（含答案）1．(10分)有一卷无木轴的铜导线，需要确定它的长度，但不能把铜导线全部拉开，更不能把导线截断，请设计一个测量方案（提出使用器材，说明测量步骤，给出计算方法。）
器材：铅笔一只，刻度尺一把（游标卡尺等其它尺也行），能称量导线质量的任何形式的秤一个。
2．(10分)引体向上是一项缎炼臂力和腹肌的健身运动。该运动的规范动作是：两手正握单杠，身体自然悬垂，上拉时，下颚超过单杠；下放时，两臂放直，不能曲臂。
这样上拉、下放，重复动作，达到锻炼的目的。今测得小明的体重m＝54kg，在时间t＝1min内完成n＝20次引体向上的动作，每次上拉时上升的高度h＝0.5m，g取10n/kg，试求(1)每完成一次动作，小明所做的功；(2)小明做引体向上时的功率。
3．(10分)由电源引到某工地的一只“220v、100w”的灯泡亮度较暗，测得该灯泡的实际功率只有81瓦，而电源的电压确为220伏。输电导线上消耗的功率约有多大？你在计算中用到了什么近似？
4．(10分)一台拖拉机的发动机是四汽缸、四冲程的柴油机，汽缸的直径为95毫米，活塞冲程为127毫米，第三冲程中气体作用在活塞上的平均压强是196牛／厘米2，飞轮的转数是1200转／分，这台发动机的功率是多少瓦？
5．(10分)山区某工地方程式时，照明电路需用导线从离工地250m处的电源引来，工地上要用一只“220v 100w”和一只“220v 200w”的灯泡来照明，所用导线的电阻为0.018ω/m，如果电源两端的电压为220v，且保持不变，试求照明时导线上所消耗的功率和每只灯泡实际所消耗的功率。（计算时不考虑灯丝电阻的变化，数值只取整数，小数可四舍五入）
6(12分)淋浴用水的流量约为10升/分，合适的水温约为50℃，用水时间约为4分钟。电热淋浴器有两种设计，一种是淋浴时电流直接对于流动的水加热，另一种则备有水箱，待箱中的水加热至合适的温度后再淋浴。加热前的水温以20℃计。
请根据上面提供的数据论证，第一种设计不适合大多数家庭的供电电路。
如果水箱中的水恰好够一个人淋浴用，供电电路允许的电流最大为10a，电加热的效率为80％，这种条件下把水箱中的水加热最少需多长时间？
7．（12分）如图所示是自冲水装置，柱形水箱截面积为0.2m2，箱内浮筒是圆柱形，底面积为200cm2（质量不计），出水口有厚度不计，质量为0.5kg的盖板q，面积为50cm2，与底部用细线相连，当连线恰好被拉直时，水箱底与浮筒的底部距离为20cm，若进水管的进水量为0.
54m3/h，请计算：
1．水箱中的水的深度为多少？
2．每两次放水的时间间隔为多少分钟？
8．(12分)某同学在科学实践活动中，对一个电路元件a进行了**。他将元件a与电源、开关、变阻器、电流表串联成电路，在元件a两端并联—个电压表，研究通过元件a的电流跟电压的关系，得到如下表所示的数据：
1)请在图甲中画出元件a的电流跟电压的关系图线。
2)然后，该同学在电路中去掉变阻器、电流表、电压表，再连接一个电阻r，如图乙所示。若电源电压为5伏并保持不变，元件a消耗的功率超过4瓦时将被烧坏。
串联电阻r至少要多大才不会烧坏电路元件a?
在保证不致烧坏电路元件a的条件下，r值为多大时，输入给r的功率达到最大，此最大功率值为多大？
9．(14分)如图所示电路，已知电源电压为u并保持不变，阻值为r0的定值电阻，滑动变阻器的最大电阻为r，变阻器的总匝数为n。则：
1）变阻器允许通过的最大电流不得小于多少？
2）要使变阻器滑片p移动过程中电路的电流最小变化值不大于电路电流的，则变阻器的匝数n不得小于多少？
2023年上饶县二中初中应用物理知识竞赛复赛模拟试题答案。
1. 答案：
步骤：（1）拉出一段导线，在铅笔上绕n圈，测出总长度，计算铜导线直径；
2）用称称出导线的总质量：m； （3）计算导线体积； 导线质量导线长度（其中为铜的密度）
2． 答案：（1）每完成一次操作，小明做功。
w＝mgh＝54kg×10n/kg×0.5m＝270j
2）在时间t＝1min内小明做功w’＝nw＝20×207j＝5.4×103j
小明做引体向上时的功率p＝＝＝90w
．答案：根据灯泡的额定功率po和额定电压uo与其中电阻r1的关系可得：
此时电灯实际消耗的电功率为 p1＝81w
以i1表示此时通过电灯的电流，则应有。
故得 此时电灯两端的电压u1＝i1r1＝0.41×484v＝198v
输电线上消耗的电压（即r2两端的电压）为：
u2＝uo－u1＝220v－198v＝22v
输电线上消耗的电功率（即r2消耗的电功率）为：
p2＝i2u2＝i1u1＝0.41×22w＝9.0w
以上解法中应用了此时灯丝的电阻与灯泡在额定电压下工作时的电阻相等这一关系，即认为灯丝的电阻不随温度的变化而变化．这是一种近似．
4．答案：活塞的面积。
燃气对活塞的压力。
f=ps=196×71n=1．39×104n
每个做功冲程内，燃气对活塞所做的功为。
w1=fl=1．39×104×0．127j=1764j
由于发动机有四个气缸，则曲轴每转一周内有两个气缸经历做功冲程，故每分钟内发动机内燃气做功的次数为。
n=2×1200=2400
故得每分钟内燃气所做的总功为。
w=nw1=2400×1764j=4．2336×lo6j
则此内燃机的功率为p=w/t=4．2336×106/60w=7．056×104w
．答案：以r1和r2分别表示两个灯泡的电阻，则应有。
以r12表示r1和r2的并联电阻，则有。
输电导线的电阻r0为：r0＝0.018ω/m×2×250m＝9ω
则全电路的总电阻为：r＝r0＋r12＝9ω＋161ω＝170ω
电路中的总电流为：
得导线上发热消耗的功率为：p0＝i2r0＝1.32×9w＝15w
此时并联部分的电压ul即为每灯获得的实际电压，其值为。
ul＝ir12＝1.3×161v＝209v
故得此时两灯消耗的实际功率分别为：
．答案：(1)从电流方面考虑。
设此无水箱式淋浴器正常工作时通过的电流为i，则依题述在1min内流过此淋浴器的水的质量为。
m=ρv=1×103×10×10-3kg=10kg
这些水流过淋浴器后，其温度由t1＝20℃升至t2＝50℃，所需吸收的热量为。
q＝cmt(t2一t1)
4．2×103×10×(50－20)j＝1.26×106j
以上热量由电热提供，即q＝iut
可见此无水箱式淋浴器若要正常工作，其所需电流为96a，这大大超过了家用照明电路允许的电流10a，即将它安装在家用照明电路中是不行的．所以，第一种设计方案不适应大多数家庭的供电电路．
(2)水箱中水的质量。
m＝ρv＝1×103×10×10-3×4kg＝40kg．
使水箱中水温由t1升至t2所需的热量。
q2＝mc(t2一t1)
设加热电路中以允许的最大电流i＝10a加热，则电流在时间△t内提供焦耳热为。
q1＝iu△t
由于加热的效率为η＝0.8，所以有。
q1＝q2由上诸式解得。
即在题给条件下把水箱中的水加热到所需的温度至少需要48min．
9．答案：（1）变阻器允许通过的最大电流应大于。
2）设变阻器连入电路的电阻为，则电路中的电流为，电流最小变化值对应于滑片p移过1匝，若变阻器滑片向右移过1匝，变阻器每匝的电阻为，则电路中的电流为。
当时，有最大值 ，而得。
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