初中物理综合题

底面积为400cm²的圆柱形容器内装有适量的水，将其竖直放在水平桌面上，把边长为10cm的正方体木块A放入水后，再在木块A的上方放一物体B，物体B恰好没入水中，如图所示．已知物体B的密度为6×10³kg/m³．质量为0.6kg． 　　

求：（1）物体B的体积；
（2）木块A的密度；
（3）若将B放入水中，如图（b）所示，请分析出液面的变化情况；
（4）并求此时水对容器底部压强的变化值．

小阳利用磁敏电阻为他的自行车设计了一个速度计，磁铁固定在自行车的辐条上，磁敏电阻固定在自行车的后车架上，安装示意图如图甲，工作电路如图乙，已知电源电压为6V恒定不变．当磁铁与磁敏电阻Rs靠得最近时阻值为200Ω，磁铁与磁敏电阻Rs离得最远时阻值为400Ω，靠近或远离时的实际电阻在这两者之间变化；当R₀两端电压不低于4.5V时电子计数器就能有效计数，低于4.5V就不能产生计数，车轮每转动一圈就计数一次．
（1）为保证电子计数器有效工作，求出电阻R₀最小阻值．
（2）某次行驶中，小明发现5分钟恰好完整计数了300次，车轮的周长为3m，求出这段时间内自行车行驶的平均速度。

(6分)随着无锡经济水平的不断提高，小汽车越来越多地走进了我市普通百姓人家．如表为小明同学家小汽车的有关数据：

小汽车的总质量1500kg	小汽车的额定功率50kW
汽车轮胎与地面接触的总面积0.1m^2	100km耗油量8L
水箱中装满水质量2.5kg	汽油的密度0.71×10^3kg/m^3

求：（1）某次行驶中，若水箱中水温度升高20℃，则水吸收热量为多少焦耳？
（2）该小汽车静止在水平地面上时，对地面的压强是多大？
（3）假若小汽车发动机的效率为30%，该小汽车在水平路面上以额定功率匀速直线行驶0.5h，此过程中小汽车消耗的汽油是多少kg？（汽油的热值为4.6×10⁷J/kg，g=10N/kg）

如图装置为某学生在科技创新大赛时发明的可以直接测量密度的“密度天平”。其制作过程如下：选择一根长1米杠杆，调节两边螺母使杠杆在水平位置平衡。在左侧离中点10厘米的A位置用细线固定一个质量为150克、容积为80毫升的容器。右侧用细线悬挂一质量为50克钩码（细线的质量忽略不计）。测量时往容器中加满待测液体，移动钩码使杠杆在水平位置平衡，在钩码悬挂位置直接读出液体的密度。

（1）该“密度天平”的“零刻度”应标在右端离支点O　　　cm处。
（2）该“密度天平”的量程为多大？
（3）若将钩码的质量适当增大，该“密度天平”的量程将　　　　（选填“增大”、“减小”或“不变”）.

在图甲所示的电路中，电源电压24伏保持不变，滑动变阻器R₂上标有“100Ω 1A”字样。闭合电键S后，电流表A和电压表V₁示数如图乙所示。求：

（1）定值电阻R₁。
（2）此时滑动变阻器R₂消耗的电功率。
（3）现有两个定值电阻分别为12欧、30欧来替换电阻R₁，滑动变阻器“20Ω 2A”、“50Ω 1A”来替换R₂。要求：移动变阻器的滑片P，在电路安全使用的情况下（两电压表型号相同），使电流变化量达到最大。
则R1选___________欧，R₂选“_________”，并计算此时电流的最大变化量。

如图甲所示是某电子秤原理图．托盘与弹簧相连，滑片P固定在弹簧上并能随弹簧的伸缩上下滑动，R是一根长x₀＝10cm的均匀电阻丝．空盘时，滑片P位于R的最上端，称量最大值时，滑片P位于R的最下端，R最大阻值R_m＝40Ω，电源电压恒为3v．请完成以下问题解答：

（1）图甲中的“质量表”用       表改装；R₀在电路中的作用是       ；
（2）空盘时，闭合开关S，电路电流为0.3A，求R₀的阻值；
（3）称量最大质量时，求电路消耗的总功率；
（4）已知该弹簧压缩的长度ΔL与所受压力F的关系如图乙所示．开关S闭合后，在托盘中放入重为G的物体时（G＜50N），求R接入电路的阻值（结果用含G、x₀、R_m的代数式表示）．

如图所示，已知小灯泡L₁的额定电压为2V，L₂的额定电压为6V，电源电压保持不变。当开关S₁和S₄闭合，S₂和S₃断开时，电压表示数为5V，L₁实际消耗的功率为其额定功率的；当开关S₁和S₂闭合，S₃和S₄断开时，电压表的示数为3V；当开关S₁和S₃闭合，S₂和S₄断开时，电流表的示数为0.5A。设温度对电阻的影响可以不计，求L₂的额定功率为多少？当S₁、S₂、S₄均闭合，S₃断开时，1min内电流产生的热量为多少？

某家用饮水机（见图）通过电热使水加热到95℃时，饮水机从加热状态自动切换到保温状态，如水温降到85℃时，则重新加热，使水温重新上升到95℃。如此反复，使水温始终维持在一定范围内。根据饮水机工作过程，请你回答以下问题：

（1）若水中含有少量硝酸盐，反复加热，会使其中的部分硝酸根离子转化为亚硝酸根离子（NO₂^-），在此过程中氮元素的化合价如何变化？         
（2）反复加热，会导致水中的溶解氧越来越少。你认为长期饮用这种水，是否会导致人体缺氧？请作出判断并说明理由。                                  
（3）其实饮水机在加热时，并不是对整桶水进行加热的，只是对饮水机内热水箱中的那部分水加热。为了比较“切断电源8小时后一次加热至95℃”和“8小时内保温状态下反复加热”两种情况下消耗的电能多少，在没有电能表的情况下，除本题提供的信息外，还需测量哪两个或三个量？       、         、（         ）。（饮水机部分技术指标见右表）

某教师用“试管爬升”实验验证大气压的存在，其做法如下：取两个直径相差很小的平底试管，将细试管底部插入装满水的粗试管内，再将两试管迅速倒置（保持竖直），会看到细试管慢慢“爬进”粗试管里，如图所示．细试管能否在粗试管内竖直向上“爬升”，取决于开始时细试管插入粗试管内的深度，如果插入过浅细试管就不能自动上升．
若细试管的重为G，外直径为d，水的密度为ρ₀，大气压强为p₀，请你通过推导计算，回答下列问题：
（1）细试管在“爬升”时，受到大气对它竖直向上的压力是多少？
（2）细试管开始插入的深度h₀满足什么条件时，它刚好可以向上“爬升”．

如图甲所示，用一拉力传感器（能感应力的大小的装置）水平向右拉一水平面上的木块，A端的拉力均匀增加，0～t₁时间内木块静止，木块运动后改变拉力，使木块在t₂时刻后处于匀速直线运动状态．计算机对数据处理后，得到图乙所示的拉力随时间变化的图线，请回答下列问题：
（1）当用F＝5.3N的水平拉力拉静止的木块时，木块所受摩擦力大小为________N；若用F＝5.8N的水平拉力拉木块，木块所受摩擦力大小为________N．
（2）如图丙所示，为研究滑动摩擦力F_f的大小与接触面受到的压力F_N大小的关系，在重力为17N的木块上每次增加1N重的砝码，分别用水平拉力F使木块做匀速直线运动．实验测量数据如下表所示：

木块对水平面的压力FN／N	17	18	19	20	21
水平拉力F／N	5.1	5.4	5.7	6.0	6.3

根据表格数据，得出滑动摩擦力F_f的大小与接触面受到压力F_N大小的关系式为________．

武汉等地生产的混合动力汽车将服务北京奥运。混合动力汽车启动时，内燃机并不工作，蓄电池通过某种方式向车轮输送能量；当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，也可以同时给蓄电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机和蓄电池还可以同时向车轮输送能量。
（1）根据以上描述，请你说出一种混合动力汽车不同于普通汽车的优点。_______________________________________________________
（2）下表是某台混合动力汽车所用的镍氢蓄电池组的部分参数（其中容量即为电荷量），试求该蓄电池组最多可储存多少电能。

电压/v	300
功率/w	30
容量/Ah	100
质量/kg	320

（3）测试人员驾驶该车在平直公路上匀速行驶0.5h，观察仪表盘，发现这段时间内汽车内燃机消耗燃油 4.475kg，车速为50km/h，蓄电池组储存的电能由最大值的60%增加到80%。从汽车使用技术手册中，测试人员发现该车使用的燃油的热值为4.0×10⁷J/kg，汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如下图所示。试计算该汽车内燃机的效率（不计内燃机外机械传动及充电过程中的能量损失）。

小明做“测滑轮组机械效率”实验时，用图中所示的滑轮，组装成滑轮组，请在图中画出使用该滑轮组时最省力的绕法。用此滑轮组将重为3.6N的物体匀速提起时，拉力的功率为0.36W，滑轮组的机械效率为75%。（忽略摩擦及绳重）求：（1）绳子自由端移动的速度和动滑轮的总重。（2）若用此滑轮组提起小于3.6N的重物时，其机械效率将如何改变？说明理由。

图甲是一个电子拉力计原理图。硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(P与R₁间的摩擦不计)。电压表量程为0～3V，a、b是一根长为6cm的均匀电阻丝，阻值R₁=30Ω，电源电压U="6V" 。
（1）要保证电压表能正常工作，电路中R_O至少应为         。
（2）当拉环不受拉力时，滑片P处于a端，闭合开关后电压表的读数为 _V。
（3）已知该弹簧伸长的长度ΔL与所受拉力F间的关系如图乙所示，若R₀=45Ω，通过计算说明, 开关S闭合后，当电压表指针指在0.8V处，作用在拉环上水平向右的拉力为多大?此拉力器的量程为多少？

(6分)为了保障学生乘车安全，某校投入使用的新型安全校车（如图所示）．求：

（1）在寒冷的冬天，若一辆重为2X10⁴ N的校车在一段水平平直路面是匀速行驶3600m，共用了5min，校车受到的牵引力是4500N，求此过程中牵引力所做的功和功率各是多大? 此过程中重力做功的功率是多大？
（2）若行驶3600m的同时打开车内的供暖设备，放出了6.34×10⁶J的热量，这段时间内完全燃烧1.4kg的汽油（汽油的热值是4.6×10⁷J/kg），则校车在这段时间内的能量转化的效率是多少？

将一密度比水小的木块，系好绳子后放入甲图容器中，并把绳子的另一端固定在容器底部的中央，然后沿器壁缓慢匀速倒入水（忽略其他因素影响），容器中水与木块位置变化如乙图．请你在丙图中画出木块从加水到浸没后的过程中浮力随时间的变化情况图，并说出各段变化的理由．（温馨提示：t₁时木块恰好离开杯底，t₂时绳子刚好拉直，t₃时木块刚好充全浸没．）