初中物理能量实验题

小华班上正在学习用电池组（电压为3V）、电压表、电流表和滑动变阻器等实验器材，测量标有“2.5V”字样小灯泡的电功率．
（1）如图所示是小华连接的实物连接图，其中有一处连接错误，请在错误连线上打“×”，并用笔画线代替导线画上正确的连线．

（2）还有一位同学由于连接电路错误，在移动滑动变阻器的触头时，发现一只表的示数增大而另一只表的示数减小，其故障可能是：______________________________．
（3）排除故障后，小华通过实验得到的实验数据如下表．请你帮助小华计算、分析实验数据．

电压U/V	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	2.8
电流I/A	0.08	0.10	0.14	0.18	0.20	0.22
功率P/W
小灯泡的亮度	不发光	很暗	较暗	较亮	正常发光	强烈发光

①小灯泡L的额定功率为__________W．
②小灯泡消耗的功率与其发光亮度之间的关系是____________________．
③小华通过表中的数据，求出了灯泡在不同发光状态下的电阻值，发现这几个电阻值相差较大，其主要原因是________________________________________．

我们已进行过“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”的实验：
（1）请你在图中的方框内画出该实验的电路图．
（2）在连接电路时，当连完最后一根导线后就发现两个表的指针发生偏转，并且指针总在晃动，造成上述现象的原因分别是______________；________________．
（3）排除故障后，首先探究“通过导体的电流跟导体两端电压的关系”，调节滑动变阻器，测出通过电阻R的电流和对应的电压值如下表：

U（V）	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
I（A）	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6

根据表中数据得到的结论是________________________________________，通过计算可知，此次实验所用的电阻为__________Ω．
（4）接着探究“通过导体的电流跟导体电阻的关系”．首先将5Ω的电阻接入电路，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2V，读出并记下电流值；然后将5Ω的电阻改接成10Ω的电阻，他下一步的操作应该是：闭合开关，____________________， 并记下电流值；再改接20Ω的电阻，重复上述实验．
（5）在许多实验中都需要进行多次测量，其目的有以下两种：A．是为了从不同情况中找到普遍规律；B．是为了求平均值以减小误差．你认为在本实验中测量多组数据的目的__________；“伏安法”测量定值电阻的阻值实验中多次测量的目的是______（选填“A”或“B”）．

在探究影响导体电阻大小的因素时，小兵、小红两位同学作出了如下猜想：
导体的电阻与①导体的长度有关、②导体的横截面积有关、③导体的材料有关．
实验室提供了4根电阻丝，其规格、材料如图的表格所示：

编号	材料	长度/m	横截面积/mm^2
A	镍铬合金	0.5	0.5
B	镍铬合金	1.0	0.5
C	镍铬合金	0.5	1.0
D	锰铜合金	0.5	0.5

（1）为了验证上述猜想①，应该选用编号为_______两根电阻丝；如果选用编号为A、C两根电阻丝进行实验，是为了验证猜想________（填序号）；现分别将A和D两电阻丝接入图中电路中M、N两点间时，电流表示数不相同，由此，初步得到的结论是：长度和横截面积相同时，______________________________．
（2）在最近几年，我国城乡许多地区进行了输电线路的改造，将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线，这样就__________了输电线的电阻，从而可以________输电线上的电能损失（选填“增大”或“减小”）．

总结本学期所做的物理探究实验会发现：

（1）当要研究的物理量不易被直接测量时，都要想办法把它们的大小间接表示出来，这种研究物理问题的方法是__________．
如：图甲的实验是通过观察__________，间接的知道物体动能的大小．图乙的实验是通过观察__________，间接比较两个电阻丝产生的热量的多少．
（2）当要研究的物理量与多个因素有关时，都要采用控制变量法．
如：图甲的实验中，使用同一个球就是为了控制_________不变，探究动能大小与__________的关系；图乙中将两个电阻串联起来，就是为了控制___________不变，探究电流产生的热量与__________的关系．
（3）有些实验装置经过适当的改进还可以进行其它的探究实验．
如：图甲装置中增加一个弹簧测力计等器材，我们还可以探究斜面的机械效率是否与物体的重力有关；图乙中如果再增加一个____________，我们就可以探究电流产生的热量与电流大小的关系了．

在“测滑轮组机械效率”的实验中，小强按正确方法操作，如图15是他实验中的情景，下表是他记录的一组数据．

钩码总重G(N)	钩码上升高度h(m)	测力计拉力F(N)	测力计移动距离s(m)
5	0.05	1.4	0.15

（1）由表中数据可计算出，滑轮组对钩码做的有用功为_______J，人做的总功为______J．
（2）对以上两个计算结果进行比较，其不合理之处是____________________；结合测力计放大图15，可知小强的错误是_________________．
（3）在该次实验中，所测滑轮组的机械效率应该是__________．

在“测定额定电压为3.8V小灯泡额定功率”中，

（1）某同学在连接实验电路时还有导线未接上，如图所示，请你用笔画线代替导线，正确完成电路连接。
（2）连好电路闭合开关，移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，但电压表有示数，电流表无示数。请写出一种可能的故障原因：______________________________。
（3）排除故障后闭合开关，移动滑片P到某处，电压表示数为3V，要测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器滑片向__________（选填“A”或“B”）端移动，当电压表的示数为__________V时，小灯泡正常发光，此时电流表的指针位置如图所示，则小灯泡的额定功率是__________W，正常发光时的电阻为__________Ω。
（4）实验结束后，某同学想利用连接好的电路研究电流与电压的关系，他__________(选填“能”或“不能”)得出正确的结论。

用如图1所示的电路可以测量一个未知电阻的阻值，其中R_x为待测电阻，R为电阻箱，S为单刀双掷开关。某同学用该电路进行实验，主要步骤有：

A．把开关S接b点，调节电阻箱，使电流表的示数为I；

B．读出电阻箱的示数R；

C．把开关S接a点，读出电流表的示数为I；

D．根据电路图，连接实物，将电阻箱的阻值调至最大；

（1）上述步骤的合理顺序是__________(只填写序号)；
（2）电路中接入电阻R₀的目的是__________；
（3）在步骤A中，若电阻箱调节好后示数如图2所示，则待测电阻的阻值为____Ω。
（4）本实验所采用的物理方法可称为__________（选填“控制变量法”或“等效替代法”）。
（5）小亮设计了图3的电路测R_X的阻值。与图1的方法比较，你觉得图3最显著的优点是：______________________________。

为探究并联电路中电压的规律，实验室提供的器材有：干电池组（电压约为3V）、
电压表、多个小灯泡、开关、导线若干．

⑴用笔画线代替导线，在图(甲)中把电路连接完整，要求电压表测量灯L₁两端的电压．
⑵电路连接正确后进行实验，某小组分别测出灯L₁、L₂两端的电压和并联电路的总电压，电压表示数相同，如图(乙)所示，其值为        V．根据这组数据，该小组得出并联电路中电压的规律．你认为实验的疏漏之处是                                ．

在“探究哪些因素影响滑轮组的机械效率”的实验中，某小组利用如图装置匀速
提升钩码，测得了四组数据，如下表。

⑴前三次实验中，第    次实验数据明显出现错误，应当剔除。
⑵第四次实验中，有用功是     J，总功是     J，滑轮组的机械效率为      。若仅增加钩码的个数，该滑轮组的机械效率将      （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
⑶根据以上信息，可以判断出该小组设计这四次实验的目的是为了探究滑轮组的机械效率与           是否有关。

在探究斜面的机械效率与倾斜程度关系的实验中，将重5N的物体沿斜面从底端匀速拉到顶端，移动1m（如图所示），改变斜面倾斜程度进行多次实验，记录数据如表。
（1）实验时，应控制斜面的____不变。
（2）实验过程中，用弹簧测力计拉物体在斜面上做匀速直线运动时，物体受到的摩擦力f与拉力F的大小关系为f       F（选填“>”、“=”或“<”）。
（3）通过实验得出的结论是：同一斜面的倾斜程度越大，机械效率越____，越费力。请举出一个应用斜面省力的实例：____。

为探究重力势能的大小与什么因素有关，小明利用带有四个铁钉的小方桌、沙箱及质量不同的重物设计并进行了如图所示实验。

（1）实验中通过观察_______________来判断物体重力势能的大小。
（2）要探究重力势能大小与高度的关系应选择图__________和图_____________进行分析比较。
（3）图2和图3探究的问题是__________________。

在“测定滑轮组机械效率”实验中，现有下列器材：弹簧测力计、钩码、铁架台、二个动滑轮和二个定滑轮、长约2m细绳。
（1）为了完成实验，除以上器材外，还缺少的主要器材是       ；
（2）在如图的实验装置中，画出滑轮组最省力的绳子绕线方法；

（3）实验中，在测量绳端拉力时，必须      拉动弹簧测力计。
（4）实验测出弹簧秤示数为0.5牛，钩码重2牛，钩码上升高度为0.10米，动力移动距离为0.5米，则此滑轮组的机械效率为________。

如图是探究“物体动能的大小与什么因素有关？”的实验示意图。

①该实验要探究的是物体动能的大小与物体_________的关系。
②该实验物体的动能是指物体____(选填“A”或“B”)。
③该实验物体动能的大小是通过__________________来反映的。
④该实验物体的速度是指物体A从斜面上静止滚下与物体B碰撞时___________（选填“碰前A”、“碰后A”、“碰前B”或“碰后B”）的速度，它是通过_______（选填“高度”或“质量”）来改变的。
⑤实验中多次让物体从斜面同一高度上静止滚下时，应改变________（选填“物体A”或“物体B”）的质量，这是为了研究物体动能与物体质量的关系。

在探究“动能大小与哪些因素有关”的活动中，提供以下器材：
中间有沟槽的木质轨道（如图（1），其中AB部分倾斜并与平直部分BC平滑连接, 沟槽较为光滑）、大小与沟槽相当的玻璃球、铁球各一只、轻质弹簧、刻度尺各一个.

（1）利用这套器材进行实验时，可以通过比较                          的大小，来比较小球动能的大小.
（2）为了研究动能与质量大小的关系，应让玻璃球和铁球分别从_________________释放。研究后得出的结论是：__________________________________________。
（3）课外兴趣小组活动中，物理老师曾经告诉同学们“重力势能的大小与物体被举起的高度成正比”.善于动脑的小明利用上述器材, 设计了一个研究弹簧弹性势能E_弹与压缩量x之间关系的实验方案：( 实验装置如图（2） )

用某个小球将弹簧压缩并测量出压缩量x；松手释放小球并在木板上记下小球上冲到达的最高位置；用刻度尺测量出小球上升的高度h.下表数据是小明的实验记录.由表中可知, 若压缩量x=1.00cm时，小球上升的高度h1 ，当压缩量x=2.50cm时，小球上升的高度h2，则h1_______h2（选填“＞”“＜”或“＝”）

实验 次数	弹簧压缩量x(cm)	上升的高度h(cm)
1	1.00	1.50
2	2.00	5.99
3	3.00	13.50
4	4.00	23.98

（4）若小球到达最高点时弹性势能全部转化为重力势能．分析数据后发现弹簧弹性势能E_弹与压缩量x___________正比？ (选填“成”或“不成”)

实验桌上有如下实验器材：电源电压不变的电源一个，阻值已知的定值电阻一个，电阻箱（电路图符号）一个，已调零的电流表两块、开关一个，导线若干。请选用上述实验器材，设计一个实验证明：“两个电阻R₁与R₂并联时，如果并联电路两端的电压U及R₁的阻值保持不变，则电阻R₁与R₂消耗的总功率P跟电阻R₂的关系为：（k₁、k₂为常量）”。