初中物理物理学方法实验题

如图示意在物理实验中常用等效替代法。其中R_x是待测电阻，R是滑动变阻器，R₀是电阻箱。根据实验电路图把下列主要步骤中的空白填齐。

①按电路图连接好电路，并将电阻箱R₀的阻值调到最大;
②闭合开关S₁前，滑动变阻器滑片P置于________端；
③闭合开关S₁；
④闭合开关_______，调节滑片P，使电压表指针指在适当位置，记下此时电压表示数U；
⑤先断开开关________，再闭合开关________，保持_____的电阻不变，调节________，使电压表的示数仍为U；

李强同学在探究并比较材料的隔声性能好差时，选用了一只轻薄的纸盒、一只厚重的木盒、两只有振铃的响钟。他的实验步骤如下：a.将一只闹钟放在桌面上，使其振铃发声，听一听声音的大小；b.紧接着罩上纸盒，再听一听声音的大小；c.将另一只闹钟放在桌面上，使其振铃发声，听一听声音的大小；d.紧接着罩上木盒，再听一听声音的大小，他发现，两次罩上盒子后听到的声音大小几乎相等，于是他得出轻薄的纸盒和厚重的木盒隔声性能是一样的。
(1） 小华认为李强同学得出的结论是不正确，请你思考李强同学在探究过程中存在哪些不合理或不妥当之处（至少写出两处）？                 ，                    。
(2） 小华设想了以下实验方案：将同一声源放入鞋盒内，在其四周塞满待测材料，让人一边听声音，一边向后退，直至听不见声音为止，比较               ．
(3） 通过实验得到的现象如下表所示：

材料	衣服	锡箔纸	泡沫
距离	最长	长	短

则待测材料隔声性能由好到差的顺序为           ．
(4） 小芳认为：比较的时候，远离的方向也要相同，因为风向不同会影响声音的传播（这种方法叫控制变量法）．

(5分）微风吹过，金属管风铃发出悦耳的声音。小明想探究管子发出声音的频率与长度、直径的关系。他选取了材料与管壁厚度都相同、长度和直径都不同的三根直管，将它们用细线悬挂，敲击后，测出各自发出声音的频率，数据如下表：

编号	长度/cm	直径/cm	频率/Hz
1	20.50	1.50	2131
2	31.00	2.00	1284
3	48.50	2.50	656

(1） 三根管中音调最低的是  号。
(2） 根据表中数据，能否得出“管子发出声音的频率随长度、直径的增大都会减小”的结论？请说明你的理由。
答：      （能/不能）； 理由：     
(3） 小明发现悬挂的金属管发出声音时在做有规律的摆动，认为金属管发出的声音是由于摆动所产生的。请设计一简单的实验来检验他的想法，简要写出实验方案和判断方法。
实验方案：                        ；判断方法                     。

小黄同学做“比较两种材料保温性能”的实验，他取①泡沫塑料和②卫生纸两种作保温材料，两根相同的温度计，两个相同的大玻璃烧杯，钟表和热开水，以及细线、硬纸片、剪刀。做两个相同的硬纸外壳，其中一个装置如图所示，根据实验测得的数据绘得图所示“水温与时间关系”的图象．实验过程室温基本不变，请回答：
（1） 你认为小黄在操作时，就控制变量法方面还要注意什么？______________________ （只要求写出一）
（2）①和②相比材料_____的保温性能较好，理由是______________________
（3）当时的室温大约是__________。

在比较相同厚度的海绵和棉花的保温性能的实验中，小明先用海绵包着装有热水的烧瓶，每隔5min测量一次水的温度，用t₁表示．25min后，将海绵换成相同厚度的棉花，每隔5min测量一次水的温度，用t₂表示，实验记录如下表．用表中数据作出t₂－t图像如图中图线2所示．
    
（1）图示温度计是10min时t₁的值，读数为    ℃．
（2）用海绵包裹时，25min内烧瓶中水的温度下降    ℃，此过程中瓶中水的内能    （减小/不变/增加）．
（3）两次测量的25min内，用海绵包裹时水放出的热量    （大于/等于/小于） 用棉花包裹时水放出的热量．
（4）在坐标纸中作出t₁－t图像．

（5）根据实验能否得出结论？如能，写出结论，如不能，请说明理由．
答：    （能/不能）．结论或理由：    ．

LED灯是一种新型的环保节能灯，小梦为了探究LED灯与家用普通白炽灯、普通节能灯的发光效率，他用如图所示的装置进行了实验（其中R₀为光敏电阻，其电阻值与光照强度成反比）其实验步骤如下：

① 先把“220V 15W”的普通白炽灯接入灯座，通过调整，使灯泡与温度计的玻璃泡距离约为2cm，灯泡与热敏电阻的距离约为30cm。闭合开关S和S₁，通电10min，分别读出温度计和电流表的示数，并填入下表。
②接着分别把标有“220V 15W”的普通节能灯和LED灯接入灯座，重复上述实验。
根据小梦的探究，请回答：
（1）电能转化为内能最多的灯是         ，这是通过观察            来比较的。
（2）电能转化为光能最多的灯是         ，这是通过观察          来比较的。
（3）LED灯的发光效率较              （填“高”或“低”）。
（4）设白炽灯的发光亮度与它的电功率成正比，综合分析表中数据可知，15W的LED灯的发光亮度与         的白炽灯发光亮度相当。

为了探究声音产生的原因，小明和小华一起做了下面的实验：小明把手放在喉咙处大声讲话，感觉喉头振动了；小华把正在发声的音叉放在水中，水面激起了水花。通过对这两个实验现象的分析，你能得出的结论是：                         。小明同学用手使劲敲桌子，桌子发出了很大的声响，但他几乎没有看到桌子的振动，为了明显地看到实验现象，你的改进方法是：                               。这种研究方法在物理研究中经常用到，是             。

小明注意家里摆钟的钟摆在有规律地摆动，经认真观察发现钟摆来回摆动一次的时间刚好是1秒，就想：是不是所有的摆来回摆动一次的时间都是1秒呢？于是，他请教了物理老师，知道摆来回摆动一次的时间叫做周期，在老师的指导下他设计如图所示的单摆（即细绳下系一小钢球）进行探究。实验数据记录如下表：


（1）从表中数据可知，单摆的摆长l越长，周期T越     （选填“长”或“短”）。
（2）请根据表中数据在图21中作出单摆周期的平方T²与摆长l的关系图像。
（3）分析上题所示图象，可知实验中用的单摆T²与l成     关系。
（4）单摆从最低点到最高点过程中     能转化为     能，在测量单摆的周期过程中，你认为在     （填“最低点”或“最高点”）开始计时更加方便准确。
（5）由表中实验记录可知，单摆来回摆动一次时间比较短，直接测量摆动一次的时间误差比较大。你认为小明为了减小测量误差是怎么做的？                 
（6）生活中若摆钟走慢了，应如何调整钟摆的长度？

“大胆猜想与小心求证”是科学研究的基本要求。下图是课堂上的演示实验，在静止指向南北方向的小磁针上方平行地放一根直导线，闭合开关，原来静止的小磁针转动了．某同学看了实验后想到:小磁针转动肯定是因为受到力的作用．这个力是谁施加给它的呢？他认为有这几种可能:可能是风吹；可能是小磁针旁磁铁的吸引；可能是铁质物体接近小磁针；还可能是直导线中有电流通过时产生了磁场．

（1）该同学得出“小磁针转动肯定是因为受到力的作用”的结论，其依据是：    ；
（2）铁质物体接近小磁针，小磁针会转动，这是因为：    ；
（3）为了验证是“直导线中通过电流产生的磁场使小磁针转动”这一事实，最简单的实验操作是：    
（4）老师在其它实验条件不变的情况下，把小磁针从直导线下方移到了直导线上方，闭合开关后，小磁针将    ．

教室的窗玻璃是双层的．课间，同学在窗外敲玻璃时，小明感觉双层玻璃与单层玻璃的振动情况不一样．于是他想探究“受敲击时，双层玻璃和单层玻璃的振动强弱情况”．为此，小明进行了以下实验：

①将单层玻璃板固定在有一定倾角的斜面上，把玻璃球靠在玻璃板的右侧，把橡胶球悬挂在支架上靠在玻璃板的左侧(如图)．
②随意拉开橡胶球，放手后让其敲击玻璃板，玻璃球被弹开，记下玻璃球被弹出的距离．共做10次．
③换成双层玻璃板重复上述实验．
(1)实验后，发现玻璃球被弹开距离的数据比较杂乱，这与实验中的哪一操作不当有关？
___________________________________________
小明改进后，重做了实验，获得了如下数据：

实验次数	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	平均值
玻璃球被弹开的距离(cm)	单层	79	78	82	80	73	84	84	82	81	80	80
双层	20	23	24	24	24	25	22	22	21	25	23

(2)受到橡胶球的敲击时，玻璃板振动的强弱是通过______________________来反映的．
(3)根据上表中的实验数据分析，可以得出的结论是______________________________________
(4)实验中为了能使两种玻璃把玻璃球弹开的距离有较大的差异，请你提出一种可行的实验改进方法。  _______________________________________________

小明学习了电磁感应现象后，就想：产生的感应电流的大小与什么有关呢？他找了几个要好的同学开始了讨论和猜想：既然运动有快慢之分、磁场有强弱之分，那么感应电流的大小是否与这两者有关呢？于是他们开始做实验，首先按照课堂上探究电磁感应的实验装置（如图）重新安装了仪器，并且准备了磁性强弱不同的磁铁，以便改变磁场的强弱，闭合电路后，他先改变导体在磁场中运动的快慢，观察电流表指针摆动幅度的大小。实验发现：导体在磁场中切割磁感线运动的速度越大，电流表指针摆动的幅度越大；然后，他又保持导体运动的快慢不变，换用磁性强的磁铁来做实验，发现磁性越强，电流表指针摆动的幅度越大。对于这么重大的发现，他高兴不已。

（1）小明从自己的实验中能得出什么结论？
（2）他们在实验中主要用到了哪两种研究方法？

小柯参观了临海括苍山风力发电场，决定探究风力电站发电时的输出功率
和风速的关系，实验步骤如下：
①如图，将风叶安装在风车底座上，把线的一端固定在转轴处，另一端系上钩码。

②在风车正前方1米处放置电风扇，将电风扇的风速调到1档位，用秒表
记录提升钩码到A点所需的时间。
③将电风扇换到2、3档位，重复以上实验，并将数据记录在表格中。（注：
电风扇档位越高，风速越大）

请回答：
(1)这个实验是通过测量             来比较风车输出功率的大小。
(2)小柯从网上查到以下数据：
表一：750千瓦风力发电机组的输出功率与风速的关系

表二：风级与风速的关系

根据以上数据预测，台风来临时，能否给风力电场带来最大的经济效益，并说明理由                                     。
(3)在相同的风速下，不同风车的输出功率是不同的，其输出功率除了与风叶的形状和排列结构有关外，还可能与                            有关（填一项）。

小丽同学在初中物理探究实验时发现：

（1）  当要研究的物理量不易直接测量时，都要想办法把它们的大小间接表示出来。
如：图甲的实验是通过                    ，间接的知道物体动能的大小；图乙的实验是通过                   ，间接比较两个电阻丝产生的热量的多少。
（2）  当要研究的物理量与多个因素有关时，都要采用控制变量法。
如：图甲的实验中，使用同一个球就是为了             ，探究动能大小与       的关系；图乙中将两个电阻串联起来，就是为了            ，探究电流产生的热量与      的关系。
（3）有些实验装置经过适当的改进还可以进行其它的探究实验。
如：图甲装置中增加一个弹簧测力计等器材，我们还可以探究斜面的机械效率是否与物体的重力有关；图乙中如果再增加一个           ，我们就可以探究电流产生的热量与电流大小的关系了。

小华总结所做的物理探究实验发现：
（1）当要研究的物理量不易直接测量时，都要想办法把它们的大小间接表示出来，这
种研究物理问题的方法叫转换法．

如图：甲实验中小球动能的大小是通过观察比较物块B ▲ 反映出来的．
乙实验中水和沙子吸收热量的多少是用 ▲ （选填“加热时间”或“温度计示数”）来反映的．
（2）当要研究的物理量与多个因素有关时，都要采用控制变量法．
如图：甲实验研究小球动能的大小与速度的关系就要多次改变 ▲ 的大小，同时控制小球的 ▲ 不变．乙实验中只有物质的 ▲ 不同，其他因素必须控制相同（例如烧杯的规格相同、水和沙的 ▲ 相等、酒精灯加热方式相同等）．

通过物理知识的学习，同学们不难发现：
（1）当要研究的物理量不易直接测量时，都要想办法把它们的大小间接表示出来。例如：在探究摩擦力与什么因素有关的实验中（如图所示），用弹簧测力计拉动木块时，必须让木块在水平面上做          运动，通过读取弹簧测力计上的示数可间接知道摩擦力的大小；又如，在研究“牛顿第一定律”的实验中（如图所示），让同一小车从斜面上相同的高度由静止滚下，在粗糙程度不同的平面上运动，小车在水平方向上受力的大小可通过小车               表现出来。

（2）当要研究某个物理量与多个因素的关系时，一般要采用　    　法。例如：在探究摩擦力与什么因素有关的实验中，要研究摩擦力的大小与压力大小关系，就要多次改变            ，同时保持接触面的粗糙程度不变。