初中物理能量实验题

为验证阿基米德原理，小明选用实验器材：弹簧测量计、大烧杯、小水桶、小石块、小垫块和水；完成以下几个测量步骤：

A．用弹簧测力计测出石块的重力G物；

B．将石块浸没在烧杯的水中，读出此时弹簧测力计示数F；

C．用弹簧测力计测出小水桶和水的总重力G总；

D．用弹簧测力计测出空水桶的重力G0；

（1）最佳测量步骤为：____。
（2）实验过程中，若斜置在小垫块上的大烧杯中水没有装满，小水桶承接到的水的重力____被石块排开的水的重力（填“大于”、“等于”或“小于”）。
（3）石块浸没在水中所受的浮力表达式____；被石块排开的水的重力表达式____。（用已测得的物理量表示），比较F_浮与G_排的大小。
（4）如图B所示，当石块浸没到水中后，随着石块浸在水中深度增加，弹簧测力计的示数____（“变大”、“不变”或“变小”）。

（一）小刚在探究“力与物体运动的关系”的实验中，提出了“运动物体如果不受外力的作用，会一直运动下去吗？”的问题。如图所示，他让一小球从斜面顶端同一高度从静止开始滑下，并逐渐减小水平木板表面的粗糙程度，然后测量小球的运动距离。

（1）实验时小球每次都从斜面顶端同一高度从静止开始下滑，是为了让小球在水平木板表面开始运动的__________相同。
（2）由图可知，小球在很光滑的木板上前进的距离最大，这说明平面越光滑，小球受到的阻力越________。
（3）根据这个实验推理：假如平面足够光滑（即小车不受任何阻力作用），那么小车将一直保持________________。
（二）小刚同学为了参加体育考试，想测试一下他穿橡胶底和牛筋底的运动鞋时哪个鞋底表面更粗糙。
（1）如图甲所示，他首先用弹簧测力计水平拉动橡胶底运动鞋在水平桌面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为__________N。
（2）小刚发现牛筋底的运动鞋较轻些，于是便向鞋中添加了适量的砝码，目的是_______________________。
（3）在拉动过程中小刚发现，匀速直线拉动鞋实际很难控制，于是他将鞋放在水平放置的木板上，将弹簧测力计固定，改为拉动木板，如图乙所示，当他水平向左拉动木板时，鞋所受到的摩擦力的方向为______________(选填“水平向左”或“水平向右”)。

（4）小刚比较出了哪双鞋摩擦力更大后，他用一拉力传感器（能感应力大小的装置）水平向右拉一水平面上的木块，A端的拉力均匀增加，0～t_l时间内木块静止；从t₁时刻开始，木块发生运动，木块运动后改变拉力：t₁～t₂时间内木块作变速直线运动（速度大小在变）；木块在t₂时刻后处于匀速直线运动状态。对数据处理后，得到如图乙所示拉力随时间变化图像，则当用F=6.3N的水平拉力拉静止的木块时，木块所受摩擦力大小为_______N；当用F=6.8N的水平拉力拉木块时，木块所受摩擦力大小为_________N。

物理实验复习时，小美和小丽再探有关杠杆平衡的问题

（1）小美先将杠杆调节至水平位置平衡，在左右两侧各挂如图甲所示的钩码后，杠杆的   端下降．要使杠杆重新在水平位置平衡，如果不改变钩码总数和悬挂点位置，只需将                    即可．
（2）小丽还想探究当动力和阻力在杠杆同侧时杠杆的平衡情况，于是她将杠杆左侧的所有钩码拿掉，结果杠杆转至竖直位置，如图乙所示．小丽在A点施加一个始终水平向右的拉力F，却发现无论用多大的力都不能将杠杆拉至水平位置平衡．你认为原因是                   ．
（3）他们认为（2）问中拉力是做功的．如果水平向右的拉力F大小不变，OA长L，将杠杆从竖直位置拉着转过30°的过程中，拉力F做功为   ．

小阳喜欢动手做实验，下面是她课后在实验室为测量物质的密度进行的一些尝试。

（1）小阳先将盐水倒入量筒，如图甲所示，则盐水的体积为_________cm³。接着用天平测出空烧杯的质量为30g，然后她将量筒中的盐水全部倒入烧杯，用天平测量烧杯和盐水的总质量，天平平衡时的情景如图乙所示，则烧杯和盐水的总质量为_________g。请你根据以上实验数据计算出盐水的密度为_________kg/m³，这种方法测量的盐水密度会比真实值_________ (选填“大”或“小”)。
（2）小阳紧接着想要测量一种蜡块的密度。但是量筒却被其他同学拿走了，聪明的小阳想到了一种利用现有器材测量蜡块密度的方法：
第一步：把蜡块放入图乙烧杯的盐水中漂浮，调节天平平衡，记下天平的示数为81g；
第二步：再用一个体积不计的细铁丝把蜡块全部压入盐水中稳定后，重新调节天平平衡，记下天平的示数为85g；
请利用上面（1）问中得出盐水的密度和测得的相关数据帮助小阳完成下列计算：蜡块的质量是_________g；漂浮时蜡块所受的浮力大小是_________N，蜡块被全部压入盐水中时所受的浮力大小是_________N；蜡块的体积是_________cm³，蜡块的密度是_________g/cm³。

利用如图所示的装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”．将小球A 、B 分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C 发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止．图中的摆长L 都相同，θ_１＜θ_２，球A、B的质量分别为m_A、m_B ( m_A＜m_B) ．

（1）如图甲、乙所示，同时释放A 、B，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的   无关．
（2）如图甲、乙所示，观察到B 球能将木块C撞得更远，由此可得出结论：   ．
（3）图乙中角度θ₁小于图丙中角度θ₂，是为了达到   目的，如图乙、丙所示，图丙中木块C滑行得更远些，由此可得出结论：   ．

某实验小组探究金属丝电阻大小与长度的关系，他们取一段粗细均匀的金属丝拉直连接在A、B接线柱上，在金属丝上安装一个可滑动的金属夹P．实验室还提供了下列器材：电压表、电流表、电池组（电压3 V）、滑动变阻器（20 Ω  2 A）、刻度尺、开关和导线若干．

（1）为了测量AP段的电阻R，他们连接了如图甲所示的电路，连接电路时，开关应_______．
（2）某次实验中测得电压表的读数为2.1V，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的读数为I= _______A，此时金属丝的电阻R= _______Ω．
（3）实验中移动金属夹P，分别测出AP段的长度和对应的电压电流值，并计算出电阻值R，其中l和R的数据如下表：

/cm	30	40	50	60	70	80
R/Ω	2.1	2.8	3.5	4.2	4.9	5.6

分析表中数据，可知_______．
（4）小军同学认为，由于电源电压没有超过电压表所选量程的最大值，因此在闭合开关前，可以将变阻器的滑片置于任意位置．你认为他的想法是_______（填“正确”或“错误”）的，理由是：_______．

某同学要测量一个额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，电路图如图甲所示。使用的电源电压约为6V，滑动变阻器的规格“5Ω  2A”。

（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移至（选填“a”或“b”）端。
（2）该同学将滑片移至正确位置后，闭合开关，观察到电压表的示数如图乙所示，此时小灯泡两端的电压为V。为了保证小灯泡不被损坏，接下来应该进行的操作是。
（3）为了能测出这个小灯泡的额定功率，请你写出一条改进措施：。

小明和小华用如图甲所示的电路研究通过导体的电流与导体两端的电压、导体电阻间的关系。所用实验器材是：电源（两节干电池）、电流表（0～0.6A，0～3A量程已损坏）、电压表：（0～3V ， 0～15V）、电阻箱R₁（0～999.9Ω）、滑动变阻器R₂（20Ω，2A）、开关、导线若干。
（1）按要求完成图乙的实物图连接：当滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表示数变大。
（2）在探究导体的电流与导体两端的电压关系时，滑动变阻器的主要作用是        。小华按要求连接好电路，闭合开关后发现，电压表有示数，电流表无示数，说明电路中存在的故障是                 。
（3）在探究导体的电流与导体电阻间的关系时，小明直接改变电阻箱的阻值，测得相应的电流值，如下表所示。小明分析表中数据得出电流与电阻不成反比，他判断的依据是                               ，造成这一结果的原因是                         。

序号	电阻R/Ω	电流I/A
1	3	0.5
2	6	0.33
3	9	0.25

 
（4）就本实验所用器材，在探究电流与电阻的关系时，若保持电阻箱两端的电压为2V，为能完成实验，电阻箱R₁可接入电路的阻值范围是            （保留一位小数）。

探究并联电路电流规律
宝宝和玲玲同学想探究并联电路电流规律
【猜想与假设】
（1）宝宝同学猜想：并联电路中各支路电流相等；
（2）玲玲同学猜想：并联电路干路中的电流等于各支路电流之和。
【设计实验与制订计划】
宝宝和玲玲同学分别从实验室中选取电流表3只，灯泡2只，开关1个，滑动变阻器1个，干电池，导线若干。实验电路图如图所示。

【进行实验与收集证据】
（1）宝宝同学根据电路图连接好实验电路，连接过程中，开关应该       ；检查电路无误后，开始实验，正确读出电流表示数如下表：

实验次数			I/A
1	0.16	0.16	0.32
2	0.20	0.20	0.40
3	0.22	0.22	0.44

（2）玲玲同学根据电路图正确连接好实验电路，开始实验，正确读出电流表示数如下表：

实验次数			I/A
1	0.10	0.20	0.30
2	0.14	0.28	0.42
3	0.18	1.80	0.54

【分析与论证】
分析记录的实验数据，宝宝同学得出：并联电路中各支路电流相等；玲玲同学得出：并联电路总电流有时等于各支路电流之和。
【评估】
（1）宝宝同学得出错误的实验结论：主要原因是                              。
（2）玲玲同学的实验记录表格中，实验次数             读数错误，原因是                              。
（3）为了使实验结论更具科学性，请你提出合理化建议（1条即可）：                              。

某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，第1、2、3次实验装置分别如图中的甲、乙、丙所示。

次数	钩码重 G/N	钩码上升 高度h/m	有用功 W有/J	测力计 拉力F/N	测力计移动 距离s/m	总功 W总/J	机械 效率η
1	2	0.1	0.2	0.9	0.3	0.27	74.1%
2	4	0.1	0.4	1.6	0.3	0.48	83.3%
3	4	0.1		1.1	0.5	0.55

（1）实验中应沿竖直方向      拉动弹簧测力计，使钩码上升。
（2）比较第1次实验和第2次实验，可得结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越     。
（3）第3次实验的机械效率是    。
（4）第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多，把同一重物提升相同高度对动滑轮所做的额外功      (选填“增大”或“减小”)，因而，由第2、3次实验可知：滑轮组的机械效率与动滑轮自重大小有关。

某班同学在探究“动能的大小与什么因素有关”时，提出了如下猜想：
猜想一：动能的大小可能与物体的密度有关；
猜想二：动能的大小可能与物体的运动速度有关；
猜想三：动能的大小可能与物体的质量有关。
为了验证猜想，老师提供如下器材：刻度尺、四个金属球（100g的铁球、100g的铝球、50g的铁球、50g的铜球）、小木块和长木板。
同学们组装了如图所示的实验装置，让小球从斜面上由静止滚下，碰上水平面上的小木块后，将木块撞出一段距离。在同样的平面上，木块被撞得越远，说明球的动能越大。

请你帮同学们完成下列任务：
（1）写出探究“猜想一”的实验方案；
（2）设计出探究“猜想二”的记录数据表格。

为了探究静摩擦力作用的相互性，并比较一对相互作用的静摩擦力的大小，某实验小组设计了如图甲所示的实验装置，整个装置放在水平桌面上，其中A、B两木块叠放在一起，两个轻质弹簧测力计C、D的一端与两木块相连，另一端固定在铁架台E、F上．后来经过讨论，完善了实验装置，如图乙所示．

（1）在理想情况下，B对A的静摩擦力的大小等于弹簧测力计_____的示数．(填“C”或“D”)
（2）在B下面放细圆木条的目的是_           ___。
（3）实验中需向右缓慢移动铁架台F，在此过程中，应使A、B保持相对_   __(填“运动”或“静止”)，整个装置静止后，读取两个弹簧测力计的示数F₁、F₂．
（4）分析两个弹簧测力计的示数F₁、F₂，若__      ___，则静摩擦力的作用是相互的，且一对相互作用的静摩擦力大小相等。

如图所示是小明探究“比较水和煤油的比热容大小”的实验装置。

（1）为保证让水和煤油在相同时间内能吸收相同的热量，甲、乙两个电阻丝的阻值必须满足的条件是阻值
          （选填“相等”或“不相等”）。
（2）实验时还要使这两种不同物质的初温和       相同。
（3）在此实验中，用加热时间的长短来表示物质           。
（4）观察分析表格和图像，我们能得出的水和煤油比热容的大小关系是C_水       C_煤油。（选填“大于”、“小于”或“等于”）

如图甲所示，放在水平地面上的物体A受到水平向右的力F的作用，如图甲所示。力F的大小以及物体A的运动速度大小v随时间t的变化情况如图乙、丙所示。
根据图像信息回答：
（1）当t=4s时，物体A受到的摩擦力f的大小为______N；
（2）当F=4N时，物体的运动是                                  。

某同学做“测量小灯泡电功率”实验中，所用电源电压恒为4V，小灯泡的螺旋套上标有“2.5V”字样

（1）在检查仪器时，发现电流表的指针如图所示，则他接下来的操作是 ．

（2）请你根据图电路图用笔画线代替导线，将图中未完成的电路连接好．要求：滑动变阻器的滑片向右移动时，连入电路的阻值变小，导线不能交叉．
 
（3）检查仪器和电路无误后，闭合开关，调节调动变阻器片到某一位置时，电压表示数如图所示，现要测定小灯泡的额定功率，应将滑片适当地向 （选填“左”或“右”）移动，同时眼睛应观察 电压的示数，使它示数为       。

（4）改变滑动变阻器的阻值，多次测量通过小灯泡的电流和它两端的电压，根据记录的数据画出了如图所示的小灯泡的电流随电压变化的关系图象．由此可知，小灯泡的额定功率为 W，小灯泡灯的电阻随电压的增大而 （选填“增大”、“不变”或“减小”）．

（5）完成了上述实验后，小明进一步探究通电直导线周围的磁场分布情况，找来小磁针、铁屑、硬纸板等，做了如图所示的实验，发现了直导线周围的磁场是以导线为圆心的同心圆圈，并找到了判断直导线周围磁场的方法：“用右手握住直导线．让大拇指指向直导线中电流的方向，则弯曲的四指所指方向为磁场方向．”请你用小明的方法判断如中小磁针北极转向 ．图中小磁针北极转向 （两空均选填“纸内”或“纸外”）．