专题四：综合能力专题
★知识梳理
1.此类题型是中考物理中一种常见题型，通常以填空的形式对某些知识点进行考查。
2.此类题型通常考查的知识点为力学、热学，及光学中的知识，材料通常取材于生活，要么是对生活中常见的一些物体如灯泡、汽车、小轮车等包含的力学、热学知识进行考查，或者是对生活中一些包含力、热、光、电与磁知识的某些现象进行考查。
3．解此类题的关键是，认真审题，找到此题考查的“题眼”部分，理解编者的考查目的；在解答此类题目所提出的问题时，应尽可能用原文中出现的相关知识做答，即不能答非所问，也不能脱离原文，去自己创新答案。
★备考指导
1. 考查热点： 课本实验的扩展，阅读材料的分析和实用新型应用
2. 备考重点： 利用浮力测密度，新材料的应用和科技创新实用新型的原理分析
从考查特点上可分为阅读研究型、实验拓展型、应用分析型3种类型。本专题内容考查特点分析如下：
（1）阅读研究型：物理知识在技术前沿的一些应用，新材料的应用是重点
（2）实验拓展型：对课本上的实验进行拓展延伸，侧重考查实验方法（如控制变量法、转换法等）在非常规实验中的应用
（3）应用分析型：物理知识在生产生活中特别是实用新型物件的具体应用进行分析，侧重知识综合性的考查
★突破考点，典例呈现
例1 （2018浙江省温州市）飞机在空中飞行时都有一定的迎角（机翼轴线与水平气流的夹角），飞机飞行时的升力除了与机翼形状有关外是否还与迎角大小有关？为了研究这一问题，在老师的帮助下，小明利用电风扇、升力测力计、飞机模型，按图甲方式进行如下实验。
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①闭合电风扇的开关，调节档位使其风速最大，并使飞机模型的迎角为0°，记录测力计的示数。重复5次实验并计算升力平均值。
②改变迎角大小，使其分别为5°、10°、15°、20°，重复步骤①。
③处理相关数据得到“升力与迎角的关系”如图乙。
（1）本实验得出的结论是：_________________________________。
（2）小明若要进一步研究“飞机的升力与其飞行速度的关系”．利用现有器材，如何操作可以模拟飞机不同的飞行速度？_________________________________________。
（3）资料显示：本实验结论与实际相符，且飞机迎角一定时，飞行速度越大升力也越大。若某飞机以500km/h做水平匀速直线飞行时的迎角为θ1，而以800km/h做水平匀速直线飞行时的迎角为θ2（θ1、θ2均小于15°）。请比较θ1、θ2的大小关系：__________。
【答案】（1）飞机以一定的速度飞行时，迎角从0o到20o，飞机所受升力是先变大后变小，15o附近时达到最大；（2）改变电风扇的档位来改变风速大小（3）θ1>θ2
例2 阅读短文并回答下列问题：
隔热涂料
“隔热涂料”指近几年发展起来的一种反射热光型、工期短、见效快的功能性涂料。隔热涂料是集反射、辐射与空心微珠隔热于一体的新型降温涂料，采用添加中空玻璃或陶瓷微珠的隔热涂料能对太阳光中波长范围为 400 nm～2 500 nm 的红外线进行高反射，不让太阳的热量在物体表面进行累积升温，又能自动进行热量辐射散热降温，把物体表面的热量辐射到外界去，降低物体的温度，即使在阴天和夜晚涂料也能辐射热量降低温度，在阳光强烈时，隔热涂料可以降低物体表面温度 10～15 ℃左右，阴天和夜晚可以降温在 3 ℃以上或是降低到和大气温度一致。
(1)夏天游泳池中的水温会在阳光的作用下升高，内能________(选填“增大”或“减小”)，在泳池周围，合理的利用隔热涂料，可以使水温降低 2～5 ℃，这一温度与短文中的温度有差异是因为水的________较大。
(2)隔热涂料应用在建筑上时，可以通过反射光，避免因为太阳光照引起的________(选填
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“热传递”或“做功”)，来降低室内的温度。
(3)隔热涂料不让太阳的热量在物体表面进行累积升温，主要原因是涂料可以对太阳红外线进行________。
【答案】（1）增大 比热容 (2) 热传递 (3)高反射
★中考连接，挑战自我
1.（2018北京）请阅读《物理实验中的图像法》回答问题。
物理实验中的图像法
物理实验中的图像法是一种整理、分析数据的有效方法，图像中的图线可直观、简洁地显示出因变量随着自变量变换的趋势或规律。如果想要将物理实数据绘制成图像，可以按照下面的步骤来进行。
第一步，建立坐标轴、标注物理量和设定分度。首先建立坐标轴，通常用横轴代表自变量，纵轴代表因变量，在坐标轴上分别标注自变量和因变量的名称及单位；然后，设定坐标分度值。为了使绘制的图线比较均匀地分布在整幅坐标纸上，而不要偏在一角或一边，坐标分度值可以不从零开始。在一组数据中，自变量与因变量均有最低值和最高值，分度时，可用低于最低值的某一整数值作起点，高于最高值的某一整数值作终点。
第二步，根据数据描点。描点时根据数据在坐标纸上力求精准地画出对应的点。
第三步，绘制图线。绘制图线时不要把数据点逐点连接成折线，而应依据数据点的整体分布趋势，描绘出一条直线或光滑曲线，让尽可能多的点在图线上，或让数据点比较均匀地分布在图线两旁，这样绘制出的图线比图上的任何一个数据点更适合作为进行分析预测的依据。
倒如，小宇记录了自己沿直线步行过程中的时间及所对应的路程，图22中的黑点是他根据记录的数据在坐标纸上描出的数据点，利用这些数据点绘制出了图22中的直线。利用这条直线可以清楚地看出小宇步行的过程近似为匀速运动，还可以利用图线上的点计算出小宇步行过程中的速度，进而用速度预测出他在某一段时间内步行的路程。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）根据图22所示的图像，预测小宇步行10s的路程为 m。
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（2）下表是某同学记录的物体温度随时间变化的实验数据。
时间/min
0
5
10
15
20
25
30
35
40
温度/℃
80
72
64
59
55
51
47
46
45
① 若要绘制上述物体的温度随时间变化的图像，应选择图23中 图更合理。（选填“甲”或“乙”）
② 请在你选择的图中描出第20min时的温度数据点，并绘制出本次实验中物体温度随时间变化的图线。
【答案】（1）10米 (2)①乙。②先描点，并用光滑的曲线将各点逐个连接起来，如图：
2.（2018山东青岛）探究小球在斜面上的运动规律如图甲所示，小球以初速度20m
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/s从A点沿着足够长的光滑斜面滑下，它在斜面上的速度ν随时间t均匀变化。实验数据如下表
t/s
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
v/（m．s﹣1）
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
（1）根据表中数据，在图乙中描点并画出小球的v﹣t图像。
（2）小球的运动速度v与时间t的关系式为v= ；
（3）如图丙所示，以速度v1做匀速直线运动的物体在时间t内通过的路程是s1=v1t1，它可以用图线与时间轴所围矩形（阴影部分）的面积表示。同样，图乙中图线与时间轴所围图形的面积，也能表示这个小球在相应时间t內通过的路程s。上述小球从A点沿光滑斜面滑下，在时间t内通过的路程的表达式为s= 。
【答案】（1）（2）5m/s2t+2.0m/s；
（3）2.0m/s×t+5m/s2t2。
3.（2018浙江湖州）小华和小丽在观摩一次自行车比赛中，看到运动员在转弯时，身体和自行车都是向弯道内侧倾斜的，如图甲所示。
（1）骑自行车转弯时，身体为什么要向弯道内侧倾斜呢？小华提出了疑问，一旁的小丽说：“要想转弯，必须受力，身体倾斜是为了给自行车一个向内侧转弯的力，”小华觉得小丽“要想转弯，必须受力”的观点很有道理，因为 。
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（2）我们平时骑自行车转弯时，身体的倾斜没有这么明显，可为什么比赛时选手倾斜得这么明显呢？且靠近内道的选手转弯时比外道选手倾斜得更明显，使骑行的自行车转弯的力的大小，可能与哪些因素有关呢？小华和小提出了两种猜想。
猜想一：可能与骑行的速度有关；
猜想二：可能与圆弧形跑道的半径有关。
（3）接着，小华和小丽一起设计实验，并在实验室里通过实验验证猜想一。
把半径为0.5米的半圆轨道（左端连着横杆）通过横杆在O点与墙壁活动连接（能绕O点在竖直方向自由转动），轨道置于压力传感器上时，传感器示数为1牛，让质量为30克的同一小钢球分别从距离传感器表面不同高度的弧面A、B、C三处自由滚下，如图乙所示，观察、记录每次压力传感器达到的最大示数（注：小钢球到达最低点时的示数最大），记录如下表。
小钢球初始位置
A
B
C
距压力传感器高度/米
0.5
0.4
0.3
压力传感器达到的最大示数/牛
1.90
1.78
1.66
该实验可以得出的结论是 。
若要验证猜想二，从控制变量角度考虑，需对上述实验进行哪两项改变？（不考虑小钢球与轨道之间的摩擦）① ；② 。
（4）实验后，他俩在与同学们的交流中，有了新的猜想：让骑行的自行车转弯需要的力还可能与人和车的总质量有关。于是，他俩又展开了后续实验探究……
【答案】（1）力是改变物体运动状态的原因；（3）在其它条件相同时，使自行车转弯所需要的力随速度的增加而增大；①改变圆弧形跑道的半径；②让同一小球在不同轨道上距压力传感器的同一高度自由滚下。
4.（2018浙江宁波）据报道，高空坠物伤人事件时有发生。某专业研究小组对物体从高空落到地面的破坏力进行如下实验研究实验器材：1cm厚的石膏板若干、质量为50g的鸡蛋数枚；
实验过程：无风环境下，将鸡蛋从楼上静止释放，砸中铺在草坪上的石膏板，记录实验现象；
实验序号
楼层
实验现象
1
5
鸡蛋破碎，石膏板凹陷且出现一圈圈螺旋状的裂纹
2
15
鸡蛋破碎，石膏板被砸中的地方出现小坑且破裂
3
25
鸡蛋破碎，发出巨响，石膏板被击穿
（1）实验中，鸡蛋从高空坠落的破坏力可以通过 石膏板的形变程度 反映出来。
（2）根据实验现象，可以得出：同一物体从高空落到地面的破坏力与 有关。
（3）实验后，小科对“高空落下的雨滴不会对人造成伤害”
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感到好奇。他通过查阅资料知道：雨滴从高空落下的过程中，受到的空气阻力与雨滴速度的平方成正比，达到最大速度后，雨滴匀速落向地面。雨滴下落过程中机械能 （填“增大”、“不变”或“减小”）。对于下落的雨滴不伤人的现象，小科将进一步探究。
【答案】（1）石膏板的形变程度；（2）下落高度；（3）减小。
5.（2018贵州贵阳）如图甲所示，是科技迷小明制作的“真空炮”模型：在一根两端开口、内壁光滑、水平放置的透明塑料管左端管口处，放置一枚弹丸；管口两端各有一块可自由开合的挡板；靠近管口右端连接一抽气机。抽气一段时间后，迅速将挡板1打开，弹丸便可冲开挡板2从管右端射出。
弹丸从管口射出的出口速度与哪些因素有关呢？小明提出了如下猜想：
A：与弹丸的形状有关 B：与弹丸的直径有关 C：与塑料管的长度有关
小明在塑料管壁两侧安装了多套光电传感计时器，用于测量弹丸在管中不同位置的运动速度。
请完成下列各实验步骤的填空：
（1）抽出挡板1时，弹丸受到的动力来自于其两端气体的 。
（2）探究猜想A时，控制其他因素相同，分别用球形与弹头形弹丸进行实验，测得弹丸速度大小随运动位置变化关系的图像（如图乙所示），则出口速度较大的是 弹丸。
（3）探究猜想B时，小明仅换用底面直径不同的两枚弹头形弹丸重复上述实验，发现直径越小的弹丸，出口速度越小。你认为直径小的弹丸出口速度小的原因可能是 。
【答案】（1）气压差（2）弹头形（3）直径越小，质量越小，惯性越小，运动状态越容易改变，速度减小的快。
6.（2018四川省攀枝花市）夏天我们经常使用电风扇，电风扇吹出风的强度与什么因素有关？对此小明提了两个猜想，并利用玩具电风来进行探究。
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猜想一：电风扇吹出风的强度与距离电风扇的远近有关；
猜想二：电风扇吹出风的强度与扇叶的转速有关；
为证实上述猜思小明同学设计了如图甲所示装置：将纸板B固定在支架上，纸板A与轻杆固定后悬挂在纸板B上的转轴O处，纸板A和轻杆可绕转轴O自由摆动，将电风扇放在左侧正对纸板A．图中s是纸板A自然下垂时（虚线）到电风扇的水平距离，θ是纸板A问右摆动稳定后轻杆与竖直方向的夹角，θ越大，说用电风扇吹出风的强度越强。
（1）探究猜想一：保持电风扇的转速不变，移动电风扇，使s分别等于0.3cm、0.5cm、0.7cm、0.9cm，在纸板B上分别标下纸板A稳定时轻轩的位置a、b、c、d，如图乙所示，可知猜想一是 （选“正确”或“错误”）的。
（2）探究猜想二：小明同学将一个滑动变阻器与电风扇的电动机 （选填“串联”或“并联”），在探究过程中，还要保持 不变。
（3）你认为电风扇吹出风的强度还可能与 有关。（写出一个合理的答案）
【答案】（1）正确的；（2）滑动变阻器；串联；距离电风扇的远近；（3）风扇扇叶的大小。
7.（2018广东省）“西电东送”是将我国西部发电车发出的电输送到我国东部，由发电厂输出的电功率是一定的，它决定于发电机组的发电能力.根据P=UI中发电机的功率不变效应，若提高输电线路中的电压U，那么线路中的电流I一定会减小，反之亦然.输电线路的电能损耗主要是输电线电流热效应，输电线损失的热功率P=I2R，所以采用输电线的电阻要尽量小.如果线路中电流降低到原来的，那么线路中损失的热功率就减少为原来的，因此提高电压可以很有效地降低输电线路中的热功率损失.
（1）若采用110kV的超高压输送电能，输电线路的电流I1=_____，输电线路损失的热功率Pt=______W，其与发电厂输出电功率P0之比P1：P0=_______.
（2）若采用1100kV超高压输送电能，输电线路损失的热功率P2=______W，其与高压输送电能损失的热功率Pt之比P2：P1=_______.所以采用超高压远距离输电可以大大降低输电线路的______________的损失.
（3）若想使输电线路中的热功率损耗为零，还可以采用________做为输电线材料.
【答案】（1）1000A；107W；1:11；（2）105W 1:100；热功率；（3）超导体。
8.（2018江苏南京）在综合实践活动中，科技小组设计了一个能反映水平风力大小的装置，如图甲所示，电源电压恒为16V，R0为定值电阻，L为额定电压是2.5V的小灯泡，其I﹣U关系的部分数据如图乙所示，AB为长14cm、阻值60Ω粗细均匀的电阻丝（电阻丝的阻值与长度成正比），OP为质量、电阻均不计的金属细杆，下端连接一个重2N的圆球P．闭合开关S，无风时，OP下垂并与A端接触，此时电流表示数为0.2A；有风时，OP绕悬挂点O转动，风对球的作用力F方向始终水平向右，已知OA为10cm，OP始终与AB
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接触良好且无摩擦；求：
（1）电流表示数为0.2A时，灯泡的电阻为 Ω；
（2）无风时R0消耗的电功率。
（3）为保护电路，允许风对球施加的最大作用力。
【答案】（1）5；（2）0.6W。（3）1.4N。
9.（2018长沙）如图甲、乙所示，某科技小组自制了测量水的深度的装置，它由测量头和控制盒构成，测量头的测量面是一个涂有绝缘漆的面积为2cm2的压敏电阻R1，R1的电阻随水对它的压力F的变化关系如图丙所示．控制盒内有一个定值电阻R0和一个最大阻值为90Ω的滑动变阻器R2，电源电压保持不变．通过电路调节，可以使控制盒的功率达最大值Pm，科技小组通过控制盒的功率最小值和Pm的比值来标记水的深度．不计导线的电阻，电压表的量程为0-3v．科技小组在确保电路安全的情况下，进行如下的操作：(ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg)
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(1)R1未放入水中时，闭合S，断开S1，将R2的滑片移至最上端，此时电压表示数达到最大值，R0的电功率为P0，求R1未放入水中时的电阻为________Ω；
(2)测量头放到水下深度h1＝10m时，闭合S、断开S1，将R2的滑片移至某一位置时，R0的电功率为，电路的总功率为，R1的电功率为P1．已知，，求此时R0两端的电压为________V；
(3)测量头放到水下深度h2＝3m时，调节电路，控制盒的最小功率与的比值为________．
【答案】(1)30；(2)2；(3)
10.阅读《洛阳桥》回答问题。
洛阳桥被誉为“福建桥梁状元”的洛阳桥坐落于福建泉州洛阳江上．又名“万安桥”，如图1所示．
洛阳桥始建于北宋1053年，工程历时七年．桥原长 1200多米，宽约5米，有桥墩46座，扶栏500个，石狮28个，石亭7座，石塔9座，规模宏大，是中国古代著名的梁式石桥．桥由当时的郡守蔡襄主持兴建．洛阳桥的桥址位于江海汇合处，水深流急，建造桥基十分困难，桥基随时可能陷落坍塌、甚至被冲入海．洛阳桥的建桥工程，规模巨大，结构工艺技术高超，影响深远．像近代桥梁的“筏形基础”，在国外尚不足百年；“浮运架梁法”今日还很通行；“种蛎固基法”将生物学应用于桥梁工程，堪称绝妙．关键性的工程分为如下几个阶段：首先在江中沿桥址中线，向江中抛填石料，形成一条横跨过江的矮石堤．石堤宽约 25 米，而长度达500余米．
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然后，匠师们利用洛阳江里盛产牡蛎这一自然条件，在矮石堤上散置蛎房．由于牡蛎繁殖力强，石堤里外间隙，成片成丛、密集繁生，两三年时间，就将原本松散的石堤胶结成一牢固整体．同时，石堤经受浪潮往复冲击，逐渐密实，底层石料嵌入流沙，使整条石堤变 得格外稳固．这样筑成的桥墩底盘，用作桥基，即现代桥梁工程中的所谓“筏形基础”，既增大了基础的面积，又增强了基础的整体性，能有效防止不均匀沉降． 在“筏形基础”上，再用巨型条石，齿牙交错，互相叠压，逐层垒砌，筑成桥墩，墩的上下游两头，俱作尖形，以分水势。墩基间亦置大量牡蛎胶粘，潮汐来去，不能冲动．两墩间净孔，约在一丈五六尺．沿岸开采的石梁，预先放在浮排上，等到两邻近桥墩完成后，即趁涨潮之时，驶入两桥墩间，待潮退，浮排下降，石梁即可落在石墩上，全桥石梁300余条，每条约二三十吨重，皆“激浪涨舟，浮运架梁”而成．
洛阳桥的建成，为我国石桥建筑提供了宝贵的经验．历经地震、飓风、水患和战争，洛阳桥经受了几百年的考验，依然屹立，堪称我国古代桥梁史上的伟大创举． 请根据上述材料，回答下列问题：
（1）经勘测发现某地块承载能力比较薄弱，如果要在该地块建筑一座高塔，容易发生局部沉降或坍塌．为了避免发生局部沉降和坍塌问题，请你借鉴洛阳桥成功建桥的经验，提出一个解决方案，并写出你的理由．
（2）如图2所示为洛阳桥船型桥墩的示意图，水流在桥墩前一分为二，沿柱面两侧向后流动．
①请写出洛阳桥桥墩被设计成船型的优点；
②请你展开想象，就洛阳桥船型桥墩的设计理念，举例说明还可应用在哪些方面．
【答案】（1）可以借鉴洛阳桥的筏形基础，用钢筋将所有独立基础连接起来，并浇注水泥，使所有基础形成一个整体，使整个建筑物的荷载承受在一块整板上，使用筏形基础增大了受力面积S，根据p=可知，在同等受力情况下，可以减小压强，另一方面，由钢筋水泥筑成的基础，也能增强基础的整体性，看有效避免不均匀沉降；
（2）①洛阳桥桥墩被设计成船型有助于减小桥墩上游水面受到的水流的冲击作用，还能大大降低桥墩对水流的阻力，从而减小水流对桥墩的冲刷．
②飞机、潜艇、高铁的牵引机等，都做成流线型来减小阻力．
11.阅读短文，然后回答文后问题。
手工制茶，指尖上的传承
中国是茶的故乡，中国的茶文化源远流长，在长沙以北有一条贯穿了9个乡镇的“
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百里茶廊”，2017年清明节，小天在几位”世界非物质文化遗产”传人的带领下，到“百里茶廊”的某个茶厂体验手工制茶，小天把手工制茶的部分工序记录如下：
萎凋：将采摘回来的茶叶摊晾于无直射阳光的通风干燥处，鲜叶水分降到65%左右。
杀青：将萎凋以后的茶叶放入电火炒锅内，把电炒锅调到高温档，用手快速翻炒，去除青草味，蒸发一部分水分、
摇青：把茶旪置于摇青器具中，通过摇动，茶叶与茶叶摩擦，造成叶细胞损伤，促进茶叶氧化，诱发香气，形成茶叶所特有的清香。
揉捻：手工揉捻，让茶叶细胞壁破碎，并揉成卷曲样子，使其成线成条，从而使茶叶在冲泡时易溶于茶汤，提高浸出率。
烘焙：把揉捻成条的茶叶放入电炒锅内用手翻炒，蒸发叶内多余的水分，定型、产香。
复焙：打开电炒锅的低温挡用手慢速翻炒，再次蒸发茶叶内多余的水分。
（1）平整的茶叶被揉捻卷曲成线说明了力可以改变物体的 。
（2）在制茶的过程中可以闻到茶叶的清香，说明了分子在做 运动。
（3）从文中找出加快茶叶水分蒸发的工序，并指出其加快蒸发的方法：
工序： ；加快蒸发的方法： 。
【答案】（1）形状 （2）无规则 （3）杀青 提高茶叶的温度。
12.阅读短文并回答下列问题：
自由落体运动
物体只在重力的作用下初速度为零的运动叫做自由落体运动。对自由落体最先研究 的是亚里士多德(前 384～前 322)他提出：物体下落的快慢是由物体本身的重量决定的物 体越重下落得越快。而伽利略(1 564～1 642)在比萨斜塔上用两个大小不同的铁球做了一 次实验结果让所有在场的人大吃一惊两个铁球同时落地。
(1)雨滴下落 (选填“是”或“不是”)自由落体运动。 (2)做自由落体运动的物体在相同时间间隔内通过的距离 (选填“相等”或“不 相等”)下落过程中机械能 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)在月球上把一片羽毛和一个铁球同时从同一高度由静止释放下落所用时间t铁球
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