期末复习讲义 热学与电学实验探究 沪科版物理九年级全一册 （无答案）

第十二章——十六章实验探究
如图甲、乙所示分别是小明同学探究“冰熔化”和“水沸腾”的实验装置,图丙是他在完成两个实验后,根据实验数据画出的图像。
(1)除了图中所示的器材外,还需要的器材是　　　　。
(2)下表是实验过程中不同时刻的温度记录表,小明检查了实验数据,他认为表格中的95 ℃是错误的数据,他判断的理论依据是 。小明根据实验数据判定该地水的沸点没有达到100 ℃,可能的原因是当地的大气压　　　　(选填“高于”“等于”或“低于”)1个标准大气压
(3)在图丙中,BC段表示的是冰的　　　　过程。
(4)图乙中烧杯加盖的目的是 。
(5)小明同学想提高水的沸点,便换用了火力更大的酒精灯加热,这种做法　　　　(选填“可行”或“不可行”)。
【补充练】结合上例思考以下问题:
(1)图甲中,将装有碎冰的烧杯直接放置在空气中,不用酒精灯加热。这样做不但能使烧杯均匀受热,而且冰的温度升高得较　　(选填“快”或“慢”),便于记录各个时刻的温度。为了使烧杯内各部分受热均匀,还需要进行的操作是 。
(2)由图丙可以看出,冰在熔化过程中温度　(选填“变化”或“不变”),冰是　　(选填“晶体”或“非晶体”),其熔点是　　。
(3)图乙中,水沸腾时,烧杯口附近出现大量“白气”,“白气”是水蒸气遇冷　　　　(填物态变化名称)形成的。
(4)探究“水沸腾”实验结束后,小明与同学交流时,有同学觉得把水加热到沸腾的时间过长,请你写出一条缩短加热时间的方法: 。
【拓展练】小明和小华在综合实践活动中想制作一个医用冷藏盒,不知道给药品降温用冰好,还是用盐水结成的冰好。他们动手测量了盐水的凝固点。
(1)在选择温度计时,有量程分别为“-2~102 ℃”和“-20~102 ℃”的温度计,应选择量程为　　　　　　　的温度计,这样选择的原因是 。
(2)在测量过程中,他们发现双方所测得盐水的凝固点并不相同,于是对比了双方的实验过程,发现烧杯中所装的水都是200 mL,小明加了1汤匙的盐,而小华加了3汤匙的盐。由此作出猜想:盐水的凝固点可能与盐水的浓度有关。接着他们进行了多次实验,得出了不同浓度盐水的凝固点,数据记录如下表:
盐水浓度 0 3% 6% 9% 12% 15% 18% 21% 24% 27% 30% 36%
凝固点/℃ 0 -2 -4 -6 -8 -11 -15 -18 -17 -1.8 -0.4 0
分析表格中数据可知:当盐水浓度增大时,其凝固点　　 。
(3)你认为给冷藏盒中的药品降温最好选用　　　　　　　　　　　　　(选填“冰”或“适当浓度的盐水结成的冰”)。
(4)实验后,他们联想到冬天在积雪覆盖的路面上撒盐便于
2、在“探究比较不同物质吸热的情况”实验中:
(1)设计实验时:①用水和煤油做实验,应使水和煤油的　　　　(选填“质量”或“体积”)相等。
②如图所示,用相同的酒精灯加热的目的:在相同时间内对外供热　　　　(选填“相同”或“不同”)。
(2)实验所得数据如下表:
①分析比较1号和3号烧杯的实验记录,可以得出初步结论:质量相等的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量不同
②分析比较1号和2号烧杯的实验记录,可以得出初步结论: 。
③分析比较　　　　号和　　　　号烧杯的实验记录,可以得出初步结论:质量相等的同种物质,升高不同的温度,吸收的热量不同。
(3)图Q-3中能合理反映该实验结果的图像是　　　　　(选填“甲”“乙”或“丙”)。
图Q-3 Q-4
【补充练】结合上例思考以下问题:
(1)通过实验记录数据表格可知,　　　　的吸热本领更强;如果要在这两种液体中选择一种作为汽车的冷却液,选择
　　　　冷却效果更好。
(2)分析表格中的1、3号烧杯数据可以得出:煤油的比热容为　　　J/(kg·℃)。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
【拓展练】小明在探究“不同物质的放热降温现象”时,选用质量为0.5 kg的水和另一种放热能力低于水的未知液体进行对比实验,并用图像对实验数据进行了处理,如图Q-4所示。已知实验过程中控制水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等。
(1)实验中小明所取未知液体的　　　　和水相同。
(2)图像中横轴时间的长短用来反映　　　　　　的多少,这是　　　　法的体现。
(3)分析图像可以得出结论:图中表示水的温度随时间变化的图线是　　　　　　(选填“甲”或“乙”);0~15 min内,未知液体放出的热量为　　　　　　J;未知液体的比热容为　　　　　J/(kg·℃)。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
3、小明探究“并联电路中电流的关系”,设计了如图Q-5甲所示电路。
(1)在连接电路时,开关应该　　　　　　。
若要测量灯泡L1中的电流,则电流表应　　　　联在图甲中的　　　　点。请你在图乙中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接。(已知L1中的电流约为0.3 A)
实验结束后小明记录A、B、C各点的电流值如下表所示:根据表中数据,小明得出以下两个结论:请你帮他把结论补充完整:（1）并联电路中各支路电流相等（2）
(4)请你对上述实验的不足之处进行评价,写出一点评价意见:
Q-5
【补充练】结合上例思考以下问题:
在实验过程中小明发现,每次改变测量点时都需要断开电路重新连接,比较麻烦,同组的小刚提出在原有器材的基础上再添加一个开关,可以不用来回拆接电流表,就可以完成实验。请在虚线框内画出符合这个设计的电路图。
【拓展练】在“探究串联电路的电压特点”的实验中,小芳连接了如图Q-6所示的电路。请按要求完成下列问题:
(1)实验时,她应选择　　　　(选填“相同”或“不同”)规格的小灯泡。
(2)用完好的电压表测灯L1两端的电压时,闭合开关后,发现电压表示数为零,可能的原因是　　　(填出一种即可)。
(3)排除电路故障后,保持电压表的B连接点不动,小芳只将A连接点改接到C连接点上来测量灯L2两端的电压。她这样操作　　　　(选填“能”或“不能”)测出灯L2两端的电压,理由是
(4)小芳准确测出AB、BC、AC间的电压后,将数据记录在下表中,并分析实验数据得出结论:串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。请对小芳得出的结论进行评价:
写出你认为合理的改进措施:
UAB/V UBC/V UAC/V
2.2 1.6 3.8
如图Q-7所示是探究影响导体电阻大小因素的实验装置图,实验中分别把a、b、c、d四根电阻丝接入电路,其中a、b、d长度相同,a、b、c粗细相同,b、d粗细不同。
(1)实验中,在两个金属夹子之间接入不同的导体,闭合开关后通过观察 来比较导体的电阻大小会更加准确。
(2)选用　　　　两根电阻丝分别接入电路中进行实验,是为了探究电阻大小跟导体长度的关系。
(3)选用a、b两根电阻丝分别接入电路中进行实验,是为了探究电阻大小跟导体　　　　的关系。
(4)选用　　　　两根电阻丝分别接入电路中进行实验,是为了探究电阻大小跟导体横截面积的关系。
【补充练】结合上例思考以下问题:
(1)该实验中运用的物理研究方法有　　　　　法和　　　　　　法。
(2)实验中小灯泡的作用是　 。
(3)小丽在探究同样的课题时,手边只有一根电阻丝,那么,她利用这根电阻丝和上述电路,不能够完成的实验探究是:导体电阻与　　　　的关系。
(4)某实验小组的同学用铅笔芯探究导体的电阻与长度的关系,如图Q-8所示是该实验的电路图。闭合开关,移动铅笔芯上面的滑片P1,记录铅笔芯AP1之间的距离和电压表的示数,数据如下表。通过数据反映出的规律和欧姆定律可以推导得出结论:材料、横截面积都相同时,导体的电阻与导体的长度成　　比。
AP1/mm 0 30.0 60.0 90.0 120.0 150.0 180.0
U/V 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4
小明探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”时,使用的器材如图Q-9甲所示。电源电压不变,R为5 Ω的定值电阻。(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的电路连接完整。(要求导线不交叉)
(2)由于导体中的电流可能与其两端的电压和导体的电阻都有关系,所以,在本次实验中应采用的物理研究方法为
　　　　　　,保持　　　　　不变。
（3）闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应该处于图甲中的　　　　(选填“A”或“B”)端。
(4)通过实验,他得到如图乙所示的I-U图像,根据此图像,可初步得到实验结论:导体的电阻一定时,导体中的电流与其两端电压成　　　　。
【补充练】结合上例思考以下问题:
小明又取来10 Ω、20 Ω的定值电阻各一个,探究电压不变时,电流与电阻的关系。当小明把5 Ω电阻换成10 Ω电阻后,为保持电压表的示数不变,应将滑动变阻器的滑片P向　　　(选填“A”或“B”)端移动。
(2)很多实验中都需要多次测量,其目的有以下两种。你认为在“探究电压不变时,电流与电阻的关系”实验中,测量多组数据的目的是　　　　(填字母)。
A.求平均值,减小实验误差 B.寻找普遍规律,避免偶然性
(3)很多实验都要用到滑动变阻器,除了用于保护电路外,还有其他作用,如:探究电流与电阻的关系时,其作用是
_________________________;探究电流与电压的关系时,其作用是
【拓展练】朵朵和同学们在做电学实验过程中,选择了以下器材:电源(电压恒为3 V),阻值为5 Ω、10 Ω、30 Ω、50 Ω、80 Ω、100 Ω、120 Ω的电阻各一个,小灯泡(额定电压为2.5 V),滑动变阻器(标有“**Ω　0.5 A”字样),电流表、电压表各一只,开关一个,导线若干。
朵朵和同学们经过讨论,依次完成了“探究电流与电压的关系”三次实验电路的设计,如图Q-10甲、乙、丙所示。由图甲改进为图乙是为保证实验过程中　　　　这一因素不变;由图乙改进为图丙是因为使用滑动变阻器既能保护电路,又能通过调节滑动变阻器使电阻R两端的电压________(选填“改变”或“保持不变”)。
(2)请用笔画线代替导线,帮助朵朵按电路图丙将图丁中实物电路连接完整。
图Q-10
(3)在继续用图丁中实物电路探究“电流与电压的关系”时,朵朵将5 Ω电阻接入电路,调节滑动变阻器,记下电流值,记录数据如下表:
朵朵测完第四组数据后,想重新验证第三组实验数据是否准确,应将变阻器的滑片向　　　　(选填“A”或“B”)端移动。
(4)不考虑电源及导线的电阻,若朵朵是从变阻器的最大阻值处开始实验的,则变阻器的最大阻值为　　　　;从数据可以看出,朵朵　　　　(选填“有”或“没有”)将变阻器的滑片移到最右端。
(5)实验过程中,变阻器接入电路的阻值不得小于　　　Ω。
实验次数 1 2 3 4
电压U/V 0.5 1.0 1.5 2.0
电流I/A 0.1 0.2 0.3 0.4
6某同学用“伏安法”测未知电阻的阻值,他设计的电路图如图Q-11甲所示。
(1)请用笔画线代替导线,将图乙中未完成的电路连接完整。(要求变阻器滑片向左移动时电流表的示数变大)
图Q-11 图Q-12
(2)连接好电路,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数较大且几乎不变,电流表的示数始终为零,造成这一现象的原因可能是　　　　(填字母)。 A.电阻R短路　 　B.电阻R断路 C.电流表断路 D.滑动变阻器短路
(3)排除故障后,重新连接好电路进行实验,他记录的实验数据如下表所示,第一次实验中电流表的示数如图Q-12所示,其示数是　　　　A,通过计算,该定值电阻的阻值约是　　　　(计算结果保留一位小数)。
【补充练】结合上例思考以下问题:
(1)完成上面的实验后,同学们又设计了如图Q-13所示的方案测电阻Rx的阻值,方案中定值电阻的阻值为R0。
图Q-13
①方案一:闭合开关S,如果电压表V1和V2的读数分别为U1和U2,则电阻Rx的阻值表达式为Rx=　　　　。
②方案二:电路中Rx≠R0,将S接a,读出电流表的示数I1;再将S接b,读出电流表的示数I2;由I1R0=I2Rx可得Rx=。请判断结果是否正确并简要说明理由:________________ _________。
最后,老师要求同学们用量程为“0~3 V”的电压表,电压恒定的电源,及其他符合实验要求的器材,测出标有“3.8 V”字样的小灯泡正常发光时的电阻,如图Q-14所示是同学们设计的实验电路图,合理的是　　　　
图Q-14
下表是同学们为测量小灯泡电阻所设计的数据记录表格,同学们的设计合理吗 　 　　(选填“合理”或“不合理”),原因是
7、在“测量额定电压为2.5 V的小灯泡的电功率”实验中,电源电压为4.5 V,电路如图Q-15所示。
(1)该实验的原理是　　　　。 (2)电压表的量程应选择　　　　　　。
图Q-15 图Q-16 图Q-17 图Q-18
(3)检查电路无误后闭合开关,发现小灯泡不亮,但电流表和电压表的指针都有偏转,接下来应进行的操作是 。
当小灯泡正常发光时,电流表的示数是0.3 A,则小灯泡的额定功率是　　　　　W。
(5)计算小灯泡正常发光时的电阻约为　　　　Ω。(结果保留一位小数)
(6)实验过程中会发现小灯泡两端的电压越大,小灯泡的　　　　　越大,小灯泡越亮。
【补充练】结合上例思考以下问题:
(1)实验时发现通过小灯泡的电流与它两端的电压不成正比,是因为灯丝电阻受　　　　　的影响。
(2)当小灯泡正常发光时,通电20 s小灯泡消耗的电能为　　　　J。
(3)利用如图所示的装置,还能完成初中物理电学中的　　　　　　　　　　　　实验。
某同学在进行实验数据处理时,算出了小灯泡的平均功率(如下表所示),你认为这样处理数据是　　　　　(选填“合理”或“不合理”)的,理由是:__________________________　
【拓展练】在测量小灯泡额定功率的实验中,电源电压为6 V,现有一个额定电压U额为2.5 V,电阻大约为10 Ω的小灯泡,实验电路如图Q-16所示。
(1)请你用笔画线代替导线,将图中的实物电路图连接完整(要求滑片右移时,灯泡变暗)。
(2)实验室里有规格为R1“10 Ω　1 A”和R2“50 Ω　1 A”的滑动变阻器,为了完成该实验,你认为应该选择滑动变阻器
　　　　(选填“R1”或“R2”)。
（3）连接电路后,闭合开关,滑动变阻器的滑片滑动时电压表和电流表示数不变,小灯泡很亮,其原因是 。 调整电路正常后,在调节滑动变阻器滑片的过程中,灯泡突然熄灭,电流表示数变为零,电压表的指针偏转超过最大刻度,你判断故障可能是　　　　　　。
(4)根据实验数据绘制出小灯泡的I-U图像如图Q-17所示,计算出小灯泡的额定功率是　　　　W。
完成实验后,利用上述器材和定值电阻(阻值为R0),小明又想出一种测量小灯泡额定功率的方法,设计了如图Q-18所示的电路,所用电压表的量程为“0~15 V”,请将以下实验步骤补充完整。
①检查电路无误后,闭合开关S,将开关S1拨至“1”,调节滑动变阻器的滑片直至电压表的示数为　　　　V。
②保持滑动变阻器的滑片不动,再将开关S1拨至“2”,读出电压表的示数为U0。
③小灯泡的额定功率P额=　　　　　　(用U额、U0、R0表示)。若步骤②中,在将开关S1拨至“2”时,不小心将滑片P向右移动了少许,其他操作正确,则测出的小灯泡的额定功率比真实值　　　　(选填“偏大”或“偏小”)。
8、小丽研究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关时,用了停表和如图Q-19所示的实验装置。其中甲、乙两个相同的烧瓶内装满煤油,瓶塞上各插一根玻璃管,瓶内各装一个阻值不同的电阻丝R1、R2;实验时她进行了下列实验操作步骤: ①将电阻丝R1、R2串联在电路中,标出烧瓶中两根玻璃管内液面的位置,闭合开关后,记下电流表的读数I1,经过时间t0后,标出两根玻璃管内液面的位置。
②断开开关,等两根玻璃管中的液面降回到原来的位置,减小滑动变阻器接入电路的阻值,再闭合开关,记下电流表的读数I2,经过时间t0后,标出两根玻璃管内液面的新位置。
(1)根据步骤①可以探究电流通过导体产生热量的多少与　　　　　　是否有关。
(2)实验中将R1和R2串联的目的是使　　　和　 　　　相同。
(3)通过比较步骤①②中___________　　　　　　 　,可得出电流通过导体产生热量的多少与电流大小有关。
(4)该实验中所采用的物理研究方法有　　　　。 A.等效替代法和转换法 B.控制变量法和转换法
Q-19 图Q-20
【补充练】结合上例思考以下问题:
利用上述实验装置改做“比较水和煤油比热容大小”的实验,应将其中一烧瓶中的煤油换成质量和初温与煤油相同的水,将两烧瓶中的玻璃管改为温度计,并使两烧瓶中电阻丝的阻值　　　　(选填“相等”或“不相等”),此实验中水和煤油吸收热量的多少是通过　　　　　　(选填“升高的温度”或“加热时间”)来反映的。
(2)本实验中,电流产生的热量通过玻璃管内煤油液面的变化来判断,下列实验中,应用的物理研究方法与其相同的有
　　　。 ①探究滑动摩擦力大小跟哪些因素有关时,用弹簧测力计匀速拉动木块
②牛顿在伽利略等人研究成果的基础上得出牛顿第一定律
③用大豆和芝麻混合实验来模拟分子间有空隙 ④证明通电直导线周围有磁场
【拓展练】采用如图Q-20所示的电路装置探究“电流产生的热量跟什么因素有关”,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R1和R2串联接到电源两端,将容器外部的电阻丝R3和R2并联。接通电源,瓶内的空气被加热后膨胀,使U形管的液面发生变化,通过观察U形管的液面变化情况比较电阻丝产生热量的多少。
该装置是探究电流通过导体产生的热量与　　　　的关系,通电一段时间　　　　(选填“左瓶”或“右瓶”)内的电阻丝产生的热量多。电阻丝R3的作用是使通过电阻丝R1和R2的电流　　　　(选填“相等”或“不相等”)。
某小组在实验中观察到左侧U形管中液面很快出现高度差,右侧U形管中液面高度差为零,原因可能是___________　　(选填“只有电阻丝R2断路”“只有电阻丝R3断路”或“电阻丝R2和R3同时断路”)。
让实验装置冷却到初始状态,把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内,接通电源,比较两瓶内电阻丝的发热情况。此时该装置是探究电流产生的热量与　　的关系,一段时间后　(选填“左瓶”“右瓶”或“两瓶一样”)内电阻丝产生的热量多。
(4)若用该装置探究左瓶电阻丝中的电流是右瓶电阻丝中电流的三倍,则应用R4替代R3,则电阻R4的大小等于　　　　。