初中物理能量实验题

小强认为：“物体的运动方向总是与其受力的方向相同。”请你只利用一个乒乓球，设计一个简单实验，证明小强的观点是错误的。要求：简述实验步骤、实验现象并简要说明。

小明探究物质熔化和沸腾的实验如图甲所示．把20g某种固体碾碎后放入试管中，插入温度计，再将试管放在装有水的烧杯中加热．根据实验数据画出的图像如图乙所示．根据图像回答问题：
（1）这种物质是__________（选填“晶体” 或“非晶体”)．你判断的依据：________
（2）这种物质的液态比热容c=3×10³J/（kg·℃)，从熔点升高到沸点吸热__    __J．实验结束时，小明发现从开始加热到实验结束的10min内消耗酒精约5g．请估算出这种装置能量的转化效率约为___________%．（酒精的热值3.0×10⁷J／kg)

如图是“探究电流通过导体产生的热量跟电阻大小关系”的实验装置图．A、B两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A内金属丝是铜丝，电阻较小；烧瓶B内的金属丝是镍镉合金丝，电阻较大．
（1）实验中通过观察        来比较电流产生的热量的多少．
（2）实验中应使两瓶中盛装的煤油的质量__________（选填”相等”或“不相等”)．
（3）当开关闭合后，    （选填“A”或“B”)瓶中电流产生的热量较多．
（4）该实验装置还可以研究通电时间一定时导体产生的热量与________的关系

(6分)阅读短文，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，这种电路叫热电偶电路，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 间的温度差有关，温度差越大，回路电流越大.

（1）其它条件不变，只将铁丝换成铜丝，电路电流     (选填“变大”、“变小”、“不变”或“变为零”).
（2）其它条件不变，只将A 处杯中的冰水混合物换为沸水，电路电流     (选填“变大”、“变小”、“不变”或“变为零”).
（3）其它条件不变，移去酒精灯，将B 放人另一杯冰水混合物中，稳定后，电路电流      (选填“变大”、“变小”、“不变”或“变为零”）.
（4）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.
（5）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).

小明用薄膜充水后制成水透镜模拟眼球中的晶状体，来比较正常眼、近视眼和远视眼的焦距大小．实验中测得甲图焦距为10cm，再将甲分别挤压成乙图、丙图的形状，并分别测量焦距，如图所示．

（1）测得焦距小于10cm的是图________________，模拟近视眼的是图________________．
（2）在同一位置，用甲、乙、丙透镜分别对着远处的某一物体，移动光屏得到清晰的像，其中像距较大的是________________图．
（3）目前很多近视患者戴隐形眼镜来矫正视力．隐形眼镜是一种直接贴在角膜表面的超薄镜片，可随着眼球运动，其中心厚度只有0.05mm，则此镜片的边缘厚度________________0.05mm（选填“小于”、“等于”或“大于”），此镜片对光有________________作用（选填“会聚”或“发散”）．

小明利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系。已知电源电压为6V且保持不变，实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。
⑴请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整(导线不允许交叉)。
⑵实验中多次改变R的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。
①由图像可以得出结论：电压一定时，_____________________________。
②上述实验中，小明用5Ω的电阻做完实验后，接下来的操作是___________，然后将10Ω的电阻接入电路，闭合开关，移动滑片，使电压表示数为___V时，读出电流表的示数。
⑶为完成整个实验，应该选取最大阻值不小于____Ω的滑动变阻器。

小明在学习摩擦力一节时，为了探究滑动摩擦力跟正压力关系，设计了如图(甲)实验装置。实验器材有：木块、长木板、砂和砂桶、测力计、20克砝码若干个、细线等。
(1)实验方法：将木块用测力计水平拉住，测力计另一端固定在桌上一侧；细线一端和砂桶连接，另一端跨过定滑轮和长木板相连。实验时在砂桶中加砂，使长木板运动，当木块达到稳定时，测力计读数等于木块和长木板之间的滑动摩擦力大小。请问木板的运动是否一定要作匀速运动 (填“一定”或“不一定”)。
(2)在木块上加砝码就可以改变木块对长木板的正压力，改变砂桶中砂的质量，使长木板运动，读出测力计的读数。小明做了四次实验，得到了下表四组数据，其中在第3次实验时，测力计的示数如图(乙)所示，请你帮小明读出测力计的示数并填入相应的位置。

次数	木块质量(克)	20克砝码(个数)	正压力大小(牛)	测力计的读数(牛)
1	400	0	3．92	1．57
2	400	2	4．31	1．72
3	400	4	4．70
4	400	6	5．10	2．05

(3)对上表格中正压力大小和测力计读数分析你能得出的结论是          。

小明的父亲是一位配钥匙的师傅，他发现有一种钥匙坯和5角硬币的颜色都是黄灿灿的，为探究它们是否是同一种材质，设计如图实验：

（1）取一枚钥匙坯放入小空桶，称出它们的总重F₁；
⑵取一枚5角硬币放人小空桶，称出它们的总重F₂；
⑶将那枚钥匙坯轻轻放人已装满水的溢水杯中，用小空桶收集溢出的水，称出水及桶的总重F₃；
（4）将那枚5角硬币也轻轻放人溢水杯中(钥匙坯仍在其中)，用刚才装水的小桶继续收集这次溢出的水，称出桶及两次溢出水的总重F₄。
①在该实验中，小明遗漏了一步重要的测量(并用字母表示)：                。
②小明认为，如果则可以认为它们是同一材质。根据你补充的步骤，上述等式应修改为：               。
③实验时，钥匙坯、硬币各取一枚好不好？请作答并简述理由__________________。

小阳和小华两位同学各自进行“测定小灯泡电功率”的实验．实验中使用的小灯泡上标有“2.5V”字样，滑动变阻器上标有“30Ω  1A”字样．
（1）小阳连接的电路如图1所示，实验步骤正确，闭合开关后，发现小灯泡发光较暗，电流表、电压表的示数如图2（a）、（b）所示，他所用的电源电压为        V．接着他移动滑动变阻器的滑片P，当观察到电压表的示数为2.5V时，此时滑动变阻器的滑片恰好在中点上，小灯泡正常发光时的功率为       W．（保留两位小数）
（2）小华正确连接了电路，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，观察到小灯泡始终不亮，电流表有示数，电压表的示数为零．若电路中只存在一处故障，则故障是                ．

探究原子结构的奥秘。
【实验过程】
1910年英国科学家卢瑟福进行了著名的α粒子（带正电）轰击金箔实验。结果发现：绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，但是有少数α粒子却发生了较大的偏转，并且有极少数α粒子的偏转超过90°，有的甚至几乎达到180°，像是被金箔弹了回来。
【解释与结论】
（1）卢瑟福所说的“除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上”中的“很小的结构”指的是          。
（2）1μm金箔包含了3000层金原子，绝大多数α粒子穿过后方向不变，说明       ；
A.原子的质量是均匀分布的           B.原子内部绝大部分空间是空的
（3）科学家对原子结构的探究经历了三个过程，通过α粒子散射实验，你认为原子结构为以下的      。                                

法国科学家阿尔贝•费尔和德国科学家彼得•格林贝格尔由于发现了巨磁电阻（GMR）效应，荣获了诺贝尔物理学奖。小明设计了如图所示的电路，来研究巨磁电阻的大小与有无磁场的关系。请分析回答：
（1）断开S₁，闭合S₂，移动滑动变阻器R₂的滑片，测得两电表的四组数据如下表所示。由此可知，无磁场时GMR的电阻大小为       欧；再闭合S₁和S₂，保持R₁滑片位置不变，移动滑动变阻器R₂的滑片，测得两电表的四组数据如下表所示，可计算出有磁场时GMR的电阻大小；

实验序号	1	2	3	4
U/伏	1.00	1.25	2.00	2.50
I/安	2×10^-3	2.5×10^-3	4×10^-3	5×10^-3

 
（2）通过比较上述两次实验，得出的结论是       ；
（3）利用上述的电路并保持原有器材不变，你还可以进一步研究与巨磁电阻大小有关的问题是        。

在测量小灯泡电功率的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω。
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。要求：当滑动变阻器的滑片向左移动时，连入电路的电阻变大；连线不得交叉。
（2）小宇同学闭合开关，移动滑片P到某一位置时，电压表示数（图10乙所示）为________V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑动变阻器的滑片P向________（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V。
（3）小宇同学继续移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图10丙所示的I﹣U关系图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是________W，还可以得出：小灯泡的实际功率随实际电压的增大而________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（4）小叶同学按同一电路连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光，并很快熄灭，检查后发现连线正确，请你找出她在实验中两个操作不当之处是：①____________________________；②_____________________________。

同学利用电压表和电流表测量电阻R₁的阻值（约9Ω左右），电源选用两节干电池。
（1）按图甲所示的电路，将图9乙中电流表正确连入电路

（2）该同学检查电路连接正确，合上开关，可是无论怎样移动滑片，电压表示数总为3v不变，你认为发生故障的原因可能是___________。
（3）清除故障后，小明将滑片P向左滑动时，电压表示数将________（填“增大”、“减小”、“不变”），当P滑到某一位置时，两表读数如图丙所示，由此可知R=        Ω。你认为这个结果可靠吗?理由是_______________________________            。

在“测定2.5V小灯泡额定功率”的实验中，电源电压恒定。
（1）某同学根据图示电路进行实验。实验过程中，灯泡突然不亮，电流表、电压表的示数都减小。经检查，导线连接完好，则可能的故障是_____。
A．灯泡处断路        B．滑片与变阻器电阻丝之间接触不良
（2）排除故障后继续进行实验。某时刻，电压表的示数为2.0V，现要测定小灯泡的额定功率，应将滑片向_____（填“左”或“右”）移动，直至电压表示数为额定电压，若此时电流表示数为0.4A，则小灯泡的额定功率为        W。

小明设计了如右图所示的电路，利用它可完成电学的两个重要实验（小灯泡的额定电压是2.5V，电阻约5Ω，电源电压用二节干电池组成）

（1）利用这电路图可完成本学期的两个重要的测量实验是：
①           ；实验原理是：              ；
②           ；实验原理是：              。
（2）在完成上两个实验时，为了使测量更准确，你认为电压表的量程用     ；电流表的量程用           。
（3） 实验开始时，变阻器滑片P应放在       处。其目的是           。
（4）实验电路接好后，合上开关时，一些小组的同学发现了电路故障，主要是有下表列的几种情况，请你根据现象和检测结果批出故障的可能原因：

	故障现象	故障原因
①	灯较暗，两表示数较小，移动变阻器滑片，现象不变
②	灯不亮，电流表有示数，电压表无示数
③	电流表指针向左边偏转
④	调节变阻器，发现灯变亮时，电流表示数增大，电压表示数减小

（5）小组同学在实验中共得到下表中的ABC三组数据：

实验次数	1	2	3
U/N	2.0	2.5	2.8
I/A	0.22	0.25	0.26
R/Ω
P/W

 
①小施同学分析表中实验数据后，发现还能求得小灯泡的电阻，于是他分别算出了所给的三种情况下小灯泡的电阻并取平均值。你认为小施同学的做法对吗？请说明理由                  。
②小电灯的额定功率为________Ｗ。