2019应用物理知识竞赛复赛试题

发布 2024-03-20 21:20:09 阅读 8850

第十六届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题。

注意事项:1.首先填写所在地区、学校、姓名和考号。

2.用蓝色或黑色钢笔、圆珠笔书写。

3.本试卷共有八个大题,总分为100分。

4.答卷时间:2006年4月16日(星期日)上午9:30—11:10。

一、(10分)如图1,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30 min内至少向蓄水池中输水120 m3,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)如果离心泵的效率为80%,请你帮助计算一下所需购置离心泵的功率至少多大?

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。在水箱上设置有一根进出水管,一根排气管,一根溢水管。

给热水器上冷水或沐浴时用热水,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 = 1.0×105 pa,请回答下列问题:

1)小华为什么要在热水器上安装一根排气管?

2)根据阀门ⅰ、ⅱ的位置,说明它们的作用是什么?如何调制喷头出水的温度?

3)给热水器上冷水时,阀门ⅰ、ⅱ应当处于何种状态?洗澡时,阀门ⅰ、ⅱ应当处于何种状态?

4)如果小华同学住的居民楼层高为3 m,他家的热水器安装在七楼楼顶上,且距楼顶高1 m,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100 l,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65 ℃,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4.2×107 j/(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rg = 100 ω、电流灵敏度(即指针在满刻度时流过灵敏电流表的电流)ig = 100 μa,r为可调电阻,阻值变化范围为0~5 kω,r1和r2为定值电阻,r1=15 ω,r2=11 kω,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200 w,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、**合理等特点,它的使用使传统意义上的固定**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**。

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1.2 h,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1八、(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:

表21)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10 n/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-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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