初中物理能量实验题

实验课上，同学们把两个相同规格的小灯泡连接在如图甲所示的电路中，闭合开关后，两灯发光．此时，一同学不小心把L₁的玻璃外壳打破了，结果L₁熄灭，L₂却更亮了。这是为什么呢？他们提出猜想：
猜想一：可能L₁处发生开路；
猜想二：可能L₁处发生短路。
（1）小明认为猜想一是不正确的。小明判断的理由是               ．
（2）针对猜想二，同学们找了二只电压表，分别并联在L₁，L₂两端，如图乙所示，假如猜想二成立，则两表的读数是怎样？             。
（3）实验发现两个电压表均有明显读数，且L₁两端电压比L₂两端电压小。说明猜想二也不正确．你认为L₁熄灭、L₂更亮的原因可能是             。

A．L1电阻变大

B．L1电阻变小

C．L2电阻变小

D．L1功率变大

小明和同学在打扫实验室时，发现实验桌上有一个灯泡，灯泡上标明额定电压为4V，额定功率看不清楚．小明很想知道它的额定功率，刚好桌上还有电阻箱、电流表、开关、12V的稳压电源各一个，小明用它们连成了如图所示的电路，其中R为电阻箱，小明测出了电流表示数随电阻箱阻值变化的几组值，并将其记录在如下的表格中．

（1）当电流为0.5A时，电阻箱两端的电压是          V，灯泡的电阻为           Ω．
（2）根据表中数据，请求出小灯泡的额定功率为           W．
（3）小明的同学发现小明记录的数据中有一个电流值有错误，这个错误数据是   A．
（4）小明的同学认为利用图示器材还能进行下列实验，其中无法完成的是　　．
A．探究导体中的电流与电压的关系    B．探究小灯泡的亮度与灯泡功率的关系
C．测量小灯泡正常工作时的电阻        D．探究串联电路中电流的特点．

如图所示，是利用电压表和电流表（伏安法）测量电阻的实验装置．

（1）连接电路时开关应处于_______状态，变阻器的滑片应处于           端（选填a或b）．
（2）小明根据如图A所示的电路图，将实验器材连接成实验电路．同小组的小亮在检查时认为，从实验目的来看实验电路图B上有一根导线连接错了，建议小明改接．①请你在图B接错的那根线上打“×”；②另画一根导线，使电路连接正确；③如果不改接这根导线，对实验的影响是：                     （具体说明是什么影响）．
（3）小明将电路改接正确后，合上开关，调节变阻器的滑片到某位置时，电压表和电流表的指示如图C所示，则电压表的读数是      V，电流表的读数是        A，被测电阻R_x的阻值是        Ω．
（4）若将上面实验中的定值电阻R换成小灯泡，在多次测电阻的过程中，发现当电压表的示数增大时，电压表与电流表示数的比值将         （选填“变大”、“变小”或“不变”），原因是                      ．

小宇用如图所示的装置探究“动能的大小与什么因素有关？”的实验步骤如下：

（1）将质量为m的小球从光滑斜面上的A处静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示．
（2）将质量为m的小球从光滑斜面上的B处静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示．
（3）将质量为2m的小球从光滑斜面上的B处静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图丙所示．
根据上述三次实验，回答下列问题：①实验中小球动能的大小是通过观察比较          反映出来的，这里用到了物理学研究问题的一种           方法（选填“直接测量”、“放大”或“转换”）；②为了探究动能的大小与物体运动速度的关系，应选用        两个图来分析，并由此得出的实验结论是       ；③分析乙、丙两图，得到的实验结论是             ；其中小球在光滑斜面上从B处滚到底端的过程中，小球的           能转化为          能．

(8分)在用“伏安法测小灯泡的电阻”实验中．
（1）在图甲中，请你将电压表正确连入电路，完成电路的连接．
（2）若某次测量时电压表和电流表的示数如图乙所示，灯泡的电阻R_L=    Ω．

（3）小明同学在做实验时，电路连接无误，接触良好． 闭合开关后，发现电流表的指针明显偏转，灯泡不亮，而电压表的示数为零． 该故障的原因可能是        ．
（4）小明测量三次后，准备求出小灯泡电阻的平均值，对他求平均值的做法，你的看法是：　　　　　　　。

小刚用如图甲所示电路来探究电流与电压的关系，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端，电流表和电压表的示数变化关系如图乙所示，由图像可得，定值电阻R₁的阻值是     Ω．实验时，电源电压保持5V不变，当滑片P位于a端时，滑动变阻器消耗的电功率是      W，此时，电阻R₁在10min内产生的热量为     J．

小明利用如图甲所示电路测定小灯泡的功率．被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω左右．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后，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，灯泡都不亮，电压表示数接近6V，电流表示数几乎为0，电路的故障可能是_______________________．

（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
电压变化的关系图象（如图丙），则小灯泡的额定功率为_________W．

（3）小明又取了一个规格、型号完全相同的旧灯泡进行实验，发现在额定电压下工作时，灯泡亮度明显偏暗，小明仔细观察，发现这只灯泡的玻璃内壁变黑．灯泡亮度偏暗的原因是灯丝发光时发生____________
（选填物态变化名称）而变细，消耗的实际功率变_______的缘故（选填“大、小”）．
（4）灯泡的功率测量完毕，小明用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变化的图象，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14Ω，则所选定值电阻的阻值为_________．

某同学在做“比较不同物质吸热能力”的实验时，使用相同的电加热器给水和煤油加热，用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少。他得到如下数据

（1）分析第1、2次或第3、4次实验数据，可以得出的初步结论是：同种物质升高相同温度时，吸收热量的多少与物质的＿＿＿有关。
（2）分析第1、3次或第2、4次实验数据，可以得出的初步结论是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：
①用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；
②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升(保持0点位置不变)，在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h₁、h₂
回答下列问题：
(1)杠杆机械效率的表达式为η=____________。(用已知或测量的物理量符号表示)
(2)本次实验中，若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是:___________

(3)若只将钩码的悬挂点由A移至C，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将_________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。

在测定“小灯泡电功率”的实验中，小明所在的实验小组用的电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω。他们所设计的实验电路如图甲所示。
(1)在连接电路时，开关应处于　　　状态，电流表的量程应选0~    A。
(2)请你用笔画线代替导线，按照电路图将实物电路补充完整。（导线不能交叉）

甲                             乙                  丙
(3)闭合开关前，图乙中滑动变阻器的滑片P应位于     （选填“A”或“B”）端。
(4) 小刚同学闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图甲所示）为      V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向  　 （选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V。
(5)小丽同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I－U图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是       W。

1821年，德国物理学家塞贝克发现了一种奇怪的现象：把两根铜丝和一根铁丝与灵敏电流计串联成闭合电路，然后把铜丝和铁丝的一个连接点放在盛有冰水混合物的容器里保持低温，另一个连接点放在火焰上加热，发现灵敏电流计的指针发生了偏转，表明这时闭合电路中产生了电流。塞贝克把这种电流叫做“热电流”，把这种电路叫“热电偶电路”。

某研究小组的同学们按上图所示的电路，模拟塞贝克实验，探究了决定“热电流”大小的因素，通过实验测得了电流的大小与温差关系的一组数据：

两接点间的温差/℃	0	1	100	200	300	500
电路中的电流／10^-1A	0.00	0.01	0.64	1.42	2.29	4.17

请根据以上资料和数据说明：
（1）产生热电流的条件是                          ；                        。
（2）根据热电流的特点，猜想并写出热电偶电路的一种应用：                     。

（Ⅰ）、小刚要测量一个电阻R_x的阻值，现只找到如下器材：一个电压不变的电源、三个阻值已知的定值电阻（R₁=10Ω、R₂=20Ω、R₃=40Ω），一个表盘数字已经模糊（但刻度清晰）的电压表，两个开关S₁、S₂，导线若干。小刚要用这些器材测量R_x的阻值。
（1）、他先将定值电阻R_l接人其设计的图（甲）所示电路中进行实验，当闭合S₁、断开S₂时发现电压表无示数，经检查电压表、电源均正常，且只有一处故障，下面列出的故障原因中，你认为可能的是      。（填写序号）A、R_x断路    B、R_x短路    C、R₁短路

（2）、排除故障后，闭合开关S₁、S₂时电压表的指针偏转情况如图（乙）所示；闭合开关S₁、断开S₂时电压表指针偏转情况如图（丙₁）所示。再用R₂、R₃分别替换R_l接入电路进行实验，当闭合开关S₁、断开S₂时电压表对应的指针偏转情况如图（丙₂）、（丙₃）所示。 
①、R_l接入电路时R_x的的测量值R_x1=     Ω，R₂接入电路时R_x的的测量值R_x2=     Ω， R₃接入电路时R_x的的测量值R_x3=     Ω。
②、多次实验的目的是                                     。
③、待测电阻R_x的的测量值为      Ω（保留一位小数）。

（Ⅱ）、老师常讲学物理要贴近生活，于是小红对她喜欢吃的土豆感兴趣了，她决定用实验测出土豆的密度。在实验过程中，小红在调节天平平衡时，发现指针在中央刻度线两边来回摆动，但偏向左侧的角度较大，要使天平恢复平衡，她应将平衡螺母向     调节。天平平衡后，再测量土豆质量时，游码的位置和所用的砝码如图所示，则这块土豆的质量为      g。小红将土豆完全浸没在水中测得这块土豆的体积为230ml，则这块土豆所受的浮力为      N，土豆的密度约为            kg/m³。（g取10N/kg）

（Ⅰ）、小明用如下电路图所示的电路探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”，如下右图是小明未完成连接的实验电路。

（1）、电压表应选择　　　　的量程；现要求滑动变阻器滑片向左移动时，电流表示数增大。请你按照对电压表量程的选择和对滑动变阻器连接的要求，用笔画线代替导线，完成上图中实验电路的连接。
（2）、小明按要求正确连接电路后，闭合开关，发现电压表指针偏转到满刻度的位置。其原因可能是                           。（写出一个）
（3）、小明在实验中通过调节滑动变阻器滑片，测出通过电阻R的不同电流和对应的电压值，如下表所示。

U（V）	0.5	1.0	1.6	1.9	2.5	3.0
I（A）	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6

 
①、请根据表中数据在下图中画出电阻R的U－I关系图像。

②、小明在实验中所用电阻R的阻值为       Ω；当通过的电流为0.5A时，电阻R 消耗的电功率为       W。
（4）、如果将实验电路中的电阻R更换成一个额定电压为3.8V、阻值约为10Ω的小灯泡后，要进行“测量小灯泡的额定电功率”的实验，则对实验电路还必须进行怎样的改动_________________________________。
（Ⅱ）、在探究“物体动能的大小跟哪些因素有关”的实验。实验步骤如下：  A、让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，观察木块被撞击后移动的距离。  B、让不同质量的钢球从斜面上相同的高度由静止滚下，观察木块被撞击后移动的距离。 回答下列问题：  步骤A是为了研究动能大小与           的关系。步骤B是为了研究动能大小与                的关系。该实验中斜面的作用是为了控制钢球速度的大小，木块的作用是为了比较钢球                 的大小。

同学利用电压表和电流表测量电阻R₁的阻值（约9Ω左右），电源选用两节干电池。

（1）按图甲电路，将图乙中电流表正确连入电路
（2）该同学检查电路连接正确，合上开关，可是无论怎样移动滑片，电压表示数总为3v不变，你认为发生故障的原因可能是_________________或___________________。
（3）清除故障后，小明将滑片P向左滑动时，电压表示数将                    （填“增大”、“减小”、“不变”），当P滑到某一位置时，两表读数如图丙所示，由此可知R=                    Ω。你认为这个结果可靠吗?        理由是：                      _       。

下图甲是测量标有“3.8v”字样的小灯泡额定功率的电路图。
（1）连接电路时，开关不能处于_____状态。
（2）当电压表示数为3.8v时，电流表的示数如图乙所示，由此可得，小灯泡的额定功率为______W。

（3）在实验中，小明想到这个电路图基本和探究欧姆定律中电流与电压关系的电路图一样，决定用这些器材继续做探究电流与电压关系的实验，你觉得可以吗？为什么？
（4）小强的电流表损坏了，老师告诉他己经没有电流表可换，而给了他一个已知阻值为R的定值电阻和若干个开关，小强重新设计了如图2所示的电路，在不改变该电路连接的情况下，也能正确测出小灯泡的额定功率。
他正确连接电路后，接下来的实验步骤是：
1._____________________________________________________________，
2.保持滑片位置不动，断开开关S₁，闭合开关S 和S₂，记下电压表的示数为U₂ ；
3.计算得出小灯泡的额定功率P="3.8V" ×（ U₂-3.8V） / R