题目内容
13．
课外综合实践活动中，小华等同学将两只“3.8V 0.3A”的小灯泡连接成串联电路．实验时不慎把甲灯泡的玻璃外壳打碎了，让小华惊奇的是，原来发光较弱的甲灯泡不发光了，而乙灯泡不仅没熄灭，反而更亮了．仔细观察电路后，还发现这时电压表的示数为1.6V（电压表测甲灯泡两端的电压），电源电压为4V．小华对此产生了疑问：玻璃外壳打碎后，甲灯仍有电流通过为什么不发光呢？小组的同学提出了以下两种猜想：
猜想1：甲灯中的电流可能小于外壳打碎前的电流．
猜想2：甲灯的实际功率可能小于可以发光的功率．
请回答问题：
（1）根据所学知识，他们经过讨论，断定猜想1是错误（选填“正确”或“错误”）的．他们判断的依据是观察到乙灯更亮了，根据串联电路中电流相等 的特点；所以甲灯中的电流大于外壳打碎前的电流．
（2）为了验证猜想2，由于手头没有电流表，小华通过查阅有关资料获得“3.8V 0.3A”小灯泡的电流随电压变化的数据，以及不同电压下的发光情况（如表所示），并描出了该灯泡电流随电压的变化图象．
| 电压U/V | 0 | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 3.5 | 4.0 |
| 电流I/A | 0 | 0.12 | 0.16 | 0.20 | 0.22 | 0.25 | 0.27 | 0.29 | 0.31 |
| 灯泡发光情况 | 不发光 | 发光，由暗渐渐变亮 | |||||||
（3）甲灯泡的玻璃外壳打碎后，引起灯泡从发光较弱到不发光的因素究竟是什么？
同组的小兰同学联想到，刚从炼钢炉里倒出来的钢水，温度很高发出耀眼的白炽光，一段时间后，温度降低钢水凝固发出红光直至不发光．提出新的猜想：甲灯灯丝玻璃外壳打碎了后，灯丝可能因温度低 而不发光．
为了验证猜想，小华等同学在前面实验的基础上，适当调高稳压电源的电压后，观察到甲灯泡灯丝发出微弱的红光，但在短时间内灯丝就烧断了．至此，你认为小灯泡的玻璃外壳有什么作用减少散热，使灯丝温度可达到白炽发光的程度 （只要写出其中的一点）．
分析 （1）甲、乙两灯串联，流过它们的电流相等，乙灯能发光且更亮了，说明流过甲灯的电流大于外壳打碎前的电流；
（2）根据题意求出甲灯泡的电压及流过甲灯泡的电流，由P=UI求出甲的功率，看该功率与灯泡发光功率间的关系，
然后判断猜想2是否正确；
（3）从影响电阻大小的因素入手，因为灯丝未受损，灯丝的材料、长度、横截面积不变化，考虑是导体温度的影响．
从物体温度与发光的关系分析灯不发光的原因及灯泡玻璃外壳的作用．
解答 解：（1）甲、乙两灯串联，流过它们的电流相等；与甲串联的乙灯更亮了，说明流过乙灯的电流更大了，
从而流过甲灯的电流更大了，所以猜想1是错误的．
（2）甲灯泡外壳打破后，乙灯泡仍然是完好的灯泡，符合表格中的U-I关系，此时由甲灯泡两端电压为1.6V，则乙灯泡电压为2.4V，由表格数据可知，此时电路中的电流约为0.25A，则此时P甲=U甲I甲=0.4W，而对于正常的小灯泡，最小的发亮功率Pmin=UI=1.5V×0.2A=0.3W，P甲＞Pmin，因此猜想2错误错误；
（3）甲灯泡的玻璃外壳打碎后，虽然灯泡两端的电压及灯泡的功率都大于灯泡可以发光的电压与功率，而灯泡仍不发光，原因是：玻璃外壳被打碎后由于散热使灯丝的温度降低，灯丝温度太低，达不到白炽状态而无法发光，所以玻璃壳的作用是减少散热，使灯丝温度可达到白炽发光的程度．
故答案为：（1）错误；乙灯更亮了；相等；大于；
（2）甲灯泡外壳打破后，乙灯泡仍然是完好的灯泡，符合表格中的U-I关系，此时由甲灯泡两端电压为1.6V，则乙灯泡电压为2.4V，由表格数据可知，此时电路中的电流约为0.25A，则此时P甲=U甲I甲=0.4W，而对于正常的小灯泡，最小的发亮功率Pmin=UI=1.5V×0.2A=0.3W，P甲＞Pmin，因此猜想2错误错误；
（3）温度低；减少散热，使灯丝温度可达到白炽发光的程度．
点评 本题是一道实验探究题，对初中生来说难度较大；熟练掌握串联电路的特点、充分理解题意，由题意获取灯泡可以发光的电压与功率是正确解题的关键．
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相关题目
3．利用下列器材研究电流跟电压、电阻之间的关系．
（1）按电路图（图1）用笔线连接电路图2．
（2）在研究电流跟电压的关系时，应保持电阻不变，移动变阻器的滑片，改变电阻R两端的电压，测出相应的电流．在研究电流跟电阻的关系时，应保持电压不变，改变电阻，测出相应的电流．
（3）下面的表格是“研究电流跟电压、电阻关系”的实验数据记录：
表1 电阻R=15Ω
表2 电压U=2V
分析表1数据，可得出结论电阻一定时，通过导体电流与导体两端电压成正比；分析表2数据，可得出结论电压一定时，通过导体电流与导体电阻成反比；综合以上得到欧姆定律，其内容是导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比，其表达式为：I=$\frac{U}{R}$．
（1）按电路图（图1）用笔线连接电路图2．
（2）在研究电流跟电压的关系时，应保持电阻不变，移动变阻器的滑片，改变电阻R两端的电压，测出相应的电流．在研究电流跟电阻的关系时，应保持电压不变，改变电阻，测出相应的电流．
（3）下面的表格是“研究电流跟电压、电阻关系”的实验数据记录：
表1 电阻R=15Ω
| 电压U（V） | 1.5 | 3 | 4.5 |
| 电流I（A） | 0.1 | 0.2 | 0.3 |
| 电阻R（Ω） | 5 | 10 | 20 |
| 电流I（A） | 0.4 | 0.2 | 0.1 |
某校科学兴趣小组想利用食盐、水、新鲜冬瓜和自制密度计（制作方法：在吸管的下端装入适量的钢珠后用蜡封住并使底部平整）对植物吸水、失水的原理展开探究．他们将冬瓜除去瓜瓤后制成“冬瓜碗”，并在“冬瓜碗”中加入240g密度为1.2g/cm3的食盐水．并在食盐水溶液中放置自制密度计（如图甲所示），通过观察一段时间后自制密度计浸没深度的变化，分析研究冬瓜得失水分的状况，若自制密度计在溶液中浸没的深度随时间的变化曲线如图乙所示，请你帮助该兴趣小组完成试验的探究和分析．（假设食盐溶解于水后，液体体积基本不变）
8．
五一期间，小宇乘坐爸爸驾驶的小汽车外出游玩，发现车内吊着的一个装饰物在摆动，摆动很有节奏且来回摆动一次时间大致相同．小宇到游乐场后，他看到其他同学坐到秋千上玩，秋千来回摆动一次时间也大致相同，但是摆动时间长一些．
（1）请根据小宇观察到的现象，提出一个可探究的科学问题：单摆的周期与摆长是否有关（单摆的周期与摆动幅度是否有关或单摆的周期与摆的质量是否有关）．
（2）回到学校，他找来一些长短不一的细线和质量不同的小球，做成不同的单摆（如图所示）来探究．在老师的指导下，小宇和其他同学合作完成了几组实验．
①实验中，需要测量单摆长L、摆球质量m、摆角θ（θ小于10°）、摆动一次所需时间T．其中摆球质量m除了用天平直接测量外，还可用下列测量仪器中C（只填序号）进行间接测量．
A．温度计 B．密度计 C．测力计 D．气压计
②在探究周期与某因素时，记录实验数据如表：
摆球质量 m=40g 摆角θ=7°
分析上表中的数据，得出结论是：摆球质量、摆角一定时，单摆的摆长越长，周期越大．
五一期间，小宇乘坐爸爸驾驶的小汽车外出游玩，发现车内吊着的一个装饰物在摆动，摆动很有节奏且来回摆动一次时间大致相同．小宇到游乐场后，他看到其他同学坐到秋千上玩，秋千来回摆动一次时间也大致相同，但是摆动时间长一些．（1）请根据小宇观察到的现象，提出一个可探究的科学问题：单摆的周期与摆长是否有关（单摆的周期与摆动幅度是否有关或单摆的周期与摆的质量是否有关）．
（2）回到学校，他找来一些长短不一的细线和质量不同的小球，做成不同的单摆（如图所示）来探究．在老师的指导下，小宇和其他同学合作完成了几组实验．
①实验中，需要测量单摆长L、摆球质量m、摆角θ（θ小于10°）、摆动一次所需时间T．其中摆球质量m除了用天平直接测量外，还可用下列测量仪器中C（只填序号）进行间接测量．
A．温度计 B．密度计 C．测力计 D．气压计
②在探究周期与某因素时，记录实验数据如表：
摆球质量 m=40g 摆角θ=7°
| 摆长L/m | 0.64 | 0.81 | 1.00 | ||
| 周期T/s | 1.60 | 1.80 | 2.00 |
18．小宇以一定速度将石子向斜上方抛出去，石子所做的运动叫斜抛运动．他想怎样才能将石子抛得更远呢？于是他找来小丽一起做了如下探究：他们用如图1所示的装置来做实验，保持容器水平，让喷水嘴的位置不变，用开关控制水喷出的速度．
（1）首先让喷水嘴的方向不变（即抛射角不变）做了三次实验：第一次让水的喷出速度较小，这时水喷出后落在容器的A点；第二次，让水的喷出速度稍大，水喷出后落在容器的B点；第三次，让水的喷出速度最大，水喷出后落在容器的C点．小宇和小丽经过分析得出如下结论：在抛射角一定时，当物体抛出的速度越大，抛出的距离就越远．
（2）然后控制开关让水喷出的速度不变，让水沿不同方向喷出，如图2又做了几次实验，得到如下的数据：
小宇和小丽对上述数据进行了归纳分析，得出的结论是：在速度一定时，随着物体抛出时与水平方向夹角的增大，抛出距离先是越来越大，然后越来越小．当夹角为45°时，抛出距离最大．
（3）小宇和小丽总结了一下上述探究过程，他们明确了斜抛物体在水平方向上飞行的距离与速度和抛射角的关系，他们感到这次探究的成功得益于探究过程中两次较好地运用了控制变量法．
（1）首先让喷水嘴的方向不变（即抛射角不变）做了三次实验：第一次让水的喷出速度较小，这时水喷出后落在容器的A点；第二次，让水的喷出速度稍大，水喷出后落在容器的B点；第三次，让水的喷出速度最大，水喷出后落在容器的C点．小宇和小丽经过分析得出如下结论：在抛射角一定时，当物体抛出的速度越大，抛出的距离就越远．
（2）然后控制开关让水喷出的速度不变，让水沿不同方向喷出，如图2又做了几次实验，得到如下的数据：
| 喷嘴与水平方向的夹角 | 15° | 30° | 45° | 60° | 75° |
| 落点的喷嘴的水平距离 | 50 | 86.6 | 100 | 86.6 | 50 |
（3）小宇和小丽总结了一下上述探究过程，他们明确了斜抛物体在水平方向上飞行的距离与速度和抛射角的关系，他们感到这次探究的成功得益于探究过程中两次较好地运用了控制变量法．
5．
由于怕饭菜太烫，来不及冷却而影响小明的早餐，妈妈总是很早就起床了，为了让妈妈多睡一会儿，小明就想找到一种让物体快速冷却的方法．为此，小明注意到妈妈是把饭菜放在空气中冷却的，而厨房中适合用来冷却的另一种物质就是水．水和空气哪个的导热性能好呢？小明进行了如下的探究：
①用两个相同的牛奶瓶，都装入热牛奶；
②一个放在温度与室温相同的水中，另一个就放在空气中；
③为了尽量减少其他因素的影响，他把两个瓶都用木块垫起来，放在同一个桌面上．如图所示．实验时他每隔一定的时间记录一次甲、乙两温度计的示数，得到的数据如表：
（1）对甲、乙两个瓶中的牛奶，小明要控制牛奶的牛奶的质量、初温相同；
（2）小明通过实验，得到的正确结论是什么？空气的导热性比水的导热性差；
（3）进一步分析表中甲的示数，小明又发现，在冷却过程中，牛奶冷却的快慢前后并不一致，是越来越慢的．小明想用“冷却速度”来定量表示冷却的快慢程度，请你给物理量下个定义：液体单位时间内降低的温度叫做冷却速度．
由于怕饭菜太烫，来不及冷却而影响小明的早餐，妈妈总是很早就起床了，为了让妈妈多睡一会儿，小明就想找到一种让物体快速冷却的方法．为此，小明注意到妈妈是把饭菜放在空气中冷却的，而厨房中适合用来冷却的另一种物质就是水．水和空气哪个的导热性能好呢？小明进行了如下的探究：①用两个相同的牛奶瓶，都装入热牛奶；
②一个放在温度与室温相同的水中，另一个就放在空气中；
③为了尽量减少其他因素的影响，他把两个瓶都用木块垫起来，放在同一个桌面上．如图所示．实验时他每隔一定的时间记录一次甲、乙两温度计的示数，得到的数据如表：
| 时间/min | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 |
| 甲的示数/℃ | 70 | 60 | 53 | 47 | 42 | 39 | 37 | 35 | 34 | 33 |
| 乙的示数/℃ | 70 | 66 | 61 | 58 | 55 | 52 | 50 | 48 | 46 | 44 |
（2）小明通过实验，得到的正确结论是什么？空气的导热性比水的导热性差；
（3）进一步分析表中甲的示数，小明又发现，在冷却过程中，牛奶冷却的快慢前后并不一致，是越来越慢的．小明想用“冷却速度”来定量表示冷却的快慢程度，请你给物理量下个定义：液体单位时间内降低的温度叫做冷却速度．
2．
来自南安的王金图在中国北京挑战了全身与冰块接触时间最长的纪录，他站在装满冰块的玻璃柜中长达1小时30分钟，惊人地打破了此前威姆•霍夫（荷兰）保持的1小时13分的纪录．“牛顿物理小组“的同学们看了这条新闻后不由想到：人在冰里待的时间长些，还是在水里待的时间长些（即冰和水哪种物质冷却效果更好）？为了比较冰和水的冷却效果，同学们进行了如下的探究实验：
如图所示，将两盒牛奶分别装人两个相同的瓶中，甲瓶放在水中，乙瓶放在冰块中，其他条件均相同．实验时，他每隔一定时间记录一次甲、乙两瓶中牛奶的温度，实验数据如表所示
（1）甲、乙两瓶中的牛奶应该保证质量（填“质量“或“体积“）相同．
（2）通过数据分析，能得出的结论是：水的冷却效果更好．（写出一条即可）
（3）物理学中我们用速度来表示物体运动的快慢，若用“冷却速度“来表示物体冷却的快慢，则“冷却速度“可定义为：质量为1千克的物体降低的温度与时间的比值，叫做冷却速度．
来自南安的王金图在中国北京挑战了全身与冰块接触时间最长的纪录，他站在装满冰块的玻璃柜中长达1小时30分钟，惊人地打破了此前威姆•霍夫（荷兰）保持的1小时13分的纪录．“牛顿物理小组“的同学们看了这条新闻后不由想到：人在冰里待的时间长些，还是在水里待的时间长些（即冰和水哪种物质冷却效果更好）？为了比较冰和水的冷却效果，同学们进行了如下的探究实验：如图所示，将两盒牛奶分别装人两个相同的瓶中，甲瓶放在水中，乙瓶放在冰块中，其他条件均相同．实验时，他每隔一定时间记录一次甲、乙两瓶中牛奶的温度，实验数据如表所示
| 时间/min | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 |
| 甲/℃ | 70 | 60 | 53 | 47 | 42 | 39 | 37 | 35 | 34 | 33 |
| 乙/℃ | 70 | 65 | 61 | 58 | 55 | 52 | 50 | 48 | 47 | 46 |
（2）通过数据分析，能得出的结论是：水的冷却效果更好．（写出一条即可）
（3）物理学中我们用速度来表示物体运动的快慢，若用“冷却速度“来表示物体冷却的快慢，则“冷却速度“可定义为：质量为1千克的物体降低的温度与时间的比值，叫做冷却速度．