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第3課時　綜合型實驗
 
一、光、熱學綜合實驗
1. (2018年陜西)某小組同學用如圖2­43甲所示的裝置“探究凸透鏡成像特點”，其中凸透鏡的焦距為15 cm，他們進行實驗的同時在坐標紙上記錄蠟燭與光屏上像的位置和大小，如圖乙(用帶箭頭的線段表示物或像，A′、B′分別表示蠟燭在A、B處像的位置)．
 　　　
甲　　　　　　　　　　　　　　　　乙
圖2­43
(1)從圖乙中可以看出，蠟燭在A，B位置時光屏上得到的都是倒立、________的實像，生活中利用這個成像特點制成了________(寫出一個即可)．
(2)和其他小組交流后發現，當蠟燭在距透鏡15～30 cm之間時，像均成在透鏡另一側距透鏡30 cm以外處，但是，當他們把蠟燭放在C位置時，在光具座上無論怎樣移動光屏，都不能得到清晰的像，原因是像距____________________．
(3)為了讓蠟燭在C位置的像成在光具座上的光屏上，他們采用了兩種做法：
做法一：保持蠟燭和透鏡的位置不變，更換凸透鏡，在光具座上移動光屏，光屏上又出現了清晰的像，這表明像距變________了，由此推斷更換的凸透鏡會聚光的能力較強，此透鏡焦距________(填“大于”“小于”或“等于”)15 cm.
做法二：保持蠟燭和透鏡的位置不變，在蠟燭和透鏡之間再放置一個凸透鏡，在光具座上移動光屏，光屏上又出現了清晰的像，由此實驗聯系實際，遠視眼的晶狀體焦距較________(填“大”或“小”)，將近處物體的像成在視網膜________(填“前”或“后”)方，故需配戴________透鏡矯正．
2．(2018年威海)在“探究熱現象”的實驗中，小明用燒杯、試管、溫度計、圓底燒瓶等器材進行了如下實驗．
 　　　　　　　　 　　　　　 　　
　　　　甲　　　　　　　　　　　　　　　乙　　　　　　　　　　　　丙
 　　　
　　　　　　　　　　　　　　　丁　　　　　　　　　　　　　戊
圖2­44
(1)小明用如圖2­44甲所示的裝置“探究冰熔化時溫度的變化規律”，根據實驗數據繪制了溫度隨時間變化的圖象，如圖乙所示．該物質在BC段處于________(填“固體”“液體”或“固液共存”)狀態，此過程中物質的內能________(填“增加”“減少”或“不變”)；比較圖乙中AB段與CD段可知，質量相同的冰和水在升高相同的溫度時，加熱時間不同，原因是：______________.
(2)小明用如圖丙所示的裝置“探究水沸騰時溫度變化的特點”，紙板上留有小孔的目的是：____________________________.實驗中溫度隨時間變化的圖象如圖丁所示，分析FG段會發現：________________________________________(請寫出一條)．
(3)小明用如圖戊所示的燒瓶將水加熱至沸騰后，把燒瓶從火焰上拿開，水會停止沸騰．再迅速塞上瓶塞，把燒瓶倒置并向瓶底澆冷水，發現水又重新沸騰了，這是因為：____________________.
二、力學綜合實驗
3．在“測量滑輪組的機械效率”的實驗中，用同一滑輪組進行了三次實驗(如圖2­45所示)，實驗數據記錄如下表．
 　　　　　 　　　　　
　　　　　　　　甲　　　　　　　乙　　　　　　　丙
圖2­45
實驗
次序 鉤碼重
力/N 鉤碼上升
的距離/cm 彈簧測力計
的讀數/N 彈簧測力計上升的距離/cm 機械
效率
1 2 10 0.8 30 83.3%
2 4 10 1.5 30 
3 6 10  30 90.9 %
(1)第2次實驗中滑輪組的機械效率為________(結果保留一位小數)．
(2)第3次實驗中，彈簧測力計的示數漏填，由圖丙可知，彈簧測力計示數為________N.
(3)分析數據可得結論是：由同一滑輪組，提升的物體越重，滑輪組的機械效率越______(填“高”或“低”)．
(4)根據實驗結論推測，使用該滑輪組再次將重8 N的物體勻速提升10 cm，此時滑輪組的機械效率可能為________(只填序號)．
A．71.6%  B．82.4%  C．92.1%
4．(2018年濱州)在“探究實心圓柱體對地面的壓強與哪些因素有關”的實驗中，某中學一小組的同學們認為此壓強跟圓柱體的密度ρ、高度h、圓柱體底面積S是有關的，但對有怎樣的關系看法不同，于是，在老師的幫助下，小組的同學們從實驗室里挑選了由不同密度的合金材料制成高度和橫截面積不同、質量分布均勻的實心圓柱體做實驗，測出實心圓柱體豎直放置時(如圖2­46所示)對水平桌面上海綿的壓下深度，實驗記錄見下表．
 　　　
圖2­46
序號 物體 底面積S/cm2 高度h/cm 海綿被壓下深度/cm
1 合金甲圓柱體A 10 5 0.5
2 合金甲圓柱體B 10 10 1
3 合金甲圓柱體C 20 10 1
4 合金乙圓柱體A 10 5 1.5
5 合金乙圓柱體B 10 10 3
6 合金乙圓柱體C 20 10 3
(1)該小組同學是通過____________________來判斷壓強大小的．
(2)分析實驗1、2或4、5可以得出：當圓柱體的材料密度相同時，實心圓柱體對水平地面的壓強與圓柱體的________有關．
(3)分析____________可以得出，當圓柱體的密度相同時，實心圓柱體對水平地面的壓強與底面積無關．
(4)此探究過程用到的科學探究方法有________、__________.
(5)實驗結束之后，同學們在老師的指導下，以某一合金甲圓柱體為研究對象，推導它對海綿的壓強大小的表達式(已知合金的密度為ρ，長方體鐵塊的高度為h，底面積為S)則表達式為____________．
(6)上面推導出的表達式________(填“能”或“不能”)應用于各類固體壓強的計算．
5．在探究“浮力大小與哪些因素有關”的實驗中：
實驗器材：彈簧測力計、溢水杯、空杯、三個大小相同的正方體物塊、細線．
小鳳所在小組根據老師提供的實驗器材進行實驗，并將實驗數據記錄在下表中：
研究
對象 物塊重
G/N 空杯重
G杯/N 物塊浸沒
在水中時彈
簧測力計的
示數F′/N 杯、水
總重
G總/N 浮力的
大小
F浮/N 排開水所
受的重力
G排/N
物塊1 1.25 0.35 1.1 0.5 0.15 0.15
物塊2 1.15 0.35 1.0 0.5 0.15 0.15
物塊3 0.45 0.35 0.3 0.5 0.15 0.15
根據實驗器材和表中數據，完成下列題目：
(1)浸入液體中的物體所受浮力的大小________物體排開的液體所受重力的大小．
(2)把物塊1浸沒在水中，放手后將__________(填“上浮”“下沉”或“懸浮”)．
(3)由本次實驗可確定，浸入液體中的物體，所受浮力的大小與物體的________無關．(多選題，只填寫字母)
A．重力　　　　B．質量　　　　C．體積　　　　D．密度　　　　E．形狀
6．(2018年潮州模擬)(1)如圖2­47所示，刻度尺所測物體的長度為________cm.
(2)為了探究“物體的浮沉條件”，實驗室提供了如下器材：彈簧測力計、燒杯、金屬塊、細線、水及其他簡單輔助器材，實驗步驟如下：(g取10 N/kg)
a．按如圖2­48甲所示的方法測出金屬塊受到的重力大小為________N.
b．如圖乙所示將金屬塊浸沒在量筒的水中，金屬塊受到的浮力大小為________N.
c．比較金屬塊浸沒在水中受到的浮力和金屬塊受到的重力大小，可知金屬塊浸沒在水中時會________(填“上浮”“懸浮”或“下沉”)．
 
圖2­47

 　　　　
甲　　　乙
圖2­48
7．如圖2­49所示為探究“物體動能的大小跟哪些因素有關”的實驗．實驗步驟如下：
 
圖2­49

Ⅰ.讓同一鋼球從斜面上不同的高度由靜止滾下，觀察木塊被撞擊后移動的距離．
Ⅱ.讓不同質量的鋼球從斜面上相同的高度由靜止滾下，觀察木塊被撞擊后移動的距離．
回答下列問題：
(1)步驟Ⅰ是為了研究動能大小與______的關系．
(2)步驟Ⅱ是為了研究動能大小與______的關系．
(3)該實驗中斜面的作用是為了控制鋼球________的大小，木塊的作用是為了比較鋼球____________的大小．
三、電磁學綜合實驗
8．(2018年黔東南)小宏在做“測量小燈泡電功率”的實驗中，器材齊全且完好，學生電源有2、4、6、8、10、12 V六檔供選擇，滑動變阻器有A、B兩個(A標有“10 Ω　1 A”字樣、B標有“20 Ω　2 A字樣”)，待測小燈泡標有“2.5 V”字樣．小宏選用6 V檔的電源，并選取一個變阻器進行實驗．
 　　

甲

 　　　　　
乙　　　　　　　　　丙

圖2­50
(1)小宏連接實物時未完工，請你用筆畫線代替導線將圖2­50甲中滑動變阻器連入電路，要求滑片向右滑動時阻值變大．
(2)測定小燈泡的額定功率需要測量和記錄的物理量是________和________，判定該小燈泡正常發光的方法是：_____________________________________________________.
(3)小宏正確連接電路且實驗步驟正確．當滑動變阻器阻值調到最大值時閉合開關，發現小燈泡發光較亮(發光異常)，電壓表、電流表的示數分別如圖乙、丙所示，其中電流表的示數是________A，出現這種情況的原因是他選用了________(填“A”或“B”)變阻器．此時若要測出該小燈泡的額定功率，你的方法是：_________________________________________.
9．【實驗名稱】探究電流與電壓、電阻的關系．
【實驗器材】電壓表(0～3 V,0～15 V)；電流表(0～0.6 A,0～3 A)；滑動變阻器A(0～10 Ω)；滑動變阻器B(0～200 Ω)；阻值為5 Ω、10 Ω的定值電阻各一個；兩節干電池、開關和導線若干．
用R＝5 Ω的定值電阻做實驗時，為方便調節電流，應選用滑動變阻器________(填“A”或“B”)．
【設計實驗與進行實驗】
(1)同學們設計了如圖2­51所示甲、乙、丙三個電路．
    
圖2­51
①經過討論，認為不應該選擇圖甲電路，原因是：__________________________________.
②為探究電流與電壓的關系，應該選擇圖________所示的電路．
(2)根據設計的電路圖進行電路連接，小明在連線時還有部分線沒有完成，請你將圖2­52中的實物電路連接完整(導線不得交叉，且要求閉合開關前滑動變阻器連入電路的電阻最大)．
 
圖2­52

(3)小明通過實驗得出了下表中的數據，請讀出圖2­53中兩表的示數，記在表中最后一列的空格處．

電壓U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 
電流I/A 0.05 0.1 0.15 0.2 
 　
圖2­53
【分析與論證】
根據上面數據可以得出結論：________________________________________________
________________________________________________________________________.
10．(2018年溫州)某興趣小組利用如圖2­54甲所示裝置探究電流熱效應的影響因素，實驗步驟如下：
 　　　
　　　甲　　　　　　　　　　　　乙
圖2­54

①將阻值為10 Ω和20 Ω的電阻絲分別置于A、B兩個盛滿煤油的燒瓶中，按圖甲所示連接電路．
②閉合開關，將滑動變阻器的滑片移至某一位置，記錄此時電流表的讀數I，通電一段時間，記錄A、B燒瓶的玻璃管內液面的變化高度分別為Δh1、Δh2.
③斷開開關，直至玻璃管中的液面降回各自初始位置．
④閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，使電流表的讀數為2I，當通電時間與步驟②相同時，記錄A、B燒瓶的玻璃管內液面的變化高度分別為Δh3、Δh4，實驗數據如下表所示．
(1)步驟②中的電流表示數如圖乙所示，此時電流為________A.
(2)本實驗通過設計串聯電路來探究電阻對電流產生熱量的影響，可以控制哪些變量相同？______________________.
(3)小明認為：只要選擇“Δh1、Δh2、Δh3、Δh4”四個量中的某兩個量進行比較，就能說明“對電流產生熱量多少的影響，電流比電阻更大”，請比較這兩個量的大小關系：____________.

電流
大小 燒瓶玻璃管內液面的變化高度
 A燒瓶(RA＝10 Ω) B燒瓶(RB＝20 Ω)
I Δh1 Δh2
2I Δh3 Δh4
11.(2018年大連)某同學猜想電流通過導體產生的熱量與電流、電阻和通電時間有關，為了探究“電流通過導體產生的熱量與電流是否有關”，所用的實驗器材有：電壓為6 V的電源，電流表、滑動變阻器、停表、開關各一個；U形相連的塑料盒一個，盒內密封著空氣盒內電阻絲的阻值為10 Ω；導線若干．
 
圖2­55

(1)用筆畫線代替導線，將圖2­55中的電路連接完整．
(2)閉合開關前，應將滑動變阻器的滑片移動到________(填“a”或“b”)端．
(3)該實驗是通過______________來反映電流通過電阻絲產生熱量的多少．
(4)該同學設計實驗時，將三次實驗的通電時間均設定為15 s，三次實驗預設的電流值分別是I1、I2和I3，則該同學進行第一次實驗的操作是：閉合開關，______________________
__________________________________________________.

12．為了探究“電磁鐵的磁性強弱與哪些因素”有關，做了以下幾次實驗，實驗現象如圖2­56所示．根據圖示現象回答下列問題：
 　　　　 　　　
　　　　　　　　　　甲　　　　　　　　　　　乙　　　　　　　　　　丙

圖2­56
(1)通過觀察圖甲中A與B兩個電磁鐵，當通過線圈的電流相同時、有無鐵芯相同時，電磁鐵線圈的匝數越多，它的磁性就越________．
(2)通過觀察圖甲中B與C兩個電磁鐵，當通過線圈的電流、線圈的匝數相同時，________(填“有”或“無”)鐵芯的電磁鐵，它的磁性就越強．
(3)通過觀察圖乙與圖丙，當線圈的匝數相同、有無鐵芯相同時，電磁鐵的電流越________，它的磁性就越強．
(4)結論：影響電磁鐵磁性強弱的因素有：________________________________________
________________________________________________________________________.
13．如圖2­57所示是“探究導體在磁場中運動時產生感應電流的條件”的實驗裝置．閉合開關后，導體棒、靈敏電流計、開關、導線組成閉合電路．
 
圖2­57
(1)要使靈敏電流計的指針發生偏轉，可行的操作是保持磁鐵靜止，__________________；或保持導體棒靜止，__________________________.
(2)要使靈敏電流計的指針偏轉方向發生改變，可以采取兩種方法．
方法一：___________________________________________________________.
方法二：______________________________________________________________.
 
第3課時　綜合型實驗
【演練?強化鞏固】
1．(1)放大　投影儀(幻燈機)
(2)太大(或超出了光具座的長度范圍)
(3)小　小于　大　后　凸
解析：(1)當2f＞u＞f時，凸透鏡成倒立、放大的實像，應用是幻燈機或投影儀．
(2)光屏上沒有像的原因：①物距小于焦距，成虛像；②光屏、凸透鏡和燭焰的中心不在同一高度上，像沒有成在光屏上；③物體在焦點上，不能成像；④物距大于焦距，但當物體靠近焦點時，由于像距太大(或超出了光具座的長度范圍)，在光具座上移動光屏無法得到清晰的像，本題就屬于這種情況．
(3)保持蠟燭和透鏡的位置不變，更換凸透鏡，在光具座上移動光屏，光屏上又出現了清晰的像，說明像距變小了，則更換的凸透鏡會聚光的能力更強，焦距更小，小于15 cm.
產生遠視眼的原因是，晶狀體太薄，折光能力太弱，焦距變大，近處物體的像成在視網膜之后，用凸透鏡進行矯正．
2．(1)固液共存　增加　比熱容不同
(2)為了使燒杯內外氣壓相同　水在沸騰過程中繼續吸熱但溫度不變
(3)沸點隨氣壓的降低而降低
3．(1)88.9%　(2) 2.2　(3)高　(4)C
4．(1)海綿被壓下的深度　(2)高度　(3)2、3或5、6　
(4)控制變量法　轉換法　(5)p＝ρgh　(6)不能
解析：已知合金的密度為ρ，圓柱體鐵塊的高度為h，底面積為S，由壓強的公式推導過程為：p＝FS＝GS＝mgS＝ρVgS＝ρgh.從實驗條件可以看出p＝ρgh這一公式只適用于質量分布均勻的實心柱狀物體，不能應用于各類固體壓強的計算．
5．(1)等于　(2)下沉　(3)ABD
6．(1)1.60　(2)2.2　0.2　下沉
7．(1)速度　(2)質量　(3)速度　動能
8．(1)如圖D118所示．
 
圖D118

(2)額定電壓(電壓)　電流　電壓表示數為額定電壓2.5 V
(3)0.32　A　更換4 V檔電壓來實驗或更換成B變阻器來實驗
9．A　(1)①燈泡的阻值隨溫度改變而改變，無法使用控制變量法　②丙
(2)如圖D119所示．
 
圖D119
(3)2.4　0.24　在電阻一定時，通過導體的電流跟導體兩端的電壓成正比
10．(1)0.24　(2)電流和通電時間　(3)Δh3＞Δh2
解析：由第一行數據可知，通過的電流相同，使電阻變為原來的2倍，觀察玻璃管內液面的變化Δh2可得吸收熱量的變化；由第一列數據可知，電阻相同，使通過的電流變為原來的2倍，觀察玻璃管內液面的變化Δh3可得吸收熱量的變化；電流和電阻都是變為原來的2倍，通過比較得出Δh2＜Δh3，可以得出對電流產生熱量多少的影響，電流比電阻更大．
11．(1)如圖D120所示．
 
圖D120
(2)a　(3)U型管內液面高度差
(4)移動滑片，使電流表的示數為I1，通電15 s，觀察U型管內液面高度差
12．(1)強　(2)有　(3)大
(4)通過電磁鐵的電流大小、線圈的匝數、有無鐵芯
13．(1)使導體棒左右運動　使磁鐵左右運動
(2)改變導體棒運動的方向　改變磁場的方向