第十二届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题

    一、(10分)有一支缝衣用的钢针，与磁铁接触后磁化，试说出三种简单实用的方法、判断它的南北极。

    二、(12分)洗浴用的电热水器的电功率是1．2kw，热水器内筒的直径是30cm，高是50cm。如果加热过程中的热量散失率为10％，则把水从20℃加热到70℃需要多长时间?

    三、(14分)摄影胶片的感光能力一定时，要获得正确曝光的底片，镜头的透光面积和曝光时间的组合就应该是一定的。镜头的透光面积由叫做“光圈”的机构控制，通常有22、16、ll、8、5．6、4、2．8等数字代表，22就表示此时镜头透光的直径是它的焦距f的1/22，依此类推。

曝光时间的长短由叫做“快门”的机构控制，通常用500、250、125、60、30、15等数字代表，500就表示此时曝光的时间是1/500s，依此类推。现在通过试摄已经知道，光圈、速度的最佳曝光组合是ll、15，如果为了其他需要而必须先用5．6的光圈，试计算应该选用的快门速度。

    四、(14分)已知空气的密度为1．29kg/m3，估算人体在空气中受到的浮力。

    五、(14分)某机床上使用一台直流电动机，标有“36V，24W"’的字样。用多用电表测得电机的电阻为2Ω。试计算台电动机在满负荷工作时的效率。    六、(14分)小刚今年15岁，因重感冒输液，针头插在左手背的静脉上。其间他必须下床，这时他发现只有右手把药瓶高高举起时，血液才不会回流输液管内。试根据这个现象估算，他手上静脉的血压比大气压强大多少。这个差值相当于多少毫米高的水银柱产生的压强(水银的密度是13．6×lO³kg／m³)?  

    七、(14分)下表摘自一个冰箱的说明书．依据表中的数据计算冰箱在给定的工作状态下压缩机平均每天工作时间。并回答：要带着外包装把冰箱搬到室内，屋门宽度不能小于多少?

    八、(8分)下图中的甲、乙两个房间里的两壶水都已烧开，试判断哪个房间的气温比较

高。说明理由。

    第十二届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题

    一、(10分)有一支缝衣用的钢针，与磁铁接触后磁化，试说出三种简单实用的方法、判断它的南北极。

    二、(12分)洗浴用的电热水器的电功率是1．2kw，热水器内筒的直径是30cm，高是50cm。如果加热过程中的热量散失率为10％，则把水从20℃加热到70℃需要多长时间?

    三、(14分)摄影胶片的感光能力一定时，要获得正确曝光的底片，镜头的透光面积和曝光时间的组合就应该是一定的。镜头的透光面积由叫做“光圈”的机构控制，通常有22、16、ll、8、5．6、4、2．8等数字代表，22就表示此时镜头透光的直径是它的焦距f的1/22，依此类推。

曝光时间的长短由叫做“快门”的机构控制，通常用500、250、125、60、30、15等数字代表，500就表示此时曝光的时间是1/500s，依此类推。现在通过试摄已经知道，光圈、速度的最佳曝光组合是ll、15，如果为了其他需要而必须先用5．6的光圈，试计算应该选用的快门速度。

    四、(14分)已知空气的密度为1．29kg/m3，估算人体在空气中受到的浮力。

    五、(14分)某机床上使用一台直流电动机，标有“36V，24W"’的字样。用多用电表测得电机的电阻为2Ω。试计算台电动机在满负荷工作时的效率。    六、(14分)小刚今年15岁，因重感冒输液，针头插在左手背的静脉上。其间他必须下床，这时他发现只有右手把药瓶高高举起时，血液才不会回流输液管内。试根据这个现象估算，他手上静脉的血压比大气压强大多少。这个差值相当于多少毫米高的水银柱产生的压强(水银的密度是13．6×lO³kg／m³)?  

    七、(14分)下表摘自一个冰箱的说明书．依据表中的数据计算冰箱在给定的工作状态下压缩机平均每天工作时间。并回答：要带着外包装把冰箱搬到室内，屋门宽度不能小于多少?

    八、(8分)下图中的甲、乙两个房间里的两壶水都已烧开，试判断哪个房间的气温比较

高。说明理由。

阅读以下文章并回答后面的问题．

　　科学家们发现，大自然中蕴藏着巨大的能量，可以通过多种手段，从21世纪初期开始，有一定规模地向雨雪垃圾索电，是完全可以实现的．

　　利用积雪发电：大家知道，积雪的温度是0℃以下，因此雪中蕴藏着巨大的冷能．科学家提出利用积雪发电的大胆设想．它的工作原理是，将蒸发器放在地面上，将凝缩器放在高山上，再用两根管子将它们连接在一起，然后抽出管内空气，用地下热水使低沸点的氟里昂(即现代电冰箱所用的制冷物质)汽化，并以雪冷却凝缩器，由于氟里昂的沸点很低，加上管内被抽空，所以它就沸腾起来，变成气体快速向管子的上端跑去，冲击汽轮机旋转，从而带动发电机发电．试验证明，1 t雪可把2～4 t氟里昂送上蓄液器．可见雪的发电本领是十分惊人的．

　　雪的资源极其丰富，地球上34％的国家属多雪地区．我国东北和新疆北部是全国下雪天数最多的地区，每年平均在40天以上，积雪日数在90天以上．积雪发电的问世，将使茫茫雪原变成人类的又一理想的未来发电能源．

　　利用下雨发电：目前，科学家们研究雨能的利用已获得成功，它是利用一种叶片交错排列，并能自动关闭的轮子，轮子的叶片可以接受来自任何方向的雨滴，并能自动开关，使轮子一侧受力大，另一侧受力小，从而在雨滴冲击和惯性的作用下高速旋转，驱动电机发电．雨能电站可以弥补地面太阳能电站的不足，使人类巧妙而完美地应用太阳能、风能、雨能．

　　我国南方雨能资源丰富，特别是华东、华南、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较多，阴雨天利用雨能发电，阳天利用太阳能发电，这样无论晴天或阴雨天，人们都可以享受到大自然的恩赐，享受到电能带来的光和热．

　　微生物电池：在探索微生物能源工作中，一些国家正在从事着微生物电池的研究．什么是微生物电池呢？它是一种用微生物的代谢产物，做电极活性物质，从而获取电能．从研究的进展看，作为微生物电池的活性物质，只限于甲酸、氢、氨等．我们用一种叫产气单抱菌的细菌，处理100摩尔椰子汁，使其生成甲酸，然后把以此做电解液的3个电池串连在一起，生成的电能可使半导体收音机连续播放50多个小时．当然，这只是试验，但它表现出的事实是令人神往的．

　　21世纪是人类飞向宇宙的时代，在宇宙飞船这样的封闭系统中，排泄物的处理确实是个必须解决的问题．美国宇宙航行局设计了一种一举两得的解决方案：用一种芽孢杆菌处理尿，使尿酸分解而生成尿素，在尿素酶的作用下分解尿素产生氨．氨用做电极活性物质，在铂电极上产生电极反应，组成了邀翔太空的理想微生物电池．在宇航条件下，每人每天如果排出22克尿，就能够获得47瓦时的电力．

　　氢燃料电池，成为微生物能源的又一种电能形式．利用一种产生氢气能力强的细菌，在容积为10升的发酵装置中，每小时所产生的近20升氢气，足以维持3.1～3.5伏燃料电池的工作．科学日新月异的21世纪，有机废水的处理也与微生物电池发生了密切关系．在利用微生物处理有机废水时，在使废水无害化的同时，可以把微生物的代谢产物做微生物电池的活性物质，从而获得电能，从这个角度上，微生物做为同时解决公害和能源问题的一种手段，已引起人们的广泛注意．尽管微生物电池的研制尚处在萌芽状态，使用也还只限于一定范围，但是到21世纪的某一天，微生物电池就能够带动着马达飞转，为人类创造更多的物质财富．

　　向污泥要能源：城市下水道污泥中富含有机物质，其中蕴藏着可观的能量．不少国家已开始利用厌氧细菌将下水道污泥“消化”，然后收集其中产生的沼气作为热源，并将下水道污泥制成固体燃料．

　　关于下水道污泥作为固体燃料的开发与实用化研究方面，欧洲国家居领先地位．日本东京都能源局利用下水道污泥作为燃料发电的试验也已获成功．日本能源科学家还将下水道污泥利用多级蒸发法制成固状物，所得燃料的发热量为16 000～18 000 kJ/kg，与煤差不多．

　　德国的一家化学公司将工厂下水道排放的废水(其中含10％的普通生活污水)进行处理，所得活性污泥作为燃料，他们在下水道污水中加入有机凝集剂，再用电力脱水机脱去部分水分，加入一定比例的粉煤，最后利用压滤机榨干水分，用这种方法制成的燃料发热量大约是9 200～1 000 kJ/kg，并且将其干燥、粉碎后并不影响其燃烧性能．

　　从下水道污泥中挖掘潜在能源，不仅开辟了能源新途径，还可以根本上解决城市下水道污泥污染问题．对改善城市地下水水质有着至关重要的作用．环境科学家有必要重新估计下水道污泥的作用和利用价值，进一步研究下水道污水处理以及下水道水系的设计．

　　目前，世界上许多国家正在研究，能否建立一个从污水处理到能源、环保方面的综合管理体系，以便一劳永逸地解决下水道污水的去向问题．

摘自《能源趣览》

阅读完以上文章后回答：

(1)文中介绍了哪几种新的能源利用方式？分别是什么？

(2)利用积雪和下雨发电的工作原理分别是什么？

(3)结合你在日常生活中对能源的利用，谈谈你对节约能源的看法．

人教版第五章  电流和电路 复习提纲

一、电荷

1、摩擦起电：摩擦过的物体具有吸引轻小物体的性质，就说物体带了电。用摩擦的方法使物体带电，叫摩擦起电。

2、正负电荷：自然界中只有两种电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电；用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。带电体凡是与丝绸摩擦过的玻璃棒相排斥的带正电；凡是与毛皮摩擦过的橡胶棒相排斥的带负电。正电荷、负电荷常分别用“+”、“-”表示。

3、电荷间的相互作用规律：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

两个带电体相互排斥，则有：①都带正电，②都带负电两种可能。

两个带电体相互吸引，则有：①一带正电，一带负电；②一带正电，另一个不带电；③一个带负电，另一个不带电三种可能。

4、验电器：检验物体是否带电的仪器。用带电体接触验电器的金属球，它的两片金属箔就会张开，张开角度越大，说明带电体所带电荷越多。即验电器的工作原理是同种电荷相互排斥。验电器可以判断物体是否带电，也可以判断物体带什么电，判断物体琏什么电时，可以先让验电器带上已知电性的电荷，再让带电体接触验电器的金属球，如果验电器在原来的基础上张角变大，则物体带的电与原来验电器上带的电相同；如果验电器张角先合拢又张开，则物体带的电与原来验电器上带的电相反。

5、电荷量及中和：

①电荷量：电荷的多少叫做电荷量。简称电荷，符号是Q，其单位是库仑，简称库，符号为C。

②中和：等量异种电荷放在一起会完全抵消，这种现象叫做中和。

6、原子结构：一切物质都是由分子组成的，分子又是由原子组成的，原子是由位于原子中心的原子核和核外电子组成的，原子核带正电，电子带负电，电子在原子核的电力作用下，在核外绕核运动。原子的这种结构称为核式结构。

7、元电荷：电子是带有最小负电荷的粒子，它的电荷量为1.6×10^-19C，称为元电荷，用e表示。1C的电量等于6.25×10¹⁸个电子所带的电量。任何带电体所带的电量都是电子所带电量的整数倍。

8、原子的电中和：通常情况下，原子核所带的正电荷与核外所有电子总共带的负电荷在数量上相等，因此整个原子呈中性。

9、摩擦起电的实质

不同物质的原子核束缚电子的本领不同，两物体互相摩擦时，哪个物体的原子核束缚电子的本领弱，它的一些电子就会转移到另一个物体上，摩擦起电的实质不是产生了电，而是电子在物体之间发生了转移。

10、导体和绝缘体：电荷可以在导体中定向移动。

导体能够导电的原因是因为内部存在着大量的自由电荷，绝缘体内部几乎没有可以自由移动的电荷。

二、电流和电路

1、电流：电荷的定向移动形成电流。

电路中有电流时，发生定向移动的电荷可能是正电荷，也可能是负电荷，还可能是正负电荷同时向相反方向发生定向移动。把正电荷移动的方向规定为电流的方向。电流方向与正电荷移动的方向相同，与负电荷移动的方向相反。

电路中电源外部电流的方向是从正极流向负极，即“正极→用电器→负极”；在电源内部电流的方向是从负极流向正极。

电路中要获得持续电流必须同时满足两个条件：电路中要有电源；电路要闭合是一个通路。

2、电路：由电源、用电器、开关、导线连接起来的电流的通路。

电源是提供电能的装置，把其它形式的能量转化为电能。用电器是消耗电能，将电能转化为人们所需的其它形式能量的装置。导线连接电路，开头控制电路。

3、电路的状态：

①处处连通的电路叫通路。

②某处断开的电路叫开路或断路，电路断路时用电器是不工作的。

③将电源正、负极直接用导线连在一起的电路叫短路。电路短路时会将电源烧坏，甚至引起火灾，这样的短路会使整个电路短路，是绝对不允许的。部分电路短路：用导线把电路中的某一部分两端连接起来，这样电路会部分短路，可以利用这种短路来控制电路。

4、电路图：用统一规定的符号表示电路连接情况的图叫电路图。

画电路图的规则：①电路图应画成方框图形；②电路图要处处连接，不能形成开路，更不能形成短跑路；③电路图中不能出现元件的实物符号，必须用电路符号表示电路元件；④电路 图与实物图元件顺序必须一一对应；⑤用电器、开关等电路元件不要画在连线的拐角处。

5、电路图和实物图的转化：

依电路图连接实物图时，应注意：①连接的实物图中各元件的顺序应与电路图保持一致；②对于串联电路，一般从电源正极开始连接，沿电流方向将元件依次连接，对于并联电路，先连接元件较多的一条路，然后将元件少的一长路并联接入；③连线应简洁、明确、到位，不得交叉；④连接电路时开关应是断开的，待连接完毕检查无误后，再闭合开关进行实验。

依实物图画电路图时也可采用与上面类似的“电流路径法”，但也应注意电路图中各元件的位置安排适当，使图形容易看懂、匀称、美观。

6、判断电路的连接是否正确的方法

①看电路的基本组成部分是否齐全，电源、用电器、导线和开关四个部分缺一不可；

②仪表接法是否符合其使用规则和要求；

③电路是否有短路现象，是否会烧坏仪表、用电器或电源；

④电路是断路现象，是否会造成仪表或用电器不起作用；

⑤电路的连接是否符合题意要求，各元件能否起到预期的作用。

三、串联和并联

1、串联：电路元件逐个顺次首尾相连接的电路连接方式叫做串联。开关和秘控制的用电器是串联的。

串联电路的特点：电路不分叉，电流只有一条路径，电流依次流经各用电器，只要有一处发生开路，电路中就没有电流，其它用电器都不能工作。即串联电路中一个开关可以控制所有用电器。

2、并联：将用电器不分先后，并列连在电路两端的电路连接方式叫做并联。

并联电路的特点：电路分叉，干路有若干支路，电流有若干条通路，干路中的电流分别通过各支路用电器，一条支路上的用电器不能工作，不影响其他支路的用电器工作。干路上的开关控制所有的用电器，支路上的开关只控制本支路上的用电器。

3、串、并联电路的识别

①用电器连接法：用电器逐个顺次连接且互相影响的是串联；用电器并列连接且各自独立工作互相不影响的是并联。

②电流路径法：凡是电路中电流只有一条路径的，一定是串联；电路中有两条或两条以上路径的是并联。

③描点法：对于比较复杂的电路，有时不能辨别电流的路径可以通过描点。描点的原则：凡是用导线直接相连的点都可视为同一点。如果电路元件连在同一点上，则是并联，否则是串联。

④用电器断路法：把电路中的某一用电器断开，如果其他用电器不受影响，仍能正常工作，则这些用电器是并联的，否则是串联的。

⑤电流规律法：如果题目中给出了电流，还可以利用串、并联电路的电流特点来判断。

前三种方法适用于判断电路图中各用电器的连接情况，第四种方法适用于实际电路中用电器的连接情况，如判断家庭电路用电器的连接情况、判断马路上路灯的连接情况等。

四、电流的强弱

1、电流：电流是表示电流强弱的物理量。用I表示，单位是安培，简称安，符号是A。

2、电流表：用来测量电流的仪表。在电路中的符号是        

3、电流表的使用：电流表接入电路时应和被测用电器串联；让电流从正接线柱流进，从负接线柱流出；电路中电流不要超过电流表量程；绝不允许将电流表直接连到电源两极上，这样如同短路，会很快将电流表烧坏，甚至损坏电源。

4、电流表的读数：①明确电流表的量程；②确定电流表的分度值；③接通电路后看电流表的指针总共向右偏过了多少个小格。

五、探究串、并联电路的电流规律

1、串联电路的电流特点：串联电路中电流处处相等，I₁=I₂=…=I_n。电流表接在任何位置读数都相等，可以说电流表测的是各用电器的电流或电路中的电流。

2、并联电路的电流特点：并联电路中干路电流等于各支路电流之和，I=I₁+I₂+I₃+…+I_n。电流表接在不同的位置瓬数不同，测不同的电流。电流表接在干路上测干路的电流，接在支路上测的是支路上的电流。

六、家庭电路

1、家庭电路的组成：家庭电路由进户线、电能表、总开关、保险丝、插座、开关、和用电器等几部分组成。

①进户线：连接户外供电电路的电线，相当于电源。

②电能表：用来测量用户一定时间内消耗的电能。

③总开关：当需修理家庭电路时，必须断开总开关。

④保险丝：当电流过大时保险丝就会自动熔断，起保护电路的作用。注意：根据电路设计的安全电流选取合适的保险丝，不能随意使用横截面积过大的保险丝，更不能用铜丝、铁丝代替。

⑤插座、开关、用电器：插座和电灯是并联的，开关和用电器是串联的。

2、火线和零线：进户线通常有两根，一根是火线，一根是零线。一般用试电笔来辨别零线和火线。当试电笔和电线接触时，试电笔氖管发光的是火线。火线和零线间的电压是220V。3、安全常识：

触电指的是一定强度的电流通过人体所造成的伤害事故。常见的触电类型有双相触电、单相触电、高压电弧触电和跨步电压触电。

防止触电的措施：首先家庭电路的安装要符合安全要求；同时不要弄湿用电器，保护好用电器的绝缘体，不使它的火线裸露；带有金属外壳的家用电器，其外壳要接地；不要靠近高压带电体，不要接触低压带电体。

触电急救：一是尽快用绝缘体切断触电者触电的电源；二是尽力进行抢救（尽快通知医务人员抢救，必要时先进行人工呼吸）。