初中物理实验题

在电学实验中，往往认为电压表对测量的电路没有影响，事实上电压表有大的电阻值（简称内阻R_V），在电路中有很小的电流通过电压表，电压表的示数就是这很小的电流与其内阻R_V的乘积。现在要测量一个未知电阻R_x （大约2kΩ～3kΩ）的阻值，物理实验室中已有实验器材：2节干电池（电压未知）、未知电阻R_x、开关多个、导线若干。
另外，提供可选择的实验器材有3个：
A.电流表A₁（0～0.6A，分度值0.02 A） 
B.电流表A₂（0～5mA，分度值0.1 mA）  
C.电压表V（0～3V，R_V=3kΩ）
请你利用已有实验器材，参考题目中给出的信息，再从提供可选择的的3个实验器材中选择2个或者1个器材设计两个实验方案，准确测量未知电阻R_x的阻值。
Ⅰ.方案一：
（1）选择的2个实验器材：             （填器材的序号）。
（2）在方框中画出实验电路图（实验中不拆接仪器）。

（3）按照电路图连接电路，写出实验步骤并用字母表示出测量的物理量
（4）用测量的物理量和已知物理量表示Rx=                   。
II.方案二：
（1）选择的1个实验器材：           （填器材的序号）。
（2）在方框中画出实验电路图（实验中不拆接仪器）

（3）按照电路图连接电路，写出实验步骤并用字母表示出测量的物理量。
（4）用测量的物理量和已知物理量表示R_x=                       。

某小组同学试图探究物体从斜面顶端由静止下滑到底端时速度的大小v与哪些因素有关。他们猜想v可能与斜面的倾角θ、斜面材料、物体的质量m三个因素有关，于是选用：一长方体木块、100克砝码片（可粘在木块上表面）、两个长度相同材料不同的斜面A和B进行试验。按图所示，将木块平放在斜面顶端，木块由静止下滑，用传感器测得其到达底端时的v。改变相关条件，多次试验，并将实验数据记录在下表中：

试验序号	θ	斜面	m（克）	v（厘米/秒）
1	20°	A	200	245
2	20°	A	300	245
3	20°	B	200	153
4	20°	B	300	153
5	25°	A	200	307
6	30°	A	200	358
7	35°	A	200	v7
8	40°	A	200	438
9	45°	A	200	470

①分析比较表中数据可得：v与_____________无关。
.②分析比较试验序号1、5、6、8与9的数据及相关条件，可得出的初步结论是：同一木块，平放在长度相同的斜面顶端由静止下滑，________________________________。
.③在试验序号7中：v₇__________厘米/秒（选填“大于”、“等于”或“小于”）
.④完成上述试验后，有同学提出新的猜想：v可能还与物体跟斜面的接触面积有关。为了验证猜想，应选择下图中________与（a）进行对比试验[选填“（b）”、“（c）”或“（d）”]，即可得出初步结论。

在测量额定电压为2.5V的某小灯泡电阻的实验中，实验电路图如图a所示。闭合开关，调节滑动变阻器，改变小灯泡两端的电压，相应地读取通过小灯泡灯丝的电流。下表中记录的是每次的测量值。

U/V	0	0.50	1.00	1.50	2.00	2.50
I/A	0	0.17	0.30	0.39	0.45	0.49

（1）以电压为横坐标、电流为纵坐标，将测量数据转换为坐标点，标记在坐标系中，如图b所示，请用平滑曲线将这些点连接起来

（2）通过计算或根据所画的实验图线都可以发现，小灯泡灯丝的电阻值是        （选填“变化”或“不变”）的，且随着电压的升高，其阻值         。（选填“变大”或“变小”）
（3）按照电路图a，在图c中将实物图连接起来

小明发现，在一个盛水的容器中放入一个木块，木块会受到浮力，放入木块后容器底部受到的水的压力也增大了，他想探究物体受到的浮力大小与容器底部增加的液体压力是否有关系。为此他选择了如下器材：符合实验要求的弹簧测力计一个、底面积已知的大烧杯一个（盛有适量的水）、完全相同的钩码6个、记号笔一支、铁架台一个。
（1）还需要补充的器材是 _________ .
（2）小明设计了如下实验步骤：
① 将弹簧测力计挂在铁架台下，测出一个钩码的重力为G，并计入数据表格；
② ________________________________________________________________；
③ 弹簧测力计下挂一个钩码，没入大烧杯中的水中，读出弹簧测力计的读数F，并计入数据表格；
④ ________________________________________________________________；
⑤ 弹簧测力计下挂不同的钩码，仿照实验③、④再测五组数据，并计入数据表格；
⑥ 根据公式 ______________________________________ 分别算出六次实验钩码受到的浮力F_浮和容器底部增加的液体压力F_压，并计入数据表格。
请将以上实验步骤补充完整，并设计实验记录表格
实验记录表格：

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，如果空气阻力的作用比较小，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快慢与哪些因素有关，小明有如下猜想：
猜想一：物体下落的快慢与物体的材料有关；
猜想二：物体下落的快慢与物体下落的高度有关；
猜想三：物体下落的快慢与物体的质量有关．
为验证猜想的正确性，几同学用三个0.5kg的金属球做了一系列的实验，实验数据记录如下表：

实验序号	材料	下落高度（m）	下落时间（s）
1	铁球	20	1.96
2	铁球	30	2.47
3	铅球	20	1.96

（1）为验证猜想一，应比较实验序号              ，结论是：                                     。
（2）比较实验序号1、2，得出的结论是：                                  。
（3）请你帮助小明验证猜想三：除需要0.5kg的铁球A、1kg的铁球B和皮尺，还需要的器材是：                               。
（4）某同学在研究时，她让两片完全相同的纸（一张平展，另一张对折）同时从三楼由静止开始下落，她发现两片纸           填“同时”或“不同时”）着地，此下落过程中两片纸            （填“是”或“不是”）自由落体运动，因为                                               。

某科学实验小组利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值，实验步骤如下：
（1）把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽堵住注射器的小孔，这样做的目的是                                      ．
（2）如图所示，用细尼龙绳拴住注射器的活塞的颈部，使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢拉动注射器筒，当注射器中的活塞刚被拉动时，记下弹簧测力计的示数为29.9N.
（3）如图所示，用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为          cm，计算出活塞的横截面积.
（4）计算得到大气压强的数值为          Pa.
（5）同学们发现实验误差较大，请分析实验过程中导致误差的因素有（请写出两条）
①                                          ；
②                                          .

同学们体育课上都拍过皮球，你知道当你拍球时，球对地面的压力是多少吗？给你一个体重秤、一个充好气的篮球、一张大小合适的白纸、一个装有适量水的水槽。请设计一个实验估测一下人拍球时球对地面的压力。

小红的妈妈有一只翠玉手镯，她想知道手镯的密度。现在只有如下器材：一个水槽和足量的水、细线、刻度尺、一个正方体木块。请你按照下面的实验设计思路，把实验步骤补充完整，并利用测量中的表示符号和水的密度ρ_水，写出测量翠玉手镯密度的数学表达式。
实验步骤：
①水槽中装入适量水，将木块放入水槽中，用刻度尺测出木块下表面到水面的距离h₁；
②将手镯放于木块上，如图所示，用刻度尺测出木块下表面到水面的距离h₂；

③                                       。
翠玉手镯密度的数学表达式：ρ=            。

某实验小组同学发现，漂浮在不同液面上的实心物体浸入液体的体积不同，于是他们猜想：物体的密度、物体的体积、液体的密度可能会对漂浮在液面上的实心物体浸入液体的体积有影响。
为验证猜想，他们选用了若干不同的实心圆柱体和足够深的不同液体进行实验（实验时物体均能漂浮在液面），并将物体的密度、物体的体积、液体的密度，以及物体浸入液体的体积记录在表一、表二和表三中。
表一

实验 序号	物体密度 （千克/米^3）	物体体积 （厘米^3）	液体密度 （千克/米^3）	浸入液体体积 （厘米^3）
1	0.4×10^3	15	1.0×10^3	6
2	0.4×10^3	20	1.0×10^3	8
3	0.4×10^3	25	1.0×10^3	10

表二

实验 序号	物体密度 （千克/米^3）	物体体积 （厘米^3）	液体密度 （千克/米^3）	浸入液体体积 （厘米^3）
4	0.6×10^3	15	1.0×10^3	9
5	0.6×10^3	15	1.2×10^3	7.5
6	0.6×10^3	15	1.5×10^3	6

表三

实验 序号	物体密度 （千克/米^3）	物体体积 （厘米^3）	液体密度 （千克/米^3）	浸入液体体积 （厘米^3）
7	0.8×10^3	15	1.0×10^3	12
8	0.8×10^3	15	1.2×10^3	10
9	0.8×10^3	15	1.5×10^3	8

① 分析比较实验序号1与2与3的数据及相关条件，可得的初步结论是：密度相同的
实心物体漂浮在同种液体中，      （11）      。
② 分析比较实验序号     （12）          的数据及相关条件，可得出的初步结论是：密度和体积相同的实心物体漂浮在不同液体中，浸入液体的体积与液体密度成反比。
③ 分析比较实验序号     （13）          的数据及相关条件，可得出的初步结论是：体积相同的实心物体漂浮在同种液体中，浸入液体的体积与物体密度成正比。
④ 实验小组同学对表一、表二、表三中2、3、4列数据进行了一定的运算，并结合相关条件，可得出的进一步结论是：
（a）当             （14）                     时，物体浸入液体的体积相同；
（b）当             （15）                                        。

在“测量定值电阻阻值”和“测量小灯泡电功率”的实验中：

（1）婷婷要测量定值电阻的阻值，请你将如图乙的电路用笔画出的线连接正确（要求：滑片P向右移动时，通过电阻R的电流变大，导线不得交叉）实验开始前，要将变阻器的滑片P移至    端。婷婷闭合开关，发现电流表有示数，电压表无示数，则出现该故障的原因是                     （写出一种即可）；
（2）她排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某一位置时，观察到电流表的示数为0.2A，电压表示数如图甲所示，则定值电阻阻值为   Ω。她仅把这一次实验测得的阻值作为最后的结果，同组的小明认为这种做法不合适，其不合适的理由是    。
（3）测出电阻后，同组的小明将电路中的定值电阻换成了一个额定电压为2.5V的小灯泡，来测量小灯泡的电功率，闭合开关后，调节滑动变阻器滑片P，使电压表示数为    V时，小灯泡正常发光，如果此时电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是       W。
（4）另一实验小组同学，按正确方法完成实验后，分别绘制了“定值电阻”和“小灯泡”的U—I图像如图所示，则表示“定值电阻”的U—I图像的是         (填“甲”或“乙”），这样判断的依据是    。

一个额定电压是6V的小灯泡，其正常工作时通过的电流约为0.3A.小组想测定这个小灯泡的额定功率，实验室中有如下器材：电流表、电压表、开关各一个，两个规格分别为 “10Ω  1A”、 “50Ω  0.5A”的滑动变阻器，导线若干，电源一只（电压为12V）.

（1）小组设计了如图a所示电路图，通过分析你认为小明应选用规格为      的滑动变阻器。
（2）图b已连接了部分电路，请你根据图a所示电路图，用笔画线代替导线，将电路连接完整，使
滑片向左移动时灯变亮。
（3）小组正确选择了滑动变阻器，将图b的电路补充连接后，闭合开关，发现灯泡发光较暗，电流表有示数．任意移动滑动变阻器的滑片，电压表示数不变（示数不为零）且小于6V.具体原因是                          ；若灯不亮，电流表示数为0而电压表有示数，可能故障是             。
（4）小组排除故障后，继续实验.在实验过程中，眼睛应注意观察        ，当        时，
表明灯正常发光，记下此时电流表的示数。
（5）小组又通过实验测得小灯泡电流随电压变化曲线如图c。由图可知，小灯泡的额定功率是_______ W。

小明和小华同学为了探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”，设计了如图所示的实验电路。两个烧瓶A、B中盛有质量、初温相等的煤油，R_A与R_B是阻值不同的电热丝。

（1）R_A与R_B采用串联的连接方式，其目的是为了控制通电时间、         相等。
（2）小明同学为比较R_A与R_B阻值的大小，用电压表分别测出R_A与R_B两端电压大小，发现U_A<U_B，则R_A         R_B（选填“>”、“<”或“=”）。
（3）在相同时间内，可通过观察                 来比较电流通过电热丝产生的热量多少；为了升温较快，实验液体选用煤油而不选用水，主要是水的比热容比煤油            。
（4）小华想改装实验装置用来“测量煤油的比热容大小”，则他们应将烧瓶A中煤油换成与其           （选填“质量”或“体积”）相等的水，并将电热丝R_A换成         的电热丝。测量时，水和煤油的初温均为t₀，通电一段时间后，水和煤油的末温分别为t_水、t_煤油，请写出煤油比热容的表达式：c_煤油=            。（已知水的比热容为c_水）

地沟油中含有大量对人体有毒、有害的物质。一些不法商人对其进行简单的脱水、脱杂、脱臭处理后，冒充色拉油在市场上销售，欺骗、伤害市民。一般情况下用测密度的方法来鉴别色拉油和地油。
小强认为：比热容也是物质的一种属性，比较不同物质的比热容，同样可以鉴别它们。于是，他量取质量相等的色拉油和样品油，分别装入A、B两个烧瓶内，将两根阻值相同的电阻丝分别浸入两个烧瓶内，串联后接入电路，如图所示。

（1）实验中，小强把两根阻值相同的电阻丝串联接入电路，其目的是：              ；
（2）取质量相等的色拉油和样品油，其目的是：           ；
（3）通过观察       ，就能比较出它们比热容的大小，并依此鉴别出样品油的品质。

小刚要测量一个电阻R_x的阻值，现只找到如下器材：假设电源电压不变．三个阻值已知的定值电阻（R₁=10Ω、R₂=20Ω、R₃=40Ω），一个表盘数字已经模糊（但刻度清晰）的电压表，两个开关S₁、S₂，导线若干。小刚要用这些器材测量R_x的阻值。
小刚先将定值电阻R_l接入设计的图（甲）所示电路中进行实验，闭合开关S₁、S₂时电压表的指针偏转情况如图（乙）所示；闭合开关S₁、断开S₂时电压表指针偏转情况如图（丙1）所示。再用R₂、R₃分别替换R_l接入电路进行实验，当闭合开关S₁、断开S₂时电压表对应的指针偏转情况如图（丙2）、（丙3）所示。

（1）R_l接入电路时R_x的的测量值R_x1，R₂接入电路时R_x的的测量值R_x2=    Ω， 同理可以得出R₃接入电路时R_x的的测量值R_x3。
（2）多次实验测量R_x的目的是                                 。

小明的爸爸准备购买一辆SUV型（运动型多用途）轿车,可是上网搜索后有人说这种车重心较高，汽车容易翻倒。小明有些怀疑，通过观察家里台灯、照相机三脚架的稳度（即稳定性）后，设计并进行了如下实验：如下图所示，他首先制作了甲、乙、丙、丁四块重相同、除甲底面积较大外其他外形完全相同、重心高低不同的圆柱体，然后将它们依次放在木板上（物体不滑动），慢慢转动木板，直至圆柱体翻倒，记录此时木板转过的角度θ，记录结果如下表。


（1）小明是通过                 来判断物体的稳度。
（2）分析数据           （填实验次数的序号）可以得到稳度与重心高低之间的关系。
（3）分析小明的实验数据，发现物体的稳度还与      有关。
（4）设汽车车轮和地面的四个接触点围成的四边形的面积为S，汽车的重心离地面高度为h，现有汽车甲和乙，它们的重G相同，结合小明的探究结果,你认为可以通过简单比较______（写出表达式）就可以初步比较甲、乙两辆汽车的稳度。
（5）根据小明得出的探究结论，对于SUV型汽车生产厂家来说，以下最有研究价值的问题是（    ）

A．是否可以通过加大车轮间距离提高稳度

B．如何降低用户的成本

C．稳度是否与汽车车重有关

D．如何提高大家的科学素养