初中物理综合题

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?

阅读下列三篇短文，按要求完成后面提出的问题。
A．蝙蝠在黑暗中能自由地飞翔，用蜡封住其耳朵，虽然把它放在明亮的房间里，仍像喝醉酒一样，一次次地碰到障碍物。后来，物理学家证实了蝙蝠能发出 ① 波，靠这种波的回声来确定目标和距离。源:中&国教&育出
B．如果把八只同样的玻璃杯盛不同深度的水，再用一根细棒依次敲打杯子，可以发现声音的  ②  和水量有关。如果调节适当，可演奏出简单的曲谱，由此我们不难知道古代“编钟”的原理。
C．许多年前，“马可波罗”号帆船在“火地岛”失踪。科学家经过多年的研究，揭开了“马可波罗”号帆船上人们的“死亡之谜”：他们都是死于“亚声”。这是一种人耳听不到的声波，频率低于20 Hz 。当声波的频率在2 ~ 10 Hz时，人会产生恐惧、恶心、头晕等症状，其中5 Hz的声波对人危害最大[，这是因为此时人的内脏的固有频率和“亚声”的频率极为相似，会形成内脏的共振，严重时，把内脏振坏而使人丧生。
（1）请你将上面短文A、B中①和②两处补上恰当的文字：
①           ；②            。
（2）短文C中的“亚声”是指我们学过的        。
（3）从短文C 中可以看出，人体内脏的固有频率大致在        左右。
（4）综合上面的短文，请你写出声波的两个利用：
                              ；                              。

车库里只有一盏灯，为给刚买的电动车充电，小王断开总电源，如图所示，从开关的两个接线柱上引出两根导线，接上插座并将充电器插入插座充电。接通电源后发现未闭合开关灯却亮了，但亮度较暗。

（1）造成这一现象的原因是插座连接错误而导致充电器与电灯              （选填“串”或“并”）联。
（2）电动车工作原理是                                                ；在电动骑行时，主要的能量转化是：化学能转化为            能，再转化为          能。
（3）充电器上标有“输入电压220 V 输出功率100 W”，电动车一次充电需6 h。将充电器插入正确连接的插座充电，完成一次充电消耗多少度电？

如图，当向烧杯中不断加入一定体积的某种液体时，得到质量和体积的关系图象，根据图象你可以获得哪些信息？

①                                                               ；
②                                                               。

汽车是常见的交通工具，请你用学过的物理知识简要回答下列问题：
（1）汽车轮胎表面有花纹，其目的是                               ；
（2）载重汽车的车轮比小汽车的多而且大，其目的是减小               ；
（3）小车司机和乘客要系好安全带，是为了防止                   带来的危害。

江河中的水透过大坝内的孔洞穿过底层从坝外的地面冒出来就形成“管涌”。 管涌险情的发展，会导致决堤灾害。1998年长江流域特大洪灾中，堤坝发生管涌险情6181处，经查证，80％是白蚁在堤坝内穿洞建穴所致。


（1）每年汛期，江水猛涨，水变浑浊，堤脚处极易因水压过大出现管涌险情，请用所学的物理知识解释水压过大的原因。
（2）“千里之堤，溃于蚁穴”。为探究堤中蚁穴的探测问题，小伟利用初中物理电学实验器材设计了一个模拟“蚁穴探测仪” 的电路。电路中两根探针由较粗的塑包铜导线制成，在导线一端剥去一小段外皮做成两个探针头P、Q（如图a），它们相接触时电路中的电表会偏转；把它们插入苹果（模拟土壤）中，电表偏转（如图b）；再往里插入苹果的空洞（模拟蚁穴）中，电表不偏转（如图c）。图实验中，利用苹果模拟潮湿的土壤，是因为它们都是　　　　（填“导体”或“绝缘体”）。请在图的虚线框内画出与探针连接的“蚁穴探测仪”的电路图。

电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具．电动骑行时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力．下表是某型号电动自行车主要技术参数．


⑴行驶过程中每个轮胎与地面的接触面积为50cm²，当一个质量为5 0Kg的中学生骑着该电动自行车在平直的公路上行驶时，地面受到的压强是多大？（取g="10N/" kg）
⑵若蓄电池储存能量的80%用于电动自行车行驶克服阻力做功，电动自行车在平直公路上匀速行驶时受到的平均阻力为40N，蓄电池充满一次电最多能连续电动行驶多远？
（3）从环保的角度，与摩托车相比，电动自行车有什么优缺点？（各举一条）

2011年3月，日本发生了强烈地震并引发了海啸，对福岛核电站造成了很大的破坏，如图甲所示．

⑴核电站是利用     能来发电的，其能量是原子核发生了核     （选填“裂变”或“聚变”）；
⑵ 由于一系列的爆炸，使得大量的核燃料外泄，周围的人们处在核污染中．图乙中是核辐射标志的是     ；

（3）了给处于高温中的核反应堆外壳降温，消防员通过喷水的方法来有效降温，这是用       的方法来改变内能的；
⑷如果核电站每年需要50t的核燃料，而同等规模火电站每年需要6×10⁶ t的煤炭．6×10⁶ t的煤炭完全燃烧放出的热量为多少 ？（煤炭的热值为3×10⁷J／kg）．
⑸“能源和环境”是世界各国共同面临的问题，保护环境、节约能源要从我做起．下列说法中需要改正的是     ．

A．尽可能用太阳能热水器代替电热水器

B．养成及时关掉水龙头和人走关灯的习惯

C．用洗脸水冲厕所，将废报纸、空酒瓶等送到废品收购站

D．及时将生活垃圾，废电池装在一起丢入垃圾箱

如图甲是我国某地区风力发电的外景,风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成。
（1）风力发电利用的是风能，风能是清洁的、_______（可再生/不可再生）能源。
（2）风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用密度小，硬度______（大/小）的复合材料制成；叶片形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面空气流速不同产生压强差，而受到向______（上/下）的力使风叶旋转。
（3）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，利用___________原理。实现机械能转化为电能。

甲                    乙                  丙
（4）某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示，由图像得到的下列信息，正确的有哪些_____

A．只要有风，机组就能产生电能

B．风速过大，机组不会产生电能

C．风速越大，机组产生的电功率一定越大

D．风速在一定范围内，机组产生的电功率可能不变

（5）下表给出了在不同风速下某风机获得的能量：

平均风速（m/s）	5	10	15	20
1s内获得的能量（×10^4J）	1	8	27	64

①对表格进行分析，你发现该风机1s内获得的能量与风速的定量关系是__________________（用文字叙述）；
②当风速为5m/s时，这台风机工作1s所产生的电能可供1只“220V 100W”电灯正常工作10s，求风机发电的效率。

⑴配置适当密度的盐水，可以用来为某些农作物选种，把种子放在盐水中，漂浮的种子是不饱满的，沉底的种子是饱满的，请说明道理。
⑵研究表明，某盐水的密度ρ随深度h而变化，变化规律为ρ=ρ₀+kh，式中ρ₀=1.0×10³kg/m³，k=1.0×10³ kg/m⁴，向此盐水中投放两个用一根轻细线系着的小球A和B，两小球体积均为1cm³，两球质量分别为m_A=1.2g， m_B=1.4g，如果每个球在溶液中都处于静止状态，两球球心相距L=10cm，线是拉紧的且不拉断。（假设盐水足够深且小球所在处的盐水密度取球心对应深度处的密度值，取g=10N/kg）求：
①A球球心所处的深度值？
②A球所在处盐水的压强是否可以计算？如果能，请列出计算此处压强的表达式；如果不能，请说明理由？
③线的拉力？

图甲为加油站加油系统示意图，油罐容积为30m³，为了降低油品损耗，保证油罐运行安全，在油罐顶部安装有调节油罐内外压力平衡的呼吸阀。其中吸气阀（图乙）管口面积为2×10^－3m2，重力不计的吸气阀盖在0. 6N的恒力作用下堵住吸气管口。加油时，加油机内油泵自动启动，加油枪流量控制为Q = 5×10^-4m³/s；(ρ_油取0.8×10³ kg/m³，外界大气压取10⁵Pa )

(1)某次加油时，加油枪口高出油罐油面3m，所加油的体积为2.5×10^－2m3，则加油系统克服油的重力做了多少功？（不考虑油面的变化）
(2)若加油枪口横截面积为4×10^-4m²，则加油时油在油枪口处流速是多少米／秒？
(3)若油罐中油的体积为10.04m³，罐内气体压强与其体积关系如下表所示（吸气阀未打开前气体质量、温度保持不变），则在加油多长时间后，吸气阀会立即打开？

油罐内气体体积（m^3）	……	19.96	19.98	20	20.02	20.04	……
油罐内气体压强（Pa）	……	99900	99800	99700	99600	99500	……