初中物理力和机械综合题

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。

【2015年汕尾市初中毕业生学业考试】（1）体温计是根据液体的         规律制成的，如图甲所示的体温计的示数是      ℃；

（2）如图乙所示，木块的测量值是   cm，分度值是     mm；
（3）如图丙所示，弹簧测力计的示数是    N；
（4）如图丁所示，电能表的示数是     kw ·h ；接在这种电能表上的用电器每消耗1kw · h 电能，电能表上的转盘转过       转。

【2015年云南昭通市中考物理】为安全起见，妈妈为小明买了一块浮板辅助练习游泳．妈妈认为浮板能漂在水面上是因为它轻，小明认为妈妈的说法不对，科学的说法是因为浮板的密度比水的密度小．为验证自己的说法，小明设计了如下实验：21教育名师原创作品
（1）找一根轻质均匀木棍、细绳（质量忽略不计）和一块标有“净重115g”字样的新肥皂，用如图所示的方法进行测量．测量时，使木棍在              位置平衡，记下A、B的位置，用刻度尺测出OA=10cm，OB﹣40cm，则浮板的质量为  kg．

（2）把浮板压入装满水的桶中刚好浸没，用塑料袋（质量忽略不计）收集溢出的水，用（1）所述方法测得溢出水的质量为4.6kg，则浮板的体积为          m³，密度为          kg/m³；用刻度尺测肥皂的长、宽、厚，算出肥皂的密度为1.33×l0³kg/m³．浮板在水中漂浮而肥皂在水中下沉，说明小明的说法是正确的．小明用此浮板游泳时浮板受到的最大浮力为                      N．
（3）根据这个实验结果，妈妈说原来用密度比水小的材料制成的物体才能漂浮在水上，这种说法     （选填“正确”或“不正确”）．请举例说明                         ．

【2015年贵州省黔南州中考物理】端午节期间，多地都举行了划龙舟比赛（如图）

（1）运动员通过鼓声来统一划龙舟的节奏，鼓声是由鼓面的        产生的，鼓声主要是通过        传入人耳．
（2）划水时，船桨是           杠杆（选填“省力”、“费力”、“等臂”），该杠杆的好处         是，运动员看到水下部分的船桨不是直的，是光的            现象．
（3）运动员向后划水，船就前进，这说明物体间力的作用是            的，以鼓手为参照物，该船上的运动员是                的．

党的十九大报告提出，要建设生态宜居、生活富裕的新农村。某兴趣小组在社会实践中来到某乡村建筑工地，建筑工地工人们用如图甲所示的滑轮组来提升重物，不计绳重和摩擦。

（1）一个工人质量为 $60\mathit{kg}$ ，竖直向上匀速拉动 $700N$ 的重物时，绳上拉力为 $400N$ ，将重物提升 $2m$ 用时 $20s$ ，滑轮组的机械效率为多少？

（2）在这 $20s$ 的时间内拉力的功率为多少 $W$ ？

（3）该工人能够提升的最重的物体约为多少 $\mathit{kg}$ ？

（4）请你设计另一种最省力的绕线方式，并画于图乙中。

（5）利用最省力的方式，提升 $800N$ 的重物，求绳上拉力的大小？

（6）利用最省力的方式，竖直向上以 $0.15m/s$ 的速度匀速拉动绳子，求 $20s$ 物体上升的距离？

【2015年贵州省黔南州中考物理】端午节期间，多地都举行了划龙舟比赛（如图）

（1）运动员通过鼓声来统一划龙舟的节奏，鼓声是由鼓面的          产生的，鼓声主要是通过      传入人耳．
（2）划水时，船桨是       杠杆（选填“省力”、“费力”、“等臂”），该杠杆的好处        是，运动员看到水下部分的船桨不是直的，是光的       现象．
（3）运动员向后划水，船就前进，这说明物体间力的作用是        的，以鼓手为参照物，该船上的运动员是                的．

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热动式断路器
当电路发生短路或过载时，电路中电流就会超过额定电流，可能会引起安全事故．为防止这类事故的发生，电路中通常装有熔断器、空气开关等保护装置．当发生事故时，保护装置会自动切断电路．
热动式断路器是最简单的一种断路器．热动式断路器构造如图1所示，向右推动复位手柄，脱扣器将手柄锁定在合闸位置，若电路中电流小于或等于额定电流，则断路器不会动作．当电路过载时，通过断路器的电流就会超过额定电流，此时双金属片发热并向右弯曲（如图1中虚线所示），带动脱扣器工作，于是复位手柄在弹簧拉力作用下跳向断开位置，触点分开，从而断开电源．
热动式断路器适用于过载保护，一旦线路中的电流超过额定电流，断路器需经过一段时间后动作，图2为某型号的断路器在室温为20℃时的动作时间与流经电流的关系图象．

（1）热动式断路器应      （串联/并联）在电路中；热动式断路器中的复位手柄属于      （省力/费力/等臂）杠杆；
（2）关于热动式断路器下列说法正确的是     

A．属于电路中的用电器

B．双金属片中电流大于出线电流

C．正常工作时电流入线与电流出线间电压是220V

D．脱扣器将手柄锁定在合闸位置时弹簧的弹性势能最大

（3）双金属片是由铜片和铁片组成，受热时铜片膨胀得比铁片大．在图3中，铜片和铁片的位置符合要求的双金属片是      ．

【山东省烟台市2015年中考物理试题】现代社会上汽车大量增加，交通事故也在增多，发生交通事故的一个重要原因，就是遇到意外情况时汽车不能立即停止．驾驶员从发现情况到操纵制动器来刹车需要一段时间，这段时间叫反应时间；在这段时间内汽车前进的距离叫反应距离．从制动器发生作用到汽车完全停下来，又要前进一段距离，这段距离叫制动距离．
下表是一个机警的驾驶员驾驶一辆保养很好的汽车在干燥的水平公路上以不同的速度行驶时，测得的反应距离和制动距离．

速度v/（km•h^-1）	反应距离s1/m	制动距离s2/m	停车总距离s/m
40	7	8	15
60	11	20	31
100	19	54	73
…	…	…	…

（1）分析上述数据，影响汽车制动距离的主要因素是什么？如果在雨雪天，汽车的制动距离又将怎样变化？并简要说明变化的原因．
（2）利用上表数据计算得出该驾驶员的反应时间是多少？（结果保留两位小数）

某实验小组在研究某种物质的属性时，日常需将物体浸没在煤油中保存，将体积为 $1\times {10}^{-3}{m}^3$、重 $6N$的该物体用细线系在底面积为 $250c{m}^2$的圆柱形容器的底部，物体浸没在煤油中，如图所示， $\left(g=10N/\mathit{kg},{\rho }_{\mathit{煤油}}=0.8\times {10}^3\mathit{kg}/m^3\right)$

（1）细线受到的拉力是多大？

（2）若细线与物体脱落，待物体静止后煤油对容器底的压强变化了多少？

如图所示，一轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动，A端 用绳子系在竖直墙壁的B点，在杠杆的C点悬挂一重为30N的物体，杠杆处于水平静止状态．已知OA长为60cm，OC长为40cm，∠OAB=30°．

（1）请在图中画出绳子对杠杆拉力F的力臂；
（2）拉力F的大小是多少？

【湖北省武汉市2015年中考物理试题】在建的杨泗港长江大桥是武汉市第十座长江大桥，大桥的两个桥塔均为钢沉井基础，其中2号桥塔的钢沉井在距桥位上游20公里的工厂拼装完成后，采用气囊法整体下水，是世界上同类方法下水质量最大的钢沉井。（ρ_江水=1.0×10³kg/m³，ρ_钢=7.9×10³kg/m³）

（1）如图甲所示，在钢沉井的底部两侧塞满气囊，松开固定的钢沉井的钢索后，钢沉井便顺着倾斜的江滩滑入水中。钢沉井入水后能自己滑行数百米，这是由于              。托在钢沉井底部的气囊充气成圆筒状是为了                       。
（2）钢沉井下水后，依靠拖船将其拖行至指定位置。当拖船对钢沉井输出的总功率为5000Kw时，1min内将钢沉井匀速拖行了120m，试估算这段时间内江水对钢沉井的阻力。
（3）工人们将钢板焊接成有18个大小相同的方形孔的钢沉井，其俯视图如图乙所示。钢沉井的长、宽和高分别为77m、40m和23m，质量为6225t。经测算，这样的钢沉井自行滑入江中稳定后，水面下的高度会达到7.5m。为了让钢沉井在江中被拖行时能顺利通过一些浅滩，下水前用质量为31t的钢板在钢沉井底部将一些方形孔密封起来，使钢沉井水面下的高度降到了3.2m。请求出钢沉井底部被密封的方形孔的个数。

龙岩一中是所拥有光荣革命传统、人文底蕴深厚的百年名校。

（1）图1是矗立在教学楼前的无产阶级革命家、原国务院副总理邓子恢校友的铜像。
①长方体实心岩石基座除托起铜像外，还如同正立平放的空矿泉水装入适量水后，瓶子整体的稳度会提高一样，空心的铜像与较重的实心基座粘合成整体后，整体的    较低，稳度较高。
②若铜像重为G₀，长方体岩石基座底面积为S，高为h，密度为ρ，则无承载铜像时，基座对地的压强的表达式是p=     ；承载铜像时，铜像和基座对地的总压强的表达式p_总=          。
（2）图2是校园中的拓荒牛石雕。从减小对地压强考虑，请说明它的基座在较大底面积确定后，高度还较小的原因。

汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分，某研究小组对汽车开展调查研究。

（1）图甲是汽车的刹车结构示意图，根据图片分析，这是 　　杠杆（选填"省力"、"费力"或"等臂" $)$ ；某段道路的标志牌如图乙所示，为什么同样的道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度 　　。

（2）（多选）汽车在行驶过程中遇到危急情况要紧急刹车。从发现情况到汽车停止的距离叫做停车距离，停车距离等于反应距离加上制动距离。下列行为会使停车距离变长的是 　　。

$A.$ 疲劳驾驶

$B.$ 酒后驾驶

$C.$ 接听电话

$D.$ 开车前系好安全带

（3）内燃机有四个工作冲程，图丙是内燃机的 　　冲程。

（4）假设某款纯电动汽车在平直公路上匀速行驶时，每百公里耗电30千瓦时，若电能转化为机械能效率为 $85\%$ ，则汽车匀速行驶时受到阻力为 　　 $N$ 。若质量和外形完全相同的燃油汽车，它的能量转化率为 $30\%$ ，以相同速度在同一路面上匀速行驶，每行驶百公里需要消耗的燃油为 　　 $\mathit{kg}$ 。（汽油的热值为 $q=4.6\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$ ，结果保留1位小数）

（5）若电价为0.6元 $/$ 千瓦时，汽油价格为7.0元 $/$ 升，每行驶百公里，电动汽车比燃油汽车节省 　　元。（汽油的密度 $\rho =0.71\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$ ，结果保留1位小数）

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电饭锅中的磁钢限温器
电饭锅是生活中常见的用电器，它是利用感温磁钢（软磁体）的磁性随温度的变化而变化的特性来设计的，这样可以限制煮饭过程中的最高温度。
感温磁钢的磁性随着本身温度作非线性变化，其特性曲线如图甲所示。
磁钢限温器结构如图乙所示，它主要由感温磁钢、永磁体和弹簧构成。感温磁钢及其外套、内锅由弹簧支撑。感温磁钢与受热面固定在一起，受热面直接把热量传递给锅底。
煮饭时用手按按钮开关，通过杠杆AOC使永磁体和感温磁钢吸合，在吸力作用下永磁体不会落下，金属触点闭合，电路接通，加热元件开始发热。当饭煮熟后，温度继续上升，当升高到某一温度时，永磁体落下，通过杠杆CBO使触点分开，加热元件停止发热，同时按钮开关跳起。

杠杆

（1）与铜导线相比，制作电饭锅加热元件的材料应具备的特性是_________；

A．电阻较大，熔点较低          B．电阻较大，熔点较高
C．电阻较小，熔点较低          D．电阻较小，熔点较高
（2）煮饭时用手按按钮开关，杠杆AOC属于         杠杆；饭煮熟后，永磁体落下，通过杠杆CBO使触点分开，杠杆CBO属于         杠杆；（选填“省力”、“费力”或“等臂”）；
（3）在磁钢限温器工作过程中，感温磁钢的磁性急剧减弱是在__________；
A．按下按钮开关时       B．加热升温过程中
C．按钮开关跳起时       D．降温过程中
（4）永磁体落下时，感温磁钢的温度为________℃；永磁体下落过程中，感温磁钢对永磁体_______（选填“有”或“没有”）磁力的作用。

小明家购买新房后，进行了装修。
（1）为了起居方便，卧室的照明灯用两个开关进行控制，开关S₁安装在进门处，开关S₂安装在床头旁，按下其中任意一个开关都可以控制这盏灯。图中S₁、S₂均为单刀双掷开关，可分别与上下两根导线连接（如图）。在如图所示的电路中，既能满足上述要求，又符合安全用电原则的是______。

（2）人们常用绿色植物清除新房中的有害气体。为防止植物放在干燥的新房中因缺水而枯死，爸爸将花盆放在装有水的盆中，并用塑料薄膜把叶子以下的部位连同水盆一起罩住。半个月后，小明再次来到新房，惊喜地发现植物长得很好，盆里还剩有一些水，而且可以看到塑料薄膜的内壁上有很多细小的水珠，如图所示。请结合物理知识回答：

①在盆上罩塑料薄膜的好处：____________________________________。
②水珠的形成经由的两种物态变化： ________________________。
（3）爸爸想在客厅的竖直墙壁上悬挂一幅全家福相框，相框的上端有两个挂钩。小明在墙上钉了第一根钉子A，确定了左侧挂钩悬挂的位置，如图所示。之后他们发现若想把相框悬挂端正，确定第二根钉子B（右侧挂钩）的位置比较困难，为此爸爸和小明各自提出了一种解决方案，请你把方案中的空白处补充完整。

[爸爸的方案]利用重力的方向总是竖直向下的知识。他将一块橡皮挂在细线的一端，做成一个简易的铅垂线。
步骤1：手拿铅垂线靠近相框的一侧；
步骤2：调整相框的位置，直至__________________，此时右侧挂钩处即为钉子B的位置。
[小明的方案]利用连通器原理。他找来一根透明的长软管，注入适量的水，做成一个连通器。
步骤1：让连通器软管一侧的水面__________________；
步骤2：调整相框的位置，________________________，此时右侧挂钩处即为钉子B的位置。