初中物理实验题

阅读短文，回答问题：
巨磁电阻效应
1988年阿尔贝·费尔和彼得·格林贝格尔发现，在铁、铬相间的三层复合膜电阻中（如图甲），微弱的磁
场可以导致电阻大小的急剧变化，这种现象被命名为“巨磁电阻效应”．
更多的实验发现，并非任意两种不同种金属相间的三层膜都具有“巨磁电阻效应”．组成三层膜的两
种金属中，有一种是铁、钴、镍这三种容易被磁化的金属中的一种，另一种是不易被磁化的其他金属，才可能产生“巨磁电阻效应”．
进一步研究表明，“巨磁电阻效应”只发生在膜层的厚度为特定值时．用R₀表示未加磁场时的电阻，R表示加入磁场后的电阻，科学家测得铁、铬组成的复合膜R与R₀之比与膜层厚度d（三层膜厚度均相同）的关系如乙图所示．
1994年IBM公司根据“巨磁电阻效应”原理，利用铁、铬组成的复合膜研制出“新型读出磁头”，将磁场对复合膜阻值的影响转换成电流的变化来读取信息．

（1）以下两种金属组成的三层复合膜可能发生“巨磁电阻效应”的是     

A．铜、银

B．铁、铜

C．铜、铝

D．铁、镍

（2）对铁、铬组成的复合膜，当膜层厚度是2.2nm时，这种复合膜电阻    （选填“具有”或“不具有”）“巨磁电阻效应”．
（3）丙图是硬盘某区域磁记录的分布情况，其中1表示有磁区域，0表示无磁区域，将“新型读出磁头”组成如图所示电路，当磁头从左向右匀速经过该区域过程中，电流表读数变化情况应是丁图中的     ．

小明学习知道：导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积有关．他想进一步研究电阻与长度和横截面积的定量关系，于是他利用镍铬合金丝进行实验，得到数据填入表格：

（1）在长度一定时，图线     （选填“a”或“b”）能够正确的表示镍铬合金丝的电阻与横截面积关系．
（2）由数据推断：导体电阻与长度、横截面积的关系为：R＝k       （k为常数），对于镍铬合金丝来说，k＝         （写上数值和单位）．
（3）请将空格填上．

小明在探究光的折射规律时，意外发现：当光沿某方向从半圆玻璃砖射向空气时，折射光消失而反射光却变得更亮，如图，老师告诉他这是光的全反射现象．课后，小明查到光从玻璃射向空气时的一些数据如下表．

（1）分析以上数据可知光从玻璃射向空气时，折射角随入射角的变化关系是：          ．
（2）光从玻璃斜射向空气时，反射能量随着入射角的增大而         ，当入射角i≥    °时，反射能量达到100%，就发生了全反射现象；
（3）由表格数据可知：图线        （选填“a”或“b”）反映了上述实验中的两角关系．
（4）根据光路可逆，当光从空气斜射向玻璃时，折射角      （选填“大于”或“等于”或“小于”）入射角，因此折射光线不能消失，则        （选填“能”或“不能”）发生全反射现象．

(5分) 探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关时，做了以下的三个实验：
实验一：用弹簧秤拖动木块在水平木板上运动
实验二：用弹簧秤拖动木块在垫有毛巾的水平木板上运动
实验三：用弹簧秤拖动放有砝码的木块在水平木板上运动
回顾课堂上的实验过程回答问题：

（1）该实验的原理是什么？________________。
（2）拖动木块应做什么运动？_________________。
（3）实验一、二为什么要用同一木块？实验可得出什么结论？________________________________。
（4）实验一、三为什么要用同一水平木板？实验可得出什么结论？_______________________________。

(7分) 小明设计了如图甲所示的电路图，用来测定额定电压为“2.5伏”的小灯泡的电功率。各元件都完好，电源电压保持不变。

（1）小明将各元件连接成如图乙所示的电路，请指出其中的错误：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）电路调整正确后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当观察到＿＿＿＿＿时，表明小灯泡正常发光，并记录电流表的示数。
（3）为了进一步探究小灯泡的亮度与实际电功率的关系，小明继续调节滑动变阻器的滑片，并记录数据如下表，发现第2次实验小灯泡最亮，此时小灯泡的实际电功率为＿＿＿瓦。

实验次数	1	2	3
电压表示数/伏	2.5	2.8	2.0
电流表示数/安	0.32	0.35	0.27

 

为了探究影响电热的因素，小伟设计了如图所示电路，烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油，R₂>R₁．

（1）除了温度计外，还需要的测量工具是　     ．实验中煤油吸热的多少是通过来　    反映的（选填“温度计升高的示数”或“加热时间”）．
（2）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验，是因为煤油具有　       的特点．
（3）通电一定时间后，乙瓶中的温度计示数升的快，由此得出的实验结论是　      ．
（4）若要在上面的电路中继续探究电热与电流的关系，你接下来的操作是　      ，比较　     ．

快速骑自行车时，我们会感到空气阻力，而且骑车速度越大，感觉空气阻力越大。由此小强同学猜想：物体所受空气阻力大小与物体运动的速度大小有关。

在一个无风的周末，小强和爸爸开汽车来到郊外一段人车稀少的平直公路上，将如图甲所示装置固定住，爸爸依次以20km/h～80km/h的不同速度在平直公路上各匀速行驶一段距离，小强将汽车在几个不同行驶速度时的弹簧测力计的示数记录在下表中。

汽车速度v/（km·h^-1）	20	30	40	50	60	70	80
弹簧测力计示数F/N	0.2	0.3	0.6	1.0	1.4	2.4	3.1

（1）实验装置中用小车而不是木块，并将其放在表面平滑的木板上，目的是为了减小           对实验结果的影响。根据二力平衡，弹簧测力计的示数大小近似等于小车及挡板受到的阻力大小；
（2）请根据表格中的数据在图乙的坐标轴中描绘出空气阻力跟速度的关系曲线。根据图像，某同学得出：“物体所受空气阻力与运动速度成正比”的结论，你认为他的说法是_____的（选填“正确”或“错误”）。
（3）实验完毕后，小强又进行了思考：从足够高的高空下落的雨滴速度会不会一直增大，其所受的空气阻力会不会也一直增大？
与同学讨论后，小强知道了：若雨滴所受空气阻力小于重力，则雨滴下落速度继续增大，若下落雨滴所受空气阻力大于重力，则雨滴下落速度减小。请你结合所学物理知识分析：一滴质量为5g的雨滴从高空下落时（假设在无风天气，雨滴下落高度足够大），所受到的最大阻力f=   N，此后雨滴将做          运动。

在测量定值电阻R_x阻值的实验中．

（1）连接电路时开关应           ．
（2）请你将图甲中的实物电路用笔划线代替导线连接完整,要求滑片向左滑电流表示数变小．
（3）实验时，若只有R_x断路，开关闭合后，电路中可能出现的一种现象是        ．
（4）在实验过程中，发现电压表不能使用。小明将滑动变阻器调到最大值作为定值电阻R₀使用（R₀值已知），设计了如图乙所示的电路测量R_x阻值．测量时，只闭合S ₁电流表示数为I ₁，只闭合S ₂电流表示数为I ₂，则电阻R_x两端的电压为       ，电阻R_x=       （以上两空都用I ₁、I ₂ 和R₀表示）．
（5）因图乙的方案未能进行多次测量减小实验误差，于是小明向老师借了一只定值电阻R₀（R₀值已知），设计了如图丙所示的实验电路，仍按照（4）中的测量和计算方法，移动滑动变阻器的滑片，多次测量求出了电阻R_x的阻值．请你分析小明测得R_x阻值的方法是否正确，并说出判断理由            ．

下面几幅图是课本中的一些实验装置图，请在题中空格处填入相应的内容．

（1）图a装置探究平面成像特点，选择玻璃板的目的                   ．
（2）图b装置可探究                  跟电阻的大小关系．
（3）图c说明：断断续续的电流可产生               ．

实验桌上有满足实验需要的如下器材：天平（含砝码）、容器内装有适量的水的烧杯、轻细线、铁架台、底面积为S且侧面有刻度的圆柱体金属块（其上表面有可拴细线的小孔）。请你利用上述器材设计一个实验证明：物体没入水中之前，下表面受到水向上的压强与它浸在水中的深度成正比。请写出实验步骤，画出实验数据记录表。

小明同学利用如图所示的小烧杯、大水槽、量筒、水、滴管、记号笔、细线等器材测量一块金属块的密度，他设计了如下实验步骤。

(1)将金属块放入烧杯中，使烧杯直立在漂浮大水槽中，用签字笔在烧杯上标出水面的位置； 
(2)用量筒测出________ 的体积为V₁；
(3)将烧杯直立漂浮在大水槽中，向烧杯中倒入适量的水，使_________________；
(4)用量筒测出烧杯中水的体积V₂；
(5)金属块密度的表达式为ρ_金=" ____________________" .

小王和小海在学习了串联电路知识后，进一步探究“导体中电流与电压的关系”，他们用A、B、C三个导体进行实验，实验中多次改变导体两端的电压大小，并将测得的数据记录在表一、表二、表三中。

①分析比较实验序号________中的相关数据和实验现象，可得出的初步结论是：电压相同，通过不同导体的电流不同。分析数据还可以知道：三个导体中，导体________对电流的阻碍作用最大（选填“A”、“B”或“C”）。
②小王进一步分析了表格中的数据，得出同一导体，电流与电压的比值是一定值；不同导体，电流与电压的比值不同。
小海在小王的基础上，将电流与电压的比值I/U定义为一个新的物理量。分析表格中的数据可知，该物理量的数值越大，导体对电流的阻碍作用越________（选填“大”或“小”）。若将新物理量取名为“电导”，符号取为“G”，则电流与电压的关系式可以写作：
I＝________。（用“G”和“U”表示）
③如果将两个导体串联，它们的电导分别为G₁和G₂，等效替代它们的总电导为G，请推导总电导与两个串联导体电导的关系式。________（需要写出推导的过程）

小伟和小莉同学做“测定小灯泡的电功率”实验，现有电源（电压为4.5伏）、电压表、电流表、滑动变阻器两个（甲标有“12Ω2A”、乙标有“20Ω2A”字样）、电键及导线若干，已知两个小灯的额定电压分别为1.5伏和3伏，额定功率均不超过1瓦。小伟和小莉各自选取一个变阻器、小灯及其它器材连接电路，闭合电键后，移动变阻器的滑片，直至两个电路中电压表的示数均为3伏时，发现两小灯均已正常发光。这时，小伟电路中变阻器的滑片在中点位置附近、电流表的示数如图所示；小莉对比后发现电路中小灯的亮度比小伟选用的小灯暗。两位同学交流后，发现其中一位同学的电路连接有误，小莉将此时电压表和电流表的示数相乘，得到的电功率为0.96瓦。

（1）实验中电路连接有误的是          （选填“小伟”或“小莉”）。
（2）小伟同学选用的变阻器为         （选填“甲”或“乙”），所测小灯的额定功率为         瓦。
（3）求小莉同学所测小灯的额定功率。（需写出计算过程）
                                                                        

某学校同学想知道：影响电流大小的因素，他们设计了如图所示的电路，选用同种材料制成的不同导体、若干节干电池及其他必要器材进行实验。

同学们正确连接电路，并将实验测得数据记录在表一、表二和表三中。

表一 导体A 长度0.4米 横截面积0.3毫米^2		表二 导体B 长度1.2米 横截面积0.3毫米^2		表三 导体C 长度1.5米 横截面积0.3毫米^2
实验序号	1	2	3		实验序号	4	5	6		实验序号	7	8	9
U（V）	1.2	2.4	3.6		U（V）	2.4	3.6	4.8		U（V）	1.5	3.0	4.5
I（A）	0.30	0.60	0.90		I（A）	0.20	0.30	0.40		I（A）	0.10	0.20	0.30

① 根据他们选用的导体及设计的表格：可以判断他们原有的猜想：
他们认为影响电流大小的因素可能是：____________________________________________。
② 分析比较表一或表二或表三中的数据，可初步得出：__________________________。
③ 请进一步分析比较表一和表二和表三中的数据，可初步得出：_______________ ___________。
④为了在表二的基础上继续研究通过导体的电流与导体横截面积的关系，请你在表四中填写需选用这种材料制成的导体还需满足的条件。     

表四
导体	长度（米）	横截面积（毫米^2）
D
E

 

小王做“测定小灯泡电功率”实验，现有电源（电压保持不变）、待测小灯、电压表、电流表、滑动变阻器（“50Ω 2A”、“20Ω 2A”两种规格）、电键及导线若干，其中待测小灯上只有所标“0.22A”（指小灯正常工作电流）字样清晰可见。他连接电路，并把滑片移到变阻器的一端，闭合电键后发现小灯发出明亮的光，而电压表却无示数。接着他移动滑片，发现电流表示数逐渐减小，电压表示数逐渐增大，当滑片移动到中点位置附近时，小灯正常发光，此时电压表示数为2.3伏。他经过思考分析，不更换实验器材重新正确连接电路，并规范操作，闭合电键发现电流表、电压表示数分别为0.16安和1.3伏。
① 请说明小王判断小灯正常发光的理由：____________________________________                       
② 实验中所用滑动变阻器的最大阻值为_____________欧，电源电压为___________伏，小灯泡的额定功率为_______________瓦。（需写出计算过程）