江西省上饶县六中2020学年八年级物理下学期电学竞赛试卷（三）

PAGE2020上饶县第六中学八年级物理竞赛测试卷（三）时间：100分钟姓名：一、选择题(每小题2分，共12分)：以下各小题给出的四个选项中只有一个是正确的，把正确选项前面的字母填在题后的括号内。1．白炽灯泡的灯丝常制成螺旋状，这样做的目的是[]A．便于灯丝散热，防止灯丝熔断。B．尽量减少灯丝的电阻。C．减少灯丝散热，提高灯丝的温度。D．减少灯丝在高温时的升华。2．小明做实验时把甲乙两只灯泡串联后通过开关接在电源上。闭合开关后，甲灯发光，乙灯不发光，乙灯不发光的原因是[]A．它的电阻大小。C．流过乙灯的电流比甲灯小。B．它的电阻太大。D．乙灯灯丝断了。3．实验室有一个旧的直流电源，其输出端的符号模糊不清，无法分辨正负极。小明设计了下面的判断电源两极的方法。在桌面上放一个小磁针，在磁针东面放一个螺线管，如图1所示。闭合开关后，磁针指南的一端向东偏转。下述判断正确的是：[]A．电源A端是正极，在电源内电流由A流向BB．电源A端是正极，在电源内电流由B流向AC．电源B端是正极，在电源内电流由A流向BD．电源B端是正极，在电源内电流由B流向A4．有一种叫做“压电陶瓷”的电子元件，当对它挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，这种现象称为压电效应。一种燃气打火机，就是应用了该元件的压电效应制成的。只要用大拇指压一下打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产生10kV～20kV的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体。在上述过程中，压电陶瓷片完成的能量转化是[]A．化学能转化为电能B．内能转化为电能C．光能转化为光能D．机械能转化为电能5．电冰箱起动时，与电冰箱并联的台灯变暗。关于这一现象。下列说法中不正确的是：[]A．进户线中电流变大B．线路中电阻变大C．线路中热损耗变大D．灯泡两端电压变小6．图2所示的是高压输电线路，其中高压输电线与变压器之司安装有避雷器，它的作用是防止变压器遭受雷击。关于这种避雷器，下列说法正确的是：（   ）A．避雷器在通常电压下是导体，在遇到雷击的电压时是绝缘体B．在任何电压下避雷器都是导体C．在任何电压下避雷器都是绝缘体D．避雷器在遇到雷击的电压都是导体，在通常电压下是绝缘体二、填空题(每空1分，共13分)1．图4中所示为自动调温电熨斗的电路图。右下方为温控部分。在未通电和低于预定温度时，双金属片A和静片B上的触点接通，指示灯L亮，电热丝R发热、当温度达到预定温度时，双金属片因______向左弯曲，电路断开。若双金属片由铜片和铁片铆合而成，则左片就是______片。调节调温旋钮C，使静片向左时，调温电熨斗的预定温度值将变______。2．中华民族对人类文明做出了巨大的贡献。在物理学领域中，战国初期的______在力学、声学、光学等方面的研究成果代表了当时科学技术的先进水平；宋代的沈括在《______》一书中已有关于地磁偏角的记载，这个发现比西方早400年。近年来，我国对超导材料的研究已跻身于世界前列，1989年已找到临界温度为－141℃的超导材料，当温度降到－141℃左右时，这种材料的电阻变为______。3．物理小组制作了一个自动控制器，其中有一个调压电路如图4所示，滑动变阻器R的最大阻值是100欧，负载电阻R＇的阻值为100欧，A、B间电压为10伏，保持不变。使用过程中发现这个电路的调压范围和原设计不符，检查结果是图中F处导线折断，滑动头P由上向下移动时，如果电路完好，CD两端的电压范围应是______V至______V；如果F点导线折断，CD两端的电压范围是______V至______V。4。我周围有很多利用电能发光的灯。有的利用灯丝的高温而发光，如________灯；有的灯有灯丝，但是不靠灯丝发光，如_______灯；有的灯根本没有灯丝，通电后也能发光，如________灯。三、简答下列各题(共35分)1．（6分）图2为一个三孔插座，其中有一个插孔的导线是与室外大地相连的，请把这个插孔产中代表大地的记号E用线连起来。如果这个插孔的导线断了，使用这个插座还能使洗衣机转动，但是存在的问题是什么？2．(8分)小明家新买了一条标有“220V50W”的电热毯，他想用电流表和电压表测量电热毯的电阻值，于是连接了如图所示的电路。其中R为待测电热毯的电阻，电源两端的电压为6V，滑动变阻器的最大阻值为20Ω．但是，小明在测量过程中发现，无论怎样调整滑动变阻器，电表的示数都几乎没有变化，且查得各元件完好，电路连接无误．请分析产生这一现象的原因．如果仍然使用这些器材，怎样连接电路才能有效地改变电热毯两端的电压?请画出你的电路图．3．（1998年全国-三）（6分）图2是从某电子仪器拆下来的密封盒子。已经知道盒内有三只电阻，A、B、C、D为四根引线。现用多用电表测量，得知AC间的电阻RAC=20欧，CD间的电阻RCD=50欧，AD间的电阻RAD=30欧。若用导线把BD连接后，测得AD间电阻RAD＝20欧。请在方盒内画出电阻的连接图，并在图中标出每个电阻的阻值。4．（1992年全国-五）、（6分）有一个理发用的电吹风机，由于说明书遗失，只知道它的额定电压是220伏特，没有其它数据。请你利用一般家庭用的电度表（铭牌上的数据如图所示）和一只钟表，设计一种简便方法，测定这个电吹风机的功率。要求：1．写明测量步骤；2．用字母代表所涉及的物理量，导出计算电功率的公式。5．（5分）电视台把无线电信号传送到高空中的通信卫星上，卫星再把信号传到地面上的其他地区，这样就实现了卫星电视传播。在调试过程中，电视台本身也需要接收卫星传回的信号，并和演播室用电缆传来的信号进行比较。这时发现，卫星传来的画面上，人物动作的变化总比电缆传来的画面上相应的变化发生得晚一些。1．解释产生这种时间延迟的原因。2．已知通信卫星的高度大约是36000千米，无线电信号传播的速度与光速相同，估算画面延迟的时间。6．（4分）1821年，德国物理学家塞贝克发现了一种奇怪的现象：把两根铜丝和一根铁丝与灵敏电流计串联成闭合电路，然后把铜丝和铁丝的一个连接点放在盛有冰水混合物的容器里保持低温：另一个连接点放在火焰上加热。发现灵敏电流计的指针发生丁偏转，这一现象表明这时闭台电路中产生了电流。塞贝克把这种电流叫做“热电流”．把这一电路叫“热电偶电路”。某研究小组的同学们按如图7所示的电路，模拟塞贝克实验，探究了决定“热电流”大小的因素．通过实验测得了电流的大小与温差关系的一组数据：两接点间的温差/℃01100200300500电路中的电流/10-1A0.000.010.641.422.294.17请根据以上资料数据说明：(1)产生热电流的条件是什么？；(2)根据热电流的特点，猜想并写出热电偶电路的一种应用。四、（12分）小军家客厅墙壁上有一个控制灯的开关和一个两孔插座装在一起的“一开两孔”的电工元件。图12是元件的面板、图13是元件壳体内部的原接线图。由于开关损坏，需要更换整个元件。小军爸爸决定自己动手完成，小军给爸爸当助手。小军爸爸断开家中进户线的总开关，在拆旧换新的过程中发现：拆下前没有留意元件中的A、B,D三根导线（B、C间己有一短导线在内部相连）与外面的①②③三根导线的连接关系（如图14).因为室内导线都在水泥墙内，无法观察①②③各导线与墙内导线的连接情况。于是他闭合家中进户线的总开关，用试电笔检测各根导线，发现：第①根导线可以使试电笔发光；第②、③根导线不能使试电笔发光。根据小军爸爸的检测，能不能判断各根导线的连接情况？小军经过仔细思考后认为，不能判断每根导线的连接情况，如果在情况不明时盲目连接还可能出现更严重的问题。（1)你认为小军的观点对不对？为什么？(2)你能不能利用常用的家用电器，如台灯等（均带有插头），鉴别出①②③根导线应怎样分别与A、B、D接线柱相连接？说出你的方法并简述理由。(3）根据你的判断，将图14中①②③根导线与下面的A、B、D接线柱和上面的火线、零线及灯泡连接起来。五、（8分）甲、乙两处距离为L，其间铺设了由两根导线组成的电话线，每单位长单根导线的电阻为r（r的单位为欧/米），乙处终端接有负载电阻，如果线路中途某处两导线因绝缘层损坏而相联，为了找出相联位置，给你一台电压为U的直流稳压电源和一个量程合适的电流表，怎样求出损坏处离甲端的距离和损坏处的接触电阻？六、（8分）楼道里的灯常常彻夜通明，因而极易损坏。给它串联一个电阻后再接到电路里，虽然亮度略有降低，寿命却可以大大延长。现在欲使“220V25W”的灯炮在实际使用时消耗的功率约是额定功率的80％，应该串联多大的电阻？这个电阻消耗的电功率是多大？七、（12分）小明利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R1、可变电阻器R2等器件设计了一个恒温箱控制电路，如图1所示。其中“交流电源”是恒温箱加热器的电源（加热器在恒温箱内，图中未画出）；R1处于恒温箱内，图2是小明通过实验测得的R1的阻值随温度变化的关系曲线；电磁继电器的电源两端电压U=6V，电磁继电器线圈的电阻可不计，通过实验测得当电流为30mA时，电磁继电器的衔铁被吸合。1．请简述此恒温箱的工作过程。2．为什么恒温箱的加热器应该接在A、B端，而不能接在C、D端？3．如果要使恒温箱内预设的温度可调节范围是90℃~150℃，可供选择的可变电阻器R2的电阻值有如下的几种：A．0~100ΩB．0~200ΩC．0~1000ΩD．0~1500Ω请问应选择哪一个可变电阻器？为什么？4．小明设计的这个控制电路，使用起来有何不足之处？请你提出一种解决的 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。、上饶县第六中学八年级物理竞赛电学测试卷（三）参考答案一、选择题(每小题2分，共12分)题号123456答案CACDBD二、填空题(每空1分，共13分)1．热膨胀；铁：高2．墨翟（墨子）；梦溪笔谈；03．10；0；10；54、白炽；日光；霓虹三、简答下列各题(共30分)1．答案：连线如图。与E相连的导线为地线，如果地线断了，一旦洗衣机外壳与电源火线之间的绝缘层被损坏就容易造成触电事故。2．根据电热毯的额定功率和额定电压可以推算出，它的电阻约为R=U2/P=968Ω．滑动变阻器是与它串联的，它们的总电阻是两者之和．但滑动变阻器只有20Ω，远小于电热毯的电阻，滑动变阻器阻值的变化对总电阻的影响很小，所以对电路中的电流和电热毯两端电压的影响很小．（4分）在不更换实验器材的情况下，为使测量时可以有效地改变电热毯两端的电压．可以将电路连接成图1所示的结构，即在原电路所示的电路中，从滑动变阻器的b端向电源负极连接一根导线bc，这样，当p滑至a端时，UX=6V；当P滑至b端时，RX被导线bc短路，UX=0V，从而实现了RX上的电压值由0V至6V的大范围变化。（4分）　3．参考解答（1）如图1．电阻的位置和联接方式完全正确给3分。（2）．电阻值标得完全正确给3分，标错一处其余正确给1分4．1．测量步骤(l)将电度表所接其它用电器关闭，只接电吹风机。(2)利用钟表测量电吹风机工作时电度表的圆盘转过N转所用的时间t（秒）。2．导出计算电功率的公式：以n表示每千瓦时的电表盘转数，电吹风机所耗电能W（焦耳）就是W=×1000×3600…………………（1）；电吹风机的功率P（瓦特）：P==×3.6×106………（2）评分标准全题6分。答出测量步骤(1)的给1分。(2)的给2分。(1)式给2分。(2)式给1分。运算中没有出现系数1000和3600，而单位又未作特别说明者，全题最多给4分。5．（1）．因电磁波从电视台到卫星间的往返传播要用一定时间。（2）.延迟的时间t=2S/C==0.24s6．（1）用不同金属丝组成闭合回路；两连接点之间有温度差（2）制成温度计。（将图7中的G端焊接在一起作为热电偶的测量端放到被测温度t处，保持D端接点温度t0稳定。并将灵敏电流表盘按温度刻度．即可用来测温度。）只要说明制成温度计即可得分四、（共12分）参考解答：1.小军的观点是对的。………………1分第①根导线可以使试电笔发光，说明是火线，一定与B相连；第②、③根导线不能使试电笔发光，说明不是火线，但还不能判断出到底哪根线直接接在零线上，哪根线接在灯泡上。如果盲目连接，可能会将零线接在D上，闭合开关，就会形成短路，可能引起火灾，造成更严重的事故。……3分;2.具体的连线方法,有二种可能(一)第一种可能方法：闭合台灯开关，如果将①、②两导线小心地接在台灯的插头上（不要短路），台灯正常发光；将①、③两导线接在台灯的插头上时，两灯均发光，但都不是正常发光，亮度都较暗，这说明导线②是直接接在零线上并与A相连；导线③接在灯泡上,并与D相连…………3分理由是：台灯直接接在火线与零线上时，正常发光；与灯泡串联时，两灯功率都小于额定功率，两灯都较暗。……………………2分实际连线如答题图4所示。……………………3分(二)第二种可能方法：闭合台灯开关，将①、②两导线小心地接在台灯的插头上，两灯均发光，但都不是正常发光，亮度都较暗；将①、③两导线接在台灯的插头上时，台灯正常发光。这说明③导线是直接接在零线上，并与A相连；导线②接在灯泡上,并与D相连。………3分理由是：台灯直接接在火线与零线上时，正常发光；与灯泡串联时，两灯功率都小于额定功率，两灯都较暗。……2分;实际连线如答题图5所示。…………3分说明:学生只要正确回答一种可能即可得满分。五、解：1．将甲处断开，乙处将负载电阻撤除，并在乙处接上直流稳压电源，（输电压为U），将电流表串联在电路中测得电流为I1。设电话线损坏处的接触电阻为R，L/为损坏处离甲处的距离，则有U=I1〔2(L-L/)r+R〕…①（2分）2．乙处断开，在甲处接上直流稳压电源，将电流表接在电路中测得电流为I2，则有U=I2(2L/r+R)…②（2分）解联立方程①与②，得L/=+…………1分；R=-rL…………1分方法叙述正确给2分，其余各步按式后所示分数给。六、P实=P额×80％=25×0.8=20（W）；由P＝U2/R可得，P实/P额＝U2实/U2额＝0.8；则U实＝200＝196.8（V）又P实＝U实I；得I＝20/196.8＝0.1016（A）；电阻与灯串联：U实+U额＝220（V）；U额＝220－196.8＝23.2（V）；所串电阻R＝U额/I＝232/0.1016＝228.3（）电阻消耗的功率P阻=U阻I=23.2×0.1016=2.36（W）七、（16分）参考答案1．恒温箱温控系统是由交流电加热电路和直流控制电路组成，适当调节变阻器R2的阻值，利用热敏电阻R1的性能和阻值等使该系统能保证恒温箱的温度保持在预设的温度范围内。工作过程如下：当恒温箱内的温度达到或者超过预设之最高温度时，热敏电阻R1的阻值下降，直流控制电路中电流增大，电磁继电器吸合衔铁，切断交流加热电路，恒温箱开始降温。…（1分）当恒温箱内的温度低于预设之最低温度时，热敏电阻R1的阻值增大，直流控制电路中电流减小，电磁继电器释放衔铁，交流加热电路接通，恒温箱又开始升温。…（1分）如此反复接通和断开交流加热电路，使恒温箱的温度保持在预设温度范围内。…（1分）2．恒温箱的加热器应接在A、B端。这样温度高于预设最高温度时，电磁继电器的衔铁吸合，停止加热；而温度低于预设温度时，电磁继电器的衔铁断开，进行加热。这样才能实现温度控制。…（2分）如果加热器在C、D两端，当温度高于预设温度时，R1的阻值减小，电磁继电器的衔铁吸合，加热器继续工作，温度将更高，这样就无法实现恒温控制。…（2分）3．电磁继电器吸合时的电流为30mA，则控制电路的总电阻为R总=R1+R2=200Ω  …（1分）控制90℃时，由曲线图可知，R1=50Ω，可变电阻值应为R2=200Ω-50Ω=150Ω…（1分）控制150℃时，由曲线图可知，R1=30Ω，可变电阻值应为R2=200Ω-30Ω=170Ω…（1分）所以，要选一个能提供150Ω～170Ω阻值的可变电阻器，选择B即可满足上述阻值要求，又能便于调节，故选用B即可。…（1分）4．小明设计的这个电路，从理论上讲控制的只是一个固定的温度值，这样使用时，就会出现恒温箱内温度在某一固定值附近时，电磁继电器频繁通断的现象，这对电磁继电器和加热器电路的使用寿命是十分不利的。…（2分）为了解决这个问题，可以设想制造一种继电器，当已经达到了预设的温度时，继电器达到吸合电流值（如此题中的30mA），这种继电器可以延长一段时间或限时到规定时间才吸合，从而断开被控制电路。…（2分）当低于预设的温度时，通过继电器的电流小于吸合电流值，这种继电器同样可以延长一段时间或限时到规定时间才释放衔铁。从而实现继电器和加热电路有一个较长的稳定工作状态，达到既能实现恒温控制又能延长使用寿命的目的。…（1分）（说明：只要提出的设计合理，即可得分）