专题四 综合能力题

专题四综合能力题
1．晚上小吴在家中正欣赏着音像里传出来的交响乐，忽然停电了．他将蜡烛点亮后放在音箱前面．过了一会儿通电了，交响乐又响起来了．小吴从挂在墙上的镜子里发现音箱前面的烛焰在摇曳，仔细观察还发现当音箱音量突然变大时，烛焰摇曳得更明显．
(1)烛焰没有受到风的影响，进一步探究，发现蜡烛越靠近音箱，烛焰摇曳得
越明显，由此可确定烛焰的摇曳是________的影响所致．
(2)他在镜子中看见的蜡烛是通过________后形成的________(填“实”或
“虚”)像．
(3)当蜡烛越靠近平面镜时，蜡烛在镜中像的大小将________．(填“变
大”“变小”或“不变”)
(4)上述现象中，除与响度的声知识外，相关的声的知识还有(写出两例)：
_________________________________________________________________；
_________________________________________________________________.
解析(1)因为声音不仅能传递信息，还能传递能量，所以蜡烛越靠近音箱，烛焰摇曳得越明显，由此可确定烛焰的摇曳是受声波的影响；故答案为：声波；
(2)他在镜子中看见的蜡烛是由于平面镜成像，平面镜所成的像是与物体大小
相等的虚像；故答案为：镜面反射；虚；
(3)平面镜成像特点可知，蜡烛在镜中像的大小将与蜡烛离平面镜的距离无关，
所以当蜡烛越靠近平面镜时，蜡烛在镜中像的大小不会改变；故答案为：不变；
(4)“小吴在家中正欣赏着音箱里传出来的交响乐”可知声音是由物体振动产
生的，声音通过空气传入小吴的耳朵；“音箱音量突然变大时，烛焰摇曳得更明显”可知声音不仅能传递信息，还能传递能量．故答案为：声音是由物体振动产生的；声波可以传递能量．
答案(1)声波(2)镜面反射虚(3)不变(4)声音是由物体振动产生的声波可以传递能量
2．小刘在帮爸爸用水枪喷水洗车时，发现当水枪朝向角度不同或水喷出的速度不同时，水射出的水平距离是不同的．由此，他进行了以下探究(如图7所示)，相应的数据记录如表一、表二：
表一：
表二：
图7
对以上探究，分析如下：
(1)离开喷嘴的水仍能在空中继续向前，这是________的缘故．
(2)由表一，进行探究一时，应保持________不变．
得到结论是_______________________________________________________．
(3)由表二，进行探究二时，应保持________不变．
得到结论是_______________________________________________________．
(4)根据探究一的结论，举出一个实际应用的例子是______________________．
解析(1)水流离开喷嘴后，不再受到水枪施加的作用力，但由于惯性保持原来向前的运动状态，所以能够继续向前运动．
(2)分析表一，实验数据中水喷出的速度相同，水枪朝向角度不同，所以得出
结论水喷出的速度相同，水枪朝向角度不同，水射出的水平距离不同．
(3)分析表二，实验数据中水枪朝向角度相同，水喷出的速度不同，所以得出
结论水枪朝向角度相同，水喷出的速度不同，水射出的水平距离不同．
(4)根据探究一得出的结论：水喷出的速度相同，水枪朝向角度不同，水射出
的水平距离不同．
举例：投铅球时，投出的速度相同，但朝向角度不同，投出的水平距离不同．答案(1)水具有惯性(2)水喷出的速度；水喷出的速度相同，水枪朝向角度不同，水射出的水平距离不同(3)水枪朝向角度；水枪朝向角度相同，水喷出的速度不同，水射出的水平距离不同(4)投铅球时
3．阅读下列短文，回答问题．
太阳的一生
天文学家认为星际介质在某些条件下会形成恒星，然后进入称为主序星的稳定期．太阳目前正处于主序星演化阶段，它主要由正、负电子和质子、氦的原子核组成．维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，其反应是四个质子聚变为一个氦原子核和两个正电子并释放出大量的能量．这些释放出的核能最后转化为辐射能，并同时以每秒4.2 ×109kg向外抛出大量物质，使太阳处于红巨星状态，最终塌陷为密度很大的白矮星．
(1)地球只接受了太阳辐射能的二十二亿分之一，就使地面温暖、万物生长．地
球接受的辐射来自太阳中的核________反应．
(2)太阳内部进行的核反应是________________________________，并释放出
能量．
(3)请将太阳演化过程中经历的几个阶段补充完整．
________→主序星→________→________.
(4)太阳从现在演化到最终，经历的几个阶段相比，其密度的变化情况大致是
__________________．
解析这类题目通常较长，要静下心来认真阅读，要粗读和细读相结合，一般读和重点读相结合．知道题目中叙述的主要内容，分析有关的文字，找出关键点和切入点，再对照题目的要求，得出结论．
答案(1)聚变(2)四个质子聚变成一个氦原子核和两个正电子(3)恒星红巨星白矮星(4)先变小后变大
4．我们可以利用矿泉水瓶为主要器材做小实验来说明一些物理知识．
(1)用力按矿泉水瓶，瓶子变形，说明____________________；在桌子上推矿
泉水瓶，矿泉水瓶运动说明____________________；
(2)在空矿泉水瓶侧壁不同高度的地方锥出上、下两个小孔，往里面倒满水，
可以观察到水从两个小孔流了出来，其中下孔流出的水喷的较急，这表明___ _________________________________________________________________；
(3)请你设计一个小实验证明大气压的存在：____________________________．
解析(1)用力按矿泉水瓶，瓶子变形，力的作用改变了瓶子的形状，说明力可以使物体发生形变；在桌子上推矿泉水瓶，在力的作用下，矿泉水瓶由静止变为运动，瓶子运动状态发生改变，矿泉水瓶运动说明：力可以改变物体的运动状态．
(2)水流越急，说明水所受压力越大，孔所在位置水的压强越大，下孔处水的
深度大，下孔流出的水喷的较急，说明下孔处水的压强大，这说明：水越深，水产生的压强越大．
(3)在空矿泉水瓶内装入一定量的热水，然后盖紧瓶盖，当瓶内的水冷却后，
瓶壁被压瘪，向里凹陷，能证明大气压的存在；向瓶内装入热水时，水上方的空气中包含有大量的水蒸气，瓶内气体温度降低后，水上方空气中的水蒸气液化，水上方空气减少，气体压强将明显降低，使瓶内气体压强小于瓶外大气压，瓶壁在大气压力作用下被压瘪，这能证明大气压的存在．
答案(1)力可以使物体发生形变；力可以改变物体的运动状态．(2)水越深，水产生的压强越大．(3)在空矿泉水瓶内装入一定量的热水，然后盖紧瓶盖，当瓶内的水冷却后，瓶壁被压瘪，向里凹陷．
5．(2012·广东)小王用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材，探究凸透镜成像的规律．实验桌上现有A、B两个凸透镜，其中凸透镜A的焦距为50 cm，凸透
8.
镜B的焦距为10 cm.光具座上标尺的刻度范围如图
(1)小王想探究凸透镜成像的规律，应选用________凸透镜(填“A”或“B”)．
(2)小王在图中的光具座上，不断改变蜡烛与透镜间的距离，并移动光屏进行
实验，所获得的实验数据如表所示．分析实验数据可知：
①从实验次序2、3、4可以看出，当成实像时，物体到凸透镜的距离越短，
光屏上像的大小就越________；
②同一凸透镜，成实像时，像距v随物距u的增大而________________．
(3)你认为小王同学的实验过程是否全面？请提出你的看法(只需写出一种)．
答：______________________________________________________________ _________________________________________________________________.
解析(1)如果选择A透镜，当“研究凸透镜成像的规律”中的u＞2f时，即物距大于100 cm，此时f＜v＜2f，即像距大于50 cm小于100 cm，而实验所用的光具座上标尺的刻度范围是“0～100 cm”，所成的像位置超出了光具座的范围，在光屏上不能看到清晰的像．所以不能选A透镜，只能选择B透镜．(2)①由表中数据可知物距越来越小，像距越来越大，像由缩小到等大到放大．②同一凸透镜，成实像时，物距越来越大，像距越来越小，即像距v 随物距u的增大而减小．(3)小王同学的实验过程不够全面，因为他只记录了像的大小，没有记录像的正倒，所以他的记录不全，(或只通过一块凸透镜成像情况，要得到凸透镜成实像的规律，欠普遍性，或只研究了凸透镜成实像的情况，没有研究成虚像的情况)．
答案(1)B(2)①大②减小(3)不够全面，因为他只记录了像的大小，没有记录像的正倒
6．(2013·广东梅州市)如图9所示是一种水位自动报警器的原理图．当水位到达金属块A时，哪个灯亮？请说明它的工作原理(注：一般的水都能导电)．
图9
答案红灯亮．当水位到达金属块A时，继电器线圈有电流通过，电磁铁吸下衔铁，与下面的触点接触，工作电路中红灯与电源2构成闭合回路，红灯亮．
7．(2012·江苏常州)严寒冬季，海面结了厚厚一层海冰．
图10
(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5 cm、宽5 cm、高8 cm的长方体物块，悬挂在弹簧测力计下方，示数如图10(甲)所示：将物块浸没在海水中，弹簧测力计示数如图10(乙)所示．(g 取10 N/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？于是他进行实验探究：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10(丙)所示：取一些海冰放入烧杯中，待海冰完全熔化后，将配重吸管放入其中，静止后如图10(丁)所示．问：
(2)海冰熔化所得的液体密度为多大？
(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.
解析(1)根据甲乙可知，木块受到的浮力：F浮＝4.4 N－2.2 N＝2.2 N，
排开海水的体积：V排＝5 cm×5 cm×8 cm＝200 cm3＝0.000 2 m3，
∵F浮＝ρ海水gV排，
∴ρ海水＝F浮/(gV排)＝2.2 N/(10 N/kg×0.000 2 m3)＝1.1×103 kg/m3.
(2)设吸管的横截面积为S，则有ρ水gSh＝ρ海水′gSh′，
∴ρ海水′＝ρ水h/h′＝1×103 kg/m3×10.4/10＝1.04×103 kg/m3>1×103 kg/m3，所以含有盐．
(3)根据前面的结果可知：海水结冰后再熔化成液体，液体的密度比海水密度
要小，那么这里的新液体的密度应该比ρ海水′要小，但又要大于纯水的密度．即新液体的密度：1×103 kg/m3<ρ液<1.04×103 kg/m3.
答案(1)1.1×103 kg/m3(2)1.04×103 kg/m3含有盐(3)1.01×103 kg/m3或
1.02×103 kg/m3或1.03×103 kg/m3等等(合理即可)
8．一盏灯，其上标有“6 V 3 W”字样，正常工作10 min(不考虑电阻随温度的变化)，据以上条件，你能求出哪些物理量．
解析此题的结论极具开放性，要用发散性的思维才能完整求解．既然是一道电学题，电学中有哪些物理量(电流、电量、电压、电阻、电能、电功、电热、电功率)，同学们心中要清楚；另外，还要熟知电器铭牌所标数值符号的含义，以及电学中各物理量之间的具体关系和数学表达式，才能综合运用这些知识来解决实际问题．
答案可求出不少答案：
正常工作电流I＝P/U＝3 W/6 V＝0.5 A
灯泡的电阻R＝U/I＝6 V/0.5 A＝12 Ω
电流做功W＝Pt＝UIt＝6 V×0.5 A×600 s＝1 800 J
放出热量Q＝W＝1 800 J等
9．(2013·苏州市)阅读短文，回答问题．
石墨烯——改变世界的神奇新材料
一片碳，看似普通，厚度为单个原子，却使两位科学家获得诺贝尔奖．这种全新材料名为“石墨烯”．
石墨烯是目前世上最薄、最坚硬的纳米材料，作为电导体，它有着和铜一样出色的导电性；作为热导体，它比目前任何其他材料的导热效果都好，而且它几乎是完全透明的．利用石墨烯，科学家能够研发一系列具有特殊性
质的新材料．比如，石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管，因此有希望应用于全新超级计算机的研发；石墨烯还可以用于制造触摸屏、发光板，甚至太阳能电池．如果和其他材料混合，石墨烯还可用于制造更耐热、更结实的电导体，从而使新材料更薄、更轻、更富有弹性，从柔性电子产品到智能服装，从超轻型飞机材料到防弹衣，甚至未来的太空电梯都可以以石墨烯为原料．因此，其应用前景十分广阔．
(1)最近国外研究人员通过引入由多层石墨烯制成的交替散热通道，解决了在交通信号灯和电动汽车中使用半导体材料散热的难题，这是利用石墨烯的________(填选项前的字母)；
A．透光性好B．硬度大C．导热性好D．导电性强
(2)石墨烯有希望应用于全新超级计算机的研发，是因为________；
(3)石墨烯是目前世上至今发现的最薄、最坚硬的纳米材料．针对这一发现同学们提出了以下几个问题，你认为最有价值且可探究的问题是________(填选项前的字母)．
A．“石墨烯的硬度与石墨烯的厚度、面积有什么关系？”
B．“如何提取石墨烯这种物质？”
C．“石墨烯在生活中有什么用处？”
D．“石墨烯为什么很薄？”
解析(1)多层石墨烯制成的交替散热通道，解决了交通信号和电动汽车中使用半导体材料散热的难题，说明石墨烯有很好的导热性．(2)石墨烯应用于超级计算机的研发，石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管．(3)“石墨烯是一种神奇的物质，是人类至今发现的厚度最薄、强度最高的材料”．石墨烯很薄，硬度很大，决定了它的作用很特殊，因此人们研究“石墨烯的硬度与石墨烯的厚度、面积有什么关系”很有价值，所以A正确；因石墨烯材料已经研究并有两位教授因此而获得2010年诺贝尔物理学奖；还知道石墨烯是人类发现的厚度最薄、强度最高的材料，因此问题“如何提取石墨烯这种物质？”“石墨烯在生活中有什么用处？”的探究意义不大；所以选项B、C
没有探究价值．我们虽知道石墨烯是人类至今发现强度最高的材料，石墨烯本身很薄强度大，研究为什么薄是没有实际意义的，所以D没有研究价值．答案(1)C(2)石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管(3)A。