初中物理能量实验题

南南同学用两节干电池串联作电源来测量额定电压为 $2.5V$的小灯泡的电功率，电路图如图所示，拟分别测量小灯泡两端电压为 $2V$、 $2.5V$、 $3V$时的实际功率。

（1）按要求连接好电路，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于　　端；

（2）闭合开关，移动滑片 $P$，完成了 $2V$、 $2.5V$的测量后，南南同学发现将滑片移到 $A$端时，的示数也只达到 $2.8V$，不能达到 $3V$，你认为可能的原因是　　；

（3）南南同学记录的实际数据如表所示，则其小灯泡的额定功率为　　 $W$；

次数	1	2	3
电压 $/V$	2.0	2.5	2.8
电流 $/A$	0.28	0.30	0.31

（4）南南同学分析1、2、3组数据，发现三次小灯泡的电阻逐渐增大，你认为造成小灯泡电阻增大的原因是灯丝　　发生了变化。

某实验小组的同学用如图所示的电路测大约几十欧的电阻的阻值。

实验室提供的器材：待测电阻 $R_X$，电压约 $3V$的电源，电压表 $V$（量程为 $3V)$，开关 $S$，导线若干。

供选择的器材：滑动变阻器 $R_1(500\Omega ,0.5A)$，滑动变阻器 $R_2(30\Omega ,0.5A)$，电流表 $A_1$（量程 $0.6A)$，电流表 $A_2$（量程 $60\mathit{mA})$。

实验过程：

$\left(i\right)$选择合适的器材，断开开关，按电路图连接电路；

$\left(\mathit{ii}\right)$调节滑动变阻器滑片，让接入电路的阻值最大，闭合开关；

$\left(\mathit{iii}\right)$缓慢调节滑动变阻器滑片到不同位置，稳定后，读取电流表和电压表示数 $I$和 $U$，下表是该组同学按正确操作测得的六组数据：

数据序号	1	2	3	4	5	6
电压 $U/V$	2.40	2.00	1.60	1.20	0.80	0.40
电流 $I/\mathit{mA}$	7	14	21	28	35	42

$\left(\mathit{iv}\right)$断开开关，拆除电路，复原实验器材。

回答下列问题：

①电流表应该选　　，滑动变阻器应该选　　。

②滑动变阻器接入电路的阻值减小，电压表的示数　　（选填“减小”、“不变”或“增大” $)$。

③利用表中数据，可算得待测电阻 $R_X=$　　 $\Omega$．（结果保留整数）

小黎同学测定标有“ $2.5V$”字样（正常工作电流大约是 $0.25A)$小灯泡的额定功率，现有器材：电源（电压恒为 $6V)$，电流表（量程 $0-0.6A)$，电压表（量程 $0-3V)$，开关、导线若干，另有三种规格的滑动变阻器可供选择： $R_1\left(10\Omega 1A\right)$、 $R_2(20\Omega 0.5A)$、 $R_3(100\Omega 0.1A)$。按如图甲的实验电路进行实验，请完成下列问题：

（1）通过估算，滑动变阻器应选用　　，连接好电路后，闭合开关 $S$，小黎同学发现无论怎样移动滑动变阻器滑片 $P$，小灯泡都不发光，此时电流表示数为零，但电压表有示数，则故障为　　；

$A$．灯泡断路   $B$．灯泡短路

$C$．变阻器断路   $D$．电阻器短路

（2）排除故障后，闭合开关 $S$，电压表示数为 $2.0V$，此时应将滑片 $P$向　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$端移动，使电压表示数为　　 $V$，再读出电流表示数，即可求出小灯泡的额定功率。老师告诉小黎，电压表有示数时内部有微弱的电流通过，如果考虑这个微弱电流的影响，所测小灯泡的额定功率偏　　（选填“大”或“小” $)$

（3）同组的小李用甲图实验中的电源、电压表、滑动变阻器，另选单刀双掷开关， $R_0=30\Omega$的定值电阻，按乙图所示的电路来测量该小灯泡的额定功率，你认为此方案　　（选填“可行”或“不可行” $)$

在探究“物体动能与其速度大小关系”的实验中，如图所示，同一个小车分别从同一斜面的不同高度由静止滑下，撞击静止在水平木板上的同一木块，木块被撞后在相同木板上运动一段距离后停下来，请你回答下列问题：

（1）小芳正确操作实验，观察到小车滑下的高度越高，木块运动的距离越　　，说明木块被撞后动能越　　。木块在木板上运动过程中，第一次受到的摩擦力为 $f_1$，第二次受到的摩擦力为 $f_2$，则 $f_1$与 $f_2$的大小关系是 $f_1$　　 $f_2$（选填“ $>$”、“ $<$”或“ $=$” $)$

（2）小芳利用上述器材探究“阻力对物体运动的影响”，为了完成该实验，还需要增加的器材有　　（选填“砝码”、“毛巾”或“弹簧测力计” $)$。每次让小车从同一高度由静止滑下，记下木块最终停在不同水平面上的位置，可知木块受到的阻力越小，运动的距离越　　。

某同学利用如图甲所示的电路，进行“探究电流跟电压的关系”实验。

实验器材：电源（电压恒为 $3V)$，电流表、电压表各一只，一个开关，一个定值电阻，一只滑动变阻器，导线若干。

（1）用笔画线代替导线把图甲嗾使的实物图连接完整，并在图乙虚线框内画出对应的电路图。

（2）某同学在闭合开关 $S$后，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，发现电流表的指针都指在零刻度线处，电压表指针则有明显偏转。但示数不变。出现这种现象的原因是　　。

（3）某同学通过实验得到多组实验数据，由这些数据画出如图丙所示的图象，由图象可得出结论：电阻一定时，　　。

某实验小组的同学用甲图所示器材测量小灯泡的电功率。已知电源电压恒为 $6V$不变，待测灯泡的额定电压为 $3.8V$，额定功率估计为 $1.2W$左右。

（1）请在甲图中用笔画线表示导线，连接成完整的实验电路（须选择合适的电流表量程）；

（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片 $P$应该位于　　端（选填“ $A$”或“ $B$” $)$；

（3）闭合开关后发现：电流表没有示数，灯泡不亮，电压表示数接近电源电压。则此时电路故障为　　；

（4）故障排除后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片 $P$，使灯泡正常发光，此时电流表示数如乙图所示，则电路中的电流值为　　 $A$，待测灯泡的额定功率为　　 $W$；

（5）如果电压表只能使用 $0~3V$的量程。仅在丙图虚线框内用电路图说明，怎样利用现有器材测定灯泡的额定功率。

小琳想知道一只标明“ $220V40W$”白炽灯不发光时的灯丝电阻有多大，她设计了图甲所示电路原理图，并招来器材动手实验。

（1）按照如图甲所示连接电路，检查无误后闭合开关 $S$，调节滑动变阻器 $R$，电压表和电流表的示数分别如图乙、丙所示，此时灯丝电阻为　　 $\Omega$。

（2）小琳设想如果没有电压表，能否再找一只电流表和一个定值电阻来代替电压表，于是她设计了如图丁所示电路原理图 $(R_0$为阻值已知的定值电阻），连接电路并检查无误后闭合开关 $S$，调节滑动变阻器 $R$，当电流表示数分别为 $I_1$， $I_2$时，灯丝电阻 $R_L=$　　（用 $R_0$， $I_1$， $I_2$表示测量结果）。

（3）小琳用公式 $R=\frac{U^2}{P}$计算出灯泡正常发光时的电阻为 $1210\Omega$，比（1）中测量的电阻大得多，请你帮助小琳给出合理的解释　　。

（4）小琳根据图乙和丙的示数，计算了此时灯泡实际消耗的电功率与灯泡额定功率相差　　 $W$。

如图甲所示是小张“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验装置。

（1）小张让大小不同的实心钢球从同一斜面上相同的高度处由静止滚下，在水平面上运动并推动木块移动，是为了探究动能大小与　　的关系；

（2）同班同学小红发现，木块被钢球撞击后移动的距离没有其他同学的明显，认为是木块太重导致滑动摩擦力过大的原因造成。为了验证猜测，小红设计了如图乙所示“探究滑动摩擦力与压力大小关系”的实验，当接触面粗糙程度不变，用弹簧测力计拉动木块匀速直线运动时，通过多次实验得到了表格中的相关数据，请你根据表中数据帮她分析并得出，滑动摩擦力 $f$与压力 $F$之间的数量关系式为　　。

实验次数	1	2	3	4	5
木块对木板压力 $F/N$	2	3	4	5	6
弹簧测力计读数 $f/N$	0.6	0.9	1.2	1.5	1.8

在测量动滑轮机械效率的实验中，小明用如图所示的动滑轮提升钩码，改变钩码的数量，正确操作所得实验数据如下：

（1）实验时，用手　　匀速拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮上的钩码缓缓上升。

（2）第②次实验测得的动滑轮的机械效率为　　 $\%$（计算结果的位数与表中机械效率位数一致）。

（3）由表中数据分析可知，同一动滑轮的机械效率由　　决定的。

（4）不计绳重及摩擦阻力，则该动滑轮的自重为　　 $N$。

实验 序号	钩码重 $G/N$	钩码上升 高度 $h/\mathit{cm}$	拉力 $F/N$	绳端移动的距离 $s/\mathit{cm}$	机械效率
①	1.0	20.0	0.7	40.0	$71.4\%$
②	2.0	20.0	1.2	40.0
③	3.0	20.0	1.7	40.0	$88.2\%$

王君同学设计了如图（a）所示的电路来探究“通过小灯泡的电流与其两端电压的关系”。选用的器材有阻值为 $5\Omega$的小灯泡一个，两节干电池组成的电池组， $0~0.6A$的电流表、 $0~3V$的电压表、滑动变阻器 $\left(10\Omega 2A\right)$和开关各一个，导线若干等。

（1）该同学根据电路图在连接电路的过程中，开关应该是　　的。（选填“断开”或“闭合” $)$

（2）闭合开关后，电压表指针有明显摆动，电流表指针几乎不动，造成这一现象的原因是　　。

（3）排除故障后，该同学移动滑动变阻器的滑片，记录数据，在某次测量时电流表的示数如图（b）所示，此时电压表的示数为　　 $V$。

（4）该同学进行该实验时，采用的科学实验方法是　　。

小华同学利用图甲所示装置对适量的冰加热，他每隔相同时间记录一次温度计的示数，并观察物质的状态。图乙是他根据记录的数据绘制的温度 $~$时间图象，根据图象回答：

（1）冰属于　　（选填“晶体”或“非晶体” $)$；

（2）在 $\mathit{BC}$阶段物质处于　　状态；

（3）冰熔化过程所用的时间为　　 $\mathit{min}$；

（4）从图乙可以推断出冰的比热容　　水的比热容（选填“大于”、“小于”或“等于” $)$。

王小军同学用如图1所示实物电路研究小灯泡的电阻，已知小灯泡的额定电压是 $3V$。

（1）图中部分导线已连好，请用笔画线代替导线将电路连接完整。

（2）根据实物图在虚线方框内画出实验电路图。

（3）将滑动变阻器的滑片移到某位置时，电路中电流表示数为 $0.2A$，电压表的示数如图3所示，则电压表示数为　　 $V$，此时灯丝的电阻为　　 $\Omega$。

（4）改变滑动变阻器的电阻，经多次实验，测得多组电压、电流值如表所示，请根据表中数据，在图4中作出小灯泡的 $U-I$图象。

次数	1	2	3	4	5
电流 $/A$	0.06	0.1	0.15	0.18	0.2
电压 $/V$	0.3	0.5	1	2	2.5

如图所示，小强和小冬设计了用“伏安法”测量未知电阻 $R_x$的实验。

（1）图甲是实物电路图，请用笔画线代替导线将其连接完整。（要求滑片向右滑，电压表示数减小）

（2）闭合开关前应将滑动变阻器的滑片移到　 端（填“ $A$”或“ $B$” $)$。

（3）闭合开关，当滑片移动到某位置时；电压表、电流表示数如图乙所示，则未知电阻 $R_x=$　　 $\Omega$．实验中，为了减小误差，还需进行的操作是　　。

（4）小强和小冬还设计了如图丙所示的测量电路：图（a）所示电路中电源电压为 $1.5V$，将 $M$、 $N$两个线头相接，调节滑动变阻器，使电流表指针指在 $0.6A$处；保持滑动变阻器滑片位置不变，若在 $M$、 $N$之间接入另一未知电阻 $R_y$，电流表示数如图（b）所示，则未知电阻 $R_y=$　　 $\Omega$．若把此电流表 $A$上各电流值改成对应的电阻值，你就可以把它改装成能测　　的仪表。

在“探究串联电路的电压”实验中，小涵同学设计了如图所示的电路。

（1）在连接电路中，开关应该处于　　（选填“闭合”或“断开” $)$状态。

（2）根据如图连接好电路，闭合开关后，她发现两只灯泡都不亮，且电压表示数为0，若只有 $L_1$或 $L_2$中的一处发生故障，则故障是　　（选填“ $L_1$开路”、“ $L_1$短路”、“ $L_2$开路”、“ $L_2$短路” $)$。

（3）故障排除后，小涵选用不同的灯泡，完成了三次实验，并记录了数据。分析下表中的数据，可得出的结论为：串联电路两端的电压　　串联电路中各部分电路两端的电压之和。

实验次数	$L_1$两端的电压 $/V$	$L_2$两端的电压 $/V$	串联总电压 $/V$
1	1.4	1.4	2.8
2	1.2	1.6	2.8
3	1.1	1.7	2.8

工人利用如图所示的滑轮组从 $2m$深的枯井中提升重物，所用的拉力为 $250N$，物体在 $5s$内匀速从井底全部上升到井口。（不计绳重和各处摩擦）求：

（1）绳子自由端移动的速度

（2）拉力的功率；

（3）若滑轮组的机械效率为 $80\%$，求所提升物体的重力大小。