初中物理综合题

研究物体的沉浮条件时，一实验小组将一质量为54g的橡皮泥放入盛水的水槽中，橡皮泥下沉。老师请大家思考能否让橡皮泥漂浮在水面上呢？他们经过思考后将橡皮泥捏成了如图所示的厚度均匀的半球状“小碗”，将碗口朝上轻轻放在水面上，小碗漂浮。（ ${\rho }_{泥}＝1.2g/c{m}^3，{\rho }_{水}＝1.0g/c{m}^3$，半球的体积公式是 $V=\frac{2}{3}\pi R^3$， $\pi 取3$， $\sqrt[3]{4.5}取1.65$）

（1）橡皮泥放入水槽前，水的深度是 $0.1m$，求水对水槽底部的压强；

（2）求橡皮泥的体积；

（3）橡皮泥“小碗”漂浮在水面上受到的浮力是多少？

（4）橡皮泥“小碗”的厚度 $d$要满足什么条件，才能够漂浮在水面上？

（9分)小明在“测量小灯泡电功率”的实验中，已知电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V， 正常发光时的电阻约为8Ω，实验器材如图甲所示．
⑴在图甲中，请你帮助他用笔画线代替导线将电路连接完整(导线不得交叉)；

⑵实验中应注意：在闭合开关之前将滑动变阻器的滑片应放在      (选填“A”或“B”)端；

⑶闭合开关后，小明发现电流表和电压表有示数但都很小，且看不到小灯泡发光，其原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
⑷当滑动变阻器的滑片滑至某一位置时，电压表读数为l.8V，电流表示数为0.24A，为了测量小灯泡的额定功率，应将滑片向     (选填“A”或“B”)端滑动，直到_____ ______________________。
⑸小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为      W。

⑹他在参与某实验小组进行评估时，发现该实验小组的实验记录分析表如下：

实验 序号	小灯泡两端 的电压U/V	通过灯的电 流表I/A	小灯泡的电 功率P/W	额定功率P/W
1	2.0	0.24	0.48	P额==0.71W
2	2.5	0.28	0.70
3	3.0	0.32	0.96

你认为该小组的数据处理过程是否正确?答：＿＿＿＿＿＿＿＿。
理由是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

小强利用压力传感器、电磁继电器、阻值可调的电阻R等元件，设计了一个汽车超载自动报警电路，如左图所示。他了解到这种压力传感器所受压力越大时，输出的电压U就越大，二者的关系如右图所示。闭合开关S，当继电器线圈中电流大于或等于20mA时，衔铁被吸合。已知传感器的输出电压U即为继电器控制电路的电源电压，线圈的电阻为20Ω。

⑴车辆不超载时，工作电路中绿灯亮；当传感器所受压力增大到一定程度时，红灯亮，说明汽车超载。请你判断灯________ (选填“L₁”或“L₂”)是红灯。
⑵某水平公路桥禁止质量大于或等于20t的车辆通行，要用小强设计的装置为此桥报警，R的阻值应调节为多少?（g取10N/kg）
⑶在水平路面上，要使该装置报警，通过车辆的最小重力为多少？

如图所示是车载和家用两种加热模式的电热杯。它可以用车载12V电源加热，或接在家庭电路进行加热。它的主要参数如下表，在标准大气压下，用车载模式将500ml初温为20℃的水烧开需要35min。求：

车载额定电压	12V
家用额定电压	220W
车载额定功率	120W
家用额定功率	220W
自身质量	1.6kg

（1）在这个过程中，所吸收的热量是多少？

（2）在这个过程中，电热杯的加热效率是多少？（结果保留1位小数）

（3）如果在家庭电路中使用，烧开这些水，需要多长时间？（不计热量损失）

阅读短文，回答问题
简易密度计
小明发现鸡蛋放在清水里会沉底，向水中加一定量的食盐后，鸡蛋会上浮。直到漂浮，且食盐水的密度越大，鸡蛋漂浮时排开液体的体积越小。
小明取一根长约30cm的饮料吸管，将一些铁丝从吸管的下端塞入作为配重，并用石蜡将吸管的下端封起来，让这根吸管竖直漂浮在水中，在吸管上标出水面位置，用刻度尺测量出该位置到吸管下端距离为12cm， 再让 这根吸管竖直漂浮在酒精和盐水中，并分别测出浸入的深度，在吸管上标出对应位置，这样一支简易密度计制成了。（酒精的密度为0.8×10³kg/m³，盐水密度1.2×10³kg/m³）
（1）吸管竖直漂浮在水中，根据  原理，所受浮力  重力．
（2）该简易密度计竖直漂浮在酒精和盐水中浸入的深度分别是  cm，  cm．
（3）通过计算，密度计所标盐水刻度位置在水面刻度位置的      （上、下）方，所标液体密度刻度  （ 均匀、不均匀）。上面刻度比下面刻度      （疏、密）．
（4）小明想使密度计上两条刻度线之间的距离大一些，应      ．

如图甲是我国某地区风力发电的外景,风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成。

（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______（大/小）的复合材料制成；叶片形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面空气流速不同产生压强差，而受到向______（上/下）的力使风叶旋转。

（2）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，利用_____原理。实现机械能转化为电能。
（3）某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示，由图像得到的下列信息，正确的有哪些_____

A．只要有风，机组就能产生电能

B．风速过大，机组不会产生电能

C．风速越大，机组产生的电功率一定越大

D．风速在一定范围内，机组产生的电功率可能不变

（4）下表给出了在不同风速下某风机获得的能量：

平均风速（m/s）	5	10	15	20
1s内获得的能量（×10^4J）	1	8	27	64

①对表格进行分析，你发现该风机1s内获得的能量与风速的定量关系是_____________________（用文字叙述）；
②当风速为5m/s时，这台风机工作1s所产生的电能可供1只“220V 100W”电灯正常工作10s，求风机发电的效率       。

妈妈为了给小丽增加营养，买了一款煲汤用的电热锅，额定电压是220V，加热时的额定功率是1100W，加热效率为84%，简化电路如图所示，S ₁为温控开关，发热电阻R ₁与R ₂的阻值恒定，电阻R ₂在保温状态与加热状态时的功率之比为

4：25．请解答：

（1）当同时闭合开关S、S ₁时，电热锅处于 　     　（选填"加热"或"保温"）状态；

（2）若正常工作时，电热锅将4L水从40℃加热到65℃，水吸收的热量是多少？

（3）电阻R ₁的阻值是多少？

（4）在用电高峰期，家中只有电热锅和液晶电视机工作时，电热锅将4L水从40℃加热到65℃，实际用时550s。若此过程中共消耗6.1×10 ⁵J的电能，计算这时通过液晶电视机的电流是多少？（假设加热过程中电热锅的加热效率不变）

为减少碳排放，国家鼓励发展电动车。综合续航里程是电动车性能的重要指标，我国目前测试综合续航里程的标准是：电动车充满电后，重复以下一套循环，将电能耗尽后实际行驶的里程就是综合续航里程。一套循环：由4个市区工况与1个市郊工况组成。市区工况是模拟在市区速度较低的情况，每1个市区工况平均时速 $18\mathit{km}/h$，行驶时间 $200s$；市郊工况是模拟交通畅通的情况，每1个市郊工况平均时速 $64.8\mathit{km}/h$，行驶时间 $400s$。

国产某型号的电动汽车有四个相同的轮胎，空载整车质量 $2400\mathit{kg}$，在水平地面上时每个轮胎与地面的接触面积是 $0.06m^2$，使用的液冷恒温电池包充满电后蓄电池电能是 $70\mathit{kW}·h$。

某次测试，在市区工况行驶过程中，电动汽车平均牵引力大小是 $480N$，在市郊工况行驶过程中，电动汽车平均牵引力大小是 $600N$，测得的综合续航里程是 $336\mathit{km}$。 $g$取 $10N/\mathit{kg}$。求：

（1）空载时轮胎对地面的压强。

（2）本次测试中，完成1个市区工况，电动汽车牵引力做的功。

（3）本次测试中，完成一套循环，电动汽车平均消耗多少 $\mathit{kW}·h$的电能。

如图甲是家用电暖器，利用电热给煤油加热取暖。图乙为其简化的电路原理图，已知电阻R ₁＞R ₂，铭牌见下表。在电暖器跌倒时，跌倒开关S自动断开，切断电源，保证安全。电暖器有"高温挡"、"中温挡"和"低温挡"三个挡位，解答下列问题：

额定电压	220V
煤油体积	25L
功率选择	1600W/1100W/500W 三档可调
操作方式	手动

已知c _煤油＝2.1×10 ³J/（kg•℃），ρ _煤油＝0.8×10 ³kg/m ³

（1）煤油温度升高20℃时，吸收了多少焦耳的热量？

（2）电暖器在中温挡时，正常工作的电流为多少？

（3）R ₁的阻值为多少？（写出文字说明）

如图是某科技小组设计的一个提升重物的装置，CD是一个以O点为转轴的水平杠杆，CO：OD=3：2。滑轮组固定在杠杆C点，通过固定在水平地面的电动机匀速提升重物，每个滑轮的质量均为m₀。放置在水平地面上的配重E通过细绳竖直拉着杠杆D点，使杠杆CD始终保持水平平衡，配重E的质量m_E为100kg。当电动机用拉力F₁匀速提升重物A时，滑轮组的机械效率为η₁，物体A匀速上升的速度为v₁；当电动机用拉力F₂匀速提升重物B时，滑轮组的机械效率为η₂，物体B匀速上升的速度为v₂。在匀速提升重物A、B的过程中，电动机的功率保持不变。已知F₂-F₁=50N，v₁:v₂=5:4，η₂=90%。细绳和杠杆的质量、滑轮与轴的摩擦均忽略不计，g取10N/kg。求：

（1）拉力F₁的大小；
（2）滑轮组的机械效率η₁；
（3）当电动机用拉力F₂匀速提升重物B时，配重E对地面的压力N₂。

某安全设备厂研发了一种新型抗压材料，要求对该材料能承受的撞击力进行测试。如图甲所示，材料样品（不计质量）平放在压力传感器上，闭合开关 $S$ ，将重物从样品正上方 $h=5m$ 处静止释放，撞击后重物和样品材料仍完好无损。从重物开始下落到撞击样品，并最终静止在样品上的过程中，电流表的示数 $I$ 随时间 $t$ 变化的图像如图乙所示，压力传感器的电阻 $R$ 随压力 $F$ 变化的图像如图丙所示。已知电源电压 $U=12V$ ，定值电阻 $R_0=10\Omega$ ，重物下落时空气阻力忽略不计。求：

（1）重物下落时，重物作 　　速直线运动，其重力势能转化为 　　能；

（2） $0~t_1$ 时间内，重物在空中下落，电流表示数是 　　 $A$ ，压力传感器的电阻是 　　 $\Omega$ ；

（3） $t_1~t_3$ 时间内，重物与样品撞击，通过电流表的最大电流是 　　 $A$ ，样品受到的最大撞击力是 　　 $N$ ；撞击后重物静止在样品上，定值电阻 $R_0$ 的功率是 　　 $W$ ；

（4）重物在空中下落的过程中，重力做功是多少？

物理课上，同学们观察了下图所示的实验：用细线将一金属小球悬挂起来，把小球拉到一定的高度（此时细线偏离竖直方向的角度为α，小球离开最低位置的距离为S），然后释放，小球将左右摆动。

（1）此实验说明：                             
（2）课后小宁同学提出这样的问题：小球来回摆动一次的时间（或摆动的快慢）跟哪些因素有关呢？对此，同学们进行了探究。小宁提出猜想：小球摆动的快慢可能跟细线的长度（L）有关。于是小宁和小军来到实验室，找来了以下器材：
A.秒表    B.长为0.8m的细线   C.长为1.0m的细线    D.铜球  E.铝球（D、E两球体积相等，都有相同的小孔，便于系线）
为了验证小宁的猜想，请你帮他们设计出简要的实验步骤。
选用的器材是（选填上列器材前的字母）：                               
具体操作：                              
（3）对小宁提出的问题，除了他的猜想外，请你再提出两个猜想：
①                            
②                            

阅读短文，解决文中提出的问题
我国航天事业的三大里程碑
1970年4月24日我国成功地发射了我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”，它围绕地球运行的轨道为一椭圆.“东方红一号”的发射成功标志着我国已成为世界航天大国.
1990年4月7日，我国用长征3号火箭首次成功发射了“亚洲一号“同步卫星”这表明了我国航天事业又迈上了新台阶.
（1）地面上的人看来，“亚洲一号”同步卫星的运动状态是      (     )

A．向东运动

B．向西运动

C．静止

D．向南运动

1999年我国发射的“神舟一号”飞船，在太空中遨游14天，行程600000km，成功地进行了一系列的外层空间科学实验，最后完好地返回地面.
（2）“神舟一号”在太空飞行时的平均速度约为_______km/h.

小明利用l8cm长的吸管、细铜丝、石蜡等材料自制密度计．
（l）制作密度计的过程中，需要一个盛放液体的容器，现有250mL的量筒和400mL的烧杯供选择．则小明应选择__________．
（2）小明将自制的密度计放入水中，发现密度计不能直立漂浮，其原因可能__________.改进后小明将密度计放入水中，用刻度尺测出吸管露出水面的长度是10.8cm，则吸管浸入水中的深度h_水=__________cm.小明将该密度计放人某液体中，吸管浸入液体的深度为9cm.则此液体的密度是多少？（ρ_水=1.0×10³kg/m³）
（3）小明的同学也用吸管制作了密度计，他发现密度计相邻两刻度线之间的距离太小，导致用此密度计测量液体密度时误差较大，为此同学们提出了如下改进方案，其中可行的是

A．换大的容器做实验

B．换细的吸管制作密度计

C．换稍长的吸管制作密度计

D．适当减小密度计的配重

某中学决定利用校内两座楼之间的一块空地新建一个篮球场，如图所示。设计场地时，为了防止球员冲出端线因收不住脚而撞到墙上，必须在球场端线到房子之间留有足够的距离．怎样确定这段距离呢?某研究性学习小组的同学进行了探究．
首先，他们请教了体育老师，了解到，人在跑步时，从接收停止信号到停稳所通过的距离叫停稳距离s，它包括两个阶段：第一，从接收停止跑步信号到大脑指挥躯体制动要经过一段时间称为反应时间，通过的距离称为反应距离；第二，制动后还会向前冲一段距离才能停稳，这段距离叫做缓冲距离．接着，他们设计了探究方案，并以同班同学为研究对象，测出各同学的：跑步速度v、反应时间t和缓冲距离s′。最后对收集到的各项数据进行分析时发现，研究对象的跑步速度、反应时间和缓冲距离各不相同．问：
(1)停稳距离s与跑步速度v、反应时间t、缓冲距离s′的关系式是：s=__________．
(2)研究小组经过分析、讨论认为：球场端线到房子之间的距离应以运动员从脚踩端线接收停止信号开始到停稳所通过的距离来确定．为了计算这段安全距离，研究小组应在收集到的各项目的众多数据中，筛选出其中__________的速度、__________的反应时间和__________的缓冲距离，这样计算才能确保安全。
(3)假设，从球场端线到楼之间的实际距离比研究小组所计算出的安全距离短些，容易产生安全问题．为保证这个场地的使用安全，你有什么好的建议?________________________________________．