初中物理能量实验题

某同学做测定小灯泡的电功率实验时，用三节干电池供电，灯泡额定电压为2.5V。

（1）根据实际情况，电压表的量程应选择 　        　（选填"0﹣3V"或"0﹣15V"），请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整；

（2）按照原理图连接好电路，如果使用了旧灯泡（灯丝已烧断且不知晓），闭合开关准备继续实验，这样操作很容易造成 　        　损坏，为避免此事故发生，可以采用的办法是 　        　；

（3）更换灯泡后，调节电路使灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，小灯泡的额定功率为 　        　W。

小华利用如图甲所示的电路测量额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率。

（1）请用笔画线代替导线，将图甲的实物图连接完整（要求滑动变阻器滑片向右移动时灯泡变亮）。

（2）小华在连接电路最后一根导线时灯泡立即发光，则她连接电路时存在的错误是 　        　。

（3）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是 　        　W。实际测量时，电压表有示数时内部有微弱的电流通过，若考虑这个微弱电流的影响，则所测小灯泡的额定功率偏 　        　。

（4）小明想利用小华的实验器材测量一未知电阻R _x的阻值，发现电流表损坏，善于动脑的小明认真思考后，利用小华实验中小灯泡的额定电压U _额和测得的额定电流I _额，设计如图丙所示电路，测出R _x的阻值，请你帮助小明补全实验步骤。

①先闭合开关S、S ₁，调节滑动变阻器滑片使电压表示数为 　        　；

②再断开开关S ₁，闭合开关S ₂，保持滑动变阻器滑片位置不变，读出此时电压表示数为U；

③待测电阻R _x＝ 　        　（用所测物理量和已知物理量符号表示）

汽车超载、超速是造成重大交通事故的重要原因。某物理兴趣小组决定对超载超速问题进行模拟探究。如图，将小车从同一斜面上由静止开始滑下，推动同一木块向前移动一段距离后停下，完成甲、乙、丙三次实验。其中h ₁＝h ₃＞h ₂，m ₁＝m ₂＜m ₃。请根据实验现象完成下列问题。

（1）实验中超载、超速带来的危害程度是通过 　                　来表示的；

（2）研究超载带来的危害程度时，选择甲、乙、丙三次实验中的 　                　进行比较；

（3）研究超速带来的危害程度时，选择甲、乙、丙三次实验中的 　                　进行比较；

（4）若本实验中水平面绝对光滑，则 　                　（选填"能"或"不能"）得出正确结论。

某科学兴趣小组在测量额定电压为 $2.5V$ 的小灯泡灯丝电阻时发现，小灯泡两端的电压越大，测得电阻的阻值也越大。针对上述现象，同学们进行如下研究：

【建立假设】①灯丝两端的电压增大导致电阻增大；

②灯丝的温度升高导致电阻增大。

【实验器材】干电池2节，额定电压为 $2.5V$ 的小灯泡1只，电流表1个，电压表1个，滑动变阻器1个，开关1个，装满水的塑料瓶，导线若干。

【实验方案】

次数	1	2	3	4	5
电压     $/V$
电流     $/A$
电阻     $/\Omega$

①按图连接好电路，将灯丝插入瓶口浸入水中，使灯丝的温度保持不变；

②闭合开关 $S$ ，读出电压表和电流表示数，记录在表格中；

③多次改变滑动变阻器的阻值，重复步骤②。

连接电路时，电压表量程选择 $0~3V$ 而不是 $0~15V$ 的目的是 　　。

【得出结论】若假设①被否定，则实验中得到的结果是 　　。

【交流反思】进一步探究发现，灯丝电阻改变的本质原因是灯丝温度的变化。自然界在呈现真相的同时，也常会带有一定假象，同学们要善于透过现象看本质。例如，用吸管吸饮料表面上看是依靠嘴的吸力，而本质是依靠 　　。

某实验小组探究电流与电压的关系。实验中电源电压恒为3V，定值电阻R为5Ω，实验电路图如图甲所示。

实验序号	1	2	3
U/V	0.5	1.0	2.0
I/A	0.1	0.2	0.4

（1）请根据电路图，用笔画线表示导线，连接图乙所示的实物电路（要求导线不能交叉）；

（2）连接好电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑片，电压表的示数约为3V保持不变，电流表的示数几乎为零，则电路的故障可能是 　         　（选填"定值电阻R短路""定值电阻R断路"或"滑动变阻器断路"）；

（3）排除故障后，将多次实验测得的数据记录在表格中，请根据表格中的数据，在图丙的坐标图中画出定值电阻R的I﹣U图像；

（4）分析图像可知，电阻一定时，电流与电压成 　         　比。

某兴趣小组为了比较水和煤油的吸热能力，进行了如下的实验：

（1）提出问题

烈日炎炎的夏季，白天海滩上的沙子热得烫脚，但海水却非常凉爽；傍晚太阳西落，沙子很快凉了下来，但海水却仍然暖暖的。同样的日照条件，为什么不同物质的温度不一样呢？

（2）设计实验

实验装置如图所示：

①除了图中所给的实验器材外，还需要的测量工具有天平（或量筒）和 　    　。

②本实验的主要探究方法是 　    　法和转换法。

（3）进行实验

该兴趣小组设计了如下实验步骤，其中存在错误的是 　    　

A.在两个同样的试管中分别装入等体积的水和煤油

B.用温度计测量这两种液体的初温，发现温度计示数相同

C.把两个试管同时放入同一烧杯中加热（如图所示），且加热相同的时间

D.用温度计测出两种液体的末温，发现两温度计的示数不相同

（4）数据分析

改正错误后，下图是该兴趣小组绘制的"吸收热量-时间"和"温度-时间"图象，能正确描述这两种液体真实情况的图象是 　    　

（5）拓展应用

已知在标准大气压下，水、煤油的沸点分别为100℃、90℃。如图所示，如果烧杯中的水已沸腾，则两试管中液体的沸腾情况，下列判断正确的是 　    　

A．	水、煤油都沸腾
B．	水、煤油都不沸腾
C．	水沸腾，煤油不沸腾
D．	水不沸腾，煤油沸腾

如图所示，是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。甲、乙是完全相同的密闭容器，里面密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，闭合开关前，A、B两U形管内液面相平。

（1）实验中，乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体中的 　    　不相等。

（2）由于电流通过导体产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察U形管中液面高度的变化来显示甲、乙容器内空气温度的变化，这里采用的物理研究方法是 　    　。

（3）通过对比观察A、B两U形管中液面高度的变化， 　    　（选填"甲"或"乙"）容器中导体的电阻产生的热量较多。由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越 　    　（选填"大"或"小"），导体中产生的热量越多。

小聪用如图甲所示的电路"探究电流与电阻的关系"。电源电压为 $6V$ ，滑动变阻器规格为" $50\Omega 2A$ "，有 $5\Omega$ 、 $10\Omega$ 、 $15\Omega$ 、 $25\Omega$ 、 $30\Omega$ 的定值电阻各一个。

（1）连接电路时，开关应 　　；

（2）将 $5\Omega$ 的电阻接入电路，闭合开关。移动滑片 $P$ 发现电压表有示数，电流表始终无示数，其原因可能是定值电阻 　　（选填"断路"或"短路" $)$ 。

（3）排除故障后，使电压表示数为 $U_1$ ，电流表示数如图乙，此时电流为 　　 $A$ ，记下电压表、电流表的示数；

（4）将 $5\Omega$ 的电阻分别换成 $10\Omega$ 、 $15\Omega$ 、 $25\Omega$ 、 $30\Omega$ 的电阻，继续实验。小聪发现当定值电阻为 $30\Omega$ 时，无法完成实验。为了让 $30\Omega$ 的电阻也能完成实验，他设计了如下三个调整方案。其中方案有错误的是 　　（选填" $A$ "、" $B$ "或" $C$ " $)$

$A.$ 在电路中多串联一个 $10\Omega$ 的电阻，其余操作不变

$B.U_1$ 不变，改变电源电压，电源电压的取值范围是 $2V-4.4V$

$C.$ 电源电压不变，改变 $U_1$ 的大小（视需要选取电压表、电流表量程）， $U_1$ 的取值范围是 $2.25V-6V$

（5）实验完毕，得到结论：电压一定时导体中的电流与导体的电阻成 　　比。

在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，实验电路如图1所示，其中R₁＞R₂。

实验一：探究电流产生的热量与电阻大小的关系：

（1）请按照图1中的电路图将图2实物图连接完整；

（2）实验电路按照图1中的电路图连接是为了控制通电时间相同和控制 　     　；电阻丝放出热量的多少，通过 　     　来进行判断。

（3）为了便于比较两根电阻丝通过电流后产生热量的多少，a、b两瓶中要装入 　     　相等、初温相同的同种液体。为了在较短时间内达到明显的实验效果，实验时选用煤油而不选水，是因为煤油的比热容 　     　水的比热容（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

实验二：探究电流产生的热量与电流大小的关系：

（4）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同。实验发现：用电阻丝R₁加热的煤油，在实验一中温度升高△t₁，在实验二中温度升高△t₁′，则△t₁′　     　2△t₁（选填“大于”、“等于”或“小于”），该实验说明电流产生的热量与电流大小 　     　正比例关系（选填“成”或“不成”）。实验中，用电阻丝R₂加热煤油重复以上实验步骤，也可以得出相同的结论。

（5）如果在两烧瓶中分别装入质量相等的不同液体，并接入两根阻值 　     　的电阻丝（选填“相同”或“不同”），就可用这个装置来探究两种不同液体的吸热性质。假设a烧瓶中液体的质量为m，瓶中电阻丝的阻值为R，测出通过它的电流为I，通电一段时间t后，温度计的示数变化量为△t，若不计热量损失，则a液体的比热容为 　     　（用所给出的物理量写出比热容的表达式）。

王力同学在学校看到电工师傅们正在更换安全出口指示灯，他发现这些指示灯都是 $\mathit{LED}$ 灯（发光二极管，电路元件符号为 $)$ ，在实验室他找来了一只标有" $5V$ "字样的 $\mathit{LED}$ 灯，电压为 $9V$ 的电源，并设计了如图甲所示的电路。

（1）如图甲所示，闭合开关 $S$ 前，要将滑动变阻器的滑片置于 　　（选填" $a$ "或" $b$ " $)$ 端，闭合开关 $S$ 后移动滑片 $P$ ， $\mathit{LED}$ 灯发光，测得4组数据并在坐标纸上描点如图乙所示。当该 $\mathit{LED}$ 灯正常工作时， $\mathit{LED}$ 灯的额定功率为 　　 $W$ ，此时变阻器 $R_P$ 接入电路的阻值是 　　 $\Omega$ 。再调节滑动变阻器，当 $\mathit{LED}$ 灯两端电压达到 $6V$ 时，该 $\mathit{LED}$ 灯并未烧毁，则 $\mathit{LED}$ 灯在 $6V$ 电压下工作 $10s$ 消耗的电能为 　　 $J$ 。

（2）在图甲中断开 $S$ ，只改变电源的正负极后再闭合 $S$ ， $\mathit{LED}$ 灯不发光、电流表示数几乎为零，但电压表有示数，此时 $\mathit{LED}$ 灯所在的电路相当于 　　（选填"通路""开路"或"短路" $)$ 。王力同学又把该 $\mathit{LED}$ 灯接某低压电路中，该灯出现持续频闪现象，说明这个电路中的电流是 　　（选填"交流电"或"直流电" $)$ 。

小兵同学通过实验测量灯泡 $L_1$ 、 $L_2$ 的额定功率， $L_1$ 、 $L_2$ 分别标有" $2.5V$ "和" $3.8V$ "字样，电源电压恒为 $6V$ ，电压表只有 $0~3V$ 量程可以用。

（1）如图甲所示，是小兵设计的测 $L_1$ 额定功率的实验电路图，请在图乙中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接（要求滑片向 $A$ 端移动灯泡变亮）。

（2）连好电路后，按实验规范操作，先把滑动变阻器的滑片 $P$ 移到 　　（选填" $A$ "或" $B$ " $)$ 端，然后闭合开关 $S$ ，小兵发现 $L_1$ 不发光，电流表有示数，电压表无示数，则电路的故障可能是 $L_1$ 　　（选填"断路"或"短路" $)$ 。

（3）排除故障后，按实验规范操作，刚闭合开关 $S$ 时，电压表示数为 $1V$ ，电流表示数如图丙所示，读数为 　　 $A$ ，滑动变阻器的最大阻值为 　　 $\Omega$ ；调节滑片 $P$ 得到如表中的数据， $L_1$ 的额定功率为 　　 $W$ 。

实验次数	1	2	3
电压  $\left(V\right)$	1.0	2.5	2.8
电流（A）		0.30	0.32

（4）小兵在原电路中用 $L_2$ 替换 $L_1$ 开始测量 $L_2$ 的额定功率，按实验规范操作，刚闭合开关 $S$ 时，电压表示数为 $1.5V$ ，接着小兵发现该电路无法完成测量，于是设计了一个新方案：把电压表改接到滑动变阻器两端，只需调节滑片 $P$ 使电压表示数为 　　 $V$ ， $L_2$ 就会正常发光。

（5）小兵根据新方案连好电路，按实验规范操作，刚闭合开关 $S$ 时，发现电压表示数超过了量程，立即断开开关思考解决办法，请你对此说出一种合理的解决办法： 　　。

小金利用如图甲所示的电路来测量小灯泡的额定功率。小灯泡额定电压为 $2.5V$ ，电源电压恒定。

（1）依据图甲，请在答题卷上用笔画线代替导线，将图乙中的实物图补充完整。

（2）小金正确连接实物电路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片至某位置时，电压表示数如图丙所示，此时灯泡两端电压为 　　 $V$ 。接下来调节滑动变阻器的滑片向 　　（选填" $A$ "或" $B$ " $)$ 端移动，直至小灯泡正常发光。

如图甲所示是测量未知电阻 的实验电路，定值电阻 。

（1）请完善实验步骤

①只闭合开关 、 ，读出并记录电压表示数 ；

②只闭合开关 　　，读出并记录电压表示数 ；

（2）若 ， 的大小如图乙所示， 　　 ，则 　　 。

（3）为了多测几组实验数据减小实验误差，实验电路应如何改进？请画出改进后的电路图。

某兴趣小组在实验室探究水的沸腾特点的实验时，采用完全相同的装置加热质量不同的水，如图甲乙所示。通过实验，该小组绘制了水温随加热时间变化的 $A$ 、 $B$ 图线如图丙所示。

（1）由实验可知，该实验室所在地点的大气压 　　（选填"大于""小于"或"等于" $)$ 一个标准大气压。

（2）由实验可知，水沸腾时要持续吸热，但温度 　　。

（3）分析甲乙两个装置烧杯中水的多少可知，图丙中 　　（选填" $A$ "或" $B$ " $)$ 图线反映的是甲实验装置的实验结果。

在“探究电流与电阻的关系”实验中，实物器材有：电源（电压恒为4.5V）、电流表、电压表、滑动变阻器（标有“20Ω 2A”字样）和开关各一个，定值电阻五个（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω），导线若干。

（1）将如图甲实验电路连接完整。

（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移到最 　　端。

（3）图乙是根据实验数据画出的定值电阻的I﹣R图象，其中阴影面积的物理意义是 　　，其数值为 　　。