初中物理能量实验题

(8分)九(1)班的物理小组“滑轮组的机械效率与哪些因素有关”的实验，你帮他们完成下列步骤：
⑴该实验原理是    ；需要的测量器材有    、    。
⑵滑轮组的装置如图所示，在测量拉力时应   拉动弹簧测力计并读数，如果在静止时读数，测得的机械效率将    （偏大/偏小/不变）。
⑶表格中第3次实验的机械效率是   ，你能分析一下机械效率不能是100％的原因吗？请你试着写出一条：               。
⑷分析表中的数据，可以得到的结论是：                。

(9分)在“测量小电灯的功率”的实验中，电源电压为4．5V，小灯泡额定电压为2．5V、电阻约为10Ω．滑动变阻器标有“30Ω 1A”字样
(1)连接电流表时应选用       的量程．
(2)请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整．

(3)乙同学连完电路并闭合开关后，发现小灯泡不发光且电压表示数为零，电流表示数为O．15A，产生这一现象的原因是                                       ．
(4)故障排除后，移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡正常发光时，电流的示数如乙图所示，请读出电流表的示数，并填入表格中．
(5)实验中，同学们记录了多组小灯泡两端的电压及对应通过小灯泡的电流值，但表格的设计仍有不完整的地方，请将所缺内容填写完整．

(6)小组同学们分析了实验数据得出：小灯泡的发光亮度是由灯泡的       决定的，且       ，灯泡发光越亮．

实验桌上有如下器材：符合实验要求的电源一个、已调零的电流表和电压表各一只、滑动变阻器一个、电阻箱一个、开关一个、导线若干。请你选用上述器材，设计一个实验证明“当通过导体的电流保持不变时，导体消耗的电功率与电阻的关系为P =" kR" （k为常量）”。要求：
（1）在虚线框中画出实验电路图；
（2）写出实验步骤；
（3）画出实验数据记录表。

实验桌上有如下实验器材：满足实验要求的电源、阻值已知的定值电阻各1个，滑动变阻器1
个，已调零的电流表两块，开关两个，导线若干。请选用上述实验器材，设计一个实验证明“两个电阻R₁
与R₂并联时，如果R₁的阻值保持不变，则电阻R₁与R₂并联的总功率P跟电阻R₂的功率P₂关系为：P=P₂+
b（b为常量）”。请你画出实验电路图，写出实验步骤，画出实验数据记录表。

小明想测某未知电阻R_x的阻值，设计了如图所示电路图（R₀为已知阻值的定值电阻），并设计了如下实验步骤，请帮他把缺少的步骤补全，并用已知物理量的符号和测量物理量的符号写出未知电阻R_x的表达式。

实验步骤：    
（1）按照设计的电路图连接电路
（2）断开S₂、闭合S₁记录电流表示数为I₁
（3）_________________________________
（4）表达式：R_x =___________。

小丽用图中所示的电路探究“当电阻阻值不变时，通过电阻的电流跟电阻两端电压的关系”，图21是小丽未完成连接的实验电路。

（1）现要求滑动变阻器滑片向左移动时，电流表示数增大。请你按照对滑动变阻器连接的要求，用笔画线代替导线，完成图中实验电路的连接。

（2）小丽在实验中通过调节滑动变阻器滑片，测出通过电阻R的不同电流和对应的电压的关系如下表所示，请你通过表格中的实验数据，归纳出导体中的电流I和导体两端的电压U的关系式：I=          。

图甲是测量标有“2.5V”字样的小灯泡电功率的电路图

（1）连接电路时，开关应处于______状态，滑动变阻器的滑片应移到最______（左/右）端；
（2）在实验中，静菲同学正确连接电路并规范操作实验，闭合开关后，发现灯泡不亮，为了找出灯泡不亮的具体原因，接下来最应该进行的具体操作是______；
（3）在排除问题后，当电压表示数为2.5V时，电流表的示数如图乙所示，是______A，由此可得，该小灯泡的额定电功率为______W；
（4）实验中志乾同学的电流表损坏了，老师告诉他已经没有电流表可换，而给了他一个已知阻值为R的定值电阻和若干个开关，志乾重新设计了如图丙所示的电路，测量小灯泡的额定功率.请你帮他补全实验步骤和表达式：①按照电路图正确连接电路；②断开开关S₂，闭合开关S、S₁，调节滑动变阻器，使得______；③保持滑片位置不动，断开开关S₁，闭合开关S、S₂，记下电压表的示数为U₂；则测得小灯泡额定功率的表达式为P=______（电源电压未知）；
（5）志乾经过进一步的实验发现，小灯泡灯丝电阻随温度的升高而增大，他还想比较以下两种情况下灯泡实际电功率的大小关系：①灯泡实际电压为额定电压一半时的实际电功率P₁；②灯泡实际电流为额定电流的一半时的实际电功率P₂；利用所学物理知识请你帮他比较出P₁与P₂之间正确关系应该为：P₁______P₂（大于/小于/等于）.
（6）若用阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω定值电阻分别代替图甲中的小灯泡，还可以完成“探究电流与电阻关系”实验，实验过程中始终保持电压表示数为3V，为能完成探究，则滑动变阻器最大阻值至少为______Ω（设此时电源电压为6V且恒定不变）.

某小组同学用如图所示电路研究通过导体的电流与它两端电压的关系，并将实验数据填写在表一中。

表一：

①分析比较实验序号1、2、3、4(或5、6、7)的数据，可以得出的初步结论是：      ；
②分析比较实验序号1与5(或2与6或3与7)的数据，可得出的初步结论是：     ；
③实验序号8的数据不符合上述实验结论，接下来他应该     (选填字母)；

A．把表中电流数据改为0.80

B．尊重事实，不作处理

C．推翻前面结论，寻找新的规律

D．查找错误原因，重新进行实验

④他们在分析②的基础上继续进行研究，探寻通过导体的电流与导体长度的关系。请你根据实验要求在表二中填写相应的栏目，并从表三所提供的实验器材中选择符合要求的导体，把所选的导体编号填写在表二中。

为了比较水和煤油比热容，俊羽同学用两个相同的装置做了如图所示的实验。

物质	水	煤油
体积／ml	100	125
初始温度／℃	27	27
加热时间／min	6	6
最后温度／℃	45	63

(1)实验过程中俊羽同学测出煤油的最后温度如图乙所示，为__________℃；但此数据比实际测量值__________(选填“高”或“低”)，其原因是____________________。
(2)更正错误后，测量数据记录表格中。水和煤油的质量__________(选填“相同”或“不相同”)，加热结束时，煤油的温度变化比水的温度变化__________ (选填“高”或“低”)，由此表明，__________(选填“水”或“煤油”)的比热容较大。(煤油：0.8×10³kg/m³)
(3)在此实验中，如果要使水和煤油的最后温度相同，就要给水加热更长的时间，此时，水吸收的热量__________(选填“大于”或“小于”或“等于”)煤油吸收的热量。
(4)从俊羽同学的实验设计上看，用到的主要实验方法是__________法，学习物理知识过程中，还用这种方法研究过的力学规律有：__________(举一例)。

利用如图所不装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。
将小球A 、B 分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C 发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。图中的摆长L 都相同，θ_A＜θ_B，球A 、B 的质量分别为m_A、m_B , ( m_A＜m_B) 。

（1）如图甲、乙所示，同时释放A、B，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的     无关。
（2）如图甲、乙所示，观察到B 球能将木块c 撞得更远由此可得出结
论：                                                       。
（3）如图乙中小球B 到达竖直位置时的速度       （填“大于”、“小于”或“等于”）图丙中小球B 到达竖直位置时的速度如 图乙、丙所示，图丙中木块C 滑行得更远些，由此可得出结论：                                         。

在测量额定电压为2.5V的小灯泡电功率的实验中，电路已部分连接，如图甲所示。
（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的电压表接在灯泡两端。

（2）正确接入电压表后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数等于电源电压，其故障可能是         。
（3）排除故障后，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向   （选填“A”或“B”）端移动。

（4）移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I－U图像，根据图像信息，可计算出小灯泡的额定功率是    W。

在探究物质的吸热本领实验中，小明将质量相同的甲、乙两种液体分别装入两个完全相同的烧杯中，分别用两个完全相同的酒精灯同时加热，用两支相同的温度计分别测量烧杯内液体的温度，液体温度随时间变化关系如图所示。

(1)实验中，所用的液体温度计制作原理是：                  
(2)实验中，记录加热时间的意义是：               。
(3)分析图像可知，          液体的吸热本领强；
(4)若甲、乙两种液体中，一种液体是水，另一种液体的比热容是           J/kg. ℃ [已知c_水= 4.2×10³ J/ (kg．℃)]。

如图所示的电路中，闭合开关 S 灯 L 不亮，电压表 V 的示数接近电源电压。已知电路中各处均接触良好，除灯 L 和电阻 R 两者中的某个元件故障外，其余元件均完好。

(1)请判断该电路中存在的故障可能是       或        。
(2)为进一步确定故障，小明同学将一个电流表正确串联在如图所示的电路中，闭合开关S，观察电流表的示数情况。若电流表有示数，说明故障是        ； 若电流表无示数，说明故障是          。
(3)为进一步确定故障，小华同学将图中的电压表 V 正确并联在灯 L 两端，请判断他能否查找出电路的故障，并说明理由。                               

小明利用如图甲所示电路测量小灯泡的功率．被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω左右．实验室有如下器材：电源（电压为6V）、电流表（0～0.6A  0～3A）、电压表（0～3V 0～15V）、滑动变阻器（20Ω 0.5A）、开关各一个，导线若干．
（1）小明测量小灯泡的额定功率，发现灯泡正常发光时电压表示数正常，而电流表示数很小，如图乙所示，则电路连接存在的问题是　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）排除电路故障后，闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，多次测量，小明画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的关系图象如图丙，则小灯泡的额定功率为　    　w．在多次测量中，小明还发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比　　　　　．（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
（3）小明又取了一个规格、型号完全相同的旧灯泡进行实验，发现在额定电压下工作时，灯泡亮度明显偏暗，小明仔细观察，发现这只灯泡的玻璃内壁变黑．灯泡亮度偏暗的原因是灯丝发光时发生　　　　　　　　（选填物态变化名称）而变细，消耗的实际功率变　　　　的缘故（选填“大”、“小”）．

李明等几位同学准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。同学们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量和弹簧粗细有关。他们设计的实验装置如图，弹簧左端固定在墙上，放在水平面上，水平面A点左侧光滑，右侧粗糙。物体P压缩弹簧到B点后从静止释放，运动到C点弹簧恢复到原长与物体脱离，物体运动到D点停止。请补充完成他们的探究过程：

（1）对同一根弹簧，物体P压缩弹簧至B点，从静止释放，运动到D点。测量      之间的距离和       之间的距离，并改变         之间的距离，测多组数据，分析数据得到：弹簧长度变化量越大，弹性势能越大。
（2）对原长相同、只有粗细不同的两根弹簧，物体P分别压缩弹簧至同一位置B点，从静止释放，运动到D点。分别测量         之间的距离。改变压缩量，重复试验，分析数据得到：弹性势能与弹簧粗细有关。