初中物理综合题

（1）还记得植物大战僵尸中的太阳花吗，现实中已经有人做出来了。如图所示，是一种在阳光下能不断摇摆的塑料小花。花盆表面的太阳能电板在光照下，产生电流驱动电动机，使小花左右摆动。该小花摆动过程中发生了哪些能量转化？需要具体说明在哪里发生了什么能量转化，至少要写出四种哦。

	部位	能量转化
1
2
3
4

（2）打开手电筒开关后，发现小灯泡并不发光，请你参照示例猜测两种可能使小灯泡不发光的原因，并简约写出验证你猜测的方法。
示例：原因：可能电池用久了；验证方法：换上新电池。
①原因：_________________；验证方法：__________    ____。
②原因：_________  _____；验证方法：__________________。

阅读短文，回答问题
日常生活中存在这样的现象：飞机、轮船、汽车等交通工具运行时，受到空气阻力；人在水中游泳、船在水中行驶时，受到水的阻力；百米赛跑时，奔跑得越快，我们感到风的阻力越大。这是什么原因呢?
查阅相关资料得知：物体在流体中运动时，会受到阻力作用，该阻力叫做流体阻力。流体阻力大小跟相对运动速度大小有关，速度越大，阻力越大；跟物体的横截面积有关，横截面积越大，阻力越大；跟物体的形状有关，头圆尾尖（这种形状通常叫做流线型）的物体受到的阻力较小。物体从高空由静止下落，速度会越来越大，所受阻力也越来越大，下落一段距离后，当阻力大到与重力相等时，将以某一速度作匀速直线运动，这个速度通常被称为收尾速度。
某研究小组做了“空气对球形物体阻力大小与球的半径和速度的关系”的实验，测量数据见下表。（g取1 0 N／kg）

（1）下列     实验，可以验证“流体阻力大小与横截面积有关”

A．比较纸锥下落的快慢

B．研究气泡的运动规律

C．探究动能大小与哪些因素有关

D．探究阻力对物体运动的影响

（2）1号小球受到空气阻力最大时的速度为     m/s，此时空气阻力为    依据         原理。
（3）半径相同的小球，质量      （大／小）的收尾速度大。
（4）对于3号小球，当速度为20 m/s时，空气阻力       （大于／等于／小于）重力。
（5）轿车的外形常做成       ，目的是          ；在座位的靠背上安装“头枕”可防轿车     被（前面／后面）的车撞击时对乘者的伤害。
（6）为提高游泳成绩，请从泳姿或泳装方面，给运动员提一条合理化建议：                  。

(6分)图是一种光控电路，它主要由工作电路和控制电路两部分组成。工作电路由工作电源U₁、发热电阻R₁和R₂等组成；控制电路由光敏电阻R、磁控开关L、定值电阻R₀、电源U₂等组成。当磁控开关L线圈中的电流等于或大于15mA时，磁控开关的磁性簧片相互吸合（簧片电阻忽略不计）；当L线圈中的电流小于15mA时，簧片断开。已知U₁=24V，R₁=10Ω，R₂=20Ω，光敏电阻R的阻值随照射在它上面的光强E（表示光照射强弱的物理量，单位是坎德拉，符号是cd）变化的关系如图所示。当开关S闭合时，则：

（1）当L线圈中的电流小于15mA时，工作电路的总电阻R_决=              Ω。
（2）当L线圈中的电流等于25mA时，工作电路中通过R₁的电流I₁=         A.
（3）若控制电路中R₀=94Ω、U₂=1.5V（线圈阻值忽略不计），当照射到光敏电阻的光强达到某一个值时，磁控开关L的磁性簧片恰好吸合，此时光照强度E=          cd 。若10s后开关S断开，且断开时间也为10s，则前后两段时间电阻R₁所产生的热量变化了          J。

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双触点干簧管
双触点干簧管是一种磁控开关，结构如图所示，其外壳是一只密封的玻璃管，管内充有某种惰性气体，并装有A、B和C三块簧片，其中B和C是用铁或镍等材料制成，A是用铜或铝等非磁性材料制成，A的端点与C的端点是固定端点，B的端点是自由端点，正常时B的端点在自身弹力作用下与A的端点接触，当绕在干簧管上的线圈通电时，如图所示，B的端点与C的端点分别被磁化而相互吸引，当吸引力大于B的弹力时，B与A的端点分开，并与C的端点接触。而当B与C的吸引力减小到一定程度时，B在弹力的作用下与C的端点分开，重新恢复与A的端点接触。
请问答下列问题：
⑴在图中，若要使螺线管的左端为N极，则电源左端是       极。

⑵簧片A、B和C所对应的材料可能是         。（填写序号）
①铁、铁、铜  ②铜、铝、铁 ③铜、铁、铁 ④镍、铁、铝
⑶当B的端点与C的端点接触时，簧片B具有       势能。
⑷如图所示，请将电路连接完整，要求闭合开关后，红灯先通电，然后绿灯与红灯能交替通电。

随着宜昌现代化学校创建工作的深入开展，全市各中小学教学多媒体硬件运用越来越多，某校共有15个教室，每个教室配有40W的照明灯10盏，300W的投影仪一台，100W的教学扩音系统一套，300W的电脑一台，（该校的供电电压为220V）
⑴学生在操场上进行半小时的大课间体育活动时，若教室内的这些用电器没有关闭，那么这半小时该校会浪费多少度电？
⑵随着这些硬件的装配，需要对学校供电线路进行改造，下表是各种橡胶绝缘铜芯线在常温下的安全载流量（长时间通电时的最大安全电流） ，从安全角度考虑，该校应选择哪种导线作为干路导线？请通过计算后说明。

⑶该校电路中的保险装置采用空气开关（如图甲），空气开关内有电磁铁和两个触点，制作触点的材料分别有铜或银，电路正常工作时两触点是连接在一起的，当电流过大时电磁铁将两个触点分开，切断电路（如图乙）。从空气开关的使用寿命和安全角度考虑，应选择触点用_________（选填“银”或“铜”）材料制作的空气开关，原因是_________（同样条件下，银的电阻比铜的电阻小）。

目前随着城市建筑越来越高，楼内都安装了电梯，方便居民出入，某楼梯的电梯的相关参数如下表，为了安全，电梯都设置了超载自动报警系统，其工作原理如图所示：


⑴由图可知，当电梯所载人数增多时， 压敏电阻R₂所受的压力增大，阻值减小，则控制电路的电流增大，从而使电磁铁的磁性_________（选填“增强”或“减弱”），当电梯超载时，触点K与触点________（选填“A”或“B”）接触，电铃发出报警铃声。
⑵电梯在使用过程中，若控制电路中的R₁被短接，则该超载自动报警系统会出现什么异常？________________________________________________________________
⑶某开发商称：此电梯是快速电梯，它能在10s内将10个成年人从1层匀速升高到14层，若每个人的体重约为600N，每层楼高3m，电梯上升时需要克服摩擦及系统自重共计2000N，请你通过计算说明开发商的话是否可信？

生活中处处有物理．我们可以利用矿泉水瓶做小实验来说明一些物理知识：
(1)双手挤压空矿泉水瓶可以使瓶子变形，如果施加的力增大，瓶子变形程度就加大，这表明力的作用效果跟         有关；
(2)手握空矿泉水瓶并对准瓶口吹气时发出“嗡嗡”的响声同时感到瓶子微微的颤动，这表明____   ；
(3)往空矿泉水瓶内注入少量的热水，摇晃后倒掉并立即盖紧瓶盖，过一会儿发现瓶子慢慢向内凹陷，这表明了____       ______的存在；(4)将空矿泉水瓶放倒在水平桌面上，用力向它的侧面吹气它会滚动，但用同样的力向它的底部吹气它却不容易滑动，（如图）这表明____________           ____．

我省目前正在大力开发的风力发电是一种将风的动能转化为电能的环保发电方式．风力发电机的外观如图所示，其主要部件包括风轮机、齿轮箱、发电机等．
（1）风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用密度小，硬度_______（选填“大”或“小”）的复合材料制成．
（2）风轮机叶片旋转所扫过的面积（S）可视为风力发电机可接收风能的面积．已知空气动能与空气质量成正比，1kg空气在不同的速度（v）时的动能（E）如下表所示．

空气动能E（J）	2	8	18	32	50
空气流速v（m/s）	2	4	6	8	10

若风力发电机将可接收的风能转化为电能的效率η=20%，当地的空气密度ρ="1.3" kg/m³，风速v="10" m/s，要设计一台功率P="20" kW的风力发电机，内轮机的叶片旋转所扫过的面积应为多少？（保留整数）
（3）在风速和叶片确定的情况下，要提高风轮机单位时间接收的风能，可采取哪些措施？请提出一条建议．

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神奇的二极管
二极管是一种重要的半导体电子元件，有着广泛的应用，2014年诺贝尔物理学奖被颁发给在蓝色发光二极管上做出巨大贡献的科学家．二极管可用符号表示，其具有单向导电性，当电流从“+”极流进二极管时，二极管导通，相当于一根导线；而电流从“—”极流入时，二极管断路，实际上不会有电流通过．发光二极管只是二极管中的一种，也具有单向导电性．与白炽灯泡相比，发光二极管具有节能、环保、安全、寿命长、低功耗、低热、高亮度、防水、微型、防震、易调光、光束集中、维护简便等优点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明等领域．

（1）二极管是由______（导体/绝缘体/半导体/超导体）材料制成，请列举出发光二极管在生活中的一个具体应用实例______；
（2）如图甲，已知电源电压为3V，则开关闭合后，灯泡L______（能/不能）发光，电压表的示数为______V；
（3）二极管单向导电性源自于构成材料P型半导体和N型半导体组成的晶片，受此启发，科研人员利用P型半导体元件和N型半导体元件串联，接上直流电源后，半导体材料的两端会产生温度差（珀尔帖效应），制成了电脑的散热器．如图乙，在电流方向是N→P的地方吸热，而在电流方向是P→N的地方放热，则靠近电脑发热体（CPU）的是图乙中______（上方/下方）的陶瓷片．

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光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象。光电现象由德国物理学家赫兹于1887年发现，而正确的解释为爱因斯坦所提出。光电效应分为光电子发射、光电导效应和阻挡层光电效应，又称光生伏特效应。前一种现象发生在物体表面，又称外光电效应。后两种现象发生在物体内部，称为内光电效应。外光电效应是指被光激发产生的电子逸出物质表面的现象．只有入射光的频率高于一定值时，才能激发电子逸出物质表面．内光电效应是指被光激发所产生的电荷仍在物质内部运动，但使物质的导电能力发生变化或在物体两端产生电压的现象.。
光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；光敏电阻可应用在各种自动控制装置和光检测设备中，如生产线上的自动送料、自动门装置、航标灯、路灯、应急自动照明、自动给水停水装置等方面。
利用太阳能的最佳方式是光伏转换，就是利用光伏效应，使太阳光射到硅材料上产生电流直接发电。光伏产业正日益成为国际上继IT、微电子产业之后又一爆炸式发展的行业。
（1）外光电效应会从物质中激发出带           （选填“正电”或“负电”）的粒子。
（2）下图是电磁波波谱图．如果蓝光照射到某金属表面能产生外光电效应，则下列光照射该金属也一定能产生外光电效应是             。

A．红光，红外线	B．红外线，紫外线
C．紫光，紫外线，	D．黄光，紫光

（3）太阳能电池是依据        （选填“内”或“外”）光电效应工作的．
（4）现在楼道内一般不再使用声控开关，而用红外感应开关替代。白天光控开关断开，夜晚光线暗时，光控开关闭合；当有人进入楼道内时，红外感应开关闭合，没人时红外感应开关断开。下列关于楼道内路灯电路设计合理的是       （光控开关用光表示，红外感应开关用红表示）

(5)图甲是某生产流水线上的产品输送及计数装置示意图。其中S为激光源，R₁为光敏电阻(有光照射时，阻值较小；无光照射时，阻值较大)，R₂为定值保护电阻，a、b间接“示波器”(示波器的接入对电路无影响)。水平传送带匀速前进，每当传送带上的产品通过S与R₁之间时，射向光敏电阻的光线会被产品挡住。若传送带上的产品为均匀正方体，示波器显示的电压随时间变化的关系如图乙所示。已知计数器电路中电源两极间的电压恒为6V，保护电阻R₂的阻值为400Ω。则无光照射时，保护电阻R₂两端电压是       V,每l h通过S与R₁之间的产品个数为          个.

(6分)电热膜是一种新型的电热器件，如图所示是一种常见的电热膜．电热膜是在绝缘的聚酯薄膜表面，经过特殊工艺加工形成的一条条薄的导电墨线，导电墨线两端与金属导线相连，形成网状结构，其内部结构如图所示．电热膜通电工作时没有发红、炽热现象产生，所以电热膜本身温度并不太高，不易氧化，使用寿命长．在制造电热膜时，会出现不同区域导电墨线厚度不均匀的现象．导电墨线电阻随温度变化的关系如图所示，这种温度特性的优点是，它不会因厚度不均匀而出现严重发热不均、局部过热的现象，这是电热丝所不具备的，它保证了电热膜各处的温度均匀．

（1）电热膜取暖器工作时，室内空气温度升高是通过         方式增加空气内能的；
（2）如图所示电热膜电路，导电墨线的连接方式是     联，正常工作时金属导线中A、B处电流分别为I_A和I_B，则I_A    I_B（填“＜”、“=”或“＞”）。
（3）某根导电墨线的局部导电材料脱落，如图C部分，这根导电墨线的电阻             （选填“变大”、“变小”或“不变”）
（4）电热膜不会因厚度不均而出现局部过热的现象，原因是电热丝电阻随温度的升高而   ，温度高时发热功率  。（选填“增大”、“减小”或“不变”）

(6分)厦深铁路是中国中长期铁路网规划中“四纵四横”快速客运通道的“一纵”，厦深铁路北起厦门，经漳州、潮州、普宁、汕头、汕尾、惠州引入深圳，全长502.4公里。全线于2013年12月底通车，为闽粤两省沿海人民铺就了一条希望之路、发展之路、富裕之路。（1）D2316动车在深圳北10：20发车，14：14到达厦门北，则D2316动车全程的平均速度为          km/h（取整数）。
（2）在高速行驶的动车上相对于座椅来说，桌子是     （填“运动”或“静止”）的放在桌面上的书能够静止不动，原因是它受到      （填“平衡力”或“相互作用力”）的作用.（3）高速行驶的动车进站前关闭电源，由于      动车仍以较大的速度前进.（4）动车组采用了“再生制动”技术，在车速从200km/h减到90km/h的过程中电动机转变为发电机发电，把动车组的     能转化为电能输入电网.（5）动车进站时由于附近的气流速度快，      小，为了候车乘客安全，不被“吸”向动车发生事故，所以乘客一定要站在安全线以外.

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地球同步卫星
地球同步卫星是指位于赤道上空一定高度上与地球保持相对静止的卫星，它与地球转动同步，故称地球同步卫星。
人造地球同步卫星发射过程可简化为点火加速上升（如图甲所示）、离开大气层后关闭发动机自由上升和调整姿态三个阶段。
地球同步卫星常用于通讯、气象、广播电视、导弹预警、数据中继等方面，以实现对同一地区的连续工作。在赤道上空约为36000 km 的高度上布设3 颖同步卫星，可实现除两极外的全球通讯（如图乙所示）。
 
（1）地球同步卫星发射过程的点火加速上升阶段中能量转化是：燃料的      能转化为内能，然后再转化为卫星的      能。
（2）地球同步卫星在轨道运行时相对于地面是    （选填“运动”或“静止”）的。
（3）马航MH370 飞机于2014 年3 月8 日与地面失去联系，我国军方曾利用同步卫星帮助搜救，同步卫星是利用      波来实现陆地与海面上搜救船之间的通信联系，信号从地面发送到同步卫星并返回到地面至少需要      s。
（4）地球同步卫星的用途有                      （答出一种即可）。

（1）装满水的容器壁上开有三个小孔，请画出水从小孔中流出并落到地面的大概轨迹。并回答两个问题。

问题1：水从小孔中流出最终都落到地面是因为水受到      的原因。
问题2：请说出你这样画的理由：                                                 
（2）在图中画出物体A所受重力G和摩擦力f及物体A对斜面压力F示意图。

请将下面左侧列出的各种现象在右侧找出对应的物理知识，并用直线连起来。例如：
射击瞄准时要做到“三点一线”━━━━━━━━ 光的直线传播
太阳光经过三棱镜后可以产生彩色光带               光的直线传播
我们能够看见不发光的物体                         光的反射
直直的筷子插入水中看到向上弯折                   光的折射
开凿隧道时，工人们用激光引导掘进机，保           光的色散
证隧道方向不会出现偏差