初中物理物质综合题

人类对能源的需求越来越大，世界能源危机日益突出。如何充分利用和开发新能源，实现低碳减排，已成为世界各国共同关注的问题。6月5日是世界环境日，2010年我国的主题是“低碳减排，绿色生活”。目前，我国在开发、利用太阳能方面发展最快、最具潜力。
(1)你认为利用太阳能有哪些好处？
(2)太阳能路灯已成为许多城镇、乡村的一道靓丽的风景线(如图所示)。太阳能路灯的太阳能电池板一般是由晶体态硅制成的，它能直接把太阳能转化成电能，其主要材料是 (     )

A．磁性材料

B．纳米材料

C．半导体

D．超导体

(3) 太阳能热水器是采用光转化为热的方式利用太阳能的。我国太阳能热水器已走进了千家万户。小明家的太阳能热水器的采光面积是2.1m²。若我市向阳的地方每平方米的面积1h得到的太阳辐射能平均为3×10⁶J，每天接收太阳能的时间以8h计算，热水器能把接收到的太阳能的50%转化成水的内能，则正常情况下，该热水器一天能把150kg、初温为20℃的水加热到多少℃？
(4)为了进一步利用太阳能，人们正在研发太阳能电动车。图是人们研制的太阳能电动三轮车，车子顶部的太阳能电池板将光能转化为电能储存在太阳能电池中，电池再给三轮车的电动机供电。

①小明同学设计的调节电动机转速的简化电路图如图所示，若太阳能电池的电压保持不变，调速电阻的最大阻值为50Ω。闭合开关S，当调速电阻的滑片P滑到最左端时车速最大，此时电流表示数5A，电动机电功率最大为1kW；当调速电阻的滑片P滑到最右端时车速最小，此时电流表示数为1A，求这时电动机的电功率是多少？

②制造太阳能电动三轮车车架有各种不同的新材料，部分材料的技术指标如下表所示：

材料 技术指标	锰钢	铝合金	钛合金	碳纤维
性能（强度）	强	较弱	较强	强
密度（kg·m^-3）	7.910^3	3.010^3	4.510^3	1.610^3

 
若让你设计制造强度高并且轻便的三轮车，你选择表中的哪种材料？若车架的体积约为5×10^-3m³，车架的质量是多大？
(5)今年的世界环境日，我国的主题是：“绿色消费，你行动了吗？”。联系生活实际，谈谈你应如何做？

【湖南省常德市2015年中考物理试题】小亮同学利用“替代法”测量一粒花生米的密度，实验过程中如下图所示。在下列空格中填写适当内容：

（1）如图甲，选择一粒饱满的花生米放入装有适量水的透明烧杯中，发现花生米下沉至杯底，则花生米完全浸没在水中下沉时所受的浮力       重力（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
（2）如图乙，往烧杯中逐渐加盐并充分搅拌，直至观察到花生米处于       状态，随即停止加盐。
（3）如图丙示，取出花生米，用调好的天平测出烧杯和盐水的总质量为     g；
（4）将烧杯中的盐水全部倒入量筒中，用天平测出空烧杯的质量为59g，如图丁示，用量筒测出盐水的体积为      mL。
（5）通过公式计算出盐水的密度即可知花生米的密度，本实验中花生米的密度为         g/cm³(结果小数点后保留两位数字)。

小明观察到当我们逆风骑自行车时，弯着身体，会省力些；雨天，撑伞逆风行走时，风速越大，行走越困难．这是因为受到空气阻力的作用．物体所受空气阻力大小与哪些因素有关呢?小明猜想可能与物体的迎风面积和风速有关．为验证以上猜想，小明选用了如下器材：可调速电风扇（高、中、低三档）、弹簧测力计、面积不同的塑料挡板三块、光滑玻璃板、小车．

（1）小明设计了如图所示实验，用电风扇向小车及挡板吹风，模拟小车运动时受到的空气阻力．根据          的知识，通过弹簧测力计即可测出小车受到的空气阻力．
（2）小明在探究风速对小车所受空气阻力的影响时，保持迎风面积一定，测得数据如下：

风速	低	中	高
小车受到的空气阻力/N	0.8	2.2	3.8

通过对表中数据分析，可得出的结论是：                                ．
（3）小明还想探究迎风面积对小车所受空气阻力的影响，请你帮他设计出主要的实验步骤：                                                                ．
（4）你认为影响物体所受空气阻力大小的因素可能还有              （写出一个）．

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？

.王聪是班里有名的“物理迷”，他爱观察，勤思考。一天，妈妈到超市购买了一台家用豆浆机，他仔细观察了豆浆机的构造、铭牌和制作豆浆的过程，发现其中用到了许多物理知识。
(1)机座底部安装有三个小橡皮碗，相当于“吸盘”，可以防止豆浆机在打浆时位置发生移动。“吸盘”是利用
            起固定作用的。
（2）豆浆机电源线的插头有三个脚，如图所示，其中稍长些的脚是把豆浆机的金属部分与        相连接。

（3）豆浆机的机头主要由一个电热器（电热丝）和一个电动机带动的打浆器构成。制作豆浆的过程是先加热，再打浆，再加热煮熟，即加热和打浆是交替进行的。由此可知，豆浆机中的电动机和电热器的连接方式是 　 　　 。
（4）当香喷喷的豆浆打好后，王聪打开豆浆机，如图所示，他只闻到香味却看不清楚豆浆。请你用学过的物理知识解释其中的原因。

（5）豆浆机铭牌上的部分技术参数如右表。豆浆机在额定电压下打浆时，通过电动机的电流是多少？

额定电压	220V
额定频率	50Hz
电动机额定功率	１80 W
电热器额定功率	850W

 
（6）王聪粗略想测算一下豆浆机电热器的加热效率大约是多少。于是，他把80g大豆和1500g清水放入豆浆机中，测出其初温为20℃。豆浆机在额定电压下工作，当电热器加热的总时间约12min时豆浆沸腾，测其温度为100℃ 。设豆浆的比热容大约等于水的比热容，请你帮他计算豆浆吸收了多少热量？豆浆机电热器的加热效率大约是多少？【C_水=4.2×10³J／(kg. ℃)】
（7）王聪想比较一下豆浆的密度与水的密度那个大，但手中没有密度计，也没有天平和量筒，请你用家中的物品较简单的比较出二者密度的大小。

阅读短文，回答文后的问题
坦克炮

2015年是世界反法西斯和中国抗日战争胜利70周年，我国将举行盛大阅兵仪式．99式主战坦克预计会再次成为本次阅兵的一大亮点．
99式主战坦克为我国自行研制，火炮威力居于世界领先地位．炮弹初速为1940m/s，居世界第一．炮管中部的抽烟装置，由储气筒、喷嘴等组成．炮塔内炮手发射炮弹，弹丸经过喷嘴时储气筒会充入高压气体，弹丸飞离炮口后，储气筒内的高压气体便由喷嘴向外冲出，迫使炮塔中的有害气体沿炮口流出，净化了车内空气．
炮管外装有隔热套，隔热套分为内外两层，外层是为了减少环境对炮管的影响，内层是为了能使火炮发射时产生的热量快速传递，使炮管温度趋于一致，减少变形．
99式坦克还配备红外夜视仪、激光测距仪等先进设备，能够全天候作战．
（1）高速飞行的炮弹能够击穿2000m外900mm厚的装甲，是因为它具有较大的_____能．
（2）抽烟装置喷嘴的开口方向，你认为图b中哪一选择最符合要求

（3）炮管隔热套内层材料的性质最应该具有

A．熔点低

B．熔点高

C．导热性好

D．导热性差

（4）红外夜视仪夜晚能够识别人体、岩石、坦克，是因为被识别物体的_____不同，发出的红外线强度不同．

(8分)太阳能热水器具有安全、节能、经济和环保等优点．为有效利用太阳能，某研究性学习小组对“物体吸收太阳能的能力与表面颜色之间的关系”进行了实验研究：在两只相同的烧杯中装有质量和初温相同的水，烧杯外用一个黑色塑料袋和一个白色塑料袋密封，插入温度计(温度计的玻璃泡浸没在水中，大部分刻度露出可见)，放在阳光下曝晒．每隔相同的时间读出温度计的示数，数据记录如下：

塑料袋 颜色	水的质量(m/Kg)	初　温 (t/℃)	温　度 (t1/℃)	温　度 (t2/℃)	温　度 (t3/℃)	……
黑　色	1.0	15.0	22.3	27.8	31.5	……
白　色	1.0	15.0	16.5	17.8	19.0	……

根据上述数据回答下列问题：
(1)这次实验过程中，采用的科学研究方法是　　　　　　　
(2)通过上面的研究可以推断：太阳能热水器的集热管表面颜色以　　　　　　为宜；
(3)小明家使用的太阳能热水器的说明书如图，若在太阳能热水器的水箱中装满水，中午在太阳照晒下每小时温度升高10℃，则该热水器中的水每小时吸收的热量是多少？该热水器中午每秒钟每平方米的面积上获得的太阳能是多少？

容　　积	100L
集热箱的采光面积	1.5m^2
效　　率	40%
使　用　年　限	15年

把一棱长为 $10\mathit{cm}$，质量为 $8\mathit{kg}$的正方体实心金属块，放入水平放置装水的平底圆柱形容器中。如图甲所示，金属块下沉后静止在容器底部（金属块与容器底部并未紧密接触），水的密度是 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg}$。求：

（1）金属块的密度；

（2）金属块受到的浮力；

（3）金属块对容器底部的压强；

（4）若用图乙所示的滑轮组，把金属块在水中匀速提升 $30\mathit{cm}$（金属块未露出水面，忽略水对物体的阻力），此过程滑轮组的机械效率为 $70\%$，那么绳子自由端的拉力 $F$大小是多少？

水在热电厂的锅炉中变为水蒸气，通过涡轮机带动发电机发电，用过的水蒸气在液化器中凝结成水，再到锅炉，循环使用．液化器中的冷却水则流到冷却塔中降温，如图.
（1）下列现象中与液化器中凝结成水的物态变化过程不相同的是 （    ）
A．初春早晨的浓雾
B．夏天早晨花草上的露珠
C．深秋早晨树叶上的白霜
D．冬天跑步时呼出的“白气”
（2）夏天，来自冷却塔的水温为16°C，而回到冷却塔的水温为30°C．若冷却塔和液化器间水的流量为15m³/s，试求这个系统通过冷却塔散热的功率．
（3）如果发电机的发电功率为5.6×10⁵kW，发电机把机械能转化为电能的效率为80%，不计水蒸气通过涡轮机过程中由于热传递造成的能量损失及涡轮机的摩擦，试求水蒸气的能量转化为电能的效率．

图1是小亮家某品牌小厨宝（小体积快速电热水器）。某次正常加热工作中，其内胆装有 $5L$ 的水，胆内水的温度随时间变化的图像如图2所示。已知小厨宝正常工作时的电压为 $220V$ ，额定功率为 $2200W$ ，水的比热容为 $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$ 。问：

（1）该小厨宝内胆装有水的质量为 　　 $\mathit{kg}$ ；

（2）由图象可知，加热 $5\mathit{min}$ ，水温升高了 　　 ${}^{°}\text{C}$ ，吸收的热量为 　　 $J$ ；

（3）本次加热小厨宝消耗了 　　 $J$ 的电能，该小厨宝的发热电阻阻值为多少？

测量盐水的密度，方案如下：

（1）用天平和量筒进行测量

请完成实验步骤：

①用天平称出烧杯和盐水的总质量 $m_1$；

②将烧杯中的适量盐水倒入量筒中，读出量筒中盐水的体积 $V$；

③　                                               　；

④利用上述所测物理量，写出盐水密度的表达式 ${\rho }_{盐}=$　       　。

（2）用液体密度计直接测量

因为盐水的密度比水的大所以选用最小刻度是 $1.0g/c{m}^3$的液体密度计它的测量原理是：

密度计放入不同液体中，都处于漂浮状态，它所受的浮力　      　（选填“大于”“等于”或“小于”）重力；被测液体密度越大，其排开液体的体积越　     　，所以它的刻度是从 $1.0g/c{m}^3$　      　（选填“由下而上”或“由上而下”）顺次标记1.1、1.2、 $1.3\dots$。

天然水流蕴藏着巨大的能量，是人类可以利用的重要能源之一。兴建水电站可以把天然水流蕴藏着的巨大能量转换成电能，是水能利用的主要形式。有一处水利工程，在河流上修建了 $115m$高的拦河大坝，如图所示。年平均水流总量为 $3\times {10}^{10}{m}^3$．该水利工程的主要任务包括防洪、发电和航运，在发电方面，年平均发电总量为 $6\times {10}^9\mathit{kW}·h$．现安装水轮发电机20台，每台水轮发电机装机容量（即发电功率）为 $9.26\times {10}^4\mathit{kW}$．（水的密度为 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg})$求：

（1）年平均水流总量所受的重力；

（2）若上、下游水位差为 $100m$，年平均水流总量做的总功及转化为电能的效率；

（3）若每台发电机平均年发电时间为180天，则平均每天约有多少台发电机在工作。

小娜想要用天平和量筒测量一种玻璃水的密度。

（1）把天平放在水平台上，发现游码未归零时天平已平衡。当游码归零为了使天平再次平衡，小娜应向　   　（填“左”或“右”）调节平衡，使天平平衡。

（2）小娜使用调好的天平测量烧杯与玻璃水的总质量，砝码克数和游码在标尺上的位置如图甲所示，其质量为　      　。

（3）将烧杯中玻璃水一部分倒入量筒中，量筒中液面位置如图乙所示，则量筒中玻璃水的体积为　     　 $c{m}^3$．用天平测量烧杯与剩余玻璃水的总质量为 $38g$，则玻璃水的密度为　      　 $\mathit{kg}/m^3$。

（4）在两次测量质量时，小娜发现都使用了同一个磨损了的砝码，则对测量玻璃水密度的结果　       　（填“会”或“不会”）产生影响。

（5）小娜想用另一种方法粗测玻璃水密度，于是找来了刻度尺、水、圆柱形杯、平底试管（试管壁、底厚度忽略不计）等器材，进行如下实验：

①向圆柱形杯中加适量水，把试管放入水中竖直漂浮，如图丙所示，用刻度尺测量试管浸入水中的深度 $h_1$。

②向试管中缓缓倒入玻璃水，让试管慢慢下沉，当试管底刚刚接触圆柱形杯底时停止向试管倒入玻璃水（试管对圆柱形杯底无压力），如图丁所示，用刻度尺测量圆柱形杯中水的深度 $h_2$

③从圆柱形杯中取出试管，用刻度尺测量　     　（填“试管”或“圆柱形杯”）中液体深度 $h_3$。

④玻璃水密度的表达式为 ${\rho }_{\mathit{玻璃水}}=$　      　（已知水的密度为 ${\rho }_{水}$）。

阅读短文，回答问题．
石墨烯——改变世界的神奇新材料
石墨烯是目前世上最薄、最坚硬的纳米材料，作为电导体，它有着和铜一样出色的导电性；作为热导体，它比目前任何其他材料的导热效果都好，而且它几乎是完全透明的．利用石墨烯，科学家能够研发一系列具有特殊性质的新材料．比如，石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管，因此有希望应用于全新超级计算机的研发；石墨烯还可以用于制造触摸屏、发光板，甚至太阳能电池．如果和其他材料混合，石墨烯还可用于制造更耐热、更结实的电导体，从而使新材料更薄、更轻、更富有弹性，从柔性电子产品到智能服装，从超轻型飞机材料到防弹衣，甚至未来的太空电梯都可以以石墨烯为原料．因此，其应用前景十分广阔．
（1）这种新材料属于＿＿＿＿（填“导体”或“绝缘体”）。
（2）最近国外研究人员通过引入由多层石墨烯制成的交替散热通道，解决了在交通信号灯和电动汽车中使用半导体材料散热的难题，这是利用石墨烯的＿＿＿＿（填选项前的字母）；

A．透光性好

B．硬度大

C．导热性好

D．导电性强

（3）石墨烯有希望应用于全新超级计算机的研发，是因为_______________________ 。

一群风华少女在春节晚会上，用精美绝伦的舞蹈把我国佛文化中的"千手观音"演绎得淋漓尽致，给人以美的熏陶，善的启迪．

(1)如图所示，观众看不见邰丽华（领舞者）身后站着的其他舞蹈者，这是因为光的______的缘故．
(2)佛光普照，梵音如丝，聆听脱俗乐音，我们能分辨出究竟是何种乐器在发声，因为不同的乐器发声，其______是不同的（音调/音色/响度）．
(3)舞台上云雾缭绕，宛如天庭，它们是固态二氧化碳______时吸热导致空气中的水蒸气遇冷______而产生的效果（填物态变化）．
(4)聋哑少女听不清声音，她们是如何感知音乐节奏的呢？原来在训练中，技术人员通过加大音量，使音箱、舞台产生______，从而使靠在音箱上或站在舞台上的聋哑少女感觉到音乐节奏的变化．