初中物理能量解答题

下表示某型号电烤箱铭牌部分参数，其内部电路图如图所示， $R_1$和 $R_2$均为电阻丝，电烤箱在低温挡正常工作 $0.5h$所消耗的电能是　　 $\mathit{kW}·h$， $R_2$的阻值是　　 $\Omega$。

额定电压		$220V$
额定功率	高温挡	$1100W$
	低温挡	$440W$

小明探究电流与电压的关系，实验前他猜想：通过导体的电流可能与其两端的电压成正比，为此，他利用电阻箱代替定值电阻设计了如图甲所示的电路，已知电源电压恒为 $6V$，电阻箱 $R_1$规格“ $0~999.9\Omega$”，滑动变阻器 $R_2$的规格“ $100\Omega 1A$”。

（1）图乙是小明连接的实物电路，请在图中补画一根导线，使之成为完整实验电路，要求：滑片 $P$向右移动时， $R_2$接入电路的电阻变大。

（2）正确连接电路后，调节两变阻器的阻值至最大并闭合开关，发现两电表示数均为零，则电路故障可能为　　。

$A$． $R_1$短路 $B$． $R_1$断路 $C$． $R_2$短路 $D$． $R_2$断路

（3）排除故障后，他调节 $R_1$和 $R_2$的阻值，进行了第一次实验，两电表的示数如图丙所示，则对应的电压、电流值分别为　　 $V$、　　 $A$。

（4）接着他保持开关闭合及 $R_2$的滑片位置不动，调节 $R_1$的阻值，又测得了三组数据，如表。他分析实验数据后发现，通过 $R_1$的电流与其两端的电压不能正比，请指出他在操作中存在的问题：

实验次数	电压 $U/V$	电流 $I/A$
1
2	4.0	0.20
3	4.5	0.15
4	5.0	0.10

①　　；②　　。

（5）正在小明准备重新实验时，同组的小华巧妙处理了实验数据，作出了某个元件的 $I-U$图象，顺利得出了正确结论。

①请你帮小华在图丁中画出该图象；

②根据图象得出的结论是　　。

如图所示，在探究物体动能的大小与哪些因素有关时，让同一小车分别从同一斜面的不同高度由静止释放，撞击水平面上同一木块。

（1）本实验探究的是　　（木块 $/$小车 $/$斜面）的动能与　　的关系，实验中是通过观察　　来比较动能大小的；

（2）第一次实验的情景如图甲所示，在进行第二次实验前，应先将撞出的木块　　；

（3）若操作正确，第二次实验木块最终的位置如图乙所示，则此实验的结论是：　　。

在测定额定电压为“ $2.5V$”小灯泡电功率的分组实验中：

（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。

（2）小明闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则故障可能是　　。排除故障后，移动滑片使小灯泡正常发光，此时电流表数如图乙所示，则小灯泡额定功率为　　 $W$。

（3）小华在进行实验数据处理时，算出了小灯泡的平均功率（如表），你认为这样处理数据是　　（合理 $/$不合理）的，理由：　　。

实验序号	电压 $U/V$	电流 $I/A$	功率 $P/W$	平均功率 $\bar{P}/W$
①	2.0	0.26	0.52	0.69
②	2.5	0.28	0.70
②	2.8	0.30	0.84

（4）下列描述小灯泡功率 $P$随滑动变阻器阻值 $R$变化情况的图象中，正确的是　　

小华和妈妈去超市购物，她们将 $17\mathit{kg}$物品放在小推车中推行，小推车在某段时间内速度 $v$随时间 $t$变化的关系图象如图所示。已知小推车重 $130N$，所受阻力是总重的0.15倍。 $(g$取 $10N/\mathit{kg})$

（1）在 $0~10s$内，水平推力　　（大于 $/$小于 $/$等于）阻力，阻力大小为　　 $N$。

（2） $10~20s$内水平推力做了多少功？

（3） $10~20s$内水平推力的功率多大？

在“测量小灯泡功率”的实验中，提供的器材有：铭牌上仅能看清标有“ $0.3A$”字样的小灯泡、电池组、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线若干。

（1）请用笔画线代替导线将图甲所示的实物电路连接完整。

（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于　　（选填“左”或“右” $)$端。闭合开关，小灯泡不亮，两电表均无示数，现将电压表接在变阻器两端时有示数，接在开关两端时无示数，则电路故障是　　。

（3）排除故障后，移动变阻器的滑片，使电流表示数为 $0.3A$，此时电压表示数如图乙所示，其值为　　 $V$，小灯泡的额定功率为　　 $W$。

（4）在实验过程中，电压表发生故障，现增加电阻箱和单刀双掷开关，设计了如图丙、丁两种方案，则能测出灯泡额定功率的方案是　　。

在“测量小灯泡额定功率”实验中，小灯泡的额定电压 $U_{额}=2.5V$。

（1）图甲是测量小灯泡额定功率的实物电路图，图中有一根线连接错误，请在这根线上打“ $\times$”，并在图中改正。

（2）闭合开关前，滑片 $P$应位于　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$端。

（3）闭合开关，移动滑片 $P$直到电压表示数为 $2.5V$，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　　 $W$。

（4）小华设计了如图丙所示的电路也完成了该实验，请完成下列填空（电源电压不变， $R_1$和 $R_2$为滑动变阻器， $R_2$的最大电阻为 $R_0)$。

①只闭合开关 $S$、 $S_1$，调节 $R_2$，使电压表的示数为 $2.5V$；

②只闭合开关 $S$、 $S_2$，调节　　，使电压表的示数仍为 $2.5V$；

③接着将 $R_2$的滑片 $P$调至最左端，记下电压表的示数为 $U_1$；再将 $R_2$的滑片 $P$调至最右端，记下电压表的示数为 $U_2$，则小灯泡额定功率的表达式 $P_{额}=$　　（用 $U_{额}$、 $R_0$、 $U_1$、 $U_2$表示）。

小明利用空易拉罐做了几个物理小实验。

（1）如图甲所示，在易拉罐中注入少量的水，用酒精灯对易拉罐加热，待罐口出现白雾时，将罐口堵住，撤去酒精灯，让易拉罐冷却，观察到易拉罐变瘪了，这一现象说明了　　的存在。

（2）如图乙所示，用易拉罐制作一个简易针孔照相机：在易拉罐底部中央戳一个小孔，将易拉罐的顶部剪去后，蒙上一层半透明的塑料薄膜，用它观察窗外景物时，在塑料薄膜上能看到窗外景物　　（选填“倒立”或“正立” $)$的像，像形成的原理是光的　　。

（3）如图丙所示，将两个易拉罐平行放置在水平桌面上，为了能让两易拉罐间距离增大，可以吸管按图中箭头　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$所示的方向用力吹气。

（4）如图丁所示，用塑料薄膜擦过的塑料管靠近易拉罐，易拉罐　　（选填“可能”或“不可能” $)$被吸引。

如图所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置，取质量和初温都相同的甲、乙两种液体，分别倒入相同的易拉罐中，用相同的装置加热，实验数据记录如下表：

温度 ${/}^{°}\text{C}$		20	30	40	50
加热时间 $/s$	甲	0	40	82	126
	乙	0	18	40	64

（1）实验中，可以通过　　；（选填“升高的温度”或“加热时间” $)$来比较两种液体吸收热量的多少。

（2）分析实验数据可知：当它们升高相同温度时，　　（选填“甲”或“乙”，下同）液体需要吸收的热量更多；当它们吸收相同热量时，　　液体升温更高。

（3）若在这两种液体中选择一种作为汽车发动机的冷却剂，　　液体冷却效果更好。

2017年2月6日，“向阳红09”搭载“蛟龙”号载人潜水器起航离开青岛港，执行中国大洋第38航次科考任务，“向阳红09”搭载“蛟龙”号航行时的排水量为 $4488t$，牵引力的功率恒为 $6600\mathit{kW}$，航行速度随时间变化图象如图所示，若“向阳红09”搭载“蛟龙”号在航行过程中所受阻力恒为 $6.6\times {10}^{5}N$，出发 $200s$速度达到 $10m/s$，前进 $1660m$，取 $g=10N/\mathit{kg}$，求：

（1）“向阳红09”搭载“蛟龙”号在航行时受到海水的浮力；

（2）在 $0~200s$内“向阳红09”搭载“蛟龙”号行驶的平均速度；

（3）在 $0~200s$内“向阳红09”搭载“蛟龙”号航行时牵引力所做的功。

小明同学在“探究通过导体的电流与电阻的关系”时，他用图甲所示的电路进行实验，实验中电阻 $R$两端的电压始终保持 $2.4V$不变。

（1）请用笔画线代替导线，将甲图中实物电路连接完整（导线不得交叉）。

（2）开关闭合前，滑动变阻器的滑片 $P$应置于　　端（选填“ $A$”或“ $B$” $)$。

（3）在实验过程中，当把电阻 $R$由 $5\Omega$更换为 $10\Omega$时，滑动变阻器接入电路中的电阻应　　。（选填“变大”、“变小”或“不变” $)$

（4）某次实验时电流表的示数如图乙所示，则电流表示数为　　 $A$，此时 $R$的阻值为　　 $\Omega$。

小明利用斜面搬运物体的过程中，提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”针对这个问题，他通过在斜面上拉动物体进行了探究（如图所示），测得的实验数据如表中所示：

实验次数	斜面的 倾斜程度	物体重 $G/N$	物体上升高度 $h/m$	沿斜面拉力 $F/N$	物体移动距离 $S/m$	有用功 $W_{有}/J$	总功 $W_{总}/J$	机械效率 $\eta$
1	较缓	5.0	0.10	1.6	0.50	0.50	0.80	$63\%$
2	较陡	5.0	0.15	2.2	0.50	0.75	1.10	$68\%$
3	最陡	5.0	0.25	3.1	0.50		1.55

（1）沿斜面拉动物体时，应使其做　　运动。

（2）根据表中的数据可求出第③次实验中拉力所做的有用功为　　 $J$，机械效率是　　。

（3）通过对上述实验数据的分析可知，斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越缓，越　　。

（4）通过对上述实验数据的分析，对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是：在其它条件不变的情况下，　　。

在“测量小灯泡额定功率”的实验中，电源电压恒为 $6V$，小灯泡的额定电压为 $2.5V$，正常发光时灯丝电阻约为 $10\Omega$。

（1）用笔画线代替导线在图甲中完成实物电路的连接。

（2）小明进行试触时发现小灯泡不发光，电流表无示数，电压表有示数，则电路中发生的故障可能是　　。

$A$．小灯泡短路 $B$．小灯泡断路 $C$．滑动变阻器处断路

（3）实验中，小明看到电压表示数为 $l.5V$，要使小灯泡正常发光应向　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$端移动滑动变阻器的滑片，同时视线应注意观察　　（选填“电流表”或“电压表” $)$示数变化情况，当灯正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是　　 $W$。

沙漠集水器

（1）有些沙漠紧邻大海，　　（白天 $/$晚上）风通常从大海吹向沙漠，导致空气中富含水蒸气。

（2）伯克利分校的团队设计出一款沙漠集水器 $-\mathit{WaterSeer}$，如图所示，利用风能这种　　（可再生 $/$不可再生）能源，借助风力驱动风轮旋转，带动螺旋桨将讲空气输入金属管中部。

（3）深埋在土壤深处的金属管底部温度较低，由于金属的　　（填物理属性）好使得金属管中部温度也降低。

（4）空气中的水蒸气在金属管中部　　（吸 $/$放热），液化成水滴，水滴在　　力的作用下，沿管壁下落，汇集于金属管底部容器。

（5） $\mathit{WaterSeer}$每天可以收集约 $37L$饮用水，合　　 $\mathit{kg}$，应用前景十分乐观。 $\left({\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3\right)$

小兵用图1所示电路来探究“电压一定时，电流与电阻的关系”。

（1）将 $R$调为 $5\Omega$，闭合开关，移动滑动变阻器至适当位置，记录两电表示数。其中电压表的指针所指位置如图2所示，它的示数为　　 $V$。

（2）将 $R$调为 $20\Omega$，小兵在记录数据前，他应先调节　　，使　　；

（3）多次实验后，小兵得到电流和电阻 $R$的倒数的关系图象如图3所示，由此他得到的实验结论是：当电压一定时，电流与电阻成　　（选填“正比”或“反比” $)$；

（4）小兵身旁有一只仅能看清“▄ $0.25A$”字样的小灯泡，为了知道其额定功率，他根据图3得到 $0.25A$对应的电阻值为 $8\Omega$，从而算出该小灯泡的额定功率 $P=0.5W$，你认为小兵求小灯泡额定功率的方法是否正确：　　（选填“正确”或“不正确” $)$，你的理由是：　　。