初中物理能量实验题

如图（a）是测定“小灯泡电功率”的实验线路图，电源电压为 $3.0V$保持不变，小灯泡额定电压为 $2.5V$、电阻约为 $10\Omega$．电流表有 $0-0.6A$和 $0-3A$两个量程，电压表有 $0-3V$和 $0-15V$两个量程。

（1）在连接电路过程中开关应　　，滑动变阻器的滑片 $P$应位于　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$端，电压表的量程应选　　；

（2）按所选量程连接电压表，闭合开关，移动滑片 $P$到某一点时，如图（b）电压表示数为　　 $V$，要测量小灯泡的额定功率，应将图（a）中滑片 $P$向　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$端移动，使电压表的示数为 $2.5V$；

（3）移动滑片 $P$，记录多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图（c）所示的 $U-I$图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是　　 $W$；

（4）实验室中实际提供的电压表内阻并非无穷大有明显的电流通过，实验中灯泡两端电压达到 $2.5V$时，额定功率的测量值　　真实值（选填“大于”、“等于”或“小于” $)$；

（5）若在实验中连接好电路并闭合开关，移动变阻器滑片 $P$，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是　　（写出一种即可）。

小明同学利用电流表和电阻箱测量小灯泡的功率，设计并接了如图甲所示的实物电路。

（1）为了保护电路，闭合开关 $S_1$前，应将滑片 $P$移到滑动变阻器的　　 $($ “ $A$”或“ $B$” $)$端。

（2）闭合开关 $S_1$，将单刀双掷开关 $S_2$扳向“1”，调节滑动变阻器调节电阻箱的阻值使电流表的示数为 $I_1$，如图乙所示， $I_1=$　　 $A$；

（3）将开关 $S_2$扳向“2”，保持滑动变阻器的阻值不变，调节滑动变阻箱的阻值 $R$，使电流表的示数仍为 $I_1$，此时 $R=5\Omega$；则步骤（2）中小灯泡的电阻 $R_1=$　　 $\Omega$，测量小灯泡电阻的方法是　　（选填“控制变量法”或“等效替代法” $)$；

（4）步骤（2）小灯泡的实际功率 $P_1=$　　 $W$；

（5）若小灯泡的额定电流为 $I_0=2I_1$，以下关于灯泡额定功率 $P_0$与实际功率 $P_1$的数值关系，你认为最有可能的是　　。

$A$． $P_0=2P_{1}B$． $P_0=3P_1$ $C$． $P_0=4P_{1}D$． $P_0=5P_1$

小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同两个钢球 $m$和 $M(M$的质量大于 $m)$，分别不从同的高度 $h$和 $H(H>h)$静止开始放下，观察木块 $B$被撞击后移动的距离。实验过程如图所示。

（1）小明通过观察木块 $B$移动的距离长短，来判断小球动能的大小，他利用的研究方法是　　（选填“控制变量法”或“转换法” $)$；若水平面绝对光滑，本实验将　　（选填“能”或“不能” $)$达到探究目的。

（2）由甲、乙图可得实验结论：物体的动能大小与　　有关。

（3）小明根据甲、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关，她的看法是否正确？　　（选填“正确”或“错误” $)$，理由是：　　。

在测量“小灯泡的额定功率”的实验中，实验室提供的实验器材有：

$A$．电源（电压为 $4.5V)$，

$B$．电流表 $A_1$（量程为 $0-0.6A$，电阻为 $0.5\Omega )$

$C$．电流表 $A_2$（量程为 $0-3A$，电阻为 $0.2\Omega )$

$D$．电压表 $V_1$（量程为 $3V$，内阻为 $3\mathit{k\Omega })$

$E$．电压表 $V_2$（量程为 $15V$，内阻为 $1\mathit{k\Omega })$

$F$．滑动变阻器 $R$（阻值 $0-10\Omega )$

$G$．定值电阻 $R_0=800\Omega$

$H$．待测小灯泡 $L$（额定电压为 $3.8V$，额定功率大约是 $1.2W)$

$I$．开关 $S$一个，导线若干

实验要求：既要保证电路安全，又要提高测量精确度；为了减小系统误差，测量时电表示数应大于量程的三分之一。则

（1）根据实验要求，电流表应选　　，电压表应选　　（选填器材前的字母代号）。

（2）根据实验要求，在虚线方框内画出实验电路图（其中部分电路已画出）。

（3）根据实验电路图，请用笔画线代替导线，将实验器材连接起来使之成为实验电路（其中部分导线已连接好）。

（4）在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑到　　端（选填实物图中“ $a$”或“ $b$” $)$；正确连接实验电路后，开关试触时，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，仔细检查电路各部分均接触良好，其原因可能是　　。

在“测量小灯泡额定功率”的实验中，小灯泡的额定电压为 $2.5V$。

（1）将甲图中电路连接完整。（要求：滑动变阻器滑片 $P$向右移灯泡变亮）

（2）正确连接电路后，闭合开关 $S$，移动滑片 $P$，小张发现小灯泡始终不亮，电流表无示数，电压表示数始终为 $3V$，则故障原因为　　。

（3）电路故障排除后，闭合开关，移动滑片 $P$，直到电压表示数为 $2.5V$，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为　　 $W$。

（4）小张设计了如图丙所示的电路，也完成了该实验（电源电压不变， $R$阻值已知）

①闭合开关 $S$和 $S_1$，断开 $S_2$，并调节滑动变阻器使电压表示数为 $U_{额}$。

②闭合开关 $S$和 $S_2$，断开 $S_1$，滑动变阻器滑片 $P$不动，读出此时电压表示数为 $U$；则小灯泡额定功率的表达式 $P_{额}=$　　。（用 $U_{额}$、 $R$、 $U$表示）

在“测量小灯泡的电功率”实验中，已知待测小灯泡的额定电压为 $3.8V$，额定电功率估计在 $0.9W$左右。可供选择的电流表有： $A_1$（量程 $0-0.3A)$， $A_2$（量程 $0-3A)$。

（1）连接电路时，应选用的电流表是　　（选填“ $A_1$”或“ $A_2$” $)$。

（2）图甲是某小组连接的实物电路图。图中有一根导线连接错误，请在这根导线上打“ $\times$”，并在图中改正。

（3）改正错误后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，当电压表示数为 $3V$时，电流表示数如图乙所示，此时小灯泡的电功率是　　 $W$。

（4）不用电流表，另增加两只开关和一个阻值为 $12\Omega$的定值电阻 $R_0$，该小组设计了如图丙所示的电路图，测量小灯泡的额定功率。正确连接电路后，断开 $S_3$，闭合 $S_1$、 $S_2$，调节滑动变阻器，让电压表示数为 $3.8V$；然后只断开 $S_2$，再闭合 $S_3$，读出电压表示数为 $6.5V$．则测得小灯泡的额定功率是　　 $W$。

某小组同学测量滑轮组的机械效率。实验步骤有：

$\left(i\right)$按照如图所示安装滑轮组，测钩码重力 $G$并记钩码和绳端的位置；

$\left(\mathit{ii}\right)$用弹簧测力计缓慢拉动绳端，使钩码上升，读出拉力 $F$的值，并测出钩码上升的高度 $h$和绳端移动的距离 $s$；

$\left(\mathit{iii}\right)$记录实验数据填入表格中（表格略）；

$\left(\mathit{iv}\right)$多次改变钩码的数量，重复上述实验；

$\left(v\right)$用动滑轮质量不同的两个滑轮组吊相同的钩码，分别测机械效率；

$\left(\mathit{vi}\right)$分析测量结果，讨论影响机械效率的因素

回答以下问题：

（1）除了如图所示器材和弹簧测力计外，还需要的器材是　　。

（2）滑轮组机械效率的计算公式是 $\eta =$　　（用直接测得的物理量符号表示）。

（3）关于影响滑轮组机械效率的因素，该小组同学讨论后得到以下认识，你认为正确的有　　（填序号，可能不止一项正确）。

$A$．在相同情况下，摩擦越大，机械效率越小

$B$．在相同情况下，摩擦越大，机械效率越大

$C$．忽略摩擦，定滑轮质量相同，则机械效率相同

$D$．忽略摩擦，动滑轮质量相同，则机械效率相同

$E$．忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，则机械效率越大

$F$．忽略摩擦，动滑轮质量相同，所吊重物质量越大，则机械效率越小

在“探究水沸腾时温度变化的特点”试验中，从室温开始加热，记录的数据如下表：

时间 $/\mathit{min}$	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
温度 ${/}^{°}\text{C}$	30.0	40.0	49.9	59.6	69.2	78.6	87.8	97.0	97.0	97.0

（1）根据表中数据，可知在本地水的沸点是　　 ${}^{°}\text{C}$。

（2）从表中数据可以看出，水温较低时加热 $1\mathit{min}$时间水升高的温度与水温较高时加热 $1\mathit{min}$时间水升高的温度不同。其主要原因是：随着水的温度升高，　　（填序号）

$A$．水的质量变化了

$B$．水的比热容变化了

$C$． $1\mathit{min}$时间水向空气传递的热量不同

$D$． $1\mathit{min}$时间酒精灯传递给水的热量不同

图甲为“探究电流与电阻的关系”的实验电路图，电源电压恒为 $3V$，用电阻箱来选用不同的电阻，按下述步骤进行实验，回答下列问题

（1）闭合开关 $S$，将滑动变阻器的滑片 $P$移到适当位置，调节电阻箱使接入电路的电阻为 $4\Omega$时，电流表示数如图乙所示，为　　 $A$；电压表示数应为　　 $V$。

（2）将电阻箱调到一个阻值更大的电阻后，闭合开关，应将滑动变阻器的滑片向　　端移动（选填“ $a$”或“ $b$ “ $)$，使电压表的示数保持不变，同时记下对应的电流值。

（3）多次改变电阻箱的阻值，重复上述操作，得到了下表中所示的数据，通过观察表中的数据，分析得出：当电阻两端的电压一定时，接入电路的电阻越大，通过它的电流越　　。

物理量	次数	1	2	3	4	5
$R\left(\Omega \right)$		4	5	10	20	25
$I$（A）		乙图的示数	0.40	0.20	0.10	0.08

（4）为了进一步确定电流与电阻的定量关系，老师提出将表中各组电阻值的倒数算出，请你在丙图中描点作出 $I-\frac{1}{R}$的图像，根据画出的图像可知：电压一定时，电流Ⅰ跟电阻 $R$成　　比。

在做测定“小灯泡的电功率”实验时，所用器材有电压为 $6V$的电源，额定电压为 $2.5V$的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器，电压表、电流表、开关和导线，图甲是没有连接完的实物电路。

（1）请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整。

（2）在连接电路时开关应处于　　状态，闭合开关前滑动变阻器的滑片应移到最　　端（选填“左”或“右” $)$。

（3）实验中通过移动滑片，分别记下多组对应的电流表和电压表的读数，并绘制成了图乙所示的 $U-I$图象，根据图象可计算出小灯泡的额定功率是　　 $W$，当加在小灯泡两端的电压为 $1.5V$时，通电 $2\mathit{min}$，电流通过小灯泡所做的功是　　 $J$。

如图甲所示，木块长度是　　 $\mathit{cm}$，如图乙所示，电压表的示数是　　 $V$．用天平测物体质量，当天平再次平衡时，天平右盘内所放砝码和游码在标尺上的位置如图丙所示，则天平左盘中被测物体质量是　　 $g$。

在测量标准电压为 $3.8V$的小灯泡电阻的实验中，电源电压恒为 $6V$。

（1）小明连接如图甲所示的电路，准备闭合开关时，发现有接线错误。请你按要求在图将需改错的导线画“ $\times$ “，并补画出正确的导线。

要求：闭合开关后，当滑动变阻器滑片向左移动时，电流表示数增大。

（2）电路完善后，调节滑动变阻器的滑片 $P$，当电压表的示数为 $3.8V$时，电流表示数如图乙所示，其示数为　　 $A$，此时小灯泡的电阻为　　 $\Omega$．额定功率为　　 $W$．（保留小数点后两位）

（3）在提供的滑动变阻器中，分别有规格为 $A\left(5\Omega 2A\right)$、 $B\left(20\Omega 1A\right)$、 $C(100\Omega 0.1A)$，则应选择　　（选填“ $A$ “ $B$”或“ $C$ “ $)$。

（4）小明同学多次移动滑动变阻器的滑片 $P$，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图丙所示的图象，通过图象可以发现灯丝的电阻是变化的，这一现象表明：灯丝的电阻随温度的升高而　　（选填：“增大”、“不变”、“减小” $)$。

如图甲，是张勇实验小组在探究“电流与电阻的关系”时的电路图，电源电压恒为 $6V$．电压表、电流表无损坏，有阻值为 $5\Omega$、 $10\Omega$、 $20\Omega$、 $30\Omega$、 $40\Omega$定值电阻5个。

（1）根据图甲，用笔画线代替导线连接完成图乙的实物图。

（2）实验过程中，需要改变定值电阻，观察电流的变化，为了科学地得出实验结论，当每次更换电阻后，都要移动滑动变阻器的滑片，此时眼睛应注意观察　　（选填序号）。

$A$．变阻器滑片   $B$．电压表   $C$．电流表   $D$．电源

（3）某次实验，更换电阻 $R$，合上开关后，电压表示数为0，电流表示数正常，其原因可能是　　。

（4）在老师的引导下，他们将5次实验数据描绘在图丙中。图中阴影部分“面积”表示的物理量是　　（选填序号）。

$A$．电流 $B$．电压 $C$．电阻 $D$．电功率

（5）实验中，他们选择下列哪个滑动变阻器最合适　　（选填序号）。

$A$． $10\Omega 0.5A$ $B$． $50\Omega 0.5A$ $C$． $50\Omega 1A$ $D$． $200\Omega 1A$

（6）请你用平滑曲线将图丙中5个点连接起来，观察图象你可以得出实验结论：当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻　　。

小苏同学的物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。

他们的实验装置如图所示，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙上， $\mathit{AO}$等于弹簧原长，水平面 $O$点左侧光滑，右侧粗糙。将物体 $M$从 $O$点压缩弹簧到 $P$点，然后由静止释放，当物体 $M$运动到 $O$点与弹簧分开，最终运动到 $Q$点静止。请补充完成他们的探究过程：

（1）弹簧弹性势能的大小是通过　　来衡量的。

（2）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用　　（选填“相同”或“不同” $)$弹簧进行实验，并先后改变　　之间的距离，测出 $\mathit{OQ}$的距离，重复实验，测量多组数据并记录。

（3）小苏的实验小组经过多次实验得出了结论。在上面的实验中，他们运用到了转换法和　　两种物理思想方法。

小丽同学手里有一只标有“ $3.8V$”字样的小灯泡，她想知道小灯泡的额定电功率，于是在学校实验室找来一些器材，连接成了如图甲的实验电路，电源电压恒定不变。

（1）请你用笔画线代替导线，将图甲的电路连完整（要求滑片 $P$向右移灯泡变亮）

（2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片 $P$，发现灯泡始终不亮，电流表示数几乎为零，电压表指针明显偏转，出现这种现象的原因可能是　　。

（3）排除故障后，该同学移动滑动变阻器的滑片 $P$，到某一位置时电压表的示数为 $3V$，若要测小灯泡的额定功率，应在此位置基础上将滑片 $P$向　　（选填“左”或“右” $)$移动。

（4）当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是　　 $W$。