历届初中物理竞赛复赛试题

1.(10分)如图L，东湖中学想用离心泵把湖里的水抽到C处的鱼塘里。要求在30分钟内将至少120 m3的水输送到鱼塘。学校领导把下面的问题交给了科技组。

(1)A和B分别有一个平台。离心泵应该放在哪里？请说明原因。

(2)如果某离心泵的扬程为15 m，功率为17 kW，

效率是0.6。通过计算这个水泵能满足东湖中学的需要吗？

(3)为了节省开支，有人建议所有比硬管便宜并符合水泵直径的软橡胶管应一起使用。你认为可行吗，为什么？告诉我你的正确计划。

(10分)一个地质勘探队在野外河边休息时发现了一块矿石。他们很想尽快知道这个矿石的大概密度，但是他们只有皮尺、直棍、针线包里缝衣服的针和细线。请帮助他们设计一个测量矿石密度的方案，并推导出一个计算矿石密度的表达式。

3.(14分)小花为了节约能源，方便家人洗澡，用废弃的汽油桶在楼顶做了一个简易的太阳能热水器。图2显示了其安装示意图。水箱上下有两根管子，其中一根是进出水管。通过进水管和出水管向热水器供应冷水或在淋浴中使用热水。室内进出水管上有三个阀门。

如果当地大气压力p0=1.0×105Pa，请回答以下问题:

(1)小华为什么要在热水器上方安装与大气相通的管道A？

(2)根据阀门一、二、三的位置，它们的作用是什么？洒水车出水温度怎么调节？

(3)给热水器供应冷水时，阀门I、1I、III应处于什么状态？洗澡时，阀门1，II，111应该处于什么状态？

(4)如果小华住的居民楼高3 m，他的热水器安装在七楼楼顶，距离楼顶1 m高，那么这个区域的水压至少是多少，才能让热水器顺利注水？

(5)设热水器的水箱容积为100 L，在一般照明条件下，一满箱12℃的水，经过一天的太阳加热，可以达到45℃，相当于气体完全燃烧释放的热量。(已知水的比热容为4.2×107j/(kg·℃)，气体的热值约为4.2× 107J/kg)。

(12分)育才中学科技组设计了一种可以测量电阻值的多量程欧姆表。两个量程的测试电路如图3所示。g为灵敏电流表，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。Rl和R2为定值电阻，r 1 = 15ω，R2 = ll kω，e为1.5V干电池，s为档位选择开关。测量时，将待测电阻的两端分别与A、B两端相连。为了直接从灵敏电流表上读出被测电阻器的电阻值，有必要在刻度盘上重新标记指示器。请回答:

(1)指针充满偏差的地方，盘面上应该标什么数字？

(2)当A和B断开时，指针所指的位置，盘面上应标出的指示器是什么？

(3)当开关分别置于1和2的位置时，表盘中间应标有哪些指示器？请简要说明原因。

(4)欧姆表刻度盘上的刻度是否均匀？请从电路原理上说明原因。

5.(12分)有一种半导体材料叫PTC，它的电阻随温度变化的曲线如图4所示。

(1)请根据这条曲线分析，PTC材料的电阻值是如何随着温度的变化而变化的？

(2)请列举这种材料的两个可能的应用实例。

(3)以其中一个应用程序为例，说明其正常工作过程和使用条件。

6.(14分)利民电器厂设计了一款高、中、低温三档家用电火锅，其发热元件电阻丝如图5所示。a、B、C是三个端子，B是电阻丝中点的端子。我相信你能帮助工厂完成以下工作。

(1)说明各档位的连接方式(文字表达或图纸连接均可)。

(2)如果要求低温加热功率为200 W，那么高温和中温加热功率分别应该是多少？

(3)设计火锅的产品铭牌。

(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。它的使用使传统的固定电话不再固定在某个位置，可以在无线网络覆盖范围内自由使用，随时随地接听和拨打本地、国内和国际电话。

表1是某小灵通的部分数据。这个小灵通正常使用的话，一次可以用7天，累计通话时间1.2 h，通话过程中的功耗是平均发射功率的20倍。然后:

(1)这个小灵通正常通话时的工作电流是多少？

(2)小灵通开机但不通话的状态称为待机。这个小灵通的待机电流是多少？

(3)在没有充电器的情况下，可以使用电压略高于3.6V的DC电源对PHS电池进行临时紧急充电。请设计一个用图6所示的DC电源给这台小灵通的电池充电的方案，并画出充电电路图。

表l

尺寸(长×高×宽)约为45毫米×83毫米×23.5毫米

质量85g左右。

传输功率约为10 mW(平均)。

电池3.6V 580mA毫安时锂电池

充电器输入:AC220V 50Hz输出:DC 5.2v320ma

充电器重约50 g。

充电时间2.5 ~ 3.5 h。

连续待机时间为48 ~ 200 h

八、(14分)目前小区使用的部分水表是预付费水表。每个用户使用一表一卡，卡内数据输入电表，水表自动打开阀门供水。

购买的水用完后，阀门自动关闭，断水，用户必须重新购买水才能再次使用。图7是某水表厂生产的预付费IC卡水表，其主要技术参数如表2所示。请参考表2

回答以下问题:

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165毫米195毫米225毫米

口径(DN) 15毫米20毫米25毫米

过载流量为3m3/H5m3/H7m3/h。

常见流量为1.5m3/H2.5m3/H3.5m3/h。

边界流量为0.12m3/h0.2m3/h0.3m3/h

最小流量为0.03m3/h0.05m3/h0.07m3/h。

启动流量≤0.010 m3/h≤0.012 m3/h≤0.017 m3/h。

水表性能b级表

密封性能为1.6MPa水压，15min内无渗漏。

最小读数为0.0001 m3。

最大读数为9999.9999m3。

用户偷水自动关阀提示。

2节3.6V和2.4Ah电源的锂电池串联。

IC卡安防射频卡，一表一卡，不可复制。

IC卡使用寿命和使用次数>；65438+百万次

报警模式当剩余水量为2 m3时报警，用完剩余水量后关闭阀门。

静态工作电流为0.5毫安。

阀门开启或关闭时的工作电流为500mA。

普通流量误差≤ 2%

工作温度:0℃-90℃(FY系列)

工作水压为0.1 MPa ~ 0.6 MPa。

材料铜

(1)保证水表正常工作，水平位置相对于水塔水位差的范围是多少？

(g = 10牛顿/千克)

(2)如果水表只是处于静止状态，最多需要几天更换电池？水表开阀或关阀时的电功率是多少？

(3)FY-25E热水表在通常的流动状态下流出50℃的热水时，需要80%功率和效率的锅炉来加热原来温度为20℃的水。如果继续这样供水，至少一昼夜需要烧多少煤？(煤的发热量为3×107J/kg/kg)

(4)4)FY-15E热水表报警后，普通流量下用水需要几个小时？

(5)FY-20E水表出水口的最大水流速度是多少？