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光學和熱學實驗探究題
題型一 光學實驗題
考查實驗：
(1)探究光的反射規律
(2)探究平面鏡成像規律
(3)探究光的折射規律
(4)探究凸透鏡成像規律
【例1】小明在做探究“平面鏡成像特點”的實驗時，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燃，如圖所示：
(1)在蠟燭A所在側透過玻璃板觀察到另一側蠟燭A的像，并移動玻璃板后面的蠟燭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處做好標記，測得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的距離變為________cm。
【解析】(1)尋找蠟燭A的像的位置時，眼睛應在蠟燭A一側觀察，在蠟燭B的一側不能看到蠟燭A的像；用蠟燭B代替蠟燭A和蠟燭A的像進行比較，采用的是等效替代法；
(2)將玻璃板向遠離蠟燭方向移動，根據物像大小相等，所以像的大小不變；當蠟燭與玻璃板的距離為10 cm時，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 熱學實驗題
考查實驗：
(1)探究固體熔化實驗
(2)探究影響蒸發快慢的因素
(3)探究水的沸騰實驗
(4)探究物質的吸熱本領實驗等
【例2】在“觀察水的沸騰”的實驗中，實驗裝置如圖所示：
(1)本次實驗不能使用________(選填“水銀”“煤油”或“酒精”)溫度計。(水銀的沸點為357 ℃，煤油的沸點為150 ℃，酒精的沸點為78 ℃)
(2)水沸騰后，溫度計液柱穩定時的示數如圖所示，則該地水的沸點為________℃。
【解析】(1)圖中水的沸點是99 ℃，所以溫度計內液體的沸點需要高于99 ℃，酒精的沸點是78 ℃，所以不能用酒精溫度計測量水的沸點。
(2)圖示溫度計的分度值是1 ℃，液柱指在90 ℃上面第9小格上，因此溫度計示數為99 ℃。
【答案】(1)酒精；(2)99
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力學實驗題
考查實驗：
(1)密度的測量
(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
(6)探究液體壓強與流速的關系
(7)探究杠桿的平衡條件
(8)探究滑輪組的機械效率
(9)探究斜面的機械效率
(10)探究動能的大小與什么因素有關等。
題型一 測量型實驗題
力學測量型實驗有：
(1)用刻度尺測長度；
(2)用秒表測時間；
(3)用量筒測固、液體的體積；
(4)用密度計測液體密度；
(5)用天平測物體的質量；
(6)用彈簧測力計測力的大小；
(7)用刻度尺、秒表測速度；
(8)用天平、量筒測物質密度；
(9)用刻度尺、彈簧測力計測滑輪組的機械效率。
【例3】某同學測量一塊形狀不規則，體積較大的礦石的密度。
(1)在調節天平平衡過程中，發現指針如圖甲所示，此時應將左端的平衡螺母向________調。
(2)用調好的天平測量礦石的質量，當天平平衡時，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。他測出的礦石密度與真實值相比________(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。
【解析】(1)如圖，調節天平平衡時，指針右偏，說明天平右端下沉，平衡螺母向相反的方向移動，平衡螺母向左移動。
(2)①由圖乙可知，礦石的質量為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實驗中，小燒杯收集溢出的水時很難完全收集，在倒入量筒時也很難完全倒凈，造成體積的測量值偏小，因此，影響到最終的密度測量值偏大。
【答案】(1)左；(2)2.74×103；偏大
【方法歸納】直接測量型實驗主要針對一些常用物理測量工具的使用方法、讀數方法等，常用物理測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，便可基本無礙。
題型二 探究型實驗
考查實驗：
(1)探究二力平衡的條件實驗；
(2)探究影響摩擦力大小因素實驗；
(3)探究壓強特點實驗；
(4)探究影響浮力大小的因素實驗等。
【例4】小錦小組用刻度均勻的勻質杠桿進行“探究杠桿平衡條件”的實驗中，每個鉤碼質量相等。
(1)將杠桿的中點置于支架上，當杠桿靜止時，發現杠桿左端下沉，他將杠桿左端平衡螺母向右調節到最大限度后，杠桿左端仍有輕微下沉，這時他應將右端的平衡螺母向________端調節，才能使杠桿在水平位置平衡。
(2)如圖甲所示，是他在探究過程中的一個情境，接下來他在兩邊鉤碼的下方各加一個相同的鉤碼，并將左端鉤碼移到左端離支點第三格處，為了使杠桿在水平位置平衡，他應將右端鉤碼移動到右端離支點第________格處。
(3)通過不斷改變兩端所掛鉤碼的個數和位置，使杠桿在水平位置平衡，并記錄各次實驗數據，通過對數據分析后得出結論：動力×支點到動力作用點的距離＝阻力×支點到阻力作用點的距離。與其他小組交流后，他們又做了如圖乙、丙、丁三次實驗，其中________圖所示實驗能直接說明該結論是錯誤的。
【解析】(1)現在杠桿左端仍有輕微下沉，說明杠桿左端偏重，為使杠桿在水平位置平衡，這時應將右端的平衡螺母向右端調節。
(2)設一個鉤碼重為G，杠桿一個格為L，
左邊加一個相同的鉤碼，并將左端鉤碼移到左端離支點第三格處，
則左邊力和力臂的乘積為F左L左＝4G×3L＝12GL，右邊加一個相同的鉤碼，設右邊的力臂為L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左L左＝F右L右，即12GL＝3G×L右，所以L右＝4L，他應將右端鉤碼移動到右端離支點第四格處。
(3)小錦得到“動力×支點到動力作用點的距離＝阻力×支點到阻力作用點的距離”，這個結論是不正確的；當動力臂不等于支點到動力作用點的距離時，看實驗結論是否成立，所以利用圖丁進行驗證。
【答案】(1)右；(2)四；(3)丁
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電學實驗題
考查實驗：
(1)探究串、并聯電路電流的規律
(2)探究串、并聯電路電壓的規律
(3)探究電流與電壓、電阻的關系
(4)伏安法測電阻
(5)伏安法測小燈泡的電功率
(6)探究電流通過導體產生的熱量與電流、電阻、通電時間的關系(焦耳定律)
重點考查的電學實驗是：
(1)探究電學規律實驗；
(2)伏安法測電阻(或電功率)。
重點實驗考點：
(1)考實驗原理：伏安法測電阻和電功率的原理是什么？
(2)考電路連接時開關的斷開閉合情況和滑動變阻器的滑片所處的位置等。
(3)考實驗器材：
①基本實驗(即教材中的常規實驗)所需要的器材；
②因某一儀器欠缺而改進后的實驗所需器材；
③提供足量的器材供你選擇，例如給你幾個滑動變阻器，讓你根據題中所給的信息來選擇適當的滑動變阻器。
(4)考電路圖的設計和電路的連接：包括畫電路圖、連接或者補畫電路、電路糾錯等等。
(5)考實驗操作過程：如步驟的重排，遺漏步驟的補充，錯誤步驟的修正，操作細節的考查以及實驗步驟的概括。
(6)考電路故障的判斷，如短路、斷路、滑動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算。
(9)考實驗所運用的方法：如控制變量法、等效替代法、轉化法等。
(10)考數據處理與結論歸納。
題型一 探究電學規律實驗
【例5】某同學利用如圖所示的電路“探究電流跟電阻的關系”實驗，實驗中電源電壓為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)該同學按如圖所示的電路圖連接好電路，閉合開關前，滑動變阻器的滑片P應移到________(選填“A”或“B”)端。
(2)閉合開關，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，發現電流表始終無示數，而電壓表有示數但無明顯變化，則導致這一現象的原因是_____________。
(3)排除故障后，將各個電阻分別接入電路中R所在位置，調節滑動變阻器的滑片，使每次電壓表示數保持不變，將對應的電流表的示數記錄在表格中，分析表中數據可以得出的結論是：保持電壓不變時，電流與電阻成________關系。
【解析】(1)為了保護電路，閉合開關前，滑動變阻器的滑片應移動阻值最大處，由電路圖可知，滑動變阻器的滑片P應移到B端。
(2)閉合開關，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，發現電流表始終無示數，說明電路開路，而電壓表有示數但無明顯變化，說明電壓表兩接線柱與電源兩極是通路，則說明與電壓表并聯的電阻R開路。
(3)由表中的數據可知，電阻與電流的乘積不變，并且電阻變為原來幾倍時，電流變為原來的幾分之一；分析表中數據可以得出的結論是：保持電壓不變時，電流與電阻成反比關系。
【答案】(1)B；(2)電阻R開路；(3)反比
題型二 伏安法測電阻(或電功率)
【例6】小明在做“用伏安法測電阻”的實驗中，所用的器材有3 V的電源，最大阻值為10 Ω的滑動變阻器R，待測電阻Rx及如圖甲所示的其他器材。
(1)如圖甲，實驗電路還未連接完整，請用筆畫線代替導線在答題卡相應圖中將實驗電路連接完整，要求滑動變阻器滑片向右移動時，電流表的示數增大。
(2)連接電路時，開關應處于________狀態。
(3)調節滑動變阻器進行多次測量，其中一次當電壓表的示數為2.5 V時，電流表對應的示數如圖乙所示，則本次測得的待測電阻Rx＝________Ω。(保留兩位有效數字)
(4)做完以上實驗后，小明還用該實驗裝置來探究電流與電壓的關系，計劃測量當Rx兩端電壓分別為1 V、2 V、3 V時對應的電流，但發現無論怎樣調節滑動變阻器都不能使Rx兩端電壓達到1 V，原因可能是___________________________。
【解析】(1)滑動變阻器滑片向右移動時，電流表的示數增大，所以滑動變阻器應接下面右邊的接線柱，如圖所示：
(2)連接電路時，開關應處于斷開狀態；
(3)由圖知，電流表的量程為0～0.6 A，分度值為0.02 A，示數為0.26 A，則R＝2.5 V,0.26 A＝≈9.6 Ω；
(4)電源電壓為3 V，電阻與滑動變阻器串聯，根據串分壓的知識，當電阻電壓為1 V時，滑動變阻器兩端的電壓應為2 V，則滑動變阻器的阻值為待測電阻的2倍，所以電阻兩端電壓達不到1 V，是因為滑動變阻器R的阻值太小。
【答案】(1)見上圖；(2)斷開；(3)9.6；(4)滑動變阻器R的阻值太小
