初中物理能源与可持续发展实验题

在军事演习时，飞机在空中水平飞行投弹攻击地面目标的．兵兵在电视中观看后，对炮弹离开飞机后影响其水平飞行距离大小的因素产生了两个猜想：①飞机水平飞行的速度越大，炮弹离开飞机后飞行的水平距离越远；②炮弹离开飞机后飞行的水平距离跟飞机飞行高度有关．为了验证猜想，兵兵在老师的指导下进行了如图所示的实验：

（1）让小球从光滑斜槽上的A点自由滑下，经C点后沿水平方向运动离开斜槽，最后落在地面上的P₁点．
（2）保持斜槽的高度不变，让小球从斜槽上B点自由滑下，经C点离开斜槽，最后落在地面上的P₂点．此时小球经过C点的速度      （选填“大于”、“等于”或“小于”）上一步中小球经过C点的速度，由此可证明猜想①是      （选填“正确”或“错误”）的．
（3）为了验证猜想②，兵兵增加了h的高度，但是应控制小球离开C点时      的大小不变．仍让小球从B点自由滑下，此时小球落在地面上的P₃点，比较OP₃和      （选填“OP₁”或“OP₂”）可得结论：飞机飞行的高度      （选填“越高”或“越低”），炮弹离开飞机后飞行的水平距离越大．

小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作简易密度计。

（1）取一根粗细均匀的饮料吸管，在其下端塞人适量金属丝并用石蜡封口。塞入金属丝的目的是使吸管能
         在液体中。
（2）将吸管放到水中的情景如图（a）所示，测得浸入的长度为H；放到另一液体中的情景如图（b）所示，浸入的长度为h。用ρ液、ρ水分别表示液体和水的密度，则ρ_液   ρ_水（(选填“=”、“ ＞”或“＜”)，h与ρ_水、ρ_液，及H的关系式是h=         。
（3）小明根据图15（a）在吸管上标出1.0刻度线（单位g/cm³，下同），再利用上述关系式进行计算，标出了0.8、0.9、1.1、1.2的刻度线（图中未画出）。结果发现，1.1刻线是在1.0刻线的    （选填“上”或“下”）方，相邻刻线的间距      （选填“均匀”或“不均匀”）。
（4）为检验刻度误差，小明取来食油，先用天平和量筒测量其密度，然后再用这个密度计测量。但操作时却出现子图（c）所示的情景，这让他很扫兴。难道实验就此终止了吗，根据经验或思考，在不更换食油的情况下，你认为可以进行怎样的尝试：                             。

（1）【探究目的】初步了解流体的压强与流速的关系
【提出问题】气体的压强是不是与气体的流速有关系?有什么关系?
【设计实验和进行实验】

①如图所示，取两张白纸，让其平行地自然下垂，向两纸中间用力吹气；
②你观察到的现象是  ；
【分析和论证】你通过本实验可以得出的初步结论是  ；
【评估与交流】请你联系实际，举出一个生产、生活中与此知识有关的实例               
（2）为了测出玻璃的密度，小宇同学利用一个玻璃制成的小瓶、一个量筒和水做了如图所示的实验：先在量筒内盛入50cm³的水，然后让小瓶口朝上漂浮在量筒内水面上，这时水面与80cm³刻度线相平，则小瓶质量     g，再让小瓶口朝下沉没水中，这时水面与62cm³刻度线相平，则小瓶体积     cm³，这只玻璃小瓶的密度      g/cm³。

小明按照课本中“综合实践活动”的要求制作简易密度计．

（1）取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．塞入金属丝作为配重为了降低吸管的_______，从而让它能够竖直的漂浮在液面上。小明制作密度计的原理是利用了物体漂浮在液面时，浮力      重力（大于/小于/等于）。
（2）将吸管放到水中的情景如图（a）所示，测得浸入的长度为H；放到另一液体中的情景如图（b）所示，浸入的长度为h，用ρ_液、ρ_水分别表示液体和水的密度，则ρ_液       ρ_水（大于/小于/等于），h与ρ_水、ρ_液及H的关系式是h＝          ．
（3）小明做了五次实验，获得的数据如下：

实验次数	1	2	3	4	5
液体密度ρ/（g/cm^-3）	0.8	0.9	1.0	1.1	1.2
浸入的深度h/（cm）	6.3	5.6	5	4.5	4.2

 
小明根据实验数据在吸管上标出0.8、0.9、1.0、1.1、1.2刻度线（单位g/cm³）。结果发现，1.1刻线是在1.0刻线的     （上/下）方，相邻刻线的间距           （均匀/不均匀）．
（4）通过比较实验2和3，_____（可以”“不可以”）研究浮力大小与液体密度的关系，原因是_____________               。
（5）制作完毕后，小明发现1.1和1.2两刻度线的距离较小，请提出一个方法使两条刻度线之间的距离大一些，使测量结果更精确。方法：                                  ____。

科技小组举办了以“土豆”为主题的实践创新活动，活动内容是测量土豆的密度。在测量土豆密度时，由于没有天平，只有量筒，且整个土豆无法放入量筒中，小明用如下方法，测出土豆的密度。

（1）在烧杯中装入适量的水，让轻质小盘漂浮在水面上。
（2）如图甲所示，将土豆切下一块，放入盘中使其漂浮，在烧杯液面处记下标记。
（3）将盘中的土豆取出后，用盛有50ml水的量筒向烧杯中加水至标记处，量筒中剩余水的体积28ml.
（4）将取出的土豆放入量筒中，如图乙所示，土豆的体积为            cm³，土豆的密度为       g/cm³.
（5）实验完成后，小明发现在向烧杯中加水的过程中，不小心将一部分水，倒入小盘中，则他测出的土豆密度与土豆真实密度相比       （填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

小京利用铝块、细线、量筒和适量的水测量一个形状不规则的小蜡块的密度。图所示的四个图是小京正确测量过程的示意图．图中V₀、V₁、V₂、V₃分别是量筒中水面所对应的示数。已知水的密度为，利用图中测量出的物理量和计算小蜡块的密度，写出小蜡块密度的表达式：                    。

如图是教科书中一个“观察与实验”栏目的截图，在图示器材的基础上增加一个量筒，请你借鉴图示的实验方法，设计一个测金属箔的密度的实验，要求：

（1）写出简要的实验步骤，并用字母符号表示有关的物理量．
（2）写出金属箔的密度表达式．

为了鉴别水和酒精，同学们进行了如下探究．

（1）小唐把压强计的金属盒分别浸入到两种液体中，发现图（甲）中U形管两边的液柱高度差较小，小唐认为图（甲）烧杯中盛的是酒精．他的结论      （选填“可靠”或“不可靠”）．
（2）小丽想通过测定密度来鉴别酒精和水，她自制了一个可测液体密度的“浮标”——在竹筷子下面缠绕一些铁丝，她分别将“浮标”浸入酒精和水中并使其漂浮，待静止后，筷子上与液面相平的位置分别标记为A和B，如图丙所示．则当筷子浸入酒精中时液面的位置在         （选填“A”“B”）处，筷子在酒精和水中所受的浮力的大小关系为F_A          F_B（选填“大于”“等于”““小于”）．在实际测量过程中，发现“浮标”杆上的二条标记线靠得很近，为了更易区分，请你提出一条改进“浮标”的建议          ．
（3）小明取来A、B 两个完全相同的薄壁柱形金属容器（如图丁所示）, 容器的质量为0. 5kg, 底面积为0. 01m² ,容器高50cm, 分别装有2. 0×10^-3m³的水和3. 0×10^-3m³的酒精, 置于水平桌面上( ρ_酒精=" 0." 8×10³ kg/m³ , g =10N/kg)．求:
①A容器对水平桌面的压强；
②依据题意，下述情境是否有可能出现:当两个容器中的液体在增大同一深度△h 后, 容器对桌面的压强能够达到P_A> P_B? 请写出判断的过程．

受阿基米德辨别真假皇冠故事的启发，小明设计了一个测量碗的密度的探究实验，实验步骤及实验数据如图所示。根据实验数据，填写计算结果：

（1）碗的体积为     cm³；
（2）碗的质量为     g；
（3）碗的密度为     g/cm³。

除图中的仪器外，还可提供足够的水，测量漂浮在水面的玩具鸭所受重力. 简要写出合理方案（可用画图或文字表述），并用题目所给及所测的物理量推导出玩具鸭所受重力的表达式。（玩具鸭不放入量筒）.

（2014·青岛）归纳式探究-研究带电粒子在回旋加速器中的运动：
（1）磁体周围存在磁场，磁场的强弱用磁感应强度描述，用符号B表示，单位是特斯拉，符号是T．我们可以用磁感线的疏密程度形象地表示磁感应强度的大小．磁感应强度大的地方，磁感线密；磁感应强度小的地方，磁感线疏．
条形磁体外部的磁感线分布如图甲所示，则a、b两点磁感应强度较大的是  ．
磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场叫做匀强磁场．
（2）回旋加速器的原理如图乙所示，D₁和D₂是两个中空的半径为R的半圆金属盒，被置于与盒面垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中，它们接在电压一定的交流电源上，从D₁的圆心O处释放不同的带电粒子（加速度可以忽略，重力不计），粒子在两金属盒之间被不断加速，最终离开回旋加速器时，获得一定的最大动能．改变带电粒子质量为m，电荷量为q，磁感应强度B，金属盒半径R，带电粒子的最大动能E_k随之改变．得到数据如表：

次数	m/kg	q/C	B/T	R/m	Ek/J
1	3.2×10^-27	1.6×10^-19	1×10^-2	1	4×10^-16
2	6.4×10^-27	1.6×10^-19	1×10^-2	1	2×10^-16
3	3.2×10^-27	4.8×10^-19	1×10^-2	1	36×10^-16
4	6.4×10^-27	1.6×10^-19	2×10^-2	1	8×10^-16
5	1.6×10^-27	1.6×10^-19	1×10^-2	3	72×10^-16

①E_k= k   ，其中k=     （填上数值和单位）．
②对于同一带电粒子．在不同的同旋加速器中，要获得相同的最大动能，则金属盒半径R与磁感应强度B的关系可以用图象中的图线   表示．

太阳能电池帆板（简称“电池板”）是为“嫦娥”系列探测器及其他空间飞行器提供能源的装置，如图所示。“电池板”通常装有“向日器”，有了“向日器”，“电池板”就像“向日葵”一样迎着太阳转动。某兴趣小组为了研究“影响太阳能电池产生电流大小的因素”，他们用材料相同、面积分别为S和S’的“电池板”进行实验，并改变“电池板”与光线的夹角，用电流表观察电流大小，实验过程如图所示。请根据实验现象及相关条件归纳得出初步结论。


①分析比较图（a）与（b）可得：                                            ；
②分析比较图（a）与（c）可得：                                          。
③根据实验结论可知，太阳能电池帆板安装“向日器”，是为了自动改变太阳能电池板的角度，尽量使________________________________________________________。

小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作简易密度计．

（1）取一根粗细均匀的饮料吸管，在其下端塞人适量金属丝并用石蜡封口．塞入金属丝的目的是使吸管
能  在液体中．
（2）将吸管放到水中的情景如图（a）所示，测得浸入的长度为H；放到另一液体中的情景如图（b）所示，浸入的长度为h．用ρ_液、ρ_水分别表示液体和水的密度，则ρ_液  ρ_水（=/＞/＜），h与ρ_水、ρ_液，及H的关系式是h=            ．
（3）小明根据图（a）在吸管上标出1.0刻度线（单位g/cm³，下同），再利用上述关系式进行计算，标出了0.8、0.9、1.1、1.2的刻度线（图中未画出）．结果发现，1.1刻线是在1.0刻线的  （上/下）方，相邻刻线的间距  （均匀/不均匀）．
（4）为检验刻度误差，小明取来食油，先用天平和量筒测量其密度，然后再用这个密度计测量．但操作时却出现子图（c）所示的情形，这让他很扫兴．难道实验就此终止了吗，根据经验或思考，在不更换食油的情况下，你认为可以进行怎样的尝试：             ．

为了探究物体的浮沉条件，实验室提供了如下器材：天平、烧杯、金属块、细线、水及其他简单辅助器材．实验步骤如图：（g取10N／kg、ρ_蜡<ρ_水）

（1）金属块的重力为________牛．
（2）金属块浸没在水中时排开水的体积为______厘米³．
（3）用公式F_浮＝ρ_水gV_排计算金属块浸没在水中受到的 浮力，大小为_________牛．
（4）比较金属块浸没时浮力和重力大小，可知金属块浸 没在水中时会________（填“上浮”、“悬浮”或“下沉”）．
（5）用此方案探究蜡块浮沉条件，需改进之处是                            ．

小明同学利用以下器材进行了浮力的探究实验：

（1）图A中用细线将合金块挂在弹簧测力计下，测出它的      大小；
（2）将合金块浸入装满水的溢水杯中如图B所示，合金块所受浮力是      N；
（3）比较图B和图C可知，合金块在水中所受浮力与浸没的      无关；
（4）该同学做完实验总结出规律后，计算合金块的密度是      kg/m³。