初中物理能量实验题

小军为完成“伏安法”测电阻的实验，选定了如图甲所示的实验器材，并将其中的部分器材进行了连接。

（1）请你用笔画线代替导线，把图中的器材连接成完整的电路。

（2）小军连接好电路，检查无误后，闭合开关，调节滑动变阻器依次进行了第1至4次测量，所得测量数据记录如表。

实验序号	电压 $U/V$	电流 $I/A$	电阻 $R/\Omega$
1	1.0	0.14	7.1
2	1.4	0.19	7.4
3	1.7	0.22	7.7
4	2.0	0.25	8.0
5	2.5

接下来进行第5次测量时，①他需要将滑动变阻器的滑片缓缓向　　（选填“左”或“右” $)$移动，直到电压表的示数恰为 $2.5V$；②此时，电流表的示数如图乙所示，请你把电流表的示数填表格中

（3）小军顺利完成了五次测量后，注意到用五次测量数据算出的电阻值并不相同，他认为这是由于读数误差造成的。小民则认为，虽然读数会有误差，但小军的实验结果并不能单纯用误差来解释。因为由读数误差造成的结果会有的偏大有的偏小，而小军测得的电阻值　　。

如图甲所示的电路图，电源电压 $6V$保持不变，灯 $L_2$的电阻是 $10\Omega$，闭合开关 $S$，电流表 $A_1$的示数如图乙所示。

（1）灯泡 $L_1$和 $L_2$的连接方式是　　联。

（2）不考虑温度对灯丝电阻的影响，求：灯 $L_1$的阻值和电流表 $A$的示数。

实验室电源电压为 $6V$，要测量小灯泡的额定功率，小伟选择一个额定电压为 $2.5V$，电阻大约为 $10\Omega$左右的小灯泡，小强画出了电路图（图甲）。

（1）小伟看到电路图后提出一个建议：简化实验，去掉滑动变阻器测量小灯泡的额定电功率。你认为小伟的实验方案可行吗？为什么？

（2）若按照小强设计的电路图进行实验，实验室里有最大阻值是 $10\Omega$和 $60\Omega$的滑动变阻器，你认为应该选择最大阻值为　　 $\Omega$的滑动变阻器。

（3）将图乙中的滑动变阻器和电压表（选用合适的量程）接入电路。

（4）在实验器材选择无误，电路连接正确的情况下，闭合开关，小灯泡不亮，但电压表和电流表都有示数，按照图乙的电路连接图判断，要让灯泡发光，你的操作是：　　。调整电路正常后开始实验，在调节滑动变阻器的过程中，灯泡突然熄灭，电流表的示数突然变得无示数，电压表的示数是 $6V$，你判断故障可能是：　　。

（5）为进一步确定小灯泡亮度与电压的关系，做了多次实验，并根据实验数据绘出了小灯泡的 $U-I$图象（如图丙所示）。请根据图象信息计算出小灯泡的额定功率是　　 $W$。

小明同学在做“探究电流与电压的关系”实验时，准备了以下器材：干电池 $(1.5V)$两节，电流表 $(0~0.6A0~3A)$、电压表 $(0~3V0~15V)$、滑动变阻器 $(20\Omega$、 $2A)$、定值电阻 $\left(5\Omega \right)$、开关各一只、导线若干。根据图甲所示的电路图进行实验。

（1）用笔画线代替导线，按照图甲所示电路，将乙图中的实物图连接完整。

（2）连接电路。闭合开关前，滑动变阻器滑片 $P$应处于　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$端。

（3）闭合开关，发现电流表无示数，电压表指针有明显偏转，原因可能是　　。

（4）实验过程中，要使电压表示数逐渐变大，滑动变阻器滑片 $P$应向　　（选填“左”或“右” $)$移动。

（5）实验过程中，电流表的示数如图丙所示，此时电路中的电流为　　 $A$。

（6）试验中通过调节滑动变阻器滑片 $P$，测出通过定值电阻 $R$的不同电流和对应的电压值如表所示。老师看后说其中一次是错误的。帮小明分析出错的是第　　次，原因是　　。

实验次数	1	2	3	4	5	6
电压 $U/V$	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
电流 $I/A$	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6

为研究甲、乙两种液体的吸热能力，某同学用如图所示两套完全相同的装置进行。

实验探究，两种液体的质量和温度都相同。

（1）选用两套完全相同的装置分别给甲、乙两种液体加热，这样做的目的是　　。

（2）写出图中所示装置的两处错误：　　、　　。

改正错误后，同时加热，分别记录加热时间和液体温度，数据如表所示：

加热时间 $/\mathit{min}$	0	1	2	3	4	5	6
甲的温度 ${/}^{°}\text{C}$	90	92	94	96	98	98	98
乙的温度 ${/}^{°}\text{C}$	90	93	96	99	102	102	102

（3）加热4分钟后，甲乙两种液体温度均不再升高，原因是　　。

（4）根据实验数据，可知　　（选填“甲”或“乙” $)$液体的吸热能力较强。

用如图甲所示的电路测量定值电阻 $R_x$的阻值，测量数据记录如下表：

实验次数	1	2	3
电压 $U/V$	1.5	2.0	2.5
电流 $I/A$	0.16		0.24
电阻 $R/\Omega$	9.4		10.4

（1）第2次测量时，电流表示数如图乙所示，为　 $A$，对应的电阻值为　　 $\Omega$。

（2）根据三次实验数据可得定值电阻 $R_x=$　　 $\Omega$（结果保留一位小数）。

（3）实验时，闭合开关，发现电流表和电压表指针都不偏转。用一根导线在图甲中先后连接接线柱 $B$与 $C$、 $C$与 $D$时，电压表和电流表示数都为0，连接接线柱 $D$与 $E$时，电压表和电流表指针明显偏转，则电路的故障是　　

（4）如果没有电压表，电源电压未知，可以用最大阻值为 $R$的滑动变阻器，和如图丙所示电路，来测量电阻 $R_x$的阻值。闭合开关后，滑动变阻器滑片在最左端时，电流表示数为 $I_1$；滑动变阻器滑片在最右端时，电流表示数为 $I_2$，则电阻 $R_x=$　　。（用相关物理量的符号表示）

在测量额定电压为“ $2.5V$”小灯泡电功率（正常发光时电阻约为 $10\Omega )$的实验中，电源为两节新干电池。

（1）图甲的实物图连接中有不妥之处，应如何改正：　　。

（2）闭合开关后，移动滑动变阻器滑片，小莉发现小灯泡始终不亮，观察两电表发现，指针始终处于图乙所示位置，其故障原因可能是　　。

（3）改动滑动变阻器滑片 $P$的位置，获得多组对应的电压值和电流值，绘制如图丙所示的图象，由图象可知，小灯泡的额定功率是　　 $W$。

（4）若实验中电流表坏了，为了测量小灯泡的额定功率，小莉选用一个 $R_c=5\Omega$的电阻，设计了如图所示的电路及实验方案：

①调节滑动变阻器滑片使电压表的示数为小灯泡额定电压；

②保持滑片位置不变，只将电压表的 $a$点接线改接到 $c$点，测出 $R_c$两端的电压 $U_c$，通过计算得到小灯泡的额定功率。

指出她的设计方案中存在的两个问题：

问题一：　　；

问题二：　　。

某实验小组的同学用下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 $3.8V$，功率估计在 $1.1W$左右。

（1）请在图甲中用笔画线代替导线，使其成为完整的实验电路。

（2）请根据实物图在右侧虚线框内画出对应电路图。

（3）连接电路时，开关应该　　。

（4）闭合开关前，滑动变阻器滑片 $P$应该位于　　端（选填 $A$或 $B)$。

（5）闭合开关，同学们发现，电流表没有示数，灯泡不亮，电压表示数接近电源电压，此时电路故障为　　。

（6）故障排除后，闭合开关，调节滑动变阻器换片 $P$，使灯泡正常发光，此时电流表示数如图丙所示为　　 $A$，则待测灯泡的额定功率为　　 $W$；

（7）若实验器材中电压表 $0~15V$量程被损坏，利用上图器材怎样测定待测灯泡的额定功率？简要步骤

　　。

在探究“电流与电压、电阻的关系“实验中，实验室老师给小莉和小明同学分别准备了以下器材：电源（电压恒为 $4.5V\mathrm{）}$、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、“ $5\Omega$、 $10\Omega$、 $15\Omega$”的定值电阻各一个，导线若干。

（1）根据如图所示的实物图在虚线框内画出对应的电路图；

（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现电流表有示数，电压表的示数始终为0，经检查后发现是电路中一根导线断路，则发生断路的导线是 $a$、 $b$、 $c$、 $d$中的　     　（填字母）；

（3）小莉同学在“探究电流与电压的关系”时，记录的电流表与电压表的示数如表一所示，请在坐标中描点画出 $U-I$图象，由此得出的实验结论是　        　；

表一

实验次数	电压 $U/V$	电流 $I/A$
1	1.0	0.2
2	1.5	0.3
3	2.0	0.4
4	2.5	0.5

表二

实验次数	电阻 $R/\Omega$	电流 $I/A$
1	5	0.6
2	10	0.3
3	15	0.24

（4）小明同学在“探究电流与电阻的关系”时，测得的三组数据如表二所示。由于操作不当，导致表二中第　     　次实验的数据存在错误，出错的原因是　       　。小明及时纠正了错误，得出了正确的测量结果和实验结论。接着小明又计算出本次实验中滑动变阻器连入电路的阻值范围是　      　。

某实验小组用如图甲所示的器材，测量标有“ $3.8V$”字样小灯泡的额定功率，电源电压不变。

（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物图连接完整（要求滑动变阻器滑片向 $B$端滑动时接入电路的阻值变大）；

（2）图甲电路连接完成后，经检查无误，闭合开关，发现电流表有示数，但小灯泡不亮。为完成实验，必要的操作是　          　；

$A$．更换小灯泡

$B$．移动滑动变阻器滑片，减小滑动变阻器连入的阻值

（3）调节滑动变阻器过程中，观察　        　表的示数，确定小灯泡是否达到了额定功率；

（4）实验过程中，某时刻电流表和电压表示数分别如图乙所示，此时小灯泡的实际功率为　        　 $W$。

在“探究电流与电阻的关系”实验中，电源电压保持不变。

（1）检查器材时，在电流表的左侧观察到指针恰好指在零刻度线处，如果直接用该电流表测电流，测量值与真实值相比会　     　（选填“偏大”、“偏小”或“相等”）。

（2）如图所示，电路中有一根导线连接错了，请在该导线上打“ $\times$”，然后画正确的连线。

（3）选择 $5\Omega$的定值电阻，正确连接电路进行实验。闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调至最　      　端（选填“左”或“右”）。闭合开关，移动滑片使电压表的示数为 $U_1$，此时电流表的示数如图乙所示，电流为　       　。

（4）滑动变阻器滑片位置不变，将 $5\Omega$电阻换成 $10\Omega$电阻，继续实验，为使电压表的示数保持 $U_1$不变，应向　        　（选填“左”或“右”）移动滑片。

（5）实验结束后，小明利用图丙所示原理，制作了简易电流表：导体可以在水平光滑轨道上左右滑动（轨道电阻忽略不计），导体与水平弹簧相连，弹簧由绝缘材料制成，整套装置处于竖直方向的均匀磁场中。电流表接入电路前，弹簧不受力，在导体与轨道的接触点处画一个刻度线，标记为“ $0A$”。当电流表正确接入电路，导体受到磁场力的方向水平向右，电流每增加 $0.1A$，磁场力就增大 $1N$，弹簧就伸长 $2\mathit{cm}$，在导体与轨道的接触点处就增加一个刻度线，相邻两个刻度线之间的长度表示“ $0.1A$”的电流。当弹簧被拉伸至最大弹性限度时，弹簧的弹力为 $20N$，则该电流表的量程为　        　 $A$．若用此电流表测量电流时，发现弹簧被向左压缩，原因可能是　        　。

请阅读下列材料，回答相关问题。

2020年4月24日，中国国家航天局宣布，中国行星探索计划以屈原的长诗“天问”命名，表达了中华民族对于真理追求的坚韧与执着。我国首次火星飞行任务命名为“天问1号”，将开启中国人探索“星辰大海”的伟大征程！

火星在我国古代被称之为“荧惑星”，是太阳系八大行星之一，直径约为地球的 $53\%$，质量约为地球的 $11\%$，火星表面 $g$约为 $3.7N/\mathit{kg}$，火星地表沙丘、砾石遍布，非常干燥，南北极有以固态的水和二氧化碳组成的冰盖。火星表面的大气密度大约只有地球的 $1\%$．火星表面平均温度约为 $-{55}^{°}\text{C}$，从冬天的 $-{133}^{°}\text{C}$到夏日白天的将近 ${27}^{°}\text{C}$，温差很大。火星表面的平均大气压强约为 $700\mathit{Pa}$，比地球上的 $1\%$还小。

（1）发射到火星的探测器，进入火星大气层后，若用降落伞减速，为保证减速效果，如果让你选择着陆点，应选择在地势　     　（选填“较高”或“较低”）的地方。火星探测器与地球之间是利用　        　来传递信息的。

（2）假如同一物体分别在地球和火星表面以相同的初始速度在相同的水平面上滑行，在火星上滑行的距离会比地球上　        　（选填“长”或“短”），原因是　        　。

（3）有人设想通过加热火星两极的冰盖获得液态水，从而减小地表温差这是利用了水的什么性质：　         　。

（4）在火星上水的沸点会比地球上液态水的沸点　         　（选填“高”或“低”）。

小李为了探究“电流与电压的关系”，请你与他合作并完成以下实验步骤。

（1）请你在虚线框中设计出相应的电路图。

（2）小李在探究电流与电压的关系时，要控制　 　不变。通过实验探究，得到以下数据。在进行数据分析时，小李发现表格中有一组错误的数据，请你找出第　　组数据是错误的。

序号	1	2	3	4	5
电压 $U/V$	0.8	1.2	1.6	2.0	2.4
电流 $I/A$	0.16	0.24	0.32	0.44	0.48

（3）为了分析电流与电压的定量关系，请你利用正确的数据，在坐标中绘制出电流与电压关系的图象。

现有如下实验器材：待测电源（电压大约在 $16V~18V$之间）、一个实验室用量程为 $0~15V$的电压表、一个开关、三个定值电阻（分别为 $R_1=1\mathit{k\Omega }$、 $R_2=10\Omega$、 $R_3=20\Omega )$、导线若干。

请你利用实验器材，并从三个电阻中选择两个电阻，设计实验测量出电源电压值，根据要求完成下列问题。

（1）选择的两个电阻是　       　和　        　。

（2）在虚线框中画出实验电路图（实验测量过程中不拆接电路）。

（3）测量步骤及所需测量的物理量（用字母表示）　          　。

（4）电源电压值的表达式（用已知物理量字母和测量物理量字母表示） $U_0=$　       　。

如图所示是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置示意图，让小球 $A$从斜面上某点滚下，撞击在水平面上的木块 $B$，木块 $B$移动一段距离。

（1）该实验中所探究物体的动能是指　       　（选填“小球 $A$”或“木块 $B$”）的动能。

（2）实验表明，让小球 $A$分别从斜槽不同高度由静止滚下，高度越大，速度越　       　，木块 $B$被撞得越远。可得结论：质量相同时，小球的速度越　        　，动能越大。

（3）若要研究物体动能与质量的关系，应让不同质量的小球 $A$从斜面　      　高度由静止滚下，观察比较木块 $B$被撞移动的距离。