初中物理实验题

物体动能E_k的计算公式是mv²，m表示物体的质量，v表示物体的速度．某班的学习小组在老师的指导下开展探究性学习．让质量为m的物块以初速度v₀在不光滑的水平面上运动，已知物体受到的滑动摩擦力大小为f，经过多次实验，测出多组不同的初速度v₀与滑块在水平面上滑行对应的最大距离s，对数据进行分析后，学习小组的同学得出结论：物块克服摩擦力做功的最大值等于物块初动能．老师说这个结论是成立的，根据这个结论解答下面的问题：
（1）由动能E_k的计算公式mv²可知，对动能影响较大的是    （选填“质量”或“速度”）；
（2）当物块的初速度为2m/s时，滑行的最大距离为1m，则当物块的初速度为4m/s时，滑行的最大距离
是    m；
（3）已知在水平面上运动的物块受到的摩擦力大小与物块的重量成正比，即f＝kmg，k是为常数，则当物块初速度相同，增加物块的质量，物块滑行的最大距离    ．（选填“增大”或“减小”或“不变”）

在探究“电流与电阻关系”的实验中，实验器材：两节新干电池，3个定值电阻 $(R_1=5\Omega$、 $R_2=10\Omega$、 $R_3=20\Omega )$，规格为“ $15\Omega 1A$”的滑动变阻器、电压表、电流表、开关各一个，导线若干。实验步骤如下：

（1）连接电路时，开关应处于　      　（填“闭合”或“断开”）状态。

（2）小明连接了图甲所示的部分电路，请用笔画线代替导线，将实物电路连接完整，要求滑片向左移动时电流变小。

（3）连好电路后，按下列步骤进行实验。

①将 $R_1$接入电路，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 $1.5V$，记下电流表的示数 $I_1$。

②用 $R_2$替换 $R_1$接入电路闭合开关后，接下来的操作是　    　，记下电流表的示数 $I_2$。

③用 $R_3$替换 $R_2$接入电路，发现无论怎样移动滑片，电压表的示数始终大于 $1.5V$，请写出一种使电压表示数能达到 $1.5V$的办法：　      　。

④问题解决后，小明绘制如图乙所示的 $I-R$图象，得出结论：电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成　      　比。

（4）探究完电流与电阻的关系后，小明利用如图丙所示的电路图测小灯泡的额定功率，选取的小灯泡上标有“ $0.3A$”字样，估计它的额定功率为 $1.5W$，电流表的“ $0~0.6A$”和“ $0~3A$”量程完好，电压表的“ $0~3V$”量程完好，“ $0~15V$”量程已损坏，滑动变阻器的铭牌标有“ $50\Omega 1A$”字样。连接电路时，小明实验操作正确，闭合开关时，电流表和电压表的示数分别为 $0.2A$和 $2V$；接着他边思考边实验，改进电路后，当将滑动变阻器的滑片 $P$移至中点（连入电路中的电阻为 $25\Omega$）时，灯泡正常发光。小明根据测量的数据算出了灯泡的额定功率。

根据以上的叙述回答下列问题。

①该同学判断小灯泡正常发光的依据是　      　。

②请在虚线框内画出小明改进后的电路图。

③小灯泡的额定功率是　      　 $W$。

如图甲是小丽“测定小灯泡电阻”实验的实物图。

（1）连接好电路，闭合开关前滑动变阻器滑片应该移到  ；
（2）闭合开关，向  移动滑动变阻器滑片，当电压表示数为2.80V时，电流表示数如图所示，示数为  安，此时小灯泡的电阻为  欧；
（3）在实验过程中，发现在开关闭合的情况下，小灯泡突然不亮，电压表和电流表均无示数，小丽认为可能是电路某处断路，于是用一根导线检测，实验步骤和现象如下表。

实验步骤	导线两端接触位置	电灯	电流表	电压表
①	ad	亮	有示数	有示数
②	ae	亮	无示数	有示数
③	ac	不亮	无示数	无示数
④	ab	不亮	无示数	无示数

小丽分析表中现象，判断出  之间某处断路，同组同学指出实验步骤  是没有必要做的。

【探究名称】冰块熔化的快慢与哪些因素有关？

【猜想与假设】

猜想一：可能与隔热的材料有关；

猜想二：可能与隔热材料包裹的厚度有关。

为了探究猜想一，现备有器材：三只相同的塑料杯、报纸、羊毛布料、相同的冰块若干和 　　。

【设计与进行实验】

（1）在三只相同的塑料杯中装入相同的冰块，分别标上 $A$ 、 $B$ 、 $C$ ；

（2）如图甲所示，用 　　的隔热材料将 $A$ 杯和 $B$ 杯包裹 　　的厚度（均选填"相同"或"不同" $)$ ， $C$ 杯不包裹，并开始计时；

（3）如图乙所示，当 $C$ 杯中冰块完全熔化后，再每隔 $5\mathit{min}$ 小心地揭开一点隔热材料，观察 $A$ 杯、 $B$ 杯中冰块是否已经完全熔化，记录 $A$ 杯、 $B$ 杯中冰块完全熔化的时间 $t_1$ 、 $t_2$ 。

【分析与论证】若 $t_1\ne t_2$ ，则冰块熔化的快慢与隔热的材料 　　。

【评估与交流】

（1）本实验是通过比较冰块完全熔化的 　　来反映冰块熔化的快慢。

（2）炎热的夏天，冰棒更容易熔化。据此你认为冰块熔化的快慢还可能与 　　有关。

【拓展】要比较冰块熔化的快慢，还可以在相同的时间里比较冰块熔化的多少。我们所学过的物理量中，类似于这种表示"快慢"的物理量有 　　（写出一个）。

小华家有一只仅能看清“  0.3A”字样的小灯泡．为了探究通过小灯泡的电流与两端电压的关系，他利用身边的实验器材，设计了如图所示实验电路．

器材：电流表（0～0.6A），电源（U=6V），电阻箱（可以读出阻值的可变电阻），开关，导线若干．
（1）按电路图连接实物电路时，开关S应＿＿＿＿（选填“闭合”或“断开”）；
（2）实验中，电阻箱接入电路的阻值为R，电流表的示数为I，则小灯泡两端电压的表达式U_L=＿＿（用U、I和R表示）；
（3）改变电阻箱的阻值，在下表中记录并计算相关数据．请根据表格回答下列问题．

①电阻箱在本实验中的作用和你所熟悉的哪一个电学元件相似？＿＿＿＿；
②当U_L=2.4V时，灯泡的阻值为＿＿＿Ω；
③小灯泡的阻值随着两端电压的升高而＿＿＿＿（选填“增大”、“不变”或“减小”）；
④若实验中只有电阻箱发生断路故障，小华设计了用导线将电阻箱两端连接起来的检测方案．你认为是否可行？并请说明理由．答：＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿．

小明在实验室探究电学实验，有如下器材：电压表、电流表、滑动变阻器、开关、电源（电压恒为4.5V）、定值电阻R（分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω）、小灯泡（额定电压为2.5V）、导线若干。

（1）在探究“电流与电阻的关系”实验中：

①小明设计了如图甲所示电路，请你帮他将图乙所示的实物图连接完整。

②闭合开关前，要将滑动变阻器滑片移至　     　（选填“A”或“B“）端；电路中滑动变阻器起到保护电路和　                         　的作用。

③闭合开关，发现无论如何移动滑动变阻器的滑片，电流表有示数，电压表示数为零，此时电路出现的故障可能是　                           　。

④小明排除故障后继续实验，先将5Ω的电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V，记下电流表示数；断开开关，把5欧电阻换为10欧的电阻，再闭合开关，应向　     　（选填“A”或“B“）端移动滑动变阻器的滑片，才能使电压表示数仍为2.5V，同时再记下电流表的示数。

⑤为确保所给的5个定值电阻接入电路后都能正常进行实验，那么，应该选取最大阻值不小于　     　Ω的滑动变阻器。

（2）完成以上实验后，小明将定值电阻换成小灯泡，想要测量它的额定电功率。在不损坏小灯泡的情况下，移动滑动变阻器的滑片，记录多组小灯泡两端的电压值及对应的电流值，根据这些数据绘制出了小灯泡的“I﹣﹣U”关系图象（如图丙所示）。分析图象可知，小灯泡正常工作时灯丝电阻为　     　Ω，小灯泡的额定功率是　      　W．从图象还可以看出，小灯泡灯丝的电阻是　    　（选填“变化或“不变”）的，造成这一现象的原因是灯丝电阻随　    　升高而增大。

有一电源和电阻连接组成的装置，只有M、N两个接线柱可供使用，如图所示，装置内电源的电压和电阻的阻值均未知，现要求测定此装置内电阻的阻值R．

(1)请你利用下列器材：
一个已知阻值为R₀的定值电阻；
一个量程合适的电流表；
一个单刀双掷开关：“        ”
简要说明测量方法，并写出需要测量的物理量(用字母表示)，并画出电路图（要求电路只能接一次，不得拆开重接）．
________________________________________________________________________．
(2)写出计算电阻阻值的表达式：R＝           ．

小虹利用弹簧测力计、实心圆柱体物块、烧杯等器材，探究浮力的大小跟哪些因素有关。小虹提出如下猜想，设计并进行了实验。

猜想 $a$ ：浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关；

猜想 $b$ ：浮力大小与物体排开液体的体积有关；

猜想 $c$ ：浮力大小与液体的密度有关。

（1）小虹确定了测量浮力的方法：用弹簧测力计先测出物体的重力 $G$ ，接着将物体浸入液体中静止时，读出测力计对物体的拉力 $F_{拉}$ ，可计算出物体所受的浮力 $F_{浮}$ 。其测量原理利用了 　　。

A．	$A.F_{浮}$ 与 $G$ 是一对平衡力
B．	$B.F_{浮}$ 与 $G$ 是相互作用力
C．	$C.F_{浮}$ 与 $F_{拉}$ 是相互作用力
D．	$D.F_{浮}$ 、 $F_{拉}$ 和 $G$ 是一组平衡力

（2）小虹的操作步骤及测量数据如图所示。

由测量数据可得： $B$ 步骤中圆柱体物块受到水的浮力为 　　 $N$ 。

（3）分析图中 $A$ 步骤与 　　步骤的数据，可以验证猜想 $a$ 是错误的。（填出步骤的序号）

（4）进一步学习了阿基米德原理之后，利用如图的测量数据，还可以计算出其它一些物理量（水的密度已知）。下列物理量中不能计算出的是 　　。

A．	$A.$ 物块的体积
B．	$B.$ 物块的密度
C．	$C.$ 盐水的体积
D．	$D.$ 盐水的密度

图甲是测量小灯泡在不同电压下电阻的实验电路图（小灯泡额定电压为 $1.5V$）。

（1）小明按电路图连接实物，刚接上最后一根导线，看到电流表的指针立刻有偏转。若电路连线正确，造成这种异常现象的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（2）实验中，调节滑动变阻器，分别记录电压表和电流表的示数如下：

测量次序	1	2	3	4	5
电压 $U/V$	$1.8$	$1.5$	$1.0$		$0.3$
电流 $I/A$	$0.32$	$0.30$	$0.26$		$0.18$

①第4次测量对应的电压表和电流表示数如图乙所示，此时小灯泡两端的电压是＿＿＿＿＿ $V$，通过它的电流是＿＿＿＿＿ $A$。

②小灯泡正常发光时的电阻是＿＿＿＿＿ $\Omega$。

③第5次测量中，小灯泡不发光，小明断定是灯丝断了。这个判断是＿＿＿＿＿（选填“正确”或“错误”）的，理由是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

小明同学想探究“一段电路中的电流与电阻的关系”，设计了图甲所示的电路图。

（1）根据小明设计的甲图，请用笔画线将乙图实物图连接完整。

（2）小明将第一次实验得到的数据填入了下面的表格中，然后将 $E$、 $F$两点的电阻由 $10\Omega$更换为 $20\Omega$，之后他调节变阻器滑片向 　　（填“ $A$”或“ $B$” $)$移动，直到电压表示数为 　　 $V$为止。此时电流表示数如图丙所示，示数为 　　 $A$。

实验序号	电压 $/V$	电阻 $/\Omega$	电流 $/A$
1	4	10	0.4
2		20

（3）若实验中电压表损坏，但是已有一个已知阻值为 $R_0$的定值电阻，小明利用以上器材想测出未知电阻 $R_x$的阻值，实验电路如图丁所示（电源电压未知且恒定），请根据以下实验步骤完成实验：

①闭合开关 $S_1$，断开开关 $S_2$，记录电流表示数 $I_1$；

②同时闭合开关 $S_1$、 $S_2$，记录电流表示数 $I_2$；

③则待测电阻的表达式为 $R_x=$　　（用已知量和测量量符号表示）

用如图甲所示的电路探究"通过导体的电流与电压的关系"，电源电压为 $3V$ ，定值电阻 $R$ 的阻值为 $10\Omega$ ，滑动变阻器 $R\text{'}$ 的最大阻值为 $20\Omega$ 。

（1）用笔画线代替导线把图乙所示的实物图连接完整，要求滑片 $P$ 向右移动时电流表示数变小。

（2）闭合开关前将滑动变阻器的滑片调至 $B$ 端的目的是 　　。闭合开关，移动滑片，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压。若电路仅有一处故障，故障是 　　。

（3）排除故障后，调节滑动变阻器，记录数据如表。请在图丙所示的坐标纸中把未标出的两个点描出来并画出 $I-U$ 图像。

序号	1	2	3	4	5
电压     $U/V$	1.2	2.0	2.2	2.4	2.8
电流     $I/A$	0.12	0.20	0.22	0.24	0.28

分析图像可得：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。

（4）若探究"通过导体的电流与电阻的关系"，需要用到阻值为 $5\Omega$ 、 $10\Omega$ 、 $15\Omega$ 、 $20\Omega$ 、 $25\Omega$ 的电阻。将 $10\Omega$ 的电阻换成 $15\Omega$ 后，若保持电压表的示数为 $1.5V$ 不变，应将滑动变阻器的滑片向 　　端移动。换用 $25\Omega$ 的电阻进行实验时，发现无论怎样移动滑片，都无法使电压表的示数达到 $1.5V$ ，原因是滑动变阻器的最大阻值 　　（选填"过大"或"过小" $)$ 。

为探究导体电阻大小的影响因素，某同学利用同种合金材料制成的 $a$ 、 $b$ 、 $c$ 三条电阻丝（不考虑温度对电阻的影响）进行实验， $a$ 、 $b$ 长度相同， $b$ 、 $c$ 粗细相同，如图1所示。连接电路，分别接入电阻丝 $a$ 、 $b$ 、 $c$ ，闭合开关后电流表的三次示数如图2所示。

（1）根据示数可以得出以下结论：

①电阻大小不仅跟导体横截面积有关，还跟导体 　　有关。

② 　　电阻丝的阻值最小（选填" $a$ "" $b$ "" $c$ " $)$ 。

（2）该同学更换了电源和电流表，添加了电压表和滑动变阻器，设计了图3（甲 $)$ 所示的电路来测量电阻丝的电阻。

①图3（乙 $)$ 是根据图3（甲 $)$ 连接的实物图，请在错误的导线上打" $\times$ "并连接正确。

②闭合开关后，当滑片 $P$ 向右移动时，电压表示数 　　（选填"变大""变小""不变" $)$ ；当滑片 $P$ 移到某一位置时，电压表的示数为 $1.2V$ ，电流表的示数如图丙所示，则 $R_a=$ 　　 $\Omega$ ；接着他多次改变滑片位置测量 $a$ 电阻丝的电阻值，并求出平均值 $R_a\text{'}$ ，其目的是 　　；

③若电源电压为 $6V$ ， $R_a\text{'}=R_a$ 且保持不变，要使图3（乙 $)$ 连接方式中各电路元件安全，则滑动变阻器的最大值应不小于 　　 $\Omega$ 。

探究小组的同学们利用天平、量筒等实验器材测量一个金属块的密度，具体实验操作如下：

（1）将天平放在水平桌面上，将游码移至标尺左端的 　　处，此时指针位置如图甲所示，要使天平平衡，应向 　　调节平衡螺母。

（2）把金属块放在天平左盘，向右盘加减砝码并调节游码在标尺上的位置，天平平衡后，右盘中砝码质量和游码的位置如图乙所示，金属块的质量是 　　 $g$。

（3）在量筒中加入 $20\mathit{mL}$水，读数时视线应与凹液面底部 　　，将金属块轻轻放入量筒中，如图丙所示，则金属块的体积是 　　 $c{m}^3$。

（4）金属块的密度是 　　 $\mathit{kg}/m^3$。

（5）实验时，若将（2）、（3）两个步骤顺序对调，这种方法测出的金属块的密度与真实值相比 　　（选填“偏大”或“偏小” $)$。

（6）小强同学又取来一根粗细均匀的饮料吸管，在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口，制成一个能始终竖直漂浮在液体中的简易密度计，用这个简易密度计测量某液体的密度，实验步骤如下： $\left({\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3\right)$

①用刻度尺测出密度计的长度是 $10\mathit{cm}$；

②将密度计放入盛有水的烧杯中，静止后测出密度计露出水面的长度是 $4\mathit{cm}$；

③将密度计从水中取出并擦干，然后放入盛有被测液体的烧杯中，静止后测出密度计露出水面的长度是 $2\mathit{cm}$；

④被测液体的密度是 　　 $g/c{m}^3$。

测量小灯泡的额定功率

（1）如图1甲所示是测量额定电压为 $3.8V$小灯泡的额定功率的实验电路。检查发现电路中有一根导线连接错误，此时若闭合开关，电流表的指针将　    　（填“正常偏转”或“几乎不动”），请你在错误的导线上画“Ⅹ”，并用笔画线代替导线，将电路连接正确。

（2）正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为 $3.8V$，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图1乙所示，电流值为　    　 $A$，则小灯泡的额定功率　      　 $W$。

（3）实验后，小明又想测量一个额定电压为 $6V$阻值约为 $8\Omega$的小灯泡的额定功率，但发现电流表和电压表的大量程均已损坏，于是找来一个阻值为 $10\Omega$的定值电阻，设计了如图1丙所示的实验电路，其中电源电压恒为 $8V$请完成下面的实验步骤：

①在图2所示的三个选项中，选出能对应填入虚线框内合理的元件组合　     　。

②正确选择元件并连接电路后，闭合开关 $S$调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为　　 $V$，小灯泡正常发光，此时电流表的示数为 $0.5A$，则小灯泡的额定功率为　   　 $W$。

小亮为测量电阻R_x的阻值，选择了以下器材：待测电阻R_x、阻值已知的定值电阻R₀、电压不变（电压值未知）的电源一个、电流表一只、开关两个、导线若干。如图所示，小亮连接了实验电路，但实验步骤没有写完整，请你帮助完成实验步骤，并写出电阻R_x的表达式。

（1）闭合开关S₁、S₂，读出此时电流表的示数I₁。
（2）               ，读出此时电流表的示数I₂。
（3）根据所测数据计算得出R_x=               。