内容正文:
专题05 实验探究题(期中专项训练)
2025-2026学年九年级物理上学期新教材人教版
一、实验探究题
1.如图是“探究串联电路电流特点”的实验电路图:
(1)实验中,选择两个小灯泡的规格是 的(填“相同”或“不相同”),小明连接好最后一根导线时,发现灯都亮了,出现这种情况的原因是 。
(2)下表是某同学实验中的一组数据:指出下面表格所记录的数据中,明显错误的数值是 ,造成错误的原因是 。
电流表的位置
A
B
C
电流I/A
0.3
0.3
1.5
(3)实验中某同学发现两个串联的小灯泡中,一个发光,一个不发光。造成其中一个小灯泡不发光的原因是 。
A. 灯泡的灯丝断了 B. 灯丝的短路 C. 小灯泡靠近负极
2.甲为研究并联电路电流规律的实验电路图.
(1)若要测量干路电流,则电流表应串联在甲图中的 (选填“A”、“B”或“C”)处.
(2)若要测量A处的电流,连好电路闭合开关前,发现电流表指针位置如图乙所示.调整正确后闭合开关,发现指针又偏向图乙位置,其原因是 .
(3)纠正(2)中错误后,测出A、B、C三处的电流值如表所示.由此得出结论:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,且各支路的电流相等.这个实验在设计方案上还存在的不足之处是: (写出一条).
3.为了探究并联电路的电流规律,小星同学设计了如图甲所示的电路进行实验。
(1)连接电路时,开关应处于 状态;
(2)图乙实物图中,电流表测量图甲中 处电流(选填“A”、“B”或“C”);
(3)图乙中移动一根导线就可以测量C处的电流,请你在移动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线正确连接电路 ;
(4)在测量电流的过程中,闭合开关前电流表的指针出现了如图丙所示的情况,出现该现象的原因是 ;
(5)在排除故障后,电流表测量C处电流的示数如图丁所示,则电流表的示数为 A;
(6)小星接着测量A、B两处电流并把数据记录在表中,如下表所示。他便得出结论:在并联电路中,干路电流 各支路电流之和(选填“大于”、“小于”或“等于”);同组的小王认为实验次数太少,应该更换 规格的小灯泡重复多次实验(选填“不同”或“相同”);
A点的电流IA/A
B点的电流IB/A
C点的电流IC/A
第一次测量
0.66
0.42
(7)他们按照上面的操作重复做了几次实验,得到了多组数据,其目的是 。
4.小毅同学做“探究并联电路中电流的规律”实验
A处电流
B处电流
C处电流
0.16A
0.16A
0.32A
(1)连接电路时,开关应该 。
(2)图甲是他们设计的电路图,图乙是他们测量电流时连接的实验电路,此时电流表测量的是 (选填“A”“B”或“C”)处的电流.
(3)表是小毅同学在实验中用两盏规格相同的小灯泡测得的实验数据。由实验数据小毅得出的结论是: 在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,且各支路的电流相等。请指出小亮的探究过程的不妥之处 (写出一点即可):
5.如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量、烧杯内的液体质量和初始温度也都相同,当燃料燃烧完时立即读取相应温度计的读数,分别为、和,且有。
(1)图中的装置安装顺序应 (选填“自上而下”或“自下而上”);
(2)比较不同物质的比热容,应选择 两图进行实验;
(3)比较不同物质的热值,应选择 两图进行实验,燃料1的热值q1与燃料2的热值q2相比,有q1 q2。(选填“>”、“=”或“<”);
(4)若在燃料燃烧完前,甲图中的液体a已处于沸腾状态,且燃料燃烧完时温度计读数仍然为,液体b没有沸腾,则液体a的比热容与液体b的比热容相比,有 (选填“>”、“=”或“<”)。
6.研究改变物体内能的方法时,小明做了2个小实验:
(1)如图甲所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花,把活塞迅速压下去,我们会看到棉花燃烧,说明玻璃筒内气体的内能 (选填“增加”、“减小”或“不变”),此实验与汽油机工作循环中的 冲程能量转化形式相同;
(2)如图乙所示,玻璃瓶内有一些水,水的上方有水蒸气。通过打气筒给瓶内打气,瓶塞跳出。瓶塞跳出过程中瓶内气体的内能 (选填“增加”、“减小”或“不变”),瓶塞跳出过程中的能量转化过程是 能转化为 能;
(3)上面两个实验说明,通过 的方式,可以改变物体的内能。
7.如表列出了几种燃料的热值,单位是J/kg。
燃料种类
无烟煤
酒精
煤油
干木柴
氢气
热值
3.4× 107
3.0×107
4.6× 107
1.2× 107
1.4× 108
为了探究燃料燃烧时放出热量的多少是否与燃料的种类有关,某同学设计了一个探究方案如下:
(1)实验时所选用燃料种类应 ,质量应 ;( 选填“相同”或“不同”)
(2)若燃烧放出的热量由水吸收,则实验中,除了盛水容器相同,水的质量要相等外,你认为还应保持 相同;
(3)通过比较 ,可以得出燃料燃烧放出的热量与燃料的种类有关。
8.小明探究“并联电路中电流的关系”,设计了如图甲所示电路。
(1)小明首先测量C点的电流,当刚连接完所有的导线,闭合开关,两个灯泡发光,电流表指针偏向如图乙所示,其原因是 。
(2)改进后再进行实验,结束后小明记录A、B、C各点的电流值如表所示:
A点电流IA/A
B点电流IB/A
C点电流IC/A
0.28
0.28
0.56
根据表中数据,小明得出以下两个结论:
①并联电路各支路电流相等;
②并联电路干路电流等于各支路电流之和。
其中第 个结论是错误的,实验得到这个结论的原因是采用了两个规格 (选填“相同”或“不同”)的灯泡。改进后,要使另一个结论更合理应 (选填a:多测几组数据并分析;b:将电流表换成电压表进行实验;c:将电源正负极对调再进行实验)。
9.小明采用如图所示的装置进行探究“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”。
(1)在安装实验器材时,应先调整固定 (选填“A”或“B”)的位置。
(2)实验时,可以通过比较 (选填“加热时间”或“水升高的温度”)来比较酒精和碎纸片放出热量的多少。
(3)从表格数据可以发现,质量相同的酒精和碎纸片都充分燃烧后, 放出的热量多。
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后的水温/℃
酒精
25
65
碎纸片
25
44
(4)通过实验表明,质量相等的不同燃料,充分燃烧所放出的热量一般是 (选填“相同”或“不同”)的。
(5)若水的质量和燃料的质量均已知,结合表中水的初温和末温计算出燃料的热值,通过实验算出的热值与实际相比 (选填“偏大”或“偏小”),理由是 。
10.实验测得1kg某物质加热时温度随时间变化图像如图所示,已知该物质在相同时间内吸收热量相同,根据图像解答下列问题:
(1)该物质是(填“晶体”或“非晶体”),若不考虑蒸发的影响,则在熔化过程中物质的内能(填“变大”、“不变”或“变小”);
(2)若该物质在液态下的比热容c1=3.6×103J/(kg℃),该物质在固态下的比热容c2=J/(kg℃);若规定“单位质量的某种晶体物质在完全熔化为同温度的液体时所吸收的热量叫做该物质的熔化热”,则该物质的熔化热是(注意带上单位)。
11.在“探究并联电路电流规律”时,两灯并联,电流表只测通过L1的电流。
(1)请在图甲电路的基础上只改动一处,使电流表测干路电流,在应改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法;
(2)两次电流表示数均如图乙,则L1的电流是 A,L2的电流是 A;
(3)若将L1、L2位置对调,并联电路的电流规律 成立。(选填“是”“否”)
12.小明所在的兴趣小组的其他同学想继续探究并联电路中电流的规律。
(1)图乙是他们设计的电路图,实验时需要测量D、E、F三处的电流,图丙是他们某次测量时连接的实物电路,此时电流表测量的是 (选填“D”“E”或“F”)处的电流;
(2)要测量通过的电流,只需将图丙中导线 (选填“a”或“b”)的一端移动到电流表的负接线柱上。重新连接好电路后,闭合开关,电流表的示数如图丁所示,则通过的电流为 A。
13.如下图是“探究并联电路的电流规律”的实验装置。
(1)用笔画线代替导线将图中的电路连接完整,使电流表测量流过灯泡L1的电流 ;
(2)连接电路时应 开关;连好电路之后,闭合开关,发现灯泡L2发光,L1不发光,电流表无示数,原因可能是 ;
(3)用电流表分别测量干路和支路的电流,实验时应该选择规格 (填“相同”或“不相同”)的两个小灯泡;如下图表格中是实验中记录的数据,分析数据可知:并联电路中电流的规律是 (用I干、I1、I2写出表达式);以上实验中存在的不足之处是 ;
实验次数
流过L1电流I1/A
流过L2电流I2/A
干路电流I干/A
1
0.18
0.24
0.42
(4)用如下图所示的电路“探究串联电路中电流的规律”,如图表格中是实验中记录的数据,其中有一个数据存在明显的错误,错误原因是 ;改正错误后,通过规范测量可以得到的结论是 (用IA、IB、IC写出表达式)
次数
IA/A
IB/A
IC/A
1
0.3
0.3
1.5
14.如图甲所示是小明和小华探究并联电路中电流的关系设计的电路;
(1)闭合开关前,小明发现电流表的指针向着没有刻度的一侧偏转,如图乙所示,原因是 ;
(2)在实验过程中他们连接了如图丙所示的电路,闭合开关后,观察到灯L2 (选填“发光”或“不发光”);通过分析电路连接情况,该电路存在的问题是: (写出一条即可);
(3)请在图丙上只改动一根导线,符合L1、L2并联,电流表A1测干路电流,A2测灯L2的电流,开关控制所有用电器。(要求:在需要改动的导线上画“×”,用笔将改动后的导线画出,导线不许交叉)
15.如图所示,为比较酒精和汽油热值的大小,制定了以下实验方案:
(1)取 (选填“质量”或“体积”)相同的酒精和汽油作燃料,制成酒精灯和汽油灯;两灯同时点燃后分别给两杯质量和初温相同的水加热。
(2)当两灯的燃料 (选填“燃烧相同时间”或“完全燃烧完后”),甲装置中温度计读数是80℃,而乙装置的读数是90℃。由此判断 (选填“酒精”或“汽油”)的热值比较大。
(3)根据计算出水吸收的热量,然后利用这个热量计算出汽油的热值,发现结果与资料中给出的汽油热值相比 (选填“偏大”或“偏小”),主要原因是 。
16.如图所示,在“探究并联电路的电流特点”的实验中,小明设计了如图甲所示的电路进行实验:
(1)请用笔画线代替导线,按图甲中的电路图把图乙中的实物电路连接完整(导线不得交叉);
(2)为了使探究得出的结论具有普遍意义,、应该选择规格 的小灯泡;
(3)正确连接电路后,闭合开关S,观察到只有一盏灯发光且电流表有示数,电路可能存在的故障是 ;
(4)排除故障后,测出灯支路上的电流,然后用电流表分别测量出灯支路上的电流、干路电流I,两次测得的结果都如图丙所示,则 A,小明由此数据得出并联电路中干路电流和各支路电流的关系是 (写关系式即可);
(5)本实验的不足之处是 。
17.在“探究并联电路中电流的规律”的实验中:
(1)图甲是小阳设计的电路图,实验时需要测量A、B、C三处的电流,图乙是某次测量时连接的电路,此时电流表测量的是 (选“A”“B”或“C”)处的电流。要测量通过的电流,只需将图乙中导线 (选填“a”或“b”)的一端移动到 。
(2)闭合开关,发现小灯泡亮、不亮,故障原因可能是 。
(3)故障排除后,用电流表分别测量A、B、C三点的电流,更换灯泡多次测量,将实验数据记录在表格中:
测量次数
A点的电流/A
B点的电流/A
C点的电流/A
1
0.18
0.24
0.42
2
0.22
0.22
0.44
3
0.20
0.26
0.46
①并联电路中电流的规律是 ;
②在第2次实验中测得A、B两点的电流相等,原因可能是 。
③实验中多次更换灯泡的目的是 。
18.为了探究并联电路的电流特点,同学们设计了如图所示的电路进行实验。
(1)图中电流表测量的是通过灯 (选填“L1”或“L2”)的电流;
(2)小明同学连接电路时,当最后一根导线刚接入电路,就发现灯泡立即发光,电流表指针偏转,导致这种现象出现的原因是连接电路时 ;
(3)如果要用电流表测通过L1和L2的总电流,且只允许移动一根导线,应将导线 (选填“a”“b”或“c”)的右端接在电流表的 (选填“3”“0.6”或“-”)接线柱上;
(4)小明换不同规格灯泡,重复实验,记录数据如下表。由此得出并联电路的电流特点是 ;
实验次数
通过L1的电流I1/A
通过L2的电流I2/A
干路电流I/A
1
0.12
0.18
0.30
2
0.18
0.22
0.40
3
0.24
0.26
0.50
(5)另一组的同学闭合开关后,发现两灯都亮,由于连线较乱,一时无法确定电路是串联还是并联,以下判断方法中正确的是 。(填序号)
A.若拆掉L1,L2还亮,则两灯串联
B.若拆掉L1,L2还亮,则两灯并联
C.若L1被短路,L2还亮,则两灯并联
19.在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花,然后迅速压下活塞,你观察到的现象是 ;对这一现象的解释是,活塞压缩玻璃筒内的空气,对筒内空气 ,使空气的 增加,温度升高,达到乙醚 。这个过程的实质就是内燃机的 冲程。
20.某同学学习了燃料的热值后,自己设计了一个实验来探究“煤油和菜籽油的热值大小”关系.他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置,并每隔1分钟记录了杯中水的温度(见下表)
加热的时间
/min
0
1
2
3
4
5
6
甲杯水温/℃
25
27
29
32
34
36
38
乙杯水温/℃
25
26
27
28
29
30
31
(1)在安装、调整实验器材时,科学合理的顺序是(甲图中):先调整固定 的位置(均填“A”或“B”)
(2)为保证实验结论的可靠性,实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的 , .
(3)通过表中记录的数据,你认为煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是 .
(4)该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量并记录的数据,利用公式Q吸=cm(t-t0)计算出了水吸收的热量,他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值.你认为他的计算结果可靠吗 ?为什么 ?
21.为探究不同燃料燃烧放热能力的差异,小华设计了如图甲、乙所示的两组对比实验,实验装置完全相同。烧杯内水的初温、质量也都相同,实验中忽略热量的散失,且两种燃料燃烧时均匀放热。
(1)实验中,应控制两种燃料燃烧的 (选填“时间”、“初温”或“质量”)相同;
(2)燃料燃烧过程中,记录燃烧时间和对应的水温;燃烧完后,画出水的温度随时间变化的关系图像如图丙所示。假设这一过程燃料都完全燃烧,则燃料1与燃料2的热值之比为 ;
(3)若甲装置中消耗燃料的质量为m1,使质量为m2的水温度升高了Δt(水未沸腾),则燃料1的热值为 (用m1、m2、c水、Δt表示),该方法测出的热值会比真实值 (选填“大”或“小”)。
22.在“探究并联电路电流的特点”的实验中,豆豆同学连接的电路如图甲所示(本题中,电表视为理想电流表,且当有电流流过灯泡时,灯泡将会发光).
干路电流/A
灯L1的电流/A
灯L2的电流/A
0.6
0.3
(1)连接实物电路过程中,开关应处于 状态.
(2)已知各电路元件、连接情况均完好,闭合开关前,我们发现电流表A1的指针在如图乙所示的位置处,可能的原因是 ;改正错误后,闭合开关,发现电流表A1的指针仍然在如图乙所示的位置处,可能的原因是 .
(3)更正上述问题后,闭合开关S,观察到电灯L1 (选填“亮”或“不亮”)、L2不亮;随即断开开关,仔细检查,发现电路有不当之处.
(4)请在图甲中只改动一根导线,使之符合下列要求:闭合开关后,灯泡L1、L2并联,开关S控制所有用电器,电流表A1测流过干路的电流,A2测流过灯L1的电流,A3测流过灯L2的电流.(提醒:在需要删除的导线上画“×”,用笔将改动后的导线画出,导线不许交叉).
(5)随后,闭合开关,从电流表中读取数据填入上表中,其中流过灯L1的电流大小如图丙所示,该示数为 A.于是得出结论:并联电路中,各支路电流相等,干路电流等于各支路电流的总和.小华同学认为该实验结论不科学,我们应多次更换规格 (选填“相同”或“不同”)的灯泡进行实验,以便 (填入正确的序号 ).
A.寻找普遍规律 B.求平均值,减小实验误差
23.某实验小组用如图甲、乙所示的装置比较水和煤油的吸热本领,已知煤油的密度为0.8×103kg/m3。
(1)加热前,在一个烧杯中倒入120mL的水,为了使水和煤油的质量相同,需要在另一个相同烧杯中倒入 ml的煤油。
(2)实验中要使用规格 的电加热器加热,从而通过 来比较水和煤油两种液体吸收热量的多少。
(3)实验数据如下表,已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),则煤油的比热容为 。如果要在两种液体中选择一种液体做为冷却剂,应选 较为合理。
加热时间/min
0
1
2
3
4
水的温度/℃
30
34
38
42
46
煤油的温度/℃
10
18
26
34
42
(4)如图丙中①是煤油加热时温度随时间变化的图线,如果将初温相同的煤油质量增加到原来的2倍,不考虑热损失,用相同的加热器加热,再绘制出一条温度随时间变化的图线,则为图中的第 条(选填①或②或③)。
(5)同时停止加热,在相同质量的水和煤油温度降低的过程中,水放出的热量与降低的温度之比 (选填“大于”、“等于”或“小于”)煤油放出的热量与降低的温度之比。
24.小明同学利用灯泡L1、L2和三个开关S、S1、S2,一个电池组及导线若干组装电路,按要求设计的电路图如下图甲所示。
(1)电路图中灯泡L1、L2是 (填“串联”或“并联”)的;
(2)根据电路图中电流方向(黑色箭头),判断电源上端是 (填“正”或“负”)极;
(3)连接的实物电路如图乙所示,请你用笔划线代替导线将实物图中未连接好的导线补充完整 (连线不许交叉);
(4)三个开关都闭合后,只有灯泡L2发光,则电路故障可能是 或 ,为了进一步确定故障原因,小明将L1、L2互换位置,再次将开关都闭合后,发现只有L1发光,则可以确定故障是 。
25. 在“比较不同物质吸热能力”实验中,“追梦”学习小组将质量相同的水和食用油两种液体分别放入两个相同的烧杯内,并用相同的电加热器同时加热、其温度随时间变化的图象如图乙所示。
(1)实验室准备了两个规格相同的电加热器、两支温度计、烧杯适量的水和食用油、为了完成实验,还需要的器材有天平和 。
(2)实验中选用两个规格相同的电加热器同时加热,目的是要在相同时间内使放出的热量 选填“相同”或“不相同”。
(3)实验中,用 间接反映液体吸收热量的多少选填“加热时间”或“升高的温度”。
(4)分析图乙可知,液体是 选填“水”或“食用油”,液体的吸热能力比液体 选填“强”或“弱”。
(5)若在和两种液体中选择,应该选择液体 选填“”或“”作为汽车发动机的冷却剂。
26.如图,把两个小灯泡串联接入电路研究串联电路特点.
(1)在连接电路时,开关必须 ;开关闭合并且两灯都发光时,取下其中一个小灯泡,可观察到 现象;
(2)在串联的两个小灯泡电路中再串联一个小灯泡,闭合开关后可观察到 现象;
(3)以上两个现象都说明了串联电路各用电器 (选填“相互影响”或“不相互影响”)这一特点;
(4)开关闭合并且两小灯泡都发光时,使其中一个小灯泡短路,可观察到被短路的小灯泡 ,另一个小灯泡的亮度 (选填“变亮”、“变暗”、“不亮”、“不变”);
(5)实验中,选择两个小灯泡的规格应该是 的(填“相同”或“不相同”).
27.小明用如图所示的实验装置探究比较水和食用油的吸热能力,记录的数据如表:
加热时间/min
0
1
2
3
4
食用油的温度/℃
20
22
24
26
28
水的温度/℃
20
21
22
23
24
(1)实验中应取初温和 相等的水和食用油。
(2)加热过程中,水和食用油吸热的多少是通过 (选填“升高的温度”或“加热时间”)来反映的,这里用到的实验方法是 。
(3)实验过程中,如果让水和食用油吸收相同的热量,就要比较 (选填“升高的温度”或“加热时间”)来比较物质的吸热能力。
(4)分析实验数据可知, 的比热容大, 的吸热能力强。
(5)若水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),则食用油的比热容是 J/(kg•℃)。
答案解析部分
1.【答案】不相同;连接电路时开关没有断开;1.5;接了小量程,但按照大量程读数;B
2.【答案】(1)C
(2)前者是电流表没有校零,后者是电流表“+”、“-”接线柱接反
(3)用同一规格的灯泡或只测量得到一组实验数据
【解析】【解答】(1)电路为并联电路,若要测量干路电流,则电流表应串联在甲图中的干路中,其中AB为两支路上的点,C为干路上的点,所以电流表应该接在C处;(2)乙图中电流表的指针偏转在零刻度线的左侧,电路闭合开关前,电路中无电流,发现电流表指针位置如图乙所示,是因为电流表无校零.调整正确后闭合开关,发现指针又偏向图乙位置,其原因是电流表“+”、“-”接线柱接反.(3)并联电路电流规律结论得出:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,且各支路的电流相等.说明两条支路所用的用电器规格相同,应该换用不同规格的灯泡多测量几组数据,才能得出普遍的一般性规律.
【分析】(1)电流表可以测量电路中的电流,应串联使用,与哪个用电器串联,就测量流过那个用电器的电流;
(2)电流表反向偏转,说明电流表正负接线柱接反了;
(3)为了使实验结论更具有普遍性,应该换不同规格的灯泡再进行试验。
3.【答案】断开;A;;电流表没有调零;0.24;等于;不同;寻找普遍规律
【解析】【解答】(1)在连接电路过程中,开关应该处于断开状态。
(2)乙图所示的电路,电流表串联在干路上,所以测量的是甲图A点处的电流。
(3)要电流表测量C处的电流,需要电流表和灯L2串联,所以作图如下:
(4)闭合开关前电流表的指针出现了指针左偏的情况,说明电流表没有调零。
(5)电流表分度值为0.02A。此时电流表的读数为0.24A。
(6)由表中数据可知得IA=IB+IC,所以在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。试验中只有一组试验数据,偶然性太大,所以需要更换不同规格的灯泡,重复多次试验。
(7)重复做几次实验,得到了多组数据,其目的是寻找普遍规律,避免偶然性。
综上
【分析】1、电路连接的基本操作:连接电路时,为保护电路开关应断开,变阻器调节至最大阻值处,对电表进行试触,根据电表偏转角度选择合适的电表量程;同时电表的正负极接线柱要符合电流的正进负出;
2、电流表、电压表的连接:电流表与待测原件串联;电压表的与待测原件并联,连接过程需要电流正极流入负极流出,同时选择合适的量程。
3、串联电路的电路规律:串联电路,电流处处相等,电源的电压为用电器电压之和,总电阻为用电器电阻之和。
4.【答案】断开;C;实验次数太少,具有偶然性
5.【答案】(1)自下而上
(2)甲、丙
(3)甲、乙;>
(4)<
【解析】【解答】1)安装仪器的顺序为自下而上;
综上 第1空为自下而上
2) 比较不同物质的比热容 ,应保证除了物质不同外,其余因素均相同,所以选择甲丙;
综上 第1空为甲、丙
3) 比较不同物质的热值 ,应保证除了燃料不同外,其余因素均相同,选择甲乙,T甲>T乙,所以q1>q2
综上
第1空为甲、乙;第2空为>
4)甲丙加热相同时间,吸收热量相同,根据Q=cmΔt可知,温差变化越大,比热容越小,所以<
综上 第1空为<
【分析】根据探究物体吸热能力的试验、控制变量法填空
1、探究物体吸热能力的试验:安装仪器的顺序为自下而上,热量的计算:原理为Q=cmΔt ,根据加热时间代表物体吸收热量的多少(加热时间越长表明吸收热量越大),当加热时间相同时,温度变化少,物质的比热容大;
2、控制变量法:在物理实验中,存在多个影响因素共同决定某个物理量,如热量的影响因素有:质量、比热容、温度变化量。在探究某个单一变量对物理量的影响时,需要控制其余变量相同,如探究 物体的吸热量可能与物体的材料的关系时,需要控制材料质量、加热时间长相同。在探究不燃料的热值时与材料的关系时,应该保证材料的质量相同。
6.【答案】增加;压缩;减小;内;机械;做功
7.【答案】(1)不同;相同
(2)燃料的燃烧装置
(3)水升高的温度
【解析】【解答】(1)探究燃料燃烧时放出热量的多少是否与燃料的种类有关,应利用控制变量法选择种类不同,质量相同。(2)若燃烧放出的热量由水吸收,则实验中,除了水的质量要相等外,还应使燃料在同一装置内燃烧。(3)要得出燃料燃烧放出的热量与燃料的种类有关,燃料燃烧释放的热量被水完全吸收,应利用转换法通过比较水温升高的多少。
【分析】比较不用燃料的热值,需要控制燃料的质量相同即可;通过烧杯内液体温度变化量反映燃料释放热量的多少,故要控制烧杯内的液体质量相同;烧杯内的液体温度升高的越多,说明燃料释放的热量越多,燃料的热值越大。
8.【答案】电流表的正负接线柱接反了;①;相同;a
【解析】【解答】(1)闭合开关后,电流表指针反向反转,说明电流表的正负接线柱接反了。
(2)②分析表格数据可知,试验中选择两个规格相同的灯泡,所以错误的得出了两条支路的电流相等
因此改进实验步骤后,接下来应换用不同规格的小灯泡,然后分析数据并总结规律,故a正确。
综上 第1空、 电流表的正负接线柱接反了; 第2空、①; 第3空、相同; 第4空、a。
【分析】1、电流表、电压表的连接:电流表与待测原件串联;电压表的与待测原件并联,连接过程需要电流正极流入负极流出,同时选择合适的量程。
2、在进行电路规律的试验时,应该选择不同规格的小灯泡,避免偶然因素,得出错误规律。
3、并联电路规律:电压规律、电流规律以及欧姆定律:并联电路电压相等、支路电流之和为干路电流。
9.【答案】(1)B
(2)水升高的温度
(3)酒精
(4)不同
(5)偏小;燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失
【解析】【解答】(1)使用酒精灯加热时,要用酒精灯的外焰加热,组装时需要根据酒精灯火焰的高度确定烧杯的高度,需要按照自下而上的顺序组装,即先确定B的位置。
(2)实验时通过比较水升高的温度来比较酒精和碎纸片放出热量的多少。
(3)由表中数据可知,质量相等的酒精和碎纸片完全燃烧,酒精加热的水的温度变化量更大,说明水吸收热量更多,所以酒精放出的热量更多。
(4)通过实验表明,质量相等的不同燃料,充分燃烧所放出的热量一般是不同的。
(5)实验过程中,燃烧不能完全燃烧,且产生的热量不能被水完全吸收(有热量散失在空气中),存在热量的损耗,所以水吸收的热量小于燃料安全燃烧放出的热量,故测得的热值偏小。
故答案为:(1)B;(2)质量;(3)水升高的温度;(4)酒精;(5)偏小;燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失。
【分析】(1)为了保证用酒精灯外焰给烧杯加热和保证温度计能完全浸在水中,且不能碰到容器壁,应先固定下边装置,再固定上边,需要按照自下而上的顺序组装;
(2)燃料燃烧放出的热量与燃料的质量和种类有关,根据其判断需控制的量;
(3)实验中通过水升高的温度来比较不同燃料放出热量的多少;
(4)根据表格中水升高的温度来比较燃料放出热量的多少;燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失,所以直接计算得出的热值比实际值要小。
(1)使用酒精灯加热时,要用外焰加热,所以要根据酒精灯火焰的高度确定烧杯的高度,故组装装置时,要按照自下而上的顺序,即先确定B的位置。
(2)实验时通过比较水升高的温度来反映燃料放出热量的多少,采用了转换法,水温度升高的越多,说明燃料放出的热量更多。
(3)由表中数据可知,酒精完全燃烧,水的温度由升高至,碎纸片完全燃烧,水的温度由升高至,使用酒精为燃料时,水温度变化量更大,说明水吸收热量更多,所以酒精放出的热量更多。
(4)由实验可知,质量相同的酒精和碎纸片,酒精使水升高的温度更高,由此可知,质量相等的不同燃料,充分燃烧所放出的热量一般是不同的。
(5)[1][2]实验过程中,燃烧产生的热量不能被水完全吸收或有热量散失在空气中,存在热量的损耗,所以水吸收的热量小于燃料安全燃烧放出的热量,故测得的热值偏小。
10.【答案】晶体,变大,1.8×103,2.88×105J/kg
11.【答案】(1)
(2)0.32;1.28
(3)是
【解析】【解答】(1)电流表要测干路电流,将电流表接在干路上,如下图所示:
(2)原图中电流表只测通过L1的电流,改图后电流表测量干路电流,两次电流表的指针位置相同,由于干路电流等于各支路电流的和,所以测量L1的电流时,电流表选用小量程,示数为0.32A,测量干路电流时电流表选用大量程,示数为1.6A,由并联电路电流的规律知L2的电流为
I2=I-I1=1.6A-0.32A=1.28A
(3)并联电路电流规律为:并联电路干路中的总电流等于各支路电流之和,若将L1、L2位置对调,并联电路的电流规律仍然成立。
【分析】(1)电流表测量干路电流时,串联在干路上,接线柱正入负出;
(2)并联电路中,干路电流等于支路电流之和,根据电流表的位置选择量程,结合指针位置,测量电流大小;
(3)并联电路电流规律,和各支路用电器的位置无关。
12.【答案】(1)F
(2)a;0.3
13.【答案】(1)
(2)断开;L1所在支路存在断路
(3)不相同;I干=I1+I2;没有换用其它规格的灯泡进行重复实验
(4)读错量程;IA=IB=IC
14.【答案】电流表指针没有调零;不发光;灯泡L1与电流表A1连接的导线把L2给短路了;
15.【答案】(1)质量
(2)完全燃烧完后;汽油
(3)偏小;燃料燃烧的热量不可能被完全吸收
16.【答案】(1)
(2)不同
(3)灯L2断路
(4)1; I=I1+I2
(5)只做一次实验,结论具有偶然性
17.【答案】(1)C;a;电流表的“-”接线
(2)L2断路
(3)并联电路中,干路电流等于各支路电流之和;两灯泡的规格相同;使所得结论具有普遍性
18.【答案】L2;开关没有断开;b;-;干路电流等于各支路电流之和;B
19.【答案】棉花燃烧;做功;内能;着火点;压缩
【解析】【解答】当用力压活塞时,活塞压缩玻璃筒内的空气,对气体做功,筒内空气的内能增加,温度升高,当达到乙醚着火点时,筒内棉花就会燃烧起来,这个过程中机械能转化成内能,与内燃机的压缩冲程相同。
故答案为:棉花燃烧;做功;内能;着火点;压缩。
【分析】(1)做功可以使内能与机械能之间进行转化:对物体做功,物体内能会增加;物体对外做功,物体内能会减少;
(2)内燃机的压缩冲程中,机械能转化内能,做功冲程,内能转化成机械能。
20.【答案】B;质量;水的初温;煤油;不可靠;煤油和菜籽油不可能完全燃烧,且有热量损失
21.【答案】质量;3∶2;;小
22.【答案】断开;电流表指针没有校零;电流表正负接线柱接反了;亮;;0.3;不同;A
23.【答案】(1)150
(2)相同;加热时间
(3)2.1×103J/(kg.℃);水
(4)③
(5)大于
【解析】【解答】(1)根据题意可知,水的质量:m水=ρ水V水=1.0g/cm3×120cm3=120g;
实验中应该控制水和煤油的质量相同,
所以煤油的质量为120g,则煤油的体积为:;
(2)实验中要使用规格相同的电加热器加热,实验中通过加热时间来比较水和煤油两种液体吸收热量的多少;
(3)①根据表格中的数据可知,相同质量的水和煤油升高相同的温度(8℃),水的加热时间(2min)为煤油加热时间(1min)的2倍,则水吸收的热量为煤油吸收的热量的2倍。
根据Q=cmΔt可知,在物质的质量、升高的温度相同时,吸收的热量与比热容成正比,
则煤油的比热容为:c煤油=c水=×4.2×103J/(kg•℃)=2.1×103J/(kg•℃);
②因水的比热容大,根据Q=cmΔt可知,质量相同的水和煤油升高相同的温度,水吸热多,故如果要在水和煤油两种液体中选择一种液体做为冷却剂,水较为合理;
(4)图丙中②是煤油加热时温度随时间变化的图线,如果将初温相同的煤油质量增加到原来的2倍,不考虑热损失,用相同的加热器加热(相同时间放出的热量相同),根据Q=cmΔt可知,升高相同温度时吸收热量将是原来的2倍,也就是加热时间变为原来的2倍,故选③;
(5)由Q放=cmΔt可知,所以在质量和放出热量相同的情况下,降低的温度与比热容成反比,故水放出的热量与降低的温度之比大于煤油放出的热量与降低的温度之比。
【分析】(1)根据控制变量法的要求可知,实验中要控制水和煤油的质量相等。利用公式m=ρV求出水的质量,再利用求出煤油的体积;
(2)相同的加热器电功率相同,根据Q=W=Pt可知,产生的热量与加热时间成正比;
(3)①相同质量的水和煤油升高相同的温度,吸收的热量与比热容成正比。根据表格数据确定升高相同温度时二者加热时间之比,从而得到吸收热量之比,根据Q=cmΔt得到二者比热容之比,进而计算出煤油的比热容;
②比热容越大,则吸热能力越强,越适合做冷却剂。
(4)由已知条件,根据Q=cmΔt结合图丙分析回答;
(5)根据热量计算公式Q放=cmΔt进行分析解答。
24.【答案】并联;负;;L1断路;S1断路;S1断路
25.【答案】(1)秒表
(2)相同
(3)加热时间
(4)水;强
(5)B
【解析】【解答】(1)在实验过程中,还有记录加热的时间,那么还需要秒表。
(2)实验中选用两个规格相同的电加热器同时加热,目的是要在相同时间内使放出的热量相同。
(3)实验中,用加热时间间接反映液体吸收热量的多少。
(4)根据图乙可知,当加热时间相同时,A升高的温度大于B升高的温度。根据Q=cm△t可知,B的吸热能力更强。因为食用油的吸热能力比水弱,因此B是水,A是食用油。
(5)若在A和B两种液体中选择,应该选择液体B作为汽车发动机的冷却剂。
【分析】(1)根据测量的物理量选择合适的测量工具;
(2)根据W=Pt可知,当功率相同时,产生的热量与时间成正比;
(3)在实验过程中,加热时间越长,产生的热量越多,则吸收的热量越多;
(4)根据图乙,结合公式Q=cm△t分析解答;
(5)物质的比热容越大,则升高相同的温度时吸收的热量越多,散热效果越好,据此分析解答。
26.【答案】断开;另一灯熄灭;原来两小灯泡变暗;相互影响;不亮;变亮;不相同
27.【答案】(1)质量
(2)加热时间;转换法
(3)升高的温度
(4)水;水
(5)2.1×103
【解析】【解答】(1)实验中应取初温和质量相等的水和食用油。
(2)加热过程中,水和食用油吸热的多少是通过加热时间来反映的,这里用到的实验方法是转换法。
(3)实验过程中,如果让水和食用油吸收相同的热量,就要比较升高的温度来比较物质的吸热能力。
(4)根据表格数据可知,当加热2min时二者吸收的热量相等,水升高的温度为:22℃-20℃=2℃,食用油升高的温度:24℃-20℃=4℃,则水升高的温度小。根据Q=cm△t可知,水的比热容大,即水吸热的能力强。
(5)根据表格数据可知,当加热2min时二者吸收的热量相等,水升高的温度为:22℃-20℃=2℃,食用油升高的温度:24℃-20℃=4℃,
那么Q油=Q水;
c油m△t油=c水m△t水;
c油△t油=c水△t水;
c油×4℃= 4.2×103J/(kg•℃) ×2℃;
解得:c油=2.1×103J/(kg•℃)。
【分析】(1)根据Q=cm△t可知,质量相等的水和食用油吸收相同的热量时,温度升高多的物质吸热能力更小。
(2)①在实验过程中,使用相同的加热器则功率相同,根据Q=W=Pt可知,加热时间越长,则吸收的热量越多。
②物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫转换法。
(3)根据(1)中的分析解答;
(4)根据表格数据,利用Q=cm△t分析水和食用油吸热能力大小;
(5)相同时间内水和食用油吸收相同的热量,根据表格确定升高的温度,结合Q=cm△t计算食用油的比热容。
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