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专题18 光学和热学实验
1、(2021·重庆市A卷·T15)(1)在探究凸透镜成像的规律时:
①调节凸透镜、光屏、烛焰的中心处于___________(选填“相同”或“不同”)高度。
②如图所示,测出了凸透镜的焦距;若凸透镜不动,把蜡烛移到光具座15cm刻度处,调节光屏,在光屏上会成倒立、___________(选填“放大”“缩小”或“等大”)的清晰实像,生活中的___________(选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)是用这一原理制成的。
(2)在探究物质熔化特点时,得到图甲物质温度随时间变化的图像,由图像可知该物质属于___________(选填“晶体”或“非晶体”),图中A点的温度如图乙温度计所示,读数为___________℃,熔化过程需___________(选填“吸热”或“放热”)。
【答案】相同 放大 投影仪 晶体 39 吸热
【解析】(1)①[1]实验前要调整凸透镜和光屏的高度,使它们的中心与烛焰的中心大致在同一高度,其目的是使像能成在光屏的中央。
②[2][3]由图可知凸透镜的焦距为
f=40.0cm-30.0cm=10.0cm
凸透镜不动,把蜡烛移到光具座15cm刻度处,物距为15cm,物距大于1倍焦距小于2倍焦距,在光屏上会成倒立、放大的清晰实像,投影仪应用此原理制成的。
(2)[4]由图甲可知,物质熔化过程中,温度不变,属于晶体。
[5]图中A点的温度如图乙温度计所示,温度计的分度值是1℃,温度计的示数是39℃。
[6]固体熔化时需要吸收热量。
2、(2021·重庆市B卷·T155)请按要求完成下列实验:
(1)小杜同学进行“探究冰熔化时温度的变化规律”实验。图甲所示,此时温度计的示数为_______℃;图乙是根据实验数据画出的图像,图像中_______(选填“AB”“BC”或“CD”)段表示冰的熔化过程;若实验中冰的质量为100g,它在AB段升温过程中吸收的热量为_______J[c冰=2.1×103J/(kg·℃)]。
(2)在“探究凸透镜成像规律”的实验中,当光屏上有清晰的烛焰像时,蜡烛、透镜、光屏位置如图所示,则光屏上的像应为倒立、_______(选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像,生活中的_______(选填“照相机”“放大镜”或“投影仪”)就是根据这一原理制成的;小琴同学用不透明的硬纸板挡住凸透镜的下半部分后,发现光屏上呈现的像是_______(选填“完整”或“不完整”)的。
【答案】8 BC 2100 缩小 照相机 完整的
【解析】(1)[1]图甲中温度计的分度值为1℃,液面位于零刻度线以上,则示数为8℃。
[2]冰是晶体,熔化过程中温度是保持不变的,故图像中BC段为冰的熔化过程。
[3]100g的冰在AB段温度升高了10℃,则吸收的热量为
Q=cmΔt=2.1×103J/(kg·℃)×0.1kg×10℃=2100J
(2)[4][5]图中物距大于像距,根据凸透镜成像规律可知,此时物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像,照相机就是利用这一原理工作的。
[6]用不透明的硬纸板挡住凸透镜的下半部分后,凸透镜的其余部分仍能折射成像,故光屏上的像是完整的,只是透过的光线少了,像会变暗。
3、(2020·重庆市A卷·T15)请按要系求完成下列实验。
(1)小曹同学学利用图甲所示的装置探究“平而镜成像的特点”,应选择较选填_______(“厚”或“薄”)的玻璃板作为平面镜进行实验:实验中,发现地馆的像不能用光屏承接,说明平面镜所成的像是路像_______(选填“实”成“虚”);图乙的白纸上记录了多次实验中蜡蚀和像的位置沿者镜面所在的虚线对折,像和蜡烛的位置恰好重合,说明像和物体到平面镜的距离_______。
(2)小墙同学利用图甲的装置完成观察水的“沸腾”实验。某时刻温度计如图乙所示,示数为_______C;水沸腾后,水中的气泡在上升过程中大小变化与图丙中_______(选填“A”或“B”)一致:将酒精灯撒去,水会停止沸腾,说明水沸腾的过程需要_______热(选填“吸”或“放”)。
【答案】薄 虚 相等 90 A 吸
【解析】(1)[1]因为厚玻璃板的两个面都可以当作反射面,会出现两个像,影响到实验效果,所以应选用较薄的玻璃板。
[2]不能用光屏接收到蜡烛的像,说明平面镜成的像是虚像。
[3]实验时,沿着镜面垂直的虚线对折,像和蜡烛的位置恰好重合,说明像和物体关于镜面对称,即像和物体到平面镜的距离相等。
(2)[4]温度计的分度值是1℃,则此时温度计的示数为90℃。
[5]水沸腾时,整个容器中水温相同,水内部不停的汽化,产生大量的水蒸气进入气泡,水中的气泡在上升过程中气泡