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(共43張PPT)
第二部分　專題綜合強化
專題二　實驗探究題
二、探究類實驗
探究平面鏡成像的特點
1．(原創)如圖所示是小明做“探究平面鏡成像的特點”的實驗裝置。
(1)為了確定像的位置，應選用______(選填“較厚”或“較薄”)的茶色玻璃板。
實驗1
較薄
(2)把點燃的蠟燭A放在玻璃板前，拿另一支與蠟燭A外形相同但未點燃的蠟燭B，在玻璃板后移動至某位置時，觀察到其與蠟燭A的像完全重合，說明平面鏡所成的像與物體大小______，此時蠟燭B的位置視作蠟燭A的像的位置。
相等
(3)小明改變自己的位置，觀察蠟燭A的像。當他向左移動時，像的位置相對于玻璃板將______(選填“向左移”“向右移”或“不變”)。
不變
2．用如圖所示裝置進行“探究平面鏡成像特點”的實驗。
(1)在水平桌面上鋪一張白紙，紙上垂直放置玻璃板。把點燃的蠟燭A放在玻璃板的前面，將與蠟燭A相同的未點燃的蠟燭B放在玻璃板后，此時應在玻璃板______(選填“前面”或“后面”)觀察蠟燭A所成的像。
前面
(2)移去蠟燭B，在原來的位置上放一個光屏，然后直接觀察光屏，光屏上______(選填“能”或“不能”)承接到蠟燭A的像，這說明平面鏡成的像是______(選填“實像”或“虛像”)。
不能
虛像
探究凸透鏡成像的規律
3．(原創)如圖所示是小華探究凸透鏡成像規律的實驗裝置，探究過程如下。
(1)器材在如圖所示位置時，觀察到光屏上呈現燭焰清晰的像(像未畫出)，該像為倒立、______的實像。
實驗2
等大
(2)在上述實驗基礎上，將光屏適當遠離凸透鏡，為使光屏上依舊出現清晰的像，蠟燭應適當______(選填“靠近”或“遠離”)凸透鏡；調整好位置后，觀察此時光屏上像的特點，生活中利用這個成像特點制成了________(選填“照相機”“投影儀”或“放大鏡”)。
靠近
投影儀
(3)實驗過程中，蠟燭燃燒越來越短，為了使燭焰的像繼續呈現在光屏中心，應將光屏向____移動。
上
探究固體熔化時溫度的變化規律
4．小華同學用溫度計測出一部分冰的溫度如圖甲所示，然后利用圖乙所示裝置對100 g冰進行加熱，他每隔相同時間記錄一次溫度計的示數，并觀察物質的狀態。圖丙是他根據記錄的數據繪制的溫度隨時間變化的關系圖像。
(1)圖甲中溫度計的示數為______℃。
實驗3
【解析】由題圖甲可知，溫度計的分度值是1 ℃，題圖甲中顯示的溫度計讀數部分示數越往上越小，在0 ℃以下，示數是－14 ℃。
－14
(2)試管中的物質在第3 min時處于____態，在BC段中C點處物質的內能______(選填“大于”“小于”或“等于”)B點處物質的內能。
【解析】由題圖丙知，物質在第3 min時處于固態，BC段為熔化過程，熔化過程中要不斷吸熱，內能增大，溫度不變，故在BC階段中C點處物質的內能大于B點處物質的內能。
固
大于
(3)設相同時間內物質吸收的熱量相同，則BC段物質共吸收了__________J的熱量。[已知c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，不考慮物質因汽化減小的質量]。
實驗4探究水在沸騰前后溫度變化的特點
【解析】由相同熱源加熱相同時間內物質吸收的熱量相同可得，BC階段物質吸收的熱量與CD階段吸收的熱量相同，則BC階段吸收的熱量QBC＝QCD＝c水m(t末－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.1 kg×(10 ℃－0)＝4.2×103 J。
4.2×103
5．小明和小華在探究“水在沸騰前后溫度變化的特點”實驗中。
(1)組裝器材時，若溫度計玻璃泡碰到了杯底，可將圖甲中__________(選填“A處向上”或“B處向下”)調整。
實驗4
探究水在沸騰前后溫度變化的特點
A處向上
(2)實驗中，小明測量水的初溫t0，
溫度計示數如圖乙所示，t0＝____℃。
92
(3)小明和小華利用同一裝置進行實驗，繪制成“溫度－時間”圖像如圖丙所示，分析圖丙中的圖線可知，水的沸點與初溫______(選填“有關”或“無關”)。
無關
6．在“探究水沸騰前后溫度變化的特點”實驗中。
(1)如圖甲所示，在組裝器材時，應先固定鐵圈____(選填“A”或“B”)。
時間/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
溫度/℃ 90 92 94 96 98 98 98 95 98 98
【解析】組裝實驗儀器時，應根據酒精燈及其火焰的高度自下而上安裝，先固定鐵圈B，使酒精燈的外焰正好能給燒杯加熱，然后再固定鐵圈A，這樣可以避免重復調整。
B
(2)水溫上升到90 ℃時開始計時，每隔1 min 記錄一次溫度計示數，記錄的數據如表所示。表中有一個數據錯誤，這個數據是第___min時水的溫度，理由是____________________________________。
【解析】由題表數據知，從第4 min開始溫度為98 ℃，但第7 min的溫度為95 ℃，可知這個數據是錯誤的；因為水沸騰后，繼續吸熱，但溫度保持不變。
7
液體沸騰后，繼續吸熱，溫度保持不變
(3)若按如圖乙所示裝置用燒杯中的水為試管中的水加熱，試管中的水______(選填“能”或“不能”)沸騰。
【解析】燒杯中水沸騰后，溫度不變，燒杯中水的溫度與試管中水的溫度相同，試管不能繼續吸熱，試管中的水不能沸騰。
不能
探究液體壓強與哪些因素有關
7．實驗小組的同學利用壓強計等裝置探究“液體內部壓強的規律”。
(1)實驗前檢查器材，發現與U形管連接處的軟管被壓癟，但U形管兩側液面等高，將壓癟部分整理好后，會出現如圖____(選填“甲”或“乙”)所示情況。壓強計金屬盒上的橡皮膜選用____(選填“薄”或“厚”)一些的較好。
實驗5
甲
薄
【解析】與U形管連接處的軟管被壓癟，但U形管兩側液面等高，將壓癟部分整理好后，軟管內空間增大，氣壓減小，在外面大氣壓作用下，會出現如題圖甲所示情況。橡皮膜越薄，橡皮膜越容易發生形變，越能反映受到液體壓強的變化，所以壓強計金屬盒上的橡皮膜選用薄一些的較好。
(2)選用丙、丁兩圖可探究液體壓強與____________的關系。
【解析】比較題圖丙、丁可知，液體密度相同，而金屬盒所處的深度不同，所以探究的是液體壓強與液體深度的關系。
液體深度
(3)要探究液體壓強與液體密度的關系，應選用________兩圖進行對比。
【解析】要探究液體壓強和液體密度的關系，根據控制變量法，應控制金屬盒在液體中的深度相同，而液體密度不同，所以應選擇題圖丁、戊兩圖進行對比。
丁、戊
(4)已知圖丁中U形管左右兩側水面的高度差h＝10 cm，則橡皮管內氣體的壓強與大氣壓強之差為_______Pa。(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
【解析】題圖丁中U形管左右兩側水面的高度差h＝10 cm，則橡皮管內氣體的壓強與大氣壓強之差Δp＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10×10－2 m＝1 000 Pa。
1 000
(5)已知ρ水銀＞ρ水＞ρ酒精，為了使實驗現象更明顯，應選______(選填“酒精”“水”或“水銀”)裝入U形管中來判斷液體壓強的大小。
【解析】在金屬盒所受液體壓強一定(即U形管中液柱產生的壓強一定)時，根據p＝ρgh可知，U形管中液體的密度越小，產生的高度差就會越大，實驗現象更明顯，所以應選擇密度最小的酒精裝入U形管中。
酒精
(6)如圖己所示，1、2是兩根完全相同的細玻璃管，管的一端封有相同橡皮薄膜，在管中裝入不等量的水，薄膜鼓起的程度不同。據此實驗小組的小蘭猜想：液體的壓強可能與管內液體的質量有關。同組的小明將2號管______放置，直至________________________，對比1、2號管橡皮膜的鼓起程度可知小蘭的猜想錯誤。
【解析】探究液體的壓強是否與管內液體的質量有關，必須控制液體的深度相同，小明應將2號管傾斜放置，直至1、2號管中水柱高度相同，對比1、2號管橡皮膜的鼓起程度可知小蘭的猜想錯誤。
傾斜
1、2號管中水柱高度相同
8．兩只相同的燒杯A和B，盛有體積相同的酒精和水，小聰想用壓強計來鑒別哪杯是水，哪杯是酒精。(已知水的密度大于酒精的密度)
(1)如圖甲所示，壓強計的探頭是由空金屬盒蒙上橡皮膜構成的。如果液體內部存在壓強，放入液體中的橡皮膜就會__________，U形管左右兩側液面就會產生________。實驗前，要通過調試，使U形管壓強計兩側的液面______，從結構來看，壓強計______(選填“是”或“不是”)連通器。
發生形變
高度差
相平
不是
【解析】將探頭放入液體中時，由于液體內部存在壓強，金屬盒上的橡皮膜就會發生形變，U形管左右兩側液面就會產生高度差，高度差的大小反映了橡皮膜所受壓強的大??；實驗前，要通過調試，保證壓強計兩側液面相平；U形管壓強計的一側上端封閉，不是上端開口，底部連通的容器，因此不是連通器。
(2)如圖乙所示，小聰先后將調節好的壓強計的探頭分別浸入兩種液體中，他發現B燒杯中U形管兩側液面的高度差較大，于是他就認為圖乙中B燒杯中裝的是水，他的結論是________(選填“可靠”或“不可靠”)的，你判斷的理由是______________________________________。
【解析】影響液體壓強的因素有液體的密度和深度，由題圖乙可知，液體密度不同，探頭浸沒在液體中的深度不同，U形管兩側液面的高度差不同，根據控制變量法可知，他的結論是不可靠的，因為沒有控制探頭浸沒在液體中的深度相同。
不可靠
沒有控制探頭浸沒在液體中的深度相同
(3)小聰用自己改裝并調試好的壓強計再次進行實驗，如圖丙所示，U形管兩側液面相平，從而判斷圖丙中裝水的燒杯是____(選填“A”或“B”)。
【解析】由題圖丙可知，U形管左右兩側液面相平，說明橡皮膜所受壓強相等，p水＝p酒，且ρ水＞ρ酒，根據p＝ρgh可知，h水＜h酒，故題圖丙中裝水的是A燒杯。
A
(4)小聰又利用壓強計測量液體的密度，如圖丁所示，U形管內徑相同且裝適量水，調試好后標記U形管右側水面的位置；將探頭放入待測液體中，當橡皮膜距離液面的深度為4 cm時，U形管右側水面上升了2.4 cm，則待測液體的密度為_____g/cm3。(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
【解析】橡皮膜在液體中深度為4 cm，U形管右側水面上升了2.4 cm，則液體內部產生的壓強等于U形管內水面高度差產生的壓強，則有ρ液gh液＝ρ水gh水，化簡并代入數據得ρ液×0.04 m＝1.0×103 kg/m3×0.024 m×2，解得ρ液＝1.2×103 kg/m3＝1.2 g/cm3。
1.2
探究浮力大小與哪些因素有關
9．(2024·達州改編)同學們在“探究影響浮力大小的因素”實驗中，根據日常生活經驗提出了以下猜想。
猜想一：浮力大小與物體浸入液體中的深度有關。
猜想二：浮力大小與物體排開液體的體積有關。
猜想三：浮力大小與液體的密度有關。
實驗步驟和數據如圖所示。
(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
(1)根據實驗數據，小聰計算出該物體浸沒在水中受到的浮力大小是___N。如果在實驗中不小心使物體碰到容器底，且與容器底有力的作用，則測出的浮力將偏____。
實驗6
4
大
【解析】該物體浸沒在水中受到的浮力大小F?。紾－F＝6 N－2 N＝4 N。物體碰到容器底部，受到容器對其的支持力作用，會使彈簧測力計的示數偏小，由F?。紾－F示可知，測得的浮力偏大。
(2)為了驗證猜想一，分析甲、丙、丁三次實驗，可得出結論：浸沒在液體中的物體所受浮力大小與浸入液體中的深度____(選填“有”或“無”)關。
【解析】物體在丙和丁中均為浸沒，雖然深度不同但是所受浮力均為4 N，因此可以說明浮力大小與浸沒在液體中的深度無關。
無
(3)為了驗證猜想二，分析甲、____________________三次實驗，可得出結論：浸在液體中的物體所受浮力大小與物體排開液體的體積有關。
【解析】為了得到浮力與排開液體體積的關系，需要控制在同種液體中，排開液體體積不同，因此選擇甲、乙、丙(或乙、丁)三次實驗進行對比。
乙、丙(或乙、丁)
(4)小聰為了驗證猜想三，分析甲、乙、戊三次實驗，可得出結論：浸在液體中的物體所受浮力大小與液體的密度有關。你認為這樣操作是______(選填“正確”或“錯誤”)的，理由是_________________________
_________。
【解析】乙和戊實驗中在兩種密度不同的液體中排開液體體積不同，沒有控制變量，因此操作錯誤。
錯誤
沒有控制物體排開液體的體
積相同
(5)細心的小紅利用實驗數據還計算出該物體的密度為__________kg/m3，戊實驗中所用鹽水的密度是__________kg/m3。
1.5×103
1.1×103
探究電流與電壓、電阻的關系
10．(2024·重慶永川區一模)小明在實驗室探究電流與電壓、電阻的關系，選用的滑動變阻器規格為“100 Ω　1 A”。
(1)如圖甲所示是小明未連接完整的電路，請用筆畫線代替導線，將電路連接完整(要求滑片P向A端移動時電流表示數變大)。
實驗7
如答圖所示。
【解析】要使滑片P向A端移動時電流表示數變大，應使滑動變阻器接入電路中的電阻變小，所以要把滑動變阻器左下接線柱連入電路，與R串聯，如答圖所示。
(2)連接好電路后，先把滑動變阻器的滑片P移到____(選填“A”或“B”)端，再閉合開關S，小明突然發現定值電阻R斷路，電路其他部分完好，此時他觀察到電壓表____示數，電流表____示數。(后兩空均選填“有”或“無”)
【解析】連接好電路后，為保護電路，應先把滑動變阻器的滑片P調到阻值最大處，即滑片P移到B端，再閉合開關S；若定值電阻R斷路，電路其他部分完好，電壓表與電源兩極連接正常，測量電源電壓，電壓表有示數；電路斷路，無電流通過，電流表無示數。
B
有
無
(3)排除故障后，小明移動滑片P，當電壓表示數為1.4 V時，電流表示數如圖乙所示為______A，可知小明選用的定值電阻R的阻值為____Ω。如表所示是小明記錄的實驗數據，由實驗數據可得出實驗結論：當導體的電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成____比。
實驗 次序 1 2 3
電壓/V 1.4 2.2 2.8
電流/A 0.22 0.28
0.14
10
正
【解析】當電壓表示數為1.4 V時，如題圖乙所示，電流表使用的是小量程，分度值為0.02 A，示數為0.14 A，可知小明選用的定值電阻R的阻值R＝ ＝10 Ω；分析題表中數據，三次實驗中，電壓與電流的比值都相等，即電壓與電流的比值為一定值，可得結論：當導體的電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比。
(4)小明用圖甲所示的電路探究電流與電阻的關系，他將電源電壓調至5 V，用阻值分別為5 Ω、10 Ω、20 Ω的三個定值電阻進行探究，要保證電路安全且三個定值電阻都能完成實驗，若控制電壓表的示數在1～2 V內，則滑動變阻器的阻值變化范圍為_________Ω。
7.5～80
11．小曦利用如圖甲所示的電路，探究“通過導體的電流跟電阻的關系”。實驗器材有：學生電源(電壓恒為4.5 V)、電流表、電壓表、開關各一個、5個定值電阻(5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω)、兩個滑動變阻器(甲“20 Ω　1 A”，乙“10 Ω　1 A”)、導線若干。
(1)請用筆畫線代替導線將圖甲所示的實物電路連接完整。
如答圖所示。
(2)在閉合開關之前，滑動變阻器的滑片應該置于____(選填“A”或“B”)端。
A
(3)閉合開關后，移動滑動變阻器的滑片P，小曦發現電流表有示數變化，電壓表無示數，則故障的原因可能是定值電阻R______。
短路
(4)排除故障后，小曦先將5 Ω的定值電阻接入電路，閉合開關，調節滑片P使電壓表示數為2.5 V，記下電流表示數。斷開開關，保持滑片P位置不動，用10 Ω的電阻替換5 Ω的電阻接入電路，閉合開關后，為了繼續完成實驗，他應向____(選填“A”或“B”)端移動滑片P。當小曦改用15 Ω 的電阻繼續實驗時，發現無論怎樣移動滑片P，都無法使電壓表的示數達到2.5 V，則此時小曦應換用____(選填“甲”或“乙”)滑動變阻器進行后續實驗。5次實驗完成后，根據實驗數據繪制的I－R圖像如圖乙所示，可以得到的實驗結論是
______________________________________________________
________。
A
甲
當導體兩端的電壓一定時，通過導體的電流和導體的電阻
成反比
(5)為使實驗結論更加可靠，老師安排另一位同學將定值電阻兩端電壓設置為U0，再次將5個定值電阻接入之前的電路中重復實驗并記錄數據，最后得出了和小曦一樣的實驗結論。在該同學的這5次實驗中，當電壓表示數調至U0時，滑動變阻器消耗的最大功率與最小功率之比是______。為完成這5次實驗探究，應控制電壓表示數U0的變化范圍為________V。
5∶1
5～3

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