘砌工作的一种特殊施工方法．为了形成冻结壁，在基坑周围打一定数量的冻结孔，安装冻结器，用低温冷媒剂（液氮）在冻结器中循环使土层冻结．
问题3：液氮能使基坑周围的土冻结的原因是______；如果基坑周围的土很干燥______（填“能”或“不能”）采用此方法．这种技术的好处你能说出一点来吗？______．
大型桥梁结构安全是极其重要的．目前常用的方法是光电测距（EDM）和GPS方法监测主梁竖向、横向、纵向的位移．光电测距方法是通过沿钢箱梁选择适当的点布置反射器，利用红外激光探测功能，对反射器进行监测和电脑数据处理，确定梁的外型和移动情况．
润扬大桥所处的江面较宽，大雾、雨雪天气时常出现，这些会严重削弱光电测距．采用GPS技术进行主梁线形的监测可以避免以上问题．
问题4：光电测距易受大雾、雨雪天气的影响，这是因为______．
润扬大桥是我市的一个标志性建筑，因此，其道路照明和美化照明是我市的一道亮丽的风景线．由于照明灯具都是大功率光源，照明耗电十分可观．因而，节电也是一个重要课题．
问题5：请你针对这个课题提出一个切实可行的节电方案______．
超重超载车辆是造成高速公路路面结构损坏，高速公路交通事故频发的一个重要因素．因此限制超重车辆的行驶，对确保润扬大桥结构安全有着重要意义．
问题6：小康同学想用压力传感器（当压力达到设定值时，它就接通电路）、电磁继电器，为大桥设计一个车辆超重的报警装置．当车超重时，信号灯就发光．在图中请你为他连接好电路．

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6.物理知识的应用

知识点		应用
1．声呐		测海深
2．密度		鉴别物质判断是否空心判断浮沉。
3．在一定范围内，拉力越大，弹簧被拉得越长		制成测力计
4．重力的方向总是竖直向下的		制成重垂线水平器
5．关于摩擦力的大小		增减摩擦的方法
6．惯性		解释现象
7．二力平衡		测滑动摩擦力验证液体内部的压强公式p=ρgh
8．力使物体运动状态发生改变物体在非平衡力作用下的运动。		解释物体由静变动，由动变静，加速，减速，改变运动方向作曲线运动等
9．压强		增减压强的方法
10．液体的压强		水坝下部建造得比上部宽，潜水深度有限度
11．连通器		茶壶、锅炉水位器……
12．托里拆利实验		制成水银气压计
13．大气压		自来水笔吸墨水，抽水机，茶壶盖上开有一小孔，用吸管吸饮料，高度计，医院输液打针
14．气体压强跟体积的关系		风箱，喷雾器，打气筒，抽气机，空气压缩机等
15．物体的浮沉条件		密度计，轮船，气球，飞艇，潜水艇，孔明灯，盐水选种，测人体血液的密度，解释煮饺子时，生沉熟浮等
16．杠杆的平衡条件		判断杠杆类型，求最小动力，判断动力变化情况进行有关计算
17．光的直线传播		射击时的瞄准，解释小孔成像，影的形成，日食，月食的形成“坐井观天，所见甚小”，确定视野，判断能否看见物体或像，激光准直测距等
18．镜面反射		解释黑板“反光”，看不清上面的字
19．漫反射		解释能从各个方向都看到不发光的物体
20．平面镜		成像、镜前整容，纠正姿势，制成潜望镜、万花筒，墙上挂大平面镜，扩大视觉空间、改变光路(如将斜射的阳光，竖直向下反射照亮井底)，测微小角度，平面镜转过θ角，反射光线改变2θ角……
21．光的折射		筷子斜插入水中，浸在水中部分向上偏折视深度小于实际探度，视高大于真高
22．凸透镜对光线有会聚作用		粗测凸透镜的焦距
23．凸透镜成像规律		u>2f,照相机；f<u<2f幻灯机、投影仪、电影放映机；u<f放大镜；确定凸透镜f 的范围，照相机、幻灯机的调节
24．液体的热胀冷缩		制成常用的液体温度计
25．液化技术		分离空气的组成气体，提取纯净的气体
26．蒸发致冷		解释现象：吹电风扇凉快，泼水降温，包有酒精棉花的温度计示数低于室温
27．液化放热		用高温水蒸气做饭、烧水。
28．升华致冷		用干冰人工降雨、灭火，在舞台上形成 “烟”雾
29．液体的沸点随液面上方气压的增大(减小)而升高(降低)		在高山上煮饭用高压锅
30．气体的加压液化		生活用液化石油气用增加压强的方法使石油气在常温下液化后装入钢罐
31．三表：熔点表密度表比热容表		白炽灯泡灯丝用钨做，在很冷的地区宜用酒精温度计而不用水银温度计测气温；水的比热容比较大，解释在沿海地区白天和晚上的气温变化不大。注意：固体和液体相比较，不能说液体密度总比固体的小
32．电流的热效应		制成各种电热器，白炽电灯，保险丝
33．电流的化学效应		提炼铝、铜、电解、电镀
34．电流的磁效应		制成电磁起重机，电铃，电话听筒，利用电磁铁制成电磁继电器，用于自动控制
35．决定电阻大小的因素		制成变阻器(通过改变电阻丝的长度来改变电阻)，油量表
36．欧姆定律		解题，测电阻
37．串联电路的规律		制成简单调光灯，说明电阻箱的结构和原理
38．磁		磁屏蔽防磁手表用磁性材料做成录音带和录像带，磁悬浮列车
39．通电线圈在磁场中受力转动		制成直流电动机
40．电磁感应现象		制成发电机

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第十六届全国初中应用物理知识竞赛初赛试卷

一、选择题以下各小题给出的四个选项只有一个是正确的，把正确

选项前面的字母填在题后的括号内(每小题3分，共15分)。

1．小亮同学从超市买来一个玻璃瓶装的铁皮盖罐头，想把瓶盖打开，可是怎么也拧不动。小亮的哥哥用螺丝刀沿瓶盖的边轻轻撬了几下，一拧就打开了。这主要是因为用螺丝刀撬瓶盖可以【】

A．增大瓶盖直径，减小瓶盖侧壁对瓶的压力

B．减小瓶盖与瓶口的接触面积

C．减小瓶内外气体的压力差

D．由于撬了盖的一边，而增大了盖的另一边的压力

2．高压输电线路的铁塔顶端有一条(或两条)比下面输电线细的金属线(如图1～图2)，它的作用是【】

A．加强铁塔的稳定性

B．传输零线的电流

C．防雷电，起到避雷针的作用

D．作为备用线，供输电线断开时应急使用

3．用普通照相机拍照时，要按被照物体距相机镜头的远近进行“调焦”，使用起来不太便捷。有一种“傻瓜”相机，只要把想拍摄的景物全部纳入取景器内，不论远处还是近处的物体，在照片上都比较清晰，从而使拍照的过程变得十分快捷。这种“傻瓜”相机不用“调焦”的奥秘是【】

A．采用了长焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相差不大

B．采用了短焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相差不大

C．采用了长焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相同

D．采用了短焦距的镜头，使远近不同的物体成像的位置相同

4．磁带录音机既可以录音，也可用以放音，其主要部件为运行的磁带和绕有线圈的磁头。录音时，磁带上的磁粉被由声音信号转化而来的电流产生的磁场所磁化，这样便将声音信号转化为磁信号记录在磁带上；放音时，再把磁带上的磁信号通过磁头转化为电信号使扬声器发声。对于录音机录音、放音过程的基本原理，下列各种说法中正确的是【】

A．录音的基本原理是电磁感应，放音的基本原理是电流的磁效应

B．录音的基本原理是电流的磁效应，放音的基本原理是电磁感应

C．录音和放音的基本原理都是电流的磁效应

D．录音和放音的基本原理都是电磁感应

5．王勇同学在宾馆饭店看到一种自动门，当有人靠近时，门会实现自动开闭。王勇同学对此产生了浓厚的兴趣，他很想知道自动门是如何实现自动控制的。为此他反复做了几次试验：当他轻轻地靠近自动门时，门自动打开；当把一个足球滚向自动门时，门自动打开；当把一面底部装有滚珠的无色透明大玻璃板，直立着滑向自动门时，门不打开。王勇同学根据探究试验的结果，对自动门的自控原理提出了以下几种猜想，你认为其中最合理的猜想是【】

A．自动门“听”到来者的声音时，通过声控装置实现自动开闭

B启动门探测到靠近的物体发射出的红外线，通过光控装置实现自动开闭

C自动门本身能发射出一种红外线信号，当此种信号被靠近的物体反射时，就会实现自动开闭

D．靠近门的物体通过空气能产生一种压力传给自动门，实现自动开闭

二、填空题(共15分)

1．(3分)如图3所不，小婷乘汽车到姥姥家去度假，汽车在平直公路上行驶。小婷的感觉是：远处的村庄相对于电线杆在向_________运动；近处的小树相对于电线杆在向_______运动；电线杆周围的景物看起来好像在绕电线杆做_____时针

转动。

2．(3分)列车上出售的食品常常放在如图4所示的小推车上，若货物均匀摆在车内，当前轮遇到障碍物A时，售货员向下按扶把，这时手推车可以视为杠杆，支点是_____(写出支点位置的字母)；当后轮遇到障碍物A时，售货员向上提扶把，这时支点是______。后一种情况下，手推车可以视为______力杠杆。

3．(3分)在海拔3000 m以上的高原地区，汽车发动机的冷却水容易沸腾，这是因为高原地区_______的缘故。常年生活在平原地区的人到达该地区后，由于空气稀薄会产生缺氧反应，为了得到足够的氧气，人会不自觉地进行深呼吸，这时肺的容积与在平原上相比要扩张得更_______(选填“大”或“小”)一些。

4．(3分)汽车上的机械式里程表是用安装在轮上的一组计数齿轮来实现计数的，而这些计数齿轮又通过特定的传动装置被车轮的转动所驱动。同时车轮的转动还通过特定的传动装置，传递给由电磁感应原理制成的传感器，传感器再将反映车轮转动情况的电信号显示在速度表上，从而指示此时的车速。当轮胎用久了有明显的磨损后，就会使所计里程和指示的时速产生误差。若里程表记录里程为12000 km，则汽车实际行驶的里程将 _______(填“大于”、“小于”或“等于”)示数；若此车从北京驶往上海，以速度表上指示的时速为依据，对整个行程所估算的行驶时间将________(选填“大于”、小于”或“等于”)实际行驶时间。

5．(3分)2005年春节晚会上，一群聋哑青年用精美绝伦的舞蹈“千手观音”给人以美的享受，善的启迪。

(1)如图5所示，观众看不见领舞者邰丽华身后站着的其他舞蹈者，这是因为光是______________传播的。

(2)在观看演出的过程中，我们虽然没有看到乐队却也能分辨出是何种乐器在发声，这主要是因为不同乐器所发声音的_________是不同的。

(3)电视观众看到莲花座上的千手观音身披绚丽霞光，这些光是由________、_______、______三原色依不同的比例混合而成的。

三、简答下列各题(共22分)

1．(4分)火箭点火发射时，若高温火焰向下喷射到发射台上，发射台就会被烧

毁。为了保护发射台，在它的底部建造了个大水池，从而巧妙地解决了这个技术问题。

(1)火箭发射时，底部喷出的庞大的白色气团(图6)是由什么组成的?它是怎样形成的?

(2)分析“大水池”对发射台起到保护作用的道理。

2．(4分)在高压输电线路中常可看到如图7所示的一些绝缘子。请说明为什么悬挂高压输电线的绝缘子的表面要涂光亮的瓷釉，而且做成一节一节的?

3．(4分)小志家买了一种点缀节日用的小彩灯，他发现当其中一个小彩灯的灯丝烧断了以后，其余的小彩灯还能继续发光。于是小志对小彩灯之间的连接关系产生了兴趣，为此他请教了科技人员，得到以下信息。

他用的小彩灯规格是“2．5 V，0．25 A”，通过串联一定数量的小彩灯，使单个小彩灯两端所加的电压比它的额定电压稍低，每个小彩灯都能基本正常发光。

小彩灯的构造如图8所示，在灯丝导电支架上除了有灯丝和起固定作用的小玻璃珠以外，还绕有约4圈细金属丝。灯丝电阻冷时约为2．5 Ω，热时约为15 Ω。

细金属丝的电阻为1 Ω，正常(低压)情况下，由于支架表面有一层氧化铜的缘故，它与灯丝支架是不导通的，没有电流流过。若加上较高的电压(如220 V)时氧化层可被击穿，细金属丝与灯丝支架导通。

根据以上介绍的资料，请你说明为什么一个小彩灯的灯丝烧毁后，其他的小彩灯还能继续发光。

4．(4分)向阳中学广播室想借助于双刀双掷开关控制南北两教学楼的喇

叭：开关掷向A端时南面的三只喇叭接通，掷向B端时南北六只喇叭全部接通。

请你用笔画线代替导线按上述要求完成图9中的电路图。

5．(6分)长期以来，实心粘土砖一直是我国主要的建筑材料。由于粘土砖在生产过程中存在着诸多弊端，国家有关部门提出了减少粘土砖使用率、倡导新型

材料的要求。如图10所示的空心水泥砖就是新型建筑材料的一种。请你从节能与环保等方面分析，使用空心水泥砖比使用实心粘土砖有哪些好处。(至少写出三条)

四、(6分)李明同学家要买一个烧水用的水壶，超市里有两种容积相同但品种

不同的铝质水壶可供选购，一种是放在液化气灶上用的，另一种是壶内装有电热器的，如图ll所示。李明想比较哪一种水壶烧水更省钱。他首先进行了调查，得到如下资料：当地居民用电的价格是0.5元／度；瓶装液化气的价格是60元／瓶(每瓶中液化气的质量约为15 kg，液化气的热值为4.2×10⁷J／kg),用液化气烧水的热效率约为30％，用电热水壶烧水的热效率约为90％。根据以上信息，请你通过计算分析一下用哪种水壶烧水更省钱。

五、(8分)为了保护环境，治理水土流失，学校的环保小组设计并进行了河水含沙量的研究。

第一阶段是理论分析：分别以ρ_水、ρ_沙、ρ_泥水表示水、泥沙、泥沙水的密度，以x表示每立方米泥沙水中所含泥沙的质量(称做含沙量)，导出了ρ_泥水与ρ_水、ρ_沙、x的关系式；然后作出了泥沙水的密度ρ_泥水随含沙量x变化的图象。

第二阶段是实验验证：在一个量筒里放入一定量干燥的黄土，再倒入一定量的清水，计算出含沙量x，并测出泥沙水的密度ρ_泥水；接着再多次加入清水配制成不同密度的泥沙水，进行同样的计算和测量，由此得出ρ_泥水与x的多组数据；然后根据这些数据作出了表示泥沙水的密度与含沙量关系的ρ_泥水－x图象。他们惊喜地发现，实验结果与理论分析是一致的。

第三阶段是实际测量：在一次山洪冲刷地面时，他们采集了40 L的水样，称出其总质量为40.56kg。此前已经测出干燥的泥沙的密度ρ_沙：2.4×10³kg／m³，于是求出了洪水中的平均含沙量。

(1)请你参与环保小组第一阶段的工作，导出ρ_泥水与ρ_水、ρ_沙、x的关系式。然后根据关系式作出泥沙水的密度ρ泥水随含沙量x变化图象的草图。

(2)请你参与环保小组第三阶段的计算工作，求出洪水中的平均含沙量。

六、(10分)现在很流行的数码相机的主要优点是可以直接生成数码照片，从而可以方便地进行编辑与加工，保存的时间也更长。而且数码照片还可以直接在

电脑上显示出来，或者通过电子邮件传送出去。

下面是一款数码相机的电池的一些资料。根据右面提供的信息以及下面对数码相机工作过程的介绍，回答相关问题：

(1)数码相机的电源打开后，就处于待机状态，这时要消耗一定的电能；拍摄时，拍摄与处理数据所消耗的电能就更大。假设用一个充满电的电池作电源进行拍照，每5min拍一张照片，相机使用过程中的平

均工作电流为0.2A。请估算一节充满电的电池最多可以拍摄多少张照片。

(2)对一个电能已全部耗尽的这种电池进行完全充电，充电的效率多大?

七、(12分)空调的“匹数”，是对空调输入功率的粗略标识。因相同匹数不同品牌空调的制冷效能有较大的差异，为便于比较，空调的效能常以“制冷量”来表示。在选择空调时，除了制冷量和制热量(对冷热空调而言)外，还要考虑“能效比”。

空调的能效比=，它表示空调器是否高效节电。目前市场上空调器的能效比相差很大，一般在2～3之间，最高的可达到3．5左右，应尽量挑选能效比高的空调。房间所需的制冷量和制热量可按下面的公式计算：制冷量Q_冷＝S（房间面积）×140w－180 w；制热量Q_热=S(房间面积)×180 W－240 W(此公式适用于层高2．5 m的房间，如果层高偏大，则应适当加大功率)。

下表是小明家准备购买的某一型号空调的使用说明书的一部分。