初中实验声光热

第四部分声、光、热一、仪器使用（一）温度计（参阅八上P29）1、温度计的原理：（1）常用温度计是利用液体的____________性质制成的。拓展：利用物质的某个物理属性随温度的变化而变化的规律均可制作温度计。如：1）电阻温度计：利用金属丝（铂）的电阻随温度的变化而变化的原理制成；2）红外（辐射）温度计：温度越高，物体辐射的红外线越强（“非典”时期大量使用）；3）液晶温度计：液晶的颜色随温度的变化而变化。（2）摄氏温标的制定1）0度的规定：在通常情况理下，_______的______________的温度为0度，记作______；甲乙2）100度的规定：通常情况理______水的________的温度为100度，记作______；3）1度的得出：在0和100之间等分100等分，每一等分就是1℃，再把它推广到0℃以下，100℃以上。构成一个完整的温标系统。注：“通常情况“即1atm.2、读数如图所示，温度计甲的示数为______；温度计乙的示数为______3、使用方法甲乙丙丁估：在测量之前要先估计被测液体的温度；选：根据估计的温度选用量程合适的温度计；没：温度计的玻璃泡要全部浸没在待测液体中，但不要碰到容器底和容器壁；候：玻璃泡全部浸没在待测液体中要稍候一会儿；稳：等它的示数稳定后再读数；留：读数时，玻璃泡要继续留在被测量液体中；平：视线要与温度计中液柱的上表面相平；记：正确记录测量结果（准确值、估计值、单位）。拓展1：认识体温计右图丙为体温计，经特殊设计，能够取出后读数。该温度计的测量范围是________，分度值是________；示数为________。拓展2：认识寒暑表右图丁为测气温的寒暑表（它右边的单位“F”叫“华氏度”，是美国等国家生活中常用的单位）。该温度计的测量范围是________，分度值是________；示数为________。二、重点实验探究（一）声音不能在真空中传播（参阅八上P9）考查内容：1、实验现象与实验结论；2、科学思想（方法）。[示例]如图所示，把一闹钟放于钟罩内，不断抽出罩内空气，我们听到的闹钟的声音_________________（越来越强/越来越弱/不变），由此说明，声音______（能/不能）在真空中传播。（二）探究光的反射规律（参阅八上P71）考查内容：1、实验操作方法；2、实验结论。甲乙[示例]如图所示，在研究光的反射规律实验中，平面镜M平放在平板上，E、F是两粘接起来的硬纸板，可绕垂直于镜面的接缝ON转动。（1）如图甲，当E、F在同一平面上时，让入射光线AO沿纸板E射向镜面，在F上可看到反射光线，量出∠BON________∠AON（>、=、<），若将AO向ON靠近，则OB________(靠近/远离)ON．（2）如图乙，把半面纸板F向前或向后折，则________(能/不能)看到反射光线，说明反射光线与入射光线及法线ON在______（三）探究平面镜成像的特点（参阅八上P67）考查内容：1、实验操作方法；2、实验结论。知识技能自学检测合作探究精讲点拨即时练习探究平面镜成像的特点1．猜想与假设：

2．设计并进行实验(1)需要哪些实验器材？

(2)为什么选择这些器材？各有什么作用？①选择玻璃板代替镜子的目的是

。②刻度尺的作用是

。③选用两段完全相同的蜡烛是为了

。白纸、薄玻璃板、刻度尺、两支相同的蜡烛便于确定像的位置比较像距和物距的大小关系比较像和物体的大小关系12知识技能自学检测合作探究精讲点拨即时练习3．进行实验要领：在白纸中央画线、玻璃板压在线上、玻璃板与桌面垂直、物和像的位置作标记。完成实验，做好观察，并做好实验记录，设计表格如下：实验次数物到平面镜的距离/cm像到平面镜的距离/cm像与物的大小比较第一次

第二次

第三次

13知识技能自学检测合作探究精讲点拨即时练习4．分析论证：（1）平面镜中的像与物体大小是否相同？怎么知道的？（2）像到镜面的距离与物体到镜面的距离是否相等？怎么知道的？（3）通过观察实验现象和所记录的数据，可得平面镜成像的特点有如下几点：像和物体的大小相等（像物等大）.像和物体到镜面的距离相等（像物等距）.像和物体的连线垂直于镜面。像和物体到镜面的距离相等，因为用刻度尺量出两支蜡烛到玻璃板的距离相等。平面镜中的像与物体大小相同.因为无论蜡烛到玻璃板的距离是远还是近，一支蜡烛与另一支蜡烛的像总是重合的。14知识技能自学检测合作探究精讲点拨即时练习5．图示讲解：成像原理（如图）（1）问：镜子后面有点燃的蜡烛吗？用纸板能接收到这个像吗？（2）教师点燃蜡烛，拿走镜子，问：你为什么能看到了烛焰？（3）放上镜子，看到烛焰的像，问：你为什么看到了烛焰的像？小结：平面镜成像是由于

（平面镜成像原理）形成的，是反射光线的反向延长线会聚而成，叫

像。PP′虚像还是要有光射入眼睛，是反射光射入眼睛要看到物体必须有光射入眼睛没有不能光的反射虚15知识技能自学检测合作探究精讲点拨即时练习●例题：照镜子时，平面镜中“人”的大小取决于()A.人本身的大小B.平面镜的大小

C.人到平面镜的距离D.平面镜放置的高低分析：我们远离平面镜时感觉自己在镜中的像变小是由于视角变小引起的，平面镜成像的大小只跟物体大小有关，跟平面镜大小，物体到平面镜的距离无关。A●平面镜成像实验方法：“等效替代法”是指在效果相同的前提下，把抽象、复杂的物理过程或现象变换成理想、简单的过程或现象来研究处理的方法。等效替代法16知识技能自学检测合作探究精讲点拨即时练习1．身高1.6m的人站在穿衣镜前，离镜0.5m，他在镜中的像多高？像离镜多远？当他后退0.5m时，像高和像到镜面的距离怎样变化？2．P80第2题和第3题作图。

像高1.6m,像离镜0.5m，人后退0.5m时,像高不变。像到镜面的距离增加0.5m。17[示例]

如图所示，小林同学做“平面镜成像的特点”实验。他将一块玻璃板垂直架在桌面上，再取两段等长的蜡烛A和B一前一后竖放在玻璃两侧，点燃玻璃板前的蜡烛A，用眼睛进行观察。在此实验中：该实验中取用玻璃而不用镜子，是为了利用玻璃板透明的特点，便于___________________________________，若有3mm厚和2mm厚的两块玻璃板，应选择______mm厚的玻璃板做实验；取两段等长的蜡烛是为了比较________________关系；为了便于观察和比较，他________（应该/不应该）将后面的蜡烛B点燃；实验中他透过玻璃板看到是蜡烛B实际上是B的________（虚像/实像/实物本身）；为了能够比较________________的关系，他还应取用的一件实验器材是________；如果玻璃板没有放正，对实验产生的影响是________________________________；实验的最后，小林移去蜡烛B，并在其所在位置上放一光屏，则光屏上________接收到蜡烛A的烛焰的像（能/不能），这说明平面镜成的是________像。（四）探究凸透镜成像的规律（参阅八上P85）考查内容： 1、实验器材的选择（不常考，主要是选择凸透镜的焦距）2、实验操作要领；2、变化规律与实验结论。设计实验用蜡烛做物体，研究烛焰所成的像。一块白色的硬纸板做光屏，承接烛焰在凸透镜中成的像。烛焰中心凸透镜中心光屏中心三点应调整在同一高度！（目的是使烛焰的像成在光屏的中央。）1.记下凸透镜的焦距：

f

＝10厘米；2.在光具座上从左到右依次放好蜡烛、凸透镜、光屏。调节凸透镜和光屏的高度使它们的中心与烛焰的中心在同一高度；3.移动凸透镜位置，使物距分别为u

＞2f；

f

＜u＜2

f

；

u

＜

f

再移动光屏找像，眼睛观察光屏上的像，直到最清晰为止；4.记下物距、像距和成像情况。进行实验物距与焦距关系物距u/cm像的性质像距v/cm虚实大小正倒u>2f

u>2f

u<f<2f

u<f<2f

u<f

u<f

凸透镜焦距f

=_____cm104525181358实像缩小实像实像实像虚像虚像缩小放大放大放大放大倒立倒立倒立倒立正立正立xxxxxx注：根据实验具体情况测出像距x的值。记录数据分析和结论1.像的虚实：凸透镜在什么条件下成实像？在什么条件下成虚像？2.像的大小：凸透镜在什么条件下成缩小的实像？在什么条件下成放大的实像？

有没有缩小的虚像？3.像的正倒：凸透镜所成的像有没有正立的实像，

有没有倒立的虚像？分析上表的记录，找出凸透镜成像的规律。查看上表的数据：凸透镜成放大的实像时，物距跟像距相比，哪个比较大？凸透镜成缩小的实像时，物距跟像距相比，哪个比较大？物距大于像距由此你可以得出什么结论？物体靠近凸透镜（物距变小），像变大，像距变大；物体远离凸透镜（物距变大），像变小，像距变小。物距小于像距凸透镜成像特点及应用

u——物距v——像距f——焦距放大镜正立虚像放大像、物同侧u<f幻灯机倒立实像放大u<f<2f照像机倒立实像缩小u>2f应用举例像的性质像的大小像的位置物体位置

小结像、物异侧f<v<2f像、物异侧v>2f像、物异侧v=2f倒立实像探照灯u=f

u=2f无像相等[示例]如图所示，京京做做“探究凸透镜成像规律”的实验。（1）他有好几个凸透镜，但均不知焦距。请你帮他设计一个测量凸透镜焦距的方案：（2）经过测量，他发现有焦距分别为2cm、10cm和30cm的三种凸透镜，则为了便于进行实验，他应选择焦距为________cm的凸透镜。（3）他把蜡烛、凸透镜和光屏放置在米尺旁。点燃蜡烛后，他还应调整火焰中心、凸透镜中心和光屏中心在____________。ABM（4）如图所示，当他把蜡烛放在A位置时，光屏应向M点的______（左/右）侧移动，才能接收到一个清晰的像；要使所成的像更大些，他应把蜡烛向A点的______（左/右）侧移动，同时使光屏离凸透镜更______（远/近/不变）一些。若固定光屏的位置于M点不动，要使光屏上得到一个清晰的像，他应把蜡烛向A点的______（左/右）侧移动。当蜡烛移动到B点时，无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到烛焰的像，这时，通过透镜向烛焰同侧观察，能看到烛焰

的虚像，把蜡烛放到B点______（左/右）侧，可以使虚像更大。（5）实验中，当京京用白纸遮掉凸透镜的上半部分时，光屏上成像的情况是（）A．只出现烛焰的上半部分的像B．只出现烛焰的下半部分的像C．仍然是完整的像，只是变暗些D．成像情况像不受任何影响（6）随着蜡烛燃烧而变短，光屏上成的像将向____（上/下）移动。由于影响到了实验的进行，这时最合理的调整是（）A．只需将凸透镜向下移动些B．只需将光屏向上移动些C．只需将蜡烛向上移动些D．以上均可五）视力的（矫正（参阅八上P89）考查内容：1、凸透镜成像实验操作的渗透；2、眼球光学结构的认识；3、近视、远视的原理和校正方法观察眼球结构图（如图乙）并结合以上实验，回答：（1）眼球中的视网膜相当于实验中的________；实验中的凸透镜相当于眼球中的________。（2）近视眼患者不戴眼镜时，远处物体成像在视网膜的______（前方/后方）。（3）近视眼镜对光线具有________（会聚/发散）作用，应是________透镜。探究1水沸腾时温度变化的特点1.提出问题：在日常生活中,把水烧开就是水沸腾了,你认真观察过水沸腾吗?水沸腾后继续加热,是不是温度越来越高?2.猜想与假设：水沸腾后若保持沸腾状态需继续

,水的温度

。提示：水沸腾时,停止加热,水沸腾会停止,说明水沸腾时需继续加热,才能保持沸腾状态不变。用温度计测量水沸腾时的温度可知,水沸腾后继续加热,温度不变。参考答案：加热不变3.实验设计：(1)测量仪器。①用

测量液体的温度。②用

记录时间。参考答案：①温度计②停表(2)组装器材,当水温接近90℃时每隔0.5min记录一次温度。(3)实验数据如表。时间/min00.511.522.533.544.55温度/℃90919293949596979898984.实验分析：(1)根据实验数据,绘制温度—时间图像。参考答案：如图所示(2)水在沸腾前后,液面有何变化?气泡如何变化?参考答案：水在沸腾前,水温不断升高,容器底部受热产生气泡,上升过程中气泡变小;水沸腾时,温度不变,在水的内部和表面产生大量的气泡,上升过程中气泡变大,到水面破裂。(3)水沸腾时汽化在哪些部位发生?参考答案：在水的内部和表面同时发生。(4)分析数据,水在沸腾前,温度如何变化?在沸腾时,温度有何特点?参考答案：水在沸腾前,温度不断升高;沸腾时,温度保持不变。(5)为什么水沸腾时的温度不是100℃?提示：液体的沸点主要与两个因素有关：一是液体种类,二是液体上方的大气压强。在本实验中主要是与当地当时的气压大小有关,可能是气压低于1标准大气压导致的。当然也有可能是温度计本身不准确导致的。参考答案：当时的气压低于1标准大气压或是温度计不准确导致的。5.交流与评估：(1)实验中,为什么烧杯上盖有孔的硬纸板?参考答案：减少水的热量损失、缩短加热时间。(2)实验中,如何缩短水的沸腾时间?提示：结合生活中烧水的经验可知：水的初始温度越高、水量越少、炉火越旺及壶盖盖得越严密,水烧开得越快。参考答案：①用热水②减少水的量③加大酒精灯火焰④加盖(3)水在沸腾时如果停止加热,水是否继续沸腾?说明了什么?提示：水沸腾时,若停止加热,虽然水的温度仍保持沸点的温度,但由于不能继续吸热,水的沸腾会停止,这说明水的沸腾过程是一个吸热过程。参考答案：否说明沸腾过程是一个吸热过程,即使当时的液体温度等于沸点,但不能继续吸热,液体的沸腾也会停止。【微点拨】(1)液体沸腾时,吸热但温度保持不变,无论用大火还是小火,液体的温度是一样的。(2)烧杯内的水要适量是指达到烧杯的一半。温度计的玻璃泡刚好浸没于水面下即可。(3)水开始沸腾时的温度,就是水的沸点。且只有在标准大气压下,水的沸点才是100℃,液体上方的气压越高,沸点越高。【知识拓展】水沸腾前后,气泡体积变化不一样的原因水沸腾前,在气泡上升过程中,下面部分的水先受热,温度升高,于是有一部分水汽化成水蒸气,形成气泡,气泡所受到的浮力大于自身的重力,于是气泡上升。而由于水是热的不良导体,下部分的水温升高,但上部分的水温仍然较低,在气泡上升过程中,气泡遇到温度比它低的冷水,于是有一部分水蒸气放热,液化成小水珠,气泡的质量变小了,所以气泡的体积也相应变小了。但是,在气泡上升过程中,由于所处的深度变小了,所以外界的压强变小了,导致气泡的体积变大。相对而言,前者对气泡体积变化的影响要比后者大,所以在气泡上升过程中,实际表现出的现象是其体积变小。而在水沸腾以后,由于对流,水的上下部分的温度都达到沸点,继续加热,与水沸腾前一样,有水汽化成水蒸气形成气泡上升。在上升的过程中,也不断有水汽化成水蒸气,于是许多气泡聚在一起,越积越多,从而其体积变大。另一方面,与沸腾前相似,在上升的过程中,气泡所处的深度变小了,也会使其体积变大。这两方面的影响是一致的,最终的现象也是气泡的体积变得越来越大。综上所述,气泡体积的变化情况由两方面因素决定：一方面是看是否有更多的水汽化成水蒸气,形成气泡,还是不断地有水蒸气液化成小水珠。另一方面就是在气泡上升过程中,其所处的深度变小了,导致气泡的体积变大。而且从实验中可以得出,气泡所处深度的变化对其体积变化的影响较小。所以,水沸腾前后,其体积的变化出现了两种截然相反的现象。（六）观察水的沸腾（参阅八上P35）考查内容：1、实验装置与仪器用法2、实验现象与数据分析[示例]在“观察水的沸腾”的实验中，某个实验小组得到下列的实验记录表格：时间/mim……6789101112131415温度/℃……95969798989598989898（1）从记录数据看，第______min的数据有明显错误，这个数据偏______（高/低）。（2）从记录的数据可得出的实验结论是:此时水的沸点为______℃。（3）停止加热后，水将______(选填”能”或”不能”)继续沸腾。（4）右图所示的是甲、乙两杯水被加热时水中气泡上升的情形，其中______可能是水沸腾时的情形。甲乙（1）从记录数据看，第______min的数据有明显错误，这个数据偏______（高/低）。甲乙（2）从记录的数据可得出的实验结论是:此时水的沸点为______℃。（3）停止加热后，水将______(选填”能”或”不能”)继续沸腾。（4）右图所示的是甲、乙两杯水被加热时水中气泡上升的情形，其中______可能是水沸腾时的情形。（1）从记录数据看，第______min的数据有明显错误，这个数据偏______（高/低）。甲乙（2）从记录的数据可得出的实验结论是:此时水的沸点为______℃。（3）停止加热后，水将______(选填”能”或”不能”)继续沸腾。（4）右图所示的是甲、乙两杯水被加热时水中气泡上升的情形，其中______可能是水沸腾时的情形。（七）探究冰、石蜡的熔化特点（参阅八上P39）考查内容： 1、实验装置的组装与使用方法；2、特殊方法：如何控制加热均匀、加热速度适中；3、表格设计、实验现象的描述、数据处理（图像）；4、实验结论。3.设计实验：选择器材并组装,如图所示。4.进行实验与收集证据：(1)分别加热海波和石蜡,每隔1min记录一次温度。(2)待温度升至40℃左右开始,每隔大约1min记录一次温度;在完全熔化后再记录4～5次。(3)记录数据如下：时间/min012345678910海波的温度/℃4042444648484848484950石蜡的温度/℃4041424446474849.55152.5545.根据记录的数据,在下面的方格纸上分别描绘出海波和石蜡熔化时温度随时间变化的图像。提示：根据记录的数据先在坐标纸上描出各点,再用平滑的曲线将这些点连接起来。参考答案：6.实验分析：(1)分析海波熔化图像,根据熔化图像的特征可分为几段?在第5问所画图像中分别用字母A、B、C、D标上。每一段对应的时间中海波是什么状态?海波的温度如何变化?提示：海波在开始加热时,随着不断吸热,温度不断升高,当达到一定温度时,开始熔化。熔化过程中需要继续吸热,但温度保持不变,熔化后,随着不断吸热,温度又不断升高。参考答案：分为三段,分别是AB、BC、CD段。AB段海波的状态是固态,吸热,温度升高;BC段海波的状态是固液共存状态,吸热,温度不变;CD段海波的状态是液态,吸热,温度升高。(2)在海波熔化的曲线上,哪一点海波开始熔化?参考答案：B点(3)海波熔化过程有什么特点?参考答案：海波开始熔化时的温度是48℃,海波熔化过程中吸热,温度保持不变。(4)分析石蜡的熔化图像,随加热时间的增加,石蜡的状态如何变化?石蜡的温度如何变化?提示：石蜡没有明显的熔化前、中、后之分,随加热时间的增加,石蜡由固态慢慢地变软、变稠、变稀,整个过程温度一直在升高。参考答案：石蜡由固态慢慢地变软、变稠、变稀为液态,整个过程温度一直在升高。(5)对比海波与石蜡熔化时的温度变化曲线,两物体的熔化规律相同吗?参考答案：不相同7.交流与评估：(1)实验中,没有用酒精灯直接加热海波,而是用水浴法,这种加热方法有何优点?提示：若直接加热海波,会使其受热不均匀,物态变化不明显,而采用水浴法加热,就可以避免这一点。只要把试管中的海波全部浸入水中,同时不停地搅拌,海波各部分受热就很均匀,现象变化明显,容易观察。参考答案：可使被加热物体受热均匀。(2)实验中,在加热海波前,是保持块状,还是弄成粉末状较好?为什么?提示：若保持块状有两个不利：一是不利于海波受热均匀;二是不利于搅拌。最终会导致实验现象不明显。故应在实验前,把海波碾成粉末状。参考答案：弄成粉末状较好,有利于搅拌,使海波受热均匀。【微点拨】(1)熔化≠溶化,熔化表示物质从固态变成液态,溶化表示一些溶质溶解在溶剂中的过程。(2)“水浴法”加热的好处是受热均匀且温度变化稳定,便于及时记录各个时刻的温度,可用于很多加热实验。(3)温度计要与被测固体颗粒充分接触,避免碰壁、底或悬空等。(4)在48℃时海波的状态可能是固态、固液共存态、液态。【知识拓展】熔化和凝固实验的改进实验使用的“水浴法”较难获得理想的加热曲线图和冷却曲线图,这样对概念的阐述就缺乏说服力,学生对晶体特征的理解就很困难。原“水浴法”之所以难以得到理想的图像,主要原因在于使用“水浴法”虽然比直接加热法优越,但晶体仍不能均匀受热,晶体局部熔化从而难以得到稳定的熔点。为避免这个缺陷,改进后的实验如图,在原盛放晶体的小试管外又套一大试管。这样酒精灯对烧杯中水加热,水再对隔有空气层的小试管以辐射的方式加热,从而使晶体整体受热。具体操作时只需适当调试酒精灯火焰的大小,即可使晶体均匀受热,温度基本平稳上升,并且熔点可维持较长一段时间,直到全部熔化后温度才再上升,在整个实验过程中不再需要调节火焰的大小和搅拌晶体,仅仅是按一定时间间隔观察记录三支温度计的示数即可,此法操作简便,效果十分明显。具体操作步骤如下：把2g晶体放入直径11mm的小试管中并插入一支直径5mm的温度计1,并注意温度计应尽量置于试管中部不与管壁接触,管口用橡皮塞塞住,再把它与温度计2一起放入直径24mm的大试管中。应注意小试管尽量放置在大试管中部,距大试管底5mm,管口用塑料泡沫塞住,然后把它们放入盛有450mL热水的500mL的烧杯中,并使试管底与烧杯底留有5～10mm的间隙,在水中再插入同型号的温度计3,使三支温度计的液泡处于同一水平面,放置一段时间,使三支温度计读数相差不大时,即可开始实验。探究2熔点和凝固点结合海波和石蜡熔化时温度的变化,思考以下问题：1.对比海波和石蜡熔化时的温度变化曲线,两种固体在熔化过程中,海波有确定的

,石蜡没有确定的

。由此,可以把固体分为哪两类?海波和石蜡分别属于哪一类?海波熔化时的温度叫作什么?参考答案：熔化温度熔化温度晶体和非晶体海波是晶体,石蜡是非晶体熔点2.把晶体加热到熔点就停止加热,晶体还会继续熔化吗?晶体熔化应满足什么条件?参考答案：不会晶体熔化时应达到熔点,且继续加热。3.分析海波和石蜡熔化的图像,(1)海波和石蜡熔化的图像有什么相同点和不同点?相同点：海波和石蜡熔化时都

。不同点：海波熔化时有一段时间,温度

,石蜡在熔化时,温度一直

。(2)根据海波和石蜡熔化特点可知,晶体有固定的

,非晶体没有固定的

。参考答案：(1)吸热不变上升(2)熔点熔点甲乙O[示例]小方同学发现：炎热的夏季，家中的蜡烛、柏油路上的沥青会变软；而冰块熔化时，没有逐渐变软的过程．由此推测，不同物质熔化时，温度的变化规律可能不同．于是，小方同学选用碎冰和碎蜡研究物质的熔化过程．他实验装置如图甲所示，碎冰或碎蜡放在试管中，在烧杯中倒入温水或热水进行加热并记录数据．（1）小方同学应在试管中加入多少碎冰或碎蜡（）A．越少越好B．越多越好C．能将温度计的玻璃泡浸没其中即可D．随意多少（2）在熔化冰的实验中，他应在烧杯中倒入________（温水/热水），用水而不用酒精灯直接加热的目的是___________________。（3）根据实验数据，他画出了冰和蜡的熔化图象．其中，图乙是

（冰/蜡）的温度随时间变化的图象。（4）请设计一个实验步骤证明蜡在熔化过程中也要吸热。(八)物质的比热容（参阅八下P15）考查内容：1、控制变量法的运用；2、