初中物理综合题

“探究杠杆的平衡条件”实验

（1）如图甲所示，杠杆处于静止状态。为方便测量＿＿＿＿＿，应向＿＿＿＿＿（选填“左”或“右”）调节螺母，使杠杆在水平位置平衡。

（2）给杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡。设右侧钩码对杠杆施的力为动力 $F_1$，左侧钩码对杠杆施的力为阻力 $F_2$；测出杠杆平衡时的动力臂 $l_1$和阻力臂 $l_2$；把 $F_1、F_2、l_1、l_2$的数据填入表格中。改变动力 $F_1$和动力臂 $l_1$的大小，相应调节阻力 $F_2$和阻力臂 $l_2$，再做几次实验，实验数据如下表所示。

次数	动力 $F_1/N$	动力臂 $l_1/m$	阻力 $F_2/N$	阻力臂 $l_2/m$
1	0.5	0.3	1	0.15
2	1.5	0.1	3	0.05
3	3	0.1	1.5	0.2

分析表中的数据得到杠杆的平衡条件：＿＿＿＿＿（用 $F_1、l_1、F_2、l_2$表示）。

（3）如图乙所示，在＿＿＿＿＿（选填“A”、“B”或“C”）点竖直＿＿＿＿＿（选填“向上”或“向下”）拉时，可使杠杆保持水平位置平衡，此时杠杆属于省力杠杆。

（4）在完成实验后，小辉利用杠杆平衡条件完成了老师提出的问题。如图丙所示，轻质杠杆可绕 $O$点转动，它的中点挂有 $100N$的重物，在杠杆右端用竖直向上的力 $F＝$＿＿＿＿＿ $N$，可使杠杆在水平位置平衡。

“测量盐水的密度”实验。

（1）将天平放在水平桌面上，把＿＿＿＿＿放到标尺左端的零刻度线处，并旋动平衡螺母，使横梁平衡。

（2）烧杯中装入适量的盐水，称出烧杯和盐水的质量，如图甲，烧杯和盐水的质量为＿＿＿＿＿ $g$；将烧杯中盐水倒入量筒中一部分，如图乙，量筒中盐水的体积为＿＿＿＿＿ $c{m}^3$。称出烧杯和剩余盐水质量为 $34g$，则盐水的密度为＿＿＿＿＿ $kg/m^3$。

（3）某兴趣小组成员小辉看到一个小木球漂浮在水面上，想知道小木球的密度，与同组成员讨论后，进行了如下实验：

①用调节好的天平正确测量小木球的质量 $m$；

②在量筒内盛适量水，读出水面所对刻度 $V_1$；

③将铅笔 $A$和铅笔 $B$固定成如图丙所示的形状，放入量筒内的水中，直到铅笔B的下表面刚好与水面相平，如图丁所示，读出水面所对刻度 $V_2$；

④取出铅笔，将小木球轻轻放入量筒内的水中漂浮，用固定好的铅笔 $A$和铅笔 $B$将小木球压入水中，直到铅笔 $B$下表面刚好与水面相平，如图戊所示，读出水面所对刻度 $V_3$；

⑤小木球的密度表达式为： ${\rho }_{木}＝$＿＿＿＿＿（用所测物理量符号表示；水的密度用 ${\rho }_{水}$表示）；

⑥实验评估时，小辉提出，若考虑小木球“吸”水，铅笔不“吸”水，会导致小木球的密度测量值＿＿＿＿＿（选填“偏大”或“偏小”）。

如图所示，是“探究凸透镜成像的规律”的实验装置，已知使用的凸透镜的焦距为 $10cm$。

（1）实验时，要将＿＿＿＿＿（选填“蜡烛”或“烛焰”）、凸透镜、光屏三者的中心调到同一＿＿＿＿＿。

（2）如图所示，光屏上承接到清晰的实像，像距为＿＿＿＿＿ $cm$，＿＿＿＿＿（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用这个成像原理制成的。

（3）保持透镜位置不动，将蜡烛向右移动 $10cm$，光屏移动到＿＿＿＿＿ $cm$的刻度线处，光屏上再次得到清晰的像。

（4）实验中，由于蜡烛变短，烛焰在光屏上的像位于光屏的＿＿＿＿＿（选填“上半部”或“下半部”）。

“探究水沸腾时温度变化的特点”实验

（1）在安装器材时出现如图甲所示的情形，应调＿＿＿＿＿（选填“铁杆a”或“铁圈b”）更合理。

（2）器材调整好后，用酒精灯给烧杯中的水加热，当水温接近 $90℃$时每隔 $0.5min$记录一次温度，并观察水中发生的变化。实验数据如下表所示。

时间/min	0	0.5	1	1.5	2	2.5	3	3.5	…
温度/℃	90	92	94	96	97	98	98	98

（3）观察到从第 $2.5min$开始，水中产生大量气泡，不断上升、＿＿＿＿＿（选填“变大”或“变小”），到水面破裂开来。

（4）结合实验现象和收集到的数据，得出水沸腾时温度变化的特点是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（5）实验结束后，某实验小组利用如图乙所示的装置探究水沸腾的条件。加热一段时间后，观察到烧杯中的水沸腾，但试管中的水始终没有沸腾， $A、B$两支完全相同的温度计示数均为 $98℃$，并保持不变。接着，小辉在烧杯的水中加入少量食盐后，发现试管中的水开始沸腾，温度计 $B$示数如图丙所示为＿＿＿＿＿ $℃$，此时温度计A的示数为 　＿＿＿＿＿ $℃$。结合上述现象得出水沸腾的条件是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

某物理兴趣小组用如甲所示电路图测量定值电阻的阻值。

（1）根据图甲所示的电路图，进行实物连线如图乙所示，在该实物连线中，电流表上还有一个接线柱没有与其它元件连接，请你用笔画线代替导线，将图乙的实物连线连接完整。

（2）某次测量时，电压表、电流表的指针位置如图丙所示，则电压表读数为＿＿＿＿＿ $V$，电流表读数为＿＿＿＿＿ $A$，根据测量结果可计算出待测电阻的阻值为＿＿＿＿＿ $\Omega$。

（3）移动滑动变阻器滑片 $P$，改变电压表和电流表的示数，根据实验测得的多组数据，求出电阻的平均值。多次测量求平均值的目的是＿＿＿＿＿。

A．	减小实验误差
B．	寻找普遍规律

图甲为部分电磁波的频率分布示意图。

（1）由图可知，紫外线＿＿＿＿＿（选填“是”或“不是”）电磁波。它在真空中的传播速度约为＿＿＿＿＿ $m/s$。

（2）下列实例中，属于紫外线应用的是＿＿＿＿＿（填字母）。

A．	遥控器控制电视
B．	体检时拍 $X$光片
C．	医院杀菌消毒灯
D．	“测温枪”测量体温

（3）少量的紫外线照射是有益的，过量的紫外线照射会损伤皮肤。紫外线能使荧光物质发光，小明想检验某防晒霜对紫外线的阻挡作用，利用图乙所示的实验装置在暗室及一定防护下进行实验。

步骤一：如图乙所示，固定好紫外线灯和涂有荧光物质的硬纸板，将一块大小合适的玻璃板放置在＿＿＿＿＿（选填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）区域，且调整玻璃板与硬纸板平行；

步骤二：打开紫外线灯，荧光物质发光；

步骤三：关闭紫外线灯，荧光物质不发光；

步骤四：按产品的说明书要求在玻璃板上均匀涂满防晒霜，再次打开紫外线灯，荧光物质有微弱发光。

由此可推断，该防晒霜＿＿＿＿＿（选填“能”或“不能”）阻挡全部紫外线。

某同学用如图甲所示的电路测量小灯泡的电功率。实验中电源电压保持不变，小灯泡的额定电压是 $3.8V$。

（1）图甲中有一根导线接错了，请你在这根导线上打“×”，并补画出正确的那根导线。

（2）正确连接电路后，小灯泡正常发光时电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电流是＿＿＿＿＿ $A$，小灯泡的额定功率是＿＿＿＿＿ $W$。

（3）测出小灯泡额定功率后，该同学接着移动滑动变阻器的滑片，当电流表的示数为 $0.32A$时，电压表的示数不可能是＿＿＿＿＿（填标号）。

A．	$3.9V$
B．	$4.0V$
C．	$4.1V$

小芳发现家中的一串珍珠项链能沉在水底，乐于探索的她想测量这串项链的密度。受到“曹冲称象”故事的启发，她利用如图所示的器材和足量的水（含取水工具，水的密度为 ${\rho }_0$）进行实验，实验步骤如下：

①在量筒中装入适量的水，记下体积 $V_1$；

②将项链浸没在量筒的水中，记下体积 $V_2$；

……

请你帮小芳完成实验。要求：

（1）写出步骤②之后的实验步骤和需要测量的物理量；＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（2）写出珍珠项链密度的数学表达式（用已知量和测量量表示）。 ＿＿＿＿＿。

热爱劳动的津津，在家学做天津特色菜“贴饽饽熬鱼”时，一个饮料瓶不小心落到了松软的玉米面团上，在面团上留下较深的痕迹。于是他灵机一动，利用玉米面团和装有水的饮料瓶，依次做了如图所示的实验，对如下两个问题进行了探究。

问题一：压力作用效果跟哪些因素有关。

问题二：重力势能大小跟哪些因素有关。

（1）做实验①②③是为了探究＿＿＿＿＿（选填“问题一”或“问题二”）；

（2）利用实验④⑤可探究重力势能大小与 ＿＿＿＿＿是否有关；

（3）《民法典》中规定“禁止从建筑物中抛掷物品”，生活中更要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共安全的行为。“高空抛物”危害性大的原因，可通过分析实验⑤⑥得出的结论来解释，请你写出该结论＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

如图是用道钉撬撬道钉的情景。道钉撬可视为以 $O$为支点的杠杆，若动力 $F_1$为 $200N$，动力臂 $l_1$为 $1.2m$（图中未画出），阻力臂 $l_2$为 $0.06m$，不计道钉撬自身重力。

（1）在图中画出动力臂 $l_1$；

（2）求道钉对道钉撬的阻力 $F_2$的大小。

小明同学利用伏安法测电阻。

（1）请你根据小明设计的如图所示电路图甲，用笔画线代替导线将图乙的电路连接完整；

（2）小明进行第二次测量时，电表示数如图丙所示，请你将下表补充完整。

实验次数	电压 $U/V$	电流 $I/A$	电阻 $R/\Omega$	电阻平均值 $R/\Omega$
1	$1.7$	$0.16$	$10.6$	＿＿＿＿＿
2	＿＿＿＿＿	＿＿＿＿＿	＿＿＿＿＿
3	$2.8$	$0.28$	$10.0$

请阅读《国之重器——综合极端条件实验装置》并回答问题。

国之重器——综合极端条件实验装置

从人类第一次仰望星空，到试图用“中国天眼”破译日月星辰等天文现象的奥秘，从探究万物组成到利用扫描隧道显微镜透视物质的微观结构，都得益于实验条件的拓展和技术手段的进步。

在宇宙中，高温、高压、强磁场等极端环境比比皆是，而我们地球上的生活环境是一个相对温和的环境，要发现更多的新现象，就需要建造极端条件实验室，拓展研究空间。

所谓极端条件，指的是在实验室中人为创造出来特别低的温度、特别强的磁场、特别高的压强等（如图所示）实验条件。通过创造极端条件，可以发现和揭示许多在通常条件下观察不到的奇异物质特性，例如某些物质在很低的温度时，电阻就变成了0（如铝在﹣271.76℃——即1.39K——以下时电阻为0），这就是超导现象。

肩负原始创新重任的国之重器——国际首个综合极端条件实验装置布局在北京怀柔科学城，并已投入使用。该项目拥有极低温（可达1mK）、强磁场（可达32.35T）、超高压（可达3.8×10¹¹Pa）和超快光场（时间分辨率可达10^﹣18s）极端条件实验装置。

科学家们将极端条件进行综合运用，大大拓展了物质科学的研究空间，为发现新物态、探索新现象、开辟新领域，创造了前所未有的机遇。

请根据上述材料，回答下列问题：

（1）请写出我国综合极端条件实验装置中的一个极端条件：＿＿＿＿＿。

（2）我国自主研制的载人潜水器“奋斗者”号成功完成了 $10000m$的深潜试验，创造了中国载人深潜的新纪录。超高压极端条件的压强约为“奋斗者”号在 $10000m$深海中（海水密度取 $1.0\times {10}^{3}kg/m^3$）承受压强的 ＿＿＿＿＿倍。（填写正确选项前的字母）

A．	$4$
B．	$40$
C．	$4000$
D．	$400000$

（3）强磁场的产生需要大电流，但电流越大，导线的温度就会越高，通常会导致铝导线等熔化，给强磁场的产生带来限制。依据文中信息，请写出应选择哪种极端条件，能减少电流通过导线所产生的热量，从而突破限制，创造强磁场极端条件，并写出选择依据。

在“探究杠杆的平衡条件”实验中：

（1）实验前，杠杆静止在如图甲所示的位置，此时杠杆处于＿＿＿＿（选填“平衡”或“非平衡”）状态。为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向＿＿＿＿（选填“左”或“右”）调。

（2）调节杠杆在水平位置平衡后，某小组的同学得到了如下表所示的实验数据，由此可总结出杠杆的平衡条件：＿＿＿＿＿＿＿＿（用 $F_1、F_2、l_1、l_2$表示）。

实验序号	动力 $F_1/N$	动力臂 $l_1/cm$	阻力 $F_2/N$	阻力臂 $l_2/cm$
1	$1$	$30$	$3$	$10$
2	$2$	$20$	$1$	$40$
3	$3$	$20$	$6$	$10$

（3）在完成实验后，陶子同学在 $A$处挂了 $3$个钩码（每个钩码重 $1N$，杠杆上每格的长度为 $10cm$），如图乙所示，他将弹簧测力计斜向下拉，杠杆水平平衡（ $OA＝30cm，OB＝40cm$），此时拉力与水平方向的夹角为 $30°$，则弹簧测力计的示数为 ＿＿＿＿ $N$。

某货船利用风帆提供辅助动力，使用了包括计算机在内的大量技术，可以实时根据风力大小和风向调整风帆，获得适宜的驱动力。货船从甲港口航行到乙港口，出发和到达的时刻及航程表示数如表所示。

港口	时刻	航程表示数
甲港口	6月15日6：00	$4000km$
乙港口	6月16日6：00	$4480km$

（1）请计算货船的平均速度为多少千米每时？

（2）货船在行驶过程中船壁破损导致海水涌入，需要将修补材料压在漏洞上进行封堵。漏洞在海面下 $10m$处，漏洞面积为 $0.02m^2$．请计算至少需要施加多大压力才能将漏洞堵上？（修补材料质量忽略不计， ${\rho }_{\mathrm{海水}}$取 $1.0\times {10}^{3}kg/m^3，g取10N/kg$）

（3）请写出利用风帆提供动力的优点和缺点各1条。

巴陵广场是市民休闲的好去处，广场上有座关于后羿斩巴蛇的雕像，高约 $16m$，质量为 $2\times {10}^{6}kg$。小明从家里出发，以 $1m/s$的速度散步去广场， $600s$后到达。

（1）求小明从家到广场经过的路程；

（2）求雕像所受的重力大小；

（3）小明估测雕像与水平地面的接触面积约为 $100m^2$，求雕像对地面的压强。