初中物理能量实验题

小宇和同学们在“探究电流与电阻关系”的实验中，所用的器材有：三节新干电池，“5Ω、10Ω、15Ω、20Ω”的电阻各一个，滑动变阻器一个，电流表使用0～0.6A的量程，电压表使用0～3V的量程，开关和导线若干．请你和他一起完成下列实验：

（1）小宇选用器材时发现电流表指针如图甲所示，他应该  ；在连接实物电路的过程中，开关要  ．
（2）小宇连成如图乙所示的电路，他刚要闭合开关，同组的小红提醒他，实物连接有一处错误，请在错误的导线上划“×”，并画出正确的连线．
（3）改正错误连接后，闭合开关，移动滑片P观察两表的示数，为了记录相关的实验数据，请你帮他设计记录数据的表格．
（4）在实验过程中，控制定值电阻两端的电压为2V不变，当小宇用20Ω的定值电阻替换了15Ω的定值电阻后，继续进行实验，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数都无法降低到2V，原因是     ．
（5）小宇在实验时，用额定电压为“2.5V”的小灯泡L₁替换定值电阻，想测量L₁的额定功率，可是不慎电压表掉在地上摔坏了，老师又给他提供了一个标有“2.5V  1.25W”的小灯泡L₂和两个开关S₁、S₂，让他设计测量方案，他灵机一动，设计了如图丙所示的电路图，同样完成了实验，请你将下列实验过程补充完整；
①                 （填S、S₁、S₂的通断情况），调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为  A；
②                  （填S、S₁、S₂的通断情况），保持滑动变阻器的滑片位置不变，记录电流表的示数为I；
③小灯泡L₁额定功率的表达式P_额=          ．

如图1所示是“探究电流与电压、电阻关系”的实验电路，其中R是定值电阻．

（1）电路中有一根导线的连接不适宜，需要改接．请在这般导线上打“×”，并画出改接的导线．闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P移到最   端（左/右）．
闭合开关，三次调节变阻器，得到表中的数据．

实验序号	1	2	3
电压/V	2.0	2.4	2.8
电流/A	0.40	0.48	0.56

由这些数据：
①可看出电流与   的关系；
②可概括出结论：                                                          ．
（3）在探究电流与另一个物理量的关系时，需要多次更换         ．并且每次更换后都要调节变阻器，使电压表的示数              （增大/减小/不变）．
小明根据自己的想法设计了另一种实验电路（如图2所示）．其中，MN是一根金属电阻丝，Q是一个金属夹．主要实验步骤是：先将Q移到最左端，再调节滑动变阻器，确保电流不超过电流表所选用的量程；然后从左向右且有间隔地改变金属夹的位置，得到表中的数据；最后分析数据得出结论．

实验序号	1	2	3
电压/V	0.5	1.2	1.5
电流/A	0.50	0.40	0.30

但是，由小明的实验：
①虽然可看出“电阻越大电流越小”，但无法得到“电流与电阻成反比”的关系；
②可得“电压越大电流越小”，但这个结论明显是错误的．请分析小明的实验，具体指出存在问题：                                  ．

小明制作氧气浓度探测器，过程如下：
（一）小明找来氧敏电阻R_x，其电阻值与空气中氧气浓度的关系如表格所示．其中，氧气浓度为0时，氧敏电阻的阻值模糊不清，他对该电阻值进行测量．

氧气浓度/%	0	5	10	15	20	25	30
Rx/Ω		10	16	21	25	28	30

在集气瓶内，小明通过木炭燃烧制得氧气浓度为零的空气，再将R_x置于瓶内．甲图中电源电压恒为6V，①、②号导线已经连好．
（1）请用笔画线代替导线，在甲图中完成测量电路连接．

（2）开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应移至________（A/B）端．
（3）闭合开关S，发现电流表、电压表示数均为0．小明取下电压表，将电压表分别与导线①的两端、导线②的两端并联，示数都为0；将电压表与滑动变阻器B、D两端并联，示数也为0；将电压表与开关两端的接线柱并联，示数为6V．若电路只有一处故障，则电路故障为________．
A．导线①断路  B．导线②断路  C．滑动变阻器内部断路  D．开关S内部断路
（4）排除故障后，移动滑动变阻器的滑片P，电压表、电流表示数如图乙所示，则氧气浓度为0时，R_x阻值为________Ω．
（5）请在丙图中作出氧敏电阻R_x的阻值与空气中氧气浓度的关系图象．

（二）小明制作氧气浓度探测器的电路如图丁所示，其中，电源电压恒为6V，定值电阻R₀阻值为5Ω．
（6）小明将氧敏电阻包裹在塑料袋中，先用嘴吸尽其中的空气，在对塑料袋儿呼气，闭合开关S，电流表的示数为0.24A．他呼出气体中氧气浓度为________%；可见人呼吸时，________（能/不能）将吸入肺中的氧气完全转化为二氧化碳．
（7）小明制作的探测器工作时，氧气浓度越高，电流表示数越________ ．要想实现“氧气浓度越高，电表示数越大”，应选用电压表与上述电路中的________并联．

小强利用如图甲所示电路测定小灯泡的电阻，被测小灯泡的正常发光的电压为2.5V。实验室有如下器材：电源（电压为6V）、电流表（0～0.6A  0～3A）、电压表（0～3V  0～15V）、开关各一个、导线若干、滑动变阻器三只：R₁（20Ω 0.5A）、R₂（50Ω 0.5A）、R₃（500Ω 1A）。

（1）实验前在检查仪器时，发现电流表指针如图乙所示，则接下来的操作是__________________。正确连接电路，闭合开关，发现无论怎样移动滑片，灯泡都不亮，电压表的示数接近6V，而电流表的示数几乎为0，则电路可能出现的故障是                      。
（2）排除电路故障后，闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，多次测量，小明画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图像（如图丙），则小灯泡正常发光的电阻为_______Ω。在多次测量中，小明还发现：当电压表的示数减小时，电压表与电流表的示数之比             。（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（3）灯泡的电阻测量完毕，小强用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻更换电路中的灯泡，探究电流跟电阻的关系，得到如图丁所示的电流I随电阻R变化的图像，则小明应选用滑动变阻器____（选填“R₁”、“R₂”或“R₃”）。若某次实验中滑动变阻器连入的阻值为21Ω， 则所选定值电阻的阻值为      Ω。

实验桌上有如下器材：满足实验要求的电源一个、电压表一个、开关一个、电阻箱（电路图符号）一个、各种阻值已知的定值电阻和导线若干。小敏想利用实验桌上的器材，设计一个实验证明：“当通过电阻的电流保持不变时，电阻两端的电压与该电阻的阻值成正比”。请你根据上述要求帮助小敏画出实验电路图，并写出实验步骤。
（1）实验电路图：
（2）实验步骤：

如图是探究凸透镜成像的实验装置，光屏上得到了一个清晰的像（光屏上像未给出），则该像为  、  的实像，应用这一规律可以制成  （选填“照相机”或“投影仪”），保持透镜不动，将蜡烛向左移动，为使光屏上再次出现清晰的像，应将光屏向  移动（选填“左”或“右”）．

小明用如图a所示的电路探究电流与电阻的关系．

（1）用笔画线代替导线将图a中的电路连接完整．
（2）实验时每次更换电阻，闭合开关后，观察电流表示数之前必须进行的操作是：    ．
（3）根据下表中记录的实验数据判断，测量时电流表应该选择的量程是   A．
（4）根据下表中的数据，在图b中画出I与R关系的图象．

序号	①	②	③	④	⑤
电阻R/Ω	5	10	15	20	25
电流I/A	0.60	0.30	0.20	0.15	0.12

 

用伏安法测电阻，实验电路图如图1所示，电源电压保持U₀不变。

图1                             图2           图3
（1）该实验的原理是       。
（2）闭合开关S前，滑动变阻器滑片P应置于    端。
（3）假如小珍同学用完好的器材按如图17所示实验电路图正确连接电路，实验时正确操作，刚一“试触”，就发现电流表的指针迅速摆动到最大刻度，其原因可能是：①        ；②          。
（4）小珍在张芳同学已连好的电路上操作，当闭合开关S，把P向a端移动时，发现电流表示数增大，电压表示数减小。发生此现象的原因是张芳同学把                           。
（5）小珍同学按图1所示的实验电路图正确连接电路，进行实验，某次实验中电压表示数如图2所示，电流表示数如图3所示，则此时被测电阻R_x两端电压为  V，通过R_x的电流为    A，被测电阻R_x＝    Ω。
（6）若滑动变阻器的最大阻值为R，被测电阻的阻值为R_x，实验过程中电流表突然烧坏，请你用剩下的器材测出R_x。先在右边方框内画出此时的实验电路图；再简要写出实验步骤和计算R_x的表达式。
a．实验步骤：                                                   。
b．R_x的表达式：R_x＝         。

如图1所示，小刚同学用两个完全相同的电加热器给相同质量水和煤油加热，比较它们吸热能力强弱的实验时，测得如下数据，记录在表格中，请分析表格中的数据，回答以下问题：

加热时间 t/min	0	1	2	3	4	5	6	7
水的温度T水/℃	20	22	24	26	28	30	32	34
煤油的温度 T煤油/℃	20	24	28	32	36	40	44	48

 

图1
（1）分析实验数据，小刚同学认为：加热相同的时间，煤油升高的温度高一些，这说明煤油吸收的热量多一些．这位同学的判断是否正确？请说明理由：         ，              。
（2）分析比较水在第2min、4min、6min和煤油在第1min、2min、3min的数据可知， 质量相等的水和煤油           相同时，煤油吸收的热量     （选填“多”或“少”）；
（3）小刚根据实验数据作出了它们的图象（如图2所示），其中        表示的是煤油吸热升温的情况（选填“A”或“B”）。

图2
（4）通过实验数据和图像分析比较可知，       的吸热能力更强．（选填“水”或“煤油”）。

物理兴趣小组的同学们为了“探究物体吸收的热量与哪些因素有关”，进行了多种猜想。
（1）经过实验探究，证实了他们的三种猜想是正确的：即物体吸收的热量除了与    有关，还与物体的质量和温度变化量有关。
（2）为了验证“物体吸收热量的多少与物质种类有关”，他们设计了如图所示的实验。此实验写出应注意控制条件。例如：实验用的两个烧杯、两只温度计及杯中的电加热器必须分别是相同的。除此之外还必须加以控制的物理量是：              ____   ；                。

（3）物理兴趣小组的同学们是通过在控制以上条件分别相同的情况下，比较水和煤油的            _________  不同，从而得知：水和煤油吸收的热量是不同的。这表明：物体吸收热量的多少与_____有关。
（4）同学们实验测量的数据记录在下表中，通过分析表中数据，你能够得出的结论是：
____________________________________________________________________________。

加热时间（min）	0	1	2	3	4	5	6
水温（℃）	20	22	24	26	28	30	32
煤油温度（℃）	20	24	28	32	36	40	44

 

用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率．实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升．(5分)
（1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为     N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.4m，则杠杆的机械效率为    ．请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：                ．

（2）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到下表所示的两组数据：

根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论？答：       ；请简要说明理由：                             ．

很多同学都喜欢玩橡皮泥，是因为橡皮泥容易捏成各种形状，小萍和小琴想知道橡皮泥的密度到底有多大，她们决定去实验室测一下．实验室老师给她们提供了以下器材：天平（含砝码）、量筒、量杯、水等．
（1）小萍的方案：利用天平和量筒来测量橡皮泥的密度
实验原理：
主要实验步骤：
①用已调好的天平测出一块大小合适的橡皮泥的质量m（如图甲所示）；
②向量筒中倒入适量的水，读出水的体积V₀=18cm³；
③将橡皮泥浸没在量筒内的水中，读出水面所对应的刻度V；（如图乙所示）
④计算出橡皮泥的体积V；
⑤算出橡皮泥的密度ρ．
请将表格中的数据补充完整：

橡皮泥的质量 m/g	水的体积 V0/cm^3	橡皮泥和水的总体积V1/cm^3	橡皮泥的体积 V/cm^3	橡皮泥的密度 ρ/g•cm^﹣3
	18

（2）小琴认为：不用天平，只用量杯（如图丙）和水也可以测出橡皮泥的密度．实验步骤如下：
①取适量水倒入量杯．读出水的体积为v₂；
②将橡皮泥捏成船形，放入量杯，使其漂浮在水面，读出水面所对应的刻度为V₃，计算橡皮泥的质量m= ；（水的密度用表示）
③取出橡皮泥．将它捏成实心体．放入量杯．使它沉人水中．读出水面所对应的刻度为v₄．算出橡皮泥的体积V；
④计算橡皮泥的密度．
（3）请你仔细观察图中的量筒和量杯，发现了什么？ ．由此判断，谁的测量结果误差更大些？   ．

在量筒内注入适量的水，将一木块放入水中，水面达到的刻度是V1，如图（a）所示；再将一金属块投入水中，水面达到的刻度是V2，如图（b）所示；若将金属块放在木块上，木块恰好没入水中，这时水面达到的刻度是V3．如图（c）所示．金属密度＝________．
  
（a）   （b）    （c）

小明与小青想利用实验室所提供的器材测量未知电阻R (阻值约为1k)。实验室所提供的器材有：电源(电压约为9V)、滑动变阻器R(100 2A)、电流表(量程为0～0.6A、分度值为0.02A)、电压表(量程为0～3V、分度值为0.1V)各一个，开关S₁、S₂两只，导线若干。

⑴小明设计了如图甲所示的电路进行测量，通过改变R的阻值改 变电路中电流，但小青同学觉得他不能准确测出未知电阻R，其主要理由是因为   。
⑵小青又设计了如图乙所示的电路进行测量。具体方案是：
①将滑动变阻器调到最大值；②闭合S₁、S₂，测得电流I₁；
③断开S₂，再用电压表测得  两端的电压U；④求出未知电阻R，其表达式为：R=   (用已知量和测得量表示)。
⑶小明觉得小青在第③步中没必要把电压表接入测电压，而是直接再次测得电流I₂，求得未知电阻R=（－1）R即可，你觉得小明与小青的方案中，是   方案更科学合理。

某实验小组的同学在课外实验活动时，想再次探究欧姆定律，选用的器材有：两节干电池、电流表、电压表、开关、滑动变阻器，不同阻值的定值电阻，导线若干等。

（1）不完整的电路如图甲所示，请用笔画线代替导线，将实物图连接完整．
（2）为保证电路安全，连接电路时，开关应_____,闭合开关前应将滑动变阻器滑片置于________端（选填“A”或“B”）．
（3）实验后，同学们用测得的数据绘制了如图乙的图象，根据该图象可以得出的结论是：________________________________
（4）老师后来还派发了一个额定电压为2.5V的小灯泡，又进行了测量小灯泡电功率的实验，某一小组根据数据绘出了如图丙的图线，由图可知，小灯泡的额定电功率为______W,小组还发现电压越高，电阻越大，这是因为_______________________________。
（5）某一小组在实验过程中发现电流表损坏了，他们仍然想测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，请利用上述器材（除了电流表）设计一个测量小灯泡额定功率的电路图.(2分)