初中物理能量实验题

小敏同学想测出一个塑料实心球的密度，但是发现塑料球放入水中会漂在水上，无法测出它的体积。小敏设计了以下实验步骤：

A．用天平测出塑料球的质量，天平如图a所示。记录塑料球的质量为m 。

B．把适量水倒入量筒中，如图b所示，记录此时水的体积为Vb

C．用细线栓一个铁块放入水中，静止时如图c所示，记录此时量筒的示数为Vc

D．剪断细线，让铁块单独静止于水中如图d 所示，记录此时量筒示数为Vd

E.利用密度公式计算出结果。
根据上述实验过程，回答下列问题：
（1）试验中使用天平测出塑料球的质量m=    g ，塑料球体积V=         cm³，计算出塑料球的密度ρ=   kg/m³
（2）本实验如果没有天平，但是有弹簧测力计，那么应该修改步骤    ，请写出你的操作方法                                          。
（3）根据你修改的实验步骤，写出计算塑料球密度的表达式                

小明想用“伏安法”测量未知电阻R_x的阻值，所用器材如下：电源（电压恒为3V），电流表、电压表、滑动变阻器、开关各1个．

(1)连接如甲图所示的电路，闭合开关发现电流表无示数、电压表示数为3V，则可能是由于R_x所在支路       而造成的（填“短路”或“开路”）．排除故障后，调节滑动变阻器滑片，当电压表示数是1.6V时，电流表示数如乙图所示，则此时R_x的阻值是       ________Ω．
(2)小明找来若干已知适当阻值的定值电阻(R₁、R₂、R₃…)，借助此电路继续实验，探究“串联电路的等效电阻”．
①小明要说明某两个电阻的串联电阻与电阻R_x是等效的，请你在第(1)问实验的基础上写出接下来的具体做法。
②请你设计探究“串联电路等效电阻”实验的表格．

如图所示，其中“”是电阻箱，电源电压恒定但未知，现再给你一只电压表，请你想法测出未知电阻R_x的大小．

（1）请把电压表画在右图中的合理位置上．
（2）实验步骤：
a．　                                                                  　；
b．　                                                                  　．
（3）R_x的表达式：R_x=　  　．
（4）此实验过程中运用的探究方法是　    　．

小雷想知道小灯的亮暗程度与什么因素有关．于是找来额定电流均小于0.6A，额定电压是2.5V的灯L₁和额定电压是3.8V的灯L₂，先后接在电源电压恒为6V的电路中，按照如图所示的电路开始探究．

（1）请你用笔画线代替导线，根据上图所示的电路图，将下图所示实物图连接完整．

（2）若小雷连接好电路后闭合开关，灯L₁几乎不发光，移动滑片P也不能改变灯的亮度．原因是他把滑动变阻器的　    　（选填“A、B”或“C、D”）接线柱接入了电路．
（3）小雷排除故障后，按上图所示的电路继续进行实验：
①闭合开关，滑片P向　   　（选填“A“或“B“）端移动，使灯L₁发光，测出灯L₁的相关物理量，记录和计算结果如下表：

次数	电压/V		实际功率/W	电阻Ω
1	1.6	O．20	O．32	8.00
2	2.5	O．24	O．60	1O.42
3	2.8	O．26	O．73	1O．77

②请将记录数据时遗漏的物理量和单位填入表格的空格处．
（4）小雷注意到灯L₁的亮度变化是：第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮．结合表中数 据得出的结论是小灯泡越亮，它的实际功率越　  　．
（5）用L₂替换L₁重复上面的实验时，需要改变　  　表的量程，发现灯L₂的亮度变化规律与灯L₁相似．
（6）小雷在实验结束后与同学们讨论：
①有同学认为“用上表中灯L₁的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确．“这种说法错误的原因是小雷忽略了　  　对小灯电阻的影响．
②有同学认为“把灯L₁换成定值电阻，该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关   系．“你认为这种说法　   　（选填“正确”或“错误”）．

图甲是小明设计的测量一个小灯泡额定功率的电路图。已知定值电阻R₀=15Ω，滑动变阻器R（20Ω  1A），电源电压为18V，小灯泡的额定电压为6V、额定功率约为3W。

（1）闭合开关S前，滑片P应滑到最          。（选填“左端”或“右端”）
（2）小明正确连接电路后，进行实验。小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，通过小灯泡的电流为        A，其实际功率为      W。
（3）电路中定值电阻R₀的作用是                                    。
（4）小明完成上述实验后，小红发现电流表已坏，她利用剩余器材和老师又给的两个开关S₁、S₂及导线，也完成了对小灯泡额定功率的测量。请你在右下侧的虚线框内画出小红完成实验设计的电路图。

小红在洗苹果时逐渐向盆中加水，看到如图所示的情景：

（1）比较甲乙两图可知：       图中苹果受到的浮力较大，从乙图可以判断苹果的密度       （选填“大于”、“等于”或“小于）水的密度。
（2）分析乙丙两图可知：浮力大小与容器中水的多少       （选填“有关”或“无关”）
（3）小红又拿来一个装水的大量筒，水的体积为V₁，借助这个量筒测出了苹果的密度：
①在丙图中，她轻轻取出苹果，将量筒中的水倒入盆中，当盆中的水被填满时，量筒中剩余水的体积为V₂。
②小红用针把苹果完全压入盛满水的盆中，水从盆中溢出后，再取出苹果，并继续将量筒中的水倒入盆中，当盆中的水再次被填满时，量筒中剩余水的体积为V₃。
③苹果密度的表达式：ρ=         。
（4）如果把丙图中的水换成盐水，苹果静止时，露出液面的体积将       （选填“变大”、“不变”或“变小”）。

小雷想知道小灯的亮暗程度与什么因素有关。于是找来额定电流均小于0.6 A，额定电压是2.5V的灯L₁和额定电压是3.8V的灯L₂，先后接在电源电压恒为6V的电路中，按照如图26-1所示的电路开始探究。

（1）请你用笔画线代替导线，根据图1所示的电路图，将图2所示实物图连接完整。
（2）若小雷连接电路后闭合开关，灯L₁几乎不发光，移动滑片P也不能改变灯的亮度。原因是他把滑动变阻器的_______接线柱接入了电路。
（3）小雷排除故障后，按图2所示的电路继续进行实验：
①闭合开关，滑片P向_______（选填 “A"或“B"）端移动，使灯L₁发光，测出灯L₁的相关物理量，记录和计算结果如下表：

次数	电压／V		实际功率／W	电阻/Ω
1	1．6	O．20	O．32	8．00
2	2．5	O．24	O．60	1O.42
3	2．8	O．26	O．73	1O．77

②请将记录数据时遗漏的物理量和单位填入表格的空格处。
（4）小雷注意到灯L₁的亮度变化是：第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮。结合表中数 据得出的结论是小灯泡的实际功率越________,它越亮。
（5）用L₂替换L₁重复上面的实验时，需要改变_______表的量程，发现灯L₂的亮度变化规律与灯L₁相似。
（6）小雷在实验结束后与同学们讨论：
①有同学认为“用上表中灯L₁的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确。"这种说法错误的原因是小雷忽略了________对小灯电阻的影响。
②有同学认为“该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关系。"你认为这种说法___________（选填“正确”或“错误”）。

实验桌上有如下实验器材：满足实验要求的电源、阻值已知的定值电阻各1个，电阻箱（电路图符号 ）一个。已调零的电流表一块，开关两个，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R₁的阻值保持不变，则电阻R₁与R₂并联消耗的总功率P跟电阻R₂消耗的功率P₂关系为：P= P₂ + k（k为常量）”。请你画出实验电路图，写出实验步骤，画出实验数据记录表。

用一只电压表(无电流表)测量电阻R_x阻值的实验
【方案一】
器材：一只电压表、一个已知最大阻值为R₀的滑动变阻器，电源、开关和导线若干。
实验步骤：
步骤一：请你在答题卡的虚线框中画出实验时所需的电路图；
步骤二：将滑动变阻器调到阻值最大时，闭合开关，读出电压表的示数U₁；
步骤三：再将滑动变阻器                   时，读出电压表的示数U₂。
步骤四：根据已知量和实验所测得的物理量，写出R_x的表达式       (用符号表示)。
【方案二】
器材：一只电压表，一个阻值为R₀的定值电阻、电源、开关和导线若干。
实验要求：
请你在答题卡的虚线框中画出你设计的实验电路图。
评估交流：
(1)从实验操作角度看，以上两个方案中，方案     （一/二）更好．
(2)好在                        (只要求写出一条)。

在“测未知电阻R_x的阻值”实验中，请完成下列相关问题：
 
（1）用笔画线代替导线将图甲中的实物连接完整.
（2）把第二次测量时，图乙所示的电压表和电流表的示数填入表中相应位置.

（3）另有同学设计了如右图两种测量方案，方案中定值电阻的阻值为R₀．

①方案一的电路中，闭合开关S，如果电压表V₁和V₂的读数分别为U₁和U₂，则R_x的阻值表达式为R_x=     ；
②方案二的电路中，闭合开关S，如果电流表A₁和A₂读数分别为I₁和I₂，则电阻R_x的阻值表达式为R_x=     .

(5分)某同学想测量手电筒上小灯泡正常工作时的电阻，在拆装手电筒时，发现手电筒的小灯泡上标有“3.8V”的字样，图中甲为他所连的实验电路．

（1）电池盒中至少有__________节干电池；
（2）经检查发现电路接线有错误，请在他接错的导线上打上“×”，并改正；
（3）闭合开关前，他应将滑动变阻器的滑片调到     (填“A”或“B”)端；
（4）按正确的操作测得的数据如表：

则小灯泡正常工作时的电阻为     Ω；从表中计算出三次小灯泡的电阻不相等，你认为可能的原因是                    ．

如图所示，A、B、C三个实验装置 完全相同，燃料的质量都为10g，烧杯内液体的质量都相同。

（1）比较不同燃料的热值应选择      两个装置，比较不同物质的比热容应选择    两个装置（选填装置序号A、B、C）。
（2）在“比较不同燃料的热值”的实验中，通过观察温度计的                   比较燃料燃烧放出热量的多少。已知酒精的热值为3.0×10⁷J／kg，10g酒精完全燃烧放出的热量是         J。
（3）水的比热容是4.2×10³J／（kg·℃）,它的含义是                          。

实验桌上提供了如下器材：符合实验要求的电源一个、定值电阻R₀一只、滑动变阻器一个、量程满足实验要求的电压表、电流表各一只；开关一个。小刚想利用实验桌上的器材，设计一个实验证明：“定值电阻的电功率与电压的平方成正比”。
（1）在答题卡中的虚线框内画出实验电路图。
（2）写出实验步骤。
（3）根据实验要求，设计一个记录实验数据的表格。

在用电阻箱、电压表测定一个未知定值电阻R_X的阻值时，小明设计了如图甲所示的实验电路，其中R^/是电阻箱，R₀是定值电阻

（1）图甲中，为测出R_X的阻值，闭合开关S后，小明应该先把开关S₁接到触点      （选填“1”或“2”），记录电压表的示数U；然后把开关S₁接到另一触点，并调节电阻箱R^/，直到电压表示数也为U，读出此时电阻箱R^/的示数（各旋钮的位置如图乙所示），则待测电阻R_X的阻值为_________Ω；
（2）小兰认为将图甲中的电阻R₀去掉，也能测出R_X的阻值，你认为可行吗？ 答：________
（3）小亮设计了图丙的电路测R_X的阻值，与图甲的方法比较，你觉得图丙最显著的优点是：                            ；若图甲也想具备这个优点，只需更换图甲的一个元件就可以了，如何替换？答：_                             。

请你利用如图所示的实验器材，电阻R₀的阻值已知，满足实验要求的电源，测量电阻R_X的阻值。

（1）请你用笔画线表示导线，完成如图所示的实验电路的连接。（导线不得交叉）
（2）两只开关都闭合时电压表的示数为U₁，只有开关S闭合时电压表的示数为U₂请用U₁、U₂和R₀表示R_X。R_X＝       。