初中物理实验题

同学们在“探究小灯泡的亮度与功率的关系”实验中，所用电源电压为 $6V$，灯泡的额定电压 $U_0=3.8V$，额定功率在 $1-1.5W$的范围内。

（1）按图甲所示的电路图，请你用笔画线代替导线将图乙的电路补充完整。

（2）小杜同学在实验过程中，将滑动变阻器的滑片 $P$缓慢向 $B$端移动，小灯泡的实际功率将　　（选填“变大”、“变小”或“不变” $)$；同时观察到小灯泡的亮度将变　　（选填“亮”或“暗” $)$。

（3）另一组的小张同学在实验过程中发现电流表、电压表示数如图丙所示，此时电流表的示数是　　 $A$，电压表的示数是　　 $V$，经分析造成这种现象的原因是　　。

（4）小张同学重新调整电路连接后，继续探究小灯泡在额定功率时的亮度，但发现无法准确读出额定电压，他用第（3）小问中所测得数据先算出灯泡的电阻 $R_L$，再根据 $P_0=\frac{U_0{}^2}{R_L}$计算灯泡的额定功率。按此方案算出灯的额定功率比真实值偏　　（选填“大”或“小” $)$，原因是　　。

小杜同学在长江边捡到了一块漂亮的鹅卵石，他用天平和量筒测量鹅卵石的密度。

（1）他设计了下列实验步骤：

①用调节好的天平测出鹅卵石的质量 $m$；

②向量筒中倒进适量的水，读出水的体积 $V_1$；

③根据密度的公式，算出鹅卵石的密度 $\rho$；

④将鹅卵石浸没在量筒内的水中，读出鹅卵石和水的总体积 $V_2$。

他应采用正确的实验步骤顺序为　　（选填下列选项前的字母）。

$A$、①②④③ $B$、①②③④ $C$、②③④① $D$、②③①④

（2）如图甲所示，小杜在调节天平横梁平衡过程中的操作错误是　　。

（3）小杜纠正错误后，重新调节天平平衡并测量鹅卵石的质量，当天平平衡时右盘砝码和游码如图乙所示，鹅卵石的质量为　　 $g$；由图丙和丁可知鹅卵石的体积是　　 $c{m}^3$，计算出鹅卵石的密度为　　 $g/c{m}^3$。

（4）若鹅卵石磨损后，它的密度将　　（选填“变大”、“变小”或“不变” $)$。

（5）用量筒测量水的体积，读数时视线应与液体凹面的底部　　，若小杜在图丙中读数正确，在图丁中读数时视线仰视，所测得鹅卵石的密度将　　（选填“偏大”、“偏小”或“不变” $)$。

完成下列两个小题：

（1）在“探究平面镜成像”的实验中，如果将蜡烛靠近平板玻璃，像的大小将　　（选填“变大”、“变小”或“不变” $)$；在实验中如果把平板玻璃向右倾斜（如图丙），观察到蜡烛的像的大致位置在图中的　　处（选填“ $A$”或“ $B$” $)$。

（2）小杜同学在做“观察水的沸腾”实验中，选用了实验室里常用的温度计，它是根据液体　　的原理制成的。图甲所示是某时刻温度计的示数为　　 ${}^{°}\text{C}$；继续加热，当水温上升到 ${80}^{°}\text{C}$时，每隔 $1\mathit{min}$记录一次温度计的示数，直到水沸腾 $4\mathit{min}$后停止读数，根据记录的数据画出了图乙示数的“温度 $-$时间”图象，根据图象可知此次实验中水的沸点是　　 ${}^{°}\text{C}$。

如图为某款擦窗机器人，它凭借其底部的真空泵在机身和玻璃之间形成低气压，牢牢地吸附在竖直玻璃上。请回答：

（1）当它静止在竖直玻璃上时，受到的摩擦力方向是　　。

（2）擦窗机器人的擦拭速度是4分钟 $/$米 ${}^2$，要擦完总面积为3米 ${}^2$的窗玻璃需要　　分钟。

（3）工作时擦窗机器人对玻璃的压力为28牛，内外气压差达到800帕，求擦窗机器人与玻璃的接触面积至少为多少平方米？

（4）擦窗机器人的总质量为1.2千克，工作时的实际功率为80瓦，它在竖直向上擦窗过程中有 $0.25\%$的电能用于克服重力做功。若窗户足够高，持续竖直向上擦窗20分钟，擦窗机器人可上升的最大高度为多少米？（取 $g=10$牛 $/$千克）

在生活中人们常会有一些模糊或错误的认识，其实只要应用科学知识进行分析，就能作出合理解释。

（1）人们经常认为，汽车的速度越大惯性越大，所以要限速，但是高速公路限速牌上却显示，大型车辆最高限速比小型车辆低，原因是汽车的　　越大惯性越大。

（2）在今年第四次成品油调价中，汽油价格下调250元 $/$吨，柴油价格下调235元 $/$吨。但细心的小明发现，加油站的汽油价格下调0.18元 $/$升，柴油价格下调0.20元 $/$升，每升柴油价格反而比汽油下调得多，其原因是　　。

（3）现在高速公路上不仅有即时测速，还有区间测速，即在某一路段上设置两个监控点，根据车辆通过前后两个监控点的时间来测算车辆有无超速。在如图所示限速要求的高速公路上，第一个监控点测得某辆小车于 $8:10$以115千米 $/$时的速度通过，相距30千米的第二个监控点于 $8:22$测得该小车以118千米 $/$时的速度通过。请通过计算判断该小车行驶途中是否超速。

为了探究小灯泡电流与电压的关系，小明选择额定电压为2.5伏的小灯泡，电压为4伏的电源以及其他相关器材按图甲连接电路，进行实验。

（1）闭合开关移动滑动变阻器的滑片，当观察到　　时，可以判断此时小灯泡正常发光。

（2）在实验过程中，小明将滑动变阻器的滑片从 $A$端开始移动，直到灯泡正常发光，在此过程中测得小灯泡电流和电压的几组数据，并正确画出曲线 $a$，如图乙所示，该实验小明选择的滑动变阻器可能是　　。

$A$、滑动变阻器 $R_1(20$欧，3安） $B$、滑动变阻器 $R_2(50$欧，2安） $C$、滑动变阻器 $R_3(2000$欧，0.25安）

（3）小明在图乙中还画出了本实验中滑动变阻器的电流随电压变化的曲线 $b$，老师据图指出该曲线是错误的，其理由　　。

根据能量转化与守恒定律，在与外界没有热传递的条件下，物体内能的增加量与外界对物体做功多少相等。为了验证此规律，某兴趣小组设计了如图所示的实验，在容器里装一定质量的水，中间装上带有叶片的转轴，转轴上绕上绳子，绳子另一端通过滑轮与一重物相连，当重物下降时，绳子拉动转轴转动，带动叶片旋转，使容器里的水温度升高，结合水的比热计算出水中增加的内能。以此验证水的内能增加量与重物的重力做功多少是否相等。

（1）为了完成此实验，除已提供质量的电子天平外，还需要的测量工具有　　。

（2）兴趣小组在实验过程中发现，水内能的增加量小于重物做功的大小，请写出造成这种现象的一种原因　　。

（3）改进实验后，获得那如表数据，规律得到验证。

实验序号	重物质量（千克）	下降高度（米 $)$	升高温度 ${(}^{°}\text{C})$
1	20	5	0.5
2	20	10	1.0
3	20	15	1.5
4	10	10	0.5
5	30	10	1.5
6	40	10	2.0

若使容器内相同质量水的温度升高 ${2.5}^{°}\text{C}$，则25千克的重物需下降　　米。

在学习影响滑动摩擦力大小的因素后，小柯还是认为：重力越大，滑动摩擦力越大。于是张老师用如图装置与他一起实验。

步骤一：将铁块放在木板上，往砂桶中加入一定量细沙，使压力传感器的示数为5.00牛，水平向左拉动木板，读出拉力传感器的示数并记录。

步骤二：换用质量不同、粗糙程度和底面积都相同的铁块，重复步骤一，记录结果如下表：

实验次数	质量不同的铁块	压力传感器示数（牛 $)$	拉力传感器示数（牛 $)$
1	小	5.00	2.10
2	中	5.00	2.11
3	大	5.00	2.11

请回答下列问题：

（1）第1次实验中铁块受到的摩擦力为　　牛；

（2）实验中能否用钩码代替细沙？并说明理由；

（3）通过实验得出的结论是　　；

（4）小柯认为：该实验中压力传感器的上表面要尽量光滑，否则会使拉力传感器的读数偏大，你认为他的说法是否合理，为什么？　　。

小柯利用如图甲所示的电路探究电流与电阻的关系，已知电源电压为 $6V$且保持不变，实验所用电阻 $R$的阻值分别为 $5\Omega$、 $10\Omega$、 $20\Omega$，滑动变阻器的规格为“ $30\Omega 2A$”。

（1）请设计实验数据记录表，画在虚线框内。

（2）小柯将5欧的电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器使电压表示数为2伏，读出相应的电流值记录在表格中；然后更换电阻重复上述实验。当接入20欧的电阻时，发现无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数都无法达到2伏，其原因是　　。

（3）小柯用图乙所示的电路测未知电阻 $R_X$的阻值，图中 $R_0$为定值电阻，他先将导线 $a$端接到电流表“ $-$”接线柱上，电流表示数为 $I_1$，然后将导线 $a$端接到电流表“3”接线柱上，电流表示数为 $I_2$，则 $R_X$的阻值为　　（用 $I_1$、 $I_2$、 $R_0$表示）

大家都知道：“摩擦生热”。那摩擦做功与生热之间存在怎样的关系？焦耳等科学家运用多种方法、不同实验，测出做功 $\left(W\right)$和做功产生的热 $\left(Q\right)$两者之间的比值关系。其中最经典的是1847年焦耳设计的桨叶轮实验：如图甲，在一个装满水的绝热桶里放入铜制的翼轮，多次用下落的重物带动翼轮上的叶片转动，转动的叶片与水摩擦，产生的热使水的温度升高。焦耳通过测量　　和重物下落的距离，计算出重物做的功，即翼轮克服水的摩擦所做的功 $\left(W\right)$；测量绝热桶中水升高的温度，从而计算出水吸收的热 $\left(Q\right)$。

（1）焦耳做这个实验的目的是　　。

（2）小柯利用刻度尺、温度计、天平、双层真空平底圆柱体保温杯、水等器材，粗略测量做功和做功产生的热之间的比值关系。具体方案是：

①用刻度尺测量空保温杯内部高度，记为 $h_{杯}$。

②用天平称量一定质量的水，记为 $m_{水}$，用温度计测出水的温度，记为 $t_1$。

③将水倒入保温杯中，测量杯中水的高度，记为 $h_{水}$．计算出 $h_{杯}-h_{水}$，这也就是杯中水下落的高度。

④在保温杯盖子上安装一支分度值为 ${0.1}^{°}\text{C}$的温度计（连接处密闭绝热），盖紧保温杯，如图乙。

⑤　　（填写操作），计算出水的重力所做的功 $\left(W\right)$。

⑥测出杯中水的温度，记为 $t_2$，计算出水吸收的热 $\left(Q\right)$。

⑦根据⑤、⑥数据，得出两者的比值关系。

为何漂浮在水面上的竹筷一般都是横躺着而不是竖直的？这一现象引起了小科的思考。

【思考】漂浮在水面上的竹筷只受到重力和浮力的作用，因为它们是一对　　力，所以竹筷应该能够竖直地静止在水面上，但事实并不如此。

【实验】小科以内含金属块的中空细塑料管模拟竹筷进行实验探究。如图所示，把一个质量适当的金属块，固定在一根底端封闭的中空细塑料管内的不同位置后，分别轻轻地竖直放在水和浓盐水中，观察它是否始终保持竖直。观察到的实验现象如表：

	$a$	$b$	$c$	$d$
水	不能	不能	能	能
浓盐水	不能	不能	不能	能

【分析】（1）把金属块和塑料管视为一个物体，金属块位置的改变，会改变物体的　　位置。相同条件下，这一位置越低，细管在液体中能竖直漂浮的可能性越大。

（2）分析金属块固定在 $c$点时，细管放入水和浓盐水中时的实验现象可知，相同条件下，浮力作用点的位置相对细管底端越　　（填“高”或“低” $)$，细管在液体中能竖直漂浮的可能性越大。

其实，上述实验现象还需要用杠杆、能的转化等知识来解释，有待于继续研究 $\dots$

做“串联与并联电路中电流、电压的关系”实验时，实验用的两个灯泡 $L_1$、 $L_2$上分别标有“ $2.5V$”和“ $3.8V$”字样，电源电压恒为 $2.5V$。

（1）串联时，小科连接了如图甲所示的电路。闭合开关，两灯均不发光。小科猜想是灯泡 $L_1$灯丝断了，就用一根导线的两端在灯泡 $L_1$两端接线柱处同时试触，若看到灯泡 $L_2$　　，说明小科猜想正确。

（2）并联时，小科连接了如图乙所示的电路。闭合开关前，小科检查发现电路连接有误，但只要改动一根导线即可。请你在要改动的这根导线上打“ $\times$”。并用笔画线代替导线，将图乙中的电路连接正确。

（3）改正电路后继续实验，小柯记录的实验数据如下表：

物理量	电流			电压
串联电路	$I_A=0.16A$	$I_B=0.16A$	$I_C=0.16A$	$U{}_{L_1}=0.9V$	$U{}_{L_2}=1.6V$	$U_{总}=2.5V$
并联电路	$I{}_{L_1}=0.34A$	$I{}_{L_2}=0.20A$	$I_{总}=0.54A$	$U{}_{L_1}=2.5V$	$U{}_{L_2}=2.5V$	$U_{总}=2.5V$

学习了欧姆定律以后，小科发现：根据串联电路中的数据，可计算得到 $R{}_{L_1}=5.63\Omega$，根据并联电路中的数据，可计算得到 $R{}_{L_1}=7.35\Omega$．造成这一差异的根本原因是灯丝电阻的大小随着　　的升高而增大。

为何漂浮在水面上的竹筷一般都是横躺着而不是竖直的？这一现象引起了小科的思考。

【思考】漂浮在水面上的竹筷只受到重力和浮力的作用，因为它们是一对　　力，所以竹筷应该能够竖直地静止在水面上，但事实并不如此。

【实验】小科以内含金属块的中空细塑料管模拟竹筷进行实验探究。如图所示，把一个质量适当的金属块，固定在一根底端封闭的中空细塑料管内的不同位置后，分别轻轻地竖直放在水和浓盐水中，观察它是否始终保持竖直。观察到的实验现象如表：

	$a$	$b$	$c$	$d$
水	不能	不能	能	能
浓盐水	不能	不能	不能	能

【分析】（1）把金属块和塑料管视为一个物体，金属块位置的改变，会改变物体的　　位置。相同条件下，这一位置越低，细管在液体中能竖直漂浮的可能性越大。

（2）分析金属块固定在 $c$点时，细管放入水和浓盐水中时的实验现象可知，相同条件下，浮力作用点的位置相对细管底端越　　（填“高”或“低” $)$，细管在液体中能竖直漂浮的可能性越大。

其实，上述实验现象还需要用杠杆、能的转化等知识来解释，有待于继续研究 $\dots$

做“串联与并联电路中电流、电压的关系”实验时，实验用的两个灯泡 $L_1$、 $L_2$上分别标有“ $2.5V$”和“ $3.8V$”字样，电源电压恒为 $2.5V$。

（1）串联时，小科连接了如图甲所示的电路。闭合开关，两灯均不发光。小科猜想是灯泡 $L_1$灯丝断了，就用一根导线的两端在灯泡 $L_1$两端接线柱处同时试触，若看到灯泡 $L_2$　　，说明小科猜想正确。

（2）并联时，小科连接了如图乙所示的电路。闭合开关前，小科检查发现电路连接有误，但只要改动一根导线即可。请你在要改动的这根导线上打“ $\times$”。并用笔画线代替导线，将图乙中的电路连接正确。

（3）改正电路后继续实验，小柯记录的实验数据如下表：

物理量	电流			电压
串联电路	$I_A=0.16A$	$I_B=0.16A$	$I_C=0.16A$	$U{}_{L_1}=0.9V$	$U{}_{L_2}=1.6V$	$U_{总}=2.5V$
并联电路	$I{}_{L_1}=0.34A$	$I{}_{L_2}=0.20A$	$I_{总}=0.54A$	$U{}_{L_1}=2.5V$	$U{}_{L_2}=2.5V$	$U_{总}=2.5V$

学习了欧姆定律以后，小科发现：根据串联电路中的数据，可计算得到 $R{}_{L_1}=5.63\Omega$，根据并联电路中的数据，可计算得到 $R{}_{L_1}=7.35\Omega$．造成这一差异的根本原因是灯丝电阻的大小随着　　的升高而增大。

为探究光照强度对光合速率的影响，用如图装置进行实验。在适宜且恒定温度下，改变灯与烧杯间的距离，分别测得金鱼藻1分钟内放出的气泡数（如表）。

灯与烧杯的距离 $/$厘米	10	15	20	25	30	35	40	45
气泡数 $/$个	18	15	10	8	6	4	2	0

（1）实验中灯功率不变，控制光照强度的方法是　　；

（2）当灯与烧杯的距离在一定范围内时，能产生气泡且随着距离增加气泡数越来越少的原因分别是　　。