初中物理能量实验题

结合图中的实验情景，按照要求回答下列问题，

（1）对图①中的两支蜡烛的要求是　　；

（2）图②中，　　的机械效率高；

（3）图③研究的是电流产生的热量跟　　的关系；

（4）图④中的　　（填“铁屑”或“小磁针” $)$能更好的显示磁场的分布。

如图所示，用电流表 $(0-0.6A,0-3A)$、电压表 $(0-3V,0-15V)$、定值电阻 $(5\Omega$、 $10\Omega$、 $15\Omega$、 $20\Omega$、 $30\Omega$各一个）、滑动变阻器 $(0-50\Omega )$、电源 $\left(6V\right)$、开关和导线若干，探究电流与电阻的关系。

（1）请你根据甲图所示的电路图，将乙图中的电路连接完整。

（2）滑动变阻器在电路中的作用是　　。

（3）小强做此实验时，在电流表使用无误的情况下，收集测量数据，记录表格如下：

实验次数	电阻 $R/\Omega$	电流 $I/A$
1	5	0.6
2	10	0.1
3	15	0.2
4	20	0.15
5	30	0.1

小强的五次实验操作中有一次是错误的，请你对小强记录的数据进行分析，你发现第　　次测量的数据是错误的，错误的原因是　　。

（4）请你根据表中正确的数据，在丙图中绘制出电流随电阻变化的图象。

在测量小灯泡电功率的实验中，电源电压为 $4.5V$，小灯泡的额定电压为 $2.5V$，小灯泡正常发光时的电阻约为 $10\Omega$。

（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。要求：当滑动变阻器的滑片向 $A$端移动时，连入电路的电阻变大，连线不得交叉。

（2）小刚同学闭合开关，移动滑片 $P$到某一位置时，电压表示数为　　（如图乙所示），若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑动变阻器的滑片 $P$向　　（选填“ $A$或“ $B$” $)$端移动，图丙的 $I-U$图像是小刚根据多组实验数据绘制的，根据图像可得小灯泡的额定功率为　　 $W$。

（3）由实验中 $I-U$图像发现小灯泡电阻是变化的，影响其变化的主要因素是　　。

（4）若把小灯泡换成一个定值电阻，还可探究　　的关系

$A$．电流与电阻

$B$．电流与电压

测量滑轮组的机械效率：

步骤	如图所示为测量某滑轮组机械效率的实验装置。 ①实验时沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计。 ②分析表中数据可知：实验2是用图　　做的实验。 ③实验序号3中的机械效率 $\eta =$　　。			装置图
表格	实验序号	钩码重量 $G/N$	钩码上升高度 $h/m$	绳端拉力 $F/N$	绳端移动距离 $s/m$	机械效率 $\eta$
	1	4	0.1	1.8	0.3	$74\%$
	2	8	0.1	3.1	0.3	$86\%$
	3	8	0.1	2.5	0.4
结论	通过比较　　（填实验序号）两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。 通过比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率
问题讨论	实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，有同学认为应静止时读数。你认为他的想法 　　（选填“正确”或“不正确” $)$，因为他没有考虑到　　对滑轮组机械效率的影响。

某实验小组的同学用图甲所示器材测量小灯泡电功率，待测小灯泡 $L$的额定电压为 $3.8V$，额定功率小于 $1W$，电源电压恒为 $6V$，滑动变阻器 $R$的规格为“ $20\Omega 1A$”，图甲所示是该实验小组没有连接完整的电路。

（1）请你用笔画线代替导线，在图甲中把电路连接完整

（2）正确连接完电路，闭合开关后，发现无论怎样移动滑片，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数明显，仔细检查，连接无误，那么出现该状况的原因应该是　　（选填“ $A$”、“ $B$”、“ $C$”或“ $D$” $)$

$A$．电流表内部断路了

$B$．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

（3）排除故障后，通过正确操作，当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，其值为　　 $A$，小灯泡的额定功率为　　 $W$。

（4）测出小灯泡的额定功率后，再测大于小灯泡额定功率的实际功率，应将滑动变阻器的滑片向　　（选填“左”或“右” $)$端滑动。

（5）测量小灯泡的电功率　　（选填“需要”或“不需要” $)$多次测量求平均值，原因是　　。

（6）图丙是该实验小组的同学测量小灯泡电功率的电路图，测量后他们对测量结果进行了误差分析，考虑电表本身对电路的影响，该电路主要是由于所测　　（选填“电压”或“电流” $)$值偏大引起小灯泡电功率偏大的。

在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小欣同学设计了如图甲、乙、丙所示的三次实验，让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。

（1）要探究动能大小与物体质量的关系，应保证铁球达到水平面的　　相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是使小球　　；

（2）选用甲、丙两次实验可以得出的结论是：物体质量相同时，　　。

（3）三次实验中，碰撞前动能最小的是图　　（填“甲”、“乙”或“丙” $)$中的小球，原因是　　；

（4）小欣同学联想到“探究阻力对物体运动的影响”时，也用到了斜面，让小车从斜面顶端由静止滑下，比较在不同表面滑行的距离（如表），小车在三个表面克服摩擦力做功　　（选填“相等”或“不相等” $)$，若水平面绝对光滑，小车将做　　运动。

表面	毛巾	棉布	木板
摩擦力	最大	较大	最小
小车运动距离	最近	较远	最远

安安和康康在“测量小灯泡的电功率“实验中，所选小灯泡的额定电压为 $2.5V$。

（1）如图1甲是测量小灯泡的电功率的电路图。在检查仪器时，康康发现电流表的指针位置如图1乙所示，老师提示他电流表没有损坏，他稍作思考，判断出现问题的原因是电流表　　。

（2）纠正问题后，他连接的电路如图2所示，他将滑片 $P$移到　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$后，闭合开关开始实验。在移动滑片 $P$位置时他发现灯泡亮度、电流表的示数均发生变化，只有电压表的表指针在一个较大的示数不发生改变。检查电路连接后，他发现指针有一根导线连接出现了错误，请你在这根错误的导线上打“ $\times$”，再用笔画线代替导线在图中改正过来（导线不允许交叉）。

（3）纠正错误后，他重新开始实验，移动滑片 $P$直到电压表示数为 $2.5V$，此时电流表示数如图3所示，则小灯泡的额定功率为　　 $W$。

（4）安安的电流表坏了，老师给她一个已知阻值的定值电阻 $R_0$、若干开关和导线，安安重新设计了电路如图4所示，并正确测出小灯泡的额定功率。具体实验步骤如下：闭合开关 $S$、 $S_1$，断开 $S_2$，调节滑片 $P$使电压表读数为 $U_{额}$，此时小灯泡正常发光；不改变滑动变阻器滑片 $P$的位置，闭合开关 $S$、 $S_2$，断开 $S_1$，记录电压表此时读数为 $U$．请用 $R_0$、 $U_{额}$、 $U$写出小灯泡额定功率的表达式 $P_{额}=$　　。

小溪用如图甲所示的实验装置探究“水沸腾时温度变化的特点”。

（1）某时刻温度计的示数如图甲所示，此时的水温为　　 ${}^{°}\text{C}$。

（2）当水沸腾时，小溪观察到水中出现大量上升、变　　的气泡，水温　　（填“继续升高”或“保持不变” $)$。

（3）小溪又将装有某种固体粉末的试管放在实验中的沸水中加热，并根据记录的实验数据绘制了试管内物质的温度随时间变化的图象，如图乙所示，由图象可知：

①该物质属于　　（填“晶体”或“非晶体” $)$。

②在 $t_1~t_2$过程中，该物质的内能　　（填“增大”、“减小”或“不变” $)$。

③该物质在　　（填“固态”或“液态” $)$时的吸热能力更强。

如图甲是小鹏探究“水和油沸腾时温度变化的特点”的实验装置，两个试管中分别装有初温相同的水和油，相同时间两试管中的液体吸收的热量相同。 $\left[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)\right]$

（1）实验进行一段时间后，放在油中温度计的示数如图甲所示为　　 ${}^{°}\text{C}$。

（2）沸腾前加热过程中，液体温度升高，这是通过　　方式增加了液体的内能。

（3）实验过程中两个温度计示数随时间变化的图象如图乙所示，分析图象可知，液体沸腾时，吸收热量，温度　　。水的沸点低于 ${100}^{°}\text{C}$，原因是此时气压　　（填“高于”“等于”或“低于” $)$标准大气压。

（4）若试管中油的质量为水质量的2倍，由图象可知： $c_{油}=$　　 $J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{°}\text{C}\right)$。

小明在探究“电流与电阻的关系”实验时，选取了如下器材：电源（电压恒为 $6V)$、定值电阻 $(5\Omega$、 $10\Omega$、 $15\Omega$、 $20\Omega$的各一个）、滑动变阻器标有“ $30\Omega 2A$”、电流表、电压表、开关、导线若干。

（1）要探究“电流与电阻的关系”，必须改变接入电路的定值电阻阻值大小，通过调节滑动变阻器接入电路的阻值来控制定值电阻两端的　　不变，测量并记录不同电阻所对应的电流。

（2）按电路图正确连接电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到　　（选填“阻值最小”或“阻值最大” $)$端；闭合开关后，发现电压表有示数，电流表无示数。经检查，电流表、电压表连接无误，则电路存在故障可能是　　（选填“开关断路”、“定值电阻断路”或“滑动变阻器断路” $)$。

（3）排除故障后，小明首先将 $5\Omega$的定值电阻接入电路，调节滑动变阻器的滑片，使定值电阻两端的电压控制值为 $2V$，再将定值电阻由 $5\Omega$换成 $10\Omega$后，接下来应将滑动变阻器的滑片向　　（选填“靠近”或“远离” $)$滑动变阻器接入电路的下接线柱方向移动，使电压表示数仍为 $2V$；当把 $15\Omega$的定值电阻换成 $20\Omega$的定值电阻进行第四次实验时，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，电压表示数都超过 $2V$．若仍想成功完成第四次实验，在不更换现有电源和滑动变阻器的前提下，应重新设置定值电阻两端的控制电压的最小值为　　 $V$。

（4）小明完成实验，分析记录的实验数据后，得出的结论是　　。

近几年来，大连市民陆续使用上了安全、清洁的天然气。某用户在使用天然气灶加热水时，完全燃烧了 $0.05m^3$的天然气，将 $3\mathit{kg}$的水从 ${20}^{°}\text{C}$加热到 ${80}^{°}\text{C}$．已知水的比热容是 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$，天然气的热值是 $3.6\times {10}^{7}J/m^3$．试求：

（1）天然气完全燃烧放出的热量是多少？

（2）水吸收的热量是多少？

（3）该天然气灶加热这些水的效率是多少？

图中是一款家用电热水器简化电路图，它有高温和低温两个挡位，高温挡功率为 $3300W$． $R_1$、 $R_2$均为加热电阻丝， $R_1$的阻值为 $55\Omega$． $\left[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)\right]$

求：（1）低温挡时通过 $R_1$的电流。

（2） $R_2$的阻值。

（3）如果不计热量损失，用高温挡把 $50\mathit{kg}$的水，从 ${27}^{°}\text{C}$加热到 ${60}^{°}\text{C}$，需要的时间。

图中是一辆满载防疫物资的货车，货车满载时，车轮与水平地面接触的总面积为 $1m^2$，对地面的压强为 $5\times {10}^5\mathit{Pa}$．货车到送货地点要经过一座路面平直的桥梁，这座桥限重 $55t$。 $(g$取 $10N/\mathit{kg}$，柴油的热值 $q=4.3\times {10}^{7}J/\mathit{kg})$

（1）请通过计算货车满载时车和货物的总质量，判断货车是否允许通过这座桥。

（2）货车以 $20m/s$的速度在平直公路行驶，发动机的输出功率为 $200\mathit{kW}$，求货车受到的阻力。

（3）若货车发动机的效率为 $40\%$，以 $20m/s$的速度在该平直公路上行驶 $17.2\mathit{km}$，消耗柴油的质量是多少？

可以用图示电路测量电阻的阻值，电源两端电压为 $4.0V$， $R=90\Omega$， $R_x$为待测电阻，电压表的量程为 $3V$。

（1）请将电压表接入电路，要求电压表测量 $R$两端的电压。

（2）闭合开关后，电压表读数为 $1.0V$．由此可求出 $R_x=$　　 $\Omega$。

（3）该电路可测量的 $R_x$的最小值为　　 $\Omega$。

（4）为了实现多次测量以减小实验误差，有同学提出了以下四条建议，其中可行的一条是　　（填序号）

①用一根导线短接 $R$或 $R_x$

②将 $R$和 $R_x$由串联改为并联

③用滑动变阻器替代 $R$

④用阻值可调可读的电阻箱替代 $R$。

某小组在“测量小灯泡的电功率”实验中，备有器材规格如下：电源电压恒为 $6V$，小灯泡的额定电压为 $2.5V$，电阻约为 $10\Omega$，变阻器 $A$的规格为“ $10\Omega 1A$“， $B$的规格为“ $50\Omega 2A$”。

（1）用笔画线代导线，将图甲的电路连接完整，要求滑动变阻器滑片 $P$向右滑动时小灯泡变亮。

（2）该组同学选用的滑动变阻器应是　       　（选填“ $A$”或” $B$“）。

（3）闭合开关后，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则故障可能是　      　。

（4）通过小灯泡的电流随它两端电压的变化如图乙所示，分析图象可知，小灯泡的额定功率为　      　 $W$；小组同学分析图象后发现：通过灯泡的电流与其两端电压不成正比。形成这一现象的原因是　       　。

（5）他们想继续探究“电流与电压的关系”，请你帮他们设计一个实验电路，将电路图画在图丙的虚线框中。