初中物理能量实验题

用如图所示的电路研究通过导体的电流与电压、电阻的关系。保持电源电压和电阻箱 $R_1$ 的阻值不变，移动滑动变阻器 $R_2$ 的滑片 $P$ ，测得电流、电压如表1所示；然后将滑片移到适当位置保持不变，仅改变电阻箱 $R_1$ 的阻值，测得相应的电流值，如表2所示。

表1

次数	$U_1/V$	$I/A$
①	1.0	0.20
②	1.5	0.30
③	2.0	0.40

表2

次数	$R_1/\Omega$	$I/A$
①	3.0	0.50
②	6.0	0.33
③	9.0	0.25

（1）根据表1中的数据，你得出什么结论？求出 $R_1$ 的阻值。

（2）分析表2中的数据，指出实验操作中存在的问题，并说出判断的理由。

（3）请利用表2中的数据求电源电压。

小明用两节干电池测小灯泡的功率，电路如图甲所示，小灯泡额定电压为2.5V，滑动变阻器规格为"20Ω 2A"。

（1）在图甲中，用笔画线代替导线将电路连接完整。

（2）连接电路时，开关必须 　　，滑动变阻器的滑片应移到最 　　（左/右）端。

（3）当电压表的示数达到2V时，电流表的示数如图乙所示，其读数为 　　A，此时，灯泡的功率为 　　W，为使灯泡正常发光，应将滑片向 　　（左/右）移动。

（4）当电压表示数达到2.5V时，无论怎么调节变阻器滑片都无法使电压表示数变大。为了用该灯泡继续完成实验，你的做法是 　　。

（5）解决了（4）中问题后，测出电压略大于2.5V时的灯泡功率。为比较灯泡在不同电压下的功率关系， 　　（需要/不需要）重新测量前两次实验数据。

如图1所示是"探究不同物质吸热升温现象"的实验装置，小华将初温和质量相等的色拉油和水分别装在相同的烧杯中，用酒精灯加热并不断搅拌，每隔0.5min测量一次温度，数据记录在下表中。

加热时间/min		0	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0	3.5	4.0
温度 /℃	色拉油	20.0	20.3	20.7	21.5	23.0	25.0	27.0	29.0	31.0
	水	20.0	20.2	20.5	21.0	22.0	32.0	24.0	25.0	26.0

（1）选用相同的酒精灯，是为了使单位时间内色拉油和水 　　相同，不断搅拌的目的是使色拉油和水 　　。

（2）图2中已经画出色拉油温度随时间变化的图象，开始部分并不是直线，导致此现象的原因是除色拉油外还有 　　吸收热量，为尽量减小这种影响，写出一种改进方法： 　　。

（3）根据上表实验数据，在图2中画出水的温度随时间变化的图象。分析图象可知，当色拉油和水升高相同温度时， 　　需要的时间短， 　　需要吸收的热量更多。

某班同学做"探究电流与电阻的关系"的实验，某小组连接了如图甲所示的实物电路。

（1）请在答题卡的方框内画出对应的电路图（电阻箱符号为 ）

（2）连接电路时，开关应 　　。连好电路后，将电阻箱调至某一阻值，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为一个适当的值U ₀，记录电流表的示数和 　 　。

（3）改变电阻箱的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使 　　，并记录相应数据。

（4）再次改变电阻箱阻值，发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片都不能达到（3）中的要求，引起这种情况的直接原因是 　　。

（5）重复步骤（3）多次实验，根据所得数据画出电流随电阻变化的图象如图乙所示。你认为该小组实验时的U ₀＝ 　　V。

（6）进一步研究发现由图线上的任一点和坐标轴围成的矩形"面积"大小都相等，由此可以得出的实验结论是 　　。

（7）实验结束后，小组间交流时，发现邻组在相同的坐标系中画出的图象如图丙所示，你认为图象不同的原因是 　　。

两只铭牌模糊的小灯泡L ₁、L ₂，仅能看清分别标有"0.3A"和"0.5A"字样。

（1）图甲是小明测量小灯泡L ₁额定功率时连接的实物图；

①图中有一根线连接错误，请在这根线上打"×"，并在图中改正；

②闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应位于 　　（选填"A"或"B"）端；

③闭合开关，电流表示数为0.1A，移动滑片P，通过观察 　　表的示数来判断小灯泡是否正常发光，小灯泡正常发光时，电压表的示数如图乙所示，则小灯泡L ₁的额定功率为 　　W。

（2）小华利用图丙所示的电路测出了小灯泡L ₂的额定功率，请在虚线框内补上小灯泡、电压表和定值电阻R（阻值已知）这三个元件的符号，使电路完整，实验操作方便。

小明同学在"探究通过导体的电流与电阻的关系"时，他用如图所示的电路进行实险，可供选择的定值电阻分别为2.5Ω、5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω．实验中电阻R两端的电压始终保持3V不变，滑动变阻器的规格为"15Ω 1A"。

（1）请用笔画线代替导线，将图中实物电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片P向B端移动时接入电路的电阻变大。

（2）闭合开关后，小明发现电流表示数为0，电压表示数很大，故障原因可能是 　　。

（3）实验中，不能被选用的电阻为 　　Ω。

（4）保证可用电阻均能正常进行实验，电源电压应该控制在 　　V至 　　V之间。

小明同学在"测量小灯泡电功率"的实验中，已知电源电压是 $\mathbf{6}\mathit{V}$ ，小灯泡的额定电压是 $\mathbf{3}\mathbf{.}\mathbf{8}\mathit{V}$ ，电阻约为 $\mathbf{8}\mathit{\Omega }$ ．

（1）请你用笔画线代替导线帮他将图甲中的实物图连接完整。

（2）正确连接电路后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该置于 　　（选填" $\mathit{A}$ "或" $\mathit{B}$ " $\mathrm{}\mathbf{)}$ 端。

（3）小明同学调节滑动变阻器，进行了几次实验，得到部分 $\mathit{U}$ 和 $\mathit{I}$ 的数据如下表所示：

实验次数	1	2	3	4	5
$\mathit{U}\mathbf{/}\mathit{V}$	1.00	2.00	3.00	3.80	4.20
$\mathit{I}\mathbf{/}\mathit{A}$	0.20	0.40	0.47		0.51
灯泡亮度	不亮	很暗	偏暗	正常	很亮

灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则灯泡的额定功率为 　　 $\mathit{W}$ 。

（4）小明同学在对数据进行分析时发现：小灯泡灯丝电阻随电压的增大而 　　（选填："增大"或"减小"、"不变" $\mathbf{)}$ 。在第1次实验中，小灯泡不亮的原因是 　　。

（5）当小明同学继续调节滑动变阻器测量时，把灯丝烧断了（其余元件完好），则此时电压表示数约为 　　 $\mathit{V}$ 。

（6）小明同学在实验室借了甲：" $\mathbf{10}\mathit{\Omega }$ $\mathbf{1}\mathbf{.}\mathbf{5}\mathit{A}$ "、乙：" $\mathbf{20}\mathit{\Omega }$ $\mathbf{1}\mathbf{.}\mathbf{2}\mathit{A}$ "和丙：" $\mathbf{30}\mathit{\Omega }$ $\mathbf{1}\mathit{A}$ "三个滑动变阻器，你认为他完成上表实验所使用的滑动变阻器是： 　　（选填："甲"或"乙"、"丙" $\mathbf{)}$ ，理由是： 　　。

如图所示是探究"物体动能的大小与什么因素有关"的实验装置示意图。

（1）该实验装置要探究的是物体动能的大小与物体 　　的关系（物体 $\mathit{A}$ 、 $\mathit{B}$ 质量不变）

（2）该实验中所探究物体的动能是指物体 　　（选填" $\mathit{A}$ "或" $\mathit{B}$ " $\mathrm{}\mathbf{)}$ 的动能

（3）该实验物体动能的大小是通过 　　来反映的

（4）该实验物体的速度是指物体 $\mathit{A}$ 从斜面上由静止滚下与物体 $\mathit{B}$ 即将碰撞时的速度，它是通过 　　（选填"高度"或"质量" $\mathbf{)}$ 来改变的

（5）实验表明，同一物体 $\mathit{A}$ 从斜面高处滚下，高度越大，物体 $\mathit{B}$ 被撞得越远，可得结论 　　

（6）若要研究物体动能与质量的关系，则需不同质量的物体从斜面 　　高度由静止滚下，并观察记录。

小宁测量小灯泡的电功率，已知小灯泡的额定电压为 $2.5V$ ．电源电压为 $4.5V$ 。

（1）小宁连接了如图甲所示的电路，闭合开关后会出现 　　。

$A$ ．小灯泡发光 $B$ ．电压表有示数 $C$ ．电流表有示数 $D$ ．电压表无示数

（2）小宁改正错误后将电路重新连接，闭合开关，看到小灯泡非常亮，随后灯泡熄灭，小宁仔细观察小灯泡，发现灯丝烧断。小宁在操作过程中的不当之处是 　　。

（3）小宁解决问题后，完成实验。记录的数据如表所示，小宁对实验数据进行了计算分析发现，当小灯泡两端的电压增大时，通过它的电流增大，小灯泡消耗的电功率增大，灯泡的亮度越亮，这说明灯泡的亮度取决于它的 　　（填"额定功率"或"实际功率" $)$ ；小宁根据实验数据又绘制了小灯泡的 $I-U$ 图象（如图乙所示），根据图象，得出小灯泡的额定功率是 　　 $W$ ；小宁发现图象是曲线，原因是 　　。

次数	电压 $U/V$	电流 $I/A$	电功率 $P/W$	灯泡亮度
1	1.5	0.18	0.27	发光较暗
2	2.5			正常发光
3	3.0	0.28	0.84	发光很亮

小明在探究"通过导体的电流跟电压的关系"实验中，根据实验目的设计出实验电路图，并按电路图连接实验器材如图甲所示。

（1）电路中有一根线未连接，请在图甲中以笔画线代替导线，将电路连接完整。

（2）连接电路过程中，开关应处于 　 　状态，闭合开关前应将滑动变阻器滑片调至阻值最 　　的位置。

（3）实验中要控制 　　不变，通过调节滑动变阻器改变电阻两端的 　　。

（4）电流表和电压表示数记录如表：

序号
1	1.4	0.14
2	2.2	0.22
3	2.8

表中空白处的电流值如图乙所示，该值为 　　 $\mathit{A}$ 。

（5）分析实验数据可得结论：当电阻一定时， 　　。

实验室购买了一批规格为" $2.5V0.8W$ "的小灯泡，小明同学利用其中一只小灯泡做测量电功率的实验，他设计了如图甲所示的电路图。实验中各元件完好，电源电压保持不变。

（1）请你用笔画线代替导线，将图乙所示的实物电路连接完整（要求：滑动变阻器的滑片向右移动时小灯泡变暗，连接导线不能交叉）。

（2）小明调节滑动变阻器的滑片得到了三组电压和电流的数据，填入他自己设计的表格。

次数	电压 $U/V$	电流 $I/A$	电功率 $P/W$	平均电功率 $P\text{'}/W$
1	2	0.34
2	2.5	0.4
3	3	0.44

Ⅰ请指出这个表格设计不合理的地方 　　。

Ⅱ小明操作规范读数正确，根据表中数据，当小灯泡两端电压为 $2.5V$ 时，求得小灯泡的电功率为 　　 $W$ ，故小明认为该小灯泡不合格，他判断的理由是 　　。

Ⅲ假如生产这种小灯泡钨丝的粗细是一定的，则这个小灯泡不合格的原因是钨丝的长度 　　（选填"大于"或"小于" $)$ 合格产品小灯泡钨丝的长度。

（3）小明还想探究电流与电阻的关系，于是将甲图中的小灯泡换成电阻，当电阻阻值是 $2\Omega$ 时，电流表示数为 $1A$ ；要使电流表示数是 $0.5A$ ，应将 $2\Omega$ 的电阻更换为 　　 $\Omega$ 的电阻；多次测量后作出的 $I-R$ 图象是图中的 　　。

某同学用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率，相关数据记录在表中。

实验 次数	钩码重 $/N$	钩码上升的 高度 $/m$	绳端的 拉力 $/N$	绳端移动的 距离 $/m$	机械效率
1	4	0.10	1.8	0.3
2	6	0.10	2.5	0.3
3	6	0.15	2.5

（1）实验中，使用滑轮组提升重物时，应竖直向上 　　拉动弹簧测力计。

（2）第二次实验中， $2s$ 内钩码上升的高度为 $0.1m$ ，则它运动的速度为 　　 $m/s$ 。

（3）第三次实验中，绳端移动的距离为 　　 $m$ ，滑轮组的机械效率为 　　。

（4）分析比较第一、二两次实验数据，有用功 $W_{1有}$ 　　 $W_{2有}$ ，滑轮组的机械效率 ${\eta }_1$ 　　 ${\eta }_2$ （两空均选填" $>$ "" $=$ "或" $<$ " $)$ 。由此可知，可采用 　　的方法来提高滑轮组的机械效率。

"测量小灯泡的电功率"的电路如所示，已知小灯泡的额定电压为 $3.8V$ ，电源为三节干电池。

（1）用笔画线表示导线，根据电路图（图甲）将实物图（图丙）连接起来。

（2）正确连好电路后，闭合开关 $S$ ，灯 $L$ 不发光，电压表有示数，电流表无示数，则故障的原因可能是 　小灯泡断路　。

（3）排出故障后进行实验，测得三种实验数据，请你分析实验记录数据和现象，回答问题。

次数 物理量	1	2	3
电压 $U$	2.0	3.8	4.5
电流 $I$	0.26		0.32
亮度	逐渐增大
电功率 $P/W$

①当电压表示数为 $3.8V$ 时，电流表示数如图乙所示，此时通过小灯泡灯丝的电流为 　　 $A$ ．小灯泡消耗的电功率是 　　 $W$ 。

②请写出此实验记录表格设计存在的不足之处： 　　。

③经多次测量和计算比较，我们发现小灯泡两端的电压与对应电流的比值并不是一个定值，而是变化的，其可能的原因是 　　。

某小组在探究电流与电阻关系的实验中，设计了如图所示的电路：

（1）请你用笔画线代替导线将如图所示电路连接完整；

（2）电源由两节电压为的电池串联组成，则电源电压为　　；

（3）若分别将、、的电阻接入电路进行实验时，调节滑动变阻器，保持电压表示数为不变，那么选取的滑动变阻器的最大阻值应该不小于　　，由此得到结论：电压一定时，电流与电阻成　　；

（4）保持电压表示数为的条件下重复进行上述实验，其目的是：　　。

如图甲所示，两个透明容器中封闭着等量的空气，将两个容器中的电阻丝和串联接到电源两端，将容器外部的电阻丝和并联。

（1）图甲的装置是探究电流通过导体产生的热量与　　的关系，电阻丝的作用是使通过电阻丝和的电流　　。

（2）如图乙所示，某小组在实验中观擦到左侧形管中液面很快出现高度差，右侧形管中液面高度差为零，原因是电阻丝　　断路。