挑战19实验题(声光热综合17题、力学综合7题、电学综合3题)(原卷版+解析)

2022年中考物理真题《压轴挑战》分类汇编（原卷版）挑战19实验题（声光热综合17题、力学综合7题、电学综合3题）1．（2022•六盘水）小明发现篮球的气压不足，于是用打气筒给篮球打气。在收起打气筒时发现外壁有些发热。于是他想，是什么原因导致打气筒的外壁发热呢？小明就这个问题与同学小红进行了交流，联系所学物理知识，他们提出了以下两个猜想：A．活塞在筒内往复运动时，与筒壁摩擦导致发热B．活塞在筒内往复运动时，不断压缩气体做功导致发热于是他们设计了实验进行探究，选用的实验器材有：打气筒、测温枪、计时器、气压不足的篮球等，分别在打气筒的上部和下部标注两个测温点，如图所示。请回答下列问题：（1）打气筒内壁的热量是通过的方式传递到外壁。（2）活塞在打气筒内向下运动时的能量转化过程，与四冲程内燃机的冲程相同。（3）用打气筒往气压不足的篮球内打气，10秒内使活塞在筒内往复运动20次，立即用测温枪测出此时两个测温点的温度。待打气筒外壁温度降至室温（25℃）后，放出篮球中的部分气体，重复上述操作。实验数据记录如下表：实验次数时间t/s活塞往复次数上部温度t/℃下部温度t/℃1102030.736.62102030.236.23102030.536.3小明分析上表实验数据得出：导致打气筒外壁发热的原因是。（4）小红回顾整个实验过程，分析实验数据，认为小明得出的结论不够严谨，理由是。于是他们对实验进行改进，对猜想A再次进行探究，你认为他们的改进方法是。2．（2022•大连）小明在探究“某固体熔化时温度的变化规律”时，所用实验装置如图甲所示。（1）除了实验装置中的器材外，还需要的测量工具是。（2）放置温度计时，考虑到固体熔化前、后体积的变化，温度计玻璃泡应该放置在固体颗粒中间略（选填“靠上”或“靠下”）的位置。（3）实验过程中，小明每隔一段时间记录一次温度，观察到第5min时试管内出现液体，第10min时试管内固体全部变成液体。根据实验数据在方格纸上描点如图乙所示，请用笔画线，将图象补充完整。（4）由图乙中图象可以判断出该固体是晶体，依据是。（5）小刚也用该固体和相同的实验装置完成了实验，他根据数据画出的图象如图丙所示。则小刚实验中存在的问题可能是（写出一条即可）。3．（2022•沈阳）在“探究凸透镜成像规律”的实验中：（1）为了探究蜡烛的烛焰能否在光屏上成实像，应该把凸透镜放在如图甲所示的（选填“A”、“B”或“C”）处。为了使像成在光屏中央，应调整烛焰、凸透镜和光屏，使它们的中心在；（2）下表是小雨设计的实验表格，请你在表格中横线处补全缺少的项目，小雨用焦距为10cm的凸透镜做实验，蜡烛放到较远处，调整光屏到凸透镜的距离，直到烛焰在光屏上成清晰的实像，观察像的性质，同时测出此时物距和像距，把蜡烛向凸透镜移近一些，重复以上操作。把实验测出的数据和成像的性质填入表中；物距u/cm像的性质像距v/cm虚实大小30实缩小1520实等大2015实放大30（3）通过分析表中数据，可以得到规律：凸透镜成实像时，物距变小，像距（选填“变大”、“变小”或“不变”）；（4）小雨换用如图乙所示焦距不同的A、B两个凸透镜中的一个再进行实验，当物距为15cm时，移动光屏在光屏上得到清晰的像，测出像距为7.5cm，结合上表的实验数据，可以判断出小雨这次实验用的是（选填“A”或“B”）透镜；（5）凸透镜成像利用了光的折射，生活中存在由于光的折射而产生“错觉”的现象，如泳池水看起来变浅了，所以不能贸然下水，以免发生危险。如图丙所示，人眼在B点看到水中A点的像在A'点处，请完成人眼在B点看到A点的像的光路图。4．（2022•鞍山）小希和实验小组的同学们按照图甲所示的装置做“探究水沸腾时温度变化特点”的实验。（1）她们在组装实验器材时，其合理的顺序是（填写序号）；①温度计②石棉网③装水的烧杯④酒精灯（2）实验进行一段时间后，温度计的示数如图甲所示，为℃；（3）水在沸腾前，温度升高，这是通过方式增加水的内能；（4）小希观察到水沸腾时形成的大量气泡不断上升、变大，到水面破裂开来，里面的散发到空气中。此过程中，水不断吸收热量，温度；（5）小组同学实验过程中绘制了如图乙所示的温度随时间变化的图象，分析图象可知，此时气压（选填“高于”、“等于”或“低于”）标准大气压。5．（2022•宿迁）某物理兴趣小组的同学在探究“凸透镜成像规律”。（1）由图甲可知该凸透镜的焦距为cm。（2）某次实验中烛焰和透镜位置如图乙所示，移动光屏（选填“能”或“不能”）得到清晰的像，生活中（选填“照相机”“放大镜”或“投影仪”）的原理与此类似。（3）某次实验一同学将近视眼镜片放在蜡烛和凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了，将光屏（选填“靠近”或“远离”）凸透镜，又能在光屏上看到烛焰清晰的像。6．（2022•辽宁）小明利用如图甲所示的装置，探究冰熔化过程中温度的变化规律。（1）组装器材时，先将酒精灯放置在铁架台上，接下来调节（填“a”或“b”）的高度。（2）实验过程中，某时刻温度计的示数如图乙所示，为℃。（3）根据实验数据，小明绘制出了被测物质的温度随时间变化的图象如图丙所示。①冰熔化过程共用了min，第3min时的内能（填“大于”“小于”或“等于”）第2min时的内能。②分析图象可知，冰熔化的过程中吸收热量，温度。（4）冰全部熔化后，继续加热直到杯内水持续沸腾，试管中的水（填“会”或“不会”）沸腾。7．（2022•广安）为了探究“不同物质的吸热能力”，在两个相同的容器中分别装入质量、初温都相同的两种液体A、B，并且用相同的装置加热，如图甲所示。（1）实验中，可以通过比较（选填“升高的温度”或“加热时间”）来反映两种液体吸收热量的多少；（2）加热到4min时，液体B的温度如图乙所示，此时温度计示数是℃；（3）冬天，如果你想自制暖手袋，应选液体（选填“A”或“B”）作为供暖物质，其效果更佳；（4）上述实验中，主要用到的科学探究方法有转换法和法。8．（2022•黑龙江）在“探究凸透镜成像规律”实验中，所选凸透镜的焦距为10.0cm。（1）实验步骤：①观察凸透镜，弄清凸透镜的，并记下f。②把蜡烛、凸透镜、光屏依次安装到光具座上，点燃蜡烛，调节三个中心大致在，目的是。③移动蜡烛，分别把蜡烛放置距凸透镜大于2倍焦距的地方、1倍焦距和2倍焦距之间、在1倍焦距以内时，移动光屏，直到光屏出现的像为止，观察像的特点并记录下此时像距的大小。④整理数据和器材。（2）若将蜡烛沿光具座移至35cm刻度线处，需将光屏移至刻度线处（不需估读），光屏上可再次呈现烛焰清晰的像。（3）在蜡烛与凸透镜之间，放置一凹透镜，为了使光屏上呈现烛焰清晰的像，应将光屏沿着光具座向移动（选填“左”或“右”）。（4）实验过程中，随着物距的变小，像距会（变大或变小或不变）。9．（2022•青岛）五代时期名士谭峭所著《化书》中，记载了照镜子时“影与形无异”的现象。关于平面镜成像的特点，小明用图甲所示装置进行了探究。（1）用玻璃板代替平面镜进行实验，目的是便于。（2）把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面，再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动，直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合，说明平面镜所成的像与物体大小，证实了“影与形无异”。（3）改变蜡烛A的位置，进行三次实验。用直线将物和像的位置连接起来，如图乙所示，发现物和像的连线与镜面，用刻度尺测得像和物到镜面的距离相等。（4）综上可得，平面镜所成的像与物体关于镜面。（5）蜡烛A的像，是它发出的光经玻璃板反射而形成的像。若在玻璃板后放置一块木板，蜡烛A（选填“仍能”或“不能”）通过玻璃板成像。10．（2022•镇江）即热式饮水机工作原理如图1所示，水箱中的水被水泵抽出后，流经电阻丝时被加热，实现边加热边出热水的即热功能，电阻丝最大加热功率为2000W。用户可根据需要调节出水温度和出水量。小军对该饮水机进行了探究。表一实验次数出水温度/℃出水时间/s加热功率/W14016.00105024516.05137435015.95171246018.90200058532.04199969537.291999（1）小军探究过程如下（设电阻丝产生的热量全部被流经的水吸收且无热量损失）：①将出水量设置为250mL，出水质量为kg。②用温度计测出水箱内水的初温如图2所示，示数为℃。③保持水的初温和出水量不变，改变出水温度，测量出水时间并记录在表1中。④根据表1数据计算出加热功率，第1次实验时的加热功率为W。（2）小军采用的实验方法是。小军由表1数据得出结论：饮水机可根据出水温度自动选择不同的控制方式。当出水温度低于85℃时，仅通过改变来调节出水温度。若上述实验中将出水温度设定为88℃，可估算出水时间约为s。（3）小军对实验进行了反思：上述结论在冬季还适用吗？为得到精准的结论，小军将表1设计优化如下并重新实验，你认为①、②处应分别填写的是和。实验次数①出水温度/℃②出水时间/s加热功率/W1......11．（2022•鄂尔多斯）如图所示，某兴趣小组为探究平面镜成像的特点，把刻度尺放在竖直玻璃板下面，取两段完全相同的蜡烛A和B，一前一后放在刻度尺上。（1）点燃蜡烛A，调节蜡烛B的位置，发现蜡烛B恰好与蜡烛A的像完全重合，说明。（2）实验时，使用刻度尺的作用是便于比较像和物关系。（3）若在蜡烛B的位置上放置一光屏，光屏上（选填“能”或“不能”）呈现出蜡烛A的像。（4）实验中，看到点燃的蜡烛A通过玻璃板成了两个像，其中距离观察者较远的像是来自蜡烛A的入射光经过玻璃板形成的。A.一次反射，一次折射B.两次反射，一次折射C.一次反射，两次折射D.两次反射，两次折射12．（2022•日照）为进一步探究光的反射和折射现象，小明根据老师的要求认真完成了下列实验。（1）为了证明在光的反射过程中光路是可逆的，如图1所示，小明已完成了实验步骤①②。①在水平白纸板上画一条直线PQ，做ON垂直PQ于O，点，画一条斜线AO。②沿PQ放置平面镜，让一束光沿AO射向平面镜，在反射光线经过处标上一点B。接下来应该让入射光线沿，若反射光线沿方向射出，说明光路是可逆的。（2）如图2所示，一束白光通过三棱镜后，在白屏上形成一条彩色的光带。据此可判断：红光和紫光以相同的入射角射向同一块玻璃砖，红光的折射角紫光的折射角（填“大于”、“小于”或“等于”）。（3）在“探究凸透镜成像的规律”时，记录的实验数据如表：像与物距的关系凸透镜的焦距f＝10cm物距与焦距的关系物距u/cm像的性质像距v/cm虚实大小正倒2f＜u30实像缩小倒立152f＝u20实像等大倒立20f＜u＜2f15实像放大倒立u＜f5虚像放大正立﹣由表中数据可知，凸透镜成实像的条件是；成虚像的条件是。根据光路是可逆的这一特点可知，当物距u＝15cm时，像距v＝cm。（4）请写出一种测量凸透镜焦距的方法：，并简要说明主要操作步骤：。13．（2022•深圳）①探究平面镜成像实验（图1）：（1）平面镜成像实验选择的是。（选填“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（如图2），继续分析和研究，得出平面镜成像特点。（4）图中哪里存在误差：。②小红在游玩时见了一些石头，拿了其中一块来做实验（图3）：（1）天平放在水平桌面上指针如图3甲所示，平衡螺母应向（选填“左”或“右”）调，直至平衡。（2）如图3乙，小石头的质量为g，可求得小石块的密度为g/cm3。（3）砝码磨损，按照以上步骤。测得小石块密度（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。（4）若使用弹簧测力计测量石头密度，如图4，ρ石＝（水的密度为ρ水，用已知物理量符号表示）。14．（2022•陕西）如图﹣1所示，人眼的功能类似于照相机。学习了凸透镜成像规律后，小明对人眼和照相机如何成清晰的像，进行了进一步研究。（1）人眼结构中，视网膜到晶状体的距离不变，相当于“探究凸透镜成像规律”实验中，到凸透镜的距离不变，能否看清远近不同的物体，可能与晶状体的焦距有关；使用变焦照相机拍照，能否得到清晰的像，可能同时与焦距和像距有关。于是他用图﹣2装置进行探究。（2）实验前，调节“F”光源和光屏的中心在凸透镜的主光轴上，是为了使像呈现在。（3）实验主要步骤：①保持光屏到凸透镜的距离不变，换上不同焦距的凸透镜，调节“F”光源到凸透镜的距离，直到光屏上成清晰的像，分别记录焦距、物距和像的高度。②保持到凸透镜的距离不变，换上不同焦距的凸透镜，调节光屏到凸透镜的距离，直到光屏上成清晰的像，分别记录焦距、像距和像的高度。（4）实验数据如下表所示：物体的高度H＝5.0cm实验序号物距u/cm像距v/cm焦距f/cm像的高度h/cm117.115.08.04.4230.015.010.02.5360.015.012.01.3425.011.88.02.4525.016.710.03.3625.023.112.04.6①分析三组数据可知：当像距不变时，物距变大，要成清晰的像，凸透镜焦距要变大。②分析4、5、6三组数据可知：当物距不变时，凸透镜焦距越，像距越大，像也越大。根据以上探究可知：人眼是通过调节晶状体焦距来看清远近不同物体的：用变焦照相机在同一位置拍摄同一物体时，是通过同时调节焦距和像距，使物体成大小不同的清晰的像。（5）实验结束后，小明和同学们进行了如下交流：①人长时间看近处物体，眼睛容易疲劳。学习较长时间后，建议同学们适当远眺，使睫状体放松，晶状体变（选填“厚”或“薄”），焦距变大，舒缓眼疲劳，保护眼睛。②用变焦相机拍完西安钟楼的全景后，要在原地把钟楼上的钟拍得更大一些，应该把照相机的镜头（选填“向前伸”或“往后缩”）同时增大焦距。15．（2022•齐齐哈尔）小聪同学在做“探究凸透镜成像规律”实验时，着重研究了以下几个心中存在困惑的问题：（1）将平行光正对凸透镜，移动光屏，直到光屏上形成一个最小最亮的光斑，如图甲所示，该凸透镜的焦距为cm。（2）在光具座上将点燃的蜡烛、光屏放在凸透镜的两侧，调节它们的高度，使烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一水平高度上，这样做的目的是使像呈现在。（3）在如图乙所示实验情形下，此时恰好在光屏上得到烛焰清晰的像。此像是（选填“正立”或“倒立”）、（选填“放大”或“缩小”）的实像。（4）在如图乙所示实验情形下，如果保持蜡烛和光屏的位置不变，把凸透镜移到光具座上35cm刻线处，可以在光屏上再次得到烛焰清晰的像。生活中的（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一原理工作的。（5）在如图乙所示实验情形下，如果保持凸透镜和光屏的位置不变，将蜡烛适当远离凸透镜，发现光屏上烛焰的像变得模糊不清。此现象可以体现（选填“近视眼”或“远视眼”）的成像情况。16．（2022•邵阳）小宇同学有一次用爷爷的放大镜（焦距为10cm）看窗外的物体时，竟发现看到的物体是倒立的，心里想：放大镜成像到底有什么规律呢？于是他从实验室借来一架光具座、一个光屏、一根蜡烛，进行实验探究：（1）在图中的装置上保持放大镜的位置不变，将蜡烛移至光具座20cm刻度线处，移动光屏发现烛焰在光屏上成倒立、缩小的像。根据这个原理可制成（选填“照相机”或“投影仪”）。（2）向右将蜡烛移至光具座35cm刻度线处，移动光屏至某位置，烛焰在光屏上成一倒立、（选填“缩小”、“放大”或“等大”）的像。（3）继续向右将蜡烛移至光具座45cm刻度线处，小宇同学发现无论怎么移动光屏，在光屏上都得不到像。这是因为此时烛焰通过凸透镜成的是（选填“实像”或“虚像”）。17．（2022•衡阳）在“探究平面镜成像的特点”实验中，桌面上铺一张大纸，纸上竖立一块玻璃板作为平面镜子。沿着玻璃板在纸上画一条直线表示平面镜的位置。把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一支外形相同但是不点燃的蜡烛B，竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去它与前面那支蜡烛的像完全重合。这个位置就是前面那支蜡烛的像的位置。在纸上记下这两个位置，实验时注意观察蜡烛的大小和它的像的大小是否相同。移动点燃的蜡烛，重做实验。（1）为便于观察，该实验最好在较暗环境中进行（选填“较亮”或“较暗”）。（2）除了图中提供的器材外，实验中还需要一种测量工具是。（3）把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面，再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B，竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去它跟前面那支蜡烛的像完全重合，这样做既确定了像的位置，又验证了像与物的关系。（4）将蜡烛A逐渐靠近玻璃板时，它的像的大小（选填“变大”或“不变”或“变小”）；（5）移去蜡烛B，在其位置竖立光屏，在光屏上不能承接到A的像，说明平面镜所成的像是像（选填“虚”或“实”）。18．（2022•滨州）在探究性学习活动中，某学习小组做了以下系列实验探究。（1）探究影响压力作用效果的因素，该小组用一块海绵、一张小桌和一个砝码，做了如图甲所示实验。请根据两图中的情景，提出一个要探究的问题是：。经过多次实验表明影响压力作用效果的因素是。根据实验结论，建立了压强概念和压强的表达式p＝。（2）该小组取三个高度均为h，密度同为ρ的实心均匀物体A、B、C。A、C是圆柱体，B是长方体，A、B的底面积都为S，C的底面积为。把它们放在水平桌面的海绵上，如图乙所示，发现海绵被压下的深度相同。该小组结合在（1）中得到的结论和表达式，分析出了A、B、C三个物体对海绵的压强均为p＝（只写出结果），解释了“海绵被压下的深度相同”的原因。（3）该小组研究液体内部的压强，用图丙A所示的器材进行实验探究。他们利用这些器材（选填“能”或“不能”）探究液体的压强跟液体的深度、液体的密度有关。此过程用的实验方法是（只写出一种）。该小组对液体压强的大小跟液体的深度、液体的密度之间的定量关系进一步思考。在图丙B容器内装有密度为ρ的液体，他们受到上面实验的启发，要想得到液面下深度h处的压强，可以设想这里有一个水平放置的“平面”，平面的面积为S。这个平面以上的液柱对平面的压力等于液柱所受的重力。因此，液面下深度h处的压强为p＝（写出推导过程）。（4）由（3）推导出的表达式，（选填“能”或“不能”）应用于大气压强。19．（2022•西藏）为预防新冠肺炎，卓玛用密度为0.8g/cm3的纯酒精配制了浓度为75%的酒精。她查阅资料得知浓度为75%的医用酒精的密度为0.87g/cm3。为检验自己配制的酒精是否合格，她进行了如下实验：（1）将天平放在水平台上，并将游码移至标尺左端的零刻度线处，横梁静止时分度盘上的指针如图（甲）所示，此时应将横梁右端的平衡螺母向调节，使横梁在水平位置平衡。（2）测出烧杯和酒精的总质量为98g后，将烧杯中的一部分酒精倒入量筒，如图（乙）所示，则量筒中酒精的体积为cm3。（3）测量烧杯和剩余酒精的总质量，天平横梁平衡时如图（丙）所示，则烧杯和剩余酒精的总质量为g。（4）卓玛配制的酒精密度为g/cm3。20．（2022•无锡）家用食具消毒柜是对家庭餐具进行消毒、烘干的生活健康器具。某品牌消毒柜的电路原理图如图所示，下表是它的部分参数，消毒电路由S1、紫外线灯管L、发热管R1、温控开关K组成，K开始时处于闭合状态，当柜内温度超过120℃时断开，当温度降到120℃以下时自动闭合，烘干电路由S2、发热管R2、电磁继电器开关组成，其中R2正常工作时的功率为烘干功率，烘干时，当电磁铁线圈中的电流达到0.02A，衔铁被吸起，触点D、E断开；当电磁铁线圈中电流减小到0.01A，衔铁被释放，触点D、E重新接触，使烘干温度维持在55℃～85℃。控制电路电压U＝6V，R3是定值电阻，RT是热敏电阻，其温度与消毒柜内温度相同，阻值随温度升高而减小，电磁铁线圈的电阻忽略不计。额定电压220V紫外线灯管功率20W烘干功率500W烘干温度55℃﹣85℃某次使用时，将餐具放入消毒柜内，关闭好柜门，将插头插入家庭电路的插座中，电压为220V。闭合开关S、S1，对餐具消毒15min；断开开关S1，闭合S、S2、S3，再烘干60min。（1）若为该消毒柜写一份使用时的安全注意事项，其中错误的是。A.禁止用潮湿的手操作B.消毒柜的金属外壳不需要接地C.消毒时切勿将塑料等不耐高温的食具靠近R1D.严禁在无保护条件下，直视正在工作中的紫外线灯管（2）烘干期间，当消毒柜内温度为55℃时，控制电路中RT的阻值为500Ω。则当消毒柜内温度为85℃时，RT的阻值为多少？（3）若本次消毒、烘干电路实际消耗的电能为0.125kW•h。其中，消毒时，L和R1同时正常工作时通过消毒电路的总电流为1A；烘干时，R2实际工作时间为总烘干时间的20%，则R1＝Ω，R1实际工作时间为min。21．（2022•百色）在探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关的实验中，某实验小组选择如下器材：长木板、棉布、木块、砝码、弹簧测力计等进行实验。（1）根据知识，用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做运动时，木块所受滑动摩擦力的大小等于拉力的大小。（2）比较图1中两次实验可知，当接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。（3）实验中发现图1丙弹簧测力计的示数比图1甲的大，由此得出结论：当压力相同时，接触面越，滑动摩擦力越大。（4）本实验主要采用的科学探究方法是法。（5）该小组将木块沿竖直方向切掉一半后重新进行实验，如图1丁所示，测得木块所受摩擦力与图1甲测得的摩擦力进行比较，得出结论：滑动摩擦力的大小与接触面积有关。此结论是的（选填“正确”或“错误”）。（6）该小组在实验中发现较难保持木块匀速运动，导致弹簧测力计示数不稳定。于是他们改进实验，如图2所示，固定弹簧测力计，拉动长木板进行实验。实验过程匀速拉动长木板，更易操作（选填“需要”或“不需要”）。22．（2022•安顺）小阳在观看北京冬奥会的滑雪比赛时，发现不同运动员从某平台滑出后落地点不同。这引发了小阳的思考：是什么因素造成运动员落地点到滑出点的水平距离不同呢？为探究该问题，他将运动员从平台滑出至落地的运动进行简化，用如图所示的装置进行实验探究。他对小球运动的水平距离S的影响因素提出了以下猜想：猜想一：可能与小球滑出轨道时的速度有关猜想二：可能与支架的高度有关猜想三：可能与小球的质量有关他先将弧形轨道末端调节水平，再先后改变释放小球的位置、调整支架高度、选用不同质量的钢球，分别进行实验得到实验数据如表：实验序号小球质量m/g小球释放位置距轨道末端的高度h/m支架高度H/m小球运动的水平距离s/m1250.161.000.792250.251.000.983150.251.000.984150.250.640.79请回答下列问题：（1）为改变小球滑出轨道末端的速度，操作办法是；（2）比较实验序号1、2两次实验数据，可验证（选填“猜想一”、“猜想二”或“猜想三”），结论是：在其他条件相同时，小球滑出轨道时的速度越大，运动的水平距离越大；（3）通过表中相关数据可验证猜想二，结论是：；（4）通过表中相关数据可验证猜想三，结论是：；（5）小阳对该问题的探究有什么不足？请列举两条：。23．（2022•吉林）某小组同学在做科学探究实验，如图所示：a.将一个长方体物体（物体不吸水）挂在弹簧测力计下，物体的下表面刚好与水面接触，如图甲所示；b.移动弹簧测力计使物体向下移动4cm，弹簧测力计的示数如图乙所示；c.继续移动弹簧测力计使物体再向下移动4cm，物体刚好浸没水中，如图丙所示，此时弹簧测力计的示数为4N。（1）图乙中弹簧测力计的示数为N；（2）分析测量结果可知，在图丙中物体受到的浮力比在图乙中受到的浮力大N，由此说明，物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积；（3）图乙中液体对容器底的压力为F乙，图丙中液体对容器底的压力为F丙，则F乙F丙；（4）该物体的密度为kg/m3。24．（2022•无锡）实验课上，老师和同学们测量塑料小条及酒精溶液的密度。（1）他们用天平和量筒测量塑料小条的密度：①调节天平平衡时，若指针偏向分度盘中央刻度线的左侧，则应将平衡螺母向调节，使天平平衡，取20根相同的塑料小条放在天平的左盘，移动游码至图（a）所示位置，天平再次平衡，则20根小条的总质量为g。②在量筒中加入适量酒精，如图（b）所示，液面示数为mL，再将20根小条全部浸没在酒精中，量筒内液面达到9mL，则塑料小条的密度为g/cm3。（2）他们用电子密度计测量酒精溶液的密度。电子密度计主要由玻璃砝码、挂钩、测量支架等组成。测质量时，示数由测量支架所受的拉力大小决定，如图（c）中显示的20.00g表明是质量为20.00g的砝码对支架产生的拉力。①如图（d）所示，将玻璃砝码浸没在纯净水中，示数变小，原因是砝码受到水的，此时测量支架所受拉力相当于11.00g的物体所产生的拉力，按下“密度”键后，电子密度计能依据阿基米德原理换算出纯净水的密度为0.996g/cm3，如图（e）所示。②提起玻璃砝码并擦干，再浸没在待测酒精溶液中，示数变为12.00g，如图（f）所示，则该酒精溶液的密度最接近于g/cm3。A.0.913B.0.889C.0.885D.0.80025．（2022•资阳）在“测量小灯泡的电功率”实验中，实验室提供的实验器材如下：A.待测小灯泡一个（额定电压3.8V，电阻约为10Ω）B.电源一个（电压6V）C.电流表一个（量程0～0.6A和0～3A）D.电压表一个（量程0～3V和0～15V）E.滑动变阻器R（最大阻值10Ω，额定电流1A）F.开关一个，导线若干（1）图甲是已经完成部分连线的实物电路图，请用笔画线代替导线将实物电路连接完整（要求当滑动变阻器的滑片P向C端移动时，接入电路的电阻变小）；（2）电路连接完成之后，在开关S闭合之前，从安全性原则出发，应将滑动变阻器的滑片P置于端（选填“C”或“D”）；（3）正确连接电路后，闭合开关S，发现小灯泡不发光，电压表有示数但电流表无明显示数，且移动滑动变阻器滑片P时，两表示数均无显著变化。造成这一现象的原因可能是；A.小灯泡发生短路B.小灯泡发生断路C.滑动变阻器发生短路D.滑动变阻器发生断路（4）排除故障继续实验，闭合开关S，移动滑动变阻器滑片P，当电压表读数U＝3.8V时，小灯泡正常发光，电流表示数如图乙所示，则可以求得小灯泡的额定功率P0＝W。26．（2022•济宁）小明测量某电阻R的阻值，收集实验数据绘制成如图所示的图像。（1）分析图像信息，可得：R＝Ω。（2）请用笔画线表示导线，在图2中完成小明的实验电路连接。（导线不得交叉）（3）小华也连接了图2中的实验电路。闭合开关后，发现电压表和电流表都有示数，但移动滑动变阻器的滑片时，两表的示数均保持不变，经判断是连线有误，其错误可能是。（写出一种即可）（4）小华依据欧姆定律得出一个与电阻有关的推论：一段导体的电阻和这段导体两端的电压成正比，与通过它的电流成反比。请解释这一推论为什么是错误的：。27．（2022•无锡）家用食具消毒柜是对家庭餐具进行消毒、烘干的生活健康器具。某品牌消毒柜的电路原理图如图所示，下表是它的部分参数，消毒电路由S1、紫外线灯管L、发热管R1、温控开关K组成，K开始时处于闭合状态，当柜内温度超过120℃时断开，当温度降到120℃以下时自动闭合，烘干电路由S2、发热管R2、电磁继电器开关组成，其中R2正常工作时的功率为烘干功率，烘干时，当电磁铁线圈中的电流达到0.02A，衔铁被吸起，触点D、E断开；当电磁铁线圈中电流减小到0.01A，衔铁被释放，触点D、E重新接触，使烘干温度维持在55℃～85℃。控制电路电压U＝6V，R3是定值电阻，RT是热敏电阻，其温度与消毒柜内温度相同，阻值随温度升高而减小，电磁铁线圈的电阻忽略不计。额定电压220V紫外线灯管功率20W烘干功率500W烘干温度55℃﹣85℃某次使用时，将餐具放入消毒柜内，关闭好柜门，将插头插入家庭电路的插座中，电压为220V。闭合开关S、S1，对餐具消毒15min；断开开关S1，闭合S、S2、S3，再烘干60min。（1）若为该消毒柜写一份使用时的安全注意事项，其中错误的是。A.禁止用潮湿的手操作B.消毒柜的金属外壳不需要接地C.消毒时切勿将塑料等不耐高温的食具靠近R1D.严禁在无保护条件下，直视正在工作中的紫外线灯管（2）烘干期间，当消毒柜内温度为55℃时，控制电路中RT的阻值为500Ω。则当消毒柜内温度为85℃时，RT的阻值为多少？（3）若本次消毒、烘干电路实际消耗的电能为0.125kW•h。其中，消毒时，L和R1同时正常工作时通过消毒电路的总电流为1A；烘干时，R2实际工作时间为总烘干时间的20%，则R1＝Ω，R1实际工作时间为min。2022年中考物理真题《压轴挑战》分类汇编（解析版）挑战19实验题（声光热综合17题、力学综合7题、电学综合3题）1．（2022•六盘水）小明发现篮球的气压不足，于是用打气筒给篮球打气。在收起打气筒时发现外壁有些发热。于是他想，是什么原因导致打气筒的外壁发热呢？小明就这个问题与同学小红进行了交流，联系所学物理知识，他们提出了以下两个猜想：A．活塞在筒内往复运动时，与筒壁摩擦导致发热B．活塞在筒内往复运动时，不断压缩气体做功导致发热于是他们设计了实验进行探究，选用的实验器材有：打气筒、测温枪、计时器、气压不足的篮球等，分别在打气筒的上部和下部标注两个测温点，如图所示。请回答下列问题：（1）打气筒内壁的热量是通过热传递的方式传递到外壁。（2）活塞在打气筒内向下运动时的能量转化过程，与四冲程内燃机的压缩冲程相同。（3）用打气筒往气压不足的篮球内打气，10秒内使活塞在筒内往复运动20次，立即用测温枪测出此时两个测温点的温度。待打气筒外壁温度降至室温（25℃）后，放出篮球中的部分气体，重复上述操作。实验数据记录如下表：实验次数时间t/s活塞往复次数上部温度t/℃下部温度t/℃1102030.736.62102030.236.23102030.536.3小明分析上表实验数据得出：导致打气筒外壁发热的原因是活塞在筒内往复运动时，不断压缩气体做功导致发热。（4）小红回顾整个实验过程，分析实验数据，认为小明得出的结论不够严谨，理由是在实验过程中，活塞向下运动时既克服摩擦做功，又压缩空气做功，无法准确的确定外壁发热的原因。于是他们对实验进行改进，对猜想A再次进行探究，你认为他们的改进方法是打气筒不与篮球连接，直接让活塞在相同的时间内往复运动相同的次数，用测温枪测出打气筒外壁的温度与打气筒往气压不足的篮球内打气时打气筒外壁的温度进行比较，进而得出结论。【答案】（1）热传递；（2）压缩；（3）活塞在筒内往复运动时，不断压缩气体做功导致发热；（4）在实验过程中，活塞向下运动时既克服摩擦做功，又压缩空气做功，无法准确的确定外壁发热的原因；打气筒不与篮球连接，直接让活塞在相同的时间内往复运动相同的次数，用测温枪测出打气筒外壁的温度与打气筒往气压不足的篮球内打气时打气筒外壁的温度进行比较，进而得出结论。【解答】解：（1）打气筒内壁的热量是通过热传递的方式传递到外壁；（2）活塞在打气筒内向下运动时，活塞对筒内的空气做功，机械能转化为空气的内能，能量转化情况与内燃机压缩冲程相同；（3）由表中数据可知，打气筒下部温度高于上部温度，说明活塞在打气筒内向下运动时，活塞对筒内的空气做功，空气内能增加，温度升高，造成下部温度高于上部温度，故导致打气筒外壁发热的原因是活塞在筒内往复运动时，不断压缩气体做功导致发热；（4）在实验过程中，活塞向下运动时既克服摩擦做功，又压缩空气做功，无法准确的确定外壁发热的原因；根据控制变量法，要探究猜想A，应让活塞只克服摩擦做功，而不压缩空气做功，故他们的改进方法是：打气筒不与篮球连接，直接让活塞在相同的时间内往复运动相同的次数，用测温枪测出打气筒外壁的温度与打气筒往气压不足的篮球内打气时打气筒外壁的温度进行比较，进而得出结论。故答案为：（1）热传递；（2）压缩；（3）活塞在筒内往复运动时，不断压缩气体做功导致发热；（4）在实验过程中，活塞向下运动时既克服摩擦做功，又压缩空气做功，无法准确的确定外壁发热的原因；打气筒不与篮球连接，直接让活塞在相同的时间内往复运动相同的次数，用测温枪测出打气筒外壁的温度与打气筒往气压不足的篮球内打气时打气筒外壁的温度进行比较，进而得出结论。2．（2022•大连）小明在探究“某固体熔化时温度的变化规律”时，所用实验装置如图甲所示。（1）除了实验装置中的器材外，还需要的测量工具是秒表。（2）放置温度计时，考虑到固体熔化前、后体积的变化，温度计玻璃泡应该放置在固体颗粒中间略靠下（选填“靠上”或“靠下”）的位置。（3）实验过程中，小明每隔一段时间记录一次温度，观察到第5min时试管内出现液体，第10min时试管内固体全部变成液体。根据实验数据在方格纸上描点如图乙所示，请用笔画线，将图象补充完整。（4）由图乙中图象可以判断出该固体是晶体，依据是该物质在熔化过程中，吸收热量，温度保持不变。（5）小刚也用该固体和相同的实验装置完成了实验，他根据数据画出的图象如图丙所示。则小刚实验中存在的问题可能是物质的质量较小，熔化过程较快（写出一条即可）。【答案】（1）秒表；（2）靠下；（3）见解析；（4）该物质在熔化过程中，吸收热量，温度保持不变；（5）物质的质量较小，熔化过程较快。【解答】解：（1）探究“某固体熔化时温度的变化规律”时，需要用温度计测量固体在每个时刻的温度，所以需要用到秒表；（2）固体熔化前、后体积会发生变化，体积可能变大，也可能变小，为了精确测量温度，温度计的玻璃泡应该靠下；（3）根据图象描点连线，如图所示：；（4）由上图可知，该物质在熔化过程中，吸收热量，温度保持不变，所以为该物质为晶体；（5）由图丙可知，该物质在熔化的过程中温度一直上升，其原因可能是：物质的质量较小，熔化过程较快；温度计放置位置偏下，接触了试管底部。故答案为：（1）秒表；（2）靠下；（3）见解析；（4）该物质在熔化过程中，吸收热量，温度保持不变；（5）物质的质量较小，熔化过程较快。3．（2022•沈阳）在“探究凸透镜成像规律”的实验中：（1）为了探究蜡烛的烛焰能否在光屏上成实像，应该把凸透镜放在如图甲所示的B（选填“A”、“B”或“C”）处。为了使像成在光屏中央，应调整烛焰、凸透镜和光屏，使它们的中心在同一高度；（2）下表是小雨设计的实验表格，请你在表格中横线处补全缺少的项目，小雨用焦距为10cm的凸透镜做实验，蜡烛放到较远处，调整光屏到凸透镜的距离，直到烛焰在光屏上成清晰的实像，观察像的性质，同时测出此时物距和像距，把蜡烛向凸透镜移近一些，重复以上操作。把实验测出的数据和成像的性质填入表中；物距u/cm像的性质像距v/cm虚实大小正倒30实缩小1520实等大2015实放大30（3）通过分析表中数据，可以得到规律：凸透镜成实像时，物距变小，像距变大（选填“变大”、“变小”或“不变”）；（4）小雨换用如图乙所示焦距不同的A、B两个凸透镜中的一个再进行实验，当物距为15cm时，移动光屏在光屏上得到清晰的像，测出像距为7.5cm，结合上表的实验数据，可以判断出小雨这次实验用的是A（选填“A”或“B”）透镜；（5）凸透镜成像利用了光的折射，生活中存在由于光的折射而产生“错觉”的现象，如泳池水看起来变浅了，所以不能贸然下水，以免发生危险。如图丙所示，人眼在B点看到水中A点的像在A'点处，请完成人眼在B点看到A点的像的光路图。【答案】（1）B；同一高度；（2）.正倒；（3）.变大；（4）A；（5）见解析。【解答】解：（1）为了实验中物距和像距的长度都能满足，应该把凸透镜放在光具座中点位置，即B点位置；为了使像成在光屏中央，应调整烛焰中心、凸透镜的光心和光屏中心在同一高度；（2）实验中像的性质主要是虚像和实像，像的正立和倒立，像的大小，由表格中所缺的项可知，应该为正倒；（3）由表中数据可知，物距变小时，像距变大；（4）当物距为15cm时，移动光屏在光屏上得到清晰的像，测出像距为7.5cm，可知物距大于二倍焦距，像距大于一倍焦距而小于二倍焦距，由15cm＞2f，f＜7.5cm＜2f，得3.75cm＜f＜7.5cm，所以凸透镜的焦距应该选择5cm，故选：A；（5）人眼在B点看到水中A点的像在A′点处，所以先连接A′B，确定折射点，做出法线，然后连接A点到折射点，图中只有光线为实线，光的方向由A点射向B点，如下图所示：故答案为：（1）B；同一高度；（2）.正倒；（3）.变大；（4）A；（5）见解析。4．（2022•鞍山）小希和实验小组的同学们按照图甲所示的装置做“探究水沸腾时温度变化特点”的实验。（1）她们在组装实验器材时，其合理的顺序是④②③①（填写序号）；①温度计②石棉网③装水的烧杯④酒精灯（2）实验进行一段时间后，温度计的示数如图甲所示，为94℃；（3）水在沸腾前，温度升高，这是通过热传递方式增加水的内能；（4）小希观察到水沸腾时形成的大量气泡不断上升、变大，到水面破裂开来，里面的水蒸气散发到空气中。此过程中，水不断吸收热量，温度保持不变；（5）小组同学实验过程中绘制了如图乙所示的温度随时间变化的图象，分析图象可知，此时气压低于（选填“高于”、“等于”或“低于”）标准大气压。【答案】（1）④②③①；（2）94；（3）热传递；（4）水蒸气；保持不变；（5）低于。【解答】解：（1）安装实验仪器时，需要采用自下而上的安装顺序，这样才能正确的安装和调整仪器，否则会出现难以或无法安装的问题，因此合理的顺序为④②③①；（2）温度计进行读数时，看清楚量程、分度值，图中的从90℃到100℃间隔十个小格，说明分度值为1℃，对应示数即为94℃；（3）水在沸腾前，温度升高，是水吸收热量，内能增大，是通过热传递改变内能；（4）当看到水中有大量气泡不断上升、变大，到水面破裂开来，里面的水蒸气散发到空气中，水沸腾的过程中吸收热量，温度都是保持不变；（5）从图乙中可以看出，水的沸点是98℃以上不到99℃，低于100℃；1标准大气压下，水的沸点为100℃，气压越低，沸点越低，故此时的大气压比1标准大气压低。故答案为：（1）④②③①；（2）94；（3）热传递；（4）水蒸气；保持不变；（5）低于。5．（2022•宿迁）某物理兴趣小组的同学在探究“凸透镜成像规律”。（1）由图甲可知该凸透镜的焦距为10.0cm。（2）某次实验中烛焰和透镜位置如图乙所示，移动光屏不能（选填“能”或“不能”）得到清晰的像，生活中放大镜（选填“照相机”“放大镜”或“投影仪”）的原理与此类似。（3）某次实验一同学将近视眼镜片放在蜡烛和凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了，将光屏远离（选填“靠近”或“远离”）凸透镜，又能在光屏上看到烛焰清晰的像。【答案】（1）10.0；（2）不能；放大镜；（3）远离。【解答】解：（1）用平行光照射凸透镜，改变透镜和光屏的距离，直到在光屏上找到最小最亮的光斑，测量凸透镜光心和光屏的距离，得到凸透镜的焦距，如图甲所示，刻度尺的分度值是1cm，要估读到分度值的下一位，即凸透镜光心到光斑的距离为10.0cm，所以凸透镜的焦距f为10.0cm；（2）乙图中物距6.0cm，即物体处于1倍焦距以内，故此时光屏上不能得到清晰的像，可成正立、放大的虚像；放大镜的原理与此类似；（3）由于近视镜片对光线有发散作用，将近视镜片放在蜡烛与凸透镜之间，像要远离凸透镜，此时要在光屏上得到清晰的像，应使光屏远离凸透镜；故答案为：（1）10.0；（2）不能；放大镜；（3）远离。6．（2022•辽宁）小明利用如图甲所示的装置，探究冰熔化过程中温度的变化规律。（1）组装器材时，先将酒精灯放置在铁架台上，接下来调节b（填“a”或“b”）的高度。（2）实验过程中，某时刻温度计的示数如图乙所示，为﹣3℃。（3）根据实验数据，小明绘制出了被测物质的温度随时间变化的图象如图丙所示。①冰熔化过程共用了3min，第3min时的内能大于（填“大于”“小于”或“等于”）第2min时的内能。②分析图象可知，冰熔化的过程中吸收热量，温度不变。（4）冰全部熔化后，继续加热直到杯内水持续沸腾，试管中的水不会（填“会”或“不会”）沸腾。【答案】（1）b；（2）﹣3；（3）3；大于；不变；（4）不会。【解答】解：（1）先安装下面器材，再安装上面器材，便于调节器材间的距离，所以先将酒精灯放置在铁架台上，接下来调节b的高度；（2）由图乙知，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3个小格处，读作﹣3℃；（3）①由图像知冰在熔化过程中吸热温度不变，第2min开始熔化，第5min熔化结束，经历了3min；第3min时的内能大于第2min时的内能；②分析图象可知，冰在熔化过程中吸热温度不变；（4）冰全部熔化后，继续加热直到杯内水持续沸腾，试管中的水不会沸腾，因为试管中的水达到沸点，但是和杯内水温度相同，不能继续吸热，所以不会沸腾。故答案为：（1）b；（2）﹣3；（3）3；大于；不变；（4）不会。7．（2022•广安）为了探究“不同物质的吸热能力”，在两个相同的容器中分别装入质量、初温都相同的两种液体A、B，并且用相同的装置加热，如图甲所示。（1）实验中，可以通过比较加热时间（选填“升高的温度”或“加热时间”）来反映两种液体吸收热量的多少；（2）加热到4min时，液体B的温度如图乙所示，此时温度计示数是42℃；（3）冬天，如果你想自制暖手袋，应选液体A（选填“A”或“B”）作为供暖物质，其效果更佳；（4）上述实验中，主要用到的科学探究方法有转换法和控制变量法。【答案】（1）加热时间；（2）42；（3）A；（4）控制变量。【解答】解：（1）实验中选用相同电加热器，相同的时间内放出的热量相同，液体吸收的热量相同；（2）温度计分度值为0.1℃，读数为42℃；（3）由丙图可知吸收相同的热量，A的温度变化慢，说明A的比热容大；冬天要选比热容大的液体作为供暖物质，故选A；（4）上述实验中，主要用到的科学探究方法有转换法和控制变量法。故答案为：（1）加热时间；（2）42；（3）A；（4）控制变量。8．（2022•黑龙江）在“探究凸透镜成像规律”实验中，所选凸透镜的焦距为10.0cm。（1）实验步骤：①观察凸透镜，弄清凸透镜的焦距，并记下f。②把蜡烛、凸透镜、光屏依次安装到光具座上，点燃蜡烛，调节三个中心大致在同一高度，目的是使像成在光屏中央。③移动蜡烛，分别把蜡烛放置距凸透镜大于2倍焦距的地方、1倍焦距和2倍焦距之间、在1倍焦距以内时，移动光屏，直到光屏出现清晰的像为止，观察像的特点并记录下此时像距的大小。④整理数据和器材。（2）若将蜡烛沿光具座移至35cm刻度线处，需将光屏移至80cm刻度线处（不需估读），光屏上可再次呈现烛焰清晰的像。（3）在蜡烛与凸透镜之间，放置一凹透镜，为了使光屏上呈现烛焰清晰的像，应将光屏沿着光具座向右移动（选填“左”或“右”）。（4）实验过程中，随着物距的变小，像距会变大（变大或变小或不变）。【答案】（1）①焦距；②同一高度；使像成在光屏中央；③清晰；（2）80cm；（3）右；（4）变大。【解答】解：（1）①观察凸透镜，分析凸透镜的焦距大小，为接下来的探究做好准备；②在做凸透镜成像的实验中，为了使烛焰的像成在光屏的中央，应使得光屏、凸透镜和烛焰的中心在同一高度上；③光屏出现清晰的像能确保像距大小的准确性，便于观察像的特征；（2）根据公式＝+可知，＝+，解得v＝30cm，所以光屏移至80cm处可观察到清晰的像；（3）凹透镜具有发散作用，会延后成像，所以要向右移动光屏；（4）物近像远像变大，随着物距的变小，像距会变大。故答案为：（1）①焦距；②同一高度；使像成在光屏中央；③清晰；（2）80cm；（3）右；（4）变大。9．（2022•青岛）五代时期名士谭峭所著《化书》中，记载了照镜子时“影与形无异”的现象。关于平面镜成像的特点，小明用图甲所示装置进行了探究。（1）用玻璃板代替平面镜进行实验，目的是便于确定像的位置。（2）把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前面，再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛B在玻璃板后面移动，直到看上去它跟蜡烛A的像完全重合，说明平面镜所成的像与物体大小相等，证实了“影与形无异”。（3）改变蜡烛A的位置，进行三次实验。用直线将物和像的位置连接起来，如图乙所示，发现物和像的连线与镜面垂直，用刻度尺测得像和物到镜面的距离相等。（4）综上可得，平面镜所成的像与物体关于镜面对称。（5）蜡烛A的像，是它发出的光经玻璃板反射而形成的虚像。若在玻璃板后放置一块木板，蜡烛A仍能（选填“仍能”或“不能”）通过玻璃板成像。【答案】（1）确定像的位置；（2）相等；（3）垂直；（4）对称；（5）虚；仍能。【解答】解：（1）实验时选择透明的玻璃板，能同时观察到像和代替蜡烛A的蜡烛B，便于确定像的位置；（2）玻璃板后面没有点燃的蜡烛和玻璃板前面点燃蜡烛的像完全重合，说明物体在平面镜中所成的像与物体大小相等；（3）平面镜所成像的大小与物体的大小相等，像和物体到平面镜的距离相等，像和物体的连线与镜面垂直；（4）用数学中的知识点可表示为平面镜所成的像与物体关于镜面对称；（5）平面镜成像是反射光线的反向延长线会聚形成的，所以成的像是虚像，若在玻璃板后放置一块木板，不影响反射光线进入人的眼睛，所以在物体一侧还能看到玻璃板内点亮蜡烛的像。故答案为：（1）确定像的位置；（2）相等；（3）垂直；（4）对称；（5）虚；仍能。10．（2022•镇江）即热式饮水机工作原理如图1所示，水箱中的水被水泵抽出后，流经电阻丝时被加热，实现边加热边出热水的即热功能，电阻丝最大加热功率为2000W。用户可根据需要调节出水温度和出水量。小军对该饮水机进行了探究。表一实验次数出水温度/℃出水时间/s加热功率/W14016.00105024516.05137435015.95171246018.90200058532.04199969537.291999（1）小军探究过程如下（设电阻丝产生的热量全部被流经的水吸收且无热量损失）：①将出水量设置为250mL，出水质量为0.25kg。②用温度计测出水箱内水的初温如图2所示，示数为24℃。③保持水的初温和出水量不变，改变出水温度，测量出水时间并记录在表1中。④根据表1数据计算出加热功率，第1次实验时的加热功率为1050W。（2）小军采用的实验方法是控制变量法。小军由表1数据得出结论：饮水机可根据出水温度自动选择不同的控制方式。当出水温度低于85℃时，仅通过改变加热功率来调节出水温度。若上述实验中将出水温度设定为88℃，可估算出水时间约为33.6s。（3）小军对实验进行了反思：上述结论在冬季还适用吗？为得到精准的结论，小军将表1设计优化如下并重新实验，你认为①、②处应分别填写的是水的初温/℃和水升高的温度/℃。实验次数①出水温度/℃②出水时间/s加热功率/W1......【答案】1050；（1）①0.25；②24；④1050；（2）控制变量法；加热功率；33.6；（3）水的初温/℃；水升高的温度/℃。【解答】解：（1）①将出水量设置为V＝250mL＝250cm3，出水质量为：m＝ρV＝1g/cm3×250cm3＝250g；②由图2知温度计的分度值为1℃，则温度计的示数为24℃；③第1次实验，水吸收的热量为：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×0.25kg×（40℃﹣24℃）＝1.68×104J；由于无热量损失，所以加热器产生的热量为：W＝Q吸＝1.68×104J；加热器的功率为：P＝＝＝1050W；（2）实验中保持水的初温和出水量不变，改变出水温度，用到了控制变量法；由表1数据知当出水温度低于85℃时，仅通过改变加热功率来调节出水温度；由表1数据知当出水温度高于85℃时，加热功率不变，都为1999W，此时水吸收的热量为：Q吸′＝c水mΔt′＝4.2×103J/（kg•℃）×0.25kg×（88℃﹣24℃）＝6.72×104J；由于无热量损失，所以加热器产生的热量为：W′＝Q吸′＝6.72×104J；由P＝＝得水时间约为：t′＝＝≈33.6s；（3）由于冬季温度变化较大，为得到精准的结论，实验中需要记录水的初温度、末温度以及升高的温度，所以表格①处应该填写：水的初温/℃、②处应填：水升高的温度/℃。故答案为：1050；（1）①0.25；②24；④1050；（2）控制变量法；加热功率；33.6；（3）水的初温/℃；水升高的温度/℃。11．（2022•鄂尔多斯）如图所示，某兴趣小组为探究平面镜成像的特点，把刻度尺放在竖直玻璃板下面，取两段完全相同的蜡烛A和B，一前一后放在刻度尺上。（1）点燃蜡烛A，调节蜡烛B的位置，发现蜡烛B恰好与蜡烛A的像完全重合，说明像与物体大小相等。（2）实验时，使用刻度尺的作用是便于比较像和物到镜面的距离关系。（3）若在蜡烛B的位置上放置一光屏，光屏上不能（选填“能”或“不能”）呈现出蜡烛A的像。（4）实验中，看到点燃的蜡烛A通过玻璃板成了两个像，其中距离观察者较远的像是来自蜡烛A的入射光经过玻璃板C形成的。A.一次反射，一次折射B.两次反射，一次折射C.一次反射，两次折射D.两次反射，两次折射【答案】（1）像与物体大小相等；（2）到镜面的距离；（3）不能；（4）C。【解答】解：（1）点燃蜡烛A，调节蜡烛B的位置，发现蜡烛B恰好与蜡烛A的像完全重合，说明像与物体大小相等。（2）刻度尺在此实验中的作用是比较像与物到镜面距离的关系。（3）平面镜成虚像，所以若在蜡烛B的位置上放置一光屏，光屏上不能呈现出蜡烛A的像。（4）光线射到玻璃上，要发生反射和折射。玻璃有两个表面，前表面直接反射，较亮，所以其中距离观察者较近的像较亮，距离观察者较远的像较暗；光从空气射向玻璃板第一个界面时发射折射，然后在第二个界面发生反射（不是光线从玻璃板的另一次出来，发生折射。因为这个折射光线不会进入你的眼睛），反射光线射向第一个界面再次发生折射，折射光线进入眼睛看到虚像，这个虚像是位置较远的虚像。位置较近的虚像就是光线射向玻璃板第一个界面时发生反射形成的。所以一次反射，两次折射。故答案为：（1）像与物体大小相等；（2）到镜面的距离；（3）不能；（4）C。12．（2022•日照）为进一步探究光的反射和折射现象，小明根据老师的要求认真完成了下列实验。（1）为了证明在光的反射过程中光路是可逆的，如图1所示，小明已完成了实验步骤①②。①在水平白纸板上画一条直线PQ，做ON垂直PQ于O，点，画一条斜线AO。②沿PQ放置平面镜，让一束光沿AO射向平面镜，在反射光线经过处标上一点B。接下来应该让入射光线沿BO，若反射光线沿OA方向射出，说明光路是可逆的。（2）如图2所示，一束白光通过三棱镜后，在白屏上形成一条彩色的光带。据此可判断：红光和紫光以相同的入射角射向同一块玻璃砖，红光的折射角大于紫光的折射角（填“大于”、“小于”或“等于”）。（3）在“探究凸透镜成像的规律”时，记录的实验数据如表：像与物距的关系凸透镜的焦距f＝10cm物距与焦距的关系物距u/cm像的性质像距v/cm虚实大小正倒2f＜u30实像缩小倒立152f＝u20实像等大倒立20f＜u＜2f15实像放大倒立u＜f5虚像放大正立﹣由表中数据可知，凸透镜成实像的条件是u＞f；成虚像的条件是u＜f。根据光路是可逆的这一特点可知，当物距u＝15cm时，像距v＝30cm。（4）请写出一种测量凸透镜焦距的方法：调节光屏与凸透镜之间的距离，直到光屏上出现一个清晰的窗户的像，并简要说明主要操作步骤：读出光屏与凸透镜之间的距离大约等于凸透镜的焦距。【答案】（1）BO；OA；（2）大于；（3）u＞f；u＜f；30；（4）调节光屏与凸透镜之间的距离，直到光屏上出现一个清晰的窗户的像；读出光屏与凸透镜之间的距离大约等于凸透镜的焦距。【解答】解：（1）让一束光沿BO方向射向平面镜，即让光线逆着原来的反射光线射向镜面，反射光将沿OA方向射出，即反射光线逆着原入射光线方向射出，该实验现象说明，在反射现象中，光路是可逆的；（2）图2可知，红光和紫光以相同的入射角射向同一块玻璃砖，红光的偏折角度小，紫光的偏折角度大，紫光与法线更为靠近，所以红光的折射角大于紫光的折射角；（3）凸透镜焦距f＝10cm，成实像时，物距分别为15、20、30cm，均大于一倍焦距，故凸透镜成实像的条件是物距大于一倍焦距（或u＞f）；凸透镜焦距f＝10cm，成虚像时，物距分别为9cm、6cm，均小于一倍焦距，故凸透镜成虚像的条件是物距小于一倍焦距（u＜f）；光在折射中，光路是可逆的，实验次数1和3，当物距等于原来的像距时，像距会变为原来的物距，即当物距u＝15cm时，像距v＝30cm；（4）物体距离凸透镜足够远（大于10倍焦距时），所成的像与凸透镜的距离就近似等于凸透镜的焦距。所以将光具座上的凸透镜对准远处建筑物的窗户，调节光屏与凸透镜之间的距离，直到出现一个清晰的窗户的像，读出光屏与凸透镜之间的距离大约等于凸透镜的焦距。故答案为：（1）BO；OA；（2）大于；（3）u＞f；u＜f；30；（4）调节光屏与凸透镜之间的距离，直到光屏上出现一个清晰的窗户的像；读出光屏与凸透镜之间的距离大约等于凸透镜的焦距。13．（2022•深圳）①探究平面镜成像实验（图1）：（1）平面镜成像实验选择的是玻璃板。（选填“平面镜”或“玻璃板”）（2）来回移动蜡烛的位置是为了确定像的位置。（3）将物像连线连接在纸上（如图2），继续分析和研究，得出平面镜成像特点像距与物距相等。（4）图中哪里存在误差：玻璃板有厚度，像距测量会有误差。②小红在游玩时见了一些石头，拿了其中一块来做实验（图3）：（1）天平放在水平桌面上指针如图3甲所示，平衡螺母应向右（选填“左”或“右”）调，直至平衡。（2）如图3乙，小石头的质量为89g，可求得小石块的密度为8.9g/cm3。（3）砝码磨损，按照以上步骤。测得小石块密度偏大（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。（4）若使用弹簧测力计测量石头密度，如图4，ρ石＝（水的密度为ρ水，用已知物理量符号表示）。【答案】①（1）玻璃；（2）像；（3）像距和物距相等；（4）玻璃板有厚度，像距测量会有误差；②（1）右；（2）89；8.9；（3）偏大；（4）。【解答】解：①（1）平面镜成像实验选择的是玻璃板，便于观察像的位置；（2）来回移动蜡烛的位置是为了确定像的位置；（3）将物像连线连接在纸上（如图2），继续分析和研究，得出平面镜成像特点：物距和像距相等；（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；②②（1）指针向左偏，平衡螺母向右调节；（2）天平上物体的质量m＝85g+4g＝89g；物体体积为两次量筒示数之差，V＝40mL﹣30mL＝10mL＝10cm3，物体密度ρ＝＝＝8.9g/cm3；（3）砝码磨损，测量的质量比实际质量大，体积不变，根据密度公式可知密度偏大；（4）物体受到浮力F浮＝F1﹣F2。物体浸没在水中，物体排开液体的体积和物体体积相等。V排＝V，＝，解得ρ石＝。故答案为：①（1）玻璃；（2）像；（3）像距和物距相等；（4）玻璃板有厚度，像距测量会有误差；②（1）右；（2）89；8.9；（3）偏大；（4）。14．（2022•陕西）如图﹣1所示，人眼的功能类似于照相机。学习了凸透镜成像规律后，小明对人眼和照相机如何成清晰的像，进行了进一步研究。（1）人眼结构中，视网膜到晶状体的距离不变，相当于“探究凸透镜成像规律”实验中，光屏到凸透镜的距离不变，能否看清远近不同的物体，可能与晶状体的焦距有关；使用变焦照相机拍照，能否得到清晰的像，可能同时与焦距和像距有关。于是他用图﹣2装置进行探究。（2）实验前，调节“F”光源和光屏的中心在凸透镜的主光轴上，是为了使像呈现在光屏中央。（3）实验主要步骤：①保持光屏到凸透镜的距离不变，换上不同焦距的凸透镜，调节“F”光源到凸透镜的距离，直到光屏上成清晰的像，分别记录焦距、物距和像的高度。②保持“F”光源到凸透镜的距离不变，换上不同焦距的凸透镜，调节光屏到凸透镜的距离，直到光屏上成清晰的像，分别记录焦距、像距和像的高度。（4）实验数据如下表所示：物体的高度H＝5.0cm实验序号物距u/cm像距v/cm焦距f/cm像的高度h/cm117.115.08.04.4230.015.010.02.5360.015.012.01.3425.011.88.02.4525.016.710.03.3625.023.112.04.6①分析1、2、3三组数据可知：当像距不变时，物距变大，要成清晰的像，凸透镜焦距要变大。②分析4、5、6三组数据可知：当物距不变时，凸透镜焦距越大，像距越大，像也越大。根据以上探究可知：人眼是通过调节晶状体焦距来看清远近不同物体的：用变焦照相机在同一位置拍摄同一物体时，是通过同时调节焦距和像距，使物体成大小不同的清晰的像。（5）实验结束后，小明和同学们进行了如下交流：①人长时间看近处物体，眼睛容易疲劳。学习较长时间后，建议同学们适当远眺，使睫状体放松，晶状体变薄（选填“厚”或“薄”），焦距变大，舒缓眼疲劳，保护眼睛。②用变焦相机拍完西安钟楼的全景后，要在原地把钟楼上的钟拍得更大一些，应该把照相机的镜头向前伸（选填“向前伸”或“往后缩”）同时增大焦距。【答案】（1）光屏；（2）光屏中央；（3）“F”光源；（4）1、2、3；大；（5）薄；向前伸。【解答】解：（1）人眼结构中，晶状体相当于凸透镜，视网膜相当光屏，视网膜到晶状体的距离不变，相当于“探究凸透镜成像规律”实验中，光屏到凸透镜的距离不变；（2）实验前，调节“F”光源和光屏的中心在凸透镜的主光轴上，使三者的中心大致在同一高度，是为了使像呈现在光屏中央；（3）②为了探究使用变焦照相机拍照得到清晰的像，可能同时与焦距和像距有关。应保持物距不变，即保持“F”光源到凸透镜的距离不变，换上不同焦距的凸透镜，调节光屏到凸透镜的距离，直到光屏上成清晰的像，分别记录焦距、像距和像的高度。（4）①像距不变的三组实验分别是1、2、3；②分析4、5、6三组数据可知：物距不变，像距逐渐变大，焦距也逐渐变大，像的高度也变高，说明像也变大。所以得出结论：当物距不变时，凸透镜焦距越大，像距越大，像也越大；（5）通过实验结论，人眼长时间看近处物体，然后远眺，像距不变，物距变大，焦距也要变大，即眼睛的晶状体变薄；相机拍完西安钟楼的全景后，要在原地把钟楼上的钟拍得更大一些，物距不变，要使像变大，则焦距要变大，而且像距也要变大，即把照相机的镜头向前伸同时增大焦距。故答案为：（1）光屏；（2）光屏中央；（3）“F”光源；（4）1、2、3；大；（5）薄；向前伸。15．（2022•齐齐哈尔）小聪同学在做“探究凸透镜成像规律”实验时，着重研究了以下几个心中存在困惑的问题：（1）将平行光正对凸透镜，移动光屏，直到光屏上形成一个最小最亮的光斑，如图甲所示，该凸透镜的焦距为10.0cm。（2）在光具座上将点燃的蜡烛、光屏放在凸透镜的两侧，调节它们的高度，使烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一水平高度上，这样做的目的是使像呈现在光屏的中心。（3）在如图乙所示实验情形下，此时恰好在光屏上得到烛焰清晰的像。此像是倒立（选填“正立”或“倒立”）、缩小（选填“放大”或“缩小”）的实像。（4）在如图乙所示实验情形下，如果保持蜡烛和光屏的位置不变，把凸透镜移到光具座上35cm刻线处，可