初中物理综合题

炎热的夏天到了，小军的父亲想添置一台1000W的空调机，他要小军从安全用电方面考虑，帮助解决这一问题。为此小军对家中的用电情况进行了调查，记录如下表：

用电器	额定功率	数量
照明灯	40W	8盏
彩电	100W	1台
洗衣机	150W	1台
电冰箱	100W	1台
电饭煲	750W	1个
闸刀开关上保险丝的熔断电流为10A
电能表上标有“220V　10A”

(1)试通过计算说明小军家中原有电路上再安装这样一台空调机是否安全？
(2)为了保证小军家能安装这台空调机，请你从安全用电的角度考虑，帮助小军提出合理的解决办法。

探究利用磁场产生电流的实验中，连接了如图所示的实验装置。
(1)将磁铁向下插入螺线管时，观察到灵敏电流计的指针向左偏转，这表明________。在这个过程中以磁铁为参照物，螺线管是________的(选择“静止”“向上运动”或“向下运动”)；
(2)将磁铁从螺线管中向上拔出，你会观察到灵敏电流计的指针________________________(选填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”)；
(3)通过(1)、(2)两步实验，可以得出感应电流的方向与________有关；
(4)要探究感应电流方向与磁场方向的关系，你设计的实验做法是________________________________________。

阅读下面材料，回答问题。
　　你肯定见过，电风扇通电后的转速是由慢逐渐变快的。那么你猜在这个过程中，通过电风扇内电动机的电流会不会变化呢？如果转动中的电风扇因为受到阻碍而停止，通过电风扇内电动机的电流又会如何变化？会带来什么后果呢？让我们做一个简单的实验吧。如图所示，把一个玩具电动机、一只小灯泡和两节电池串联起来，接通电路后，电动机便开始由慢到快转动起来，这时我们会发现，刚通电时，电动机转速还比较慢，灯泡最亮；而随着电动机转速变快．灯泡则逐渐变暗了，并且当电动机转得最快时，灯泡也最暗，怎么样，你一定觉得很新奇有趣吧？那么现在让我们一起来动动脑筋。
(1)在如图所示的电路中，如果用手指捏住玩具电动机的转轴，使其转动变慢最后完全停下来，灯泡的亮度将________，通过电动机的电流将________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)家用电风扇的主要部分就是电动机，如果转动中的电风扇受到外物阻碍(如有衣服被吸到扇叶上)而无法转动，可能会导致火灾的发生，请你简要分析其中的原因。

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

图甲是直流电动机模型(主要部件见文字说明)，图乙是自制简易电动机模型。现在主要讨论图乙简易电动机的制作与操作问题：
(1)绕制线圈的铜丝外表有漆皮，必须对线圈引出线的两端(搁置于铜质弯钩的部位)进行刮漆处理，刮漆方法见放大图。按这种方法刮漆，目的是使线圈能够________，因此这一部位就相当于图甲中的________(填某一部件的名称)。
(2)如果整个制作没有问题，但接上电源后线圈不动，这时应做哪些尝试？(说出两点即可)
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
(3)通电后线圈能转动，如要改变转动方向，可采取的做法是：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。

电磁铁的磁性强弱与什么因素有关？一小组同学提出了以下猜想：
(1)通过电磁铁的电流大小不同，电磁铁的磁性强弱不同。
(2)电磁铁的线圈匝数不同，电磁铁的磁性强弱不同。为了检验猜想(1)，该小组同学连接好实验电路图如图甲所示，当闭合开关后，电流表的读数为0.5A，观察电磁铁吸起的小铁钉的数量；再断开开关，将干电池减少一节，重做实验，发现电磁铁吸起小铁钉的数量减少了，而此时电流表的示数如图乙所示，此时通过电磁铁的电流是________A。以上两次的实验对比，得出的实验结论是：电磁铁的铁芯不变、线圈匝数相同时，通过的电流越大，电磁铁的磁性________。
为了检验猜想(2)，一位同学将电磁铁上的连线由“1”和“3”改接为“1”和“2”，接入电路中的线圈匝数减少一半，但闭合开关后观察两种情况下电磁铁能够吸起的小铁钉数量差不多。你认为该同学的实验是否正确？若不正确，请你说出正确的做法：________________________________________________。

为探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关，小东用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在软铁钉上绕制若干圈，制成两个简单的电磁铁，并用电磁铁完成了图所示的a、b、c、d四组实验(a、b、c是同一个电磁铁)，观察到四种情况，小阳通过调节滑动变阻器在不同位置又重复做了上述实验，仍观察到如图所示类似的现象。根据小阳的实验现象，回答下列问题。
(1)通过观察对比________两种情况可以得出：电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性；
(2)通过观察对比b、c两种情况可以得出：________________相同时，通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强；
(3)通过观察对比d中甲、乙两个电磁铁吸引大头针的数量可以得出：________________相同时，电磁铁线圈的匝数越多，它的磁性越强。

如图所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置，R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如下表所示。已知继电器的线圈电阻R₀＝10Ω，左边电源电压为6V恒定不变。当继电器线圈中的电流大于或等于15mA时，继电器的衔铁被吸合，右边的空调电路正常工作。

温度t／℃	0	5	10	15	20	25	30	35	40
电阻R／Ω	600	550	500	450	420	390	360	330	300

(1)请说明该自动控制装置的工作原理。
(2)计算说明该空调的启动温度是多少？
(3)为了节省电能，将空调启动温度设定为30℃，控制电路中需要串联多大的电阻？
(4)改变控制电路的电阻可以给空调设定不同的启动温度，除此之外，请你再提出一种方便可行的调节方案。

小明在探究通电直导线周围的磁场方向与电流方向的关系后，想进一步探究影响通电直导线周围磁场强弱的因素。经老师指导及查阅资料知，磁场的强弱可以用物理量“B”来表示(单位为“T”)，其大小与直导线中的电流I、测试点到直导线的距离r有关。小明通过实验所测得的两组实验数据如下。
表一：当测试点到直导线的距离r＝0.02m时，磁场的强弱B与电流I的实验数据。

I／A	2.5	5	10	20
B／T	2.5×10^－5	5×10^－5	10×10^－5	20×10^－5

(1)分析表一中的实验数据，你能得到什么结论？
答：________________________________________________________________________。
表二：当直导线中的电流I＝5A时，磁场的强弱B与距离r的实验数据。

r／m	0.02	0.04	0.06	0.08
B／T	5×10^－5	2.5×10^－5	1.67×10^－5	1.25×10^－5

(2)分析表二中的实验数据，你能得到什么结论？
答：________________________________________________________________________。

磁铁具有吸引铁、钴、镍等物质的性质，小蕊和小昌同学想探究磁体对回形针的吸引力的大小与放入它们之间物体的哪些因素有关，请你参与探究并解决一些问题。
(1)如图1，保持磁体和纸片间的距离一定，在纸片上放入不同的物体时，通过比较纸片下面能吸附的回形针数量，显示磁体对回形针吸引力的大小。回形针的放置有图2中的甲、乙两种方法，依据________的原理，回形针在磁场中某点受到的吸引力等于它的重力，应选择图2中________的方法。
(2)选择正确的方法后，他们在纸片上分别放入形状、面积和厚度相同，材料不同的铁板、铝板等，观察能吸引的回形针个数，多次实验后将数据记录在下表中。

磁体与纸片之间放入的物体	不放物体	铁板	镍板	铝板	陶瓷板	玻璃板	塑料板
吸引回形针的数量／个	4	1	1	3	3	3	3

①分析数据可以得出：在其他条件相同时，放入铁板或镍板，吸引回形针的数量________，说明铁板和镍板对吸引力的影响________，即对磁性屏蔽效果明显。
②铁、镍、铝都是导体，而铝对磁性屏蔽效果不明显，原因可能是________。
③铝是导体，陶瓷、玻璃和塑料是绝缘体，从表中数据知道，它们对吸引力影响效果相同。据此，你提出一个值得探究的问题：________________________________________。
(3)他们在纸片上分别放入形状和________相同、面积不同的铁板，发现铁板面积越大，吸住的回形针数量越少。
(4)日常生活中，磁卡常受外界磁场影响出现消磁现象，请你根据含有铁、镍的物体对磁性屏蔽效果明显的性质，再写出一种保护磁卡磁性的方法：________________________________________。

微波炉是现代家庭中的烹饪工具．接通电源后微波炉内的磁控制管能产生频率很高波长很短的电磁波，故称为微波．微波有以下重要特性：①微波的传播速度等于光速．②微波遇到金属物体，会像光透过玻璃一样顺利通过，因此可以用铁制器皿盛装食物放进微波炉．③微波遇到含水的食品，能够被其大量吸收，引起食品内部分子发生剧烈的振动，达到加热食品的目的．④过量的微波照射对人体有害．
（1）对于微波的上述重要特性中，你认为正确的是（　　）

A．①②③

B．①③④

C．②③④

D．①②③④

（2）微波在真空中传播的速度是________m／s．
（3）若一微波束与微波炉底板成30°角射向微波炉底板，反射时反射角为________．
（4）为了防止微波泄露对人体造成伤害，在微波炉门内侧应安装________（填“金属网”或“绝缘板”）．
（5）小明家使用的微波炉功率为1000W，小明用该微波炉加热质量为2000g、初温为20℃的水，用时8.4min，若微波炉的效率为100％，则这段时间内水的温度上升至多少摄氏度？[c_水＝4.2×10³J／（kg·℃），盛水容器吸热不计，气压为1标准大气压]

打开收音机的开关，将旋钮调到没有电台的位置，并将音量开大．取一节旧的干电池和一根导线，靠近收音机，将导线的一端与电池的一极相连，再用导线的另一端与电池的另一极时断时续地接触，如图所示，会听到收音机发出“咔咔”声，这一现象验证了________的存在．现将收音机放入玻璃罩中，用抽气机抽去罩中的空气，重复以上实验，却发现听不到收音机发出的“咔咔”声，试分析：
（1）收音机放在真空玻璃罩中听不到“咔咔”声的原因是________________________．
（2）谢老师在一次乘坐电梯时，发现性能完好的手机接收不到信号，请问这是什么原因．答：________________________________________．
请设计一个实验验证你的判断：________________________________________________．

波浪发电机就是一种把波浪的能量转化成电能的一种发电方式。如图所示是漂浮气动式波浪发电机的工作示意图，波浪运动的表面性和较长的中心管的阻隔．管的下端伸入到海平面6m以下，浮体可以带动中心管随波浪上升与下降。内水面和汽轮机之间是气室。当浮体随波浪上升时，气室容积增大，经阀门吸入空气。当浮体带动中心管随波浪下降时，气室容积减小，受压空气将阀门关闭经汽轮机排出。它的汽轮机带动发电机发电。
根据以上材料，回答下列问题：
(1)由于下端管口位于水面较深处，因此管内水面受波浪影响较________(“大”或“小”)，可看做静止不动的水面。
(2)漂浮气动式波浪发电机主要利用哪个过程对外发电？
答：________________________________________________________________________。
(3)这种波浪发电机在工作时，把海水(波浪)的________能通过________装置转化成了电能。
(4)如果这种装置用金属做成的话，该金属必须具备什么特点？利用波浪发电最大的局限是什么？

沙漠的沙子比热容小，太阳一晒温度就升高，沙漠表层的温度可以与空气或者地下2～3米差20℃。沙漠里大面积的温度差如果配合上温差发电组件就可以得到电力。为了探究这种发电技术，小明买来了一片半导体温差发电组件(如图甲所示)进行探究。他取来热得快、金属杯、散热片、电流表、电压表、定值电阻各一个，导线若干，在金属杯中盛多半杯水，将温差发电片用导热胶固定在杯底，A面向上，B面固定散热片，组成如图乙所示的电路。接通热得快的电源，每隔2分钟记录一次电流表和电压表的示数，加热到12min时水沸腾。记录结果如表所示。

时间t／min	0	2	4	6	8	10	12	14	16
电压U／V	0	0	0.3	0.6	0.9	1.2	1.5	1.5	1.5
电流I／A	0	0	0.02	0.04	0.06	0.08	0.1	0.1	0.1

①小明所用的定值电阻为________Ω，当水沸腾时，温差发电片输出的电功率为________W。
②总结小明实验所得出的规律。
③若用上述温差发电片制作温差发电机，它的A面应该处于________(“高温”或“低温”)端，温差发电片是将________能转化成________能的装置。
④小明认为，设法把温差发电片的A面处于保温瓶中，B面处在空气中，这个装置就可以源源不断地向外供电，这种说法正确吗？说说你的道理。

6月5日是世界环境日，今年我国的主题是“低碳减排，绿色生活”．人类对能源的需求越来越大，世界能源危机日益突出，如何合理利用和开发能源，提高能源的利用率，实现低碳减排，已成为世界各国共同关注的问题．
（1）图甲为近两个多世纪以来人类能源消耗曲线图．由图可知，自1950年以来，人类能源消耗的情况是（　　）

A．显著增长

B．平稳增长

C．稳中有降

D．显著减少

（2）在众多的未来能源中，风能、太阳能、水能都同属于________（填“可再生”或“不可再生”）能源，它们的开发和利用可以减少大量化石燃料的生产和由于消费导致的严重的环境污染及生态破坏．
（3）为实现减排目标，国家大力推广风力发电．我省沿海地区风力发电项目已全面启动，沿海壮观的风电场走廊即将形成（如图乙所示）．假如1.2×10⁶kW的风电场项目全面建成之后，所有机组发电1h，则可提供多少千瓦时的电能？这些电能相当于多少千克煤炭完全燃烧所释放出来的能量？（煤的热值为3.0×10⁷J／kg）
（4）充分利用太阳能，符合节能减排的理念．太阳能热水器（如图丙所示）已走进了千家万户，小明家的太阳能热水器接收太阳能的总有效面积为2m²，热水器每平方米的面积上1h得到的太阳辐射能平均为2.52×10⁶J，热水器仅能把接收的太阳能的50％转化为水的内能．那么光照3h可以使热水器内初温为20℃、质量为100kg的水温度升高多少摄氏度？[水的比热容是4.2×10³J／（kg·℃）]．