初中物理内能实验题

“摩擦力大小是与压力有关，还是与重力有关？”，某小组利用下图装置进行了探究。实验步骤和数据记录如下表：

实验步骤	台式测力计示数F/N	金属盒重力G/N	弹簧测力计示数f/N
①	把金属盒放在质量不计的白纸上，在拉动白纸的过程中读出测力计的示数	4.8	4.8	1.9
②	将质量不计的氢气球系在金属盒上，重复步骤①的实验	3.2	4.8	1.2
③	往金属盒注入适量的沙子，使台式测力计示数为4.8N，重复步骤②的实验	4.8	6.4	1.9

(1)此实验是根据        原理测出摩擦力大小的。
(2)实验步骤②使用氢气球是为了改变         大小（填“压力”或“重力”）。
（3)根据实验步骤②、③的数据       （填“能”或“不能”）说明摩擦力大小与压力有关。
（4)直接用弹簧测力计拉动金属盒测量摩擦力相比，拉动白纸进行实验有许多优点，以下     不是其优点。
A．不需要匀速拉动        B．测力计示数稳定
C．实验更容易操作       D．实验原理更合理

（1）下图1是一种门锁把手的示意图，O点是把手的转轴，请画出作用力F的力臂L；如下图2所示，一物体沿粗糙斜面匀速下滑，请你做出该物体所受摩擦力的示意图（要求该力的作用点画在物体的重心上）

（2）如图3所示，是“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻间关系”的实验装置，两阻值分别为R和2R，合上开关后，通过它们的          相同；若两瓶中盛有质量、初温均相同的同种液体，经过相同时间后        （选填“左”或“右”）瓶里液体的温度更高。

（3）在“神十”发射升空过程中，舱内宇航员王亚平的机械能是        的（选填“增大”“不变”“减少”）。核能是新能源，目前获取的两个重要途径是原子核的裂变和          变。
（4）在如右图4所示的探究凸透镜成像规律的实验中，烛焰在光屏上所成的是缩小清晰的像，要使烛焰成放大清晰的像，在蜡烛和光屏位置不变的情况下，应该向          （选填 “左”或“右”）适当移动透镜。照相机就是根据         镜成像原理制成的。

（5）马德堡半球实验有力地证明了         的存在。在相同情况下，压强越小，液体的沸点越       。

（1）题图甲电流表接0-0.6A 的量程时，电流表的示数为     A。 题图乙所示弹簧测力计的示数为     N 。

（2）如题图，用滑轮组将物块从位置A 匀速拉到位置B , 请在题图中画出最省力的绕线方法；物块移动的距离为     cm ；若此时绳自由端所用拉力为10N ，物块受到的摩擦力为18N ，滑轮组的机械效率为        。

（3）如题图为探究“浮力的大小等于什么”的实验。

以上探究中，不重复操作的合理顺序是               （只填字母）。若图中F₁ 、F₂、F₃ 、F₄ 四个力之间的关系式                  成立，则可得出结论F _浮=G_排。

小明在探究滑动摩擦力与压力大小关系的实验中，他在水平木板上用弹簧测力计沿直线匀速拉动木块，通过改变放在木块上砝码的重力来改变木块与木板之间压力的大小。他通过测量木块的重力、分析弹簧测力计读数以及砝码重力，记录了如下实验数据：

实验次数	1	2	3	4	5
木块对木板压力 F压/N	1	2	3	4	5
弹簧测力计读数 F1/N	0.4	0.8	1.2	1.6	2.0

（1）实验中，弹簧测力计的示数F₁       (选填“等于”或“不等于”)木块所受滑动摩擦力F₂。
（2）根据表中测量数据，在右图中画出F₂与F_压关系的图像。分析图像可知，当接触面不变，滑动摩擦力与压力大小之间的定量关系是：                   。

右图是“测量水平运动物体所受的滑动摩擦力”的实验装置图；实验时在水平桌面上用弹簧测力计水平向左拉动一个长方体木块，使其作匀速直线运动，弹簧测力计示数如图所示；由          知识可知，木块所受的滑动摩擦力为      N。

（2）在“探究滑动摩擦力大小与什么因素有关时”，李丽同学提出“滑动摩擦力大小可能与接触面的粗糙程度有关”的猜想；张华同学提出来“滑动摩擦力的大小可能与接触面所受的压力有关”的猜想。下图是他们进行探究实验的实验装置图。

①李丽同学为了完成他自己的探究应该按             两个图所示的方案进行。
②张华选用正确的实验装置进行实验，得到的实验数据见下表；请根据表中记录的数据，在答题卡中的坐标系中作出摩擦力的大小F_f与接触面受到的压力大小F_N之间的关系图像；根据图像可以得出F_f与F_N的关系是

FN/N	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
Ff/N	0.4	0.6	0.8	1.0	1.2

（3）“滑动摩擦力的大小是否与接触面的面积有关呢？”张华将图甲中的木块侧放在水平木板上，用弹簧测力计拉着木块做匀速直线运动，发现弹簧测力计的读数和图甲的示数一样，得出“滑动摩擦力的大小和接触面积的大小无关”的结论。而李丽将图甲中的木块沿竖直方向截去一半后，用弹簧测力计拉着木块在木板上做匀速直线运动，发现弹簧测力计的读数为图甲中示数的一半，得出“滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关”的结论。你认为     的结论是错误的；错误的原因                  。

小明利用如图所示装置和器材，探究水的沸腾特点和物质的吸热能力。

（1）小明设计的电路中的R_甲、R_乙必须满足的条件是___________。
（2）只闭合开关S₂，观察水的沸腾，测得数据如下表：

时间（min）	0	1	2	3	4	5	6	7	8
温度（℃）	90	92	94	96	97	98	98	98	98

 
分析数据可知，水沸腾过程中的特点为：                                  。
（3）断开S₂，待水冷却后，继续探究物质的吸热能力。小明应控制水和煤油的___________、初温相同。且应先闭合开关          ，再闭合开关           ，并控制水的末温低于        ℃。实验表明：水的末温比油           ，水的吸热能力比油强。

如图所示是小明“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验。铜块和木块的大小和形状完全相同，实验时弹簧测力计拉着物体沿水平方向做匀速直线运动。 

（1）比较（甲）、（乙）两图，可得到的结论是             。
（2）图（乙）、（丙）中铜块和木块叠在一起的目的是使                    相同。
（3）图（甲）中弹簧测力计的读数是        N。若物体不是做匀速运动，而是做加速直线运动，弹簧测力计读数     摩擦力（填“大于”、“等于”或“小于”）。
（4）实际操作时，手拉着弹簧测力计做匀速直线运动是比较难做到的，因而测力计的读数不一定等于摩擦力的大小。请你提出一个改进的方法，确保测力计的读数等于摩擦力的大小。你的做法是                                         。

生活中处处有物理。楚明利用矿泉水瓶做了几个有趣的实验：

（1）双手挤压空矿泉水瓶可以使瓶子变形，如果施加的力增大，瓶子变形程度就加大，这表明力的作用效果跟                    有关；
（2）往空矿泉水瓶内注入少量的热水，摇晃后倒掉并立即盖紧瓶盖，过一会儿发现瓶子慢慢向内凹陷，这表明了                的存在；
（3）如图a，将空矿泉水瓶放倒在水平桌面上，用力向它的侧面吹气它会滚动，但用同样的力向它的底部吹气它却不容易滑动，这表明                                      。
（4）如图b，在空矿泉水瓶侧壁不同高度的地方钻出上、下两个小孔，往里面倒满水，可以观察到水从两个小孔流了出来，其中下孔流出的水喷得更急，这表明：                                           ；楚明根据此现象很快完成了老师部置的思考题。你的选择是什么呢？
思考题：如图c所示，开口容器的底部有一个小孔，装水后打开阀门，水不断从小孔中流出。下图中能够粗略反映水流出时，容器底部所受水的压强P与时间t的关系图象是              

为了比较水和食用油的比热容的大小，同学们准备做如图所示的实验：在两个完全相同的烧杯中分别装有质量、初温分别相等的水和食用油，用两个相同的酒精灯给水和食用油分别加热。小强同学设计的实验数据记录表格如下表所示。请你根据已有知识做出判断：
 
（1）质量相等的水和食用油升高相同的温度时，________吸收的热量多。
（2）在此实验中，小强同学想用加热时间的长短来表示水和食用油_____。

力的作用效果与哪些因素有关呢？为了探究这个问题，小华设计了这样的实验：用一个弹性较好的钢片固定在桌边，在钢片上用细线挂钩码，通过钢片受力而发生的形变来研究问题，如图所示的是小华设计实验的几个主要步骤．（小华使用的钩码规格相同）

（1）通过比较（a）和（c）中钢片的形变程度，可以发现：力的作用效果与力的　 　有关；
（2）通过比较（a）和（d）中钢片的弯曲方向，可以发现：　        　．
（3）通过比较　 　和　  　中钢片的形变程度，可以发现：力的作用效果与力的作用点有关．

一些同学观察到建筑物的支柱一般都为圆柱和四棱柱，他们想了解支柱的最大承受压力与支柱的形状是否有关，为此甲、乙、丙三位同学分别进行了如下实验：
①每人各选三张相同的白纸，按图a所示分别折成空心的四棱柱、圆柱、三棱柱（如图b），接合处用双面胶粘住；

②三位同学分别在四棱柱上放一硬质塑料板，然后：
甲同学往塑料板上不断添加砝码，直到支柱被压塌，记录添加砝码的总质量（如图c）；
乙同学往塑料板上不断添加钩码（每个钩码质量为50克），直到支柱被压塌，记录添加钩码的总质量；
丙同学往塑料板上不断添加细沙，直到支柱被压塌，用天平称出添加细沙的总质量并记录．
③再分别用圆柱和三棱柱重复实验步骤②，记录相关实验数据．
（1）此实验中甲同学添加砝码的合理顺序应该是　   　（选填“从大到小”或“从小到大”）．
（2）最能精确反映支柱所能承受最大压力的是　     　同学所做的实验．
（3）下表为丙同学测得的实验数据：

支柱形状	四棱柱	圆柱	三棱柱
塑料板与细沙总质量/克	392	400	243

根据丙同学测得的数据，三个支柱中能承受的最大压力为　   　牛（取g=10N/kg）．

根据下表所给的实验仪器图或实验装置图，把表格中的空白处填完整。

仪器或 实验名称	天平	弹簧测力计	④
测量的 物理量	质量	②	大气压的大小
原理	等臂杠杆的平衡原理	在弹性范围内，弹簧的伸长和受到的拉力成正比	外界大气压等于管内水银柱产生的压强
图中示数	①	③	⑤大气压p＝  cm汞柱

物体只在重力作用下由静止开始下落的运动，叫做自由落体运动，这种运动只在没有空气的空间才能发生，在有空气的空间，如果空气阻力相对物体的重力比较小，可以忽略，物体的下落也可以近似地看作自由落体运动。为了探究自由落体运动时间与哪些因素有关，同学小王有如下猜想：
猜想一：物体下落的时间与物体的材料有关；
猜想二：物体下落的时间与物体下落的高度有关；
猜想三：物体下落的时间与物体的质量有关。
为验证猜想的正确性，几位同学用三个金属球做了一系列实验，实验数据记录如下：

（1）为了验证猜想一，应比较实验序号        和         ，结论是：
                                                                      ；
（2）小敏同学也对这个问题进行了研究，她让质量相等的铁球和纸团同时从三楼由静止开始下落，她发现两者下落时间      （填“相等”或“不相等”），原因是：                                                                       。
（3）根据表中的数据，宇航员在月球上将小铁片和羽毛在同一地点、同一高度同时释放，它们将          （选填序号）。
A、同时落地     B、铁片先落地，羽毛后落地     C、羽毛先落地，铁片后落地

为了比较水和沙子吸热升温的快慢，小明做了如图21所示的实验：将相等质量的水和沙子先后装入相同的易拉罐中，放在石棉网上用同一个酒精灯对它们加热，记录的实验数据如下表：

	质量/g	温度升高10℃ 所需要的时间/s	温度升高20℃ 所需要的时间/s
沙子	30	64	89
水	30	96	163

（1）在此实验中，用加热时间的长短来表示水和沙子                   ．
（2）在实验中，应不停地用搅拌棒搅动水和沙子，其目的是            ．小明选用易拉罐而不用玻璃烧杯，其好处有            （说出一点即可）．
（3）分析表中的实验数据可知；质量相同的水和沙子，升高相同的温度，水吸收的热量   沙子吸收的热量．可以推想，如果给质量相同的水和沙子加热相同的时间，则   （选填“沙子”或“水”）升高的温度会更高些．

为了测定木块所受到的滑动摩擦力，两个实验小组分别设计了甲、乙两种实验方案，实验装置如图所示。实验中不计弹簧测力计的重力。

甲方案：在水平实验桌面上将木板用线拉住，通过弹簧测力计沿木板方向水平拉木块，使木块在木板上面滑动。
乙方案：将木板放在水平实验桌面上，用线通过弹簧测力计水平地拉住木块，沿木板方向水平拉木板，使木板在木块下面滑动。
（1）从实验操作方面考虑，应选择________方案。简述你选择的理由？
理由                                                                       。
（2）从实验误差方面考虑，应选择_________方案。简述你选择的理由？
理由                                                                        。