初中物理综合题

在新农村建设中很多楼房顶部装有如图所示的太阳能、电能两用热水器，该热水器利用太阳辐射的能量加热时，能把太阳辐射能的70%转化为水的内能；用电热丝加热时，能把电能的90%转化为水的内能，该热水器也可利用太阳辐射的能量和电热丝同时加热．它的铭牌如表格所示．小明家热水器的支架与楼顶水平台面总接触面积为0.1m²．他家所在的地区（晴天）每天接受太阳辐射的时间为8h，太阳光照射地面时的辐射功率为900J/（s．m²），即每平方米的面积上每秒得到的太阳辐射能平均为900J．已知g=10N/kg，c_水=4.2×10³J/（kg．℃）．ρ_水=1.0×10³kg/m³．当热水器内蓄满水时，求：

x  x牌热水器
型号HM﹣20	集热管数28支	额定频率50HZ
水箱容积150L	集热管管长180cm	额定电压220V
防水等级A	系统承压3.0MPa	额定功率4000W
自身质量50kg	采光面积2.0m^3

（1）热水器对水平台面的压力和压强；
（2）热水器每天接受的太阳辐射能使水升高的温度；
（3）热水器将水从20℃加热到52.4℃所需的最短时间．

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）

冬季夜间，婴儿踢开被子或尿床，若家长没有及时发现，将影响孩子健康，对此，常州工程职业技术学院的同学们分别展开实验探究，设计镶嵌在婴儿被中的“踢被警示电路”和“尿床警示电路”．
请选择其中一种电路并完成设计．（两种都做，以第一种为准）

电路一：“踢被警示电路” 元件：3V恒压电源，开关S，电压表，定值电阻R0阻值为10Ω，热敏电阻Rx(Rx阻值随温度变化关系如下图所示)． 原理：当温度低于20℃时，即可认为婴儿已将被子踢开． (1)请用笔画线代替导线完成电路连接，要求：温度越高，电压表示数越小；温度越低，电压表示数越大． (2)当电压表示数 （大于／小于）  V时，即可认为婴儿已将被子踢开． 后续：对于该电路，指导老师认为，还可与电阻   (R0/Rx)并联一个适当规格的电子发声器，婴儿将被子踢开后，电子发声器两端电压超过设定值，就会发出报警声．

电路二：“尿床警示电路” 元件：3V恒压电源，开关S，电压表，定值电阻R0阻值为10Ω，湿敏电阻Rx(Rx阻值随湿度变化关系如下图所示)． 原理：当湿度大于80%时，即可认为婴儿已尿床． (l)请用笔画线代替导线完成电路连接，要求：湿度越大，电压表示数越大；湿度越小，电压表示数越小． (2)当电压表示数   （大于／小于）    V时，即可认为婴儿已尿床． 后续：对于该电路，指导老师认为，还可与电阻  (R0/Rx)并联一个适当规格的电子发声器，婴儿尿床后，电子发声器两端电压超过设定值，就会发出报警声。

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．

小明为了测定一个正方体木块和牛奶的密度，设计了如下实验方案．

（1）根据密度公式ρ= m/V，为了测定木块的密度，小明先用托盘天平测量木块的质量m．在测量之前，小明已经调节好了天平的横梁平衡，在测量质量的过程中，小明看到指针在中央两侧摆动，摆动的幅度如图1，他调节的方法是　                        　．
（2）测量正方体木块的边长L₀，如图2是小明测量木块边长的情形，则木块的边长是　 　cm．
（3）接下来测量牛奶的密度．小明向杯子中装入适量牛奶，然后将木块轻轻放在牛奶中，使之浮在牛奶表面，接着取出木块，根据木块表面留下的奶渍的痕迹，用刻度尺量出木块浸入牛奶中的深度L，则牛奶的密度为　　（用m，L₀和L表示）．
（4）对木块施加力的作用，使它缓缓下降至图3中虚线位置，在下降的过程中，令木块下表面到液面的深度为h，木块下表面受到的液体压强为p，则p与h的关系图象正确的是　 　．

A．	B．
C．	D．

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）

电气化铁路的输电线常用如图所示的方式悬挂在钢缆上．钢缆的A端固定在电杆上，B端通过滑轮组连接在电杆C上．

（1）配重D是n个混凝土圆盘（图中只画出3个），每个盘的质量是m．按图示的配置，钢缆在B端所受的拉力大约是多少？
（2）如果只考虑B端的牢固性，本来可以把它直接固定在电杆C上，也可以用一个很硬的大弹簧连接B和C，实际上却用滑轮组来连接，这样做的优点是什么？

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．

我国北方常遭遇严重的沙尘暴天气．所谓沙尘暴可以简化为如下情景：快速向上刮起的大风将大量沙尘颗粒扬起后悬浮在空中（不动），这时风对沙尘的作用力与沙尘的重力平衡，其作用力大小可近似表达为，其中ρ为空气密度，S为沙尘颗粒的横截面积，v为风速．如果沙粒的密度ρ_沙为3×10³kg/m³，沙粒半径r为2.5×10^-4m，地面的空气密度ρ₀为1.25 kg/m³，那么要形成沙尘暴现象，地面的风速至少为_________m/s．假设空气密度ρ随地面高度h的变化关系如图所示，那么当地面风速为8m/s时，当地沙尘暴的最大高度为_________m．（g取10N/kg，沙粒可近似看成球体，且体积)

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。