初中物理物质综合题

如图甲所示，一弹簧测力计下挂一圆柱体，将圆柱体从水面上方某一高度处匀速下降，然后将圆柱体逐渐浸入水中。整个过程中弹簧测力计的示数 $F$与圆柱体下降高度 $h$关系如图乙所示。 $(g=10N/\mathit{kg}$；水的密度约为 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3)$

求：

（1）圆柱体的重力；

（2）当圆柱体刚好全部浸没时，下表面受到的水的压强；

（3）圆柱体的密度。

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．

电冰箱中的物态变化及工作原理：如图，压缩机吸气端从冷冻室的铜管中抽气，使制冷剂由冷凝器中进入冷冻室并能在低压下      ，并      热量，然后气态的制冷剂又被压缩机压入冷凝器，发生      ，并      热量，最后液态的制冷剂又经毛细管后进入冷冻室的铜管中，再次循环工作．（填物态变化名称，“及吸”“放热”）
使用电冰箱过程中你会发现很多现象．例如：打开电冰箱上面的冷冻室的门，立即剪刀门口“冒出”一股“白气”；冷冻室内的鱼、肉等都变得硬梆梆的；冰格子里装着一些冰块，隔几星期后冰块变少．除此之外，冷冻室的内壁上还附着一层白色的霜．写出以上的物态变化：

（1）“白气”并不是气，而是周围的水蒸气遇冷后而成的小水滴：      ．
（2）鱼、肉变得硬梆梆的、水变成冰块，这是物质由液态变为固态：      ．
（3）冰块在较低的温度下变少，不会是熔化了，只能是变为水蒸气跑掉了：      ．
（4）霜是由水蒸气直接变为固态形成的：      ．

阅读短文，回答问题：

阳光动力2号

如图所示，是进行过环球飞行的全球最大的太阳能飞机“阳光动力2号”。它的翼展达到了 $72m$，比一种大型波音飞机的翼展还要宽 $3.5m$；机长 $22.4m$，接近一个篮球场的长度。但由于它的机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料制造，因此，它的质量只有 $2300\mathit{kg}$，与一辆中型轿车相差无几。

“阳光动力2号”上面共贴敷了17248片太阳能电池。这些电池可以产生最大 $70\mathit{kW}$的功率，这些电力输送给四台电动机带动螺旋桨给飞机提供动力。

白天，它会爬升到 $9000m$的高空以避开气流并最大化利用太阳能，而夜晚则半滑翔飞行，逐渐降低到 $1500m$高度，其速度并不大，因此夜里对能源的需求也大大减少。

（1）这种“极轻的碳纤维材料”的密度约为 $1.7\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，这个密度值表示的物理意义是：　                                                　。

（2）机身上的太阳能电池以最大功率工作，在 $30\mathit{min}$的时间内产生　       　 $\mathit{kW}·h$的电能。

（3）“阳光动力2号”从白天航行转为夜里航行过程中，它的重力势能　      　（填“逐渐增大”、“不变”或“逐渐减小”）。

阅读短文，回答问题。
神奇的饮水鸟

如图所示是一种古老的中国玩具——饮水鸟，它的神奇之处在于：它：看上去没有任何外来的动力，却能不停地点头“喝”水，犹如一台永动机。就连爱因斯坦看后都十分惊叹饮水鸟的设计。
饮水乌的结构如图甲所示，它是一个由“头泡”和“尾泡”构成的密闭容器，容器内装有易挥发的乙醚液体，乙醚液体在温度升高或液表气压减小时易汽化；汽室1和汽室2中充满乙醚的饱和蒸汽，乙醚蒸汽在温度降低时易液化。
平时，鸟身略向前倾。启动时给吸湿层滴足够的水，吸湿层中的水因蒸发而吸热，使汽室2中的温度降低，导致汽室2中的气压小于汽室l中的气压，尾泡中的乙醚液体在汽室l中气压的作用下沿玻璃管往上升。于是整个鸟的重心上移（如图乙所示），鸟身逐渐前倾，直至鸟嘴接触水面“喝”水，此时头泡和尾泡刚好通过玻璃管连通（如图丙所示），两汽室中的乙醚蒸汽混合，液态乙醚在自身重力的作用下流回尾泡，饮水鸟的重心下移，于是渐渐直立起来，在支架上来回摆动。由于“喝”水时，鸟嘴接触水面，沾湿了吸湿层，于是它又开始循环工作。

（1）因吸湿层上的水会蒸发使汽室2中乙醚饱和汽的温度降低时，部分饱和汽会发生_________现象；在乙醚液体沿玻璃管往上升时，汽室1中气压会减小，此时尾泡中的乙醚液体会吸收外界空气的热量发生_________现象，以保持汽室1中乙醚蒸汽的饱和状态；（两空均填物态变化名称）
（2）饮水鸟“喝”完水后会在支架上来回摆动，摆动时，以头泡为参照物，空气是_________（填“运动”或“静止”），这样能加快吸湿层中水分的蒸发；若冬天气温太低，吸湿层上的水蒸发过慢，饮水鸟会渐渐停止摆动，这是因为_________；
（3）饮水鸟“喝”水的频率受吸湿层上水的蒸发速度影响，水的蒸发越快饮水鸟工作越勤快，要想使饮水鸟工作更勤快，你的做法是__________________；
（4）从能量转化的角度来看，饮水鸟工作时可以把空气的_________能转化机械能，但在实际生活中并没有利用饮水鸟的原理来制造发动机，你认为可能的原因是：___________________________________。

认真观察该题图片，酒精灯给一试管加热，管塞飞出的情景

根据范例找出两组”图片信息与物理知识”对应项.
范例:试管夹-------压力、摩擦力
(1)__________________________________________
(2)__________________________________________

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、 $1.3\dots$。

阅读短文，回答问题
清洗机是利用高压水清洗车辆表面污垢的机器。有一种无锡生产的CC5020型清洗机的铭牌如下表所示。清洗机工作时，利用外加电力所产生的压强将水从水管中压出。其对水的压力可用压强与水管横截面积之积得出，而清洗机对水所做的功就是此力所为，详情见“信息快递”。

清洗机的铭牌
型号	CC5020	额定压强	5×10^6Pa
电源	220V/50Hz	额定流量	20L/min
额定功率	2.2KW	防护等级	IP25

（1）你认为该清洗机动力设备的主要原理与下图中的     相同。

（2）若清洗一辆汽车平均耗时10min，则清洗一辆汽车平均用水多少kg？清洗机对水做的功是多少J？
（3）该清洗机正常工作时的效率是多少？

2013年6月11日“神舟十号”飞船成功发射，下面几幅图是当时的一些情景．请你根据图示回答问题：

（1）火箭中的燃料和氧化剂是       （填“固”、“液”或“气”）态的。它是通过既降温又加压的方法使气体液化的。我们看见火箭刚点燃时周围大量的“白气”是由于水先      后     形成的。
（2）地面各个测控站能准确用一种波对飞船进行遥控，你认为它是超声波吗？   （ 填“是”或“不是”），你的理由是              。
（3）我国自行研制的宇航服的头盔玻璃必须能减弱    （选填“红外线”或“紫外线”）对眼睛和皮肤的损害．飞船的两侧各设置了一个黑色、宽大的太阳能电池板，它可以将     能转化为     能。

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）。

如图所示是大自然中水循环现象的示意图。江、河、湖、海以及大地表层中的           。当含有很多水蒸气的空气升入高空时，         或       ，这就是云。在一定条件下，云中的小水滴和小冰晶越来越大，就会下落。在下落过程中，          ，与原来的水滴一起落到地面，这就形成了雨。

（1）请依次写出划线处涉及的物态变化的名称     、      、     ；
（2）上面三种物态变化中，属于吸热的是：       、       ；
（3）我国属于缺水国家，节约用水应从我做起，请你提出日常生活中的两项节水措施。
①
②

阅读下列短文，回答文后的问题：
空气能热水器
空气能热水器是吸收空气的热能来制造热水的装置。其耗能约为电热水器的四分之一。空气能属于可再生的新能源，拥有先天的节能环保的优势。
如图是空气能热水器的工作原理示意图，它主要由储水箱、毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器等部件组成。制冷剂在毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器之间循环过程与我们所熟悉的电冰箱的制冷循环过程相同，其工作过程如下：

A．液态制冷剂经过一段很细的毛细管缓慢地进入蒸发器，在蒸发器迅速  ①   ，并从空气中吸收热能。
B．制冷剂经过蒸发器生成的蒸气被压缩机压缩后变成高温高压的蒸气进入冷凝器。
C．在冷凝器中，高温高压的蒸气将热能传递给冷水并发生  ②  。制冷剂依此不断循环流动，使水的温度不断上升。
（1）给短文中的①、②两处补写上适当的物态变化：①          ②       ．
（2）根据空气能热水器的工作原理，你认为管中的“制冷剂”应具有的主要物理性质是（）
A.沸点低           B.熔点低           C.沸点高            D.熔点高
（3）制冷剂在工作循环过程中，将      中的热能不断地“搬运”至      中．

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．

如图甲所示，一个底面积为 $4\times {10}^{-2}{m}^2$的薄壁圆柱形容器置于水平地面上，装有 $0.3m$深的水。现将物体 $A$放人其中，物体 $A$漂浮于水面上，如图乙所示，此时容器底部受到水的压强比图甲增大了 $400\mathit{Pa}$．当再给物体 $A$施加一个竖直向下大小为 $4N$的力 $F$以后，物体 $A$恰好浸没水中静止（水未溢出），如图丙所示。 $({\rho }_{水}=1\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg})$求：

（1）容器中水的质量；

（2）物体 $A$放入前，容器底部受到水的压强；

（3）物体 $A$的密度。

今年的盛夏让身在济南的市民尝到了酷暑的滋味，小明同学了解到造成高温天气的部分原因是由城市的“热岛效应”引起，小明通过进一步的学习，知道引起热岛效应的原因是：
（1）工厂、交通工具等排放大量的      ；
（2）城市建筑材料的      较小在相同的日照下温度上升较快；
（3）城市水少，水蒸发时      热量少；
（4）建筑物较高，难以形成对流．