初中物理综合题

某实验小组在探究光的折射规律时，让一束光从空气斜射入玻璃水槽内的水中，看到如图所示的现象：

（1）请在图中分别作出入射角（用字母i表示）和折射角（用字母r表示）。
（2）为了探究光从空气斜射入水中时折射角和入射角的关系，以下方案中正确的是：（选填“A”、“B”或“C”）.
A．只测量图中的入射角和折射角，分析并得出结论
B．保持入射角不变，进行多次实验，测量入射角和每次实验的折射角，分析并得出结论
C．改变入射角，进行多次实验，测量每次实验的入射角和折射角，分析并得出结论

如图所示，某公园有两个游览点（用亭子表示），其游览的入口和出口都已确定。请按以下要求设计游览路线：

（1）游客由入口到出口，先后经过两个游览点，请在图甲中用笔画线画出游览路线；
（2）游客由入口到出口，每次只经过其中任意一个游览点，请在图乙中用笔画线画出游览路线。
由此联想到我们所学的电路知识。现有两个小灯泡和相应的电器元件，怎样连接使它们都亮起来？
【设计实验与进行实验】
请在图所示的虚线框内，画出你所设计的两种不同的完整电路图，要求用规定的电器元件符号。

【评估】
（1）正确连接后闭合开关，灯泡不亮。请在表格中填写简单的检修方法。

故障现象	可能原因	检修方法
灯泡不亮	示例：灯泡的灯丝断了	换灯泡
电路中的导线断了
电池没电了

（2）如图所示，它们的电路连接情况不可见。闭合开关，两个小灯泡同时发光；断开开关，两个小灯泡同时熄灭。不借助其他器材，请设计一个简单的方法，判断它们是串联还是并联。

现有一个阻值为30Ω的定值电阻R₀，一个电压约为12V的电源，一个只有0～3V量程的电压表，一个最大阻值约为200Ω的滑动变阻器，开关及导线若干．请你设计一个实验，比较精确地测出一个约为20Ω的未知电阻R_x的阻值（电路可重组）．要求：
（1）画出实验电路图：
（2）写出主要实验步骤和需测量的物理量；
（3）写出待测电阻R_x的数学表达式（用已知量和测量量表示）．

摇摆钢笔
你有没有留神过，我们写字的时候，笔的上端都会小弧度地来回摇摆。有细心的中国设计师就发现了这个细微的动作，根据物理学原理设计出了一款“收音机钢笔”(如图所示)，希望给在繁重功课压力下的学生朋友增添一些乐趣。这支钢笔内置有电池，当你书写的时候，笔端摇摇摆摆产生电流，就能给电池储存电量。而钢笔上面频道调节、音量调节、耳机插孔、音响等配置一个不少。如此一来，在枯燥的学习之中你便可以听听音乐或是新闻，以缓和学习的压力。但是家长们应该不会赞同这样的设计吧，不是做功课的时候就应该乖乖做功课的么？

请回答下列问题：
(1)文中划线部分是基于哪个物理学原理或规律制成的：________________________。
(2)给内置电池充电过程发生的能量转化情况是：________________________。

A．电能转化为化学能

B．化学能转化为电能

C．机械能转化为电能

D．电能转化为机械能

如图为直流电动机模型。

(1)直流电动机的工作原理是________________________________。电动机工作时，能够使线圈平稳、连续不停地转动下去是靠________________来实现的。
(2)若要改变电动机的转动方向，下列方法中可行的是________。
A．同时改变电流方向和磁场方向
B．只改变电流方向或只改变磁场方向
C．使电动机线圈中的电流增大
D．使磁场增强
(3)下列家用电器中应用了电动机的是(  )
A．洗衣机
B．电饭锅
C．电热水壶
D．电热毯

电梯为居民出入带来很大的便利，小明家住6楼，放学后，乘电梯回家．
（1）若小明的体重为500N，脚与电梯地面的总接触面积为0.05m²，则小明对电梯地面的压强为多少？
（2）若电梯在20s内将小明匀速提升15m，在此过程中，电梯上升的速度是多少？电梯对小明做了多少功？电梯对小明做功的功率为多少？
小明又查阅资料，了解到出于安全考虑，电梯都设置超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示，电路由工作电路和控制电路组成，在工作电路中，当电梯没有超载时，触点K与触点A接触，闭合开关S，电动机正常工作；当电梯超载时，触点K与触点B接触，电铃发出报警铃声，闭合开关S，电动机不工作．在控制电路中，已知电源电压U＝6V，保护电阻R₁＝100Ω，电阻式压力传感器（压敏电阻）R₂的阻值随压力F大小的变化情况如图乙所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计．

（3）在控制电路中，当压敏电阻R₂受到的压力F增大时，其阻值减小，从而使电磁铁的磁性________（填“增强”“减弱”或“不变”）．
（4）若电磁铁线圈中的电流达到20mA时，衔铁刚好被吸住，电铃发出警报声．当该电梯厢内站立总质量为1000kg的乘客时，试通过计算说明电梯是否超载．（g取10N／kg）

某市科技馆有机器人和参观者下象棋的展台．机器人取放棋子时用一根“手指”接触棋子表面就可以实现（如图所示），其奥秘是“手指”内部有电磁铁．

（1）机器人取放棋子时利用了电磁铁的________（选填“磁性有无”或“磁极方向”）可以控制的特点．
（2）制作象棋棋子的材料应该是下列常见金属材料中的________．
A．铁
B．铜
C．铝

大家对电视都已十分熟悉，可以说每天都离不开。不同的电视台占有不同的频道，频道实际上就是预先设计好的频率，每一个频道都有固定的发射(接收)频率。过去的黑白电视时代只有12个频道，现在发展到有90多个预选频道，新型的电视机可以自动搜索频道使每一台节目都有最佳的效果。
(1)文中提到的“预先设计好的频率”指的是(  )
A．音频频率
B．视频频率
C．射频频率
(2)为什么不同电视台要用不同频率？
(3)电视机自动搜台的过程用物理术语来说是一个什么过程？

微波炉已成为人们家用的常见电器，其原理是利用微波的电磁作用。使食物内水分子高频率振动，使食物内能增加，温度升高，具有省时、省电的特点。市场上有一种微波炉，炉内产生频率为2450MHz的微波。问：
(1)此微波的波长为多少？
(2)若此微波炉输出功率为700W，食物吸收微波电磁能的效率为0.9，若将某食物加热3min，则吸收了多少热量？
(3)导体反射微波，绝缘体可使微波透射，而食物易吸收微波而转换为热，故使用微波炉时应(  )

A．用金属器皿盛食物放入炉内加热

B．用陶瓷容器盛食物放入炉内加热

C．将微波炉置于磁性材料周围

D．将微波炉远离磁性材料

(4)微波炉加热食物与电炉加热食物：原理上是否一样？哪种效率更高？

如图甲所示为猴子荡秋千的游戏装置，闭合开关后，猴子就会绕上方的横梁往复振荡。其内部电路基本结构如图乙所示(实现往复振荡的电路图中未画出)。

(1)开关闭合后，螺线管中产生磁场，其上方是________极。
(2)要让猴子动起来，下列设计和原理中，错误或不合理的是(  )

A．应用了电流的磁效应

B．应用了电磁感应的原理

C．应用了电动机的原理

D．螺线管安装在底盘内，直导线安装在猴子的座位内

定滑轮在使用时相当于一个杠杆．如图所示，某人用绳子沿着倾斜方向通过定滑轮拉住钩码，已知人手的拉力为F，钩码重力为G．

（1）请在图中标出这个“杠杆”的支点O，厕出拉力F、钩码重力G及它们的力臂（保留作图痕迹）；
（2）若不计摩擦、滑轮重和绳重，请用杠杆平衡条件推证：F＝G．

老李设计了如图（a）所示的独轮车，所对应的侧视示意图如图（b）所示．

（1）用此独轮车运货物时，若所装货物重为300牛，老李最少需要多大的力？
（2）若老李将手往前移动一段距离，他所用的力将如何变化？请简要说明理由．

阅读短文，回答问题：
干簧管
干簧管是一种利用磁场信号来控制的线路开关器件，也叫磁控开关．常用的干簧管有单触点和双触点两种．
如图为单触点干簧管的结构示意图．其外壳是一根密封的玻璃管，管中装有两个磁性材料制成的弹性簧片电板，还灌有一种惰性气体．平时，玻璃管中的两个磁簧片触点部位是分开的（如图甲）．当有磁性物质靠近玻璃管时，在合适的磁场的作用下，管内的两个簧片的触点部位被磁化成为异名磁极就会互相吸引接触，簧片就会吸合在一起，使结点所接的电路连通（如图乙）．外磁力消失后，两个簧片由于本身的弹性而分开，线路就断开．

干簧管中的磁性材料是指铁、钴、镍等能被磁铁吸引的材料，它分为软磁性材料和硬磁性材料两种．软磁性材料是指既容易被磁化而获得磁性又很容易失去磁性的物质．硬磁性材料是指不容易被磁化而获得磁性，但一旦获得磁性又很不容易失去的物质．磁体周围的磁性材料被磁化后的极性与放置在该处的小磁针的极性相似，如我们拿一根铁棒的一端靠近或接触磁铁的N极时，这一端就会被磁化成S极，它的另一端则会被磁化成N极．
双触点干簧管类似于单刀双掷开关，它的工作原理是:没有磁场时，簧片1与簧片2接通（如图丙），当有外界磁力时，簧片1与簧片2的连接断开，簧片1与簧片3触点部位接通（如图丁），其中簧片1是公共端，簧片2是常闭接点，簧片3是常开接点。簧片中有一片是用只导电不导磁的材料做成．

干簧管外绕上能产生磁场的线圈就成了干簧继电器，当线圈通电后，管中磁性材料制成的簧片的自由端分别被磁化成N极和S极而相互吸引，因而接通被控电路．线圈断电后，干簧片在本身的弹力作用下分开，将线路切断．
（1）单触点干簧管中的磁簧片是用  （选填“软”或“硬”）磁性材料制成的．
（2）单触点干簧管在   （选填“断开”或“闭合”）时，磁簧片具有弹性势能．
（3）双触点干簧管的1、2、3三个簧片的对应制作材料可能是   
A．铁、铁、铜    B．铁、铜、铁
C．铜、铁、铜    D．铁、钴、铁
（4）当条形磁铁按左图所示的方式从A移动到B，下列能反映电路中的电流随时间变化的图象是   ．

（5）如图为一运用干簧继电器的电路，当开关S闭合后，它的工作特点是   

A．红灯、绿灯交替发光
B．红灯长亮，绿灯亮、灭交替
C．绿灯长亮，红灯亮、灭交替
D．红灯长亮，绿灯不亮

（2014·金华）小明设计了一个道路限载报警器（图甲），R₀是变阻器，R是压敏电阻。R的电阻大小随压力大小变化关系如图乙。当超载车辆通过压敏电阻时，限载报警器就会报警。

（1）调试好电路，闭合开关S₁和S₂，当超载车辆通过时，限载报警器会      （填“灯亮”、“铃响”）
（2）一般交通主干道的抗压能力比村道路要强得多。若把村道路限载报警器应用到主干道，就要适当调高报警的限载重量，下列操作可行的是       （填编号）。

A．把变阻器R0的滑片适当左移

B．把电源1的电压适当增大

C．把弹簧AB的A端适当左移

D．把电磁铁C适当右移

“十·一”期间，小明一家开车到武夷山旅游，途中看到如图所示的限速牌。小明用了20min的时间通过了这段20km长的限速路段，请你通过计算说明他超速了吗？近期，我国又加大了对超速和酒后驾车的查处力度，请你写一句相关的警示语，以提醒司机朋友一定要按交通法规驾车。