初中物理能量实验题

小芳到实验室做“测量小灯泡额定功率”的实验时，老师只给她提供了如下器材：标有“2.5V”的小灯泡、电源、滑动变阻器、开关、两个电压表（没有电流表）、阻值为10Ω的定值电阻R₀、导线若干。她根据所给定的器材经过认真思考后设计了正确的实验电路，如图甲是该电路的不完整电路图。

（1）请你将图甲中电路图补充完整。

（2）闭合开关前，应将滑动变阻器调至阻值　　的位置。

（3）闭合开关后，为了测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器，使电压表V₁的示数为　 　V，此时电压表V₂的示数如图乙所示，是　 　V。

（4）小灯泡的额定功率为　　W。

（5）她还进一步设计出了只有电流表没有电压表解决这个问题的方法，其电路如图丙所示，R₀＝10Ω，并认为关键的一步是必须调节滑动变阻器，使电流表A₂的示数为　 　A时，再读出电流表A₁的示数，才能计算小灯泡的额定功率。

搬运工人用如图所示的滑轮组将一个重120N的物体匀速提升3m，所用的拉力为50N，不计绳重及摩擦。求：

（1）滑轮组的机械效率；

（2）动滑轮的重；

（3）若用该滑轮组同时拉4个这样的物体，拉力为多大。

用如图所示的实验器材测量额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率，电源电压为6V且保持不变，滑动变阻器规格为“20Ω，1A”，小灯泡电阻约为10Ω。

（1）图甲中电路未连接完整，请用笔画线代替导线，在答题卡相应图中将实验电路连接完整。要求滑动变阻器滑片向左移动时，电压表的示数减小。

（2）电路连接好后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片进行三次测量，部分数据记录在表格中，在第3次测量中，电压表示数为4.5V，此时电流表示数如图乙所示，请将电流表示数填在相应位置。

实验次数	1	2	3
电压表示数U/V	3.0	3.8	4.5
电流表示数I/A	0.30	0.34

（3）根据表中数据可知，小灯泡的额定功率为　　W。

小明探究电阻一定时电流与电压关系的实验中：

（1）连接电路时，开关必须　　；

（2）小明连好如图所示电路，正准备闭合开关，旁边的小兰急忙拦住他说：接线错了！请你帮助小明检查一下电路，把错接的线找出来打上“×”，并在图上补画出正确的接线。（连线不交叉）

（3）正确连接后小明同学进行实验，得到的实验数据如下表所示。在小组交流时，其他小组同学指出该实验中有一组数据存在明显的错误，这组数据是第　　次的实验数据；

实验次数	1	2	3	4	5	6
电压U/A	0.3	0.6	0.9	1.2	1.5	1.8
电流I/A	0.08	0.15	0.23	0.40	0.38	0.45

（4）在进行探究时，滑动变阻器所起的主要作用是：　　；运用的实验研究方法是：　　；实验结论是：　　。

在“用伏安法测小灯泡电阻”的实验中，待测小灯泡额定电压为2.5V。

（1）请用笔画线代替导线，将图甲的实物图未连接部分补充完整（连线不得交叉）。

（2）当开关闭合后，发现小灯泡不亮，经过分析，同学们猜想了一些可能的原因，见表。请根据同学们的分析，将表中电压表和电流表的示数情况在空白处补充完整。

（3）故障排除后，同学们移动滑动变阻器的滑片，记录了多组小灯泡两端电压和对应的电流值，根据这些数据在坐标图上绘制出了I﹣U图象，如图乙所示，分析图象可知，小灯泡正常工作时电阻为　Ω。

（4）从图象还可看出，小灯泡灯丝的电阻随两端电压的变化而跟着变化了，从物理学角度分析，造成这一现象的原因是　　。

猜想	电压表示数情况	电流表示数情况
灯泡断路		示数接近零
灯泡短路	示数为零	有示数

如图所示，将一根细线上端固定，下端系上一小铁球，该装置便是“单摆”。

（1）如图甲、乙所示，将质量为m₁、m₂的小球分别移动到与竖直方向成θ₁角时放手，m₂＞m₁，两个小球运动到B点时速度相同，此时撞击放在水平面上的同一木块，木块被撞后在水平方向移动的距离如图所示。则单摆的运动速度与小球的　 　无关，由甲、乙两图可知，物体的质量越大，　 　越大。

（2）如图丙所示，将质量为m₂的小球移动到与竖直方向成θ₂角时放手，∠θ₂＞∠θ₁，小球运动到B点时撞击同一木块，比较　 　两图可知，物体的速度越快，动能越大。

小宏在做“测定小灯泡功率”的实验中，器材齐全且完好，学生电源有2、4、6、8、10、12V六档供选择，滑动变阻器有A、B两个（A标有“10Ω1A”字样、B标有“20Ω2A”字样），待测小灯泡标有“2.5V”字样。小宏选用电源的6V档，并选取一个变阻器进行实验。

（1）小宏连接实物时未完工，请你用笔画线代替导线将图中滑动变阻器连入电路，要求滑片向右滑动时阻值变大。

（2）测定小灯泡的额定功率需要测量和记录的物理量是　和　　，判定该小灯泡正常发光的方法是　　。

（3）小宏正确连接电路且实验步骤正确。当滑动变阻器阻值调到最大值时闭合开关，发现小灯泡发光较亮（发光异常），电压表、电流表的示数分别如图甲、乙所示，其中电流表的示数是　　A，出现这种情况的原因是他选用了　　（选填“A”或“B”）变阻器；此时若要测出该小灯泡的额定功率，你的方法是：　　。

如图甲所示是小红在“测量小灯泡的电功率”实验时连接的电路，小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压恒为6V。

（1）请用黑笔画线代替导线，将图甲电路连接完整，并在虚线框内画出对应的电路图。

（2）闭合开关后，滑动变阻器滑片P向右移动时，电流表示数　　，电压表示数　　。（均选填“变大”、“变小”或“不变”）

（3）调节滑动变阻器使灯泡正常发光，电流表的示数如图乙所示，此时电路电流为　　A，小灯泡的额定功率为　　W。

在测额定电压为“3.8V”的小灯泡电功率实验中

（1）请你用笔画线代替导线，将图甲图实物连接完整。

（2）电路正确连接后，闭合开关，移动滑片，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，则故障可能是　。

（3）排除故障后，当灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示。为　 A，灯泡的额定功率为　　W。

为探究“电流与电压的关系”，小明设计了如图甲所示的电路图。

（1）连接电路时，开关应处于　　状态，滑动变阻器的滑片P应置于其阻值最　　（选填“大”或“小”）处。

（2）连接好电路，闭合开关后，他发现电流表示数为零，而电压表示数较大，其原因可能是　　（选填序号）。

A．电阻R开路   B．电阻R短路   C．电压表开路 D．电流表开路

（3）排除故障后，小明调节滑片P，当电流表指针在如图乙所示位置时，其示数为　　A。

（4）小明继续调节滑片P，得到了多组电流和电压的数据，分析数据他得出了“电流与电压成正比”这一没有前提条件的结论，请你为他补充这个条件：　　。

在测量小灯泡的电功率后，同学们进一步思考：在电流一定时，小灯泡的功率跟电阻有什么关系呢？实验小组利用如图甲所示电路，选用三个额定电流在0.3A左右的小灯泡L₁、L₂、L₃进行探究。

次数	灯泡	I/A	U/V	R/Ω	P/W
1	L1	0.2
2	L2		1.6	8	0.32
3	L3		2.4	12	0.48

（1）他将灯L₁接入图甲电路，请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整。

（2）闭合开关，移动滑动变阻器滑片P时发现灯不亮，电流表没有示数，电压表有明显的示数，则发生故障的原因可能是　　；

（3）排除故障，检查电路无误后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片P，使电流表示数为0.2A，此时电压表示数如图乙所示，为 　V，则灯L₁的电阻是　 　Ω，实际功率是　 　W；

（4）一位同学在上述实验电路中直接拆下灯L₁改换成灯L₂，此时观察到电流表示数变小，为保持电流表示数为0.2A，应将滑动变阻器滑片P向　 　（选填“A”或“B”）端移动，该同学直接拆接存在操作错误，正确的操作是：拆接电路时开关必须　 　，滑动变阻器调到最大值。

（5）分别正确换接灯L₂、L₃做实验，保持电流表示数为0.2A，分别测出等L₂、L₃，两端电压。计算出灯L₂、L₃的电阻和实际功率，并将实验数据记录在表中，分析表中数据得出结论：电流一定时，小灯泡的实际功率跟电阻成　 　的关系。

某小组研究小灯泡电功率，小灯泡额定电压为2.5V，电源电压恒定不变，有规格为“10Ω 2A”和“20Ω2A”的滑动变阻器各一个。

次数	电压表示数/V	电流表示数/A	电功率/W	灯泡亮度
1	2.5	0.30		较亮
2	3	0.32	0.96	很亮
3	2	0.26	0.52	稍亮

（1）如图甲所示，选用“10Ω2A”规格的滑动变阻器进行实验。连接电路时，需将滑动变阻器的滑片P置于　　（填“A或“B）端，其目的是　　。

（2）接着用开关迅速试触，灯泡发光，电压表示数如图乙，此时灯泡两端电压为　　V．为了使灯

泡正常发光，接下来的操作是：　　。

（3）实验中收集信息如上表。分析表格中信息可得，

①小灯泡额定功率为　　W；

②在电路安全范围内，小灯泡两端实际电压越大，消耗的电功率　，灯泡越亮。

图甲是小刚在“探究电流与电压关系”的实验中所连接的实物图。

（1）①将甲图中的滑动变阻器（0﹣20Ω）阻值调到最大，闭合开关时，会看到下列哪种现象　　。

A．电压表指针几乎不偏转，电流表指针几乎不偏转

B．电压表指针偏转较大，电流表指针几乎不偏转

C．电压表指针偏转较大，电流表指针也偏转较大

②图甲中有一根导线接错了，请在错误处画“×”，并在图上改正。

（2）用改正后的电路测小灯泡的电阻，将定值电阻换成一只标有“2.5V”的小灯泡，闭合开关后，调节滑动变阻器，某时刻电流如图乙所示，由图可得小灯泡的电流为　　A，从丙图中小灯泡的U﹣I图象可知，小灯泡的电阻随电压增大而　　。

（3）小刚同学还设计了如图丁所示的电路，其中电源电压恒为1.5V，将M，N用导线连接，调节滑动变阻器，使电流表指针指在0.6A处，则此时滑动变阻器接入电路的电阻是　 　Ω．保持滑动变阻器滑片位置不变，若在M、N之间加入电阻R_x，电流表示数如图乙所示，则电阻R_x阻值是　 　。

小慧用如图甲所示的电路探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”。

（1）请用笔画线代替导线，将甲图中的电路连接完整。

（2）如表是她通过实验得到的几组数据，其中第5组有明显错误，原因是　　。

数据序号	1	2	3	4	5	6
电压U/V	0.4	0.8	1.2	1.6	2.0	2.4
电流I/A	0.08	0.16	0.24	0.32	2.00	0.48

（3）实验中，她所选择的变阻器是　　。（选填字母）

A.10Ω 0.5A B.20Ω 1A C.50Ω 1A D.50Ω 0.5A

（4）实验过程中，发现电流表的示数几乎为零，电压表的示数接近3V．导线及连接处完好，则电路发生故障的原因是　　。

（5）老师接下来让同学们用如图乙所示的电路测量未知电阻R_x的阻值。器材有一个电源（电压未知且恒定不变），一个量程合适的电流表，一个最大阻值为R₀的滑动变阻器。请你写出简要的操作步骤及需要测量的物理量　 　。并用测量的物理量写出R_x的数学表达式：R_x＝　 　。

在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中，用铁夹将温度传感器及分别盛有水和色拉油的两个试管固定在铁架台上，温度传感器的探头部分与试管内的水和色拉油良好接触，两只温度传感器通过数据采集线与计算机相连接，如图所示。

（1）试管中加入的水和色拉油除初温相同外，还应保证　　相同。（选填“体积”、“质量”）

（2）实验中物质吸热的多少是通过　　来反映的。

（3）由于没有直接测量比热容的仪器，因此这个实验是通过观察　　的变化来比较比热容的大小。

物质	质量/g	初始温度/℃	加热时间/min	末温/℃
水	200	20	6	45
色拉油	200	20	6	75

（4）根据表中数据算出加热6min水吸收的热量为　　J。

（5）色拉油的比热容是　　J/（kg•℃）。（用科学记数法表示并精确到小数点后一位）