历年全国初中应用物理知识竞赛压轴题版.docx

历年全国初中物理竞赛压轴题精选 （ 2017 年最新版） 1.（ 2017.决赛）（15 分） 2010 年 11 月 5 日，在新疆召开的 “引渤入疆 ”（指引渤海水进入新疆）研讨 会，引起了全国舆论的广泛关注。其中一个方案是：从天津取水，由黄旗海 —库布齐沙漠 —毛乌素沙漠 —腾格里沙漠 —乌兰布和沙漠 —巴丹吉林沙漠，走河西走廊，经疏勒河自行流入罗布泊。此路经中最高海拔约为 h 1=1200m，从罗布泊到下游的艾丁湖，又有近 h 2=1000m 的落差。此方案是否可行， 涉及到环境、能源、技术等多方面的因素。下面我们仅从能量的角度来分析这个方案。取 g=10N/kg， 水的密度 ρ=1.0×103kg/m3。 ⑴若通过管道提升海水， 电能效率 η=60%，将 1t 海水提升到海拔 1200m 处，需要电能 E 1 至少为多少？ ⑵若每年调 4×109m 3 海水入疆，即使把从罗布泊到下游的艾丁湖落差发的电全部用来提升海水，也还需要额外提供电能。 ⑶若利用水的落差发电，发电效率也为  η=60%，将  1t  海水输送到艾丁湖，额外需要电能  △E0为多 少？ ⑷已知三峡水电站年平均流量 Q=5.0×1011m 3，水库水面与发电机的水轮机所在位置的平均高度差h=100m，发电站的发电效率 η=60%。若 “引渤入疆 ”，工程额外需要的电能可以从三峡水电站输送，求在一年中 “引渤入疆 ”工程额外需要的电能占三峡电站发电量的比例。 2.（ 2016.决赛）（16 分） 2015 年 4 月 16 日，中国首创的十秒级闪充电车在宁波正式下线，如图 14 所示。这种电车采用超级电容（一种可以直接以电能形式储存能量的设备，像蓄电池一样也有正、负 两极）作为电能存储设备。 这种超级电容安全环保， 可反复充放电 100 万次以上，使用寿命长达十年。与该车相匹配的充电桩安装在各公交站点， 充电桩在乘客上下车的约 30s 时间里即可把电充满， 并可让车持续正常行驶 5 km 以上。在制动和下坡时，电车还可以把部分动能再转化为电能为超级电容充电。 若假设这种电车的质量（满载，含乘客）为 m=15t;正常匀速行驶时，电车受到的平均阻力  f 为车重  G 的 0.02 倍；正常匀速行驶时的速度为 v=10m/s。（取 g=10N/kg)，求： 1．这种电车正常匀速行驶时的功率 P 行。 2．若这种电车每次充满电后持续正常行驶 5km，正常匀速行驶时的效率为 ?行=90%。试估算，每次充满电，电从充电桩所获得的能量 E。 3．若每次给这种电车充满电须耗时 t=30s。试估算，充电桩为电车充电时的输出功率 P 出。 4．若按电价 0.5 元/kWh 来计算，则每次充电需花费电费多少元？与之同样功能的然油公交车百公里油耗约为 36L，燃油价格按 5.5 元 /L 来计算，同样行驶 5km 需花费然油费多少元？ 3.（ 2015.决赛）（13 分）小亮家有一辆轿车，爸爸在给他讲车的性能时，总是说 “2.0 的排量 ”，却很少 说 “功率 ”，为此小亮特地从刚上查到了排量的定义：活塞从上止点移动到下止点所通过的 “工作客积 ” 称为气缸排量。如果发动机有若干个气缸，所有气缸 “工作容积 ”之和称为发动机排量。小亮从说明书 上查到家中的轿车采用的是 LFX 直列四缸发动机， 排量为 2.OL; 从网上查找到了了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示。 1．根据图分析，在发动机转速为 1000---5000r/min 范围内，它的输出功率与转速大致有怎样的定性关系？ 2．试通过公式推导出在其他参数相同时，轿车发动机的输出功率与其排量的关系。 3．小亮又向爸爸询问了一些实测数据：轿车行驶的路况好，平均车速为 lOOkm/h 时，发动机转速为2000r/min，1 平均油耗为 9L/lOOkm 。参考图 21 中的数据，分析这辆汽车在这种状态下行驶时，发动 机的效率约为多少？每个做功冲程气缸内气体的平均压强是约为多少？ (已知汽油的热值为 4.6xlO 7J/kg，密度为 0.7IX103kg/m3) ． 4.(2014.初赛 )（15 分）小明自己设计并动手将房间里的窗帘改成电动窗帘．为此他购置了微型电动机及减速装置、电源、双刀双掷开关、滑轮、皮带、拉绳等器材，对原有的窗帘盒进行改造． 1）如图甲所示，小明在窗帘盒（上方的双虚线框）内安装了电动装置，电动装置通过拉绳拉着窗帘一起运动．改变通过微型电动机的电流方向，就可改变其转轴转动的方向，从而将窗帘打开或关闭．利用双刀双掷开关，可以实现电源对电动机供电电流方向的改变．请你在图甲右侧的虚线框内，完成电源、双刀双掷开关和接线柱间的电路连接． 2）电动机的转速一般很高，需要安装减速装置，如图乙所示．请