初中物理能量实验题

小芳在测量标有电压为 $2.5V$的小灯泡电阻的实验中，已知电源电压为 $4.5V$，电路图如图1所示：

（1）请根据电路图，将图2实物图连线补充完整。

（2）小芳闭合开关，发现小灯泡很暗，电压表和电流表均有示数，但无论如何移动滑动变阻器滑片，小灯泡亮度、电压表和电流表示数均不发生变化，请分析其原因：　　。

（3）故障排除后，小芳移动滑动变阻器，分别记录电压表、电流表示数，并描绘出灯泡 $L$的 $I-U$图象，如图3中甲所示，则小灯泡正常发光时的电阻为　　 $\Omega$．小芳还发现灯丝的电阻随温度的升高而　　 $($ “增大”、“减小”或“不变” $)$。

（4）如果将该小灯泡与图中乙所示电阻串联起来，接在 $4.5V$的电路中，则它们的总功率为　　 $W$。

物体由于　　而具有的能，叫做动能。在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中，小明提出如下猜想：

$A$．物体的动能可能与物体的质量有关；

$B$．物体的动能可能与物体的速度有关。

设计以下探究实验：让质量为 $m$的小球从高为 $h$的斜槽上滚下，在水平面上运动。运动的小球碰上水平面上静止的木块后，能将木块撞出一段距离 $s$。实验过程如图甲、乙、丙所示。图中 $m_1<m_2$、 $s_1<s_2$、 $s_1<s_3$、 $h_1<h_2$，水平面上所用的木块是同一木块。

（1）通过观察比较　　就可以反映小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是　　法（选填“放大”、“控制变量法”或“转换” $)$

（2）通过比较甲、乙，可初步验证　　（填猜想序号）是正确的；

（3）通过比较　　两次实验，初步验证猜想 $A$是正确的。

（4）实验表明：质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越　　；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越　　。

小安同学想用“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、开关及导线若干。连接电路图如图甲所示，闭合开关后发现电流表无示数，电压表示数为 $3V$，则可能是由于 $R_x$所在支路发生　　故障造成。故障排除后，调节滑动变阻器滑片，当向右移动滑片时，观察发现电压表示数　　（选填“变大”、“变小”或“不变” $)$，停止移动滑片，发现电压表、电流表示数如图乙所示，则 $R_x$的阻值是　　 $\Omega$。

小佳想要测定小灯泡的额定功率，他选用了以下器材：标有“ $2.5V$”字样的小灯泡（老师告诉他，该小灯泡正常工作电流在 $0.3A$左右），电源为 $6V$的恒稳蓄电池，量程为“ $0-0.6A$”与“ $0-3A$”的电流表，量程为“ $0-3V$”与“ $0-15V$”的电压表，开关，导线。可是在选择滑动变阻器时他犹豫了，因为有三种规格的滑动变阻器，分别标有“ $10\Omega 1A$”、“ $20\Omega 0.5A$”、“ $50\Omega 0.2A$”字样。

（1）估算一下，请你帮小佳选择一只合适的滑动变阻器　　；

（2）如图（甲 $)$所示，小佳连接了一部分电路后又纠结了，请你在不改变他已经连接部分的前提下，再帮他连接完整（用笔画线，注意导线间不要相互交叉）；

（3）连接完整后，小佳按正确程序操作，闭合开关 $S$，发现灯泡不亮，电流表指针偏转明显，而电压表指针几乎不动，仔细检查，连接无误。那么出现该状况的原因应该是　　。（选填“ $A$、 $B$、 $C$、 $D$” $)$

$A$．电压表内部断路了    $B$．灯泡的灯丝断了

$C$．灯座内部出现了短路 $D$．滑动变阻器的电阻线断了

（4）在老师的指点下，小佳自己排除了故障，再闭合开关 $S$，灯泡亮了，但发光很暗，观察电压表示数，仅有 $1.8V$，这时小佳应将滑片 $P$向　　端（选填“ $A$”或“ $B$” $)$适当滑动；

（5）当小灯泡两端的电压达到额定电压后，电流表的示数如图（乙 $)$所示，则小佳测得小灯泡的额定功率是　　 $W$。

在测定“小灯泡额定电功率”的实验中，小红所在的实验小组用的电源电压为 $6V$，小灯泡的额定电压为 $2.5V$、电阻约为 $10\Omega$，所用滑动变阻器 $R\left(20\Omega 1A\right)$。他们所设计的实验电路如图甲所示

（1）请你用笔画线代替导线，将实物电路甲补充完整。（导线不能交叉）

（2）电路甲正确连接后，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片 $P$应位于　　（选填“左”或“右” $)$端。

（3）小红同学闭合开关，移动滑片 $P$到某一位置时，电压表的示数如图乙所示为　　 $V$；若她想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片 $P$向　　（选填“左”或“右” $)$端移动，使电压表的示数为 $2.5V$。

（4）小红同学移动滑片多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的 $I-U$图象，根据图象信息，计算出小灯泡的额定功率是　　 $W$。

实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。请回答下列问题：

试验次数	1	2
钩码重 $G/N$	4	4
钩码上升高度 $h/m$	0.1	0.1
绳端拉力 $F/N$	1.8	1.6
绳端移动的距离 $s/m$	0.3	0.4
机械效率 $\eta$	$74.1\%$

（1）通过分析表中数据可知第2次实验使用的是　　（选填“甲”或“乙” $)$图所示的装置。

（2）根据表中数据，可以计算出第2次实验中的机械效率应为 $\eta =$　　。

（3）通过对第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（或动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率　　（选填“越高”、“不变”或“越低” $)$。

张玲和李影同学在进行“测量小灯泡额定功率”的实验中，现有器材：额定电压为 $3.8V$的小灯泡（电阻约为 $20\Omega )2$个，电压约为 $12V$的电源1个，电流表、电压表、开关各1个，规格分别为“ $20\Omega$， $1A$”和“ $50\Omega$， $0.5A$”的滑动变阻器各1个，导线若干。

（1）实验中应选择规格为“　　”的滑动变阻器。

（2）图甲中已经连接了部分电路，请用笔画线代替导线，将电路连接完整。

（3）张玲闭合开关，并适当移动滑片，小灯泡被烧坏，此时电压表示数约为　　 $V$，分析后又向老师借用了一个定值电阻，请你判断定值电阻应　　联在电路中、其目的是　　。

（4）重新连好电路后，再次闭合开关，移动滑动变阻器到某一位置时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则电流表的示数为　　 $A$，小灯泡的额定功率是　　 $W$

张玲和李影同学在进行“测量小灯泡额定功率”的实验中，现有器材：额定电压为 $3.8V$的小灯泡（电阻约为 $20\Omega )2$个，电压约为 $12V$的电源1个，电流表、电压表、开关各1个，规格分别为“ $20\Omega$， $1A$”和“ $50\Omega$， $0.5A$”的滑动变阻器各1个，导线若干。

（1）实验中应选择规格为“　　”的滑动变阻器。

（2）图甲中已经连接了部分电路，请用笔画线代替导线，将电路连接完整。

（3）张玲闭合开关，并适当移动滑片，小灯泡被烧坏，此时电压表示数约为　　 $V$，分析后又向老师借用了一个定值电阻，请你判断定值电阻应　　联在电路中、其目的是　　。

（4）重新连好电路后，再次闭合开关，移动滑动变阻器到某一位置时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则电流表的示数为　　 $A$，小灯泡的额定功率是　　 $W$

在探究并联电路中各电路电流与各支路电流的关系时，一班各组同学从甲、乙、丙、丁四种规格的灯中，选取两个并联起来接在相同电源上，组成如图1所示的电路。然后把一个电流表分别接入电路中 $A$， $B$， $C$处测量电流。并记录数据。

（1）小李将电流表接在 $A$处，闭合开关，电流表示数如图2所示，为了测量结果准确，她应该断开开关，　　，重新进行试验。

（2）小张同学测量时，闭合开关，发现指针向“0”刻度的左侧偏转，电流表连接存在的错误是　　。

（3）老师收集到几个组的数据如表：

组别	$L_1$规格	$L_2$规格	$I_A/A$	$I_B/A$	$I_C/A$
1	甲	甲	0.12	0.12	0.23
2	乙	丙	0.15	0.20	0.35
3	甲	丁	0.12	0.14	0.26
4	甲	丁	0.16	0.18	0.30

对于测量数据的相关分析，以下说法正确的两个是　　。

$A$、第1组数据没有测量误差

$B$．分析多组数据是为了减小误差

$C$．选用不同规格的灯进行实验，可使结论更具普遍性

$D$．第4组数据的偏差可能是电流表未调零引起的。

如图所示，电源电压不变， $R$是定值电阻，电灯 $L$标有“ $6V3W$”的字样。当只闭合 $S$时，电流表的示数为 $0.6A$．再闭合 $S_1$时，电流表的示数变化了 $0.5A$．求：

（1）电阻 $R$的阻值；

（2）开关都闭合后， $5\mathit{min}$内电路消耗的总电能。

欧佩克组织和英美等西方国家原油数量单位通常用“桶”来表示，中国及俄罗斯等国家则常用“吨”作为原油数量单位。通过网络查询可知：不同油田的原油密度不同，1桶 $=158.98$升。

（1）若原油密度为 $0.8\times {10}^3$千克 $/$米 ${}^3$，取1桶 $=159$升，则1桶原油的质量为多少千克？ $(1$升 $={10}^{-3}$米 ${}^3)$

（2）将1吨原油竖直匀速提升20米，需要对油做的功是多少焦耳 $(g=10N/\mathit{kg})$

小明同学探究小灯泡的电阻是否固定不变的实验中，电路图如图所示，灯丝的电阻约为 $10\Omega$，小灯泡的额定电压为 $2.5V$，电源电压恒为 $4V$

（1）请你用笔画线代替导线，按乙图的电路图把甲图中的实物图电路连接完整，使滑片 $P$向右端移动时灯的亮度变暗。

（2）闭合开关前，滑动变阻器连入电路的阻值为最大值的作用是　　。

（3）当电压表的示数为 $2.5V$时，电流表的示数如图丙所示，灯的额定电流为　　 $A$，此时灯丝的电阻为　　 $\Omega$（保留一位小数）。

（4）调节滑片，记录电压表和电流表一系列读数，在丁图中绘制了小灯泡的 $U-I$图线后，小明用一个定值电阻更换小灯泡，进行正确操作，记录电流表和电压表的一系列读数，在图丁中绘制定值电阻的 $U-I$图象。在丁图中，能反映小灯泡电阻的图象是　　（选填“ $a$”或者“ $b$” $)$，由此可见，小灯泡的电阻与灯丝的　　有关。

如图所示：电源电压为 $3V$，甲图为伏安法测某未知电阻的电路图；乙图为连接不完整的实物图。

（1）对照电路图甲，用笔画线代替导线将乙图中的电压表连入电路。

（2）闭合开关　　（填“前”或“后” $)$，滑动变阻器的滑片应调到　　（填“右端”“左端”或“中间” $)$位置。

（3）实验过程中，电压表的示数为 $1.5V$，电流表的示数如图丙所示，此时，电路中的电流是　　 $A$，测得未知电阻的阻值 $R_x=$　　 $\Omega$。

（4）该实验电路还能测出电阻消耗的　　，实验原理是 $P=$　　。

在“探究并联电路中的电流关系”实验中

（1）小明想测量干路电流，连接的电路如图甲所示，检查电路发现只有一根导线接错了，请在这根导线上打上“ $\times$”，并改正。

（2）连接正确的电路后，闭合开关，电流表的示数为 $0.46A$，请在图乙中画出指针的位置 $(O$为指针转轴）。

（3）小明换用不同规格的灯泡，多次改变电表位置，将测量数据记录在下表中。

实验次数	支路电流 $I_1/A$	支路电流 $I_2/A$	干路电流 $I_{总}/A$
1	0.30	0.16	0.46
2	0.20	0.20	0.40
3	0.24	0.34	0.58

分析数据得出结论：在并联电路中，　                                          　。

（4）第1次实验发现，灯泡 $L_1$比 $L_2$亮，则灯泡 $L_1$的电阻　　       灯泡 $L_2$的电阻；若两灯泡灯丝长度相同，　       　的灯丝更细。

在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义。提高机械效率，要从研究影响机械效率的因素出发，寻求办法。

（1）为了探究影响机械效率的因素，小明选取了大小相同的滑轮，利用图甲和图乙装置进行实验，并把数据整理记录在下表中。

实验 次数	滑轮 材质	钩码重 $G/N$	提升的高 度 $h/m$	有用功 $W_{\mathit{有用}}/J$	拉力 $F/N$	绳端移动 的距离 $s/m$	总功 $W_{总}/J$	机械效率。 $\eta$
1	铝	1	0.1	0.1	0.6	0.3	0.18	$56\%$
2	铝	2	0.1	0.2	1.0	0.3	0.3	$67\%$
3	铝	2	0.2	0.4	1.0	0.6	0.6	$67\%$
4	塑料	2	0.2	0.4	0.8	0.6	0.48	$83\%$
5	塑料	2	0.2	0.4	2.1	0.2	0.42	$95\%$

①比较1和2两次实验发现：在所用滑轮组一定时，提升的钩码　         　，机械效率越高。

②比较3和4两次实验发现：滑轮组的机械效率还与　        　有关。

③比较　       　两次实验发现：在所用滑轮组一定时，机械效率与提升钩码的高度无关。

④第5次实验室利用了图　         　的装置完成的，判断依据是　          　。

⑤利用图甲的装置，把重 $6N$的物体用 $2.5N$的拉力迅速拉起，滑轮组的机械效率为　      　。可见如果没有刻度尺，只有测力计，也可以测量出滑轮组的机械效率。

（2）小明利用图丙装置实验发现：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关。保持斜面倾斜程度不变，可以采用　      　的方法减小摩擦，从而提高斜面的机械效率。

（3）实验表明：额外功越小，总功越接近有用功：进一步推理得出：假设没有额外功，总功等于有用功；可见使用任何机械都　　       。下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是　　        。

$A$、焦耳定律

$B$、牛顿第一定律

$C$、阿基米德原理

$D$、欧姆定律