第13-15章实验探究专项-2026-2027学年物理九年级全一册人教版

第13-15章实验探究专项-2026-2027学年物理九年级全一册人教版 1．为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图甲所示的实验。 (1)本实验所需测量工具有天平、_________和温度计；在两个相同的试管中应加入初温和_________都相同的水和食用油； (2)实验中，可以通过_________________（填“升高的温度”或“加热时间”）来比较两种液体吸收热量的多少；如图乙所示，可判断出，_____________吸热能力弱；在此实验中，如果要使水和食用油的最后温度相同，就要给水加热更长的时间，此时水吸收的热量_____________（选填“大于”“小于”或“等于”）食用油吸收的热量； (3)冬天将至，老师想自制一个暖手袋，若只能从上面两种液体中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质，则应选择_________（选填“水”或“食用油”）； (4)已知水的比热容是，那么食用油的比热容大小为________； (5)该实验用到的实验方法是___________（写出一个即可）。 2．请完成下列填空。 (1)如图—1，往装有50 mL水的量筒中注入50 mL的酒精，水和酒精混合后的总体积小于100 mL，这一现象说明分子间有____________； (2)如图—2，在演示气体扩散时，应把装有密度比空气大的二氧化氮气体的瓶子放在装有空气瓶子的_________（选填“上”或“下”）方； (3)如图—3，把一块干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面，读出弹簧测力计的示数。然后使玻璃板水平接触水面，稍用力向上拉玻璃板，弹簧测力计示数会_________（选填“变大”或“变小”），这是由于分子间存在_________。 3．物理兴趣小组利用气压式喷雾器、数字式温度计、小叶轮等器材进行实验，探究做功与内能改变的关系。用温度计测出气压式喷雾器内气体的温度，如图—1。关闭喷嘴处的阀门，接着用手按压活塞快速打气，再用温度计测出喷雾器内气体的温度，如图—2。打开喷嘴处的阀门，迅速放出喷雾器内一部分气体，并用温度计测出喷雾器内气体的温度，如图—3。 (1)该实验通过____________来反映气体内能的变化，这里所运用的物理研究方法是____________。 (2)关闭喷嘴处的阀门用手按压活塞快速打气，此时_________能转化为气体的内能。 (3)比较图—1、—2两图可知，外界对气体做功，气体的内能_________。 (4)比较图_________两图可知，气体对外界做功，气体的内能_________。 (5)做功可以改变物体的内能，它在改变物体内能的效果上与热传递_________（选填“是”或“不是”）等效的。 4．在热学实验复习课上，老师用如图所示的三个小实验组织“实验拼盘”复习，请完成下列问题。 (1)图甲实验中，_____（选填“冷水”或“热水”）杯中的红墨水扩散得更快，说明温度越高，分子的无规则运动越_____。 (2)图乙实验中，迅速压下活塞，观察到硝化棉燃烧起来，这是因为活塞压缩筒内空气做功，使空气的内能_____、温度升高到硝化棉的着火点；此过程的能量转化与四冲程汽油机的 ________冲程相同。 (3)图丙实验中，橡胶塞被水蒸气推出，管口出现的“白雾”是水蒸气_____（填物态变化名称）形成的小水滴；此过程水蒸气的内能转化为塞子的_____能，与汽油机的_____冲程能量转化相同。 5．小虎和小慧学习了燃料的热值后，想要通过实验来比较煤油和菜籽油的热值的大小关系，为此他们组装了图所示的装置并进行了实验。 (1)为了保证实验结论的可靠性，小虎和小慧选择了两套完全相同的装置，并控制___________（选填“两种油的质量”“两杯水的质量”或“两种油及两杯水的质量”）相等。 (2)该实验通过________________（选填“加热时间”或“水升高的温度”）来反映煤油和菜籽油放出热量的多少。 (3)根据上述实验设计，小虎认为实验中两杯水的初温可以不同。小慧认为探究过程中他们采用了控制变量法，所以除了________________不同外，其他因素都必须相同。如果两杯水的初温不同，那么水的蒸发快慢以及水与外界的环境温差都不相同，两杯水散热就不相同，就有可能出现燃料燃烧放出的热量多，但水温变化小的情况。所以，实验时应该控制水的初温相同。你认为__________（选填“小虎”或“小慧”）的想法更合理。 (4)小虎和小慧记录的实验结果如下表。 ①小慧认为等燃料完全燃烧完，等待的时间过长，可以在燃料燃烧3min后读数比较，小虎认为不对，理由是__________________________。 燃料 加热前水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃ 加热时间/min 煤油 25 48 10（刚好燃尽） 菜籽油 25 43 15（刚好燃尽） ②实验中，假设燃料完全燃烧且忽略热量损失，根据表格数据可计算出煤油与菜籽油的热值之比为__________。 6．跨学科实践：实践小组利用空易拉罐、去掉笔芯和尾塞的中性笔、小风扇、酒精灯等材料制作简易汽轮机模型。 (1)实践小组设计的简易汽轮机模型如图所示，开始测试前在易拉罐内部装入适量的______________（选填“水”或“细沙”）； (2)点燃易拉罐下方的酒精灯，酒精燃烧过程中能量转化情况为：______________能转化为______________能；此汽轮机模型属于______________（选填“内”或“外”）燃机。 (3)当有蒸汽从中性笔管喷出时，扇叶就转动起来，此过程中的能量转化与内燃机的______________冲程相同。 (4)热机发展史也是一部热机效率提高史，实践小组的同学们研究发现导致自制汽轮机效率比较低下的一个原因是：酒精燃烧产生的热量很大一部分散失到______________中。 7．(1)如图所示，被毛皮摩擦过的橡胶棒因得到电子带____________电，当它接触验电器的金属球时，两片金属箔带____________（选填“同种”或“异种”）电荷而张开，原理是____________金属杆中瞬间电流方向是从______________________（选填“金属球到金属箔”或“金属箔到金属球”）。 (2)如图甲、乙所示的两只集气瓶，一瓶装有无色透明的空气，另一瓶装有红棕色二氧化氮气体（密度比空气大）。为了研究扩散现象应选择____________图所示的方案（选填“甲”或“乙”），抽去玻璃隔板后，上瓶中气体颜色逐渐变深，从微观角度，这说明气体内部分子在不停做____________，___________（选填“能”或者“不能”）说明分子间存在间隙。 8．在“连接串、并联电路”的实验中，实验电路图如图1所示。 (1)如图1，小明进行了如下探究： ①连接电路时，开关应___________（选填“断开”或“闭合”）。 ②当两灯亮后，若将灯泡从灯座上取下，灯泡___________（选填“发光”或“不发光”），说明在串联电路中，各个用电器之间___________（选填“相互影响”或“不相互影响”）； ③连接完成电路后，小明闭合开关，两灯都亮。此时若把一根导线接在灯泡的两端，则会出现的现象是灯泡___________，灯泡___________（均选填“发光”或“不发光”）； (2)如图2所示，将开关分别连接在A、B、C处，闭合开关，灯、会___________（“发光”或“不发光”），说明：串联电路中开关位置改变，其控制作用___________（“改变”或“不改变”）。 9．在探究并联电路电流规律的实验中，图甲是实验的电路图。 (1)连接电路时开关应处于________状态，电流表应________（选填“串联”或“并联”）在被测电路中。若要测量干路中的电流，则电流表应接在甲图中的________点； (2)小明同学在测量处的电流时，发现电流表的指针偏转如图乙表示，原因是________；在排除故障后，电流表的示数如图丙所示，则电流表的示数为________A； (3)根据表格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，用、和表示）。得出该结论的过程存在不完善的地方，改进方法是________。 测量处 A B C 电流（A） 0.3 0.2 0.5 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 《第13-15章实验探究专项-2026-2027学年物理九年级全一册人教版》参考答案 1．(1) 秒表 质量 (2) 加热时间 食用油 大于 (3)水 (4) (5)控制变量法/转换法 【详解】（1）实验需要测量加热时长来反映吸收热量的多少，因此除天平、温度计外，还需要秒表； 根据控制变量法，探究不同物质的吸热能力时，要保证两种液体的初温和质量都相同，排除其他变量干扰。 （2）本实验使用相同的加热装置，相同时间内两种液体吸收的热量相等，因此可以通过加热时间比较吸收热量的多少，这是转换法的应用； 从图乙可知，加热相同时间，即吸收相同热量时，食用油升温更快，说明食用油的吸热能力更弱； 若要让水和食用油最终温度相同，水需要更长的加热时间，因此水吸收的热量大于食用油吸收的热量。 （3）暖手袋的供热物质需要在降低相同温度时放出更多热量，水的比热容更大，相同质量的水和食用油降低相同温度时，水放出的热量更多，供热效果更好，因此选水。 （4）由图乙可知，质量相同的水和食用油，都从10℃升高到30℃，升高相同温度，水的加热时间是6min，食用油的加热时间是3min，说明水吸收的热量是食用油的2倍。根据比热容公式​，在、相同时，比热容与吸收的热量成正比，因此食用油的比热容是水的，即 （5）本实验探究吸热能力和物质种类的关系，控制质量、初温、加热装置相同，用到了控制变量法；将不易直接测量的吸收热量多少转换为容易测量的加热时间，用到了转换法。 2．(1)间隙 (2)下 (3) 变大 引力 【详解】（1）因为分子间存在着间隙，当水和酒精充分混合后，酒精分子和水分子会分别进入到对方分子的间隙中，这就导致混合后酒精和水的总体积小于混合前酒精和水的总体积。 （2）二氧化氮气体的密度比空气的密度大，如果把装有二氧化氮气体的瓶子放在上方，由于重力作用，二氧化氮气体会自然下落，这样就无法分清是重力作用使气体混合，还是扩散现象导致的混合。所以演示扩散现象时应该把装有二氧化氮气体的瓶子放在下方。 （3）当玻璃板离开水面时，玻璃分子和水分子间的距离在分子的引力作用范围内，此时水分子和玻璃分子之间存在相互作用的引力。这个引力会阻碍玻璃板离开水面，使得弹簧测力计需要施加更大的力才能将玻璃板拉出水面，所以弹簧测力计的示数会变大，这说明了分子间存在引力。 3．(1) 温度计示数的变化 转换法 (2)机械 (3)增加 (4) —2、—3 减少 (5)是 【详解】（1）内能的大小无法直接观察，实验中通过可直接测量的气体温度变化来间接反映内能的改变，这种将不易观测的物理量转换为直观易测的物理量的研究方法是转换法。 （2）用手按压活塞打气时，人对活塞做功，消耗了机械能，这部分能量转化为喷雾器内气体的内能。 （3）对比图—1温度12.5℃、图—2温度20.5℃，可见打气后气体温度升高，说明外界对气体做功时，气体的内能增加。 （4）要探究气体对外做功的内能变化，需要选取打气后、放气前后的状态对比，也就是图—2和图—3；图—2温度20.5℃，图—3放出气体后温度降为13.5℃，说明气体对外界做功时，自身内能减少。 （5）做功和热传递都可以改变物体的内能，能达到相同的内能改变效果，二者在改变物体内能上是等效的。 4．(1) 热水 剧烈 (2) 增大 压缩 (3) 液化 机械 做功 【详解】（1）由图甲可知，热水杯中的红墨水扩散得更快；比较冷水与热水杯中的红墨水扩散情况易得，温度越高，分子无规则运动越剧烈，因此红墨水在热水中扩散速度更快。 （2）活塞压缩筒内空气做功，对空气做功会使空气的内能增大、温度升高，达到硝化棉着火点后硝化棉燃烧；该过程是机械能转化为内能，和四冲程汽油机的压缩冲程的能量转化规律完全相同。 （3）管口的白雾是高温水蒸气遇冷，由气态变为液态小水滴的过程，属于液化现象；水蒸气推橡胶塞时，水蒸气的内能转化为塞子的机械能，该能量转化过程和汽油机的做功冲程一致。 5．(1)两种油及两杯水的质量 (2)水升高的温度 (3) 燃料的种类 小慧 (4) 没有控制燃烧的燃料质量相等 【详解】（1）实验时，燃料燃烧放出的热量无法直接测量，要通过被加热的液体的温度变化来反映，所以要加热相同质量的同种液体；燃料的热值等于燃料完全燃烧放出热量与质量的比，所以还要控制燃料的质量相同，比较燃料完全燃烧时放出的热量；所以，为了保证实验结论的可靠性，应控制两种油及水的质量相等。 （2）实验中，燃料燃烧放出的热量被水吸收，用水升高的温度来反映煤油和菜籽油放出热量的多少，采用了转换法。 （3）为了比较两种燃料的热值大小，除了燃料的种类外，其他因素都必须控制相同，这里要应用控制变量法。 如果两杯水的初温不同，那么水与外界的环境温差都不相同，温差越大，散热越快，于是两杯水散热就不相同，就有可能会出现燃料燃烧放出的热量多，而水吸收的热量少，水温变化小的情况，无法用水温的变化来反映燃料燃烧放出热量，所以实验时应该控制水的初温相同。因此，我认为小慧的想法更合理。 （4）不同燃料的燃烧快慢不一样，燃烧3分钟时，两种油消耗的质量不相等，不符合“燃烧相同质量燃料”的实验前提，无法公平比较二者热值。 忽略热量损失时，燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收，即，结合热值定义，可得热值之比，即 6．(1)水 (2) 化学 内 外 (3)做功 (4)空气 【详解】（1）该装置需要产生蒸汽来推动扇叶，水受热汽化可以形成水蒸气，细沙无法产生喷射的气流，因此选水。 （2）酒精燃烧时，储存的化学能释放，转化为内能；该汽轮机的燃料在易拉罐外部的酒精灯中燃烧，并非在装置的汽缸内部燃烧，因此属于外燃机。 （3）高温蒸汽喷出推动扇叶转动，是内能转化为机械能的过程，和内燃机的做功冲程的能量转化完全一致。 （4）自制装置的密封性、隔热性差，酒精燃烧释放的大量热量会散失到周围的空气（环境）中，无法全部用来加热水产生蒸汽，这是热机效率低的典型原因之一。 7．(1) 负 同种 同种电荷相互排斥 金属箔到金属球 (2) 乙 无规则运动 能 【详解】（1）毛皮束缚电子的能力弱，橡胶棒得到电子后，负电荷数量多于正电荷，因此带负电； 带负电的橡胶棒接触验电器金属球时，电子会转移到验电器的金属箔上，使两片金属箔带上同种负电荷，根据“同种电荷相互排斥”的原理，金属箔会张开； 电流的方向被规定为正电荷定向移动的方向，和自由电子（负电荷）定向移动的方向相反；该过程中电子是从金属球经金属杆流向金属箔，因此瞬间电流的方向是从金属箔到金属球。 （2）二氧化氮密度远大于空气，若选择甲图将二氧化氮放在上方，它会因重力作用向下运动，无法单纯说明是扩散现象；选择乙图将密度更大的二氧化氮置于下方集气瓶，抽去隔板后二氧化氮仍能向上扩散进入上方空气瓶，排除了重力的干扰，更能严谨地验证扩散现象； 抽去玻璃隔板后上瓶颜色逐渐变深，是二氧化氮分子自发运动到上方空气瓶的结果，证明了气体分子在永不停息地做无规则运动； 两种气体最终可以彼此进入对方、均匀混合，说明分子并非紧密排列，气体分子间存在空隙可以让其他分子进入，因此该现象能说明分子间存在间隙。 8．(1) 断开 不发光 相互影响 发光 不发光 (2) 发光 不改变 【详解】（1）①连接电路时，为了防止接线过程中误触接通电路、损坏元件，保护电路安全，开关必须保持断开状态。 ②图1是串联电路，电流只有一条路径，取下后整个电路的路径被切断，电路处于断路状态，因此不发光，这说明串联电路的各个用电器工作状态会相互影响。 ③把导线接在两端时，被短路，电流会直接从导线上绕过，但电路整体仍是通路，电流可以经过，因此发光，不发光。 （2）图2是串联电路，串联电路中开关的作用是控制整个电路的通断，无论开关接在串联路径的A、B、C哪个位置，闭合开关后整个电路都接通，两灯都会发光，因此开关位置改变时，它对电路的控制作用不改变。 9．(1) 断开 串联 C (2) 电流表的正负接线柱接反了 0.24 (3) 换用不同规格的小灯泡多次实验 【详解】（1）连接电路时，为保护电路，开关要断开；电流表使用规则是串联接入电路；图甲中C点在干路，要测干路电流，电流表接在C点。 （2）乙图电流表指针反向偏转，是电流表正负接线柱接反；丙图用量程，分度值0.02A，读数为0.24A。 （3）根据表格中数据可得，并联电路干路电流等于各支路电流之和，关系式为；只做一次实验结论有偶然性，应换用不同规格小灯泡多次实验，寻找普遍规律。 答案第1页（共2页） 答案第1页（共2页） 学科网（北京）股份有限公司 $