初中物理综合题

为了节能，正明中学为教室安装了光控照明系统，有效地避免了“长明灯”的现象．光控系统用光敏电阻控制，光敏电阻的阻值随着光的照度改变而发生变化的元件（光越强，照度越大，照度的单位为lx）．某光敏电阻R_p在不照度下的阻值如下表：

照度/lx	0.2	0.4	0.6	0.8	1.0	1.2
电阻/kΩ	75	40	28	23	20	18

⑴ 根据表中数据，请在图（1）坐标系中描绘出光敏电阻阻值随照度变化的图线．其阻值随照度变化的规律是                     ；

⑵ 如图（2）所示，当1、2间电压上升至4V时，控制电路自动启动照明电路．请利用所给器材在图（2）虚线框内设计一个电路，给1、2两端提升电压，并要求当开天色渐暗照度至降1.0（lx）时，照明电路启动．（控制电路对你所设计的电路无影响）．
器材：电源（电压为6V），开关S及导线若干，其它器材如下表．

器材	电路符号	规格及说明
光敏电阻		题 ⑴ 中的光敏电阻Rp
电阻箱		阻值可调、可读出 调节范围：0～99.9kΩ

在你所设计的电路中，电阻箱的阻值应调到 _________ kΩ；
⑶ 某同学在对所设计的电路进行调试时，发现照明电路过早启动．请你理出一个可行的解决办法：                                             ．

阅读短文，回答问题：
彩虹
彩虹是大气中一种光学现象，当阳光照射到半空中的水珠时，光线被折射和反射，在天空形成弧形彩带。
研究光线经过水珠的传播规律，可揭示彩虹形成的原因。如图甲所示，光线从点C进入半径为R的水珠，经点D反射，再从点E射出。AB是通过水珠球心O且与入射太阳光平行的直线，用x表示进入水珠的光线距AB的距离，a表示射出光线与AB的夹角，画出过入射点和球心O的直线（即该入射点的法线），进一步研究可以得出a与x的关系如图乙所示，入射的太阳光分布是均匀的，但射出的光线分布是不均匀的，在a最大时强度最大，能被地面上的人观察到。
牛顿发现，太阳光通过三棱镜后被分解成七种单色光，当太阳光进入水珠时，也会产生类似效果。从同一点进入水珠的不同色光在水珠中沿不同路径传播，致使不同色光的a的最大值略有不同。
由于不同色光的a最大值略有不同，对某一水珠来讲只能有一种颜色的光被地面上的人看到，进入人眼的不同颜色的光来自内外没同弧线的水珠。所以人眼看到的彩虹由外圈至内圈呈红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色。

（1）在图甲中，如是连接OD，则∠CDO         （>/=/<）∠ODE
（2）根据图乙可知，x从0增加到R的过程中，a的变化情况是           

A．增大

B．先增大后减小

C．减小

D．先减小后增大

（3）如图甲所示，光线从空气进入水珠的折射角随x增大而              
（4）图乙给出的是红光的a-x图像，其a最大值是42°，则紫光的a 最大值   （大于/等于/小于）42°。
（5）图丙中画出了红光通过小水珠时a最大值的光路，请在图丁中画出红光通过大水珠（虚线圆）时a最大值的光路。（图丁中已画出小水珠的光路）

严寒冬季，海面结了厚厚一层海冰．
（一）小明想：冰面下海水的密度是多大呢？于是他砸开冰面，进行实验探究：取长5cm、宽5cm、高8cm的长方体物块，悬挂在弹簧测力计下方，示数如图（甲）所示；将物块浸没在海水中，弹簧测力计示数如图（乙）所示．(g取10N/kg)问：

(1)海水的密度是多大？
（二）小华想：海水结成的海冰是否含有盐分呢？于是她进行实验探究：取一根空心吸管，将一些小铁钉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；将配重吸管放入纯水中，静止后如图（丙）所示；取一些海冰放人烧杯中，待海冰完全熔化后，将配重吸管放入其中，静止后如图（丁）所示．问：
(2)海冰熔化所得的液体密度为多大？海冰是否含有盐分？
(3)小华将此液体置于室外直至其表面又凝固了一层固体，将此固体捞出置于空容器中直至完全熔化成新液体，请合理猜想，新液体的密度可能为  ___________kg/m³．

随着经济水平的不断提高，小汽车越来越多地走进了我市普通家庭．如表为小明家小汽车的相关数据：

总质量：1600kg	额定功率：100kW
车轮与地面的总接触面积：8.0×10^﹣2m^2	水箱容量：5L

①汽车发动机是汽油机，从能源可否再生角度来看，汽油是　     　 能源；发动机工作时，　    　 冲程将内能转化为机械能．
②小车在高速公路上行驶过程中，车上每个人都要系上安全带，这是为了防止汽车紧急刹车时，车上的人由于具有　   　而造成伤害，细心的小明还发现路旁的标志牌上标有100的数字，以司机为参照物，路边的标志牌　   　（运动或静止）的．
标志牌上标有的数字100，指的车的　   　（平均速度或最大速度）不得超过100km/h．
③汽车上的散热器用水作为冷却剂，这是利用了水的　    　 较大的性质，当水箱装满水，水温升高20℃时，需要吸收的热量为　    　J．（c_水=4.2×10³J/（kg℃））
④该车静止在水平地面上时，对地面的压强为　   　Pa．（g=10N/kg）
⑤汽车启动时，需将钥匙插入钥匙孔内并旋转（相当于闭合开关），请你用笔画线代替导线将轿车的启动原理如图所示连接完整．

在去年4月初，国家针对校车发布了相关的安全强制性标准，并且已于去年的5月1日起正式实施．字通专用校车ZK6100DA的部分技术参数如下表，请仔细阅读并完成下列问题．已知每个轮胎与地面的接触面积为0.05m²．（g=10N/kg）
（1）该校车的每个座位上均配有安全带，这是为了防止汽车　   　（选填“启动”或“刹车”）时，由于　   　可能对孩子造成的伤害．
（2）该校车（空车）静止在水平地面上时对地面的压强是多大？

外形（mm）	9980×2430×31050
整备质量（kg）	9000
座位数	48～51
百公里油耗（L）	≤19
行李舱（m^3）	0.4
轮胎数（条）新课 标第 一 网	6
最高时速（km/h）	105

（3）当汽车以最高车速在水平地面上匀速行驶时，所受阻力为6000N．则连续行驶6min，汽车所做的有用功是多大？
（4）校车行驶一定要遵守交通规则，严禁超员．请你运用所学物理知识，说明汽车为什么不能超载？（写出一条即可）

如右图所示，横放在地面上的木桩重1000N，长2m，将它竖起来至少用多大的力？并且在图中画出支点、阻力、动力臂和阻力臂．

如图甲，底面积为80cm²的圆筒形容器内装有适量的水，放在水平桌面上； 底面积为60cm²、高为12cm的实心圆柱形物体A用细线拴好并悬挂在弹簧测力计下．小王要探究圆柱形物体A逐渐浸人圆筒形容器内的水中时（ 水没有溢出容器），弹簧测力计的示数F与圆柱形物体A下表面离水面的距离h的关系．（ 使用刻度尺测量h，不计细线重）
（1）小王从圆柱形物体A接触水面至接触容器底之前，分别记下多组F、h，并将测量的结果填写在实验表格中，依据实验表中数据，在图乙中的方格纸中画出了F与h关系的图象．
①由图象乙可知，物体A的重力为　 　N．
②观察图象乙，可以得出结论：在物体A没有浸没之前，当h增大时，弹簧测力计的示数F　 　（ 选填“增大”、“减小”或“不变”）； 在物体A浸没后，当增大h时，弹簧测力计的示数F　 　 （ 选填“增大”、“减小”或“不变”），由此可知浸没在液体中的物体所受浮力与浸入深度　 　 （ 选填“有关”或“无关”）．
③由图象乙可知：当h等于10cm时，物体A受到的浮力为　 　N．
（2）物体A在容器内浸没后与未放入物体A前比较，水对容器底产生的压强增加了　 　Pa．

阅读短文，回答文后的问题
风寒温度
人们都有这样的体验：走在街上，穿着的衣服感觉冷暖刚好适宜，这时突然起了一阵大风，顿时感觉周身寒冷，这就是风寒效应．风寒效应会影响人们对冷的感觉，导致人体感觉的温度与温度计的示数有明显的差别．原来，人体的主要散热部位是皮肤，通过皮肤红外辐射、接触传导热量、冷热空气对流和汗液蒸发等方式散热．当无风时，在人体皮肤和周围空气之间，有一个比较稳定的空气层，由于空气是热的不良导体，可以起到保温作用；当刮风时，稳定的空气保温层不断被新来的冷空气所代替，并把热量带走．风速越大，人体散失的热量越快、越多，人也就感觉越寒冷．科学家提出用风寒温度描述刮风时人体皮肤感觉的温度．并通过大量实验找出了风寒温度和风速的关系，下表是在气温为5℃时，风寒温度和风速的关系．

风速（km/h）	0	10	20	30	40
风寒温度（℃）	5	3	1	-1	-3

（1）风会使人感觉更寒冷的原因主要是加强了下列哪种散热方式（  ）
A．辐射        B．传导         C．对流        D．汗液蒸发
（2）一个质量为50kg的人散失热量4.2×10⁵J，如果人体没有产生相应的热量，则体温将下降______℃．［人体的比热容取4.2×10³ J/(kg·℃)］
（3）利用表格给出的数据作出风寒温度—风速图像．

（4）当气温为5℃，风速为35km/h时，地面的水会结冰吗？
答：_______.
（5）根据所给数据，用T表示风寒温度，t表示气温，v表示风速，请你写出三者关系的表达式：______________．

阅读短文，回答问题。
变频空调机
空调机中有被称为“冷媒”的物质，利用它的物态变化可以实现室内、外热量的转移。如图所示是空调机制冷系统的原理图，其中压缩机的作用是对气态“冷媒”加压，并使“冷媒”在管内循环。压缩机的转速越大，“冷媒”的流量越大，空调机的制冷能力就越强。
压缩机的转速由供电频率决定。“变频空调”是与传统供电频率不变的“定频空调”相比较而产生的概念，与“变频空调”相比，变频空调机的变频器可以在一定范围内调节供电频率，从而改变压缩机的转速，达到控制“冷媒”流量的目的。
变频空调机开始工作时，以最大功率进行制冷，当室内温度快速降至设定温度后，压缩机随即处于低速持续运转状态，维持室温基本不变。
表一表示某型号变频空调机的“冷媒”流量与变频器供电频率之间的对应关系。
表二表示该型号变频空调及部分参数之间的对应关系，其中：制冷量是指单位时间内空调机从密闭区域内去除热量的总和；能效比是空调机在额定状态工作时，制冷量与输入功率之比。


（1）空调机工作时，当液态“冷媒”    （填物态变化名称）成气态时，需要     热量。
（2）关于变频空调机，下列说法正确的是    
A．变频空调的压缩机与定频空调一样，也是断断续续工作的
B．空调机制冷时，途中钢管A内流动的是气态“冷媒”
C．空调压缩机是利用降温的方法使“冷媒”发生物态变化的
D．变频器供电频率越小，空调机的制冷能力越强
（3）根据表一中的数据，请在坐标系中画出“冷媒”流量Q与变频器供电频率ƒ之间的关系图线。当变频器供电频率为80Hz时，“冷媒”流量为     kg/h.。

（4）表二中空调机额定制冷量为     W，在额定状态下工作10min，可以使     kg的空气温度下降6℃。[取空气的比热容c=1.0×10³J/(kg·℃)]
（5）夏天，上述空调机开始工作0.5h后，家中房间温度降至设定温度，随即空调机处于低速稳定运转状态，又工作了10h，全过程共耗电2.9kW·h．则前0.5h内空调机消耗的电能是     kW·h，后10h空调机的电流是     A．

如图所示暗箱，A、B、C、D为四个接线柱，现有三节干电池和1、2、3、5、10的电阻各一只，选用其中一些元件装入暗箱，并满足：

（1）AB间电压为3V不变；
（2）S接通时，V的示数为2V；
（3）S断开时，V的示数为1V．请在图上画出满足上述要求的电路。

最近，中央电视台科教频道播出了在我市拍摄的“汽车落水后如何水下逃生”的纪录片．纪录片中，实验人员开着小车从高处落入滚滚的岷江，并在门窗紧闭的车中，尝试用不同的方法砸碎车窗玻璃逃生，惊心动魄．为了确保实验人员的安全，摄制组精心设计了紧急救援装置，用于当实验人员无法从车中逃生时迅速吊起汽车．现某课外活动小组，照此设计了如图所示的简单机械，模拟紧急救援落水汽车．实验中用实心圆柱体A代替小车，已知A的体积为0.12m3，质量为210kg．（g取10N/kg，设整个过程A均为匀速运动状态，忽略钢缆绳重及滑轮摩擦，不考虑风浪、水流等因素的影响．）

（1）求A完全浸没在水中时受到的浮力是多大？（ρ_水=1.0×10³kg/m³）
（2）若A完全浸没在水中时，滑轮组的机械效率为 60%．那么A完全打捞出水面后，岸上钢绳的拉力F为多大？
（3）若A完全打捞出水面后，以0.5m/s的速度被匀速提升，求岸上钢绳拉力F的功率．
（4）从A上表面刚出水面到A完全离开水面的过程中，滑轮组机械效率如何变化？请简述理由．

随着我国经济的不断增长，国防力量也在加强，我国第一艘航空母舰“辽宁号”已正式交接．根据某航母的主要参数值列式计算：（g=10N/kg，ρ_海水=1.03×10³kg/m³）

主要参数值
航母总质量（包括舰载飞机）	6×10^7kg
每架舰载飞机的质量	5150kg
每架舰载飞机与甲板的总接触面积	5000cm^2
航母正常航行速度	54km/h
航母以正常航行速度行驶时所受阻力	3.6×10^8N

求：（1）求每架舰载飞机对甲板的压强．
（2）求航母所受的总重力和浮力的大小．
（3）若航母以正常航行速度匀速从甲地开往乙地，行驶了540km．求此过程中航母牵引力的功率．
（4）若其中一架舰载飞机起飞后，求航母排开海水的体积减少了多少？

阅读短文，回答问题．
Quaranta是当前问世的外表最圆润同时也最富动感的太阳能汽车之一（如图甲所示）.其前风窗玻璃和顶盖玻璃皆采用防太阳辐射的层压玻璃制作而成，车身轻便灵活.电池完全由太阳能供能——通过安装在车顶和前端的电池板收集太阳能.某辆太阳能汽车接收太阳光能的面板面积S=8m²，太阳照射时产生U=120V的电压，并对整车提供最大为10A的电流，机车最大可获得800W的机械功率.设太阳光照射到地面上1平方米面积上的辐射功率P₀=1.0×10³W. 该车加速性能优越，从静止开始加速100m的路程最短仅需5s.

（1）车载导航系统是利用      来传递信息的；车窗玻璃能有效防止来自太阳的辐射，主要是能阻挡太阳光中的     ．
（2）若设计Quaranta车身的材料应具有强度高且轻便的特点，则下表所列的材料中，最为理想的是     ．

材料 技术指标	锰钢	铝合金	钛合金	碳纤维
性能（强度）	强	较弱	较强	强
密度/kg·m^-3	7.9×10^3	3.0×10^3	4.5×10^3	1.6×10^3

（3）Quaranta从静止加速100m路程的过程中可以达到的最大平均速度为   m/s．
（4）太阳能属于   （选填“一次”或“二次”）能源；太阳能电池将太阳能转化为电能的效率为     ．
（5）若该汽车在水平路面上以最大机械功率P运动，一段时间后再将功率减小到P₁，并保持此功率运动，其运动的速度时间图线如图乙所示，设运动过程中小车所受阻力恒定不变．则阻力为   N.P₁=   W.

小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示。将热敏电阻 R 安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响。图甲中继电器的供电电压U₁ ="3" V，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻R₀为30 Ω。当线圈中的电流大于等于50 mA 时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图象。

（1）由图乙可知，当环境温度为40 ℃时，热敏电阻阻值为____Ω。当环境温度升高时，热敏电阻阻值将_________，继电器的磁性将_________（均选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（2）图甲中警铃的接线柱C应与接线柱_________相连，指示灯的接线柱D应与接线柱_________（均选填“A”或 “B”） 相连。
（3）图甲中线圈下端P的磁极是______（选填“N”或“S”） 极。

电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具，如图所示。其主要结构就是在原来的普通自行车的基础上，增加了电动机及供电、传动设备，它可以电动骑行，亦可以脚踏骑行。电动骑行时，蓄电池为车上的电动机供电，电动机为车提供动力；脚踏骑行时，与普通自行车相同。

下表是某型号电动自行车主要技术参数。

整车	整车质量	40 kg
最高车速	≤30 km/h
最大噪声	≤62 dB
蓄电池	电压	48 V
容量	12 A·h
电动机	额定电压	48 V
额定功率	240 W

（1）仔细观察电动自行车的构造，会发现很多地方用到了物理知识。请仿照下面的示例，再列举两处应用物理知识进行设计的事例。
示例：电动自行车的车座大而扁平，可减小压强。
答：①                                                          ；
②                                                          。
（2）当一个初三学生骑着电动自行车以最高车速在平直的公路上匀速行驶30 min时，经过的路程为多少?
（3）电动自行车以额定功率行驶时通过电动机线圈的电流是多大?