Preguntas del examen preliminar para competiciones de física anteriores de la escuela secundaria
1. (10 puntos) Como se muestra en la Figura L, la escuela secundaria Donghu quiere usar una bomba centrífuga para bombear agua desde el lago al estanque de peces en C. Se requiere entregar al menos 120 m3 de agua al estanque de peces en 30 minutos. Los líderes escolares entregaron las siguientes preguntas al equipo de tecnología.
(1)A y B tienen cada uno una plataforma. ¿Dónde se debe colocar la bomba centrífuga? Por favor explique por qué.
(2) Si la altura de una bomba centrífuga es de 15 m y la potencia es de 17 kW,
el rendimiento es 0,6. ¿Puede esta bomba de agua satisfacer las necesidades de la escuela secundaria Donghu?
(3) Para ahorrar dinero, algunas personas sugieren que se utilicen juntas todas las tuberías de goma blanda que son más baratas que las duras y se ajustan al diámetro de la bomba de agua. ¿Crees que es factible y por qué? Dime tu plan correcto.
(10 puntos) Un equipo de exploración geológica descubrió un trozo de mineral mientras descansaba junto al río en la naturaleza. Querían saber lo antes posible la densidad aproximada del mineral, pero solo tenían una cinta métrica, un palo recto, una aguja para coser ropa en un costurero e hilo fino. Ayúdelos a diseñar un esquema para medir la densidad del mineral y derivar una expresión para calcular la densidad del mineral.
3. (14 puntos) Para ahorrar energía y facilitar el baño de su familia, Xiaohua construyó un sencillo calentador de agua solar en el techo del edificio utilizando barriles de gasolina desechados. La figura 2 muestra su diagrama de instalación. Hay dos tuberías encima y debajo del tanque de agua, una de las cuales es la tubería de entrada y salida. Suministre agua fría al calentador de agua a través de las tuberías de entrada y salida o use agua caliente en la ducha. Hay tres válvulas en las tuberías interiores de entrada y salida.
Si la presión atmosférica local p0=1,0×105Pa, responda las siguientes preguntas:
(1) ¿Por qué Xiaohua instala la tubería A conectada a la atmósfera sobre el calentador de agua?
(2) Según las posiciones de las válvulas 1, 2 y 3, ¿cuáles son sus funciones? ¿Cómo ajustar la temperatura del agua del camión aspersor?
(3) Al suministrar agua fría al calentador de agua, ¿en qué estado deben estar las válvulas I, 1I y III? Al ducharse, ¿en qué estado deben estar las válvulas 1, II y 111?
(4) Si el edificio residencial donde vive Xiaohua tiene 3 m de altura y su calentador de agua está instalado en el techo del séptimo piso, a 1 m de altura desde el techo, ¿cuál es la presión mínima del agua en esta área para permitir ¿Se está llenando correctamente el calentador de agua?
(5) Supongamos que el volumen del tanque de agua del calentador de agua es de 100 L. En condiciones normales de iluminación, un tanque lleno de agua a 12 °C puede alcanzar los 45 °C después de un día de calentamiento solar, lo que es equivalente a la combustión completa y liberación de gas. (Se sabe que la capacidad calorífica específica del agua es 4,2×107j/(kg·℃), y el poder calorífico del gas es aproximadamente 4,2×107J/kg).
(12 puntos) El equipo de ciencia y tecnología de la escuela secundaria Yucai diseñó un óhmetro de rango múltiple que puede medir valores de resistencia. Los circuitos de prueba de las dos gamas se muestran en la Figura 3. g es un amperímetro sensible, la resistencia interna Ro = 100ω, la sensibilidad de la corriente (es decir, la corriente que fluye a través del amperímetro sensible cuando el puntero está en la escala completa) U = 100 μA y R es una resistencia ajustable. Rl y R2 son resistencias de valor fijo, r 1 = 15ω, R2 = ll kω, e es una batería seca de 1,5 V y s es el interruptor de selección de marcha. Al medir, conecte los dos extremos de la resistencia a medir a los extremos A y B respectivamente. Para leer la resistencia de la resistencia bajo prueba directamente desde un amperímetro sensible, es necesario volver a marcar el indicador en el dial. Por favor responda:
(1) Cuando el puntero está lleno de desviación, ¿qué número se debe marcar en el disco?
(2) Cuando A y B están desconectados, ¿qué indicador debe marcarse en el disco en la posición señalada por el puntero?
(3) Cuando los interruptores se colocan en las posiciones 1 y 2 respectivamente, ¿qué indicadores se deben marcar en el medio del dial? Por favor explique brevemente por qué.
(4) ¿Está pareja la escala en el dial del óhmetro? Explique el motivo según el principio del circuito.
5. (12 puntos) Existe un material semiconductor llamado PTC. Su resistencia cambia con la temperatura como se muestra en la Figura 4.
(1) Analice en función de esta curva, ¿cómo cambia el valor de resistencia del material PTC con la temperatura?
(2) Enumere dos posibles ejemplos de aplicación de este material.
(3) Tome una de las aplicaciones como ejemplo para explicar su proceso de trabajo normal y sus condiciones de uso.
6. (14 puntos) Limin Electrical Appliance Factory ha diseñado una olla eléctrica doméstica de tres velocidades con temperaturas alta, media y baja. El cable de resistencia del elemento calefactor se muestra en la Figura 5.
a, B y C son tres terminales y B es el terminal en el punto medio del cable de resistencia. Creo que puede ayudar a la fábrica a completar las siguientes tareas.
(1) Explique el método de conexión de cada engranaje (se acepta una expresión de texto o una conexión de dibujo).
(2) Si se requiere que la potencia de calentamiento a baja temperatura sea de 200 W, ¿cuáles deberían ser las potencias de calentamiento a alta y media temperatura, respectivamente?
(3) Diseñar la placa de identificación del producto de olla caliente.
(14 puntos) El popular teléfono local inalámbrico, comúnmente conocido como "teléfono inteligente personal", es un nuevo tipo de sistema de acceso inalámbrico personal con voz clara, baja potencia de transmisión, tiempo de espera prolongado, múltiples funciones y Precio bajo. Razonable y otras características. Su uso hace que los teléfonos fijos tradicionales dejen de estar fijos en una determinada ubicación, y puedan utilizarse libremente dentro de la cobertura de la red inalámbrica para contestar y realizar llamadas locales, nacionales e internacionales en cualquier momento y lugar.
La tabla 1 son algunos datos de un determinado PHS. Si este PHS se usa normalmente, se puede usar durante 7 días seguidos, con un tiempo de llamada acumulativo de 1,2 horas. El consumo de energía durante la llamada es 20 veces la potencia de transmisión promedio. Entonces:
(1) ¿Cuál es la corriente operativa de este PHS durante llamadas normales?
(2) El estado en el que el PHS está encendido pero no realiza llamadas se denomina espera. ¿Cuál es la corriente de reserva de este PHS?
(3) En ausencia de un cargador, se puede utilizar una fuente de alimentación de CC con un voltaje ligeramente superior a 3,6 V para la carga temporal de emergencia de la batería PHS. Diseñe una solución para cargar la batería de este PHS utilizando la fuente de alimentación de CC que se muestra en la Figura 6 y dibuje el diagrama del circuito de carga.
Tabla l
Las dimensiones (largo × alto × ancho) son aproximadamente 45 mm × 83 mm × 23,5 mm
La masa es de aproximadamente 85 g.
La potencia de transmisión es de aproximadamente 10 mW (media).
Batería Batería de litio 3.6V 580mA
Entrada del cargador: AC220V 50Hz Salida: DC 5.2v320ma
El cargador pesa unos 50 g.
El tiempo de carga es de 2,5 ~ 3,5 h.
El tiempo de espera continuo es de 48 ~ 200 h
8 (14 puntos) Algunos de los medidores de agua que se utilizan actualmente en la comunidad son medidores de agua prepagos. Cada usuario utiliza un medidor y una tarjeta. Los datos de la tarjeta se ingresan en el medidor eléctrico y el medidor de agua abre automáticamente la válvula para suministrar agua.
Después de que se agota el agua comprada, la válvula se cierra automáticamente y se corta el agua. El usuario debe comprar agua nueva antes de volver a usarla. La Figura 7 es un medidor de agua con tarjeta IC prepago producido por una fábrica de medidores de agua. Sus principales parámetros técnicos se muestran en la Tabla 2. Consulte la Tabla 2
Responda las siguientes preguntas:
Proyecto Medidor de agua caliente FY-15E Medidor de agua caliente FY-20E Medidor de agua caliente FY-25E
Calidad 1,4 ౿ 1,8 ౿ 2,5 ౿.
Longitud 165mm, 195mm, 225mm
Calibre (DN) 15mm, 20mm, 25mm
El caudal de sobrecarga es de 3m3/H5m3/H7m3/h.
El caudal común es de 1,5m3/H2,5m3/H3,5m3/h.
El caudal límite es 0,12m3/h0,2m3/h0,3m3/h
El caudal mínimo es 0,03m3/h0,05m3/h0,07m3/h.
Caudal inicial ≤0,010 m3/h≤0,012 m3/h≤0,017 m3/h.
Medidor de nivel de rendimiento del medidor de agua B
El rendimiento de sellado es de 1,6 MPa de presión de agua y no hay fugas en 15 minutos.
La lectura mínima es de 0,0001 m3.
La lectura máxima es de 9999,9999m3.
Si el usuario roba agua, la válvula se cerrará automáticamente.
Se conectan en serie dos baterías de litio con alimentaciones de 3,6V y 2,4Ah.
Tarjeta de radiofrecuencia de seguridad de tarjeta IC, una tabla, una tarjeta, no se puede copiar.
Vida útil de la tarjeta IC y número de usos>; más de 65438 millones de veces
El modo de alarma emite una alarma cuando el agua restante es de 2 m3 y cierra la válvula cuando se agota el agua restante. .
La corriente estática de funcionamiento es de 0,5 mA.
La corriente de funcionamiento cuando la válvula está abierta o cerrada es de 500mA.
Error de flujo normal ≤ 2 %
Temperatura de trabajo: 0 ℃-90 ℃ (serie FY)
La presión del agua de trabajo es de 0,1 MPa ~ 0,6 MPa.
Material Cobre
(1) Para garantizar el funcionamiento normal del medidor de agua, ¿cuál es el rango de la posición horizontal en relación con la diferencia del nivel del agua en la torre de agua?
(g = 10 Newtons/kg)
(2) Si el medidor de agua está en reposo, ¿cuántos días tardará en reemplazar la batería? ¿Cuál es la energía eléctrica utilizada cuando el medidor de agua abre o cierra la válvula?
(3) Cuando el medidor de agua caliente FY-25E produce agua caliente a 50 °C en condiciones de flujo normal, se requiere una caldera con un 80 % de potencia y eficiencia para calentar el agua con una temperatura original de 20 °C. °C. Si el suministro de agua continúa así, ¿cuánto carbón será necesario quemar durante al menos un día y una noche? (El poder calorífico del carbón es 3×107J/kg/kg)
(4)4) Después de que suena la alarma del medidor de agua caliente FY-15E, ¿cuántas horas se necesitan para usar agua con flujo normal?
(5) ¿Cuál es la velocidad máxima del flujo de agua en la salida del medidor de agua FY-20E?