押实验题10：光学和热实验探究题（解析版）-备战2024年中考物理

押实验题10：光学和热学实验在广东三卷中，常考的光学实验有2个，探究平面镜成像实验和探究凸透镜成像规律实验。常考的热学实验有4个，分别为探究晶体的熔化实验、探究液体沸腾实验和探究物体吸热本领强弱的实验。预测今年广东省卷考查热学实验概率较大，深圳卷有较大概率考察平面镜成像实验。秘籍1：探究平面镜成像实验的特点1.关于探究平面镜成像实验必须明确:(1)刻度尺的用途是为了比较物、像到镜面的距离是否相等。(2)两支等大的蜡烛是为了比较像与物是否大小相等。(3)用玻璃板代替平面镜的目的是便于找到像的位置;玻璃板应竖直放置，否则可能会使物与像不能重合.(4)选玻璃板进行实验时,玻璃板越薄越好,否则,蜡烛通过玻璃板前后的两个面会成两个像,影响实验效果。(5)平面镜所成的像是虚像,不能用光屏承接。(6)将点燃的蜡烛放在多个不同位置，多次实验后总结归纳出结论。(7)为使蜡烛的像更清晰,实验应在较黑暗的环境中进行。(8)从蜡烛这一侧透过玻璃板观察像,并使另一支相同的蜡烛与像完全重合。2.实验中应用了等效替代法:一是用玻璃板替代平面镜;二是将另一支未点燃的蜡烛放到点燃的蜡烛所成的像的位置,使之完全重合,即利用未点燃的蜡烛替代点燃蜡烛的像秘籍2：探究凸透镜成像实验1.解题时要注意把握以下几点：(1)确定凸透镜的焦距；(2)实验器材的放置和调节；(3)成像的性质和对应的像距及物距；(4)像距随物距变化的规律，像随像距变化的规律；(5)物像的“可逆性”(6)凸透镜的缺损或遮挡对成像的影响；(7)光屏接收不到像的原因2.凸透镜成像口诀一倍焦距分虚实；二倍焦距分大小；物近像远像变大；物远像近像变小；虚像正立实像倒；这一规律要记牢秘籍3：探究晶体熔化实验1.解答此类问题，要掌握以下几点：(1)知道晶体熔化的特点一不断吸热但温度保持不变，晶体熔化的条件--温度达到熔点且能够继续吸热；(2)实验装置的安装顺序--自下而上；(3)采用水浴法加热的优点；(4)石棉网的作用；(5)图像中各阶段表示的物理含义；(6)温度计的放置要求及读数。2.水浴加热可以使物质受热均匀且温度升高较慢，便于读数。秘籍4：探究液体沸腾实验1.解题时，要把握以下几点：(1)知道水沸腾的条件是达到沸点继续吸热：水沸腾的特点是不断吸热，温度保持不变。(2)知道水满腾前气泡上升越来越小，而沸腾时气泡上升越来越大，至液面破裂。(3)知道装置安装顺序是自下而上。(4)知道使水尽快沸腾的方法：①加水要适量，尽量少些;②在烧杯中加温水;③适当加大酒精灯的火焰：4沸腾前加热过程中，可在烧杯上加盖。(5)知道沸点与气压的关系是气压越高，沸点越高。2.沸点的判断：（1）由数据判断：连续保持不变的最高温度即为沸点;（2）由图像判断：平行于时间轴的一段线段对应的最高温度即为沸点。秘籍5：探究物体吸热本领的实验1.解题时要明确以下两点：(1)实验中要用相同的热源进行加热，以保证相同时间内物质吸收相同的热量。(2)在分析实验数据时，可采用图像法，将实验数据用描点法作出温度随加热时间变化的图像。两种方法可以比较不同物质的吸热能力。①在质量相同、升高温度相同时，加热时间长的物质吸收的热量多，吸热能力就强。②还可以通过比较不同物质吸收的热量(加热时间)相同时不同物质升高温度的不同比较吸热能力的强弱。加热时间相同升温快的，吸热能力就弱。(3)用比较法分析数据。2.注意事项(1)实验仪器组装时要按照“从下而上”的顺序安装。保证用酒精灯的外焰加热，不要忘记安装石棉网，正确使用温度计测液体温度。(2)进行多次实验的目的是寻找普遍规律，避免实验的偶然性不是减小实验误差。1．（2023·广东·中考真题）小明在学习了凸透镜成像的规律后，继续深入探究，选用题表中某一规格的凸透镜做实验，调整好器材后如题图甲所示，此时烛焰在光屏上成放大的像；凸透镜编号焦距/cm直径/cm①53.5②54.5③104.5④154.5

（1）光屏上的像是实像还是虚像？；（2）一段时间后，小明发现烛焰的像如图乙所示，此时将蜡烛向调节可以使烛焰的像移到光屏中央；（3）小明选的凸透镜焦距为cm；（4）小明将蜡烛换成F字光源，调整了光源和光屏的位置，在光屏上仍可观察到清晰的像，如题图所示，则小明看到的像应是（选填字母）；

（5）小明认为凸透镜成像的规律还可能与凸透镜的直径有关；若要验证其猜想，则可在题表中选取编号为两个凸透镜进行实验验证。【答案】实像上10D①、②【详解】（1）[1]如图甲所示，物距小于像距，此时烛焰在光屏上成放大的像，为投影仪的成像原理，成倒立、放大的实像。（2）[2]一段时间后，蜡烛越烧越短，此时烛焰的像在光屏上方呈现，为了使烛焰的像移到光屏中央可以将蜡烛上移，使得烛焰，透镜的光心和光屏中央在同一水平直线上。（3）[3]由甲图可知，此时物距小于像距，为投影仪的成像原理，此时物距为15.0cm，在一倍到两倍焦距之间，像距为30.0cm，像距在两倍焦距之外，根据表格可知，小明选的凸透镜焦距为10cm。（4）[4]将蜡烛换成F字光源，调整了光源和光屏的位置，在光屏上仍可观察到清晰的像，此时物距大于像距，为照相机的成像原理，成倒立、缩小的实像，从左侧向光屏看，会看到图B所示的像，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。（5）[5]若要验证凸透镜成像的规律还可能与凸透镜的直径有关，则需要控制凸透镜的焦距相等，故可在题表中选取编号为①、②两个凸透镜进行实验验证。2．（2022·广东深圳·中考真题）探究平面镜成像实验：（1）平面镜成像实验选择的是（选择“平面镜”或“玻璃板”）；（2）来回移动蜡烛的位置是为了确定的位置；（3）将物像连线连接在纸上，继续分析和研究，得出平面镜成像特点；（4）图中哪里存在错误：。【答案】玻璃板像像到镜面的距离等于物体到镜面的距离像距会有误差【详解】（1）[1]平面镜成像实验选择使用平面镜，只能成像，而不能透光，不容易确定像的位置，用薄平板玻璃时，既能成像，又能透光，便于确定出像的位置。（2）[2]来回移动蜡烛的位置，当B蜡烛与A的像完全重合时，便能确定像的位置。（3）[3]将物像连线连接在纸上，可以测出像距和物距，通过分析和研究二者的关系可以得出：平面镜成像特点是：像到镜面的距离等于物体到镜面的距离。（4）[4]玻璃板有厚度，直接用连线长度表示物距和像距，像距会有误差。3．（2021·广东深圳·中考真题）（一）测量平均速度某同学跑八百米，使用电子表计时，刚开始起跑时示数如图甲，跑到400m处示数如图乙，跑完800m时示数如图丙。（1）该实验的原理是；（2）他前400m的平均速度是；（3）他前400m的平均速度后400m的平均速度（选填“大于”、“等于”或“小于”）。（二）在探究“凸透镜成像规律”的实验中（1）当透镜移至如图甲所示位置时，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则该凸透镜的焦距是cm；（2）若蜡烛、光屏和透镜如图乙所示，想得到一个倒立等大的实像，那么需要将光源向移动（选填“左”或“右”），除了要将光源移动以外，还需要将光屏凸透镜（选填“靠近”或“远离”）。【答案】5m/s大于8.0右靠近【详解】（1）[1]要测量平均速度，需要知道路程的大小和时间，然后路程除以时间，即可得到平均速度的大小，所以该实验的原理是。（2）[2]他前400m跑的路程是，跑到400m处示数如图乙，从图乙可以看到，这时间根据可知，他前400m的平均速度他前400m的平均速度是5m/s。（3）[3]跑完800m时示数如图丙，可知这时的示数是2min52s，跑到400m处示数是1min20s，那么后400m需要的时间后400m需要的时间是92s，根据可知，他后400m的平均速度他后400m的平均速度约是4.3m/s，他前400m的平均速度是5m/s，他前400m的平均速度大于后400m的平均速度。（1）[4]从图甲可以看到，透镜左边是平行于主光轴的光，透镜移至如图甲所示位置时，光屏上出现一个最小最亮的光斑，那么这个光斑所在的位置就是透镜焦点所在的位置，透镜对应的位置是10.0cm，光屏对应的位置是18.0cm，那么焦距该凸透镜的焦距是8.0cm。（2）[5][6]若蜡烛、光屏和透镜如图乙所示，可看到物距是20.0cm，像距是20.0cm，由[4]可知该凸透镜的焦距是8.0cm，想得到一个倒立等大的实像，根据凸透镜的成像规律可知，物距应该等于两倍焦距，即是物距是16.0cm，像距也是等于两倍焦距，像距是16.0cm，从图乙可以看到，这时光源要向右移动，到达34.0cm的位置，这时物距才是16.0cm，除了要将光源移动以外，还需要将光屏靠近凸透镜，到达66.0cm的位置，这时像距才是16.0cm。4．（2021·广东·中考真题）小明发现，晚上坐公交车时在车窗玻璃里看到另一个“自己”，而白天却看不清。结合平面镜成像知识，他思考以下问题：（1）在车窗玻璃里看到的另一个“自己”是光的形成的像；（2）如图甲所示，小车的前挡风玻璃是倾斜的。从光学角度分析，这样设计的目的是：（写出一条）；此外，晚上开车时，来自后方车辆的强光入射到前挡风玻璃，被反射到（选填“上方”或“下方”），以减少对司机视线的干扰；（3）在探究平面镜成像特点的实验中，如图乙所示。①组装器材时，要使玻璃板与水平桌面相互；②实验需要记录像与物的大小关系，还需要记录物理量和；③实验中如果将蜡烛B也点燃，对实验的影响是（写出一条）。【答案】反射见详解下方垂直像到平面镜距离物到平面镜距离看不清楚像的位置【详解】（1）[1]在车窗玻璃里看到的另一个“自己”是平面镜成像，是光的反射。（2）[2]挡风玻璃相当于平面镜，挡风玻璃倾斜安装，是为了使车内物体所成的像位于玻璃的上方，不妨碍司机视线。[3]来自后方车辆的强光入射到前挡风玻璃，因为挡风玻璃倾斜安装，根据光的反射定律，光被反射到下方。（3）[4]如果玻璃板没有放正，所成的像不在水平面上，所以无论怎样移动另一支蜡烛都不能与像重合，为了比较物像大小和确定像的位置，实验时玻璃板应该垂直桌面放置。[5][6]因为要比较像与物位置关系，所以还需要记录像距和物距，即像和物到平面镜距离。[7]实验中，为了使所找到的蜡烛的像更加准确，应该使玻璃板后面的环境暗一些，像更明亮清晰些，所以最好用未点燃的蜡烛B。5．（2023·广东深圳·中考真题）如图甲所示，琴琴同学探究“水的沸腾与加热时间的关系”，水的质量为100g，实验过程中温度随时间变化的关系如下表。

min00.511.52......12℃94？969798......98（1）当加热0.5min时，温度计示数如图乙，读数为℃；（2）根据示数研究得出水沸腾时的温度变化特征是：水沸腾时持续吸热，温度；（选填“升高”、“降低”或“不变”）（3）琴琴同学实验过程中，水沸腾时温度小于100℃，原因是；（4）如何减少加热时间，请给琴琴同学提个建议：；（5）水在1分钟内吸收的热量为J；（6）根据第（5）步进一步探究，水沸腾后继续加热了10分钟，水的质量少了4g，探究蒸发1克水吸收了多少热量？（忽略热量损失）()【答案】95不变当地大气压小于1标准大气压减少水的质量8402100J【详解】（1）[1]由乙图可知，温度计的分度值为1℃，温度计示数为95℃。（2）[2]由表中数据可知，从第2min开始，水温保持98℃不变，所以可得出水沸腾时的温度变化特征是：水沸腾时持续吸热，温度不变。（3）[3]由于在1标准大气压下，水的沸点为100℃，水的沸点随气压的降低而降低，所以当气压小于1标准大气压时，水沸腾时温度小于100℃。（4）[4]为了减少加热时间，可以用初温较高的热水，或者减小水的质量。（5）[5]由表中数据可知，水在1min内，温度由94℃上升至96℃，则水在1分钟内吸收的热量（6）[6]水沸腾后继续加热了10分钟，水的质量少了4g，则蒸发1克水吸收的热量6．（2022·广东广州·中考真题）小明想了解热水在图1的哪个杯子中降温更快，他往两杯子中倒入等质量热水同时开始计时，测得水温随时间变化的图象如图2。（1）由图2可推测杯（选填“甲”、“乙”）中的热水先降温至40℃；（2）杯（选填“甲”、“乙”）中的水在0~10min放出的热量较多，依据是；（3）是什么因素造成了两杯热水降温快慢的不同，小明猜想可能是两个杯子开口散热面积的不同和杯身散热的不同。请设计实验探究热水降温快慢与玻璃杯开口大小是否有关，写出实验步骤（已提供足量热水，从图3中自造器材）。实验步骤：()【答案】乙乙见解析见解析【详解】（1）[1]由图2可知，相同时间内，乙杯水温下降得快，在初温都为70℃时，乙杯中的热水先降温至40℃。（2）[2][3]由题意可知，甲乙都为水、质量相等，在0~10min内Δt甲<Δt乙，根据Q=cmΔt可知：Q甲<Q乙，即乙杯中的水放出的热量较多。（3）[4]因热水降温快慢可能与两个杯子开口散热面积的大小和杯身散热的情况有关，则在设计实验时，要运用控制变量法，故实验步骤如下：①将玻璃杯A和玻璃杯B外表面包上隔热材料；②将玻璃杯A和玻璃杯B倒入质量相等的热水；③用温度计测量玻璃杯A和玻璃杯B中热水对应的温度t1；④每隔五分钟再次测量温度，重复4次，在下表中记录对应的温度：t1/℃t2/℃t3/℃t4/℃t5/℃玻璃杯A玻璃杯B⑤分析数据，得出结论。1．（2024·安徽合肥·二模）在“探究凸透镜成像规律”的实验中：

（1）小聪同学调整光屏位置，在如图甲所示位置时，光屏上呈现清晰的烛焰像（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是根据此时的成像特点制成的；（2）小聪同学继续进行实验，当蜡烛在凸透镜的焦点和凸透镜之间时，从右侧向左看到蜡烛的正立的虚像，若将一不透明白纸（光屏位置）放在图乙中虚线位置，则蜡烛的像将；（填序号）A．会消失

B．亮度变暗

C．没有变化

D．成在白纸上（3）若将甲图中的凸透镜换成透明玻璃板，从蜡烛一侧向右看，也能看到一个“像”，该像与图甲中光屏上的像相比较“正倒”、“大小”、“虚实”三个方面中，有个方面相同（填序号）。A．0

B．1

C．2

D．3【答案】照相机CA【详解】（1）[1]由图可知，此时物距大于像距，根据凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立、缩小的实像，应用于照相机。（2）[2]因为虚像是光的反射延长线相交得到的，所以在虚线处放置一张不透明白纸对成虚像不产生影响，所以烛焰的像不会发生变化，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。（3）[3]若将甲图中的凸透镜换成透明玻璃板，从蜡烛一侧向右看，也能看到一个“像”，这是物体通过平面镜成正立、等大的虚像，此时成的像与图甲中所成的像相比，两次成像的“正倒”、“大小”、“虚实”三个方面都不同，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。2．（2024·江苏扬州·一模）在“探究光的反射规律”实验中，平面镜水平放置于桌面上，E、F是两块可以绕接缝ON翻折的白色硬纸板。实验次数123入射角60°45°30°反射角60°45°30°（1）如图甲所示，白色硬纸板应当立在平面镜上；为了使光线更加明显，实验应在较暗的环境下进行，实验中所用的白色硬纸板的表面应较为（选填“光滑”或“粗糙”）；（2）让一束光紧贴纸板E沿AO方向射向镜面上的O点，在纸板F上呈现反射光束OB，然后将纸板F绕ON向前或向后翻折，在纸板F上看不到反射光束，这表明反射光线、入射光线和法线在；（3）多次改变入射光的方向，将测量数据记入表格，得出反射角与入射角大小相等的结论。实验中多次测量的目的是；（4）若入射光束AO绕O点顺时针旋转，将观察到反射光束OB在平面镜中所成的像绕O点时针旋转；（5）如图乙所示，一束光经水平放置的平面镜反射后在天花板上形成光斑，竖直向上移动平面镜，观察到光斑位置的变化情况是。【答案】竖直粗糙同一平面内寻找普遍规律，避免偶然性顺向左移动【详解】（1）[1][2]过入射点与反射面垂直的直线叫法线，因反射光线、入射光线和法线在同一平面内，故白色硬纸板应当垂直立在平面镜上；为了更清晰地显示光路，白色硬纸板的表面应较为粗糙，光线射在上面发生了漫反射，反射光线射向各个方向，无论从哪个角度看，都能看得清楚。（2）[3]让一束光紧贴纸板E沿AO方向射向镜面上的O点，在纸板F上呈现反射光束OB，然后将纸板F绕ON向前或向后翻折，此时E和F不在同一水平面上，在纸板F上看不到反射光束，这表明反射光线、入射光线和法线在同一平面内。（3）[4]一次实验得出的结论有偶然性，多次改变入射光的方向，将测量数据记入表格，得出反射角与入射角大小相等的结论。实验中多次测量的目的是寻找普遍规律，避免偶然性。（4）[5]在光的反射现象中，反射角等于入射角，若入射光束AO绕O点顺时针旋转，入射角变小，反射角变小，则反射光束OB将沿逆时针方向转动，因平面镜成的像与物关于镜面对称，所以可观察到反射光束OB在平面镜中所成的像绕O点顺时针方向转动。（5）[6]如图乙所示，一束光经水平放置的平面镜反射后在天花板上形成光斑，竖直向上移动平面镜，如下所示，根据光的反射定律可知观察到光斑位置的变化情况是向左移动。3．（2024·陕西商洛·一模）如图-1所示，小明买了多块相同的橡皮和一块厚玻璃板探究“平面镜成像的特点”；（1）用透明玻璃板代替平面镜的目的是可以确定像的。从橡皮一侧透过玻璃板看到像有“重影”，其原因可能是玻璃板的前后表面都发生了光的。改善“重影”问题的办法是；（2）改变橡皮的位置，进行三次实验。用笔在白纸上标记出每次像和物的位置，如图-2所示。根据对应顶点就能准确测出相应的距离，可将白纸沿（选填“”或“”）对折，若像和物的对应顶点都，则证明平面镜所成的像和物具有对称性；（3）如图-3所示。用叠加的方法改变物的大小进行实验，记录数据如下表。分析可知平面镜所成的像与物的大小；橡皮的位置保持不变物的大小（玻璃板前橡皮的个数/个）123像的大小（玻璃板后橡皮的个数/个）123（4）某小组在较暗的环境中实验时，发现橡皮的像较暗、不易辨识。联系日常照镜子的经验，解决方法是（选填“照亮橡皮”或“照亮橡皮的像”）。【答案】位置反射用较薄的玻璃板GH重合照亮橡皮【详解】（1）[1]透明的玻璃板，可以透过玻璃板观察到玻璃板的另一侧，便于观察并确定像的位。[2]玻璃板的前后表面都会发生光的反射现象并成像，造成重影。[3]玻璃板如果薄，两个像距离近，测量误差小，实验效果好，所以为了改善“重影”，可以选择较薄的玻璃板。（2）[4][5]实验中应沿平面镜的位置对折，即为GH，若像和物的对应顶点都重合，有数学知识知，说明平面镜所成的像和物具有对称性。（4）[6]物体成像要清晰，就必须让橡皮有足够光线射向平面镜才能成像，所以应该照亮橡皮。4．（2024·安徽合肥·一模）在“探究光的反射定律”实验中，器材有：激光笔、可折转光屏、平面镜和喷雾器，将平面镜置于水平桌面，如图甲所示。激光笔的光束射向平面镜上O点，在平面镜上方喷水雾，从前向后观察，可在镜面上方看到2条光束。（1）将折转光屏垂直于平面镜放置，让入射光沿左半屏射到O点，如图乙所示。要呈现反射光，需将右半屏向（选填“前”或“后”）折转；（2）保持入射点不变，多次改变入射方向，在光屏上记录每次实验的光路、和，如图丙所示。为了研究反射光线和入射光线的位置关系，发现左、右半屏相对应的光线关于转轴对称，可将此对称轴视为。同时根据光屏上的角度信息可得结论：。【答案】前法线见解析【详解】（1）[1]如图乙，光屏右半部分向后折了一个角度，由于反射光线、入射光线与法线在同一平面内，则需将右半屏向前折转。（2）[2][3]由光的反射定律可知，反射光线与入射光线分居在法线两侧，反射角等于入射角，即反射光线与入射光线关于法线对称，如图丙所示，发现左、右半屏相对应的光线关于转轴对称，可将此对称轴视为法线所在位置，根据光屏上的信息可得反射角与入射角的大小相等。5．（2024·山东青岛·一模）探究光的折射规律实验：在天宫课堂中，航天员王亚平将空气注入水球，一束光从空气斜射入水球时，发生了折射现象。此现象引起了小华的好奇，并对“光的折射现象”进行了探究，得到以下实验数据：表一：从空气斜射入水序号入射角α/°折射角γ/°123.015.0235.823.0351.031.3表二：从空气斜射入玻璃序号入射角α/°折射角γ/°123.017.5235.826.7351.036.9（1）分析数据可知：光从空气斜射入玻璃时，折射角入射角（选填“大于”、“小于”），且折射角随入射角增大而；（2）天宫课堂中的水球中央有一个球形气泡，两个球心都在O点，结构如图。一束光AO1从空气射入水球，光路如图所示，则光从水球进入气泡球时，折射光线可能为（选填①、②、③、④），O1O2和O2O的连线均为法线。【答案】小于增大①【详解】（1）[1][2]分析表格数据知道，光从空气斜射入玻璃中时，入射角由23°增大到51°，则折射角由17.5°增大到36.9°，由此可知，折射角随入射角的增大而增大，且折射角小于入射角。（2）[3]光从水中斜射入空气中，会发生折射，折射角大于入射角，对于球体而言，入射点与球心所在的直线即法线，入射光线和折射光线分别位于法线两侧，就图而言，OO2所在的直线即法线，进入气泡球的折射光线可能为①。6．（2024·黑龙江牡丹江·一模）如图甲所示，在探究凸透镜成像规律的实验中。（1）将蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上，点燃蜡烛，调整烛焰、光屏的中心与凸透镜的光心在；（2）当蜡烛、凸透镜和光屏处于图甲中所示的位置时，恰好在光屏上成清晰的像（像末画出）。此时光屏上所成像的性质与（选填“照相机”“放大镜”或“投影仪”）相同；（3）随着蜡烛燃烧变短，成在光屏上的像会向（选填“上”或“下”）移动。要仍然满足（1）中的要求，调整的方法是；（4）换用一个与原来焦距相同，但直径较小的凸透镜，光屏上所成的像与原来相比（选填“变小”“变暗”或“变不完整”）了；（5）请在图乙中，画出平行于主光轴的光经过凸透镜的折射光线。【答案】同一高度投影仪上只将蜡烛向上移动变暗【详解】（1）[1]过光心的光线传播方向不变，为了使像能成在光屏正中央，应调整烛焰、光屏的中心与凸透镜的光心在同一高度。（2）[2]图甲中所示的位置时，物距和像距分别为像距小于物距，根据凸透镜成像规律，成倒立放大的实像，此时光屏上所成像的性质与投影仪相同。（3）[3][4]随着蜡烛燃烧变短，烛焰会向下移动，由于过光心的光线传播方向不变，成在光屏上的像会上移动。为了使像能成在光屏正中央，调整的方法是将蜡烛向上移动。（4）[5]换用一个与原来焦距相同，即会聚能力相同，不影响像的大小和完整性，但直径较小的凸透镜，折射的光线会变少，光屏上所成的像与原来相比变暗。（5）[6]根据凸透镜三条件特殊光线的画法，平行主光轴的光线，经凸透镜折射后，过焦点，如图所示7．（2024·北京·一模）小明在“探究凸透镜成像规律”的实验中，进行了如图操作：（1）实验前，应调整烛焰和光屏的中心在凸透镜的上；（2）通过探究，记录并绘制了像距v与物距u之间的关系如图甲所示，则该凸透镜的焦距是cm；（3）如图乙所示，可在光屏上得到一个清晰的像，生活中的（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）就是利用该成像原理工作的；若保持透镜位置不变，让蜡烛和光屏分别以和的速度，从图示位置匀速向左运动，看到光屏上只能成一次清晰的像，则成清晰像时蜡烛移动的时间为s，所成的像是（选填“放大”“缩小”或“等大”）的；（4）在图乙中，小明将一眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上原本清晰的像变模糊了，向右移动蜡烛，光屏上的像又变清晰了，说明该眼镜是（选填“近视”或“远视”）眼镜。【答案】主光轴10投影仪5缩小远视【详解】（1）[1]为了使像成在光屏中央，实验前，应调整烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上，使烛焰和光屏的中心与凸透镜的中心在同一高度。（2）[2]当物距等于2倍焦距时，成倒立、等大的实像，此时像距等于二倍焦距，由图甲可知则凸透镜的焦距（3）[3]由图乙可知，物距为像距为此时物距大于1倍焦距小于2倍焦距，成倒立、放大的实像，投影仪就是利用该成像原理工作的。[4][5]保持凸透镜位置不变，让蜡烛和光屏分别以1cm/s和2cm/s的速度同时匀速向左运动，由得，光屏移动距离为蜡烛移动距离的2倍，此时物距变大，像距变小，当蜡烛移动距离为5cm时，光屏移动10cm，此时光屏上成的像为倒立、等大的实像，成清晰像时蜡烛移动的时间为（4）[6]一个眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，发现光屏上原本清晰的像变模糊了，向右移动蜡烛，光屏上的像又变清晰了，说明该眼镜对光有会聚作用，所以在蜡烛与凸透镜之间放置的是具有会聚作用的凸透镜，即远视眼镜。8．（2024·宁夏银川·一模）小江同学利用如图甲所示器材探究“凸透镜成像规律”：（1）由于实验中凸透镜的焦距未知，所以小江同学先利用一束平行光测量凸透镜的焦距，如图乙所示，则该透镜的焦距是cm；（2）实验时，调节光源、凸透镜和光屏，使三者的中心大致在上，目的是使像在光屏中央；（3）光源“F”放在15cm刻度线处，其大小如图丙所示，凸透镜固定在光具座零刻度线上，如果用遮光罩将凸透镜的上半部分罩住，则光屏上所成的像是如图丁中的；（4）小江同学将自己的近视眼镜放在凸透镜前，光屏应向（选填“靠近”或“远离”）凸透镜方向移动才能再次在光屏上找到清晰的像。【答案】10.0同一高度C远离【详解】（1）[1]平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚在主光轴上一点，这点是凸透镜的焦点，焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜的焦距f=10.0cm-0.0cm=10.0cm（2）[2]为了使像成在光屏中央，实验时，应调节光源、凸透镜和光屏，使三者的中心大致在同一高度上。（3）[3]如果用遮光罩将凸透镜的上半部分罩住，物体上任一点射向凸透镜的下半部，经凸透镜折射后，照样能会聚成像，像的大小不发生变化，折射光线减少，会聚成的像完整但变暗，因为f<u<2f，v>2f，成倒立放大的实像，故光屏上所成的像是图丁中C。（4）[4]小江同学将自己的近视眼镜放在凸透镜前，近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线具有发散作用，会将光线推迟会聚成像，故光屏应向远离凸透镜方向移动才能再次在光屏上找到清晰的像。9．（2024·黑龙江哈尔滨·二模）小冬和小宇用不同的凸透镜看书上的字时，他们惊奇地发现透过凸透镜分别看到正立放大的像和倒立放大的像，如图甲所示，于是他们决定探究“凸透镜成像的规律和什么因素有关”。（1）根据图甲的现象，他们提出了凸透镜成像的大小、正倒可能与有关。（2）小冬同学选用甲图的凸透镜进行实验，他让凸透镜正对太阳，得到图乙所示的光路图：①该透镜的焦距为cm；②调节好实验装置后，小冬将烛焰放在距该凸透镜30.0cm处时，移动光屏至距凸透镜14.0cm处时，在光屏呈现出烛焰的“像”，但不清晰，在此基础上，小冬应该进行的操作是；③小冬把烛焰放在位于凸透镜焦点以内的位置固定，在透镜另一侧可以观察到放大的虚像。若将一不透明的光屏置于图中虚线处，如图丙所示，眼睛位置不动能否看到蜡烛的像？（选填“能”、“不能”或“不一定能”）。（3）小宇换用了甲图中另一块凸透镜进行实验，发现如图丁所示的现象，从A处入射一条光线即入射光线为AC，出射光线即折射光线为CB，且AO<OB。已知OB=10cm，该凸透镜的焦距可能是()A．f=4cm

B．f=5cm

C．f=8cm

D．f=12cm【答案】放大镜以及物体到透镜的距离10.0在该点附近（来回）缓慢移动，直至光屏上的像（最）清晰为止能A【详解】（1）[1]甲图两种情景中凸透镜不同，透镜与课本的距离也不同，成像性质不同，故成像的正倒、大小可能与透镜以及物体到透镜的距离有关。（2）①[2]凸透镜对光线有会聚作用，可把平行于主光轴的光线会聚到主光轴上一点，这一点就是凸透镜的焦点，焦距指的是焦点到光心的距离。由此可知该凸透镜的焦距为60.0cm-50.0cm=10.0cm②[3]在光屏呈现出烛焰的“像”，但不清晰，此时应来回移动光屏，直到光屏上出现最清晰的像。③[4]若将一不透明的光屏置于图中虚线处，如图丙所示，蜡烛射向凸透镜的光并没有被挡住，仍有折射光线进入人眼，人眼仍能看到虚像。（3）[5]根据题意可知AO<OB，A点成像在B点，则像距大于物距，满足f<u<2f，成倒立、放大的实像；像距OB=10cm且v>2f即10cm>2f解得f<5cm故选A。10．（2024·宁夏银川·一模）小岗在进行光学复习时，他认识到找像、析像，并用其规律解释生活中的实际问题是光学复习的关键、有效方法之一，于是他进行了如下的梳理。（1）①如图甲，用透明玻璃板代替平面镜的目的是；②如图乙，蜡烛A在玻璃板中成像的位置如图②，其可能的原因是；③如果在图丙中玻璃板与蜡烛的像之间放一块不透明的挡板，从蜡烛A这侧（选填“仍能”或“不能”）观察到蜡烛的像；（2）若光屏上清晰像的位置如图戊所示（像偏下），为便于完成该实验，你的做法是；（3）如图丁，若凸透镜的焦距为10.0cm，正确的调整器材后，在光屏上成了倒立、、（选“放大”或“缩小”）的像。更换成另一个焦距为8.0cm的凸透镜，光屏上的像变模糊了，为了使光屏上的像恢复清晰，可向（填“靠近”或“远离”）凸透镜的方向移动蜡烛。【答案】确定像的位置玻璃板上端向蜡烛A倾斜仍能光屏向下适当移动，直至清晰的像成在光屏中心缩小靠近【详解】（1）①[1]透明玻璃板不仅可以反射光线成像，也可以让光线透过，便于确定像的位置。②[2]若蜡烛A在玻璃板中成像的位置如图②，根据平面镜成像的特点，像与物关于平面镜对称，若玻璃板上端向蜡烛A倾斜，蜡烛A在玻璃板中成像的位置会偏高。③[3]平面成像原理是光的反射现象，像是光的反射光线反向延长线的交点，并不是实际光线会聚而成，实验中观察者看到的是反射光线，所以如果在图丙中玻璃板与蜡烛的像之间放一块不透明的挡板，从蜡烛A这侧仍能观察到蜡烛的像。（2）[4]如图戊所示，烛焰的像成在光屏的下方，不便于观察，可以将光屏向下适当移动，直至清晰的像成在光屏中心。（3）[5]若凸透镜的焦距为10.0cm，由图丁可知，物距大于2倍焦距，根据凸透镜成像规律可知，此时光屏上成倒立缩小的实像。[6]原来凸透镜的焦距为10.0cm，更换成焦距为8.0cm的凸透镜，焦距变小，折光能力变强，像成在光屏的前方，光屏上的像变模糊了，为了使光屏上的像恢复清晰，应减小物距，增大像距，因此应向靠近凸透镜的方向移动蜡烛。11．（2024·黑龙江牡丹江·一模）小明和小红分别利用图甲装置探究水沸腾时温度变化的特点。当水温接近90℃时，他们每隔0.5min各自记录一次温度并观察水中气泡情况。分别在第3min和第7min时，水开始发生剧烈的汽化现象。加热到第9min时，撤掉酒精灯，水温逐渐下降，同时水中剧烈的汽化现象也消失了。图乙是他们绘制的水温与时间关系的图像。由实验可知：（1）水的沸点是℃；（2）把水加热至沸腾，小红比小明多用了4min，原因可能是；（3）撤掉酒精灯，水沸腾停止，表明水沸腾时仍需要；（4）图丙是计时到第5min时，其中一个装置内的气泡情况，这是观察到的现象（选填“小明”或“小红”）；（5）生活处处有物理，小明发现妈妈将饺子放入沸水中，水沸腾（选填“继续”或“停止”），原因是。【答案】100小红实验中所用水质量比小明的多吸收热量小红停止饺子从沸水中吸热，使水的温度低于沸点【详解】（1）[1]水沸腾时的温度叫沸点，由乙图可知，从8~12分钟，水的温度保持100℃不变，所以水的沸点是100℃。（2）[2]给水开始加热到水沸腾需要的时间比较长，可能是水太多。（3）[3]由图乙可知，加热到第9min时，撤掉了酒精灯，发现水停止沸腾，说明液体沸腾时需要吸热。（4）[4]由图丙可知，计时到第5min时，看到在水中形成大量的气泡，气泡在上升过程中逐渐变小，说明水还没有开始沸腾，这是小红观察到的现象，因为小明在第3min时水已沸腾。（5）[5][6]将饺子放入沸水中，饺子从沸水中吸收一定热量，使水的温度低于沸点，导致水会停止沸腾。12．（2024·河南三门峡·一模）a、b两个实验小组用相同的酒精灯探究水沸腾前后温度变化的特点，所用实验装置如图甲所示，根据实验数据绘制的图像如图乙所示。（1）由图像可知，水沸腾前温度不断升高，沸腾后温度；（2）进一步分析可知，组所用水的质量较小；（3）a、b两组所测水的沸点均不是100℃，这是由于（选填“实验误差”或“当地气压”）引起的；（4）实验结束后，撤去酒精灯，水没有立即停止沸腾，原因是：。【答案】不变a当地气压石棉网的温度仍高于水的沸点，水仍可以继续吸热【详解】（1）[1]由图像可知，水温到达98℃后不再发生变化，即水沸腾时温度不变。（2）[2]由图可知，a组水温升高的较快，所以a组所用水少。（3）[3]水的沸点与大气压强有关，大气压强越大，水的沸点越高，两组实验测得的水的沸点相同，都为98℃，低于100℃，不是实验误差造成的，而是大气压强低于标准大气压造成的。（4）[4]实验结束后，撤去酒精灯，水没有立即停止沸腾，原因是石棉网的温度仍高于水的沸点，水仍可以继续吸热。13．（2024·江苏连云港·模拟预测）如图甲、乙所示是小明在“探究蜡和海波的熔化规律”时使用的实验装置：（1）应选择颗粒较（选填“大”或“小”）的蜡和海波进行实验；（2）实验中采用“水浴法”加热，既能使试管受热均匀，还能，便于观察物质的状态，记录各个时刻的温度；（3）加热一段时间后，可看到烧杯中有“白气”冒出，“白气”是（选填“水蒸气”、“小水珠”或“海波蒸气”）；（4）如图丙是绘制的物质熔化的图象，其中海波的熔化图象是图（选填“①”或“②”），依据是：。【答案】小使熔化时间变长小水珠①海波是晶体【详解】（1）[1]应选择颗粒较小的蜡和海波进行实验，可以使它们受热更均匀，测量的数据更准确。（2）[2]实验中采用“水浴法”加热，试管中物质从水吸热较慢，能使熔化时间变长，便于观察物质的状态，记录各个时刻的温度。（3）[3]“白气”是烧杯中的水汽化产生的温度较高的水蒸气在空气中上升时液化形成的小水珠。（4）[4][5]海波是晶体，有熔点，熔化时温度保持不变，所以，海波的熔化图象是图①。14．（2024·江苏宿迁·二模）如图甲所示，小明同学设计了“探究冰熔化时温度变化规律”实验装置。（标准大气压下）（1）如图甲该实验采用这种加热方式的好处是使被加热物质；（2）小明某一时刻观察到温度计示数如图乙所示，该温度值为℃；（3）根据实验数据，小明画出了温度随时间变化的图象如图丙所示，分析图象可知：①当冰全部熔化后继续加热，其温度随时间变化的图线是（选填“CD”、“CE”或“CF”）；②若该物质在第3mim时比热容为c1，第12min时比热容为c2，则：c1∶c2=。【答案】受热均匀-4CD1∶2【详解】（1）[1]将装有冰的试管放入水中加热，这是水浴法，采用水浴法的好处是使冰受热均匀，温度变化比较慢，便于记录实验温度并便于观察熔化过程中的状态变化。（2）[2]由图乙可知温度计的分度值是1℃，此时是零下，液柱上表面对准了0℃下面第4个小格处读作-4℃。（3）①[3]因为水的比热容大于冰的比热容，冰全部熔化成水后，质量不变，继续加热，吸收相同的热量，水的温度变化小，所以其温度随时间变化的图线是CD。②[4]由图丙可知，该物质在第3min时是冰，比热容为c1，第12min时是水，比热容为c2，因为AB段和CD段物质的质量相同，加热的时间相同都是4min，升高的温度比为4℃∶2℃=2∶1吸收的热量相等，由得到c1∶c2=1∶215．（2024·陕西西安·模拟预测）小华利用如图-1所示的装置探究冰块熔化时温度的变化规律。

（1）该实验应选择颗粒（选填“大”或“小”）的冰块，并用“水浴法”对试管中的冰加热，这种加热方法的好处是使冰块；（2）完成实验后，小华对实验过程进行反思，发现实验中冰块熔化的速度很慢，导致实验时间过长。小华思考：冰块的熔化速度到底与什么因素有关呢？她结合所学知识与生活经验提出了猜想：可能与加热物质的温度和冰块的表面积有关。为验证该猜想，小华将体积相同的冰块切成数量不等的小块分别放入烧杯，并将烧杯放入如图-2所示的水浴加热器中，且烧杯底部不接触水浴加热器；（3）改变水浴加热器的设定温度，测量冰块完全熔化所用时间，记录的实验数据如下表所示；实验次数冰块数量水浴加热器的温度冰块完全熔化所用时间t/s1220162225043321001644201445820112①分析1、2、3三次实验数据可知：其他条件相同时，当加热温度高于物质熔点时，加热温度越高，物体熔化速度越；②分析三次实验数据可知：其他条件相同，物体表面积越大，熔化速度越；（4）铝型材生产的过程中需要进行熔炼操作：将原材料按工艺要求加入熔炼炉内熔化，并通过除气、除渣等精炼手段将杂渣、气体有效去除。根据实验结论，如何提升原材料的熔化效率？。（写出具体的措施，一种即可）【答案】小受热均匀大1、4、5大提高熔炼炉内温度【详解】（1）[1]实验中，为了使冰块受热均匀，应尽量选择小冰块。[2]为了更好地进行实验探究，用“水浴法”对试管中的冰加热，这种加热方法的好处是使冰块受热均匀。（3）①[3]分析1、2、3三次实验数据可知，冰块数量相同，即冰块的表面积相同，水浴加热器的温度越高，冰块完全熔化所用时间越短。可得：其他条件相同时，当加热温度高于物质熔点时，加热温度越高，物体熔化速度越大。②[4][5]当要探究冰块的熔化速度与冰块的表面积的关系时，根据控制变量法可知，需控制水浴加热器的温度，而冰块数量不同，故可分析1、4、5三次实验；由1、4、5三次实验数据可知，水浴加热器的温度相同时，冰块数量越多，即冰块表面积越大，冰块完全熔化所用时间越短，可得：其他条件相同，物体表面积越大，熔化速度越大。（4）[6]由以上实验分析可知，要提升原材料的熔化效率，可以使用的方法有：提高熔炼炉内温度、增大原材料的表面积等。16．（2024·辽宁锦州·一模）如图甲是小亮设计的能做“探究某物体熔化时温度的变化规律”和“探究水沸腾时温度变化的特点”实验的装置。（1）小亮利用如图甲所示的装置进行实验，其中存在两处错误，请找出一处错误写；（2）改正错误后重新实验，观察并记录温度计A的示数，作出如图乙所示的图像。通过图乙分析可知该物体是；（3）图乙中，则阶段试管中的物质处于状态，此过程中温度不变，内能；（4）观察并记录温度计B的示数，绘制出图丙的图像，根据图像可知此环境中水的沸点为95℃，说明当地的大气压1个标准大气压；（5）观察到烧杯中的水已沸腾，且A、B两温度计示数相同，此时试管中的水沸腾（选填“会”或“不会”）。【答案】温度计B的玻璃泡碰到烧杯底部（温度计A的玻璃泡没有与被测物体充分接触）晶体固液共存增加小于不会【详解】（1）[1]由图知道，图甲中的温度计B的玻璃泡接触了烧杯底部，存在错误，因为烧杯底部的温度高于水的温度，会使得温度计所测水温偏高；另一处错误是温度计A的玻璃泡没有浸没在碎冰中，不能测量碎冰块的温度。（2）[2]由图乙知道，冰在熔化过程中温度不变，持续吸热，因此该物体是晶体。（3）[3][4]图乙中，t1～t2阶段试管中的物质在熔化过程中，处于固液共存状态；此过程中温度不变，但持续加热，因此内能增加。（4）[5]水沸腾后温度不变，水的沸点为95℃；在1个标准大气压下水的沸点是100℃，气压越高，水的沸点越高，因此当地气压低于1个标准大气压。（5）[6]水沸腾时要满足两个条件：达到沸点和持续吸热；由于水沸腾时温度不变，且A、B两温度计示数相同，则试管中的水虽然可以到达沸点，但无法从烧杯中的水吸收热量，因此试管中的水不会沸腾。17．（2024·宁夏银川·一模）在探究比热容和热值大小的实验中，如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯中两种液体的质量相同。燃料加热前液体温度（℃）燃料燃尽时液体温度（℃）燃料的热值（J/kg）115352.4×10721525（1）若要比较不同物质的吸热本领：①应选择两图进行实验；②该实验是通过比较来间接反映液体吸收热量的多少（选填“升高的温度”或“加热时间”）；③由图丁知，液体的吸热能力更强；（2）若要比较不同燃料的热值：①应选择两图进行实验；②在研究不同燃料热值的实验中，记录的数据如表所示。请根据表中数据计算：在忽略热量损失的情况下，燃料2的热值是J/kg。【答案】甲、丙加热时间B甲、乙1.2×107【详解】（1）①[1]要比较不同物质的吸热本领，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，故应选择甲、丙两图进行实验。②[2]根据转换法，该实验是通过比较加热时间来反映液体吸收热量的多少，相同时间内，两种液体吸收的热量相同。③[3]由图丁可知，吸收相同的热量，A液体升温快，B液体升温慢，说明升高相同的温度，B液体需要吸收更多的热量，所以液体B的吸热能力更强。（2）①[4]若要比较不同燃料的热值，需要用不同的燃料，加热同一种液体，故应选择甲、乙两图进行实验。②[5]在忽略热量损失的情况下，有Q吸=Q放对燃料1有cAmAΔt1=mq1cAmA(35℃-15℃)=m×2.4×107J/kg①对燃料2有cAmAΔt2=mq2cAmA(25℃-15℃)=mq2②联立①②可得，q2=1.2×107J/kg。18．（2024·广东深圳·二模）小明做“探究冰熔化特点”的实验。（1）如图，有甲、乙两套实验装置，小明最终选用乙装置来进行探究，目的是；（2）根据实验记录的数据，绘制成如图丙所示温度随时间变化的图像（不考虑水的质量变化），分析图像发现，CD段比AB段升温慢，其原因可能是；（3）物体在B点时具有的内能（选填“大于”“小于”或“等于”）在C点时的内能；第10min时试管中的物质处于态；（4）当冰全部熔化后，继续加热使烧杯中的水沸腾并持续一段时间，发现试管中的水（选填“会”或“不会”）沸腾。【答案】冰块受热均匀，减慢熔化过程，便于观察冰的比热容比水的比热容小小于液不会【详解】（1）[1]乙装置是水浴法加热，这样可以使冰块受热均匀，减慢熔化过程，便于观察。（2）[2]由图像可以看出，CD段明显比AB段升温慢，即升高相同的温度，冰比水用的时间少，所以冰比水吸热升温快，原因是冰的比热容比水的比热容小。（3）[3]因为由B点到C点这段时间，物体虽然温度不变，但吸收热量，内能增加。所以物体在B点时具有的内能小于在C点时的内能。[4]第2~8min冰处于熔化过程，第10min时物质处于液态。（4）[5]烧杯中水沸腾时温度不变，此时试管中的水可以到达沸点，但由于试管与烧杯中的水温相同，试管中的水无法继续吸热，因此试管中的物质不能沸腾。19．（2024·江苏南通·一模）小茹组装了如图甲的装置，在烧杯中倒入适量的水，在试管中装入适量的液体A，然后用酒精灯加热足够长时间，两液体温度随时间变化的图像如图乙。已知水的质量为1kg，液体A的质量为0.3kg，相同时间，液体A吸收的热量是水吸收热量的30%。当加热时间为t时，水中温度计示数如图甲。则t时水的温度为℃，分析图乙，当水沸腾时，液体A（选填“正在”或“没有”）沸腾，液体A的比热容为。（）【答案】90没有2.8×103【详解】[1]当加热时间为t时，水中温度计示数如图甲，分度值为1℃，示数为90℃，则t时水的温度为90℃。[2]分析图乙可知，当水沸腾时，液体A的温度还在继续升高，液体A没有沸腾。[3]当加热时间为t时，水吸收的热量为液体A吸收的热量为液体A的比热容为20．（2024·江苏宿迁·二模）如图所示甲、乙、丙三个装置完全相同。（1）要比较“不同燃料的放热能力”，应选择两图进行实验；该实验中燃料燃烧时放出热量的多少是通过比较（选填“温度计升高的示数”或“加热时间”）来判断的；（2）要比较不同物质吸热能力，应选择两个图进行实验；（3）若甲装置中消耗的燃料的质量为m1，使质量为m2的水温度升高了Δt（水未沸腾），则燃料1的热值q为（用m1、m2、c水、Δt表示），该方法测出的热值会比真实值。【答案】甲丙温度计升高的示数甲乙小【详解】（1）[1][2]比较不同燃料的放热能力，要用不同的燃料，加热质量相同的同种液体，应选择甲、丙两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量，是通过温度计示数的变化来反映的。（2）[3]为了比较不同物质吸热能力，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，应选择甲和乙两图进行实验。（3）[4][5]水吸收的热量为Q吸=c水m2Δt则燃料1的热值该方法测出的热值会比真实值偏小，因为实验过程有热量散失。21．（2024·江苏淮安·一模）小明利用图1所示实验装置“探究不同物质吸热升温的现象”，其操作如下：（1）在两个相同的烧杯中分别装入相等的甲、乙两种不同物质；（2）用相同的酒精灯加热，并用玻璃棒不断搅拌，每隔相同的时间记录一次温度，根据实验数据绘制成温度与时间关系的图像（如图2所示）；完成该实验，除天平和温度计外，还需要一个测量工具是；（3）为了比较甲、乙物质的吸热本领，请你设计一个可行方案：；（4）分析图2可知，两温度计示数都升高到40℃时，甲增加的内能（选填“>”、“=”或“<”）乙增加的内能：（5）由图2可知：；（6）下列现象可用比热容知识来解释的是；