历届初中物理竞赛复赛试题
来源:新能源网
时间:2024-08-17 14:16:43
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历届初中物理竞赛复赛试题【专家解说】:第十六届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题
一、(10分)如图l,东湖中学想用离心泵将湖中的水抽到C处的养鱼池中。要求在30min内至少向养鱼池
【专家解说】:第十六届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题
一、(10分)如图l,东湖中学想用离心泵将湖中的水抽到C处的养鱼池中。要求在30min内至少向养鱼池中输水120m3,学校领导将以下几个需要解决的问题交给了科技小组。
(1)A,B处各有一个平台,离心泵应放在什么位置,请说明理由。
(2)如果某型号离心式水泵的扬程为15m,功率为17kW,
效率为0.6,试通过计算说明这台水泵是否可满足东湖中学的需求?
(3)为了节约资金,有人提出全部采购比硬质管便宜、而且与水泵管径相符的软橡皮管配套使用,你认为是否可行,为什么?说出你的正确方案。
二.(10分)一个地质勘探小分队,在野外河边休息时发现了一种矿石,他们非常想尽快知道这种矿石的密度大约是多少,但是手中只有皮尺、直木棍和针线包中缝衣服用的针和细线,请你帮助他们利用现场可利用的物品,设计一个测定矿石密度的方案,并推导出计算矿石密度的表达式。
三.(14分)小华同学为了节能和方便家人洗澡,用废弃的汽油桶在房顶上自制了一个简易太阳能热水器,图2是它的安装示意图。在水箱上下安有二根管子,其中一根是进出水管,给热水器上冷水或淋浴时用热水,都是通过进出水管来完成,室内进出水管上安有三个阀门。
若当地的大气压强p0=1.0×105Pa,请回答下列问题:
(1)小华为什么要在热水器上方安装一根与大气相通的管子A?
(2)根据阀门I、II、Ⅲ的位置,说明它们的作用是什么?如何调节喷头出水的温度?
(3)给热水器上冷水时,阀门I、1I、III应当处于何种状态?洗澡时,阀门1、II、111应当处于何种状态?
(4)如果小华同学住的居民楼层高为3m,他家的热水器安装在七楼楼顶上,且距楼顶高1m,那么该地区的水压至少为多大,才能顺利为热水器上水?
(5)设热水器水箱容积为100L,在一般的光照条件下,一满箱12℃的水经白天太阳的加热温度可达到45℃,这相当于多少煤气完全燃烧放出的热量?(已知水的比热容为4.2×107J/(kg·℃),煤气的热值约4.2×107J/kg)
四、(12分)育才中学科技小组设计了一个可以测量电阻值的多量程欧姆表,图3中所示为其中两个量程的测试电路,G为灵敏电流表,其内阻Ro=100Ω、电流灵敏度(即指针在满刻度时流过灵敏电流表的电流)U=100μA,R为可调电阻,阻值变化范围为0~5kΩ,Rl和R2为定值电阻,R1=15Ω,R2=llkΩ,E为1.5V干电池,S为量程选择开关。测量时把待测电阻两端分别与A、B两端相接。为了能从灵敏电流表上直接读出待测电阻的阻值,需在表盘上重新标注示数。请回答:
(1)在指针满偏处,盘面应标注的示数是多少?
(2)当A、B间断开时,指针所指的位置处,盘面应标注的示数是多少?
(3)开关分别置于1和2位置时,在表盘正中间位置处应标注的示数各是多少?请简要说明理由。
(4)该欧姆表表盘上的刻度是否均匀?请从电路原理上说明理由。
五、(12分)有一种被称作PTC的半导体材料,其电阻随温度的变化曲线如图4所示。
(1)请你根据这条曲线分析,PTC材料的电阻值怎样随温度的变化而改变?
(2)请说出这种材料的两个可能的应用实例。
(3)以其中的一个应用为例,说明它的正常工作过程和使用条件。
六、(14分)利民电器厂设计了一种具有高、中、低温三挡的家用电火锅,其发热体电阻丝如图5所示。A、B、C为三个接线柱,B是电阻丝中点的接线柱。相信你一定能帮助该厂完成以下工作。
(1)说明各挡位的连接方法(文字表述或画图连接均可)。
(2)如果要求低温发热功率为200W,那么高温和中温两挡的发热功率分别应是多大?
(3)设计一份该火锅的产品铭牌。
七、(14分)现在流行的无线市话俗称“小灵通”,是一种新型的个人无线接入系统,具有语音清晰、发射功率低、待机时间长、功能多、价格合理等特点。它的使用使传统意义上的固定电话不再固定在某个位置,可在无线网络覆盖范围内自由移动使用,随时随地接听、拨打本地和国内、国际电话。
表1是某一型号小灵通的部分资料数据。若这种小灵通在正常使用的情况下,充电一次可使用7天,累计通话时间为1.2h,通话时耗电功率为平均发射功率的20倍。则:
(1)这部小灵通正常通话时的工作电流大约多大?
(2)小灵通开机但不通话时的状态称为待机。这部小灵通的待机电流大约多大?
(3)在没有充电器的情况下,可用一个电压略高于3.6V的直流电源为小灵通电池临时应急充电。请你设计一个方案,用图6所示的直流电源给这部小灵通的电池充电,并画出充电的电路图。
表l
尺寸(长×高×宽)约45mm×83mm×23.5mm
质量约85g
发射功率约10mW(平均)
电池3.6V580mA·h锂电池
充电器输入:AC220V50Hz输出:DC5.2V320mA
充电器重约50g
充电时间2.5~3.5h
连续待机时间48~200h
八、(14分)现在有些住宅区使用的水表是预付费式的水表,每个用户一表一卡,凭卡用水,卡中数据输入表中,水表自动开阀供水。
所购水用完后自动关阀断水,用户必须重新购水,方能重新用水。图7是某水表厂生产的预付费式的IC卡水表,其主要技术参数如表2所示。请根据表2
中的数据,回答下列问题:
项目FY-15E热水表FY-20E热水表FY-25E热水表
质量1.4㎏1.8㎏2.5㎏
长度165mm195mm225mm
口径(DN)15mm20mm25mm
过载流量3m3/h5m3/h7m3/h
常用流量1.5m3/h2.5m3/h3.5m3/h
分界流量0.12m3/h0.2m3/h0.3m3/h
最小流量0.03m3/h0.05m3/h0.07m3/h
起动流量≤0.010m3/h≤0.012m3/h≤0.017m3/h
水表性能B级表
密封性1.6MPa水压,15min内不泄漏
最小读数0.0001m3
最大读数9999.9999m3
用户窃水自动关阀并提示
电源3.6V、2.4Ah锂电池2节串联
IC卡的保密性射频卡,一表一卡,不可复制
IC卡使用寿命使用次数>10万次
报警方式剩余水量2m3时报警,用完剩余水后关阀
静态工作电流0.5mA
开阀或关阀时的工作电流500mA
常用流量误差≤2%
工作温度温度:0℃一90℃(FY系列)
工作水压0.1MPa~0.6MPa
材料铜
(1)要保证水表正常工作,水平位置相对水塔内的水面高度差的范围应是多少?
(g取10N/kg)
(2)如果水表仅处在静态下,最多能使用多少天才需更换电池?水表开阀或关阀时它的电功率是多少?
(3)FY-25E型热水表在常用流量状态流出50℃的热水时,需要用多大功率、效率为80%的锅炉来加热原来温度为20℃的水?如果连续这样供热水,一昼夜至少需要烧多少煤?(煤的热值是3×107J/kg)
(4)FY一15E热水表报警后,在常用流量下用水,大约还能用几小时?
(5)FY-20E水表出水口水的最大流速是多少?
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