第13章内能--第15章电流和电路 实验探究专项训练-2026-2027学年物理九年级全册人教版

第13-15章实验探究专项训练-2026-2027学年物理九年级全册人教版 1．探究：不同物质的吸热能力，小明同学用如图所示的器材，比较水和食用油的吸热能力。 (1)为了得到质量相同的水和食用油，应选用的器材是________。为了完成该实验还需要的测量工具有________。 (2)为了科学地比较水和食用油的吸热能力，小明选择的方法是：加热________（选填“体积”或“质量”）相同的水和食用油，使它们________________（选填“升高相同的温度”或“末温相同”），比较它们吸收热量的多少。这里用到的物理研究方法是____________。 (3)因无法直接测量水和食用油吸收的热量，小明选择两个规格相同的电加热器，通过比较________（选填“升高的温度”或“加热时间的长短”），来间接地得出水和食用油吸收热量的关系，这里用到的物理研究方法是__________________________。 (4)实验中，测出水的末温如图乙所示，请将下表填写完整： 物质 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/min 水 100 20 10 食用油 100 20 64 10 (5)分析上表数据可知：加热时间相同时，________的温度升高得更高，这说明食用油的吸热本领比水________（选填“大”或“小”）。 (6)如果使相同质量的水和食用油升高相同的温度，水需要吸收的热量比食用油________（选填“多”或“少”）。 (7)换用其他物质进行实验，仍可得出相同的结论：质量相同的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量________（选填“相同”或“不同”）。由此揭示了物质的一种特性，这种特性被称为________。暖气用水做传热介质是因为水的比热容________。 2．如图所示，是我们在学习分子动理论时做的一些实验； 图a：硫酸铜溶液与清水开始界面十分清晰，几天之后，两种液体混合均匀了； 图b：玻璃板的下表面接触水面，发现拉力示数大于玻璃板的重力； 图c：水和酒精充分混合后的总体积小于混合前水和酒精的总体积； 图d：将红墨水滴入水中，可以看到它在水中扩散开来； 图e：将两个底面干净、平整的铅块紧压在一起，两个铅块就会结合在一起，下面吊一个较重的物体也不会将它们拉开。 请回答： (1)图a和图______两个实验产生实验现象的原因相同，实验表明分子在___________。 (2)图b和图______两个实验产生实验现象的原因相同，实验表明分子间存在____________。 3．如图甲所示，将装有热牛奶的奶瓶放入水中冷却（热牛奶和水的质量相同）；根据测得的实验数据，绘制出热牛奶和水的温度随时间变化的图像，如图乙所示。根据图像回答下列问题： (1)表示热牛奶的温度随时间变化的曲线是图乙中的___________（选填“A”或“B”）。 (2)内，温度随时间变化比较缓慢的曲线是图乙中的___________（选填“A”或“B”）。变化慢是因为该曲线对应的物质的比热容较___________（选填“大”或“小”）。 (3)热牛奶和水的内能发生变化，是通过___________的方式改变的。 (4)热牛奶的末温是___________℃。若水和热牛奶的质量之比为15：7且不计热量损失，则热牛奶的比热容是___________。 4．为探究“动能大小的影响因素”，科学小组利用斜面、钢球、木块等器材开展了如图所示的活动。 (1)实验中通过比较木块____________来判断钢球动能的大小，这里运用的研究方法是____________（选填“转换法”或“控制变量法”）。 (2)用质量不同的两个钢球从斜面上相同高度自由滚下，目的是使钢球撞击木块时的____________相同；通过比较____________两次实验可知，在速度相同时，质量越大，动能越大。 (3)通过比较甲、乙两次实验可知，在质量相同时，____________越大，动能越____________。 (4)木块被撞击后到停下来的过程中是机械能转化为____________能，若水平面表面绝对光滑，本实验将____________（选填“能”或“不能”）达到实验探究目的。 5．1776年，瓦特对蒸汽机进行了重大改良，使热机效率大幅提升，有力地推动了第一次工业革命。学校科技兴趣小组开展了研究制作一个简易热机模型的项目化活动。 【项目提出】制作简易热机模型 【项目分析】热机的工作原理是什么？热机包含哪些主要装置？ 【项目实施】 (1)①制作叶轮：取一个空易拉罐，剪下一块圆形片，将圆形金属片剪成螺旋桨的形状。在金属片中心钻孔，用铁丝穿过小孔，并将铁丝固定在立柱上，如图甲。 ②组装“汽轮机”：在另一个易拉罐盖上打个孔，倒出饮料后往其内部装入半罐水，如图乙；用铁丝制作支架，最后组装器材，如图丙，该“汽轮机”属于______（选填“内燃机”或“外燃机”）； (2)“汽轮机”工作：点燃固体酒精，加热易拉罐中的水直至沸腾，当孔周围出现大量的“白气”时，再将叶轮移到正对孔的位置。该“汽轮机”工作时，图丙中的水蒸气的______能转化为叶轮的______能，这是通过______的方式改变水蒸气能量； 【展示交流】 (3)小组同学发现，该“汽轮机”工作时，叶轮转动断断续续，根据这一现象，请你提出一条改进措施：_____________________________________________________________________________________。 6．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量相等，烧杯内的液体质量和初温也相同。 (1)比较不同燃料的热值，应选择______两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过____________（填“温度计升高的示数”或“加热时间”）来反映的；如果燃料燃尽后的数据图像如右图所示：a为燃料1得到的数据图像，b为燃料2得到的数据图像，由图可以看出，燃料______的热值更大。 (2)实验前，应按照______（选填“自上而下”或“自下而上”）的顺序调整实验器材； (3)实验中，计算出水吸收的热量，然后利用这个热量计算出燃料的热值，发现计算结果与资料中的数据相比偏______。 7．有关静电现象的小实验： (1)当A、B两个通草球出现如图甲所示情形时，若A带正电，则B带_________电； (2)如图乙所示，用餐巾纸摩擦吸管可以使其带电，现用另一带电的物体靠近吸管带电的一端，现象如图乙所示，这说明它们带的是_________（选填“同种”或“异种”）电荷。本次实验时应选择_________（选填“干燥”或“潮湿”）的环境； (3)用一个摩擦过的气球靠近空易拉罐，这种用摩擦的方法使物体带电的现象称为_________。如图丙所示，发现空易拉罐向气球方向滚动，这是利用了带电体具有_________的性质； (4)如图丁所示，当一个带负电的物体A靠近不带电的金属导体B时，B的a端会带正电，B中的自由电子受到物体A所带电荷的_________（填“吸引”或“排斥”）作用移动到导体B的另一端。 8．小俊想用刚学习的电学基本知识，连接一个电路，于是他找来两节干电池，一个小灯泡，一个开关和若干导线，连接成了如图甲所示的电路图。 (1)小俊把干电池、小灯泡和开关连接到电路中时，刚接好最后一根导线，灯泡就亮了，他在实验操作中的不当之处是____________； (2)改正错误后，闭合开关前，小灯泡不发光，这时的电路是断路；闭合开关后，小灯泡发光，这时的电路是______。 (3)电源是提供电能的装置。小俊看到实验桌上有一个“+、-”极模糊不清的电池盒，他用一个______就可以判断出电源的“+、-”极； (4)如图乙所示，让同学们只用一根导线来“点亮”小灯泡，同学们设计了三种电路，其中能让小灯泡发光的是______图。 9．在“连接并联电路”的实验中，小蓝设计了如图甲所示电路图。 (1)按图甲连接电路时，开关应处于_______状态；小蓝连接的电路如图乙，导线a、b、c、d中有一根接错了，该错误导线是_____； (2)电路改接正确后，闭合所有开关，灯发光，灯不亮。于是她断开所有开关，交换两灯位置后，再闭合所有开关，发光，不亮，则电路故障可能是_____； A．的灯丝断路 B．干路上某根导线断路 C．的灯丝断路 D．支路某根导线断路 (3)利用图甲电路，继续探究开关的作用，小蓝先后进行了两次实验： ①两次实验中，、的工作状态（断开或闭合）是：先______________，再___________________； ②在观察灯泡发光情况时，她应该_____。 A．观察和 B．只观察 C．只观察 10．在研究串联电路的电流规律的实验中，小明设计的电路如图甲所示，他选择规格相同的4个灯泡进行实验。 (1)若要测量A处的电流，电流表应_________（选填“串联”或“并联”）在图甲中的处。 (2)连好电路闭合开关前，发现电流表指针位置如图乙所示，接下来的操作是_________。调整后闭合开关，发现指针又偏向图丙位置，其原因是_________。 (3)纠正（2）中的错误后，测出两处的电流值后，将电流表串联在处，闭合开关出现如图丁的现象，其原因是_________。改正后继续测量并将电流表的示数依次填入表格中，分析数据得出结论：串联电路中的电流处处相等。这个实验在设计方案上还存在的不足之处是_________ 实验次数 A处电流 B处电流 C处电流 1 0.28 0.28 0.28 2 0.26 0.26 0.26 3 0.28 0.28 0.28 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章实验探究专项训练-2026-2027学年物理九年级全册人教版》参考答案 1．(1) 天平 秒表 (2) 质量 升高相同的温度 控制变量法 (3) 加热时间的长短 转换法 (4)41 (5) 食用油 小 (6)多 (7) 不同 比热容 大 【详解】（1）测量质量的专用工具是天平，因此要得到质量相等的水和食用油需要用天平；实验中需要测量液体的温度变化、记录加热时长来反映吸热多少，因此还需要温度计和秒表。 （2）比较吸热能力要控制质量这一变量一致，因此选择质量相同的两种液体，让它们升高相同温度，对比吸收的热量多少，这种控制其他变量不变、只改变研究变量的方法是控制变量法。 （3）相同规格的电加热器在相同时间内放出的热量相等，因此可以用加热时间的长短间接反映吸收热量的多少，将不易直接测量的热量多少转换为容易测量的时间长度，属于转换法。 （4）图乙的温度计分度值为1℃，液柱对应刻度为41℃，因此水的末温是41℃。 （5）初温都是20℃，加热相同时间吸收热量相等时，食用油末温64℃远高于水的41℃，说明食用油升温更高；吸热本领是指单位质量物质升高1℃能容纳吸收热量的能力，升温越快说明吸热本领越小。 （6）水的吸热本领更强，质量相同的水和食用油升高相同温度时，水需要吸收的热量更多。 （7）质量相同的不同物质升高相同温度，吸收的热量不同，这种物质的固有特性就是比热容；水的比热容大，相同条件下能携带更多热量，因此适合做暖气的传热介质。 2．(1) d 不停地做无规则运动 (2) e 引力 【详解】（1）图a中硫酸铜和清水最终混合均匀是扩散现象，图d中红墨水在水中散开也是扩散现象，二者的原理相同，都证明了分子在永不停息地做无规则运动。 （2）图b中玻璃板接触水面时拉力大于玻璃板重力，是因为水分子和玻璃分子之间存在相互吸引的力；图e中紧压的铅块结合后可以吊起重物，同样是因为铅分子之间存在引力，两个实验都表明分子间存在引力。 3．(1)A (2) B 大 (3)热传递 (4) 40 【详解】（1）热牛奶初始温度远高于冷水，放入水中后会放出热量、温度持续下降，因此牛奶的图线应是初始温度高、随时间降温的A曲线。 （2）热牛奶和水的质量相同，如图所示，内，曲线B的温度上升幅度更小，温度变化更缓慢，该图线表示的物质吸热能力更强，比热容更大。 （3）热牛奶和水存在温度差，热量从高温的牛奶传递到低温的水，二者内能的改变是通过热传递的方式实现的。 （4）根据上述分析可知，A图线是热牛奶，则B图线是水，它们加热5min后温度相同，都为40℃，这个过程中牛奶的温度变化 水的温度变化 它们的质量比 不计热量损失时，牛奶放出的热量等于水吸收的热量 所以它们的比热容之比 所以牛奶的比热容 4．(1) 移动的距离 转换法 (2) 速度 甲丙 (3) 速度 大 (4) 内 不能 【详解】（1）实验中通过木块被钢球撞击后移动的距离远近来反映钢球动能的大小； 实验中将不易观测的物理量转换为容易观测的物理量，这种研究方法是转换法。 （2）让不同质量的钢球从斜面同一高度自由滚下，为了使钢球到达水平面时的速度大小相等； 要验证速度相同时质量越大动能越大，需要控制速度相同、改变钢球质量，甲、丙两组实验符合这个要求。 （3）甲、乙两次实验中，钢球质量相同，从斜面不同高度滚下，撞击木块时的速度不同，甲图钢球速度更大，木块移动距离更远，因此可得：质量相同时，速度越大，动能越大。 （4）木块停下的过程中，克服水平面的摩擦力做功，机械能转化为内能； 如果水平面绝对光滑，木块被撞击后将一直做匀速直线运动，无法通过木块移动的距离比较动能大小，因此不能达到实验探究目的。 5．(1)外燃机 (2) 内 机械 做功 (3)换用火力更持续的加热源、增大加热功率，让水保持稳定沸腾，持续产生足量的水蒸气，避免蒸汽供应中断 【详解】（1）内燃机的燃料是在汽缸内部燃烧的，这个简易装置里固体酒精在装水的易拉罐外部燃烧加热水，属于燃料在工作腔室外燃烧的热机，因此是外燃机。 （2）高温水蒸气冲击叶轮时，水蒸气的内能对外做功，转化为叶轮的机械能；这个过程中水蒸气自身能量减少，是通过对外做功的方式改变自身内能。 （3）略。 6．(1) 甲、乙 温度计升高的示数 2 (2)自下而上 (3)小 【详解】（1）根据控制变量法，比较不同燃料的热值时，需要保证被加热的液体种类、质量完全相同，仅燃料种类不同，因此选甲、乙两图； 燃料完全燃烧放出热量的多少是通过转换法，观察相同液体升温的多少来反映，也就是温度计升高的示数； 水的质量相同时，升温越多，说明燃料放热越多。 从图像可知，燃料1燃尽后让液体升温到80℃，燃料2燃尽后液体最终升温到接近90℃，虽耗时更长、但最终升温幅度更大，说明相同质量的燃料2完全燃烧放出的热量更多，因此燃料2的热值更大。 （2）调整实验器材时需要先固定下方酒精灯的位置，确保用酒精灯外焰加热，再向上依次调整烧杯、温度计的高度，保证温度计玻璃泡完全浸没在液体中且不接触烧杯底，因此要按照自下而上的顺序组装。 （3）实验中燃料燃不能完全燃烧，且烧放出的热量会有部分散失到空气中、被实验装置吸收，水实际吸收的热量远小于燃料完全燃烧放出的总热量，我们用水吸收的热量来计算燃料热值时，计算出的结果会比燃料的真实热值偏小。 7．(1)正 (2) 同种 干燥 (3) 摩擦起电 吸引轻小物体 (4)排斥 【详解】（1）如图甲所示，AB相互排斥，若A带正电，根据同种电荷相互排斥，则B带正电。 （2）如图乙所示，两物体相互排斥，根据同种电荷相互排斥，这说明它们带的是同种电荷。 潮湿环境中水汽会导走物体上的静电，使实验现象不明显，因此实验需要在干燥环境中进行。 （3）用摩擦的方法使物体带电的现象称为摩擦起电。 如图丙所示，发现空易拉罐向气球方向滚动，说明气球吸引空易拉罐，这是利用了带电体具有吸引轻小物体的性质。 （4）如图丁所示，当一个带负电的物体A靠近不带电的金属导体B时，B的a端会带正电，根据同种电荷相互排斥，B中的自由电子受到物体A所带电荷的排斥作用移动到导体B的另一端。 8．(1)连接电路时开关没有断开 (2)通路 (3)发光二极管 (4)C 【详解】（1）连接电路的规范操作要求，接线过程中必须保持开关断开，防止电路提前接通。刚接完最后一根导线灯泡就亮，说明操作时开关始终处于闭合状态，连接电路时开关没有断开。 （2）闭合开关后电路处处连通，用电器正常工作的状态叫做通路，此时小灯泡发光，对应通路状态。 （3）发光二极管正向导通时发光，可以通过发光与否判断电流方向，进而确定电源正负极。 （4）小灯泡要发光，需要把灯丝的两端（底部金属触点和侧面金属螺纹）分别连通电源的正负极，形成完整通路： A图：导线只连接了小灯泡侧面螺纹和电池正极，灯丝两端没有同时接入电路，电路断路，灯不亮； B图：导线直接把电源正负极连通，没有经过灯丝，造成电源短路； C图：小灯泡底部触点接电池正极，导线将小灯泡侧面螺纹和电池负极连通，灯丝形成完整通路，灯发光。 因此能让小灯泡发光的是C图。 9．(1) 断开 a (2)D (3) 闭合干路开关 闭合或断开支路开关 A 【详解】（1）在连接电路时，为了防止电路连接过程中出现短路而损坏电源或电路元件，开关必须处于断开状态； 由图甲，两灯泡并联，开关在干路上，与灯串联在一条支路上，则在图乙的实物图中，导线a接入错误，导致不能控制灯。 （2）改接正确后，闭合所有开关，发光，不亮。这说明所在的支路是通的，而所在的支路可能断路。断开所有开关，交换两灯位置后，再闭合所有开关，发光，不亮。说明此时所在支路断路，综上可知，电路很可能是开关所在的这条支路断路，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 （3）两次实验中，、的工作状态(断开或闭合)是：先闭合干路开关，再闭合或断开支路开关。 ​是​​支路的控制开关，通断​只会直接改变​​的工作状态，但实验需要同时观察是否不受通断的影响，验证并联电路支路开关仅控制本支路的特点，因此要同时观察和​​​，故A符合题意，BC不符合题意。 故选A。 10．(1)串联 (2) 对电流表调零 电流表量程选大了 (3) 电流表正负接线柱接反了 没有换用不同规格的灯泡进行多次实验，结论存在偶然性 【详解】（1）电流表的使用规则要求测量电路电流时，必须串联在被测电路中，因此测A处电流时电流表要串联在A处。 （2）图乙是闭合开关前的状态，电流表指针没有对准零刻度线，所以首先要对电流表进行调零； 图丙中电流表选了0~3A的量程，但指针偏转角度很小，说明所选量程远大于实际待测电流，量程选择过大，测量误差会很大。 （3）闭合开关后，图丁中电流表指针反向偏转，指向零刻度线左侧，电流从电流表负接线柱流入、正接线柱流出，也就是正负接线柱接反了； 本实验全部使用规格相同的灯泡做实验，即便多次测量，实验样本也过于特殊，得出的“串联电路电流处处相等”的结论存在偶然性，无法验证不同规格用电器的串联电路也满足该规律，结论不具备普遍说服力。 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 $