一、功课件配套优秀教案设计

九年级物理总复习

专题四

综合能力题 复习导学案

班级

组别

姓名

综合能力题是侧重考查学生综合应用知识、科学探究、创新意识和实践能力的综合性题目，并体现体验性要求的考查。该题型突出考查学生的探究能力，文字表达能力，解决新问题的分析综合能力，对学生的整体要求较高。

一、阅读研究型

【例1】阅读下面的短文，回答问题。

半导体制冷

半导体材料有P型半导体和N型半导体两种，除了可以用于各种电子元器件外，还可以用作制冷材料，如图所示是一个半导体制冷单元的原理图，P型半导体和N型半导体的上端和铜片A连接，下端分别和铜片B连接后接到直流电源的两端，此时电路的电流方向是从N型半导体经A流向P型半导体，铜片A会从空气吸收热量，铜片B会向空气放出热量，反之，改变直流电源的正负极方向，使电流方向从P型半导体经A流向N型半导体，这时，铜片A会向空气放出热量，铜片B会从空气吸收热量，由于单个制冷单元制冷量很小，为了满足实际需要，需要多个制冷单元同时工作。请回答下列问题：

（1）如图，若要使一个电冰箱箱内的温度下降，铜片A置于电冰箱______, 铜片B置于电冰箱_____（选填“箱内”或“箱外”），这就是半导体电冰箱的工作原理，若将图中电源换成交流电源，此时电冰箱能否正常制冷？答：_____。

（2）若将图中P型半导体与N型半导体位置互换，其他条件不变，则铜片A上表面空气温度将________；若将图中电源正负极互换，其他条件不变，则铜片B表面空气的温度将________。

【例2】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，从而改变压缩机转速，达到控制“冷媒”流量的目的。

1

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。

表一是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。

表二是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。

表一：

频率f/Hz 流量Q/（kg·h-1）

30 38 50 72 70 106 90 140 110 174 130 208 表二：

输入功率/W 制冷量/W 能效比

最小

130 650

3.80

额定

700 最大

1400 3600 （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）根据表一中的数据，请在坐标系中画出“冷媒”流量Q与变频器供电频率之间的关系图象。当变频器供电频率为80 Hz时，“冷媒”流量为________kg/h。

（3）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，途中铜管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。

（4）表二中空调机额定制冷量为________W，

在额定状态下工作10 min, 可以使

____kg的空气温度下降6 ℃。取空气的比热容c=1.0×103 J/(kg·℃)］

（5）夏天，上述空调机开始工作0.5 h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10 h，全过程共耗电2.9 kW·h。则前0.5 h内空调机消耗的电能是_____kW·h,后10 h空调机的电流是_____A。

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二、问题探究型

【例3】五一期间，小宇乘坐爸爸驾驶的小汽车外出游玩，发现

车内吊着的一个装饰物在摆动，摆动很有节奏且来回摆动一次

时间大致相同。他想：摆动一次所需的时间（周期）与什么因

素有关？回到学校，他找来一些长短不一的细线和质量不同的

小球，做成不同的单摆（如图所示）来探究。

（1）请猜想单摆摆动一次所需时间（周期）与哪些因素有关？__________________________________________________（猜出一种即可）。

（2）在老师的指导下，小宇和其他同学合作完成了该实验。

①实验中，需要测量单摆长L、摆球质量m、摆角θ（θ小于10°）、摆动一次所需时间T。其中摆球质量m除了用天平直接测量外，还可用下列测量仪器中______（只填序号）进行间接测量。

A.温度计；

B.密度计；

C.测力计；

D.气压计

实验次数

实验一

实验二

实验三

摆长L=1m 摆角θ=7°

摆长L=1m 摆球质量m=40g 摆球质量m=40g 摆角θ=7°

摆球质量m/g 周期T/s

摆角θ/°

周期T/s 摆长L/m 周期T/s 1 20 2.00 5 2.00 0.36 1.20 2 30 2.00 6 2.01 0.49 1.40 3 40 2.01 7 2.00 0.64 1.60 4 50 2.00 8 2.00 0.81 1.80

②测量相关实验数据，记录如下：

分析上表中的数据，得出单摆的周期与质量、摆角、摆长的关系是：

__________________________________________________________________。

（3）小宇采用的实验方法是：_________________________。

【例4】我们已经知道导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小与导体的长度、横截面积和材料有关，进一步研究表明，在温度不变时，导体的电阻跟导体的长度成正比，跟导体的横截面积成反比，这个规律叫做电阻定律，用公式表示为RLS

，其中R、L、S分别表示导体的电阻、导体的长度和横截面积。而ρ是反映材料导电性能的物理量，我们把它叫做材料的电阻率。材料电阻率的大小与什么有关？小红提出如下猜想：

猜想1：电阻率与材料的长度有关；

猜想2：电阻率与材料的横截面积有关；

猜想3：电阻率与材料的种类有关。

于是小红找来不同规格的导线进行测量，实验数据见下表：

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实验序号

材料

铜

铜

铜

铁

镍铬合金

长度L/m 1.0 2.0

1.0

1.0 1.0 横截面积S/m2

电阻R/Ω

0.17 0.34 0.34 1.0 11.0 电阻率ρ

1 2 3 4 5 1.0×10-7

1.0×10-7

0.5×10-7

1.0×10-7

1.0×10-7

1.7×10-8

1.7×10-8

1.7×10-8

1.0×10-8

1.1×10-8

（1）你认为下面哪一个是电阻率的单位（

）

A.Ω·m

B.Ω/m

C. Ω/m2

（2）分析比较实验序号1、2的数据，可以初步确定猜想1是________（选填“正确”或“错误”）的。

（3）分析比较实验序号________的数据，可以初步确定猜想2是错误的。

（4）分析比较实验序号1、4、5的数据，可得到的初步结论是：

。

（5）根据表中的数据，如果要制作一个滑动变阻器，应选用材料__________作为电阻线圈，这是因为相同规格的这种材料做成的电阻较__________（选填“大”或“小”），可以调节的阻值范围较大。

（6）根据表中数据求一段长10 m，横截面积2 mm2的铁导线的电阻是

Ω。

（7）我们知道导体的电阻还与温度有关，有的导体温度升高电阻增大，有的导体温度升高电阻反而减小。你认为，导体的电阻随温度变化，是因为（

）

ARL不成立；

B.ρ发生变化；

C. L发生变化；

D. S发生变化。

S

三、创新实验型

【例5】小明利用最大刻度值标有2.5 mL的一次性注射器等器材，对大气压的值进行测量。其实验步骤如下：

a.先让注射器吸入少量水，然后将活塞推至注射器底端，当注射器的小孔充满水后，再用橡皮帽封住注射器的小孔。

b.用细绳拴住注射器活塞的颈部，使绳另一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢地拉动注射器筒，如图所示。当注射器中的活塞刚开始滑动时，记下弹簧测力计的示数为7.5 N。

c.测出注射器全部刻度的长度为4 cm。

d.根据测量数据，算出大气压的值。

（1）实验所用的器材为：注射器、弹簧测力计、细绳、橡皮帽、水和___________ 。（2）此注射器活塞的横截面积是________cm2。根据实验数据计算出大气压

强是____________Pa。

4

（3）小明发现，同学们在做此实验时测得的大气压值误差很大，对此小明与同学找出了下列可能的原因：

①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体；

②活塞与注射器筒壁间有摩擦；

③弹簧测力计的示数没有读准；

④活塞与注射器筒壁不完全密封。

上述原因一定会使测量值小于真实值的是_________。

A.①③

B.①④

C.②③

D.②④

（4）小红对小明所做实验进行改进，在完成a、b步骤，活塞口到注射器底端后，添加了“取下封住注射器小孔的橡皮帽，再次水平向右慢慢匀速拉动注射器筒，记下弹簧测力计的示数为1.2 N”这一实验步骤，这是为什么？

_________________________________________________。

四、综合计算型

【例6】如图甲所示是一种光控电路，它主要由工作电路和控制电路两部分组成。工作电路由工作电源U1、发热电阻R1和R2等组成；控制电路由光敏电阻R、磁控开关L、定值电阻R0、电源U2等组成。当磁控开关L线圈中的电流等于或大于15 mA时，磁控开关的磁性簧片相互吸合（簧片电阻忽略不计）；当L线圈中的电流小于15 mA时，簧片断开。已知U1=24 V，R1=10Ω，R2=20Ω，光敏电阻R的阻值随照射在它上面的光强E（表示光照射强弱的物理量，单位是坎德拉，符号是cd）变化的关系如图乙所示。当开关S闭合时，则：

（1）当L线圈中的电流小于15 mA时，工作电路的总电阻R总=______Ω。

（2）当L线圈中的电流等于25 mA时，工作电路中通过R1的电流I1=______A （3）若控制电路中R0=94 Ω、U2=1.5 V（线圈阻值忽略不计），当照射到光敏

电阻的光强达到某一个值时，磁控开关L的磁性簧片恰好吸合，此时光照强度

E=______cd。若10 s后开关S断开，且断开时间也为10 s，则前后两段时间电阻R1所产生的热量变化了___________J。

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五、开放能力型

【例7】“神舟七号”载人飞船的圆满成功，标志着我国跻身世界航天大国！飞船发射时，长征运载火箭点火升空，发射塔下面的水池产生大量的白气，如图甲所示；图乙展示的是翟志刚在太空中挥动五星红旗的情景，他在太空响亮说道：“‘神舟七号’向全国人民、向全世界人民问好！”图丙展示是飞船的返回舱与推进舱成功分离后，返回舱开始进入稠密大气层，在距地面80 km左右时，返回舱表面温度达到2000 ℃，看上去像个火球。请你观察图片，联想“神舟七号”发射、在太空工作和返回的工作过程，提出两个物理问题，并对提出的物理问题尝试解答。

问题1：_______________________________________________ 解答：____________________________________________________________ 问题2：_______________________________________________ 解答：___________________________

____________________。



【提升训练】

1、横跨伶仃洋的“港珠澳大桥”给珠三角西部和港澳地区带来发展的新机遇。大桥采用斜拉索式，如图甲所示。大桥的建设用到了很多物理知识和研究方法。

（1）在大桥引桥靠近居民宅区一侧，建有高3 m左右的板墙，其作用是_____________________________________。

（2）在大桥的两侧，都有很长的引桥，这是为了____________________________。（3）小强对“桥塔为什么要造那么高”进行了研究：他将大桥的结构进行简化，

抽象成图乙所示的模型，又画了桥塔高低不同的两幅图丙和丁。小强通过比

较发现：适当增高塔的高度，可以____________________________________,

从而________________________________________。

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2、小明的爸爸准备购买一辆SUV型（运动型多用途）轿车，可是上网搜索后有人说这种车重心较高，汽车容易翻倒。小明有些怀疑，通过观察家里台灯、照相机三脚架的稳度（即稳定性）后，设计并进行了如下实验：如下图所示，他首先制作了甲、乙、丙、丁四块重相同、除甲底面积较大外其他外形完全相同、重心高低不同的圆柱体，然后将它们依次放在木板上（物体不滑动），慢慢转动木板，直至圆柱体翻倒，记录此时木板转过的角度θ，记录结果如下表。

试验次数

重心离支持面高度

物体刚好翻倒时转过的角度θ

稳度

1 低

最大

最大

2 低

大

大

3 中

较大

较大

4 高

小

小

（1）小明是通过______________________________________来判断物体的稳度。

（2）分析数据__

___（填实验次数的序号）可以得到稳度与重心高低之间的关系。（3）分析小明的实验数据，发现物体的稳度还与____________________有关。

（4）设汽车车轮和地面的四个接触点围成的四边形的面积为S，汽车的重心离地面高度为h，现有汽车甲和乙，它们的重G相同，结合小明的探究结果，你认为可以通过简单比较_________（写出表达式）就可以初步比较甲、乙两辆汽车的稳度。

（5）小明完成上述探究后，又提出了下列几个问题，对SUV型汽车生产厂家来说，最有研究价值的问题是（

）

A.是否可以通过加大车轮间距离提高稳度；

B.如何降低用户的成本；

C.稳度是否与汽车车重有关；

D.如何提高大家的科学素养。

3、如图所示，某兴趣小组为学校办公楼空调设计的

自动控制装置，R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如下表所示。已知继电器的线圈电阻R0=15 Ω，左边电源电压为6 V恒定不变。当继电器线圈中的电流大于或等于15 mA时，继电器的衔铁被吸合，右边的空调电路正常工作。

温度t/℃

电阻R/Ω

0 550 5 500 10 445 15 415 7 20 385 25 355 30 325 35 295 40 265

（1）请简要说明该自动控制装置的工作原理。

（2）计算说明该空调的启动温度是多少？

（3）为了节省电能，将空调启动温度设定为25 ℃，控制电路中需要再串联多大的电阻？

（4）改变控制电路的电阻可以给空调设定不同的启动温度，除此之外，请你再提出一种方便可行的调节方案。

4、小强知道在十字路口都装有红绿灯，提醒驾驶员不要违规行驶，否则会被自动记录器记下违规事件，于是爱动脑筋的小强设计了一种闯红灯违规证据模拟记录器，拍摄照片记录机动车辆闯红灯时的情景，如图甲所示．他设计的原理如下：当光控开关接收到某种颜色光时，开关自动闭合，且当压敏电阻受到车的压力，它的阻值变化（变化规律如图乙所示）引起电流变化到一定值时，继电器的衔铁就被吸下，工作电路中的电控照相机工作；光控开关未受到该种光照射自动断开，衔铁没有被吸引，工作电路中的指示灯发光。

（1）根据工作原理，将电路连接完整。

（2）要记录违规闯红灯的情景，光控开关应在接收到_______（填“红”

“绿”或“黄”）光时，自动闭合。

（3）由图乙可知，压敏电阻R的阻值随受到压力的增大而_________。

（4）已知控制电路电压为6 V，继电器线圈电阻R0为10 Ω，当控制电路中电流大于0.06 A时，衔铁被吸引。通过计算说明，只有质量超过多少kg的车辆违规时才会被拍照记录。继电器线圈电阻R0在0.1 s内由于发热所产生的热量为多少？

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5、如图所示实验器材，请利用其中一种或多种器材，

分别完成一个指定实验和另外设计一个力学实验。

根据示例的要求，将表格中的空白填写完整。

选用的器材

实验内容

操作方法

分别用锥子的两端用相同的力压橡皮泥

发生现象

用锥子尖压橡皮泥时，凹陷明显

示例：锥子、橡皮泥

探究：压力的作用效果与什么因素有关

小石块、一张白纸

探究：物体是否具有惯性

6、随着生活水平的提高，扫地机器人逐步进入普通家庭，扫地机器人具有主动躲避障碍物、自动吸尘、自动返回充电等诸多智能功能，如图是某款扫地机器人及铭牌上的部分参数，请回答下列有关问题：

（1）机器人吸尘的工作原理是通过电机转动时内部压强________，从而使杂物进入吸尘器。

（2）电池容量“2000 mAh”是指当工作电流为2000 mA，能持续供电1小时，若充满电后所有电量用于扫地，则可供机器人持续正常工作多长时间？

（3）机器人的供电系统没有自动充电功能，当检测到电池容量低至10%时会自动返回充电，若返回过程中受到的阻力为20牛，为确保机器人能顺利返回充电，需要充电时离充电座最远为多少米？（剩余电池容量的40%用于提供克服阻力做功）

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7、阅读下面的短文，回答问题。

热电偶

把两种不同材料的导线（如铁线和铜线）组成如图所示的闭合回路，当AB两端存在温度差时，回路中就会有电流通过，这就是塞贝克效应，这种电路叫热电偶。实验表明：热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关；跟接点A和B 间的温度差的大小有关，温度差越大，回路电流越大。

请回答下列问题：

（1）如图所示，①

其他条件不变，只将铁丝换成铜丝，电路电流_______。②

其他条件不变，只将A处杯中的冰水混合物换为沸水，电路电流______。③

其他条件不变，移去酒精灯，将B放入另一杯冰水混合物中，稳定后，电路电流_______。（各空格均选填“变大”“变小”“不变”或“变为零”) （2）这样的热电偶实际上是一个电源，它的电能是由______能转化而来。

（3）热电偶电路可以把温度信号换成______信号，利用这种性质可以把热电偶做成（写出一种应用）___________。

8、阅读短文《雨滴的下落速度》，回答后面的问题。

下雨是常见的自然现象，如果将雨滴的下落过程看作自由落体运动，那么，雨滴从2 000 m高度下落到地面时，它的速度可达200 m/s，此速度大约是F1赛车的两倍，这样的雨滴如果撞在人身上，几乎等同于从枪膛射出的子弹，后果不堪设想。但实际上，地表上的任何生命都没有被雨滴撞伤，这是因为雨滴下落时不仅受重力，还受到了空气的阻力作用，并不是自由落体运动，而且雨滴运动的速度越大，空气的阻力也越大，就导致雨滴下落到一定高度时总是匀速的了，这个大小不再改变的速度通常叫做收尾速度。

（1）在雨滴下落的初始阶段，雨滴的重力势能主要转化为_____能；在收尾阶段，雨滴的重力势能主要转化为________能。

（2）当雨滴下落达到收尾速度时，为什么总是保持匀速下落？

________________________________________________。

（3）如果忽略雨滴下落过程中空气温度变化产生的影响和水滴蒸发产生的影响，请估算雨滴从1 260 m高度匀速下落到地面，雨滴升高的温度。

［g=10 N/kg，c水=4.2×103 J/(kg·℃）］

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9、如图所示为一种电磁炉的原理示意图，它是利用高

频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁磁性材料制成的烹饪锅，在锅体形成无数小的涡流（感应电流）而产生焦耳热。同时被磁化的铁磁材料分子因摩擦，碰撞而发热，从而使锅体自身发热达到加热食物的目的。小明对

家里的电磁炉进行研究，电磁

炉的

功率调节范围是120 W～2 200 W。

（1）使用电磁炉加热食物时，不产生明火，无烟尘，无废气，清洁、高效、节能。请写出2个有关电磁炉在使用中可能涉及到的物理知识：

______________________

____________；__________________________________________________ 。

（2）在使用电磁炉时，炉和锅之间的热量是由________传递给________的。电磁炉加热食物的过程中消耗________能转化为______能。

（3）小明用电磁炉将质量为2.5 kg的水从20 ℃加热到100 ℃，消耗了0.28 kW·h的电能。水吸收的热量是多少？电磁炉的效率是多少？

10、阅读短文，回答问题。

压力传感器

压力传感器种类很多，电子秤中测力装置所使用的电阻应变式压力传感器就是其中的一种，它能够将被测量的压力信号转化成电压信号。电阻应变式压力传感器的原理如图甲所示，金属梁右端为固定端，左端为自由端，金属梁的上、下表面各紧贴一块相同的应变片、应变片结构如图乙所示，它主要是由基底、金属电阻丝和引线等组成，电阻丝固定在基底上，当应变片被拉长时，金属电阻丝同时被拉长，电阻线的电阻变大。反之，当应变片被压缩时，金属电阻丝变短，电阻丝的电阻变小。

当自由端受到向下的压力F时，金属梁向下弯曲，上应变片被拉长，下应变片被压缩。如果上、下金属电阻丝有大小不变的电流I通过时，上应变片引线间两端电压为U1，下应变片引线间两端电压为U2，传感器可以通过输出两个电压的差值U（U=U1-U2）来反映压力F的大小。请回答下列问题：

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（1）当应变片被拉长时，金属电阻丝的电阻会变大，原因是______________________

____________。

（2）当金属梁没有受到压力时，由于_________________

_____

___________________________________，所以U1=U2，U=0。

（3）当金属梁受力向下弯曲时，U1__________，U2__________（选填“变大”

“变小”或“不变”）。

11、建设中的港珠澳大桥由桥梁和海底隧道组成，隧道由一节一节用钢筋混凝土做成的空心沉管连接而成，如图所示，建造隧道时，先将沉管两端密封，如同一个巨大的长方体空心箱子，然后让其漂浮在海面上，向其内部灌水使之沉入海底。

设某一节密封的长方体沉管的长、宽、高分别是180 m、35 m、10 m，总质量为6×107 kg。（海水的密度取1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg）

（1）漂浮在海面上的密封沉管，在灌水前受到的浮力F浮

=______________N。

（2）在对密封沉管灌水使其下沉过程中，其下表面受到海水的压强大小将_____，当密封沉管上表面刚好水平浸没在海水中时，注入的海水至少为________kg，此时其下表面受到海水的压力等于_______________N。

（3）当密封沉管灌水下沉到海底后，将其下半部分埋入海底的泥沙中，再将灌入其中的海水全部抽出，此时空心密封沉管不会再上浮，请应用浮力的知识来解释其原因。

答：________________________________________________

________________________________________________。

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