初中物理物质综合题

物理实验课上，某小组配制了一杯盐水，利用天平和量筒测量这杯盐水的密度，实验过程如下：

（1）将天平放在水平桌面上，将　    　调至标尺左端的零刻度线处，并调节横梁两端的平衡螺母，使指针指在分度盘的中线处。

（2）用天平测出烧杯和杯中盐水的总质量为 $275g$。

（3）将烧杯中盐水的一部分倒入量筒中，如图甲所示，量筒中盐水的体积为　    　 $c{m}^3$。

（4）用天平测出烧杯中剩余的盐水和烧杯的总质量如图乙所示，通过计算得出盐水的密度为　      　 $\mathit{kg}/m^3$。

（5）做完该实验后，组内的同学又想到了一个测量盐水密度的方法。他向老师借来了已知体积为 $V$的金属块，还有细线，借助调平的天平（有砝码）测出了盐水密度。他的实验步骤如下：

①把装有适量盐水的烧杯置于天平托盘中，用细线拴着金属块使其浸没在盐水中（不碰触烧杯底部和侧壁，烧杯中无盐水溢出），用天平测出此时质量为 $m_1$。

②从天平上取下烧杯，将金属块从烧杯中取出，用天平测出　     　 $m_2$。

③盐水密度的表达式为 ${\rho }_{\mathit{盐水}}=$　       　（用字母表示）。

④测出盐水的密度与真实值相比　        　（填“偏大”、“偏小”或“不变”），其原因是　                                         　。

受"曹冲称象"的启发，小明在家利用量筒、碗、水盆和足量的水（密度为 ${\rho }_{水})$ 、油性笔等，测量小玻璃珠的密度，如图1所示，实验步骤如下（请将步骤④补充完整）。

①如图甲，取一定数量的小玻璃珠放入空碗中，再把碗放入盛有水的水盆中，用油性笔在碗外壁上标记水面的位置：

②如图乙，往量筒内倒入适量的水，记下量筒中水的体积 $V_1$ 。

③如图丙，取出碗中所有的小玻璃珠并放入量筒中，记下小玻璃珠和水的总体积 $V_2$ 。

④如图丁，将量筒中的水慢慢倒入水盆中的空碗内，直到标记处与碗外水面 　 　，记下量筒中小玻璃珠和剩余水的总体积 $V_3$ 。

完成下列填空（选用 $V_1$ 、 $V_2$ 、 $V_3$ 和 ${\rho }_{水}$ 表示以下物理量） $:$

（1）小玻璃珠的总体积为 $V=$ 　　。

（2）小玻璃珠的总质量为 $m=$ 　　。

（3）小玻璃珠密度的表达式为 $\rho =$ 　　

（4）在不改变实验方法的前提下，请提出一条提高测量精度的措施： 　　（示例：在同等容积的情况下换用碗口面积较小的碗）。

体重为500N的同学用一根绳子通过甲图所示的滑轮组能够提起重力为400N的物体A，此时绳子达到最大承受力（若物体再增重绳子将断裂），不计绳重和摩擦。求：

（1）如甲图所示，将物体A匀速提高2m，对物体做的有用功是多少？

（2）若在（1）中提升物体A时，滑轮组的机械效率为80%，脚与地面的总接触面积为4×10 ^{﹣ 2}m ²，则人对地面的压强是多少？

（3）该同学仍用这根绳子和滑轮，组成如乙图所示的滑轮组，利用它从水中缓慢匀速地提起一个边长为0.2m的正方体B（不计水的阻力），当提到B的下表面所受水的压强为1.5×10 ³Pa时，绳子断裂，则在绳子断裂的瞬间，物体B在水中受到的浮力是多少？

（4）正方体B的密度是多少？（计算结果用科学记数法表示，并保留到小数点后一位）

如图所示，是平底热水壶，其质量为0.8kg，内底面积为180cm ²．某次用该热水壶装1.2L水放在水平桌面上，测得水深10cm，初温25℃。

[ρ _水＝1.0×10 ³kg/m ³，C _水＝4.2×10 ³J/（kg•℃），g＝10N/kg]

（1）水和热水壶的总质量是多少？

（2）在一标准大气压下加热至沸腾，水至少吸收多少热量？

（3）加热前水对壶底的压力多大？

“贵阳至南宁高速铁路”项目于2016年12月开工，全线长约512km，设计最高行车速度达350km/h。该高铁线途径河池市的环江、金城江、都安等地，预计2021年正适通车运行，通车后河池市将步入高铁时代。建设中用到的某种起重机的结构示意图如图所示，用该起重机将放在水平地面上的长方体混凝土墩放入水中。起重机的吊臂OAB粗细不计，可以看作杠杆，吊臂B端连着滑轮组，已知混凝土墩的密度为2.5×10³kg/m³、底面积为4m²、高为2m，ρ_水＝1.0×10³kg/m³．求：

（1）混凝土墩的质量；

（2）混凝土墩被提起到最高点静止时，立柱CA恰好竖直，OA：OB＝1：6．若忽略滑轮组、钢丝绳和吊臂的重力及各种摩擦，则起重机立柱CA对吊臂A点竖直向上的作用力是多少N。

（3）混凝土浸没在水中后，它匀速下降过程中所受钢丝绳的拉力。（不计水的阻力）

如图所示是某太阳能热水器，水容量为100L，该热水器在冬季有效日照时段里，平均每平方米的面积上每小时接收的太阳能约为2.8×10 ⁶J，若该热水器接收太阳能的有效面积为1.5m ²，每天日照时间按8h计算，若这些太阳能能使装满水的热水器中的水温从20℃升高到60℃[水的比热容为4.2×10 ³J/（kg•℃），水的密度为1.0×10 ³kg/m ³]，求：

（1）热水器中水的质量；

（2）一天内热水器中的水吸收的热量；

（3）热水器在冬季的效率。

如图一所示，用加热器给初温均为20℃的甲、乙液体加热（m _甲＜m _乙），两种液体每秒吸收的热量相同。这两种液体的温度﹣﹣加热时间的图线如图二。

（1）某时刻温度计示数如图一所示，此时乙的温度为 　 　℃。

（2）甲液体第30s的内能 　第35s的内能（选填"大于"、"等于"、"小于"）。

（3）小明根据图二中0至30s图线及题目所给信息得出：甲液体的比热容比乙液体的大。你认为小明的说法是否正确？ 　 　。你的判断依据是什么？ 　 　。

综合开放题

我国古诗词语言优美、寓意深远，同时古诗词中还蕴含着丰富的物理学知识，请你模仿样例格式，从以下两首 古诗词原文中摘抄出涉及到物理学知识的内容，并写出相应的物理知识或规律填入下表（温馨提示：至少写出二条，不能与样例相同）。

序号	古诗词原文	物理知识或规律
样例	月落	以地面为参照物，月亮是运动的
1	霜满天
2

在"探究水沸腾时的温度变化的特点"的实验中，两组同学在相同的环境中，用如图甲所示的装置分别进行实验，并根据实验数据绘制如图乙所示的a、b两个图象，由图象可知：

（1）水的沸点为 　 　℃，在沸腾过程中水的温度 　 　；

（2）两组同学的实验中，水从开始加热到沸腾所用的时间相同，则他们所用水的质量的大小关系为：a图线对应的水的质量 　 　b图线对应的水的质量。（选填"大于"、"小于"或"等于"）

如图所示，烧瓶内水沸腾后把烧瓶从火焰上拿开。水会停止沸腾。迅速塞上瓶塞，把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水，会看到什么现象？为什么？

如图所示，是小明制作的多功能实验装置，小车放在水平面上，把支架竖直固定在小车上，在支架中点 $O$ 处用一细线悬吊一个质量为 $m$ 的小球，其重力作用线刚好经过静止在小车上的小桶的中心。

（1）小车静止时，剪断细线，小球恰好落在小桶中；若拉着小车水平匀速直线运动的同时剪断细线，小球还能落在小桶中吗，为什么？

（2）利用小明的实验装置，提出一个还能研究的物理问题，并请写出研究该问题的主要操作方法。

如图是某小组绘制的海波熔化时温度随时间变化规律的图象。由图象可知海波的熔点是　　，熔化过程经历了　　分钟。由此图象发现熔化时间过短，不易观察熔化过程，请你为此提出改进方法：　　。

阅读短文并回答下列问题。
电冰箱
有些电冰箱利用了一种叫做氟利昂的物质作为热的“搬运工”，把冰箱里的“热”“搬运”到冰箱的外面。氟利昂是一种既容易汽化又容易液化的物质。汽化时它吸热，就像搬运工把包裹扛上了肩；液化时它放热，就像搬运工把包裹卸了下来。
图表示出了电冰箱的构造和原理。液态氟利昂经过一段很细的毛细管缓慢地进入冰箱内冷冻室的管子，在这里迅速汽化、吸热，使冰箱内温度降低。生成的蒸气又被电动压缩机抽走，压入冷凝器，再次液化并把从冰箱内带来的热通过冰箱壁上的管子放出。氟利昂这样循环流动，冰箱冷冻室里就可以保持相当低的温度。
在距地面20～50km 的高空有一层叫做臭氧的物质，它能大量吸收太阳辐射来的对生命有害的紫外线，是地球上的生物得以生存和进化的重要条件。由于电冰箱总有一天会损坏，其中的氟利昂最终将散到大气中，破坏臭氧层，对地球的生态环境构成威胁。为了保护人类生存的环境，1987 年在世界范围内签署了限量生产和使用这类物质的《 蒙特利尔议定书》 。现在己经研制出氟利昂的代用品如R134a 、环戊烷等。我国在1991 年签署了《 蒙特利尔议定书》，正在全面落实议定书中的条款。

通过阅读上述材料回答下列问题：
（l）试简要说明电冰箱的工作原理。
（2）上述电冰箱会破坏臭氧层吗？
（3）小明发现自己家新买的电冰箱背面时冷时热，入夏后更是热得厉害，他怀疑冰箱有质量问题，你认为他的怀疑有道理吗？为什么？

用笔划线把下列现象同该现象属于哪种物态变化连起来，并在后面的括号中填写吸热或放热情况。
用久了的灯泡钨丝变细                 凝华（     ）
装开水杯子冒出的“白气”             升华（     ）
冬天早晨草上有霜                     液化（     ）

观察并完成下列问题：

（1）图为体温计的一部分，它的示数是      ℃，它是根据液体             原理制成的。
（2）图电阻箱的示数是        Ω。
（3）请将如图所示元件连接成符合安全用电要求的家庭电路。