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光學(xué)和熱學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題
題型一 光學(xué)實(shí)驗(yàn)題
考查實(shí)驗(yàn)：
(1)探究光的反射規(guī)律
(2)探究平面鏡成像規(guī)律
(3)探究光的折射規(guī)律
(4)探究凸透鏡成像規(guī)律
【例1】小明在做探究“平面鏡成像特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，將玻璃板M豎直放在水平桌面上，取兩支相同的蠟燭A和B，將蠟燭A放置于玻璃板前固定并點(diǎn)燃，如圖所示：
(1)在蠟燭A所在側(cè)透過(guò)玻璃板觀察到另一側(cè)蠟燭A的像，并移動(dòng)玻璃板后面的蠟燭B，使它與蠟燭A所成像重合后，看上去蠟燭B也被點(diǎn)燃，以此可以確定蠟燭A所成像的位置，他主要采用的研究方法是______(選填“控制變量”“替代”或“理想模型”)法。
(2)小明在蠟燭B處做好標(biāo)記，測(cè)得B到A的距離為10 cm，再移出蠟燭B，將玻璃板平移到B位置，此時(shí)所成像與前一次成像的大小比較將________(選填“變大”“變小”或“不變”)。第二次所成像到蠟燭A的距離變?yōu)開_______cm。
【解析】(1)尋找蠟燭A的像的位置時(shí)，眼睛應(yīng)在蠟燭A一側(cè)觀察，在蠟燭B的一側(cè)不能看到蠟燭A的像；用蠟燭B代替蠟燭A和蠟燭A的像進(jìn)行比較，采用的是等效替代法；
(2)將玻璃板向遠(yuǎn)離蠟燭方向移動(dòng)，根據(jù)物像大小相等，所以像的大小不變；當(dāng)蠟燭與玻璃板的距離為10 cm時(shí)，蠟燭的像到平面鏡的距離也是10 cm，所以像和物相距20 cm。
【答案】(1)替代；(2)不變；20
題型二 熱學(xué)實(shí)驗(yàn)題
考查實(shí)驗(yàn)：
(1)探究固體熔化實(shí)驗(yàn)
(2)探究影響蒸發(fā)快慢的因素
(3)探究水的沸騰實(shí)驗(yàn)
(4)探究物質(zhì)的吸熱本領(lǐng)實(shí)驗(yàn)等
【例2】在“觀察水的沸騰”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：
(1)本次實(shí)驗(yàn)不能使用________(選填“水銀”“煤油”或“酒精”)溫度計(jì)。(水銀的沸點(diǎn)為357 ℃，煤油的沸點(diǎn)為150 ℃，酒精的沸點(diǎn)為78 ℃)
(2)水沸騰后，溫度計(jì)液柱穩(wěn)定時(shí)的示數(shù)如圖所示，則該地水的沸點(diǎn)為________℃。
【解析】(1)圖中水的沸點(diǎn)是99 ℃，所以溫度計(jì)內(nèi)液體的沸點(diǎn)需要高于99 ℃，酒精的沸點(diǎn)是78 ℃，所以不能用酒精溫度計(jì)測(cè)量水的沸點(diǎn)。
(2)圖示溫度計(jì)的分度值是1 ℃，液柱指在90 ℃上面第9小格上，因此溫度計(jì)示數(shù)為99 ℃。
【答案】(1)酒精；(2)99
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力學(xué)實(shí)驗(yàn)題
考查實(shí)驗(yàn)：
(1)密度的測(cè)量
(2)探究壓力的作用效果
(3)探究影響摩擦力大小的因素
(4)探究二力平衡的條件
(5)探究液體壓強(qiáng)
(6)探究液體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系
(7)探究杠桿的平衡條件
(8)探究滑輪組的機(jī)械效率
(9)探究斜面的機(jī)械效率
(10)探究動(dòng)能的大小與什么因素有關(guān)等。
題型一 測(cè)量型實(shí)驗(yàn)題
力學(xué)測(cè)量型實(shí)驗(yàn)有：
(1)用刻度尺測(cè)長(zhǎng)度；
(2)用秒表測(cè)時(shí)間；
(3)用量筒測(cè)固、液體的體積；
(4)用密度計(jì)測(cè)液體密度；
(5)用天平測(cè)物體的質(zhì)量；
(6)用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)力的大小；
(7)用刻度尺、秒表測(cè)速度；
(8)用天平、量筒測(cè)物質(zhì)密度；
(9)用刻度尺、彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)滑輪組的機(jī)械效率。
【例3】某同學(xué)測(cè)量一塊形狀不規(guī)則，體積較大的礦石的密度。
(1)在調(diào)節(jié)天平平衡過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)指針如圖甲所示，此時(shí)應(yīng)將左端的平衡螺母向________調(diào)。
(2)用調(diào)好的天平測(cè)量礦石的質(zhì)量，當(dāng)天平平衡時(shí)，右盤中砝碼及游碼位置如圖乙所示。因礦石體積較大，他借助于溢水杯，用細(xì)線將礦石拴好后緩慢放入水面恰好與溢水杯相平的溢水杯中，并用空燒杯收集溢出的水倒入量筒中，水的體積如圖丙所示，礦石的密度是________kg/m3。他測(cè)出的礦石密度與真實(shí)值相比________(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。
【解析】(1)如圖，調(diào)節(jié)天平平衡時(shí)，指針右偏，說(shuō)明天平右端下沉，平衡螺母向相反的方向移動(dòng)，平衡螺母向左移動(dòng)。
(2)①由圖乙可知，礦石的質(zhì)量為m＝100 g＋50 g＋10 g＋4.4 g＝164.4 g，
讀圖丙可知，量筒中水的體積等于礦石的體積為V＝60 cm3，
礦石的密度ρ＝m,V＝164.4 g,60 cm3＝2.74 g/cm3＝2.74×103 kg/m3。
②實(shí)驗(yàn)中，小燒杯收集溢出的水時(shí)很難完全收集，在倒入量筒時(shí)也很難完全倒凈，造成體積的測(cè)量值偏小，因此，影響到最終的密度測(cè)量值偏大。
【答案】(1)左；(2)2.74×103；偏大
【方法歸納】直接測(cè)量型實(shí)驗(yàn)主要針對(duì)一些常用物理測(cè)量工具的使用方法、讀數(shù)方法等，常用物理測(cè)量工具的共性都需要看清零刻線、量程、分清分度值。所以只要掌握好其一，便可基本無(wú)礙。
題型二 探究型實(shí)驗(yàn)
考查實(shí)驗(yàn)：
(1)探究二力平衡的條件實(shí)驗(yàn)；
(2)探究影響摩擦力大小因素實(shí)驗(yàn)；
(3)探究壓強(qiáng)特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)；
(4)探究影響浮力大小的因素實(shí)驗(yàn)等。
【例4】小錦小組用刻度均勻的勻質(zhì)杠桿進(jìn)行“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中，每個(gè)鉤碼質(zhì)量相等。
(1)將杠桿的中點(diǎn)置于支架上，當(dāng)杠桿靜止時(shí)，發(fā)現(xiàn)杠桿左端下沉，他將杠桿左端平衡螺母向右調(diào)節(jié)到最大限度后，杠桿左端仍有輕微下沉，這時(shí)他應(yīng)將右端的平衡螺母向________端調(diào)節(jié)，才能使杠桿在水平位置平衡。
(2)如圖甲所示，是他在探究過(guò)程中的一個(gè)情境，接下來(lái)他在兩邊鉤碼的下方各加一個(gè)相同的鉤碼，并將左端鉤碼移到左端離支點(diǎn)第三格處，為了使杠桿在水平位置平衡，他應(yīng)將右端鉤碼移動(dòng)到右端離支點(diǎn)第________格處。
(3)通過(guò)不斷改變兩端所掛鉤碼的個(gè)數(shù)和位置，使杠桿在水平位置平衡，并記錄各次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)分析后得出結(jié)論：動(dòng)力×支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離＝阻力×支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離。與其他小組交流后，他們又做了如圖乙、丙、丁三次實(shí)驗(yàn)，其中________圖所示實(shí)驗(yàn)?zāi)苤苯诱f(shuō)明該結(jié)論是錯(cuò)誤的。
【解析】(1)現(xiàn)在杠桿左端仍有輕微下沉，說(shuō)明杠桿左端偏重，為使杠桿在水平位置平衡，這時(shí)應(yīng)將右端的平衡螺母向右端調(diào)節(jié)。
(2)設(shè)一個(gè)鉤碼重為G，杠桿一個(gè)格為L(zhǎng)，
左邊加一個(gè)相同的鉤碼，并將左端鉤碼移到左端離支點(diǎn)第三格處，
則左邊力和力臂的乘積為F左L左＝4G×3L＝12GL，右邊加一個(gè)相同的鉤碼，設(shè)右邊的力臂為L(zhǎng)右，則右邊的力和力臂的乘積為F右L右＝3G×L右，
為了使杠桿在水平位置平衡，F(xiàn)左L左＝F右L右，即12GL＝3G×L右，所以L右＝4L，他應(yīng)將右端鉤碼移動(dòng)到右端離支點(diǎn)第四格處。
(3)小錦得到“動(dòng)力×支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離＝阻力×支點(diǎn)到阻力作用點(diǎn)的距離”，這個(gè)結(jié)論是不正確的；當(dāng)動(dòng)力臂不等于支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離時(shí)，看實(shí)驗(yàn)結(jié)論是否成立，所以利用圖丁進(jìn)行驗(yàn)證。
【答案】(1)右；(2)四；(3)丁
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電學(xué)實(shí)驗(yàn)題
考查實(shí)驗(yàn)：
(1)探究串、并聯(lián)電路電流的規(guī)律
(2)探究串、并聯(lián)電路電壓的規(guī)律
(3)探究電流與電壓、電阻的關(guān)系
(4)伏安法測(cè)電阻
(5)伏安法測(cè)小燈泡的電功率
(6)探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流、電阻、通電時(shí)間的關(guān)系(焦耳定律)
重點(diǎn)考查的電學(xué)實(shí)驗(yàn)是：
(1)探究電學(xué)規(guī)律實(shí)驗(yàn)；
(2)伏安法測(cè)電阻(或電功率)。
重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)考點(diǎn)：
(1)考實(shí)驗(yàn)原理：伏安法測(cè)電阻和電功率的原理是什么？
(2)考電路連接時(shí)開關(guān)的斷開閉合情況和滑動(dòng)變阻器的滑片所處的位置等。
(3)考實(shí)驗(yàn)器材：
①基本實(shí)驗(yàn)(即教材中的常規(guī)實(shí)驗(yàn))所需要的器材；
②因某一儀器欠缺而改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)所需器材；
③提供足量的器材供你選擇，例如給你幾個(gè)滑動(dòng)變阻器，讓你根據(jù)題中所給的信息來(lái)選擇適當(dāng)?shù)幕瑒?dòng)變阻器。
(4)考電路圖的設(shè)計(jì)和電路的連接：包括畫電路圖、連接或者補(bǔ)畫電路、電路糾錯(cuò)等等。
(5)考實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程：如步驟的重排，遺漏步驟的補(bǔ)充，錯(cuò)誤步驟的修正，操作細(xì)節(jié)的考查以及實(shí)驗(yàn)步驟的概括。
(6)考電路故障的判斷，如短路、斷路、滑動(dòng)變阻器的連接以及電壓表電流表連接等。
(7)考電流表和電壓表的量程選擇。
(8)考電功率和電阻的計(jì)算。
(9)考實(shí)驗(yàn)所運(yùn)用的方法：如控制變量法、等效替代法、轉(zhuǎn)化法等。
(10)考數(shù)據(jù)處理與結(jié)論歸納。
題型一 探究電學(xué)規(guī)律實(shí)驗(yàn)
【例5】某同學(xué)利用如圖所示的電路“探究電流跟電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中電源電壓為6 V且保持不變，用到的電阻阻值分別為5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω。
(1)該同學(xué)按如圖所示的電路圖連接好電路，閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)移到________(選填“A”或“B”)端。
(2)閉合開關(guān)，無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)電流表始終無(wú)示數(shù)，而電壓表有示數(shù)但無(wú)明顯變化，則導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因是_____________。
(3)排除故障后，將各個(gè)電阻分別接入電路中R所在位置，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使每次電壓表示數(shù)保持不變，將對(duì)應(yīng)的電流表的示數(shù)記錄在表格中，分析表中數(shù)據(jù)可以得出的結(jié)論是：保持電壓不變時(shí)，電流與電阻成________關(guān)系。
【解析】(1)為了保護(hù)電路，閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)移動(dòng)阻值最大處，由電路圖可知，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)移到B端。
(2)閉合開關(guān)，無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)電流表始終無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電路開路，而電壓表有示數(shù)但無(wú)明顯變化，說(shuō)明電壓表兩接線柱與電源兩極是通路，則說(shuō)明與電壓表并聯(lián)的電阻R開路。
(3)由表中的數(shù)據(jù)可知，電阻與電流的乘積不變，并且電阻變?yōu)樵瓉?lái)幾倍時(shí)，電流變?yōu)樵瓉?lái)的幾分之一；分析表中數(shù)據(jù)可以得出的結(jié)論是：保持電壓不變時(shí)，電流與電阻成反比關(guān)系。
【答案】(1)B；(2)電阻R開路；(3)反比
題型二 伏安法測(cè)電阻(或電功率)
【例6】小明在做“用伏安法測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)中，所用的器材有3 V的電源，最大阻值為10 Ω的滑動(dòng)變阻器R，待測(cè)電阻Rx及如圖甲所示的其他器材。
(1)如圖甲，實(shí)驗(yàn)電路還未連接完整，請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線在答題卡相應(yīng)圖中將實(shí)驗(yàn)電路連接完整，要求滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)時(shí)，電流表的示數(shù)增大。
(2)連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)處于________狀態(tài)。
(3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器進(jìn)行多次測(cè)量，其中一次當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.5 V時(shí)，電流表對(duì)應(yīng)的示數(shù)如圖乙所示，則本次測(cè)得的待測(cè)電阻Rx＝________Ω。(保留兩位有效數(shù)字)
(4)做完以上實(shí)驗(yàn)后，小明還用該實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)探究電流與電壓的關(guān)系，計(jì)劃測(cè)量當(dāng)Rx兩端電壓分別為1 V、2 V、3 V時(shí)對(duì)應(yīng)的電流，但發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器都不能使Rx兩端電壓達(dá)到1 V，原因可能是___________________________。
【解析】(1)滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)時(shí)，電流表的示數(shù)增大，所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)接下面右邊的接線柱，如圖所示：
(2)連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)；
(3)由圖知，電流表的量程為0～0.6 A，分度值為0.02 A，示數(shù)為0.26 A，則R＝2.5 V,0.26 A＝≈9.6 Ω；
(4)電源電壓為3 V，電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，根據(jù)串分壓的知識(shí)，當(dāng)電阻電壓為1 V時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓應(yīng)為2 V，則滑動(dòng)變阻器的阻值為待測(cè)電阻的2倍，所以電阻兩端電壓達(dá)不到1 V，是因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器R的阻值太小。
【答案】(1)見上圖；(2)斷開；(3)9.6；(4)滑動(dòng)變阻器R的阻值太小
