内容正文:
第一辑
声现象………………………………………………………………………………01
光现象………………………………………………………………………………33
透镜及其应用………………………………………………………………… 67
物态变化……………………………………………………… 106
内能及其应用………………………………………………………………… …140
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声现象
考点分类
核心知识点
考查频率
星级
典型题型
声音的产生与传播
振动是发声条件
高频
⭐⭐⭐⭐
选择、填空
介质对传播的影响
中频
⭐⭐⭐
实验分析
声速的影响因素
中频
⭐⭐⭐
计算
声音的特性
音调(频率关系)
高频
⭐⭐⭐⭐
实验探究
响度(振幅、距离)
高频
⭐⭐⭐⭐
选择
音色(材料、结构)
中频
⭐⭐
生活情景
噪声与控制
噪声等级(分贝)
低频
⭐⭐
填空
控制途径
高频
⭐⭐⭐⭐
生活应用
声的利用
超声波应用
中频
⭐⭐⭐
科技情况
次声波应用
低频
⭐⭐⭐
跨学科综合
分值占比
全国各省市平均占比约 5-8%,以基础题为主(70%),实验探究题占20%,综合应用题占10%
命题特点
生活化:结合乐器演奏、噪声治理等真实场景(如2024年北京卷"冬奥会开幕式鼓乐表演声学分析")
实验化:重点考查控制变量法(如"钢尺振动频率与音调关系"实验设计)
综合化:与生物(耳结构)、地理(地震波)等学科交叉
易错点
混淆"音调"与"响度"的物理意义
误认为"真空可传声"(受科幻影视影响)
噪声控制措施的分类错误
1. 分值与题型
分值:预计占6-8分(选择题2-3道+1道实验/应用题)
题型分布:
基础题(4-5分):声音特性判断、噪声防治方法选择
综合题(2-3分):声速计算(结合回声定位)、实验方案设计
2. 命题热点预测
生活科技结合:
智能音箱的语音识别技术(涉及声波特性)
城市隔音屏障的设计原理(材料结构与噪声控制)
实验创新:
利用手机传感器测量声音频率/振幅(数字化实验)
探究不同材质吸声效果(环保主题)
社会热点关联:
大型赛事场馆的声学设计(如巴黎奥运会场馆)
新能源汽车降噪技术(物理与工程结合)
3. 重点关注方向
跨学科命题:
生物:听觉形成机制与声音传播路径
地理:地震预警系统中的次声波监测
计算强化:
回声测距(山洞深度、海底探测)
多声源叠加问题(体育场扩音器布局)
【思维导图】
【考点扫描】
考点一 声音的产生与传播
声音的产生
1.原因:声音是由物体振动产生的.一切正在发声的物体都在振动,振动停止,发声停止.但声音不一定消失(因为已经产生的声音还会在介质中继续传播,不会立即消失),如“余音绕梁”。
注:超声波和次声波都是声,都是由物体振动产生的。
2.声源:正在发声的物体叫做声源。
3.常见发声体的辨识
4.研究声音的产生的方法
转换法:借助其他轻小物体的振动把发声物体的微小振动显示出来,如图所示.
声音的传播
1. 声音的传播需要介质;固体、液体和气体都可以传播声音;一般情况下,声音在固体中传得最快,气体中最慢;
2. 真空不能传声;
3. 声音以波(声波)的形式传播;
注:有声音物体一定在振动,在振动不一定能听见声音;
4. 声速:物体在每秒内传播的距离叫声速,单位是m/s;声速的计算公式是v=S/t;声音在空气中的速度为340m/s;
回声及其应用
声音在传播过程中,遇到障碍物被反射回来,再传入人的耳朵里,人耳听到反射回来的声音叫回声(如:高山的回声,夏天雷声轰鸣不绝,北京的天坛的回音壁)
1. 听见回声的条件:原声与回声之间的时间间隔在0.1s以上(教室里听不见回声,小房间声音变大是因为原声与回声重合);
2. 回声的利用:测量距离(车到山,海深,冰川到船的距离);
声音传播路程:S=V╳T,距离L= S /2(注意:请各位同学一定要认真审题再下结论)
考点二 声音的特性
音调
(1)定义:音调是指声音的高低.
(2)决定因素:音调的高低是由发声体振动的频率决定的,发声体振动的频率越快,发出声音的音调就越高.
(3)频率:频率是指发声体每秒内振动的次数,单位是Hz.
(4)人耳听到的声音的频率范围:
(5)波形图:
注意:各种乐器的音调
打击乐器:以鼓为例,鼓皮绷得越紧,音调越高,反之,音调越低.
弦乐器:材料一定时,弦越细、越短、越紧,音调越高,反之,音调越低.
管乐器:空气柱越短、音调越高,反之,音调越低.
响度
(1)定义:响度是指声音的大小.
(2)决定因素:
a.发声体发出声音的响度是由发声体振动的振幅决定的,发声体振动的振幅越大,发出声音的响度就越大.
b.听到的声音的响度还与距离发声体的远近、声音的分散程度等有关,距离发声体越远、声音越分散,听到的声音的响度就越小.
(3)波形图:
(4)影响响度大小的因素
音色
(1)定义:音色是指声音的特色,也叫音质或音品,它反映了发声体发出的声音特有的品质.
(2)决定因素:发声体的材料和结构等.
(3)生活实例:闻声识人、口技演员模仿动物的叫声等.
注意:识别声音的波形图
1 左右看音调:相同时间内出现的波峰越多,音调越高.甲、乙、丙三种声音的音调相同。
上下看响度:上下长度越长,响度就越大.甲、乙、丙三种声音的响度相同。
波形看音色:甲、乙、丙的波形不同,三种声音的音色不同。
(4)音调、响度、音色总结如下:
考点三 声音的利用
声音的利用
1. 超声波的能量大、频率高用来打结石、清洗钟表等精密仪器;
超声波基本沿直线传播用来回声定位(蝙蝠辨向)制作(声纳系统)
2. 传递信息(交谈,医生查病时的听疹,B超,敲铁轨听声音等等)
3. 传递能量(飞机场帮边的玻璃被震碎,雪山中不能高声说话)
超声波和次声波及其应用
1. 人耳感受到声音的频率有一个范围:20Hz~20000Hz,高于20000Hz叫超声波;低于20Hz叫次声波;
2.超声波
(1)传递信息:B超检查身体、倒车雷达、声呐探测鱼群、蝙蝠回声定位、超声波探伤.
(2)传递能量:超声波除垢、超声波碎结石.
3.次声波
(1)传递信息:预报地震、台风、检测核爆炸等.
(2)传递能量:次声波武器.
注:(1)超声波频率高于20 000 Hz,次声波频率低于20 Hz,故人耳听不到.
(2)超声波、次声波也属于声,传播仍需要介质。
考点四 噪声的危害和控制
噪声
1. 噪声:
(1)从物理角度上讲,物体做无规则振动时发出的声音叫噪声;
(2)从环保角度上讲,凡是妨碍人们正常学习、工作、休息的声音以及对人们要听的声音产生干扰的声音都是噪声;
2. 乐音:从物理角度上讲,物体做有规则振动发出的声音;
3. 常见噪声来源:飞机的轰鸣声、汽车的鸣笛声、鞭炮声、金属之间的摩擦声;
4. 噪声等级:表示声音强弱的单位是分贝。符号dB, 0dB指人耳刚好能听见的声音;
5. 噪声的危害
(1)>90dB,会破坏听力,引起神经衰弱、头痛高血压等疾病;
(2)>70dB,会影响学习和工作;
(3)>50dB,会影响休息和睡眠。
噪声的控制
(1)在声源处减弱(安装消声器);
(2)在传播过程中减弱(植树、隔音墙)
(3)在人耳处减弱(戴耳塞)
拓展考点 声、电磁波的异同
【技巧点拨】
【技巧一】如何正确认识振动跟声音的关系?
正在发声的物体一定正在振动,但是物体正在振动,人们未必一定能听到声音,只有振动频率在人的听觉频率范围内 (即 20一200000Hz) 才能被人耳感受,引起听觉。“振动停止,发声也停止”不能叙述为“振动停止,声音也消失”因为振动停止,只是不再发声,而原来发出的声音仍继续传播并存在
【技巧二】日常用语中的“高”的是音调还是响度呢?
日常用语里的“高”“低”大部分是指音调,也有少部分指响度.比如著名歌手李娜唱的《青藏高原》最后的高潮部分,音调非常高一般人是唱不上去的.“那么高的音我唱不上去”、“那么低的音我唱不出、这里的“高”“低”指的是音调;而“引吭高歌”、“低声细语”这里所说的“高”、“低”则是指大小.就是声音的响度了
【技巧三】如何根据声音在示波器上的波形图识别声音的三特性?
如图所示,同一个示波器上的波形反映了声音的音调(即发声体振动的频率),同时也反映了声音的响度(即发声体振动的振幅):波形的疏密反映了振动频率,疏则频率低、音调低,密则频率高、音调高。波形的高低反映了振动的振幅,高则振幅大、响度大,低则振幅小、响度小。
另外,音色表现在示波器上的波形不同。
【技巧四】如何控制噪声?
通常,坚硬光滑的表面反射声波的能力强,松软多孔的表面吸收声波的能力强;大厅内的蜂窝状天花板就是吸收声音,减弱声音的反射,避免回声的干扰。
【技巧五】如何利用回声测距?
利用回声测距离时要特别注意,接收到回声的时间为声音往返的时间,因此用公式 s=vt 计算时,t 应为题目所给时间的一半.
【技巧六】发声体振动的快慢与哪些因素有关?
发声体振动的快慢(音调的高低) 与发声体的形状(长短、粗细)、松紧(一般指弦)和所用材料等多种因素有关.早在战国时期,我国就有“大弦小声,小弦大声”的记载,即弦越短、越细、张得越紧,它振动时发出声音的音调就越高:反之越低. 弦乐器和管乐器就是通过改变振动弦或空气柱的长度来发出不同音调的声音.
【易错指导】
易混易错点一:声源振动停止,声音随之消失?
“发音停止”是指声源不再振动、停止向外传播声波,但原先传送出去的声波仍要继续传播。在不考虑声音损失的情况下,声源停止振动后,离声源距离不同的人仍能陆续听到它原先发出的声音,声音并未随声源振动停止而消失。
易混易错点二:只要有振动,就一定能听到声音?
声音是由物体的振动产生的,但并非所有的振动产生的声音我们都能听到。主要有以下四个原因:
1.声音的传播需要介质,它不能在真空中传播。
2.人耳及听觉系统的局限性。
3.声音的响度必须足够大,才能引起人耳内鼓膜的振动,人才能听到声音。
4.人的听觉必须正常。
易混易错点三:音调、响度和音色区分不开。
音调一般指声音的高低,和频率有关,也和发声体的长短、粗细、松紧有关;响度一般指声音的大小,和振幅有关,也和声音的集中程度和距离发声体的远近有关;音色可以区别不同的发声体,和发声体的材料和结构有关。
易混易错点四:对回声定位的应用易错。
回声是声音从声源发出,遇到山崖、墙壁等障碍物反射回来又传入人耳的声音.利用回声可以测定距离?例如要测定发声体到障碍物的距离,发声体发出特定的声音,并接收到回声信号,记录下回声和原声之间的时间间隔t,在查出声音传播速度的条件下,即可求出距离
易混易错点五:对噪声概念的理解易错。
对噪声的界定有两种表述:一是从物理学角度,二是从环保角度.应该说,符合其中之一的声音就属于噪声,所以,乐音在不同的环境下可以成为噪声。
1.(2024·四川绵阳·中考真题)每年5月下旬至6月上旬,中国红河蝴蝶谷会出现上亿只蝴蝶,形成“蝶舞成诗,如叶纷飞”的奇观。但游客置身其中,却听不到群蝶飞舞之声,这是因为蝴蝶翅膀振动的( )
A.振幅太小 B.振幅太大
C.频率太低 D.频率太高
2.(2024·青海西宁·中考真题)如图所示的曾侯乙编钟是我国古代重要的打击乐器,体现了中国先秦礼乐文明和青铜器铸造技术的极高水平。敲击时发出的声音是编钟 产生的;用相同的力敲击大小不同的编钟,发出声音的 不同。
3.(2024·内蒙古通辽·中考真题)如图是战国时期的编钟,敲击大小不同的钟能演奏出优美的乐曲。下列说法正确的是( )
A.编钟声是由空气振动而产生的
B.编钟声的传播速度是3×108m/s
C.敲击大小不同的钟发声的音调不同
D.奏出的优美乐曲一定不属于噪声
4.(2024·陕西·中考真题)抖空竹是中国民间传统游戏之一,宋代《梦粱录》中就有其详细记载。如图,空竹圆轮以竹木制成,其外侧开有若干方形哨口,哨口内有大小不同的气腔,因其转动时会发出嗡嗡声,又名“空钟”。下列说法不正确的是( )
A.空竹发出的声音是通过空气传入人耳的
B.空竹发出的声音是由气腔内的空气振动产生的
C.气腔内空气振动越快,声音传播速度越大
D.气腔内空气振动幅度越大,发出声音的响度越大
5.(2024·山东淄博·中考真题)如图是甲骨文“聲”,字同“声”,像“手执槌敲击磬而声音传于耳”形,这说明古人很早就知道声音与敲击有关。下列说法正确的是( )
A.磬声是由槌的振动产生的 B.磬声是通过空气传入耳朵的
C.敲击磬发出的声音是次声波 D.用力敲击磬时发出声音的音调变高
6.(2024·山东日照·中考真题)下列关于声现象的分析,正确的是( )
A.小明回答问题时声音洪亮,是由于小明的声带振动得快
B.音乐老师能够分辨钢琴和长笛发出的C调,是由于它们的音色不同
C.蝙蝠夜间能够精准确认目标,是利用次声波的反射确定目标位置
D.厂房外面安装玻璃隔音板降低噪声,是由于玻璃不能传播声音
7.(2024·江苏淮安·中考真题)湖北随州曾侯乙墓出土的战国时期的编钟距今2400余年.敲击编钟发出的声音是由编钟 产生的;敲击不同的编钟,发出声音的 不同。
8.(2024·西藏·中考真题)格桑在化学实验课上按照如图所示的方法检验氢气的纯度时,听到很小的声音,判断出气体较纯,主要是依据声音的 这一特性;该现象同时说明声音能够传递 。
9.(2024·海南·中考真题)保护环境,人人有责。为防止噪声干扰,中考考场附近禁止鸣笛,表示“禁止鸣笛的标志是( )
A.
B.
C.
D.
10.(2024·四川巴中·中考真题)某校艺术节合唱比赛中,各班在乐队的伴奏下放声高歌。下列说法正确的是( )
A.“放声高歌”中的“高”是指声音的音调高
B.观众听到的歌声是以空气为介质传播过来的
C.观众能辨别不同的乐器声是因为它们的响度不同
D.歌声只能传递信息
11.(2024·山东济南·中考真题)下列措施是在噪声的传播环节减弱噪声的是( )
A.午休时佩戴防噪声耳塞 B.学校附近禁止汽车鸣笛
C.图书馆内不得大声喧哗 D.高架道路两旁的隔音墙
12.(2024·山东威海·中考真题)如图所示,敲击音叉A,音叉B将乒乓球弹起,下列说法错误的是( )
A.A、B之间的空气可以传递能量
B.A、B之间的空气与音叉发生了相互作用
C.用大小不同的力敲击音叉A,音叉A发出声音的音色会变化
D.若在宇航员生活的空间站内做此实验,乒乓球依然可以弹起来
13.(2024·江苏镇江·中考真题)汽车鸣笛是由于喇叭 发声,声音通过 传入人耳。如图在高架路某些路段两侧设有板墙,其作用是在 控制噪声。
14.(2025·上海长宁·二模)如图所示,是笛子的结构示意图。演奏时,按压不同的“指孔”主要是为了改变发出声音的( )
A.速度 B.响度 C.音调 D.音色
15.(2025·上海宝山·二模)能区分不同乐器发出声音的主要依据是( )
A.音色 B.音调 C.响度 D.声速
16.(2025·上海闵行·二模)如图所示小华用手按压钢尺,钢尺弯曲,主要表明力可以改变物体的 ;用大小相同的力按压钢尺的不同位置,钢尺的弯曲程度不同,说明力的作用效果与力的 有关。保持钢尺伸出桌面的长度不变,用大小不同的力拨动钢尺末端,钢尺发出声音的 不同。
17.(2025·江苏扬州·一模)“同学们,上课了……”,伴随教室广播中上课提示声,同学们快速做好上课准备,教室广播的纸盆 而发出声音,提示声通过 传给同学们,同学们听到提示后知道上课了,说明声音可以传递 。
18.(2025·上海青浦·二模)按下钢琴上不同的琴键,钢琴发出的声音一定具有不同的( )
A.响度 B.音色 C.音调 D.振幅
19.(2025·贵州安顺·一模)下图是汽车利用超声波辅助倒车的情境,当汽车尾部与障碍物相距较近时,汽车就会发出“嘀嘀嘀”急促的警报声。关于这一现象,下列说法正确的是( )
A.“滴滴滴”是超声波 B.急促是响度大
C.急促是频率高 D.警报声对驾驶员来说是噪声
20.(2025·四川成都·模拟预测)下列有关声现象的表述中正确的是( )
A.汽车倒车雷达利用次声波探明车后情况
B.噪声强度显示仪可以在传播过程中减弱噪声
C.大自然的许多活动,如地震、海啸等都伴有次声波产生
D.利用超声波,可以测量地球到月球之间的距离
21.(2025·四川成都·模拟预测)如图所示是探究声现象的四种实验情景,下列说法错误的是( )
A.图甲中,通过观察纸屑是否跳动可以探究“声音的产生原因”
B.图乙中,乒乓球的作用是延长音叉的振动时间
C.图丙实验表明真空不能传声
D.图丁中,小刚轻声说话,小丽通过“土电话”能听到小刚声音,说明固体可以传声
22.(2025·山东淄博·一模)如图,在筷子一端捆上适量棉花,做一个活塞。用水蘸湿棉花后塞进两端开口的塑料管中。用嘴吹管的上端,可以发出悦耳的哨音。上下推拉“活塞”,会改变声音的( )
A.音调 B.响度 C.音色 D.音色和音调
23.(2025·陕西榆林·一模)如图所示,“国产歼-15”舰载机在“辽宁号”航空母舰的甲板上起飞,以甲板为参照物,舰载机是 的;两位甲板引导员配戴防噪声耳罩,这种控制噪声的方法是在 (选填“声源处”“传播过程中”或“人耳处”)减弱噪声。舰载机执行任务期间是通过 波与航母间进行通讯的。
24.(2025·陕西西安·三模)如图所示是我国最古老的吹奏乐器“埙(xūn)”,它以陶制最为普遍,也有石制和骨制等,形状如鸡蛋。以下说法正确的是( )
A.吹奏时埙发出的声音主要是由埙体振动产生的
B.埙发出的声音与超声波在空气中传播的速度相同
C.埙发出的声音一定不是噪声
D.按住不同的孔,是为了改变埙发出声音的响度
25.(2025·陕西西安·模拟预测)如图所示,用鹤骨制作的贾湖骨笛是迄今为止中国考古发现的最早的管乐器。用骨笛吹奏发声时,发出的声音是由空气柱的 产生的,通过 传入人耳。
26.(2025·四川绵阳·二模)如图所示的风铃有七根长短不同的小棍,敲打小棍时,发现它们发出的声音不同。这里的不同是指( )
A.音调 B.响度
C.音色 D.音调、响度、音色
27.(2025·湖北襄阳·二模)如图所示的“智轨”电车采用激光雷达感知技术、毫米波雷达感知技术等环境感知手段,获得安全防护信息。雷达感知技术是通过信号发射系统向环境发射信号,然后信号接收系统接收到来自环境反射回来的信号而获得周边环境的信息。下列说法正确的是( )
A.毫米波雷达感知技术利用超声波传递信息
B.激光雷达感知技术利用电磁波传递信息
C.毫米波的传播需要介质,激光的传播不需要介质
D.毫米波传播的速度比激光小
28.(2025·河南安阳·模拟预测)如图所示,我国有些地方修筑了“音乐公路”,公路的路面上分布着许多横向凹槽,汽车经过凹槽时会上下振动发出声音。若凹槽比较深,则发出声音的 (填“音调高”或“响度大”),发出的声音以 的形式向外传播。
29.(2025·安徽蚌埠·一模)运动员百米赛跑时,如果计时员听到枪声才开始计时(已知声音在空气中传播的速度为340m/s),所记录的成绩比看到发令枪冒出的“白烟”开始计时的成绩( )
A.少记约0.294s B.多记约0.294s C.少记约0.147s D.计时准确
30.(2025·安徽蚌埠·一模)苏州评弹是苏州的“文化三绝”之一,被纳入“第一批国家级非物质文化遗产”名录,伴奏乐器主要是琵琶与三弦,如图所示。听众可根据声音的 (选填“音调”“音色”或“响度”)辨别出是琵琶还是三弦发出的声音。
31.(2025·山西长治·模拟预测)如图所示为一款变频超声波驱蚊器,它能够发出不同频率的超声波,干扰蚊子的感觉和行为,达到驱蚊效果。关于驱蚊器发声的分析,下列说法错误的是( )
A.驱蚊器发声体通过振动发出声音
B.驱蚊器发出的声音能够在空气中传播
C.驱蚊器发出的声音不会被人听到
D.调高驱蚊器振动的频率,声音的响度变大
32.(2025·北京·模拟预测)有关声现象的知识,下列说法不正确的是( )
A.利用超声波可以测量地球到月球之间的距离
B.超声波能粉碎人体内的结石,说明声波具有能量
C.高速公路两旁装有隔音墙,是为了在声源处减弱噪音
D.用大小不同的力先后敲击同一音叉,音叉发声的音调不同
33.(2025·湖南长沙·模拟预测)蓝牙降噪耳机可以在嘈杂的环境中降低外界噪声。下列有关说法正确的是( )
A.蓝牙信号的传播速度为340m/s
B.该耳机降低了传入人耳中噪声的音调
C.该耳机与手机完成无线连接后,通过电磁波传递信息
D.该耳机的硅胶耳塞可在传播过程中减弱噪声
34.(2025·河南濮阳·一模)豫剧表演中常使用如图所示的板胡作为伴奏乐器。当演奏者拉动板胡的弓弦时,发出的声音是由琴弦 产生的;演奏者按压琴弦的不同位置,是为了改变琴弦发出声音的 (选填“音调”“响度”或“音色”)。
35.(2025·黑龙江哈尔滨·一模)小思家临街而住,于是在家装了一个噪声监测仪,如图所示。在监测仪上看到显示的数字,该装置显示了噪声的 (选填“响度”“音调”或“音色”)。医院里常用超声波除去人体内的结石,是因为超声能够 (选填“传递信息”或“传递能量”)。
36.(2025·四川资阳·一模)中华古诗词中蕴含着丰富的声学知识,下列有关解释正确的是( )
A.“转轴拨弦三两声,未成曲调先有情”中的琵琶声是由空气振动产生的
B.“谁家玉笛暗飞声,散入春风满洛城”中的笛声是空气柱振动产生的
C.“水石相搏,声如洪钟”中的“声如洪钟”是指声音的音调高
D.“柴门闻犬吠,风雪夜归人”说明声音具有能量
37.(2025·江苏南京·模拟预测)用蜡烛可以做物理小实验。
(1)如图甲,将三支点燃的蜡烛排列在音箱前方,当音箱播放音乐时,可以看到烛焰随着音乐的节奏晃动,说明 ;
(2)如图乙,快速抽出纸条后,发现蜡烛依然立在原处,说明 具有惯性;
(3)如图丙,水平桌面上一根直蜡烛的重为G,重心为O,AB长为L,OB长为L1,不计蜡烛的粗细,将B端刚好拉起的最小力F1= ,继续向上缓慢提升蜡烛B端,同时保持拉力方向竖直向上,当蜡烛和桌面夹角为α(α<90°)时拉力大小为F2,则F1和F2的大小关系是F1 F2。
38.(2025·四川乐山·一模)如图是中国古代的计程车:“计里鼓车”。当车走一里时,车上的木人就敲一下鼓,当车走到十里时,车上的木人就敲一下镯(古代的乐器)。下列有关说法正确的是( )
A.鼓声是由空气振动产生的
B.人们依据音调的不同,能区分出鼓和镯的声音
C.敲鼓的力度越大,发出的鼓声响度越大
D.根据鼓声和镯声确定行驶路程,利用了声音可以传递能量
39.(2025·黑龙江哈尔滨·一模)下列关于声现象的描述和分析,不正确的是( )
A.图甲:青蛙“呱呱”的叫声是由于它的鸣囊在振动
B.图乙:在汽车排气管上安装消声器,是在声音产生的环节减弱噪声
C.图丙:敲击大小不同的曾侯乙编钟,是为了产生响度不同的声音
D.图丁:超声波加湿器,是利用了声波能传递能量的特性
1.C
【知识点】熟悉人和一些动物的发声和听觉频率范围
【详解】人耳的听觉频率范围20Hz~20000Hz,蝴蝶飞行时,扇动翅膀的频率在5次/秒左右,低于20Hz,所以听不到蝴蝶飞行的声音,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2. 振动 音调
【知识点】区分音调、响度与音色、探究声音的产生
【详解】[1]声音是由物体振动产生的,敲击编钟,编钟振动而发出声音。
[2]用相同的力敲击大小不同的编钟,编钟振动频率不同,则发出声音的音调不同。
3.C
【知识点】辨析音调与频率的关系、探究声音的产生、熟悉声音在一些介质中传播的速度、辨析声音是否是噪声
【详解】A.编钟发出的声音是敲击编钟时,编钟振动而发声的,故A错误;
B.由于声音在空气中的传播速度为340m/s,所以编钟声的传播速度是340m/s,故B错误;
C.敲击大小不同的钟,则钟的振动快慢不同,即发出声音的频率不同,所以编钟发出声音的音调不同,故C正确;
D.奏出的优美乐曲如果影响工作和学习,则属于噪声,故D错误。
故选C。
4.C
【知识点】探究声音的产生、辨析响度与振幅的关系、声音是怎么传播的
【详解】A.声音的传播需要介质,空竹发出的声音是通过空气传入人耳的,故A正确,不符合题意;
B.声音是由物体振动产生的,空竹发出的声音是由气腔内的空气振动产生的,故B正确,不符合题意;
C.气腔内空气振动越快,发出声音的频率越高,音调越高,但传播速度不一定越大,因为影响声音传播速度的因素是传声的介质和温度,故C错误,符合题意;
D.响度与振动幅度有关,气腔内空气振动幅度越大,发出声音的响度越大,故D正确,不符合题意。
故选C。
5.B
【知识点】探究声音的产生、声音是怎么传播的、超声波和次声波、区分音调、响度与音色
【详解】A.声音是由物体振动产生的,由题意知,磬声是由磬的振动产生的,故A错误;
B.声音的传播需要介质,所以磬声是通过空气传入耳朵的,故B正确;
C.频率低于20Hz的声音是次声波,人耳听不到,而敲击磬发出的声音,人可以听到,所以不是次声波,故C错误;
D.用力敲击磬时,物体振动的幅度变大,所以发出声音的响度变大,故D错误。
故选B。
6.B
【知识点】在传播途中减弱、超声波的利用、区分音调、响度与音色
【详解】A.声音的洪亮程度通常与声音的响度有关,响度与声波的振幅有关,振幅越大,声音越响。声带振动得快慢影响的是声音的音调,即声音的高低,而不是响度,故A错误;
B.音色是指声音的特征,它是由声波的波形决定的。不同的乐器即使演奏相同的音调,也会因为材料、结构等不同而产生不同的音色,因此音乐老师可以通过音色来区分不同的乐器,故B正确;
C.蝙蝠在夜间导航和捕食时使用的是超声波,而不是次声波。它们发出超声波,这些声波在遇到障碍物时会反射回来,蝙蝠通过接收这些回声来确定目标的位置和距离,故C错误;
D.玻璃本身是可以传播声音的,但是隔音板的设计通常是为了减少声音的传播。隔音板通过吸收、反射或散射声波来降低噪声,而不是因为玻璃不能传播声音,故D错误。
故选B。
7. 振动 音调
【知识点】声音产生的原因、辨析音调与频率的关系
【详解】[1]物体振动发声,敲击编钟发出的声音是由编钟振动产生的。
[2]编钟的重量不同,敲击时振动的频率也不同,因此敲击不同的编钟发出声音的音调不同。
8. 响度 信息
【知识点】声与信息、区分音调、响度与音色
【详解】[1][2]声音可以传递信息和能量,根据声音的不同来判断氢气纯度,说明声音可以传递信息。响度是指声音的大小,所以“很小”是指声音的响度小,所以听到很小的声音,判断出气体较纯,主要是依据声音的响度。
9.A
【知识点】从声源处减弱
【详解】A.图中画一个喇叭,表示禁止鸣笛,故A符合题意;
B.图中标志表示禁止行人通过,故B不符合题意;
C.图中标志表示禁止吸烟,故C不符合题意;
D.图中标志表示禁止停车,故D不符合题意。
故选A。
10.B
【知识点】声音是怎么传播的、区分音调、响度与音色、声与信息
【详解】A.“放声高歌”中的“高”是指声音的大小,即表示声音的响度,故A错误;
B.声音的传播需要介质,观众听到的歌声是以空气为介质传播过来的,故B正确;
C.音色表示声音的品质与特色,观众能辨别不同的乐器声,是因为它们的音色不同,故C错误;
D.声音能够传递信息和能量,歌声传递的是信息,故D错误。
故选B。
11.D
【知识点】在传播途中减弱、从声源处减弱、在人耳处减弱
【详解】A.午休时佩戴防噪声耳塞,是阻止声音进入人耳,所以是在人耳处减弱噪声,故A不符合题意;
B.学校附近禁止汽车鸣笛,是阻止声源发出声音,所以是在声源处控制噪声,故B不符合题意;
C.图书馆内不得大声喧哗,是阻止声源发出声音,所以是在声源处控制噪声,故C不符合题意;
D.高架道路两旁建隔音墙,是减弱声音的传播,属于在传播过程中减弱噪声,故D符合题意。
故选D。
12.C
【知识点】声音是怎么传播的、区分音调、响度与音色、声与能量
【详解】AB.由题意可知,敲击音叉A,音叉A振动发声,声音以波的形式传播,音叉A对空气有作用,使得空气振动,空气再对音叉B有作用,使得音叉B振动,音叉B再将乒乓球弹起,说明A、B之间的空气可以传递能量,故AB正确,AB不符合题意;
C.用大小不同的力敲击音叉A,音叉A发出声音的响度会变化,音色不会发生变化,故C错误,符合题意;
D.若在宇航员生活的空间站内做此实验,空间站内存在供宇航员生活的“空气”,“空气”依然可以传递能量,因此乒乓球依然可以弹起来,故D正确,不符合题意。
故选C。
13. 振动 空气 传播途中
【知识点】探究声音的产生、声音是怎么传播的、在传播途中减弱
【详解】[1]汽车鸣笛是由于喇叭内的金属膜片在气流的冲击下振动而产生的声音。这种振动使得周围的空气分子也产生振动,进而形成声波,这就是声音的产生过程。
[2]声音的传播需要介质,而空气就是一种常见的介质。当喇叭发出声音时,声波会通过空气这种介质传播到我们的耳朵,引起鼓膜的振动,从而使我们能够听到声音。
[3]在高架路某些路段两侧设有板墙。这种板墙的主要作用是在噪声的传播过程中进行阻断,从而减小噪声对周围环境的影响。具体来说,当声波遇到板墙时,会发生反射、折射等现象,使得部分声波的能量被消耗掉,无法继续向前传播。这样,在噪声的传播路径上设置板墙,就可以有效地控制噪声的传播范围和影响程度。
14.C
【知识点】区分音调、响度与音色
【详解】演奏时,按压不同的“指孔”改变了振动的空气柱的长短,从而改变了空气柱振动的频率,因此主要是为了改变发出声音的音调,因为音调的高低与发声物体的振动频率有关,频率越大,音调就越高。
故选C。
15.A
【知识点】区分音调、响度与音色
【详解】不同乐器的材料与结构不同,其发出声音的音调和响度可能相同,但音色一般不同;利用声音区分不同的乐器,主要是依据乐器发出声音的音色不同。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
16. 形状 作用点 响度
【知识点】力的三要素对力的作用效果的影响、辨析响度与振幅的关系、力可以改变物体的形状
【详解】[1]用手按压钢尺,钢尺弯曲,钢尺形状发生改变,说明力可以改变物体的形状。
[2]用大小相同的力按压钢尺的不同位置,力的作用点不同,钢尺的弯曲程度不同,说明力的作用效果与力的作用点有关。
[3]保持钢尺伸出桌面的长度不变,用大小不同的力拨动钢尺末端,钢尺振动幅度不同,发出声音的响度不同。
17. 振动 空气 信息
【知识点】探究声音的产生、声与信息、声音是怎么传播的
【详解】[1]声音是由物体的振动产生的,教室广播的纸盆振动而发出声音。
[2]声音的传播需要介质,在教室中,广播发出的声音是通过空气这种介质传播给同学们的。
[3]同学们听到提示声后知道上课了,这表明声音能够传递信息,让同学们接收到上课的相关指令。
18.C
【知识点】区分音调、响度与音色
【详解】钢琴的不同琴键对应不同的振动频率。当按下不同琴键时,琴弦的长度、粗细或张力发生变化,导致振动频率不同,而频率决定了声音的音调。因此,不同琴键发出的声音音调必然不同。
故选C。
19.C
【知识点】区分音调、响度与音色、超声波和次声波、辨析声音是否是噪声
【详解】A.超声波人耳听不到,“嘀嘀嘀”急促的警报声不是超声波,故A错误;
BC.响度与振幅有关,频率与音调有关。“急促”是指声音的频率高,音调高,故B错误,C正确;
D.警报声对正在倒车的驾驶员来说得到了有用的信息,因此不是噪声,故D错误。
故选C。
20.C
【知识点】超声波和次声波、探究声音的传播条件、噪声的强弱等级和危害
【详解】A.倒车时,倒车雷达利用超声波原理,由探头发送超声波撞击障碍物后反射此声波,计算出车体与障碍物间的实际距离,然后提示给司机,使停车或倒车更容易、更安全,所以倒车雷达是一种能发射和接收超声波的设备。故A错误;
B.噪声强度仪只能显示噪声的等级,不能在传播过程中减弱噪声,故B错误;
C.自然灾害火山爆发、地震、台风等都能产生次声波,这种声波可以绕过较大的障碍物传播的很远。故C正确;
D.超声波不能在真空中传播,不能用超声波测量地球与月球之间的距离,故D错误。
故选C。
21.B
【知识点】探究声音的产生、探究声音的传播条件、探究声音能否在液体和固体中传播
【详解】.声音是由物体振动产生的。图甲中,通过观察纸屑是否跳动可以探究“声音的产生原因”,故A正确,不符合题意;
B.图乙中,乒乓球的作用是放大音叉的振动幅度,故B错误,符合题意;
C.声音的传播需要介质,真空不能传声。图丙实验表明真空不能传声,故C正确,不符合题意;
D.图丁中,小丽通过“土电话”能听到小刚的声音,声音是通过固体传播的,说明固体可以传声,故D正确,不符合题意;
故选B。
22.A
【知识点】区分音调、响度与音色
【详解】用嘴吹管的上端,管内空气柱因发生振动会产生声音,上下推拉活塞时,空气柱的长度发生改变,因此空气柱的振动快慢会发生改变,所以会发出不同音调的声音,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
23. 运动 人耳处 电磁
【知识点】机械运动的相对性、电磁波的应用、在人耳处减弱
【详解】[1]舰载机在航母甲板上起飞,相对于甲板的位置不断发生改变,因此以甲板为参照物,舰载机是运动的。
[2]噪声可以在声源处、传播过程中、人耳处减弱,两位甲板引导员配戴防噪声耳罩,这是在人耳处减弱噪声。
[3]电磁波的传播不需要介质,舰载机执行任务期间是通过电磁波与航母间进行通讯的。
24.B
【知识点】熟悉声音在一些介质中传播的速度、区分音调、响度与音色、探究声音的产生、辨析声音是否是噪声
【详解】A.吹奏时埙发出的声音主要是由空气柱振动产生的,而不是埙体振动,故A错误;
B.声音在空气中的传播速度与声音的频率无关,所以埙发出的声音与超声波在空气中传播的速度相同,故B正确;
C.埙发出的声音如果影响了人们的正常生活、工作和学习等,也可能是噪声,故C错误;
D.按住不同的孔,空气柱的长度不同,振动频率不同,是为了改变埙发出声音的音调,而不是响度,故D错误。
故选B。
25. 振动 空气
【知识点】探究声音的产生、声音是怎么传播的
【详解】[1]声音是由物体的振动产生的,骨笛吹奏发声时,发出的声音是由骨笛内的空气柱振动产生的。
[2]声音的传播需要介质,骨笛发出的声音是通过周围的空气传入人耳的。
26.A
【知识点】区分音调、响度与音色
【详解】敲打小棍时,长短不同的小棍振动频率不同,发出的声音音调不同,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
27.B
【知识点】光纤通信、波速、波长和频率、电磁波的应用、超声波的利用
【详解】A.超声波是频率高于20000Hz的声波,属于声波的一种。而毫米波是电磁波的一种,毫米波雷达感知技术是利用毫米波来传递信息的,并非超声波,故A错误;
B.激光属于电磁波的一种。 激光雷达感知技术是通过发射激光信号,然后接收反射回来的激光信号来获得周边环境的信息,故B正确;
C.毫米波是电磁波,电磁波的传播不需要介质,它可以在真空中传播;激光同样属于电磁波,其传播也不需要介质,在真空中也能以光速传播。故C错误;
D.在真空中,所有电磁波的传播速度都相同,都等于光速c=3×108m/s。 毫米波和激光都属于电磁波,它们在真空中的传播速度相等;在其他介质中,虽然传播速度会小于真空中的速度,但二者在相同介质中的传播速度仍然是相等的,故D错误。
故选B。
28. 响度大 声波
【知识点】区分音调、响度与音色、声音是怎么传播的
【详解】[1]响度指声音的强弱或大小,与振幅和距离发声体的远近有关,振幅越大,响度越大,距离发声体越近,响度越大;若凹槽比较深,则发出声音的振动幅度就大,响度大。
[2]声音以波的形式传播着,我们把它叫作声波。所以,汽车经过凹槽时上下振动发出的声音以声波的形式向外传播。
29.A
【知识点】有关声速的计算
【详解】听到枪声才开始计时,说明枪声已经传播100米到达终点时才开始计时,测得的时间肯定少了,光在空气中的传播速度接近在真空中的传播速度,即3×108m/s,远大于声速,所以光通过100m的时间忽略不计,则少的时间为
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
30.音色
【知识点】区分音调、响度与音色
【详解】听众可根据声音的音色辨别出是琵琶还是三弦发出的声音,因为音色是发声体的声音品质,是区别声音的重要标志。
31.D
【知识点】声音是怎么传播的、超声波和次声波、区分音调、响度与音色、声音产生的原因
【详解】A.声音是由物体振动产生的,所以驱蚊器发声体通过振动发出声音,故A正确,不符合题意;
B.声音能在固体、液体、气体中传播,所以驱蚊器发出的声音能够在空气中传播,故B正确,不符合题意;
C.超声波是人耳听不见的声音,驱蚊器能够发出不同频率的超声波,所以不会被人听到,故C正确,不符合题意;
D.声音的响度与振幅有关,而声音的音调与频率有关,故D错误,符合题意。
故选D。
32.ACD
【知识点】声音是怎么传播的、区分音调、响度与音色、声与能量、在传播途中减弱
【详解】A.真空不能传声,故利用超声波不能测量地球到月球之间的距离,故A错误,符合题意;
B.声可以传递信息,声可以传递能量,超声波能粉碎人体内的结石,说明声波具有能量,故B正确,不符合题意;
C.高速公路两旁装有隔音墙,是为了在传播过程中减弱噪音,故C错误,符合题意;
D.用大小不同的力先后敲击同一音叉,音叉发声的响度不同,故D错误,符合题意。
故选ACD。
33.C
【知识点】电磁波的应用、从声源处减弱
【详解】A.蓝牙信号属于电磁波,其传播速度与光速相同,在真空中约为3×108m/s,故A错误;
B.耳机的降噪原理是通过主动降噪技术生成与外界噪音相位相反、振幅相同的声波,将噪音中和,或者通过被动降噪技术阻隔外界噪声,而不是降低传入人耳中噪声的音调,故B错误;
C.蓝牙技术是一种短距离无线通信技术,耳机与手机完成无线连接后,是通过电磁波来传递信息的,故C正确;
D.耳机的硅胶耳塞是通过紧密贴合耳道形成物理屏障,在人耳处减弱噪声,而不是在传播过程中,故D错误。
故选C。
34. 振动 音调
【知识点】辨析音调与频率的关系、声音产生的原因
【详解】[1]声音是由物体振动产生的,当演奏者拉动板胡的弓弦时,发出的声音是由琴弦振动产生的。
[2]演奏者按压琴弦的不同位置,此时琴弦振动的频率不同,是为了改变琴弦发出声音的音调。
35. 响度 传递能量
【知识点】区分音调、响度与音色、声与能量
【详解】[1]噪声监测仪是用来监测噪声大小的仪器,测量的是声音的响度,响度表示声音的强弱。
[2]声音可以传递能量,也可以传递信息,医院里常用超声波除去人体内的结石,是因为超声能够传递能量。
36.B
【知识点】区分音调、响度与音色、声与信息、声音产生的原因
【详解】A.声音是由物体振动产生的,琵琶声是由琵琶弦振动产生的,故A错误;
B.声音是由物体振动产生的,笛声是由笛子内的空气柱振动产生的,故B正确;
C.“声如洪钟”是形容人的声音较大,指声音的响度大,故C错误;
D.“柴门闻犬吠,风雪夜归人”意思是指听到狗的叫声,知道人回来了,说明声音可传递信息,故D错误。
故选B。
37.(1)声音能够传递能量
(2)蜡烛
(3) =
【知识点】生活中的惯性现象、运用杠杆平衡原理进行计算、声与能量
【详解】(1)声音可以传递信息和能量,音箱播放音乐时,可以看到烛焰随着音乐的节奏晃动,说明声音能够传递能量,该能量使烛焰晃动。
(2)如图乙,快速抽出纸条后,发现蜡烛由于惯性保持原来的静止状态,则依然立在原处,说明蜡烛具有惯性。
(3)[1]如图丁,水平桌面上一根直蜡烛的重为G,重心为O,AB长为L,OB长为L1,不计蜡烛的粗细,由杠杆平衡条件可得,将B端刚好拉起的最小力
[2]向上缓慢提升蜡烛B端,同时保持拉力方向竖直向上,重力的方向竖直竖直向下,故力臂始终在水平方向,当蜡烛和桌面夹角为α时(α<90°),拉力大小为F2,由于力臂之比等于杠杆长度的比,两个力的力臂比值不变,所以拉力不变,故两个力相等。
38.C
【知识点】辨析响度与振幅的关系、探究声音的产生、根据音色辨别发声体、声与信息
【详解】A.声音是由物体振动产生的,鼓声是由鼓面振动产生的,故A错误;
B.音色反映声音的品质与特色,不同发声体的音色不同,人们依据音色的不同,能区分出鼓和镯的声音,故B错误;
C.用不同力度敲击镯,镯振动的幅度不同,发出声音的响度不同,故C正确;
D.声音可以传递信息和能量,根据鼓声和镯声确定行驶路程,利用了声音可以传递信息,故D错误。
故选C。
39.C
【知识点】探究声音的产生、区分音调、响度与音色、声与能量、在传播途中减弱
【详解】A.声音是由物体振动产生的,青蛙“呱呱”的叫声是由于它的鸣囊在振动,故A正确,不符合题意;
B.减弱噪声的途径有三种:即在声源处减弱、在人耳处减弱、在传播过程中减弱。在汽车排气管上安装消声器,是在声音产生的环节减弱噪声,故B正确,不符合题意;
C.敲击大小不同的曾侯乙编钟,编钟振动的频率不同,会产生音调不同的声音,故C错误,符合题意;
D.声可以传递信息,也可以传递能量。超声波加湿器是利用声波能传递能量的特性,故D正确,不符合题意。
故选C。
光现象
考点分类
核心知识点
考查频率
星级
典型题型
光的直线传播
光沿直线传播的条件
中频
⭐⭐⭐
选择、填空
光速计算
低频
⭐⭐
计算
光的反射
反射定律
高频
⭐⭐⭐⭐
作图、实验探究
镜面反射与漫反射的区分与应用
高频
⭐⭐⭐⭐
生活情景
平面镜成像
成像特点(等大、等距、虚像)
高频
⭐⭐⭐⭐
作图、填空
实际应用
中频
⭐⭐⭐
生活应用
光的折射
折射规律(空气→水/玻璃)
高频
⭐⭐⭐⭐
作图、实验探究
现象解释
高频
⭐⭐⭐⭐
选择
光的色散
光的色散
低频
⭐⭐
填空
物体的颜色
中频
⭐⭐⭐
情景分析
分值占比
全国各省市平均占比约 8-12%,实验探究题占比显著(30%-40%),综合应用题占比提升。
命题特点
生活化:结合生活场景(如后视镜成像、鱼缸折射现象)。
实验化:重点考查凸透镜成像实验(如2024年江苏卷“探究物距对像性质的影响”)。
跨学科:与美术(色彩混合)、工程(光学仪器设计)结合。
易错点
混淆“反射角”与“入射角”的因果关系(表述错误)。
凸透镜动态成像分析(如物距变化时像的移动方向)。
误认为“平面镜成像的大小与距离有关”。
1. 分值与题型
分值:预计占 10-14分(选择题3-4道 + 1道实验题 + 1道作图/计算题)。
题型分布:
基础题(6-8分):反射/折射规律判断、透镜成像性质选择。
综合题(4-6分):凸透镜成像实验设计、折射现象计算(如实际水深与视深关系)。
2. 命题热点预测
科技结合:光纤通信原理(全反射应用)。自动驾驶汽车的激光雷达技术(光速测距)。
实验创新:利用手机摄像头探究凸透镜成像规律(数字化实验)。探究不同材料对光的折射率影响(如透明树脂与玻璃对比)。
社会热点关联:节能建筑玻璃的镀膜技术(反射与透光性平衡)。新型显示技术(OLED屏幕自发光的物理原理)。
3. 重点关注方向
跨学科整合:生物:人眼成像缺陷与矫正(近视/远视)。地理:海市蜃楼与大气折射的关联。
【思维导图】
【考点扫描】
考点一 光的直线传播
光源
1. 光源:能够发光的物体叫做光源。如:太阳、萤火虫、电灯、点燃的蜡烛、水母等都是光源;
注意:月亮、发光的金子、自行车尾灯、电影银幕等都不是光源
光源可分为天然光源(水母、太阳)和人造光源(灯泡、火把)
光的直线传播及应用
1. 光在同种均匀介质中沿直线传播;
2. 光的直线传播的应用:
(1)小孔成像:像的形状与小孔的形状无关,像是倒立的实像(树阴下的光斑是太阳的像)
(2)取得直线:激光准直(挖隧道定向);整队集合;射击瞄准;
(3)限制视线:坐井观天、一叶障目;
(4)影的形成:影子;日食、月食(要求会作图)
3. 光线:常用一条带有箭头的直线表示光的径迹和方向;
注意:光线是理想化物理模型,非真实存在.
4. 所有的光路都是可逆的,包括直线传播、反射、折射等。
小孔成像
原理:光的直线传播.
成像性质:
(1)像距大于物距时,成倒立、放大的实像;
(2)像距等于物距时,成倒立、等大的实像;
(3)像距小于物距时,成倒立、缩小的实像 .
光速
1. 光的传播速度:光在真空中的传播速度c约为3×108m/s,合3×105km/s;光在空气中的传播速度非常接近c,在水中的传播速度约为,在玻璃中的传播速度约为。
2. 光年:是光在一年中传播的距离,光年是长度单位;
注意:光年是天文学中表示距离的单位;1光年等于光在真空中1年内传播的距离.
3. 光速的几点理解:
声音在固体中传播得最快,液体中次之,气体中最慢,真空中不传播;
光在真空中传播的最快,空气中次之,透明液体、固体中最慢(二者刚好相反)。光速远远大于声速(如先看见闪电再听见雷声;在跑100m时,声音传播时间不能忽略不计,但光传播时间可忽略不计)。
考点二 光的反射
光的反射定律
1. 定义:光从一种介质射向另一种介质表面时,一部分光反射回原来介质的现象叫光的反射.
2. 我们看见不发光的物体是因为物体反射的光进入了我们的眼睛。
3. 光的反射定律:(如图所示)
(1)在反射现象中,入射光线、法线和反射光线在同一平面内.(三线共面)
(2)反射光线、入射光线分居法线两侧.(两线分居)
(3)反射角等于入射角.(两角相等)
(4)在反射现象中,光路是可逆的.(光路可逆)
注意:在光的反射定律中,表述成入射角等于反射角是错误的,因为反射角是随着入射角的变化而变化的.
4. 光路图:
(1)确定入(反)射点:入射光线和反射面或反射光线和反射面或入射光线和反射光线的交点即为入射(反射)点
(2)根据法线和反射面垂直,作出法线。
(3)根据反射角等于入射角,画出入射光线或反射光线
镜面反射和漫反射
(1)镜面反射:平行光射到光滑的反射面上时,反射光仍然被平行的反射出去;
(2)漫反射:平行光射到粗糙的反射面上,光线各个方向反射出去;
(3)镜面反射和漫反射的相同点:都是反射现象,都遵守反射定律;不同点是:反射面不同(一光滑,一粗糙),一个方向的入射光,镜面反射的反射光只射向一个方向(刺眼);而漫反射射向四面八方;(下雨天向光走走暗处,背光走要走亮处,因为积水发生镜面反射,地面发生漫反射,电影屏幕粗糙、黑板要粗糙是利用漫反射把光射向四处,黑板上“反光”是发生了镜面反射)
考点三 平面镜成像
平面镜成像的原理、特点及应用
1.成像原理:光的反射
2.成像特点:
(1)平面镜所成像的大小与物体的大小相等;
(2)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;
(3)平面镜所成的像为虚像。
3.应用:潜望镜、镜子等.
4. 水中倒影的形成的原因:平静的水面就好像一个平面镜,它可以成像(水中月、镜中花);
物离水面多高,像离水面就是多远,与水的深度无关。
考点四 光的折射
光的折射定律
1.定义:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生偏折的现象叫光的折射.
2.光的折射规律:
(1)如图所示,光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射光线向法线方向偏折,折射角小于入射角;当入射角增大时,折射角也增大.
(2)当光从空气垂直射入水中或其他介质中时,传播方向不变.
(3)在折射现象中,光路是可逆的.
注意:快速记忆光的折射规律
(1)共面.折射光线、入射光线和法线在同一平面内.
(2)异侧.折射光线、入射光线分别位于法线的两侧.
(3)可逆性.在折射现象中,光路是可逆的.
光的折射现象及应用
(1)水中的鱼的位置看起来比实际位置高一些(鱼实际在看到位置的后下方);
(2)由于光的折射,池水看起来比实际的浅一些;
(3)水中的人看岸上的景物的位置比实际位置高些;
(4)透过厚玻璃看钢笔,笔杆好像错位了;
(5)斜放在水中的筷子好像向上弯折了;(要求会作光路图)
考点五 光的色散
光的色散
1.发现:1666年英国物理学家牛顿用玻璃三棱镜分解了太阳光,发现了光的色散现象,揭开了光的颜色之谜.
2.光的色散
太阳光是白光,它通过棱镜后被分解成各种颜色的光,这种现象叫做光的色散.如果用一个白屏来承接,在白屏上就形成一条彩色的光带,颜色依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫.雨后彩虹属于色散现象.
3.色光的三原色:光的三原色是红、绿、蓝.
4.看不见的光:
(1)太阳光谱,如图所示.
红外线、紫外线及应用
(1)红外线:我们把红光之外的辐射叫做红外线.应用:红外线夜视仪、电视遥控器等.
(2)紫外线:在光谱的紫光以外,还有一种看不见的光,叫做紫外线,紫外线能杀死微生物,使荧光物质感光.应用:验钞机、紫外线灯等.
6.物体的颜色
(1)透明物体的颜色由它透过的色光决定,不透明物体的颜色由它反射的色光决定.
(2)白色的物体可以反射各种颜色的光,白色物体在什么颜色的光的照射下就呈现什么颜色.
(3)黑色物体吸收各种颜色的光,不论什么颜色的光照到黑色物体上,物体都呈现黑色.
(4)除了黑、白色物体,其他颜色的物体只有在白光和本色光的照射下呈现物体本色,在其他颜色光的照射下,物体都呈现黑色.
【技巧点拨】
【技巧】 三种光现象的辨识
光现象
定义
介质判断
方向判断
光的直
线传播
光在同种均匀介质中沿直线传播
同种介质
不变
光的反射
光遇到物体的表面会发生反射. 我们能看见不发光的物体,是因为物体反射的光进入了人眼
同种介质
改变
光的折射
光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折的现象
不同介质或同种不均匀介质中
改变(垂直射入时,方向不变)
【技巧】 光的反射、折射规律对比
项目
光的反射规律
光的折射规律
图示
三线
共面
反射光线、入射光线与法线在同一平面内
折射光线、入射光线与法线在同一平面内
两线
分居
反射光线、入射光线分居法线两侧
折射光线、入射光线分居法线两侧
项目
光的反射规律
光的折射规律
两角
关系
反射角等于入射角,反射角随入射角的增大而增大
光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射光线向法线方向偏折,折射角小于入射角;当入射角增大时,折射角也增大.当光从空气垂直射入水中或其他介质中时,传播方向不变(斜射时空气中的角大)
相同点
光的反射和折射现象中光路是可逆的
【易错指导】
易混易错点一:三种光现象区分不清。
(1)光在同种、透明、均匀介质中沿直线传播;
(2)当光遇到两种介质分界面时,若是不透明界面,光会返回原介质中发生反射;
(3)当光斜射到透明界面上,一部分光会返回到原介质中发生反射,一部分光会射入另一种介质中发生折射.
易混易错点二:混淆平面镜成像特点与“近大远小"的视觉现象
人们在观察物体时,却有“近大远小”的视觉体验同一个物体,人离它越远就会感觉物体越小,但实际上物体本身的大小并没有改变,只是人们观察视角发生了变化,从而影响了观察结果,因此,平面镜所成的像与人观察到的像是两个不同的概念。
平面镜成像的特点:“等大、等距、垂直、虚像”。
易混易错点三:影与像、实像与虚像的概念辨析。
影是光在沿直线传播的过程中遇到不透明的物体时,光线被物体挡住无法穿透物体,在物体后面形成的与物体轮廓相似的黑暗区域,如日食、月食,晚上斜射灯光下的人影,手影,皮影戏等;
像是物体发出(或反射)的光线,经过光的直线传播、光的反射或折射后的光线会聚(或光线的反向延长线相交)而形成的、与原物相似的图形,该图形明亮、有细节、有层次,如小孔成像、平面镜成像等。
实像是实际光线会聚而形成的,可以用眼看到,也可以用光屏承接到,如小孔成像所成的像是倒立的实像。
虚像是由实际光线的反向延长线相交而成的,只能用眼看到,不能用光屏承接,如平面镜所成的像是正立的虚像.
易混易错点四:声、光传播的条件及传播速度混淆。
光在同种均匀介质中是沿直线传播的,如果介质不均匀,光将不再沿直线传播,会发生弯曲,【误区】(只要是在同种介质中,光的传播路径就是直的)。光可以在真空中传播,不需要介质;声音传播需要介质,不能在真空中传播,光在真空中的传播速度为3x108m/s(在空气中近似为3x108m/s),而声音在空气中的传播速度约为340 m/s。
易混易错点五:平面镜成像原理理解不透导致作图错误。
在光学作图题中,实际的光线用带箭头的实线表示,作图的痕迹则应该用虚线表示;由于平面镜所成的像是虚像,虚像也应该用虚线画;法线作为研究问题的辅助线,也要画成虚线,部分同学在作图时不能分清楚什么情况下画实线,什么时候画虚线.
1.(2024·四川绵阳·中考真题)一束光线从空气射到某种玻璃表面,如图所示,入射角i等于60°,反射光线与折射光线的夹角等于90°,折射角r等于 ;减小入射角i,则反射光线与折射光线的夹角 (选填“大于”“小于”或“等于”)90°。
2.(2024·四川绵阳·中考真题)平面镜垂直于水平桌面放置,把一只铅笔立放在平面镜前,可以观察到铅笔在镜中的像:若手碰到了铅笔,铅笔倒向平面镜,观察到铅笔的像也倒了,下列选项中,分析正确的是( )
A.铅笔的像可能比铅笔长
B.铅笔的像可以用光屏承接
C.铅笔的像也倒向平面镜
D.铅笔先倒,铅笔的像后倒
3.(2024·青海西宁·中考真题)一束光从水中斜射入空气,请在图中画出折射光线的大致方向。
4.(2024·青海西宁·中考真题)小西面向穿衣镜,站在镜前1m处,若他远离平面镜后退0.5m,则镜中的像与他相距 m,镜中的像大小 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
5.(2024·青海西宁·中考真题)如图所示的光现象中说法正确的是( )
A.图甲:桥在水中的倒影是光的折射现象 B.图乙:彩虹是光的色散现象
C.图丙:墙上的手影是光的反射形成的 D.图丁:凸面镜能扩大视野是由于光的直线传播
6.(2024·内蒙古通辽·中考真题)走进装有抛光不锈钢墙面的电梯,会在墙面中看到“自己”,如图。下列说法正确的是( )
A.“自己”是由于光的折射产生的 B.“自己”总比真实自己小一些
C.面向“自己”走,“自己”却后退 D.“自己”与水中“倒影”原理相同
7.(2024·山东东营·中考真题)东营黄河入海口景区,一只东方白鹳(如图)站在平静的水中,下列分析正确的是( )
A.白鹳的倒影是由于光的反射形成的
B.白鹳飞离水面时,它的倒影会变小
C.白鹳倒影的形成跟皮影戏的原理相同
D.白鹳身上的白色羽毛能吸收各种色光
8.(2024·江苏镇江·中考真题)小红用图1所示装置探究光的反射定律。平面镜置于水平底座中心。激光笔可沿弧形轨道移动,且保持激光始终射向平面镜上的O点。
实验次数
1
2
3
4
图3
(1)为了在不同方向都能观察到光的传播路径,应在平面镜上方喷些 ;
(2)多次改变激光笔在轨道上的位置,小红调整视角,均能观察到反射光OB挡住入射光AO的现象。如图2所示,将长方形纸板与AO、OB所在平面重合,其底边PQ紧贴平面镜,在纸板上即可显示出入射光和反射光。多次测量纸板和平面镜的夹角。
①上述实验中测得的夹角均为,则反射光线、入射光线所在平面和平面镜相互 ;
②在纸板上过O点作出底边PQ的垂线ON,则ON与镜面 ,可知ON为法线。由①、②可得:反射光线、入射光线和法线在 内。
(3)改变入射光的方向,依次记录实验数据如图3所示,分析实验数据可知:入射光线AO逐渐 (选填“靠近”或“远离”)法线ON;与的大小 。
9.(2024·山东聊城·中考真题)在“探究平面镜成像特点”的实验中,实验装置如图甲所示;
(1)为了研究像和物的位置关系,还需要的实验器材是 ;
(2)实验时将点燃的蜡烛靠近玻璃板移动,观察到像 (选填“靠近”或“远离”)玻璃板移动,像的大小 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)检查视力的时候,视力表放在被测者的后上方,被测者识别对面墙上镜子里视力表的像。如图乙所示,视力表与平面镜间的水平距离为2.8m,要求视力表在镜中的像与被测者相距5m,则人应坐在离平面镜 m的位置检查。
10.(2024·江苏淮安·中考真题)下列现象中,由光的反射形成的是( )
A.小孔成像 B.水中倒影
C.海市蜃楼 D.雨后彩虹
11.(2024·四川巴中·中考真题)诗文“水皆缥碧,千丈见底,游鱼细石,直视无碍”对自然现象进行了生动的描述,其中看到水中的“游鱼”比实际位置浅,这是( )
A.光沿直线传播现象 B.光的反射现象
C.光的折射现象 D.光的色散现象
12.(2024·海南·中考真题)收割机以3m/s的速度在田地里匀速直线行驶720m,所用时间是 s;黄澄澄的稻谷颜色是由它 (选填“反射”或“透过”)的色光决定的。
13.(2024·山东济南·中考真题)《梦溪笔谈》中有对“缕悬法”的描述,以独根蚕丝作悬线,悬线的一端用蜡粘结磁针中部,另一端悬挂于木架上,静止时,磁针两端指南北方向。“缕悬法”中磁针之所以指南北,是因为磁针受到 的作用。书中另有对“海市”奇景的记载,在登州的海上,有时空中会出现清晰可见的宫殿居室、台阁景观等景象。“海市”奇景是由于光在不均匀的空气中发生 形成的。
14.(2024·四川绵阳·二模)如图所示,平面镜M放置在水平桌面上,光源S发出一束激光射到镜面上,经反射后在标尺上形成光斑P。若在桌面右端用力向上提桌面,使桌面绕点O转动到与水平面成5°夹角,则此时标尺上的光斑向 (选填“左”或“右”)移动,反射光线与入射光线夹角变化 °。
15.(2024·内蒙古包头·一模)如图为微信启动页图片。该图片寓意为从“人类起源”到“华夏文明”的历史发展。该图是我国地球同步气象卫星“风云四号”,在距地表36000km的高度,利用红外遥感技术拍摄合成的。下列说法中正确的是( )
A.红外照相机能接收到的红外线也可以用肉眼直接看到
B.红外照相机能够拍摄到地球,是因为地球能够辐射红外线
C.红外照相机在拍摄照片时,成正立、缩小的实像
D.红外照相机是利用红外线的“荧光效应”工作的
16.(2024·云南昆明·一模)光在同种均匀、透明的介质中总是沿直线传播,在如图所示的光现象中,由于光的直线传播形成的是( )
A.游戏-手影
B.美女正妆
C.筷子“弯折”
D.放大镜看报纸
17.(2024·江苏扬州·三模)夜晚,小明用手电筒从远处照射自行车尾灯,发现自行车尾灯很明亮。通过查阅资料知道自行车尾灯结构如图所示,下列说法正确的是( )
A.自行车尾灯是光源 B.家人从侧边看自行车尾灯也很明亮
C.自行车尾灯能将平行的入射光平行反射 D.光照射在自行车尾灯上发生的是漫反射
18.(2024·江苏苏州·二模)小文在参观科技馆的时候发现了一个3D全息投影展示台(如图1甲)。围绕展台可以从前后左右四个角度观察汽车的外形,其原理是利用四个反射面反射液晶电视上的图像.请帮小文设计利用平板电脑(相当于展台的液晶电视),反射面选用4片茶色透明三角形塑料片等器材,制作一个3D全息投影展示台。
(1)制作三维图片时,若希望出现图乙中的立体F像,则平板电脑屏幕1区图形应设计成图2中的_________。
A. B.
C. D.
(2)在组装四个反射面时,反射面A与平板屏幕的夹角应为 度,才可以使立体F像与平板电脑屏幕垂直。
(3)尝试投影后发现立体F像成像位置太高,这时他应调整平板电脑上四个图像 (填“远离”或“靠近”)平板电脑屏幕中心O点,移动的过程中,像移动的方向是 。
19.(2024·江苏苏州·一模)在“探究光反射的规律”时,小李进行了如图所示的实验。
(1)先将平面镜平放在水平桌面上,再把白色硬纸板 放在平面镜上;
(2)小李让一束光EO贴着纸板射到平面镜上,在纸板上会看到反射光线OF,然后将纸板绕ON向后折,如图乙所示,在NOF面上看不到反射光线,此时,反射光 (存在/不存在);
(3)为了进一步确定此时反射光线的位置,小李将纸板沿PQ剪开,将纸板的上半部分向后折,如图丙所示,发现在纸板右侧的 (上部/下部)会看到反射光线;
(4)若将纸板整体向后倾斜(如图丁):此时,反射光线(选填字母序号);
A.仍在纸板上呈现 B.被纸板挡住 C.在纸板前方
20.(2024·江苏苏州·一模)春光明媚,某校初三同学去鼋头渚春游。小明看到湖岸边上许多红色的樱花盛开,这是由于此樱花反射 光(选填“白”或“红”)。上岸后,又看到浓密的樱花树影下许多大小不等的圆形亮斑,亮斑是光的 (选填“直线传播”、“反射”或“折射”)形成的。小明在湖边散步时,又拍摄到一只白鹭在浅水中的情景,如图所示在水中有一黑一白的影子,其中白的影子是光的 (选填同上空)形成的像。
21.(2024·云南昆明·一模)下列说法正确的是( )
A.验电器的工作原理是同种电荷相互排斥
B.把一个物体从地球上带到月球上,其质量会变小
C.我们看到树叶是绿色的,是因为它吸收绿色光
D.最先发现通电导线周围存在磁场的科学家是法拉第
22.(2024·黑龙江·模拟预测)在智能家居界,“魔镜”绝对算是“顶级网红”,当你想臭美时,它会很自然的发挥着镜子的本职工作。小馨距离“魔镜”0.5m,则镜中小馨的像距离小馨 m。在她远离“魔镜”的过程中,她的像的大小将 。
23.(2024·黑龙江·模拟预测)在生活中经常提到的“影”与我们所学到的光学知识有关,下列现象中与“立竿见影”中的“影”形成原因一致的是( )
A.小鸟在镜中的“像”
B.树荫下的光斑
C.筷子在水面处“折断”
D.雨后的彩虹
24.(2018九年级·全国·专题练习)晚上,在水平桌面上铺一张白纸,把一小块平面镜放在纸上(镜面朝上),让手电筒的光正对着平面镜照射,如图所示,从侧面看去,下列说法正确的是( )
A.白纸比较亮,它发生了镜面反射
B.白纸比较暗,它发生了漫反射
C.镜子比较亮,它发生了镜面反射
D.镜子比较暗,它发生了镜面反射
25.(2024·甘肃定西·模拟预测)航天员在空间站进行出舱任务时都要穿着舱外航天服,由于存在视野盲区,需要借助手套上的平面镜来观察周围环境或设备来完成任务,请你在图中画出航天员通过平面镜看到设备A的光路图。
26.(2024·河北·模拟预测)一束光照射到平面镜上,反射光线与入射光线夹角为130°,则反射角为 ,人迎着反射光的方向可以看到刺眼的光,而在其它方向却看不到反射光,这是由于发生了 (选填“镜面反射”或“漫反射”)。
27.如图关于光学现象的描述或解释正确的是( )
A.如图中,小孔成的是倒立的虚像
B.如图中,人配戴的凹透镜可以矫正近视眼
C.如图中,三棱镜对红色光的偏折能力最强
D.如图中,漫反射的光线杂乱无章不遵循光的反射定律
28.《资治通鉴》记载:“人以铜为镜,可以正衣冠”。下列能用来说明其成像原理的图是( )
A. B.
C. D.
29.如图所示,一束光AO从水中斜射入空气中,请画出反射光线和大致的折射光线。
30.根据平面镜成像特点,在图中画出物体AB在平面镜MN中所成的像。
31.小华发现小轿车的前挡风玻璃是倾斜安装的,由此他想借助玻璃板,A、B两个完全相同的棋子,白纸,铅笔等器材来探究平面镜成像的特点,如图甲所示。
(1)为了完成实验,还需要添加的测量工具是 ;实验时,由于环境太暗难以找到棋子A的像,小华解决的办法是用手电筒照射棋子 ;(选填“”或“”)
(2)三次改变棋子A的位置,得到三组物、像位置点,如图乙所示,接下来他的操作是 ;
(3)实验中,小华透过玻璃板看到棋子A的两个像A'、A″,分别在白纸上标记棋子A与两个像的位置如图丙所示,通过分析可知玻璃板的厚度为 mm;
(4)小轿车前挡风玻璃是倾斜安装的,从光学角度分析,这样安装的好处是 (任写一条)。
32.下列现象中利用光沿直线传播的是( )
A.小孔成像 B.筷子变“弯”
C.雨后彩虹 D.水中倒影
33.如图所示,小强利用激光笔、可折转的硬纸板、平面镜等器材探究光的反射定律。下列说法错误的是( )
A.在选择硬纸板作为光屏时应尽量选择粗糙的
B.如果纸板没有与平面镜垂直放置,在纸板上将看不到反射光
C.实验中多次改变入射角,是为了避免实验结论的偶然性
D.如果将左侧纸板往后折,将不发生反射
34.下列现象中与日食形成原理相同的是( )
A.小孔成像 B.海市蜃楼 C.镜花水月 D.杯弓蛇影
35.如图所示的光现象中,与小孔成像原理相同的是( )
A.日晷计时 B.海市蜃楼
C.雨后彩虹 D.湖中倒影
36.关于光和声现象的说法,以下正确的是( )
A.“震耳欲聋”是指声音的音调高
B.B超诊断病情说明声音可以传递能量
C.光的三基色是红、黄、蓝
D.光的传播不需要介质
37.下列实例中,采用“控制变量法”的是( )
A.探究平面镜成像实验中,用玻璃板代替平面镜
B.保持接触面粗糙程度相同,研究滑动摩擦力与压力的关系
C.用两个10Ω的电阻串联代替一个20Ω的电阻
D.用微小压强计中U形管液面高度差来反映液体内部压强大小
38.在探究“平面镜成像特点”的活动过程:
(1)为了便于观察实验现象,应选在 (选填“较亮”或“较暗”)的环境中进行;
(2)该实验用玻璃板代替平面镜,是为了 ;
(3)实验时,将点燃的蜡烛A放在玻璃板前,把另一个相同的蜡烛B放到玻璃板的另一侧,使它与A的像重合,观察时 处观察(选填“a”、“b”、“c”或“d”)。为确定像的虚实,需在 (选填“蜡烛A”或“蜡烛B”)位置放一个光屏,并在如图中的 处观察光屏上是否有像(选填“a”、“b”、“c”或“d”);
(4)如图丙所示,若将玻璃板与水平桌面成45°角固定在水平桌面上,当平面镜绕轴MN转至竖直位置,在平面镜中的像A′ 时针转动(填“顺”或“逆”)。
39.艳阳下的湖畔树影婆娑,水中的鹅卵石清晰可见,湖面上的小鸟上下翻飞 形成的,游人看到水中的鹅卵石是光的 形成的(以上两空均选填“折射”或“反射”);小鸟从水面飞上树梢,它在水中所成的像到水面距离的大小变化情况是 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
1. 30° 大于
【知识点】光的折射规律的应用、光的反射定律
【详解】[1][2]入射角i等于60°,根据光的反射现象中反射角等于入射角可知,反射角也为,反射光线与折射光线的夹角等于90°,则折射角r度数为
减小入射角i,则反射角也减小,根据光的折射规律,折射角也随之减小,则反射光线与折射光线的夹角变大,即大于90°。
2.C
【知识点】平面镜成像的特点和规律
【详解】A.由平面镜成像的特点可知,像和物体大小相同,像的大小与物体大小有关,与物体到平面镜的距离无关,故铅笔向右移动时,镜中所成的像大小不变,故A错误;
B.由平面镜成像的特点可知,成正立、等大的虚像,因此不能在光屏上承接到,故B错误;
C.由平面镜成像的特点可知,像和物体关于平面镜对称,铅笔倒向平面镜,铅笔的像也倒向平面镜,故C正确;
D.由平面镜成像特点可知,物与像始终关于平面镜对称,因此铅笔和铅笔的像同时向平面镜倾倒,故D错误。
故选C。
3.
【知识点】作出光在空气和介质中传播的光路图
【详解】光从水中斜射入空气时发生折射,折射角大于入射角,据此画出折射光线的大致方向如下:
4. 3 不变
【知识点】平面镜成像的特点和规律
【详解】[1][2]根据平面镜成像特点可知,像和物到平面镜的距离是相等的,小西面向穿衣镜,站在镜前1m处,若他远离平面镜后退0.5m,则他距离平面镜1.5m,则镜中的像距离平面镜1.5m,所以镜中的像与他相距3m;平面镜成等大的像,所以小西后退时,镜中的像大小不变。
5.B
【知识点】影子的形成原理、用光的反射解释倒影、光的色散原理及现象
【详解】A.图甲中,桥在水中的倒影,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故A错误;
B.图乙中,太阳光射入雨后空气中的小水滴时,太阳光经过折射发生色散,从而形成彩虹,故B正确;
C.图丙中,手影中影子的形成说明光是沿直线传播的,故C错误;
D.图丁中,景物在凸面镜中成像扩大视野,是凸面镜成像,属于光的反射现象,故D错误。
故选B。
6.D
【知识点】平面镜成像的特点和规律
【详解】A.“自己”属于平面镜成像,是光的反射形成的,故A错误;
B.平面镜成像时像与物体的大小相等,“自己”和真实自己大小相等,故B错误;
C.平面镜成的像与物到镜面的距离相同,面向“自己”走,“自己”向前走,故C错误;
D.“自己”属于平面镜成像,是光的反射形成的,“倒影”属于平面镜成像,是光的反射形成的,两者原理相同,故D正确。
故选D。
7.A
【知识点】用光的反射解释倒影、影子的形成原理、平面镜成像的特点和规律、不透明物体的颜色
【详解】AC.平静的水面相当于平面镜,白鹳的倒影是平面镜成像的现象,是由于光的反射形成的,皮影戏的原理是光的直线传播,故A正确,C错误;
B.平面镜所成的像与物体大小相等,白鹳飞离水面时,大小不变,则它的倒影大小不变,故B错误;
D.白色羽毛能反射各种色光,故D错误。
故选A。
8.(1)烟雾
(2) 垂直 垂直 同一平面
(3) 远离 相等
【知识点】探究光的反射定律实验装置和实验操作、探究光的反射定律时的实验注意事项
【详解】(1)在平面镜上方喷些烟雾,光线发生漫反射,可以在不同方向都能观察到光的传播路径。
(2)①[1]纸板和平面镜的夹角的夹角均为,在纸板上可以观察到反射光线、入射光线,说明反射光线、入射光线在纸板所在的平面上,则反射光线、入射光线所在平面和平面镜是垂直关系。
②[2]在纸板上过O点作出底边PQ的垂线ON,垂线ON是法线,ON与镜面垂直。
[3]由①、②的实验现象可知,反射光线、入射光线、法线都在纸板所在的平面上,可以得到结论:反射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(3)[1]如图3所示,逐渐变小,说明入射光线AO靠近平面镜,远离法线ON。
[2]如图3所示,∠AOP与∠POB的补角∠BOQ相等,则∠AOP的余角与∠BOQ的余角相等,即与是大小相等,它们分别是反射角和入射角,可知,反射角等于入射角。
9.(1)刻度尺
(2) 靠近 不变
(3)2.2
【知识点】探究平面镜成像特点实验中的装置及作用
【详解】(1)为了研究像和物的位置关系,还需要的实验器材是刻度尺,测量物体到平面镜的距离,像到平面镜的距离。
(2)[1]根据平面镜成像规律可知,实验时将点燃的蜡烛靠近玻璃板移动,观察到像靠近玻璃板。
[2]像始终与物体等大,物体靠近,物体的大小不变,故像的大小不变。
(3)如图乙所示,视力表与平面镜间的水平距离为2.8m,像到平面镜的距离为2.8m,要求视力表在镜中的像与被测者相距5m,则人应坐在离平面镜
10.B
【知识点】光的色散原理及现象、海市蜃楼、小孔成像、用光的反射解释倒影
【详解】A.小孔成像是由于光沿直线传播形成的,故A不符合题意;
B.水中倒影,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故B符合题意;
C.海市蜃楼是光在密度不均匀的空气层中,经过折射造成的结果,故C不符合题意;
D.雨过天晴时,常在天空出现彩虹,这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的,白光经水珠折射以后,分成各种彩色光,这种现象叫做光的色散现象,故D不符合题意。
故选B。
11.C
【知识点】光沿直线传播的条件、光的反射的概念、从水面看向水中、光的色散原理及现象
【详解】根据题意知道,看到水中的“游鱼”比实际位置浅,这是因为水中鱼反射出的光从水中进入空气中时发生折射,折射光线向远离法线的方向偏折,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
12. 240 反射
【知识点】运用推导公式求解路程和时间、不透明物体的颜色
【详解】[1]收割机行驶的时间为
[2]不透明的物体的颜色由它反射的颜色来决定,所以,黄澄澄的稻谷颜色是由它反射的色光决定的。
13. 地磁场 折射
【知识点】指南针的工作原理、海市蜃楼
【详解】[1]以独根蚕丝作悬线,悬线的一端用蜡粘结磁针中部,另一端悬挂于木架上,磁针的磁场与地磁场发生相互作用,使磁针指示南北, “缕悬法”之所以能指示南北,其原因是磁针受到地磁场的作用。
[2]在登州的海上,有时空中会出现清晰可见的宫殿居室、台阁景观等景象,这是宫殿居室、台阁景观等景象反射的光线进入空气时,由于越往高处空气越稀薄,由于折射角大于入射角,使得折射光线的发射偏折,“海市”奇景是由于光在不均匀的空气中发生折射形成的。
14. 左 10
【知识点】入射角、反射角的相关计算、反射光随镜面转动的变化
【详解】[1][2]若在桌面右端用力向上提桌面,使桌面绕点O转动到与水平面成5°夹角,(即桌面逆时针转动了5°),此时入射光线与桌面之间的夹角增大了5°,则入射角会减小5°,入射角变小,反射角也变小,则反射光线的方向会向左移动,故标尺上的光斑向左移动。由于反射角等于入射角,则反射角也会减小5°,入射光线不变,则反射光线与入射光线之间的夹角变小了10°。
15.B
【知识点】红外线的特点及应用、紫外线的特点及应用、照相机
【详解】A.红外线是不可见光,不能用肉眼观察到,A错误;
B.所有物体都可以辐射红外线,地球也能够辐射红外线,B正确;
C.红外照相机在拍摄照片时,和普通照相机一样,使物体成倒立、缩小的实像,C错误;
D.紫外线有荧光效应,红外线没有荧光效应,红外照相机是利用红外线的热效应工作的,D错误。
故选B。
16.A
【知识点】影子的形成原理、平面镜成像的特点和规律、筷子在水中的弯折、放大镜的成像原理及特点
【详解】A.墙上的手影是手挡住射向墙壁的光出现的,是一种光的直线传播现象,故A符合题意;
B.人照镜子,属于平面镜成像,是光的反射,故B不符合题意;
C.筷子“弯折”是筷子反射的光经过水面时发生了折射,故C不符合题意;
D.用放大镜看报纸是凸透镜成像,属于光的折射,故D不符合题意。
故选A。
17.C
【知识点】镜面反射
【详解】A.光源是指能够自行发光的物体。自行车尾灯本身不发光,不是光源,故A错误;
B.自行车尾灯的设计是为了在夜间或光线较暗时,通过反射入射光来提高自行车的可见性。自行车的尾灯是由相互垂直的平面镜组合而成的,根据光的反射定律可知,垂直入射到两块相互垂直的平面镜的光线,经两次反射后,反射光线与入射光线平行射出,这种反射主要是面向入射光方向的,从侧边看,反射光并不会很强,故家人从侧边看自行车尾灯并不会很明亮,故B错误;
C.自行车的尾灯是由相互垂直的平面镜组合而成的,根据光的反射定律可知,垂直入射到两块相互垂直的平面镜的光线,经两次反射后,反射光线与入射光线平行射出,故C正确;
D.漫反射是指光线在粗糙不平的表面上发生反射的现象。而自行车尾灯的表面是光滑的,且内部有精心设计的反射面,因此它发生的是镜面反射而不是漫反射,故D错误。
故选C。
18.(1)B
(2)45
(3) 靠近 竖直向下
【知识点】平面镜成像的特点和规律、反射光线与入射光线的关系、入射角、反射角的相关计算、平面镜成完整像的条件
【详解】(1)投影的原理是利用四个反射面反射成像;根据平面镜成像时,像与物体对称,因而如图B所示,故选B。
(2)像与物体垂直成90度角,镜面是对称面,位于角平分线上,反射面A与平板屏幕的夹角应为45度。
(3)发现立体F像成像位置太高,离镜面较远,必须靠近,因而他应调整平板电脑上四个图像靠近反射面;物体水平移动,像与物体垂直,则像竖直向下移动。
19.(1)垂直
(2)存在
(3)下部
(4)C
【知识点】探究光的反射定律实验装置和实验操作、探究光的反射定律时的实验注意事项
【详解】(1)白色硬纸板是用来显示光路的,实验时,反射光线、入射光线和法线都在与镜面垂直的平面内,所以白色硬纸板应垂直放在平面镜上。
(2)光在反射时,反射光线、入射光线、法线在同一平面内,所以将纸板面绕轴ON向后折,NOF面不在“三线”所在平面内,所以NOF面上看不到反射光线,但反射光依然存在。
(3)光在反射时,反射光线、入射光线、法线在同一平面内,将纸板的上半部分向后折,如图丙所示,纸板下部仍然在“三线”所在平面内,所以下部会看到反射光线,而上部不在该平面内,所以上部看不到反射光线。
(4)法线过入射点与镜面垂直,若将纸板倾斜,入射光线仍贴着纸板射向平面镜,光仍射到镜面,所以法线位置不变;让光线仍贴着纸板射向镜面,此时反射光线与入射光线仍在同一平面内,只是不在纸板所在平面内,所以不能在纸板上看到反射光线,反射光线在纸板的前方,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
20. 红 直线传播 反射
【知识点】用光的反射解释倒影、不透明物体的颜色、小孔成像
【详解】[1]我们看到物体呈现某种颜色,是因为其表面反射该颜色的光;小明看到湖岸边上许多红色的樱花盛开,这是由于此樱花反射红光。
[2]浓密的樱花树影下许多大小不等的圆形亮斑是小孔成像,原理是光的直线传播。
[3]白色的影子是白鹭通过水面成的像,属于平面镜成像,原理是光的反射。
21.A
【知识点】验电器的构造和原理、质量的概念及特性、奥斯特实验、不透明物体的颜色
【详解】A.验电器的金属箔由于带上同种电荷而张开,这是因为同种电荷相互排斥,故A正确;
B.质量与物体组成物质的多少有关,与空间位置无关,从地球带到月球上的物体,质量不变,故B错误;
C.树叶是绿色的,是因为它只反射绿光,而吸收其它色光,故C错误;
D.最先发现通电导线周围存在磁场的奥斯特,法拉第发现的是电磁感应现象,故D错误。
故选A。
22. 1 不变
【知识点】平面镜成像的特点和规律
【详解】[1]平面镜所成像与物到平面镜的距离相等,如果图中的小馨距离“魔镜”0.5m,则镜中小馨的像距离 “魔镜”也为0.5m,则镜中小馨的像距离小馨
[2]平面镜所成像与物大小相等,在她远离“魔镜”的过程中,她的像的大小将不变。
23.B
【知识点】小孔成像、平面镜成像的特点和规律、筷子在水中的弯折、光的色散原理及现象
【详解】立竿见影,是由于光的直线传播形成的影子。
A.小鸟在镜中的像是平面镜成像,是由于光的反射形成的,故A不符合题意;
B.树荫下的光斑是由于光的直线传播导致的小孔成像现象,故B符合题意;
C.筷子“折断”是由于光的折射造成的,故C不符合题意;
D.雨后的彩虹,是光的色散现象,原理是光的折射,故D不符合题意。
故选B。
24.D
【知识点】镜面反射与漫反射的异同
【详解】镜子表面光滑,光在其表面发生镜面反射,垂直照射的手电筒的光,反射后几乎还是向上的,人眼在侧面看,几乎接收不到镜子的反射光线,所以镜子比较暗;白纸表面粗糙,光在其表面发生漫反射,手电筒的光反射后,反射光线射向各个方向,人眼在侧面看,可以接收到部分反射光线,白纸的反射光线进入人眼的较多,所以白纸较亮;故D正确,ABC错误。
故选D。
25.
【知识点】作光的反射光路图、根据平面镜成像特点作光路图
【详解】做A点关于镜面的对称点A′,连接A′与眼睛可得反射光线,反射光线与镜面的交点为入射点,连接入射点与A点可得入射点,如图所示:
26. 65° 镜面反射
【知识点】入射角、反射角的相关计算、镜面反射
【详解】[1]入射角为入射光线与法线的夹角,反射角为反射光线与法线的夹角,且反射角等于入射角,已知反射光线与入射光线夹角为130°,则反射角为65°。
[2]光线射向平面镜,经平面镜反射后,平行射出,正好反射到有的人眼睛上,觉得很刺眼,这种反射是镜面反射。此时人迎着反射光的方向可以看到刺眼的光,而在其它方向却看不到反射光。
27.B
【知识点】近视眼和远视眼的矫正方法及光路图、小孔成像、漫反射、光色散时颜色的分布规律
【详解】A.小孔成的像是由实际光线形成的,可以用光屏接收到,符合实像的特征,不是虚像,故A错误;
B.近视是因为晶状体曲度过大,折光能力太强使像成在视网膜前面,用凹透镜矫正,故B正确;
C.白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光复合成的,三棱镜对红色光的偏折能力最弱,故C错误;
D.只要是光的反射,都遵循光的反射定律,镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律,故D错误。
故选B。
28.B
【知识点】光的反射的概念、光的折射的概念和现象、小孔成像
【详解】ACD.铜镜成像的原理是平面镜成像,是由于光的反射形成的,A是光的折射,D是凸透镜成像属于光的折射,C小孔成像是由光的直线传播形成的,故ACD不符合题意;
B.蜡烛在镜中成像是平面镜成像,是光的反射形成的,与铜镜成像原理相同,故B符合题意。
故选B。
【点评】此题通过几个日常生活中的现象考查了对光的折射、光的直线传播和光的反射的理解,在学习过程中要善于利用所学知识解释有关现象。
29.
【知识点】作光的反射光路图、作出光在空气和介质中传播的光路图
【详解】过入射点O作法线,在光的反射中,反射光线和入射光线分居法线两侧,且反射角等于入射角;光由水中斜射入空气中时,折射角大于入射角,折射光线偏离法线,反射光线和折射光线如图所示:
30.
【知识点】根据平面镜成像特点作光路图
【详解】分别作出物体端点A、B关于平面镜的对称点A'、 B',用虚线连接A'B'即为AB在平面镜中的像,如图所示:
31.(1) 刻度尺 A
(2)连结物、像对应点,并测量物、像到镜面的距离
(3)5
(4)小汽车前面的挡风玻璃相当于平面镜,前挡风玻璃倾斜安装可以使像成在斜上方,不干扰司机观察路况
【知识点】探究平面镜成像特点实验中的装置及作用、探究平面镜成像特点的实验操作过程、平面镜成像的特点和规律
【详解】(1)[1]本实验要研究像与物到镜面的距离关系,为了完成实验,还需要添加的测量工具是刻度尺。
[2]实验时,由于环境太暗难以找到棋子A的像,说明物反射的光太少,小华解决的办法是用手电筒照射棋子 A。
(2)换用更薄的玻璃板,三次改变棋子A的位置,得到三组物、像位置点,如图乙所示,接下来他的操作是物、像位置点连线与镜面是否垂直,并测量物、像到镜面的距离;通过实验得到的结论是:平面镜所成的像与物体关于镜面对称。
(3)设棋子A距玻璃板左反射面的距离为l,玻璃板的厚度为h,成的像为A′,右反射面对应的像为A″,根据像与物到镜面的距离相等,结合已知条件知道
所以,玻璃板的厚度为
h=5mm
(4)平面镜成的像与物关于镜面对称,小轿车前挡风玻璃是倾斜安装的,从光学角度分析,这样安装的好处是:小汽车前面的挡风玻璃相当于平面镜,前挡风玻璃倾斜安装可以使像成在斜上方,不干扰司机观察路况。
32.A
【知识点】小孔成像、用光的反射解释倒影、筷子在水中的弯折、光的色散原理及现象
【详解】A.小孔成像成的是倒立的实像,是光的直线传播形成的,故A符合题意;
B.筷子变“弯”,筷子插入水中部分反射的光,从水中斜射入空气,在水面处发生折射,折射光线远离法线进入人眼中,人眼逆着折射光线看到筷子的虚像在筷子的上方,所以插入水中的筷子看起来会变“弯折”,故B不符合题意;
C.雨后天空中出现彩虹,是光通过小水滴上组成的三棱镜分解成七种颜色的光,属于光的色散现象,是光的折射形成的,故C不符合题意;
D.水中倒影,是平面镜成像,属于光的反射现象,故D不符合题意。
故选 A。
33.D
【知识点】探究光的反射定律实验装置和实验操作、探究光的反射定律时的实验注意事项
【详解】A.此实验中在纸板上显示光路,为了在各个方向都能看到光的路径,应该使光发生漫反射,纸板尽可能粗糙,故A正确,不符合题意;
B.如果纸板没有与镜面垂直放置,反射光线不在纸板所在的平面内,此时不能看到反射光线,故B正确,不符合题意;
C.实验中为了得出反射角和入射角之间的普遍规律,要多次改变入射光线,取得多组实验数据,避免实验结论的偶然性,故C正确,不符合题意;
D.如果将左侧纸板往后折,则在纸板上看不到反射光线,但仍然发生反射,故D错误,符合题意。
故选D。
34.A
【知识点】小孔成像、用光的反射解释倒影、海市蜃楼
【详解】日食形成的原因是由于光在同一种均匀介质中沿直线传播;
A.小孔成像是由于光的直线传播形成的,故A符合题意;
B.海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象,是由于空气的密度不均匀而引起的,故B不符合题意;
CD.镜花水月,杯弓蛇影属于平面镜成像,是由于光的反射形成的,故CD不符合题意。
故选A。
35.A
【知识点】影子的形成原理、光的折射的概念和现象、海市蜃楼
【详解】小孔成像原理是光的直线传播形成的;
A.日晷计时是光沿直线传播的应用,故A符合题意;
B.海市蜃楼是光的折射形成的,故B不符合题意;
C.雨后彩虹是光的折射形成的,故C不符合题意;
D.湖中倒影是光的反射形成的,故D不符合题意。
故选A。
36.D
【知识点】光沿直线传播的条件、色光的三原色、区分音调、响度与音色、声与信息
【详解】A.声音的强弱叫响度,震耳欲聋是指声音的响度大,故A错误;
B.B超诊断病情是说明声音可以传递信息,故B错误;
C.光的三原色是红、绿、蓝,按不同比例混合可以得到其他颜色的色光。故C错误;
D.光可以在真空中传播,光的传播不需要介质,故D正确。
故选D。
37.B
【知识点】探究平面镜成像特点实验中的装置及作用、利用串联电路电阻关系的相关计算、探究液体压强的实验数据记录和结果分析、影响滑动摩擦力大小的因素
【详解】A.探究平面镜成像实验中,用玻璃板代替平面镜,是为了利用玻璃板的透光性确定像的位置,不是“控制变量法”的应用,故A不符合题意;
B.保持接触面粗糙程度相同,研究滑动摩擦力与压力的关系,采用“控制变量法”,故B符合题意;
C.用两个10Ω的电阻串联代替一个20Ω的电阻,利用等效法,故C不符合题意;
D.用微小压强计中U形管液面高度差来反映液体内部压强大小,采用转换法,故D不符合题意。
故选B。
38.(1)较暗
(2)便于确定像的位置
(3) a 蜡烛B b
(4)顺
【知识点】探究平面镜成像特点的实验操作过程、探究平面镜成像特点实验的注意事项和常见错误、探究平面镜成像特点实验中的装置及作用
【详解】(1)实验环境应在较暗的地方,这样增加烛焰、像与环境的对比度,使观察效果更明显。
(2)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。
(3)[1][2][3]实验时,将蜡烛A放在玻璃板前,把另一个相同的蜡烛B放到玻璃板的另一侧,边移动、边观察,使它与A的像重合,观察时,眼睛应该在如图乙中a处观察,为确定像的虚实,需在蜡烛B位置放一个光屏,并在如图中的b处观察光屏上是否有像。
(4)将玻璃板与水平桌面成45°角固定在水平桌面上,根据平面镜成像的特点可知蜡烛A的像成玻璃板的右上方位置1,如图所示:
当平面镜绕轴MN转至竖直放置,根据平面镜成像的特点可知蜡烛成在玻璃板的右方位置2,在平面镜中的像顺时针转动。
39. 反射 折射 变大
【知识点】光的折射的概念和现象、平面镜成像的特点和规律
【详解】[1]平静的湖面相当于一个平面镜,倒影属于平面镜成像现象。
[2]游人看到水中的鹅卵石是虚像,是由光的折射形成的。
[3]小鸟从水面飞上树梢,由于平面镜成像时,所以小鸟在水中所成的像到水面的距离变大。
透镜及其应用
考点分类
核心知识点
考查频率
星级
典型题型
透镜基础
凸透镜与凹透镜对光的作用
中频
⭐⭐⭐
选择、作图
透镜焦点、焦距的物理意义
低频
⭐⭐
填空、问答
凸透镜成像规律
物距(u)与焦距(f)关系对像的影响
高频
⭐⭐⭐⭐
实验探究、综合
动态成像分析(物移动时像的变化)
高频
⭐⭐⭐⭐
填空
生活中的透镜应用
照相机、投影仪、放大镜原理
高频
⭐⭐⭐⭐
情景应用
眼睛成像与视力矫正(近视/远视)
中频
⭐⭐⭐
生活情景、综合
分值占比
全国各省市平均占比 6-10%,实验探究题占比高达 40%-50%,综合应用题(如视力矫正)占比提升
命题特点
实验主导:必考凸透镜成像实验,侧重操作细节(如“三心共高”调节)。
生活关联:结合手机摄像头、VR眼镜等现代科技产品。
跨学科整合:与生物(眼球结构)、信息技术(光学传感器)交叉
易错点
混淆“物距减小”与“像距增大”的对应关系。
误判虚像/实像的成像条件(如放大镜成虚像但u<f)。
实验题中忽略“烛焰摇曳导致像模糊”等误差分析。
1. 分值与题型
分值:预计占 8-12分(选择题2-3道 + 1道实验题 + 1道计算/综合题)。
题型分布:
基础题(4-6分):透镜分类判断、成像性质选择(如照相机原理)。
综合题(4-6分):凸透镜成像实验设计、视力矫正光路作图、焦距计算。
2. 命题热点预测
科技应用创新:
手机多摄像头协同成像原理(广角/长焦镜头切换)。
显微镜/望远镜的透镜组合光路分析(拓展性考查)。
实验创新:
用发光二极管(LED)替代蜡烛探究成像规律(环保安全)。
结合光传感器定量分析像的亮度与物距关系(数字化实验)。
社会热点关联:
智能眼镜的自动调焦技术(仿人眼晶状体调节)。
航天器镜头耐高温镀膜技术(光的反射与透射平衡)。
3. 重点关注方向
动态成像问题:
物距连续变化时像的移动速度与方向(结合函数图像)。
组合透镜(如眼镜+相机镜头)的叠加成像分析。
跨学科整合:
生物:近视成因与凹透镜矫正的光路作图。
工程:无人机摄像头云台防抖的物理原理。
【思维导图】
【考点扫描】
考点一 透镜
透镜
1.定义:至少有一个面是球面的一部分的透明玻璃元件
2. 凸透镜:中间厚、边缘薄的透镜,如:远视镜片,放大镜等等;
3. 凹透镜:中间薄、边缘厚的透镜,如:近视镜片;
凸透镜和凹透镜的特点
凸透镜和凹透镜的特点
类别
凸透镜
凹透镜
概念
中间厚,边缘薄的透镜
中间薄,边缘厚的透镜
图例
性质
对光具有会聚作用
对光具有发散作用
应用
放大镜、老花镜
近视镜
注意:透镜对光的会聚作用或发散作用是和光线原来的传播方向相比的,并不是指光线的最终传播方向.
透镜的几个基本物理量
(1)主光轴:过透镜两个球面球心的直线;
(2)光心:如甲、乙两图所示,通过两个球面球心的直线叫做主光轴,简称主轴.主轴上有个特殊的点,通过这个点的光传播方向不变,这个点叫做透镜的光心.可以认为透镜的光心就在透镜的中心。
(3)焦点:平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜后会聚于主光轴上一点,这点叫焦点;用“F”表示。
(4)焦距:焦点到光心的距离。焦距用“f”表示。
注意:凸透镜和凹透镜都各有两个焦点,凸透镜的焦点是实焦点,凹透镜的焦点是虚焦点;
考点二 生活中的透镜
照相机
(1)原理:镜头由凸透镜制成,当物距大于2倍焦距时,成倒立、缩小的实像.
(2)构造:镜头(凸透镜)、胶片、调焦环、光圈环、快门等几部分组成。
(3)成像特点:物体和像在凸透镜的两侧;像距大于一倍焦距且小于两倍焦距;像距大于物距.
投影仪(幻灯机)
(1)原理:当物距大于1倍焦距,小于2倍焦距时,成倒立、放大的实像.
(2)构造:凹面镜、光源、螺纹透镜、凸透镜、平面镜。
(3)成像特点:物体和像在凸透镜的两侧;像距大于两倍焦距;像距大于物距.
放大镜
(1)原理:镜片由凸透镜制成,当物距小于焦距时,成正立、放大的虚像.
(2)成像特点:物体和像在凸透镜的同侧;像距大于物距.
考点三 凸透镜的成像规律
【实验】探究凸透镜成像的规律
实验目的:透镜凸透镜成像规律。像与物的大小关系、物距变化成像规律变化、像的虚实。
实验器材:凸透镜、光具座、蜡烛、光屏、火柴等。
实验步骤:1、按图组装器材。调整蜡烛、凸透镜、光屏在同一水平线上。
2、将蜡烛放在远处(此时u>2f),移动光屏直至在光屏上成清晰的像;观察像的大小、正立还是倒立,并测量物距和像距;数据记录实验表格。
3、将蜡烛往凸透镜方向移动,使2f>u>f,移动光屏直至在光屏上成清晰的像;观察像的大小、正立还是倒立,并测量物距和像距;数据记录实验表格。
4、将蜡烛继续往凸透镜方向移动,使u=f,移动光屏,看能否成像。
5、将蜡烛继续往凸透镜方向移动,使u<f,移动光屏,看在光屏上能否找到像。
6、实验数据分析与处理
物距
像的性质
像距(cm)
应用
大小
正倒
虚实
u>2f
缩小
倒立
实像
2f<v<f
照相机
2f>u>f
放大
倒立
实像
v>2f
投影仪
u<f
放大
正立
虚像
--
放大镜
【实验结论】等大、等距、对称、反向、虚像。7、整理器材。
凸透镜成像的规律
种类
成像条件物距(u)
成像的性质
像距(v)
应用
5
u﹥2f
缩小、倒立的实像
f﹤v﹤2f
照相机
4
u=2f
等大、倒立的实像
v=2f
3
f﹤u﹤2f
放大、倒立的实像
v﹥2f
投影仪
2
u=f
不成像
---------
----------
1
u﹤f
放大、正立的虚像
V﹥f
放大镜
规律1:当物距大于2倍焦距时,则像距在1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立、缩小的实像。此时像距小于物距,像比物小,物像异侧。应用:照相机、摄像机。
规律2:当物距等于2倍焦距时,则像距也在2倍焦距, 成倒立、等大的实像。此时物距等于像距,像与物大小相等,物像异侧。应用:测焦距。
规律3:当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时,则像距大于2倍焦距, 成倒立、放大的实像。此时像距大于物距,像比物大,物像异侧。应用:投影仪、幻灯机、电影放映机。
规律4:当物距等于1倍焦距时,则不成像,成平行光射出。
规律5:当物距小于1倍焦距时,则成正立、放大的虚像。此时像距大于物距,像比物大,物像同侧。应用:放大镜。
口诀:一焦分虚实、二焦分大小;虚像同侧正,实像异侧倒;物远实像小,物远虚像大。
注意:(1)实像是由实际光线会聚而成,在光屏上可呈现,可用眼睛直接看,所有光线必过像点;
(2)虚像不能在光屏上呈现,但能用眼睛看,由光线的反向延长线会聚而成;
注意:凹透镜始终成缩小、正立的虚像;
凸透镜成像规律的光路分析
凸透镜成像规律的光路分析
利用凸透镜三条特殊光线中的任意两条可以画出相应的光路图,从而判断出像距的大小和成像的具体情况.
(1)当u>2f时,成缩小、倒立的实像,此时f<v<2f.光路如图所示.
(2)当u=2f时,成等大、倒立的实像,此时v=2f.光路如图所示.
(3)当f<u<2f时,成放大、倒立的实像,此时v>2f.光路如图所示.
(4)当u=f时,折射光线是一束平行光线,不能相交,其反向延长线也不能相交,所以不能成像.光路如图所示.
(5)当u<f时,成放大、正立的虚像,此时v>u.光路如图所示.
考点四 眼睛和眼镜
眼睛的结构及成像原理
(1)眼睛就像一台照相机,晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,视网膜相当于光屏.
(2)眼睛与照相机成像的比较
成像规律
眼睛
照相机
像的性质
倒立、缩小的实像
倒立、缩小的实像
透镜
类型
角膜和晶状体的共同作用相当于一个凸透镜
镜头是由一组透镜组成的,相当于一个凸透镜
焦距
可变
有的可变,有的不可变
光屏
视网膜
胶卷
(3)正常人眼睛的成像特点:成倒立、缩小的实像.
近视眼和远视眼的成因及矫正
近视眼
远视眼
特点
只能看清近处的物体
只能看清远处的物体
成因
晶状体太厚,折光能力太强,或眼球在前后方向上太长
晶状体太薄,折光能力太弱,或眼球在前后方向上太短
光路图
成像在视网膜的前方
成像在视网膜的后方
矫正方法
配戴凹透镜
配戴凸透镜
矫正原理
凹透镜对光有发散作用
凸透镜对光有会聚作用
近点、远点和明视距离
1.远点:当晶状体变得最扁平时,眼睛能看清的最远点叫做远点。正常眼睛的远点在无穷远处。
2.近点:当晶状体变得最凸起时,眼睛能看清的最近点叫做近点。正常眼睛的近点一般为10cm处。
3.明视距离:正常眼睛观看25cm远的物体时,感到既清楚又不易疲劳,因此把25cm的距离叫做正常眼睛的明视距离。
4.当物距变化时,眼睛的睫状肌会改变晶状体的弯曲程度,使物体的像总能落在视网膜上。
考点五 显微镜和望远镜
显微镜
1.显微镜:显微镜由目镜和物镜组成,物镜、目镜都是凸透镜,它们对物体进行两次放大。
普通光学显微镜是根据凸透镜成像原理,经过凸透镜的两次成像。第一次先经过物镜(凸透镜1)成像,这时候的物体应该在物镜(凸透镜1)的一倍焦距和两倍焦距之间,成的像应该是放大、倒立的实像。而后以第一次成的物像作为“物体”,经过目镜的第二次成像。
2.由于我们观察的时候是在目镜的另外一侧,第二次成的像应该是一个虚像,这样像和物才在同一侧,因此第一次成的像应该在目镜(凸透镜2)的一倍焦距以内,这样经过第二次成像,第二次成的像是一个放大的正立的虚像。
望远镜
1.望远镜:望远镜也是由两组凸透镜(目镜和物镜)组成,它的结构特点是物镜的焦距长而目镜的焦距短。
2.望远镜的成像原理是:物镜的作用是得到远处物体的实像,由于物体离物镜非常远,所以物体上各点发射到物镜上的光线几乎是平行光束,这样的光线经过物镜汇聚后,就在物镜焦点以外,在离焦点很近的地方,形成了一个倒立的、缩小的实像。这个倒立的、缩小的实像又位于目镜的焦点以内,所以目镜起了放大镜的作用,目镜把经过物镜的倒立、缩小的实像放大成了一个正立的、放大的虚像。这就是远处物体通过望远镜所成的虚像。
【技巧点拨】
【技巧】粗略测量凸透镜焦距的方法
使凸透镜正对太阳光(太阳光是平行光,使太阳光平行于凸透镜的主光轴),下面放一张白纸,调节凸透镜到白纸的距离,直到白纸上光斑最小、最亮为止,然后用刻度尺量出凸透镜到白纸上光斑中心的距离就是凸透镜的焦距。
【技巧】三条特殊光线作图
1. 过光心的光线经透镜后传播方向不改变,如下图:
2. 平行于主光轴的光线,经凸透镜后经过焦点;经凹透镜后向外发散,但其反向延长线必过焦点(所以凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光有发散作用)如下图:
3. 经过凸透镜焦点的光线经凸透镜后平行于主光轴;射向异侧焦点的光线经凹透镜后平行于主光轴;如下图:
【技巧】照相机、投影仪和放大镜的分析应用
【照相机】
1.物体离照相机镜头的距离(物距)大于底片离照相机的距离(像距)。
2.物体离照相机镜头越远,物体在胶卷上所成的像越小,像的位置(底片或胶片到镜头的距离)越近。
【幻灯机和投影仪的对比分析】
类别
构造
作用
幻灯机
凸透镜
成倒立、放大的实像
聚光镜
加强照到幻灯片上的光
凹面镜
反射会聚光线,照亮透明胶片
光屏
承接像
投影仪
凸透镜
成倒立、放大的实像
螺纹透镜
会聚光线,照亮透明胶片
平面镜
改变光路
凹面镜
反射会聚光线,照亮透明胶片
光屏
承接像
【放大镜】
(1)像与物体位于凸透镜的同侧;(2)放大镜离被观察的物体越近,所成的像越小;放大镜离物体越远,所成的像越大;(3)如果放大镜与物体的距离大到一定程度,所成的放大的虚像便消失了。
【技巧】实像与虚像的区别
【技巧】凹透镜成像的规律
凹透镜成像规律:凹透镜始终成缩小、正立的虚像,如图所示。
凹透镜成像光路图
注意:大家还要记住:虚像,物、像同侧;实像,物、像异侧。
【技巧】眼镜的度数
(1)焦度:透镜的焦距越短,折光本领越大,透镜焦距的倒数叫透镜焦度。用φ表示即:;
(2)焦距以米为单位时,焦度的单位是屈光度。眼镜度数是屈光度数乘以100。如焦距为1/5m的凸透镜,焦度为5屈光度,用它做成的远视镜片为+500度;
(3)度数:远视镜的度数为正数,近视眼的度数为负数。
【易错指导】
易混易错点一:透镜对光的作用理解不透彻。
凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用。判断透镜对光线的会聚与发散,并不是看光线经过透镜后是否相交,而是看光线经过透镜后,与原来的传播方向相比是会聚还是发散。
易混易错点二:凸透镜的成像规律运用不熟练。
成像条件物距(u)
成像的性质
像距(v)
应用
u﹥2f
缩小、倒立的实像
f﹤v﹤2f
照相机
u=2f
等大、倒立的实像
v=2f
f﹤u﹤2f
放大、倒立的实像
v﹥2f
投影仪
u=f
不成像
---------
----------
u﹤f
放大、正立的虚像
V﹥f
放大镜
一焦分虚实、二焦分大小;虚像同侧正,实像异侧倒;物远实像小,物远虚像大。
易混易错点三:凸透镜成像的变焦问题分析不到位。
当凸透镜的焦距发生变化时,其对光的偏折能力也发生变化:焦距越小(透镜越厚),偏折能力越强。
易混易错点四:凸透镜的应用之眼睛与眼镜,佩戴眼镜后的各种变化理解不透彻。
视网膜相当于光屏,所以像距是固定不变的当物体与眼睛的距离发生变化时,晶状体通过调整弯曲程度来改变焦距:物距减小,焦距也减小;物距增大,焦距也增大.当“近视眼”看远处物体时,焦距调到最大,像成在视网膜前方,需要用凹透镜矫正;而“远视眼"看近处物体时,焦距调到最小,像成在视网膜后方,需要用凸透镜矫正。
近视眼镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,给凸透镜戴上近视眼镜,两个透镜组合,整体的折光能力变弱,物距不变时,成像位置延后,会导致像距增大;给凸透镜戴上远视眼镜,两个透镜组合,整体的折光能力变强,物距不变时,成像位置提前,会导致像距减小。
易混易错点五:凸透镜的动态成像情景分析不熟练。
凸透镜成实像时,像和物分居在透镜两侧,物体离凸透镜越近,像离凸透镜越远,所成的像越大,即“物近像远像变大”。物体经凸透镜成虚像时,像和物在凸透镜同侧,物体离凸透镜越近,像离凸透镜越近,所成的像越小,即“物近像近像变小”无论是成实像还是成虚像,只要物体向焦点靠近,所成的像都变大.
易混易错点六:凸透镜所成像与物的关系,不仅上下颠倒,而且左右颠倒(实像)。
物体经凸透镜成实像时,所成的实像是倒立的,即物与像不仅上下颠倒,而且左右颠倒。若将物向上移动,则所成的实像会向下移动,如实验时间过长,蜡烛燃烧变短,则实像向光屏上方移动.实像与物体的移动方向相反。
1.(2024·四川绵阳·中考真题)在探究凸透镜成像的规律实验中,先用焦距为10cm的凸透镜进行实验,在光屏上得到清晰的放大实像;保持发光体和凸透镜的位置不变,仅换用焦距为20cm的凸透镜进行实验,则可能出现的实验现象是( )
A.光屏靠近透镜,屏上得到清晰的缩小实像
B.光屏靠近透镜,屏上得到清晰的放大实像
C.光屏远离透镜,屏上得到清晰的缩小实像
D.光屏靠近或远离透镜,屏上均得不到实像
2.(2024·青海西宁·中考真题)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,烛焰在光屏中央成清晰的像,凸透镜的焦距为10cm。下列说法正确的是( )
A.如图所示位置,烛焰的成像特点与投影仪的成像特点相同
B.实验过程中,蜡烛燃烧变短,光屏上烛焰的像会向下移动
C.若蜡烛逐渐远离凸透镜,移动光屏,烛焰清晰的像会逐渐变小
D.如图所示位置,烛焰和凸透镜之间放一个近视镜片,为得到清晰的像,光屏应向左移动
3.(2024·内蒙古通辽·中考真题)小明在做凸透镜成像实验中。
(1)如图甲四种利用太阳光测凸透镜焦距的操作,其中正确的是 ;
(2)小明测得凸透镜焦距为10cm,用图乙的装置开始实验,此时光屏上可见清晰的像,保持凸透镜位置不变,将蜡烛移动到25cm刻度线处,若想在光屏上再次得到清晰的像,应把光屏向 移动,像的大小将 ;
(3)基于(2)的实验探究,当手持照相机走近拍摄景物时,应将镜头适当向 (填“前调”或“后调”)。
4.(2024·山东东营·中考真题)某小组在“探究凸透镜成像的规律”实验中
(1)先调整 、光屏和凸透镜的中心在同一条水平线上,目的是使像成在 ;
(2)当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示时,光屏上观察到清晰的像(像未画出),此时成的像与 (选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)的成像特点相同;
(3)光具座上凸透镜的焦距可能是 (选填“5”“10”或“20”)cm;
(4)保持凸透镜位置不变,将蜡烛向右移动到光具座的35cm刻度线处,然后移动光屏到 cm刻度线处,光屏上可再次承接到清晰的像,判断依据是 。
5.(2024·陕西·中考真题)“强行透视法”是一种富有创意的拍摄技巧。拍摄时,让两个物体离镜头远近不同,再调整拍摄角度,使两物体的像在同一张照片中呈现出有趣的效果。如图,是利用该技巧拍摄的照片,下列说法正确的是( )
A.照相机镜头对光有发散作用
B.拍摄该照片时,花比人更靠近照相机镜头
C.花和人通过照相机镜头成的是正立、缩小的实像
D.若要使花的像更大一些,可将花移到照相机镜头一倍焦距之内
6.(2024·山东淄博·中考真题)眼睛是心灵的窗户,我们要有保护视力的意识。如图是李老师戴眼镜矫正视力的部分光路,请在方框内画出矫正视力的透镜,并画出两条光线经晶状体折射后的光线。
7.(2024·山东淄博·中考真题)在探究凸透镜成像规律时,蜡烛和凸透镜的位置如图所示,光屏上承接到烛焰等大的像(图中未画出光屏)。若保持凸透镜位置不变,将蜡烛调至10cm刻度线处时,下列判断正确的是( )
A.向右移动光屏能承接到烛焰的像
B.移动光屏能承接到烛焰缩小的像
C.像的位置在50~60cm刻度线之间
D.投影仪应用了该次实验的成像规律
8.(2024·山东德州·中考真题)物理兴趣小组的同学展示了以下两个实验:
(1)图甲为探究“光的反射规律”实验,若让另一束光线沿BO方向射向平面镜,反射光线沿OA方向射出,这一现象说明:在光的反射现象中 ;
(2)为了得到“反射角等于入射角”这一普遍规律,接下来的操作是改变 ,多次实验;
(3)“探究凸透镜成像的规律”实验,凸透镜的焦距为10cm,图乙中光屏上呈现出清晰的像,该像的性质是倒立、 的实像,将蜡烛移至5cm刻度线处,其他元件的位置不变,若使清晰的像再次呈现在光屏上,需在蜡烛与凸透镜间放置—个 (选填“近视”或“远视”)眼镜;
(4)实验中,保持蜡烛、凸透镜和光屏的位置不变,用焦距相同、直径更大的凸透镜替换原凸透镜,光屏上呈现的像与原来的像相比 (选填“更大”“更小”或“更亮”)。
9.(2024·山东德州·中考真题)如图所示,A′是点光源A在平面镜中所成的像,A发出的一条光线经平面镜反射后射向凸透镜,反射光线恰好过凸透镜的焦点,请画出:
(1)射向平面镜的入射光线;
(2)经过凸透镜后的折射光线。
10.(2024·山东德州·中考真题)某款广告投影灯及其内部结构如图所示,它主要由光源、广告片和凸透镜组成,下列说法正确的是( )
A.该投影灯的原理与照相机相同
B.广告片到镜头的距离应在一倍焦距以内
C.为从不同角度看见地面上的广告图标,应选择光滑的地面
D.若要在地面上得到清晰、更大的广告图标像,可适当减小镜头到广告片距离,增大投影灯离地距离
11.(2024·西藏·中考真题)保护视力,科学用眼已成为社会共识。图中能模拟近视眼及其矫正原理的图是( )
A.甲和丙 B.甲和丁 C.乙和丙 D.乙和丁
12.(2024·四川巴中·中考真题)在探究凸透镜成像规律的实验中,当蜡烛、凸透镜、光屏位于如图所示位置时,在光屏上出现一个清晰烛焰的像,其成像特点是( )
A.倒立放大的实像 B.倒立放大的虚像
C.倒立缩小的实像 D.正立放大的虚像
13.(2024·山东济南·中考真题)物理实践活动课上,小明将半透明纸蒙在较粗纸筒的P端,将凸透镜安装在较细纸筒的Q端(凸透镜未画出),两纸筒套在一起组成模拟照相机,如图所示。通过调节P、Q的间距,他看到了桌子上蜡烛的火焰在半透明纸上成的等大的像,再次调节P、Q的间距,他看到了窗外更远处大树在半透明纸上成的像。下列对大树的像描述正确的是( )
A.倒立、缩小的实像 B.倒立、放大的实像
C.正立、放大的虚像 D.正立、缩小的虚像
14.(2025·四川成都·模拟预测)“两个黄鹂鸣翠柳,一行白鹭上青天。”杜甫的诗句描绘了成都草堂门前浣花溪秀丽的景色(意境如图)。下列说法正确的是( )
A.“黄鹂”在杜甫的视网膜上成正立缩小的实像
B.看到溪水中的鱼是光的反射
C.若看不清远处的山峰,可能需要佩戴远视眼镜
D.目送白鹭高飞远去的过程中,眼睛的晶状体变薄
15.(2025·北京丰台·一模)森林公园经常见到“请勿随意丢弃饮料水瓶”的警示牌,是因为雨水进入透明的瓶子后,被阳光照射也可能会引发火灾。图中与此光学原理相同的是( )
A. B.
C. D.
16.(2025·江苏盐城·一模)将一副眼镜靠近玩具兔时出现如图情景。以下关于镜片的认识中,正确的是( )
A.用于矫正远视眼的凹透镜 B.用于矫正远视眼的凸透镜
C.用于矫正近视眼的凹透镜 D.用于矫正近视眼的凸透镜
17.(2025·广西贵港·一模)如图是学校门禁的刷脸机,师生通过“刷脸”进出校园,下列说法正确的是( )
A.摄像头相当于一个凸透镜
B.摄像头成像特点与投影仪相同
C.“刷脸”时,摄像头成的是放大的实像
D.与摄像头作用相当的镜片可用于矫正近视眼
18.(2025·江苏南通·一模)如图所示,线段AB为一凸透镜成像的物距倒数和像距倒数的对应关系,若用此凸透镜成像,则当物体距透镜0.3m时,移动光屏,可在光屏看到( )
A.倒立、放大的实像 B.倒立、等大的实像 C.倒立、缩小的实像 D.不成像
19.(2025·河北石家庄·一模)图中的甲图将凸透镜正对着太阳光,在凸透镜下方,平行地放上白纸,测出凸透镜与白纸间距s与对应的白纸被烤焦的时间t,绘出图像,将该凸透镜安装在光具座上如图丙所示,光屏未画出。下列说法正确的是( )
A.该凸透镜的焦距为6cm
B.丙图成像规律与照相机的原理相同
C.将蜡烛放置在40cm刻度处,可得到倒立、放大的像
D.蜡烛向左移动且凸透镜换为一个焦距更大的凸透镜,不动光屏也可能在光屏上呈现清晰的像
20.(2025·江苏徐州·一模)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,某同学的实验如图甲所示:
(1)根据图甲可知凸透镜焦距为 cm;
(2)如图乙所示,要使烛焰的像成在光屏的中央,应将光屏向 (填“上”或“下”)调整;
(3)若蜡烛放在距离凸透镜15cm处,调节另一侧光屏的位置可得到烛焰倒立 的实像;
(4)某小组实验时对图乙中的装置进行了改进,将蜡烛换成LED灯,其优点是: 。
21.(2025·江苏南通·一模)在探究凸透镜成像规律的实验中,在光具座上将点燃的蜡烛放在凸透镜前某一位置,在凸透镜后20cm的光屏上恰好出现一个等大、倒立的清晰像;如果将蜡烛移动到凸透镜前35cm处,则( )
A.光屏靠近凸透镜,可成缩小的像
B.将光屏远离凸透镜,可成缩小的像
C.光屏靠近凸透镜,可成放大的像
D.将光屏远离凸透镜,可成放大的像
22.(2025·广东东莞·一模)现如今大街小巷,不论哪里,都能看到这样的人:他们齐刷刷低头盯着屏幕,手里拿着手机:玩游戏、看视频、发微信……这就是“手机依赖症”的表现,他们被称为“低头族”。
(1)如图甲所示,用相机拍照时,在芯片上所成的像是 (选填“倒立”或“正立”)的、缩小的实像,拍毕业照时,还有学生未入镜,此时摄影师应该 (选填“靠近”或“远离”)学生。
(2)如图丙是人脸识别测温系统终端。当人站在某范围内时,光源自动打开照亮 (选填“人脸”或“显示屏”)。
(3)手机扫码支付极大方便了人们的生活。如图丁所示,手机扫描二维码,相当于给二维码拍了一张照片,二维码 (选填“是”或“不是”)光源,摄像头到二维码的距离应位于 处。(选填“u>f”、“f<2f”或“u>2f”)
23.(2025·湖北武汉·模拟预测)某同学利用凸透镜、蜡烛、光屏、光具座等器材,探究“凸透镜成像规律”。
(1)用一束平行光正对凸透镜照射,移动光屏,直到光屏上出现最小、最亮的光斑,如图甲所示,则凸透镜的焦距是 cm。然后将蜡烛、凸透镜和光屏固定在光具座上,如图乙所示。若保持凸透镜的位置不变,将蜡烛移动到10cm刻度线处,然后移动光屏,直到出现烛焰清晰倒立的实像,此成像特点与 (选填“照相机”“投影仪”“放大镜”或“显微镜”)成像特点相同;
(2)在(1)的基础上,将透镜更换成另一个焦距为9cm的凸透镜,发现光屏上的像变得模糊,此现象与 (选填“近”或“远”)视眼成因相似。为了使光屏上的像恢复清晰,可向 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动蜡烛。
24.(2025·江苏泰州·一模)在“爱眼日”宣传活动中,小明用如图所示的装置研究眼睛的成像,此时烛焰在光屏上成清晰 (选填“放大”、“等大”或“缩小”)的像,用此模拟正常眼睛的成像;接下来要模拟近视眼的像,应该从(或向)水透镜中 (选填“抽水”或“注水”),烛焰的像将成在光屏 (选填“左”或“右”)侧。
25.(2025·辽宁沈阳·一模)小亮利用如图所示的自制照相机观看室外的景物。拉动纸筒,改变透镜和半透明纸的距离,就可以在半透明纸上看到室外景物清晰的像。下列说法正确的是( )
A.使用时将凸透镜对着明亮的室外,半透明纸相当于光屏
B.半透明纸上成清晰的像时,凸透镜与纸间距离一定大于凸透镜的焦距的2倍
C.想要让纸上清晰的像变大,应使凸透镜靠近景物,同时增大半透明纸和凸透镜之间的距离
D.在半透明纸上观察到的物体的像是倒立且左右相反的
26.(2025·江苏苏州·一模)实验室常用蜡烛完成以下光学实验:
(1)图甲演示的是小孔成像示意图,其成因是光的 。
(2)图乙为“探究平面镜成像特点”实验,点燃蜡烛A并观察它的像,把 (未点燃/点燃)的蜡烛B移到蜡烛A的位置;若用光屏代替蜡烛B,发现光屏上 (有/没有)像。
(3)图丙为“探究凸透镜成像规律”的实验装置,当蜡烛、凸透镜和光屏处于图示位置时,可在光屏上得到清晰的像。
①实验时,为使像成在光屏中央,应将烛焰和光屏的中心调到 。
②如图丙,若保持凸透镜位置不变,将蜡烛向右移动到光具座的25cm刻度线处,此时可将光屏移动的合适距离,光屏上能得到 (倒立缩小/倒立放大/正立放大)的像.
③如图丙,若保持蜡烛位置不变,将凸透镜向右移动5cm,则为了使光屏上能再次得到的像,则光屏需要向 (左/右)移动,得到的像将会变 (大/小)。
27.小明同学在做“探究凸透镜成像规律”实验时,先调节凸透镜、光屏、烛焰的中心处于同一 ,再调节三者的位置如图所示时,烛焰在光屏上形成了一个清晰的像,此像是一个倒立、 (选填“放大”、“等大”或“缩小”)的实像,该凸透镜的焦距 (选填“大于”、“小于”或“等于”)15.0cm。
28.小阳利用如图所示的装置进行实验,探究“凸透镜成像规律”的实验中。
(1)实验前,调节烛焰、透镜和光屏,使它们三者的中心大致在 ;
(2)将蜡烛放在如图甲所示位置,在光屏上看到一个清晰等大的像,则凸透镜焦距是 ;
(3)把蜡烛移到刻度线处,向 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动光屏,可以得到清晰的倒立、 的实像;
(4)实验中,小明发现不但虚像可以用肉眼直接看到,实像也可以用肉眼直接看到。如图乙所示,拿掉光屏,用肉眼在 (选填“a”“b”或“c”)位置沿图示方向能看到这个实像;
(5)若将凸透镜换成焦距相同镜面较小的凸透镜,保持蜡烛和透镜位置不动。再次实验,光屏上所成的像与原来相比 (选填“完整变小”“完整变暗”或“变不完整”)了。
29.如图所示是一张创意照片,利用视觉错位一次拍摄而成。在拍摄过程中,下列说法正确的是( )
A.镜头对光线有发散作用
B.学生和手在镜头中成的是正立的实像
C.手在镜头的1倍焦距与2倍焦距之间
D.学生在镜头的2倍焦距以外
30.下列现象中,属于光的反射的是( )
A.海市蜃楼 B.水中的宝塔倒影
C.凿壁借光 D.磨冰取火
31.某同学做“探究凸透镜成像的规律”实验,他保持凸透镜(焦距为f)的位置不变,将发光物由远及近靠近凸透镜,当物距分别为、、时(),记录对应的成像大小为:缩小的、放大的、放大的。已知相邻两次成像的物距变化量相等,则( )
A.一定小于f B.一定等于f
C.可能大于f D.可能大于2f
32.如图所示是一座古老的石桥和它在河中的倒影,河中的倒影的形成是由于( )
A.光的反射 B.光的折射
C.凸透镜成像 D.光沿直线传播
33.物体放在凸透镜前某一位置时,在透镜另一侧离透镜20厘米的光屏上成一个倒立缩小的像。当物体移至凸透镜前20厘米处,所成的是( )
A.正立放大的虚像 B.正立等大的实像
C.倒立放大的实像 D.倒立缩小的实像
34.当物体放在凸透镜前距焦点处,能在透镜另一侧的光屏上成缩小的像。若物体放在凸透镜前处时,则光屏上( )
A.可能成正立的像 B.一定成放大的像
C.可能不成像 D.可能成缩小的像
35.光具座上有光源、凸透镜、光屏各一个。当光源离凸透镜10厘米时,此时光屏上成放大的像,小李将光源在光具座上移动5厘米后,移动光屏,光屏上再次成清晰的像。则这个像( )
A.一定是放大的 B.一定是缩小的
C.一定比原来的像大 D.一定比原来的像小
36.近视眼已经成为影响青少年健康的突出问题,为此某兴趣小组开展“近视眼成因”的探究。他们查阅资料获知:①眼睛前端的晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,能将来自物体的光会聚在视网膜上,形成物体清晰的像,如图所示。②视网膜到晶状体的距离几乎不变,当被观察的物体到眼睛的距离发生变化时,睫状肌会通过调节晶状体的厚度来改变其焦距,使视网膜上的像保持清晰。③近视眼患者的晶状体较厚,且睫状肌调节能力有限。接着,小组成员选用焦距不同的凸透镜做“模拟人眼看物体”的实验,并记录了成清晰像时的物距、像距和焦距,数据见下表。
序号
物距/厘米
像距/厘米
焦距厘米
1
17.1
15.0
8.0
2
30.0
15.0
10.0
3
60.0
15.0
12.0
(1)分析上表数据发现:人眼从近处看向远处时,为了能在视网膜上始终成清晰的像,眼睛晶状体的焦距会变 (选填“大”或“小”);
(2)请结合以上信息及所学物理知识,解释近视眼患者看不清较远处物体的原因 。
37.如图所示的四种现象中,属于光的反射现象的是 ( )
A.手影游戏 B.光纤传输信号
C.透过放大镜看树叶 D.铅笔在水面处折断
38.在探究凸透镜成像规律的实验中,小聪选用了焦距为10cm的凸透镜。他将凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处,将点燃的蜡烛放置在光具座上35cm刻度线处,当光屏移动到如图所示刻度线处时,在光屏上恰好呈现出烛焰清晰的像。如果将蜡烛从图中位置移动,关于该实验下列说法正确的是( )
A.蜡烛向左移动15cm,要使光屏上再次呈现烛焰清晰的像,光屏需向左移动大于15cm
B.蜡烛与光屏之间的距离满足大于40cm时,只移动透镜则光屏上只能成两次清晰的像
C.此时光屏上成的是倒立缩小的实像
D.蜡烛向右移动8cm,光屏向右移动到适当位置能呈现烛焰清晰的像
39.工匠师傅维护精密仪表时,在眼晴前戴了一镜,便于观察仪表的细微之处。如图所示。则( )
A.该镜可能是面镜
B.该镜对光有发散作用
C.要使眼睛观察的像适当地大些,应适当增大镜与仪表间的距离
D.通过镜看到的是仪表正立的虚像,像位于镜与眼晴之间且离眼睛很近
1.D
【知识点】凸透镜成放大实像时的物距与像距、凸透镜成虚像时的物距与像距、根据凸透镜的物像关系求凸透镜的焦距
【详解】先用焦距为10cm的凸透镜进行实验,在光屏上得到清晰的放大实像,说明此时发光体处于大于一倍焦距小于二倍焦距之间,即发光体距离凸透镜的距离大于10cm小于20cm,保持发光体和凸透镜的位置不变,仅换用焦距为20cm的凸透镜进行实验,此时发光体处于一倍焦距以内,根据凸透镜成像规律可知,成正立、放大的虚像,因此光屏靠近或远离透镜,屏上均得不到实像,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
2.C
【知识点】探究凸透镜成像规律的实验注意事项和错误分析、凸透镜成实像时像距随物距的变化规律、近视眼和远视眼的矫正方法及光路图、照相机
【详解】A.如图所示位置,物距大于像距,成倒立、缩小的实像,应用是照相机,故A错误;
B.蜡烛燃烧变短后,烛焰的位置向下移动,根据光线过透镜的光心不改变方向可知,像的位置向上移动,故B错误;
C.若蜡烛逐渐远离凸透镜,物距变大,根据凸透镜成像的规律可知,像距变小,像也变小,故C正确;
D.如图所示位置,烛焰和凸透镜之间放一个近视镜片,近视镜片是凹透镜,对光线具有发散作用,使得像距变大,所以为得到清晰的像,光屏应向右移动,故D错误。
故选C。
3.(1)C
(2) 右 变大
(3)前调
【知识点】探究凸透镜成像规律的实验装置和操作步骤、探究凸透镜成像规律的实验注意事项和错误分析、探究凸透镜成像规律的实验结论、凸透镜成实像时像距随物距的变化规律
【详解】(1)在测量凸透镜焦距的实验中,需要确保太阳光平行于凸透镜的主光轴,并且凸透镜要正对太阳光。这样,太阳光经过凸透镜折射后,会聚在主光轴上的一点,这个点就是凸透镜的焦点。故C正确,ABD错误。
故选C。
(2)[1][2]此时,物距为25cm,大于两倍焦距,根据凸透镜成像规律,成倒立、缩小的实像,像距(光屏到凸透镜的距离)在一倍焦距和二倍焦距之间。保持凸透镜位置不变,将蜡烛移动到25cm刻度线处,此时物距减小,物近像远像变大,所以应把光屏向右移动,像的大小将变大。
(3)当手持照相机走近拍摄景物时,即物距减小,为了得到清晰的像,需要增大像距。在照相机中,镜头和感光元件(相当于光屏)之间的距离是可以调整的。因此,应将镜头适当向前调,以增大像距,从而得到清晰的像。
4.(1) 烛焰 光屏中央
(2)照相机
(3)10
(4) 80/80.0 折射时光路可逆
【知识点】探究凸透镜成像规律的实验结论、探究凸透镜成像规律的实验装置和操作步骤
【详解】(1)[1][2]实验中,观察的对象是蜡烛的烛焰通过凸透镜所成的像,因此调整烛焰、光屏和凸透镜的中心在同一条水平线上,目的是使像成在光屏中央。
(2)由图可知,此时物距大于像距,则物距大于二倍焦距,像距在一倍焦距和二倍焦距之间,成的是倒立、缩小的实像,与照相机的成像特点相同。
(3)由图可知,刻度尺的分度值为1cm,物距
u=50.0cm-20.0cm=30.0cm
像距
v=65.0cm-50.0cm=15.0cm
则
30.0cm>2f
f<15.0cm<2f
解得
7.5cm<f<15.0cm
则光具座上凸透镜的焦距可能是10cm。
(4)[1][2]将蜡烛向右移动到光具座的35cm刻度线处,物距变为
50.0cm-35.0cm=15.0cm
即物距等于原来的像距,根据折射时光路可逆可知,此时像距等于原来的物距30.0cm,则
50.0cm+30.0cm=80.0cm
即移动光屏到80cm刻度线处,光屏上可再次承接到清晰的像。
5.B
【知识点】照相机
【详解】A.照相机镜头是凸透镜,对光有会聚作用,故A错误;
B.拍摄该照片时,花比人更靠近照相机镜头,根据凸透镜成实像的规律可知,花比人的物距小,因此在利用同一凸透镜成像时花比人的像距大,像也大,故B正确;
C.由于花和人都在二倍焦距以外,通过照相机镜头成的是倒立、缩小的实像,故C错误;
D.若要使花的像更大一些,可将花再向镜头方向移动适当的距离,但花到照相机镜头的距离应始终大于镜头的二倍焦距,故D错误。
故选B。
6.
【知识点】凹透镜的特殊光线作图、熟悉眼球的结构及视物原理
【详解】凸透镜对光有会聚作用,凹透镜对光有发散作用。由图中光线情况可知,光线经矫正视力的透镜后开始发散,说明是凹透镜,而矫正后折射的光线在视网膜上会聚成像,如图所示:
7.B
【知识点】投影仪、探究凸透镜成像规律的实验装置和操作步骤
【详解】A.根据凸透镜成实像时“物远像近像变小”的规律可知,当蜡烛向左移动远离凸透镜时,光屏向左移动靠近凸透镜可再次承接到烛焰的像,A错误;
B.此时光屏上承接到烛焰等大的像,则此时物距,由图可知,,则焦距,保持凸透镜位置不变,将蜡烛调至10cm刻度线处时,物距,则,成倒立、缩小的实像, B正确;
C.物距为40cm,大于两倍焦距,此时,则像的位置在60cm和70cm刻度线之间,故C错误;
D.物距等于40cm,物距大于两倍焦距,是照相机成像原理,故D错误。
故选B。
8.(1)光路是可逆的
(2)入射角大小
(3) 缩小 近视
(4)更亮
【知识点】探究光的反射定律实验装置和实验操作、探究光的反射定律时的实验注意事项、探究凸透镜成像规律的实验装置和操作步骤、探究凸透镜成像规律的实验注意事项和错误分析、探究凸透镜成像规律的实验结论
【详解】(1)由题意可知,当入射光线沿方向时,反射光线沿方向,当入射光线沿方向时,反射光线沿方向,这说明:在光的反射现象中光路是可逆的。
(2)为了得到反射角等于入射角这一普遍规律,应该多次改变入射角大小,测量反射角大小,比较反射角和入射角的大小关系。
(3)[1][2]由图乙可知,此时物距为
则物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像。将蜡烛移至5cm刻度线处,其他元件的位置不变,即物距变大,根据凸透镜成实像的规律可知,像距变小,即像成在光屏左侧,与近视眼的成因相似,要使清晰的像再次呈现在光屏上,需在蜡烛与凸透镜间放置一个近视眼镜。
(4)保持蜡烛、凸透镜和光屏的位置不变,用焦距相同、直径更大的凸透镜替换原凸透镜,则距不变、像的大小不变,由于直径更大的凸透镜能将更多的光会聚成像,所以光屏上呈现的像与原来的保相比更亮。
9.(1)见解析
(2)见解析
【知识点】根据平面镜成像特点作光路图、凸透镜的特殊光线作图
【详解】(1)根据平面镜所成的像与物关于平面镜对称,从点向平面镜作垂线并取等长,画出点光源;连接点与平面镜上的入射点,画出射向平面镜的入射光线,如图所示。
(2)过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴射出,据此画出经过凸透镜后的折射光线,如图所示:
10.D
【知识点】凸透镜成实像时像距随物距的变化规律、凸透镜成放大实像时的物距与像距
【详解】AB.该投影灯成的是放大的实像,则广告片到镜头的距离在一倍焦距和二倍焦距之间,该投影灯的成像原理与投影仪相同;照相机的成像原理是物距大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像,故AB错误;
C.为从不同角度看见地面上的广告图标,光照在地面上需要发生漫反射,因此应选择粗糙的地面,故C错误;
D.若要在地面上得到清晰、更大的广告图标像,根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”的规律,可适当减小镜头到广告片距离,增大投影灯离地距离,故D正确。
故选D。
11.A
【知识点】近视眼和远视眼的成因及光路图
【详解】近视眼是由于晶状体太厚,折光能力太强,远处的物体成像在视网膜的前面,所以甲图反映了近视眼的成因;利用凹透镜对光的发散作用,使像成在视网膜上,因此丙反映了近视眼的矫正,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
12.A
【知识点】凸透镜成放大实像时的物距与像距
【详解】由图知道,此时物距小于像距,根据成实像时,物距小于像距,成倒立、放大的实像,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
13.A
【知识点】凸透镜成缩小实像时的物距与像距
【详解】通过调节P、Q的间距,他看到了桌子上蜡烛的火焰在半透明纸上成的等大的像,由凸透镜成像规律可知,物距等于像距,等于二倍焦距时,成倒立、等大的实像,所以凸透镜的二倍焦距小于P、Q的间距;看到了窗外更远处大树在半透明纸上成的像时,由于窗外更远处大树与凸透镜的距离大于二倍焦距,由凸透镜成像规律可知,成倒立、缩小的实像,故A正确,BCD错误。
故选A。
14.D
【知识点】从水面看向水中、近视眼和远视眼的矫正方法及光路图、照相机
【详解】.人的眼睛相当照相机,“黄鹂”在杜甫的视网膜上成倒立缩小的实像,故A错误;
B.看到水中的鱼比鱼的实际位置浅是光的折射现象,故B错误;
C.若看不清远处的山峰,可能需要佩戴近视眼镜,故C错误;
D.目送白鹭高飞远去的过程中,物距变大,像距变小;为了使像成在视网膜上,晶状体对光的会聚能力应该变弱,即眼睛的晶状体变薄,故D正确。
故选D。
15.A
【知识点】探究凸透镜对光的作用、影子的形成原理、小孔成像、平面镜成像的特点和规律
【详解】在森林里随地丢弃瓶子,雨水进入透明的瓶子后,形成水凸透镜,水凸透镜对光线有会聚作用,能使太阳光会聚于一点,这点的温度很高,易发生森林火灾;
A.平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚成一点,这点是凸透镜的焦点,图示反映了凸透镜对光线有会聚作用,故A符合题意;
B.小孔成像是光的直线传播形成的,故B不符合题意;
C.蜡烛在平面镜成像,属于光的反射现象,故C不符合题意;
D.手影中影子的形成是由于光的直线传播,故D不符合题意。
故选A。
16.C
【知识点】近视眼和远视眼的矫正方法及光路图
【详解】将玩具兔通过镜片观察时,看到的像比原物更小,且物和像在同一侧,说明镜片具有发散作用,属于凹透镜,而凹透镜恰恰用于矫正近视眼。
故选C。
17.A
【知识点】近视眼和远视眼的矫正方法及光路图、照相机
【详解】.摄像头相当于一个凸透镜,根据凸透镜成像的特点可知,当时,成倒立、缩小的实像,与照相机原理相同,故A正确,BC错误。
D.近视眼是晶状体过厚,对光的折射能力太强,像会提前形成,在视网膜的前方,因此需要戴凹透镜加以矫正,摄像头相当于一个凸透镜,故D错误。
故选。
18.C
【知识点】凸透镜成缩小实像时的物距与像距
【详解】图中时,,此时
像距等于物距,说明物体处于二倍焦距处,即,所以
当物体距透镜米时,,物体所成像的性质是缩小、倒立、实像。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
19.D
【知识点】凸透镜成实像时像距随物距的变化规律、凸透镜成虚像时像距随物距的变化规律
【详解】A.由图乙可知,当透镜与白纸间距s=12cm时,白纸被烤焦的时间,所用的时间最短,说明太阳光经过凸透镜会聚后该点的温度最高,这个点就是凸透镜的焦点,则测出透镜与白纸距离即为焦距f=12cm,故A错误;
B.图丙中,蜡烛到透镜的距离为
大于一倍焦距,小于二倍焦距,成倒立、放大的实像,应用是投影仪,故B错误;
C.将蜡烛放置在40cm刻度处,物距小于焦距,可得到正立、放大的虚像,故C错误;
D.蜡烛向左移动,物距增大,换为一个焦距更大的凸透镜,相当于减小物距,此时,不动光屏也可能在光屏上呈现清晰的像,故D正确。
故选D。
20.(1)10.0
(2)下
(3)放大
(4)见解析
【知识点】探究凸透镜成像规律的实验结论、探究凸透镜成像规律的实验装置和操作步骤
【详解】(1)平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后在光屏上形成最小最亮的光点,这个亮点就是凸透镜的焦点,焦点到凸透镜光心的距离是焦距,刻度尺的分度值为1cm,焦距为f=60.0cm-50.0cm=10.0cm
(2) 为使凸透镜所成的像位于光屏的中央,应将烛焰、凸透镜和光屏的中心调整到同一高度。由图可知,此时光屏位置偏高,应将光屏向下移。
(3)若蜡烛放在距离凸透镜15cm处,此时物体位于凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间,由凸透镜成像规律可知,像距大于二倍焦距,此时成倒立、放大的实像。
(4)LED灯亮度大、成像清晰、LED灯成像稳定。
21.A
【知识点】凸透镜成实像时像距随物距的变化规律、凸透镜成缩小实像时的物距与像距
【详解】当点燃的蜡烛放在凸透镜前某一位置时,在凸透镜后20cm的光屏上恰好出现一个等大、倒立的清晰像。根据凸透镜成像的规律,当物距等于二倍焦距时,像距也等于二倍焦距,此时成等大、倒立的实像。因此,凸透镜的焦距f为10cm。将蜡烛移动到凸透镜前35cm处,此时物距u=35cm。物距大于二倍焦距,根据凸透镜成像的规律,此时成的是倒立、缩小的实像。像距位于一倍焦距和二倍焦距之间。因此应将光屏靠近凸透镜。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
22.(1) 倒立 远离
(2)人脸
(3) 不是 u>2f
【知识点】照相机、区别光源与非光源、凸透镜成实像时像距随物距的变化规律
【详解】(1)[1][2]照相机的镜头相当于一个凸透镜,凸透镜成像时,u>2f,成倒立、缩小的实像;拍毕业照时,还有学生未入镜,此时需要使像变小,凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,像变小,故摄影师应该远离学生。
(2)只有将更多的光射到人脸上时,才会有更多的光被反射,才能清楚地看到人脸通过镜头所成的像,所以当人靠近摄像头时,光源自动打开,照亮人脸。
(3)[1]二维码本身不发光,不是光源。
[2]手机摄像头相当于凸透镜,是利用物体在2倍焦距以外,成倒立、缩小实像的原理工作的,所以,扫码时二维码要位于摄像头的两倍焦距以外,即u>2f。
23.(1) 10.0 照相机
(2) 近 靠近
【知识点】探究凸透镜成像规律的实验装置和操作步骤、探究凸透镜成像规律的实验结论、近视眼和远视眼的矫正方法及光路图
【详解】(1)[1]如图,让一束平行与主光轴的光正对凸透镜照射,在凸透镜后的光屏上接收到一个最小、最亮的光斑,此光斑的位置是凸透镜的焦点,焦点跟光心之间的距离是凸透镜的焦距,故凸透镜的焦距f=60.0cm-50.0cm=10.0cm
[2]将凸透镜固定在50cm刻度线处,蜡烛移动到20cm刻度线处,物距u=50.0cm-10.0cm=40.0cm>2f
成倒立、缩小的实像,照相机就是此成像特点在生活中的应用。
(2)[1][2]原来凸透镜的焦距是10cm,更换成另一个焦距为9cm的凸透镜,当物距不变时,凸透镜的焦距变小,折光能力变强,使像距变小,成像在光屏的前方,光屏上的像变得模糊。此现象与近视眼的成因相似。为了使光屏上的像恢复清晰,需要使像距变大,则对应的物距变小,故可向靠近凸透镜的方向移动蜡烛。
24. 缩小 注水 左
【知识点】凸透镜成缩小实像时的物距与像距、近视眼和远视眼的成因及光路图
【详解】[1]由图得,物距大于像距,凸透镜成的像是倒立、缩小的实像。
[2][3]要模拟近视眼的像,应该向水透镜中注水,使水透镜变厚,凸透镜对光线的会聚作用变强,水透镜的焦距变小,像距变小,烛焰的像将成在光屏左侧。
25.ACD
【知识点】照相机
【详解】A.使用时将凸透镜对着明亮的室外,室外的景物是物体,成像成在半透明纸,故半透明纸相当于光屏,故A正确;
B.半透明纸上成清晰的像时,物体在两倍焦距开外,凸透镜与纸间距离是像距,像距在一倍焦距和两倍焦距之间,故B错误;
C.根据凸透镜成实像时,物近像远像变大,想要让纸上清晰的像变大,应使凸透镜靠近景物,同时增大半透明纸和凸透镜之间的距离,故C正确;
D.在半透明纸上观察到的物体的像倒立的缩小的实像,左右是相反的,故D正确。
故选ACD。
26.(1)直线传播
(2) 未点燃 没有
(3) 凸透镜主光轴上 倒立放大 右 小
【知识点】小孔成像、探究平面镜成像特点的实验操作过程、探究凸透镜成像规律的实验装置和操作步骤、探究凸透镜成像规律的实验结论
【详解】(1)在同种均匀介质中,光是沿直线传播的,所以图甲演示的是小孔成像,其成因是光的直线传播。
(2)[1]实验中,蜡烛B不需要点燃,这样可使得点燃的蜡烛A在玻璃板中的像更加清晰,更容易确定像的位置。
[2]平面镜所成的像是虚像,虚像是光的反射形成的,若用光屏代替蜡B,会发现光屏上没有像。
(3)[1]为了使像成在光屏中央,应将烛焰和光屏的中心调到凸透镜主光轴上。
[2]由题意知,如图丙可在光屏上得到清晰的像,此时物距大于像距,成倒立缩小的实像,此时物距为30.0cm,像距为15.0cm;若保持凸透镜位置不变,将蜡烛向右移动到光具座的25cm刻度线处,此时的物距为15cm,根据光路是可逆的,当像距等于30.0cm时,可成清晰的实像,此时物距小于像距,成倒立放大的实像。
[3][4]凸透镜成实像时,物远像近像变小,物近像远像变大。因此若保持蜡烛位置不变,将凸透镜向右移动5cm,相当于增大了物距,因为物距一直大于二倍焦距,像距在一倍焦距到二倍焦距之间,所以减小像距时,像距的减小比例应小于物距的增大比例,因此光屏还需要向右移动,得到的像将会变小。
27. 高度 放大 小于
【知识点】探究凸透镜成像规律的实验装置和操作步骤、探究凸透镜成像规律的实验结论
【详解】[1]实验中为了使像成在光屏的中央,应将凸透镜、光屏、烛焰的中心处于同一高度上。
[2]图中物距小于像距,且成实像,根据凸透镜成像规律可知,成倒立、放大的实像。
[3]图中物距为,像距为
此时物距满足一倍焦距和二倍焦距之间,即------①;像距满足,即------②
联立①②解得,因此该凸透镜的焦距小于15.0cm。
28.(1)同一高度
(2)10.0
(3) 远离 放大
(4)c
(5)完整变暗
【知识点】探究凸透镜成像规律的实验装置和操作步骤、探究凸透镜成像规律的实验注意事项和错误分析、探究凸透镜成像规律的实验结论
【详解】(1)实验前,为了使像成在光屏的中央,应先调节光具座上烛焰、透镜和光屏三者的中心在同一高度。
(2)图甲所示的位置,在光屏上看到一个清晰、等大的像,物距为40.0cm-20.0cm=20.0cm
像距为60.0cm-40.0cm=20.0cm
根据凸透镜成像规律可知,此时u=v=2f=20.0cm
则凸透镜的焦距是10.0cm。
(3)[1][2]把蜡烛移到25cm刻度线处,此时物距为40.0cm-25.0cm=15.0cm
物距大于一倍焦距,小于二倍焦距,根据凸透镜成像规律可知,此时成倒立、放大的实像,根据“成实像时,物近像远像变大”可知,需向远离凸透镜的方向移动光屏。
(4)凸透镜成实像时,像与物体在蜡烛的两侧,此时应在蜡烛的异侧透过凸透镜观察实像,故应在c位置沿图示方向能看到这个实像。
(5)若将凸透镜换成焦距相同镜面较小的凸透镜,因为焦距不变,所成像的大小不变,由于镜面较小,透过的光较少,故所成像较暗,光屏上所成的像与原来相比完整变暗。
29.D
【知识点】照相机
【详解】A.照相机的镜头相当于凸透镜,对光线有会聚作用,故A错误
BCD.照相机的镜头相当于凸透镜,当手和学生到镜头的距离大于二倍焦距时,成倒立、缩小的实像,故BC错误,D正确。
故选D。
30.B
【知识点】用光的反射解释倒影、透镜的特点与分类、光沿直线传播的条件、海市蜃楼
【详解】A.海市蜃楼:是光在不均匀的大气中传播时,发生折射形成的虚像。故A不符合题意;
B.水中的宝塔倒影:平静的水面相当于平面镜,宝塔在水中的倒影是宝塔反射的光在水面发生反射,形成的虚像,属于光的反射现象。故B符合题意;
C.凿壁借光:体现的是光沿直线传播,光通过墙壁上的小孔传播到相邻的房间。故C不符合题意;
D.磨冰取火:是把冰磨成凸透镜,利用凸透镜对光的会聚作用,使光线会聚于一点,产生高温取火,属于光的折射现象。故D不符合题意。
故选B。
31.C
【知识点】凸透镜成放大实像时的物距与像距、凸透镜成虚像时的物距与像距
【详解】由题意知,凸透镜移动过程,相邻两次成像的物距变化量相等,若小于f,因为未移动前,成缩小的像,则u1大于二倍焦距,则移动第一次后,物距2f>u2>f,成倒立、放大的实像,移动第二次,物距仍大于一倍焦距而小于二倍焦距时,成倒立放大的实像;若大于f,移动第一次后,物距大于一倍焦距而小于二倍焦距,成倒立放大的实像,移动第二次,物距小于一倍焦距,成正立放大的虚像。若大于2f,移动第一次,可成像,无法再移动第二次成像。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
32.A
【知识点】影子的形成原理、用光的反射解释倒影、从水面看向水中、探究凸透镜成像规律的实验结论
【详解】河中的倒影属于平面镜成像,是由于光的反射形成的虚像,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
33.C
【知识点】凸透镜成实像时像距随物距的变化规律
【详解】成倒立缩小的实像,说明物体位于二倍焦距以外(),像位于一倍焦距和二倍焦距之间()。题目给出像距 ,因此:,解得:。所以 当物体移至凸透镜前20厘米处时,,即物体在一倍焦距和二倍焦距之间,此时成倒立放大的实像。
故选C。
34.D
【知识点】凸透镜成缩小实像时的物距与像距、凸透镜成放大实像时的物距与像距、凸透镜成虚像时的物距与像距
【详解】物体放在凸透镜前距焦点20cm处,光屏上成缩小的像,则此时的物距大于二倍焦距,所以凸透镜的焦距f<20cm。物体放在凸透镜前20cm处,则此时的物距可能仍大于二倍焦距,成倒立缩小的实像;也可能大于一倍焦距而小于二倍焦距,成倒立、放大的实像;不可能小于或等于一倍焦距,不可能成正立的像。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
35.D
【知识点】凸透镜成实像时像距随物距的变化规律
【详解】当光源离凸透镜10厘米时,此时光屏上成放大的像,所以f<10cm<2f
则5cm<f<10cm
若将光源靠近凸透镜5cm,则物距变为5cm,物距将小于焦距,光屏上将不成像,所以光源应该远离凸透镜,因为物距变大,所以像距变小,且像也变小,所以所成像一定比原来的小,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
36.(1)大
(2)见详解
【知识点】近视眼和远视眼的成因及光路图、近视眼和远视眼的矫正方法及光路图
【详解】(1)人眼从近处看向远处时,物距变大,根据凸透镜成像规律知像距变小,像成在视网膜前方,为了使像成在视网膜上,应增大眼睛晶状体的焦距。
(2)人眼看物体相当于凸透镜成像,看物体时,视网膜到晶状体的距离几乎不变,要看清楚远处,晶状体焦距要变大,才能在视网膜上成清晰像。而近视眼患者晶状体厚度大,即焦距小,因睫状肌调节能力有限,较难增大晶状体焦距,无法在视网膜上成清晰的像。
37.B
【知识点】光的反射的概念、筷子在水中的弯折、影子的形成原理、放大镜的成像原理及特点
【详解】A.手影是由于光的直线传播,光在传播过程中被手阻挡,在后面形成了手的影子。故A不符合题意;
B.光纤传输信号利用了光的全反射原理。光在光纤内芯中传播,当光射到内芯和外套的界面时,由于内芯的折射率大于外套的折射率,满足全反射条件,光就在光纤内不断地发生全反射,从而沿着光纤传输,属于光的反射现象。故B符合题意;
C.这是光的折射现象。放大镜是凸透镜,光线透过凸透镜时,由于凸透镜对光线的折射作用,使光线发生偏折,从而形成放大的虚像。故C不符合题意;
D.这是因为光从水中斜射入空气中时,传播方向发生改变,属于光的折射现象。我们看到铅笔在水面处 “折断”,是由于光的折射使我们产生的视觉错觉。故D不符合题意。
故选B。
38.B
【知识点】凸透镜成实像时像距随物距的变化规律、凸透镜成放大实像时的物距与像距、凸透镜成虚像时的物距与像距
【详解】A.由图知,刻度尺的分度值为1cm,光具座上50cm刻度线处固定凸透镜,蜡烛放在35cm刻度线处,则物距为15.0cm,像距为30.0cm,蜡烛向左移动15cm,移到20cm刻度线处,此时物距为30.0cm,根据光路的可逆性,此时像距应为15.0cm,在65cm刻度处,光屏向左移动15cm,故A错误;
B.根据光路的可逆性,蜡烛与光屏之间的距离满足大于40cm时,只移动透镜则光屏上只能成两次清晰的像,故B正确;
C.此时蜡烛在一倍焦距和二倍焦距之间,此时成倒立放大的实像,故C错误;
D.蜡烛向右移动8cm,则物距小于焦距,此时成虚像,所以不能在光屏上成像,故D错误。
故选B。
【点睛】此题考查了学生对凸透镜成像规律的应用,不仅要掌握成像特点与物距、像距的关系,同时要自己做出规律性的总结,如物距变化和像距变化的大小关系。
39.C
【知识点】透镜的特点与分类、凸透镜成虚像时像距随物距的变化规律
【详解】AB.由图可知,工匠师傅在眼晴前佩戴一镜用于观察精密仪表的细微之处,这表明镜片为透镜,且具备放大功能。根据光学原理,凸透镜在物距小于焦距时成正立、放大的虚像,符合放大镜的应用场景。因此该镜片为凸透镜,凸透镜对光线具有会聚作用,故AB错误;
CD.工匠师戴的凸透镜观察仪表时,仪表在凸透镜一倍焦距范围内,成正立、放大的虚像,像的位置与仪表的位置在凸透镜的同侧,且离眼睛很远;凸透镜成虚像时物远像远像变大,要使眼睛观察的像适当地大一些,应该增大物距,即应适当增大镜与仪表间的距离,故C正确,D错误。
故选C。
物态变化
考点分类
核心知识点
考查频率
星级
典型题型
温度与温度计
温度计读数与使用规范
中频
⭐⭐⭐
填空、实验操作
摄氏温标与热力学温标换算
低频
⭐
计算题(少数地区考查)
熔化和凝固
晶体/非晶体的熔化特点
高频
⭐⭐⭐⭐
实验探究/图像分析
熔点与凝固点的应用(如合金)
中频
⭐⭐⭐
生活情景
汽化和液化
蒸发与沸腾的条件与异同
高频
⭐⭐⭐⭐
实验探究题
液化现象("白气"成因)
高频
⭐⭐⭐⭐
情境分析题
升华和凝华
生活实例(干冰、樟脑丸)
中频
⭐⭐
选择、填空
物态变化综合
解释自然现象(云、霜、露形成)
高频
⭐⭐⭐⭐
综合简答
吸放热判断
高频
⭐⭐⭐⭐
情景分析
分值占比
全国平均占比 8-12%,实验题(30%)、生活应用题(40%)为主,概念辨析题占比下降。
命题特点
生活化:结合厨房现象(如水沸腾时锅盖跳动)、气象现象(如人工降雨)。
实验创新:探究"不同液体沸点差异"(2024年湖南卷)、"影响蒸发快慢因素"。
跨学科:与地理(云雾形成)、化学(蒸馏实验)结合。
易错点
混淆"白气"(液化小水滴)与"水蒸气"(无色气体)。
误认为"沸腾时温度持续升高"(忽略沸点不变)。
凝华现象识别错误(如将窗花归为凝固)
1. 分值与题型
分值:预计 10-14分(选择(填空)题3-4道 + 1道实验题 + 1道综合应用题)。
题型分布:
基础题(6-8分):物态变化类型判断、温度计读数。
综合题(4-6分):熔化/沸腾图像分析、自然现象成因解释。
2. 命题热点预测
科技应用:
冷链运输中的干冰保鲜(升华吸热)。
航天器热控材料(相变材料调节温度)。
实验创新:
探究"气压对沸点的影响"(用注射器改变水面上方气压)。
对比"酒精与水蒸发致冷效果"(数字化温度传感器测量)。
社会热点:
碳中和背景下的"人工降雨"技术(干冰/碘化银应用)。
新型建筑材料的相变调温原理(如石膏板中添加石蜡)。
3. 重点关注方向
图像分析题:
晶体熔化/凝固曲线的拐点意义(如2024年北京卷"海波熔化实验")。
多物质沸腾曲线对比(如盐水与纯水)。
跨学科整合:
地理:解释"高原地区煮饭不易熟"的气压-沸点关系。
生物:动物冬眠时的体温调节机制。
【思维导图】
【考点扫描】
考点一 温度
温度和摄氏温标
1. 温度:温度是用来表示物体冷热程度的物理量;
注:热的物体我们说它的温度高,冷的物体我们说它的温度低,若两个物体冷热程度一样,它们的温度也相同;我们凭感觉判断物体的冷热程度一般不可靠;
2. 摄氏温标:
(1)温度常用的单位是摄氏度,用符号“℃”表示;
(2)摄氏温标的规定:把一个大气压下,冰水混合物的温度规定为0℃;把一个标准大气压下沸水的温度规定为100℃;然后把0℃和100℃之间分成100等份,每一等份代表1℃。
(3)摄氏温度的读法:如“5℃”读作“5摄氏度”;“-20℃”读作“零下20摄氏度”或“负20摄氏度”
(4)常考温度的估测:
①人体正常的体温约为37 ℃;
②洗澡水的温度约为40 ℃;
③人们感觉舒适的气温约为23 ℃.
温度计
1.常用的温度计是利用液体的热胀冷缩的原理制造的;
2.温度计的使用:(测量液体温度)
(1)使用前:观察温度计的量程、分度值(每个小刻度表示多少温度),并估测液体温度,不能超过温度计的量程(否则会损坏温度计)
(2)测量时:要将温度计的玻璃泡与被测液体充分接触,不能紧靠容器壁和容器底部;
(3)读数时:玻璃泡不能离开被测液、要待温度计的示数稳定后读数,且视线要与温度计中液柱的上表面相平。
注意:温度计读数时,应特别注意先判断温度计中的液柱的液面在零刻度线的上方还是下方.若图中没有标明零刻度,则温度计上的数字由下往上越来越大,为“零上”,反之为“零下”.
(4)温度计的使用
体温计
1. 体温计:专门用来测量人体温的温度计;
2. 测量范围:35℃~42℃;体温计读数时可以离开人体;
3. 体温计的特殊构成:玻璃泡和直的玻璃管之间有极细的、弯的细管;
4. 使用及读数方法:体温计的量程为35~42 ℃,分度值为0.1℃,读数时要把它从腋下或口腔中取出,每次使用前,都要将水银甩下去.
5. 体温计的读数方法
体温计的示数为大格示数+超过的小格数×分度值(0.1 ℃),如图体温计的读数为37℃+5×0.1 ℃=37.5℃.
考点二 熔化和凝固
熔化和凝固
1. 熔化:物质从固态变为液态叫熔化;物质熔化时要吸收热量。
2. 凝固:物质从液态变为固态叫凝固;物质凝固时要放出热量。
3. 熔化和凝固是互为可逆过程
晶体和非晶体
1. 晶体:熔化时有固定温度(熔点)的物质(例如冰、海波、各种金属);
2. 非晶体:熔化时没有固定温度的物质(例如蜡、松香、玻璃、沥青)。
3. 晶体和非晶体的根本区别是:晶体有熔点(熔化时温度不变继续吸热),非晶体没有熔点(熔化时温度升高,继续吸热);熔点:晶体熔化时的温度;
4. 晶体熔化的条件:温度达到熔点;继续吸热;晶体凝固的条件:温度达到凝固点;继续放热;
晶体熔化和凝固
同一晶体的熔点和凝固点相同
1. 晶体的熔化、凝固曲线:
2 熔化过程:
(1)AB段,物体吸热,温度升高,物体为固态;
(2)BC段,物体吸热,物体温度达到熔点(50℃),开始熔化,但温度不变,物体处在固液共存状态;
(3)CD段,物体吸热,温度升高,物体已经熔化完毕,物体为液态;
3. 凝固过程:
(1)DE段,物体放热,温度降低,物体为液态;
(2)EF 段,物体放热,物体温度达到凝固点( 50℃),开始凝固,但温度不变,物体处在固液共存状态;
(3)FG 段,物体放热,温度降低,物体凝固完毕,物体为固态。
注意:物质熔化和凝固所用时间不一定相同,这与具体条件有关;
晶体、非晶体的熔化和凝固对比分析
物态变化
晶体
非晶体
熔化
图像
性质
AB段为固态,吸热升温,BC段为固液共存态,吸热温度不变,CD段为液态,吸热升温
吸热熔化,温度不断升高,无固定熔点
物态变化
晶体
非晶体
凝固
图像
性质
AB段为液态,放热降温,BC段为固液共存态,放热温度不变,CD段为固态,放热降温
放热凝固,温度不断下降,无固定凝固点
考点三 汽化和液化
汽化和液化
1. 物质从液态变为气态叫汽化;物质从气态变为液态叫液化;
2. 汽化和液化是互为可逆的过程,汽化要吸热、液化要放热;
3. 汽化的两种形式:沸腾和蒸发
4. 液化的两种方式:降低温度(所有气体都能通过这种方式液化);压缩体积(生活中、生产中、工作中的可燃气体都是通过这种方式液化,便于储存和运输)
沸腾和蒸发
(1)沸腾:在一定温度下(沸点),在液体表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象;
沸点:液体沸腾时的温度叫沸点;液体沸腾时温度不变。
不同液体的沸点一般不同;
液体的沸点与压强有关,压强越大沸点越高(高压锅煮饭)
液体沸腾的条件:温度达到沸点还要继续吸热;
(2)蒸发:在任何温度下都能发生,且只在液体表面发生的缓慢的汽化现象;
影响蒸发快慢的因素:
跟液体温度有关:温度越高蒸发越快(夏天洒在房间的水比冬天干的快;在太阳下晒衣服很快就干);
跟液体表面积的大小有关,表面积越大,蒸发越快(凉衣服时要把衣服打开凉,为了地下有积水快干,要把积水扫开);
跟液体表面空气流动速度有关,空气流动越快,蒸发越快(凉衣服要凉在通风处,夏天开风扇降温);
考点四 升华和凝华
升华和凝华
1. 升华:物质从固态直接变成气态的过程叫升华。
2. 凝华:物质从气态直接变成固态的过程叫凝华。
3. 升华和凝华是互为可逆的过程,升华要吸热、凝华要放热;
升华和凝华的现象
1.升华现象:冰冻的衣服变干、雪堆没有熔化变小、灯丝变细、衣柜里的卫生球变小、干冰升华、碘升华、固体清香剂消失等。
2.凝华现象:冬天窗户上的冰花、霜、雾凇等都是凝华。
考点拓展 水循环
云:高空中水蒸气遇冷液化成小水滴或凝华成小冰晶悬浮在空中。
雨:云中小水滴或小冰晶随气流变化,体积增大,下落过程中小水滴变大,小冰晶熔化,大水滴下落形成雨。
雪:云中水蒸气遇0°C以下气温,凝华成小冰晶,体积增大下落。
冰雹:云中水蒸气遇冷气团,凝华成小冰块,下落过程中不能完全熔化,落到地面。
雾:空气中的水蒸气遇冷液化成小水滴,漂浮在空中。
【技巧点拨】
技巧 蒸发和沸腾的对比分析
它们都是汽化现象,都吸收热量;
沸腾只在沸点时才进行;蒸发在任何温度下都能进行;
沸腾在液体内、外同时发生;蒸发只在液体表面进行;
沸腾比蒸发剧烈;
注意:“白气”不是气体(水蒸气),是液态的小水滴.水蒸气是用肉眼看不到的.
技巧 云、雨、雪、雾、露、霜、白气的形成
1. 高空水蒸汽与冷空气相遇液化成小水滴,就形成云;(液化)
2. 高空水蒸汽与冷空气相遇液化成大水滴,就形成雨;(液化)
3. 高空水蒸汽与冷空气相遇凝华成小冰粒,就形成雪;(凝华)
4. 温度高于0℃时,水蒸汽液化成小水滴附在尘埃上形成雾;(液化)
5. 温度高于0℃时,水蒸汽液化成小水滴成为露;(液化)
6. 温度低于0℃时,水蒸汽凝华成霜;(凝华)
7. “白气”是水蒸汽遇冷而成的小水滴;(液化)
技巧 水的分析理解
固态:冰(凝固)、霜(凝华)、雪(凝华)、凇、"窗花"(凝华)、雹(凝固)、白冰;
液态:水、露(液化)、雨(液化)、雾(液化)、"白气"(液化);
气态:水蒸气【注:水蒸气不可见,可见的是水蒸气液化形成的水珠。】。
【易错指导】
易混易错点一:常见的白气、白雾的理解易错?
白气、白雾并不是水蒸气,水蒸气是人眼无法观察到的,而白气、白雾是悬浮在空中的雾状小水滴,生活中我们见到的白气、白雾等出现的情况一般分为两大类:一类是热的物体冒白气,另一类是冷的物体冒白气。它们虽然都是水蒸气遇冷液化而来的,但是水蒸气的来源不一样。不要把看得到的白气、白雾错误地当成水蒸气
易混易错点二:物态变化的判断易错?
六种物态变化:熔化和凝固,汽化和液化,升华和凝华,生活中有很多天气的变化都属于物态变化,例如雪是凝华形成的,雾是液化形成的,霜是凝华形成,露是液化形成的等,有些同学容易把汽化和液化混淆在一起,或写错别字,比如把“汽化”错写为“气化”,把“熔化”错写为“融化"。
易混易错点三:熔化和沸腾的条件理解易错。
认为晶体达到熔点就会熔化,液体达到沸点就会沸腾。
冰的熔点是0℃,有些同学就认为冰达到0℃就会熔化。事实上,冰熔化的条件是:(1)达到熔点;(2)继续吸热,当冰块正在熔化时,如果撤掉热源,冰块吸不到热将不再熔化。同样,液体沸腾也需要类似的条件:(1)达到沸点;(2)继续吸热.
易混易错点四:忽略气压对沸点的影响易错。
气压对液体的沸点有影响,高压锅内气压一般是1.2个标准大气压,水的沸点接近120℃。如果在真空罩里放一杯40℃的水后开始往外抽气,会发现40℃的水也能够沸腾.
易混易错点五:温度的理解和温度计的读数易错。
1.温度只有“高低”之分,而没有“有无”之分,我们可以说某个物体温度很低,但是不能说某个物体没有温度.
2.关于温度计的读数是个易错点,我们可以先找零刻线的位置,然后假设温度升高,判断液面是靠近零刻线还是远离零刻线,如果是靠近则现在是零摄氏度以下,如果是远离则现在是零摄氏度以上.有些同学因为没有认清楚零刻线的位置而会把温度读错。
1.(2024·山东东营·中考真题)下列热现象:①雪糕周围的“白气”;②草叶上的露珠;③树枝上的雾凇;④燃烧蜡烛流的“泪”;⑤瓦房房顶的霜;⑥冶炼用的“铁水”。形成过程属于液化的有 ;属于吸热过程的有 。(两空均选填序号)
2.(2024·内蒙古通辽·中考真题)“火锅”是通辽人非常喜爱的一种美食。下列与吃火锅有关的说法正确的是( )
A.冰冻肉卷变软是冰熔化现象 B.锅内冒出“白气”是水的汽化现象
C.汤汁越煮越少是水升华现象 D.煮熟食材是做功改变内能的过程
3.(2024·青海西宁·中考真题)下列有关物态变化的说法正确的是( )
A.初春,青海湖的冰直接升华成水
B.夏天,西宁北川河的水汽化成水蒸气能调节周边空气湿度
C.初秋,互助北山的水凝华形成雾绕山峦的美景
D.冬天,贵德黄河岸边的树枝上挂满了水蒸气液化形成的雾凇
4.(2024·四川绵阳·中考真题)5月21日为“国际茶日”,这是一个以中国为主的产茶国家首次成功推动设立的农业领域国际性节日。茶叶制作过程包括采摘、杀青、揉捻、焙干等。焙干是指对茶叶进行烘干,此过程中发生的物态变化是( )
A.熔化 B.液化
C.汽化 D.升华
5.(2024·四川绵阳·中考真题)水沸腾后把烧瓶从火焰上拿开,水会停止沸腾。迅速塞上瓶塞,把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水,可以观察到水重新沸腾起来,如图所示。这是因为浇冷水后,烧瓶内( )
A.气压降低,水的沸点降低 B.气压降低,水的沸点升高
C.气压升高,水的沸点升高 D.气压升高,水的沸点降低
6.(2024·陕西·中考真题)地热资源安全、环保、可再生.如图,是某地热发电厂的工作示意图,地下水吸收热量,发生 (填物态变化名称),产生大量高温水蒸气,水蒸气被管道输送到发电设备,驱动发电机发电,再经过冷却塔,水蒸气 (选填“吸收”或“放出”)热量,变成液态水。发电机的工作原理是 .
7.(2024·山东淄博·中考真题)如图,玻璃瓶内有少量水,用橡胶塞塞住瓶口,向瓶内打气,瓶塞跳起。下列说法正确的是( )
A.向瓶内打气,通过热传递的方式改变瓶内空气的内能
B.瓶塞跳起时,瓶内空气温度降低,内能减少
C.瓶塞跳起时,瓶内出现“白雾”是汽化现象
D.瓶塞跳起过程与热机压缩冲程的能量转化相同
8.(2024·山东德州·中考真题)“谚语”是中华民族智慧的结晶,下列说法正确的是( )
A.霜降有霜,米谷满仓——霜的形成是凝华现象,需要吸热
B.白露种高山,秋分种平川——露的形成是液化现象,需要放热
C.大雾不过晌,过晌听雨响——雾的形成是汽化现象,需要吸热
D.立春雪水化一丈,打得麦子无处放——冰雪消融是熔化现象,需要放热
9.(2024·山东日照·中考真题)利用图甲所示的实验装置来探究冰的熔化规律,根据实验数据画出冰熔化过程的“温度—时间”图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.试管中装上适量碎冰进行实验,因为碎冰比大块冰的比热容小,熔化的更快
B.实验中某时刻温度计的示数如图丙所示,说明冰的熔点为-3℃
C.由图乙可知,在的时间内碎冰停止吸热
D.时间内的温度变化比时刻后的温度变化快,原因是水的比热容比冰的大
10.(2024·山东青岛·中考真题)崂山被誉为“海上名山第一”,山上物态四季不同。下列物态变化需要吸热的是( )
A.春天“十八潭”中冰雪消融 B.夏天“巨峰”上雾起山峦
C.秋天“华盖古松”上凝气结霜 D.冬天“崂顶”上滴水成冰
11.(2024·江苏淮安·中考真题)在“观察水的沸腾”实验中:
(1)图甲中温度计的使用存在的错误是 ,除温度计外,还需要的测量工具是 ;
(2)图乙中的图 表示水沸腾前的情况;
(3)图丙是根据实验记录的数据画出的温度随时间变化的图像,分析图像可知:水沸腾时温度的特点是 ;
(4)在加热过程中,为了缩短加热时间,将烧杯中的水倒掉一部分后继续加热,直至水沸腾。以下加热过程中水的温度随时间变化的图像可能正确的是 。
A. B.
C. D.
12.(2024·四川巴中·中考真题)某同学利用如图甲所示的装置,来探究海波熔化时温度的变化规律,绘出图乙所示的图像。
(1)图甲的实验装置应按 (选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序组装。图中温度计的示数为 ℃。
(2)由图乙可知海波是 (选填“晶体”或“非晶体”),海波的熔点是 ℃。海波在熔化过程中持续吸热,温度 (选填“升高”“降低”或“不变”),内能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
13.(2024·山东泰安·中考真题)小文同学用如图甲所示装置“探究固体熔化时温度的变化规律”,用温度计分别测量a、b两种物质的温度,温度随时间变化的关系图像如图乙所示。
(1)由实验可知, (选填“a”或“b”)物质是晶体。
(2)在第时,物质的状态是 (选填“固态”“液态”或“固液共存状态”)。
(3)某时刻测量物质的温度计示数如图丙所示,则示数为 。
(4)在加热过程中,物质的内能 (选填“增加”“减少”或“保持不变”)。
14.(2024·安徽宣城·二模)炎热的夏天,小明在小卖部买了一根冰棒,发现冰棒纸外有“白霜”,这是 (填物态变化名称)现象。
15.(2024·吉林·一模)去年冬天,“东北的大冻梨”火出了圈,将冻梨从寒冷的室外取回,放置一会儿就会发现,如图所示,冻梨的表面布满了白霜。请你用学过的物理知识解释白霜产生的原因。
16.(2024·吉林延边·一模)如图甲是“探究固体熔化时温度变化规律”的实验装置。
(1)实验中温度计示数随时间变化的图象如图乙,该固体的熔点为 ℃;第7min时试管中的物质处于 (选填“固”“液”或“固液共存”)态;
(2)实验过程中观察到试管内的固体熔化成液体后继续吸热最后沸腾,这说明试管内液体的沸点 (选填“高于”“低于”或“等于”)烧杯内水的沸点。
17.(2024·甘肃定西·一模)夏天从冰箱中取出苹果,常看到苹果先湿后干的现象,此现象反映的物态变化过程是( )
A.先液化后汽化 B.先升华后液化 C.先熔化后汽化 D.先凝华后升华
18.(2024·湖南岳阳·二模)自然现象中蕴含着丰富的与物态变化有关的物理知识,下图中属于凝固现象的是( )
A.草叶上的露珠 B.冬天河面上的冰
C.山上的白雾 D.树枝上的雾凇
19.(2025·北京丰台·一模)小京为探究水沸腾前后温度随吸收热量变化的特点,进行了如下实验:用如图甲所示的装置给一定质量的水加热,根据实验数据得到了水的温度随加热时间变化的关系图像,如图乙所示。
(1)在此实验中,水吸收的热量是通过 来反映的;
(2)由图像可得出的实验结论:水在沸腾前,吸收热量,温度升高;水在沸腾过程中, ;
(3)为了缩短从加热到沸腾的时间,可以采取的措施是 。
20.(2025·北京顺义·一模)下列说法正确的是( )
A.雾的形成是熔化现象
B.雨的形成是汽化现象
C.雪的形成是升华现象
D.霜的形成是凝华现象
21.(2025·四川绵阳·二模)神奇的金属“镓”,熔点只有28C,如图所示,将其托在手心里。则( )
A.此时“镓”必将会汽化为气体
B.此时“镓”不可能液化也不可能熔化
C.“镓”可能是晶体也可能是非晶体
D."“镓”变为液体的过程中将从手心吸收热量
22.(2025·天津和平·一模)生活处处有物理:图是从冰箱冷冻室里拿出的一块冻肉,过一会儿看到其表面有一层“白霜”,这是一种 现象;用湿手触摸片刻会感觉手指被“黏”住了,这是因为手上的水发生 。(均填物态变化名称)
23.(2025·广东广州·一模)2024年10月30日,神舟十九号载人飞船点火升空,并与空间站组合体成功对接,“太空之吻”再现苍穹。对此过程中,下列说法正确的是( )
A.对接后,以空间站为参照物,神舟十九号飞船是运动的
B.火箭表面的特殊涂层,高温下会升华,吸收大量的热
C.空间站利用太阳能提供能量,太阳能是不可再生能源
D.地面控制中心是通过超声波与空间站内的航天员相互交流信息的
24.(2025·四川绵阳·二模)如图是“探究水沸腾时温度变化的特点”实验结束后根据观察、记录,绘制的水沸腾前后的温度与时间关系的图像。则( )
A.水的沸点不是100℃,可能读数有误
B.水沸腾时有大量气泡冒出,并不能说明水内部也在汽化
C.沸腾过程中水的内能不变
D.沸腾前的温度一时间图像越来越平缓,是因为温度越高,散热越快,升温越慢
25.(2025·湖南永州·一模)“二十四节气”是我国古代农耕文明的伟大成就之一,包括一年中时令、气候等方面的变化规律,已被列入联合国教科文组织人类非物质文化遗产。诗句“一朝秋暮露成霜”描述了“霜降”前后的气温变化。如图所示,下列对诗句中所涉及的自然现象分析正确的是( )
A.霜和露都是固体 B.霜是由露凝固形成的
C.露是由霜液化形成的 D.露和霜的形成过程都要放热
26.(2025·江苏南通·一模)小明探究冰熔化特点的实验装置如图甲。
(1)实验中,宜选用 (选填“碎冰块”或“体积较大的冰块”);
(2)实验中某时刻温度计示数如图乙,该物质此时的温度为 ℃;
(3)冰在加热过程中温度随时间变化的图像如图丙,加热到第3min时,冰的状态为 (选填“固态”“液态”或“固液共存态”).冰的熔化过程经历的时间为 min,图中AB过程中冰的内能 ;
(4)图丙中AB段和CD段的倾斜程度不同,其主要原因是 。
27.诗词是中华优秀传统文化中的一块瑰宝。下列诗句中加点的字所对应自然现象的形成过程,属于凝固的是( )
A.白露秋分夜,一夜凉一夜
B.塞外悲风切,交河冰已结
C.鸡声茅店月,人迹板桥霜
D.冰消出镜水,梅散入风香
28.小明利用如图甲所示装置探究冰的熔化特点,每隔相同时间记录一次温度计的示数,绘制成如图乙所示图像,下列说法中正确的是( )
A.图像中BC段试管中只存在固态碎冰
B.图像中C点的温度和内能均与B点相同
C.图像中CD段的比热容比AB段的比热容大
D.图像中AB段比CD段升温快说明在相等时间内冰比水吸热多
29.探究“冰熔化和水吸热升温时”的特点,小明用水浴法对试管中的冰加热,如图甲所示。
(1)实验前调整横杆A,目的是为了使温度计玻璃泡与冰块 ;
(2)加热前,用温度计测得冰的初温如图乙,冰的初温是 ℃;
(3)用温度计测量出不同时刻试管中冰和水的温度,绘制出温度随时间变化的图像,如图丙;观察图丙可知:bc段发生的物态变化是 ;cd段不是直线,此过程中水吸热升温的特点是 ;到这段时间内,若烧杯中的水正在沸腾,那么试管内的水 沸腾;
(4)如图丁所示,烧杯中的水沸腾时,小明将注射器内的冷水注入烧杯中,发现烧杯中的水停止沸腾,则烧杯中水的沸点 (选填“升高”、“降低”或“不变”)。
30.如图所示是国家非物质文化遗产之一的“打铁花”,演出时师傅先在空旷场地搭建一个棚子,并利用熔炉将罐子里的铁屑 (填写物态变化,下同)成铁汁;接着表演者用花棒将高温的铁汁击打到棚上形成数米高的铁花,铁水与空气接触后在空中 成细小的铁颗粒落到地面。
31.小明同学为了测量家用养生壶的烧水效率,用额定功率为800W的养生壶,把1kg的水从20℃加热到100℃,用时480s,水吸收的热量为 J;电热水壶烧水的效率 ;水沸腾后,继续加热,水的温度将 (填“升高”、“不变”或“降低”)。[]
32.图甲是“探究水沸腾时温度变化的特点”实验装置
(1)图甲中温度计示数为 ℃;
(2)实验中除了图甲的器材,还需要的测量工具是 ;
(3)加热4分钟后,水开始沸腾,图乙是根据实验数据绘制的图像,分析图像可得:水沸腾过程中,吸收热量,温度 ;此时,向烧杯中加入适量冷水,发现烧杯内的水停止了沸腾,则此时烧瓶内水的沸点 (选填“大于”、“等于”或“小于”)98℃;
(4)加热过程中,能量通过酒精灯火焰从石棉网传递给烧杯,而不会从烧杯传递给石棉网,说明能量的转移具有 性。
33.塑料颗粒熔化后注入模具,在模具中冷却后制成塑料工艺品,在模具中发生的物态变化是( )
A.熔化 B.凝固 C.液化 D.凝华
34.在厨房中煮汤圆,需先将锅中水烧至沸腾,此时水面上方的“白气”是水蒸气 (填物态变化名称)而成的;水沸腾后将汤圆下锅,继续加热,看到汤圆上浮,上浮时汤圆受到的液体压强 (选填“变大”“变小”或“不变”);汤圆煮熟的过程中,主要是通过 的方式改变汤圆内能。
35.小明同学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)实验进行一段时间后,温度计的示数如图甲所示,为 ℃;
(2)他绘制了如图乙所示的温度随时间变化的图像,分析图像可知,水在沸腾时,吸热温度 ,此时气压 (选填“高于”、“等于”或“低于”)标准大气压。
36.二十四节气是中华民族农耕文明长期经验的积累和智慧的结晶,已被列入联合国教科文组织《人类非物质文化遗产代表作名录》。下列选项描述的节气所涉及的物态变化及吸、放热情况正确的是( )
A.“谷雨”节气,雨的形成是升华现象需要放热
B.“寒露”节气,露的形成是液化现象需要吸热
C.“霜降”节气,霜的形成是凝华现象需要放热
D.“大雪”节气,雪的形成是凝华现象需要吸热
37.【探究】冰块熔化的快慢与哪些因素有关?
【猜想与假设】
猜想一:可能与隔热的材料有关;
猜想二:可能与隔热材料包裹的厚度有关。
为了探究猜想一,现备有器材:三只相同的塑料杯、报纸、羊毛布料、相同大小的冰块若干、天平、温度计和刻度尺,还需要的测量工具是 。
【设计与进行实验】
(1)用温度计挑选温度相同的冰块;
(2)用天平称取三份相同的冰块,装入塑料杯中,分别标上A、B、C;
(3)如图甲所示,用 的隔热材料将A杯和B杯包裹 的厚度(均选填“相同”或“不同”),C杯不包裹,并开始计时;
(4)如图乙所示,当C杯中冰块完全熔化后,再每隔5min小心地揭开一点隔热材料,观察A杯、B杯、C杯中冰块是否已经完全熔化,记录A杯、B杯中冰块完全熔化的时间t1、t2。
【分析与论证】
分析数据,若 ,则冰块熔化的快慢与隔热的材料有关,羊毛布料隔热更好。
【评估与交流】
(1)炎热的夏天,冰棒更容易熔化。据此你认为冰块熔化的快慢还与 有关;
(2)若最后5min揭开隔热材料发现,A杯和B杯的冰块均已完全熔化,无法比较熔化所需时间。请提出改进方法: 。
【拓展】通过本次探究,请你帮忙改进外卖员的外卖箱: 。
38.小明利用图甲所示的实验装置“探究冰熔化时温度的变化规律”。
(1)实验中需要的测量工具是温度计和 ,应选用颗粒 (选填“较大”或“较小”)的碎冰。安装实验器材时,应按照 (选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序进行;
(2)图乙是根据实验数据绘制的图像,冰在A点时温度计的示数如图丙所示,为 ℃。试管内物质在A点时的内能 (选填“大于”、“小于”或“等于”)在B点时的内能。冰的熔化过程经历了 min。
39.
(1)如图所示,体温计的示数为 ℃;
(2)如图所示,弹簧测力计的示数是 N。
1. ①② ④⑥
【知识点】生活中的汽、液化现象、生活中的升、凝华现象、熔化的概念及现象、凝固的概念及现象
【详解】[1][2]①雪糕周围的“白气”是雪糕周围空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠,液化放热;
②露珠是水蒸气液化形成的小水滴,液化放热;
③雾凇是水蒸气凝华形成的小冰晶,凝华放热;
④燃烧蜡烛流的“泪”是固态蜡烛熔化形成的,熔化吸热;
⑤霜是由水蒸气凝华形成的小冰晶,凝华放热;
⑥冶炼用的“铁水”是固态铁熔化形成的,熔化吸热;故①②为液化现象,属于吸热过程的是④⑥。
2.A
【知识点】热传递改变物体的内能、熔化的概念及现象、生活中的汽、液化现象
【详解】A.冰冻肉卷变软是固态的冰变成液态的水,是熔化现象,故A正确;
B.锅内冒出“白气”是锅内冒出的水蒸气遇冷液化成小水滴,是液化现象,故B错误;
C.汤汁越煮越少是液态的水变成水蒸气,是汽化现象,故C错误;
D.煮熟食材是汤放出热量,食材吸收热量,所以是通过热传递改变内能的过程,故D错误。
故选A。
3.B
【知识点】生活中的汽、液化现象、生活中的升、凝华现象
【详解】A.物质从固态直接变为气态是升华过程,初春,青海湖的冰直接升华成水蒸气,故A错误;
B.物质从液态变为气态是汽化过程,夏天,西宁北川河的水汽化成水蒸气能调节周边空气湿度,故B正确;
C.雾是水蒸气遇冷液化形成的,故C错误;
D.雾凇是水蒸气遇冷凝华形成的,故D错误。
故选B。
4.C
【知识点】生活中的汽、液化现象
【详解】汽化是物质从液态变为气态的过程,焙干过程中,茶叶中的水分受热变成水蒸气散发到空气中,是液态水变为气态水蒸气,属于汽化现象,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
5.A
【知识点】沸腾的条件、沸点、大气压对液体沸点的影响
【详解】浇冷水后,瓶内水蒸气会遇冷液化形成小水珠,导致瓶内气压减小,水的沸点降低,因此可以观察到水重新沸腾起来,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
6. 汽化 放出 电磁感应
【知识点】生活中的汽、液化现象、发电机的构造和工作原理
【详解】[1]地下水在吸收热量后,会从液态转变为气态,这个过程被称为汽化。
[2]高温水蒸气被管道输送到发电设备,驱动发电机发电。然后,水蒸气再经过冷却塔。在冷却塔中,水蒸气会放出热量,从气态重新转变为液态,这个过程被称为液化。
[3]发电机的工作原理是基于电磁感应现象。当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流,这就是电磁感应现象。发电机就是利用这个原理,将机械能转化为电能。
7.B
【知识点】液化的概念和现象、做功改变物体的内能、通过做功改变物体内能时,能量的转化、热机工作过程中的能量转化
【详解】A.向瓶内打气,是通过压缩空气做功改变瓶内空气的内能,故A错误;
B.瓶塞跳起时,空气对瓶塞做功,将内能转化为瓶塞的机械能,所用瓶内空气内能减少,温度降低,故B正确;
C.瓶塞跳起时,烧瓶内出现的白雾是水蒸气液化形成的小水滴,故C错误;
D.热机压缩冲程中把机械能转化成内能,瓶塞跳起过程内能转化为机械能,能量的转化不同,故D错误。
故选B。
8.B
【知识点】液化的概念和现象、熔化与凝固的吸放热、升华与凝华的吸放热及其应用
【详解】A.霜是由水蒸气变成的小冰晶,是凝华现象,需要放热,故A错误;
B.露是由水蒸气变成的小水滴,是液化现象,需要放热,故B正确;
C.雾是由水蒸气变成的小水滴,是液化现象,需要放热,故C错误;
D.冰雪消融是冰雪变成水,是熔化现象,需要吸热,故D错误。
故选B。
9.D
【知识点】探究固体熔化时实验装置的组装顺序、探究固体熔化时温度的变化规律、熔化和凝固的图像
【详解】A.将装有适量碎冰的试管置于烧杯内的温水中,这样做不仅可以使碎冰受热均匀,而且便于记录各时刻的温度并观察冰的状态,故A错误;
B.图丙中温度计的分度值是1℃,液面在0刻度以下第3格,所以读数为-3℃,说明某时刻冰的温度是-3℃,而不是冰的熔点为-3℃,故B错误;
C.图乙中的时间内,冰在熔化过程中,冰在吸收热量,温度保持0℃不变,故C错误;
D.取0至t1时段与t2时刻后一段相等时间观察,则吸热相等,物质由固态冰变为液态水的过程中质量保持不变,水的比热容比冰大,由 知道,升高的温度不同,水升温比冰要慢,故D正确。
故选D。
10.A
【知识点】熔化与凝固的吸放热、升华与凝华的吸放热及其应用、生活中的汽、液化现象
【详解】A.冰雪消融,是固态冰雪变为液态水,属于熔化现象,吸收热量,故A符合题意;
B.雾起山峦,雾是空气中的水蒸气遇冷液化为液态的小水滴,液化需要放出热量,故B不符合题意;
C.凝气结霜,霜是空气中的水蒸气遇冷凝华为固体的冰晶,凝华需要放出热量,故C不符合题意;
D.滴水成冰,是液态水变为固态冰,是凝固现象,放热热量,故D不符合题意。
故选A。
11.(1) 温度计触碰到了烧杯壁 秒表
(2)a
(3)保持不变
(4)D
【知识点】探究水在沸腾前后温度变化的特点
【详解】(1)[1]图甲中温度计的使用存在的错误是温度计触碰到了烧杯壁,测温不准。
[2]除温度计外,还需要的测量工具是记录时间的秒表。
(2)沸腾前,上方水温低,气泡上升时,内部的气体和少量水蒸气遇冷液化,因而体积变小,气泡变小;沸腾时,水大量汽化,水蒸气不断进入气泡,且上升过程中水压变小,所以气泡变大。所以图乙中的图a表示水沸腾前的情况。
(3)分析图像可知:水沸腾时,持续吸热,但温度保持不变。
(4)将烧杯中的水倒掉一部分后继续加热,则因为水量减少,升温速度加快,最终温度升高到沸点不变,故选D。
12.(1) 自下而上 38
(2) 晶体 48 不变 增大
【知识点】探究固体熔化时温度的变化规律、探究固体熔化时实验装置的组装顺序、热传递改变物体的内能
【详解】(1)[1]关于实验装置的组装顺序,为了保证实验的安全和准确性,我们应该按照“自下而上”的顺序进行组装。这是因为如果先安装上面的部分,那么在安装下面的部分时可能会因为空间限制或者调整需要而频繁移动上面的部分,导致实验装置的不稳定或者误差增大。
[2]根据图甲中温度计的分度值(每个小格代表1℃)和液柱的位置,我们可以读出温度计的示数为38℃。
(2)[1][2]从图像中我们可以看出,海波在熔化过程中温度保持在一个恒定的值不变,这个值就是海波的熔点,为48℃。具有这种熔化特性的物质我们称之为晶体。因此,海波是晶体。
[3][4]由于海波是晶体,所以它在熔化过程中会持续吸热,但是温度却保持不变。同时,由于吸收了热量,所以海波的内能是增大的。
13.(1)a
(2)固液共存状态
(3)43
(4)增加
【知识点】熔化和凝固的图像
【详解】(1)由图乙可知,两种物质在熔化时吸热,但物质有段时间温度不变,说明该物质有固定的熔化温度即熔点,是晶体。
(2)a物质在4~8min时间内处于熔化过程,在第6分钟时,处于固液共存状态,熔化过程共持续了4分钟。
(3)温度计的分度值为1℃,故读数为43℃。
(4)在加热过程中,a物质持续吸热,故内能增加。
14.凝华
【知识点】升华与凝华的概念和现象
【详解】“白霜”是空气中的水蒸气遇到温度较低的冰棒直接凝华形成固态的小冰晶,所以是凝华现象。
15.见解析
【知识点】升华与凝华的概念和现象
【详解】冻梨表面的温度较低,室内温度较高的水蒸气遇到温度较低的冻梨凝华形成小冰晶吸附在冻梨上,所以冻梨的表面布满了白霜。
16.(1) 50 固液共存
(2)低于
【知识点】探究固体熔化时温度的变化规律、沸腾的条件、沸点
【详解】(1)[1][2]由图像乙可知,该固体在熔化过程中温度保持不变,保持不变的温度是熔点,即50℃,第7min时该物质在熔化过程中,因此是固液共存态。
(2)液体沸腾的条件需要达到沸点,并持续吸热;烧杯内的水沸腾时温度不变,因此试管内的液体可以在水中沸腾,说明试管内的液体的沸点低于水的沸点。
17.A
【知识点】生活中的汽、液化现象
【详解】刚从冰箱里取出的苹果温度较低,空气中的水蒸气遇到冷的苹果会液化为小水珠,发生液化现象;然后小水珠又慢慢蒸发成空气中的水蒸气,发生汽化现象,所以物态变化过程是先液化后蒸发。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
18.B
【知识点】升华与凝华的概念和现象、生活中的汽、液化现象、凝固的概念及现象
【详解】A.露珠是水蒸气遇冷变成液体的水,是液化现象,故A不符合题意;
B.冬天河面上的冰是液态的水变成固态的冰,是凝固现象,故B符合题意;
C.山上的白雾是水蒸气变成液态的小水滴,是液化现象,故C不符合题意;
D.雾凇是固态的小冰晶,是水蒸气遇冷直接变成的,是凝华现象,故D不符合题意。
故选B。
19.(1)加热时间
(2)见解析
(3)见解析
【知识点】探究水在沸腾前后温度变化的特点
【详解】(1)在此实验中,水吸收的热量是通过加热时间来反映的,加热时间越长,说明吸热越多。
(2)由图乙可知,水在沸腾前,吸收热量,温度升高;水在沸腾过程中吸热,但温度保持不变。
(3)为了缩短开始加热到沸腾的时间,可减小水的质量,其它条件不变时,水的质量减小,加热到沸腾所需吸热减少,加热时间变短。或取用初温较高的水,在其它条件不变时,初温较高时,加热到沸腾吸收的热量减少,加热时间变短。或给烧杯加盖,减小热损失,加热时间变短。
20.D
【知识点】生活中的汽、液化现象、生活中的升、凝华现象
【详解】A. 雾是水蒸气变成液态小水滴的过程,这是液化现象,故A错误;
B.雨的形成是水蒸气变成液态小水滴的过程,这是液化现象,故B错误;
C.雪是水蒸气直接变成固态雪花的过程,这是凝华现象,故C错误;
D.霜是通过水蒸气直接变成固态霜的过程,这是凝华现象,即气态直接变为固态的过程,故D正确。
故选D。
21.D
【知识点】熔化的概念及现象、熔点和凝固点、生活中的汽、液化现象
【详解】AB.已知镓的熔点为28℃,将其托在手心里,手心的温度通常低于100 ℃(人体正常体温约37℃),镓会先从固态熔化为液态,但此时手心温度远低于镓的沸点(镓的沸点远高于28℃),镓不会达到沸点,也就不会发生沸腾现象,虽然会有蒸发,但不会“必将”汽化为气体,故AB不符合题意;
C.镓是一种金属,还有熔点,通常以晶体形式存在,故C不符合题意;
D.镓从固态变为液态是熔化过程,熔化需要吸热,所以镓变为液体的过程中将从手心吸收热量,故D符合题意。
故选D 。
22. 凝华 凝固
【知识点】熔化的概念及现象、生活中的升、凝华现象
【详解】[1]物质由气态放热直接变成固态的过程叫凝华,霜就是水蒸气放热凝华成的固态小冰晶。
[2]物质由液态放热直接变成固态的过程叫凝固,湿手触摸片刻会感觉手指被“黏”住了,这是因为手上的水发生凝固变成了冰。
23.B
【知识点】机械运动的相对性、电磁波的应用、升华与凝华的概念和现象、可再生能源与不可再生能源
【详解】A.对接后,以空间站为参照物,神舟十九号飞船位置不发生改变,是静止的,故A错误;
B.火箭表面的特殊涂层,高温下物质状态由固态直接变为气态,物态变化为升华,该过程会吸收热量,故B正确;
C.太阳能可以源源不断的从环境中获取,属于可再生能源,故C错误;
D.由于真空不能传声,因此地面控制中心是通过电磁波与空间站内的航天员相互交流信息的,故D错误。
故选B。
24.D
【知识点】探究水在沸腾前后温度变化的特点、大气压对液体沸点的影响、沸腾的现象及特征、温度、热量与内能的区别与联系
【详解】A.水的沸点与水上方的气压有关,1个标准大气压时,水的沸点为100摄氏度,图像中,水的沸点为98摄氏度,可能是此时水上方的气压低于1个标准大气压,所以不一定是读数有误,故A不符合题意;
B.沸腾时,有水量气泡冒出,气泡内主要成分是水蒸气,是水内部不断有水汽化形成的,故B不符合题意;
C.沸腾过程,水的温度保持不变,但需要不停的吸收热量,所以内能增大,故C不符合题意;
D.沸腾前的温度-时间图像越来越平缓,是因为此时水的温度较高,与周围的温差较大,散热加快,升温变慢,故D符合题意。
故选D。
25.D
【知识点】生活中的汽、液化现象、生活中的升、凝华现象
【详解】露是空气中的水蒸气遇冷形成的小水珠,属于液化现象,液化放热;霜是空气中的水蒸气遇冷形成的小冰晶,属于凝华现象,凝华放热,故D正确,ABC错误。
故选D。
26.(1)碎冰块
(2)-2
(3) 固液共存态 4 增加
(4)见解析
【知识点】探究固体熔化时温度的变化规律、熔化和凝固的图像、比热容的概念、单位和物理意义
【详解】(1)实验中宜选用等质量的碎冰块,这样可以使冰块均匀受热,减小误差。
(2)由图乙可知,温度计的分度值为1℃,液面在0℃以下第2格,所以该物质此时的温度为−2℃。
(3)[1][2]由图像可知冰在第2min时开始熔化,在第6min时熔化完,冰的熔化过程经历了4min。第3min时,没熔化完,处于固液共存状态。
[3]图中AB段是冰吸热升温过程,则冰的内能增加。
(4)丙图中AB段是冰升温过程,CD段是水升温过程,AB段和CD段的倾斜程度不同,说明在相同时间内,吸收相同热量时,冰和水升高的温度不同。根据比热容的定义,质量相同的不同物质,吸收相同的热量,升高温度不同,比热容不同,所以表明了冰和水的比热容不同。
27.B
【知识点】熔化的概念及现象、生活中的汽、液化现象、生活中的升、凝华现象、凝固的概念及现象
【详解】物质从液态变成固态的变化过程叫凝固。
A.露是空气中水蒸气遇冷液化形成的小水滴,故A不符合题意;
B.冰是水由液态变成固态的过程,属于凝固现象,故B符合题意;
C.霜是空气中水蒸气遇冷凝华形成的小冰晶,故C不符合题意;
D.水是由冰熔化形成的,故D不符合题意。
故选B。
28.C
【知识点】不同物质的吸热本领、熔化和凝固的图像
【详解】A.由图乙可知,BC段冰熔化过程中温度不变,所以试管中为固液共存态,冰和水的混合物,故A错误;
B.由于BC段为冰的熔化过程,所以温度不变,由于持续吸热,所以内能逐渐增大,所以图像中C点的温度与B点相同,C点的内能大于B点的内能,故B错误;
CD.实验中用水浴法加热,相同时间内冰和水吸收的热量相同,所以图像中AB段和CD段在相等时间内吸热相同,图像中AB段比CD段升温快说明CD段的比热容比AB段的比热容大,故C正确,D错误。
故选C。
29.(1)充分接触
(2)-2
(3) 熔化 先快后慢 不会
(4)不变
【知识点】探究水在沸腾前后温度变化的特点、探究固体熔化时温度的变化规律、沸腾的条件、沸点、温度计的使用
【详解】(1)由于使用温度计时,温度计的玻璃泡应浸没在被测物体中,所以实验前调整横杆A,目的是为了使温度计玻璃泡与冰块充分接触。
(2)由图乙可知,温度计的分度值为2℃,温度计中的液面对齐0℃下方1小格位置,所以温度计示数为-2℃,故冰的初温是-2℃。
(3)[1]由图丙可知,bc段冰持续吸热,温度不变,由于冰是晶体,熔化过程中,温度保持在熔点不变,所以bc段冰处于熔化过程中。
[2]由图丙可知,cd段不是直线,在相同时间内,开始时,温度变化较快,后来温度变化较慢,所以此过程中水吸热升温的特点是先快后慢。
[3]由于沸腾的条件是达到沸点,并持续吸热,所以到这段时间内,烧杯中的水正在沸腾,则烧杯中的水达到沸点,则试管内的水也达到沸点,由于烧杯中的水温与试管内的水温相同,则试管内的水不能继续吸热,所以试管内的水不会沸腾。
(4)烧杯中的水沸腾时,小明将注射器内的冷水注入烧杯中,则烧杯中的水温降低,不能达到沸点,所以烧杯中的水停止沸腾;由于大气压不变时,水的沸点不变,故烧杯中水的沸点不变。
30. 熔化 凝固
【知识点】熔化的概念及现象、凝固的概念及现象
【详解】[1][2]物质从固态变成液态的变化过程叫做熔化,用熔炉将罐子里的铁屑由固态变成液态的铁汁,发生熔化现象;表演者用花棒将高温的铁汁击打到棚上形成数米高的铁花,铁水与空气接触后变成固态颗粒,发生凝固现象,铁颗粒落到地面。
31. 3.36×105 87.5% 不变
【知识点】电功率P=W/t的简单计算、沸腾的条件、沸点、计算物体温度变化时的吸放热
【详解】[1][2]水吸收的热量
电热水壶消耗的电能
电水壶加热的效率
[3]水沸腾后温度达到沸点,继续加热时水吸收的热量用于汽化,温度保持不变。
32.(1)95
(2)秒表
(3) 不变 等于
(4)方向
【知识点】探究水在沸腾前后温度变化的特点、大气压对液体沸点的影响、能量转移或转化有方向
【详解】(1)图甲中温度计的分度值为1℃,示数为95℃。
(2)实验中需要测量的物理量为温度、时间,除了图甲的器材,还需要的测量工具是测量时间的秒表。
(3)[1]加热4分钟后,水开始沸腾,图乙是根据实验数据绘制的图像,由图乙可得:水沸腾过程中,吸收热量,温度保持不变。
[2]水的沸点与气压有关,加水后,水面上方的气压不变,烧杯内水的沸点不变,由图乙得,水的沸点为98℃,则此时烧瓶内水的沸点为98℃。
(4)能量的转移具有方向性,加热过程中,能量通过酒精灯火焰从石棉网传递给烧杯,而不会从烧杯传递给石棉网。
33.B
【知识点】熔化的概念及现象、液化的概念和现象、升华与凝华的概念和现象、凝固的概念及现象
【详解】塑料颗粒熔化后注入钢模中冷却后便制成了塑料盆,是液态变成固态的过程,属于凝固。
故选B。
34. 液化 变小 热传递
【知识点】液体压强公式的简单应用、生活中的汽、液化现象、热传递改变物体的内能
【详解】[1]锅中水沸腾后水面上方的“白气”是水蒸气遇冷发生液化产生的小水滴。
[2]汤圆在锅中上浮时所处液体的深度变小,根据p=ρgh可知,受到的液体压强变小。
[3]汤圆煮熟的过程中,汤圆吸收热量,温度升高,内能增大,所以是通过热传递方式改变汤圆内能。
35.(1)94
(2) 不变 低于
【知识点】探究水在沸腾前后温度变化的特点
【详解】(1)由图甲知,温度计的分度值为1摄氏度,示数为94摄氏度。
(2)[1]由图乙知,第1min开始,水的温度保持不变,已经沸腾,所以水沸腾时,温度保持不变。
[2]水沸腾时的温度不到100摄氏度,水在标准大气压时沸点为100摄氏度,而水的沸点随着气压的增大而升高,所以此时气压低于标准大气压。
36.C
【知识点】升华与凝华的概念和现象、液化的概念和现象、凝固的概念及现象
【详解】A.“谷雨”节气,雨的形成主要是水蒸气遇冷放热的液化现象,故A错误;
B.“寒露”节气,露的形成是水蒸气遇冷放热的液化现象,故B错误;
C.“霜降”节气,固态的霜的形成是水蒸气遇冷放热的凝华现象,故C正确;
D.“大雪”节气,雪的形成是液态的水遇冷放热的凝华现象,故D错误。
故选C。
37. 秒表 不同 相同 t1>t2 环境温度 适量增加冰的质量 见详解
【知识点】探究固体熔化时温度的变化规律、熔化与凝固的吸放热
【详解】猜想与假设
[1]实验中需要比较冰熔化的快慢,所以需要用秒表测量时间。
设计与进行实验
[2][3]为了探究冰熔化快慢与隔热材料的关系,根据控制变量法,我们需控制其他条件相同,而改变材料,所以需要用不同的隔热材料将A杯和B杯包裹相同厚度,C杯不包裹,并开始计时。
分析与论证
[4]隔热性能越好,则温度下降越慢,故当t1>t2时,表明冰块熔化的快慢与隔热的材料有关,羊毛布料隔热更好。
评估与交流
[5]熔化需要达到熔点并继续吸热,炎热的夏天,冰棒更容易熔化,是由于夏天的温度更高,所以冰块熔化的快慢还可能与环境的温度有关。
[6]熔化的快慢与温度高低有关,可以减小热源的温度,也可以适当增加冰的质量,熔化所需要的时间更长。
拓展
[7]由羊毛布料隔热更好,因此外卖员的外卖箱要使用保温性能好的材料制作,或增加厚度。
38.(1) 秒表 较小 自下而上
(2) -2 小于 6
【知识点】探究固体熔化时实验装置的组装顺序、探究固体熔化时温度的变化规律、熔化和凝固的图像、温度、热量与内能的区别与联系
【详解】(1)[1][2][3]实验中需要测量冰熔化过程中温度随加热时间的变化情况,所以需要的测量工具是温度计和秒表;为了使冰块均匀受热,应选用颗粒较小的碎冰;安装实验器材时,放置好酒精灯,根据酒精灯火焰高度确定放置烧杯的铁圈高度,然后再固定试管、温度计,所以应按照自下而上的顺序进行。
(2)[1][2][3]如图丙所示,温度计分度值是1℃,液柱在0刻度线以下第二格处,示数为-2℃;冰在熔化过程中吸收热量,所以试管内物质在A点时的内能小于在B点时的内能;由图可知,冰从第4min开始熔化,到第10min熔化完,冰的熔化过程经历了6min。
39.(1)36.5
(2)2.8
【知识点】弹簧测力计的量程与读数、体温计
【详解】(1)由图知道,体温计的分度值为0.1℃,其示数为36.5℃。
(2)由图知道,弹簧测力计的分度值为0.2N,其示数为2.8N。
内能及其应用
考点分类
核心知识点
考查频率
星级
典型题型
内能基础
内能概念(与温度、质量、状态的关系)
高频
⭐⭐⭐⭐
填空、实验操作
改变内能的方式(做功/热传递)
高频
⭐⭐⭐⭐
计算题(少数地区考查)
热量与比热容
比热容的物理意义(吸热能力)
高频
⭐⭐⭐⭐⭐
实验探究/图像分析
热量的计算
高频
⭐⭐⭐⭐
生活情景
热机与能量转化
四冲程热机工作循环(压缩/做功冲程)
中频
⭐⭐⭐
实验探究题
热机效率计算(η=W有用/Q总)
中频
⭐⭐⭐
情境分析题
能量守恒与转化
能量守恒定律的应用
中频
⭐⭐
综合简答
永动机不可实现的物理解释
低频
⭐
情景分析
分值占比
全国平均占比 10-15%,计算题(30%)、实验题(25%)、生活应用题(35%)为主
命题特点
生活化:结合厨房热学现象(如炒菜用铁锅)、新能源汽车能量转换。
实验创新:探究"不同物质的吸热能力"(2024年广东卷"水与食用油对比实验")。
环保导向:分析热机尾气处理、清洁能源(如氢燃料)的热值计算。
易错点
混淆"温度""热量""内能"三者的物理意义(如"物体含热量多"错误表述)。
比热容计算时忽略状态变化(如冰熔化吸热未计入总热量)。
热机效率公式中混淆"有用功"与"总热量"。
1. 分值与题型
分值:预计 12-16分(选择题3-4道 + 1道实验题 + 1道综合计算题)。
题型分布:
基础题(6-8分):内能改变方式判断、比热容物理意义选择。
综合题(6-8分):热量计算(混合物质)、热机效率与环保措施分析。
2. 命题热点预测
科技热点:
动力电池散热系统设计(比热容与相变材料应用)。
氢能源汽车的热值计算(对比传统汽油车环保性)。
实验创新:
用温度传感器实时监测物质升温曲线(数字化实验)。
探究"做功改变内能"的定量关系(如压缩气体温度变化)。
社会关联:
碳中和目标下的能源转型(生物质能、太阳能热利用)。
北方冬季供暖系统的热效率优化(减少热损失措施)。
3. 重点关注方向
跨学科综合:
化学:燃料燃烧的化学能→内能转化效率分析。
地理:沿海/内陆地区昼夜温差与比热容的关联。
图像分析:
物质升温曲线斜率对比(比热容大小判断)。
热机工作循环的p-V图像与能量转化分析。
【思维导图】
【考点扫描】
考点一 分子热运动
物质的构成
1.一切物质都是由分子或原子组成的,分子之间有间隙。
2.组成物质的分子或原子具有物质的基本性质。
分子热运动
1.分子热运动:一切物质的分子都在不停地做无规则运动,这种无规则运动叫做分子的热运动。
2. 扩散现象:
(1)定义:不同物质在相互接触时,彼此进入对方的现象。
(2)扩散现象说明:
①一切物质的分子都在不停地做无规则的运动;
②分子之间有间隙。
(3)固体、液体、气体都可以发生扩散现象,只是扩散的快慢不同,气体间扩散速度最快,固体间扩散速度最慢。
(4)汽化、升华等物态变化过程也属于扩散现象。
(5)扩散速度与温度有关,温度越高,分子无规则运动越剧烈,扩散越快。由于分子的运动跟温度有关,所以这种无规则运动叫做分子的热运动。
分子间的作用力
1.分子之间存在着相互作用力
(1)分子之间的引力和斥力同时存在,处于正常状态的固态物质分子间的引力与斥力基本平衡,分子在其平衡位置附近振动。
(2)物体受到拉伸时,分子间距离变大,分子间引力更为显著。
(3)当物体受到压缩时,分子间距离变小,分子间斥力作用更为显著。
考点二 内能
内能
1.定义:物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和,叫做物体的内能。
5. 影响物体内能大小的因素:
(1)温度:在物体的质量、材料、状态相同时,物体的温度升高,内能增大,温度降低,内能减小;反之,物体的内能增大,温度却不一定升高(例如晶体在熔化的过程中要不断吸热,内能增大,而温度却保持不变),内能减小,温度也不一定降低(例如晶体在凝固的过程中要不断放热,内能减小,而温度却保持不变)。
(2)质量:在物体的温度、材料、状态相同时,物体的质量越大,物体的内能越大。
(3)材料:在温度、质量和状态相同时,物体的材料不同,物体的内能可能不同。
(4)存在状态:在物体的温度、材料质量相同时,物体存在的状态不同时,物体的内能也可能不同。
改变物体内能的方法:做功和热传递
(1)做功:
做功可以改变内能:对物体做功物体内能会增加(将机械能转化为内能)。
物体对外做功物体内能会减少(将内能转化为机械能)。
做功改变内能的实质:内能和其他形式的能(主要是机械能)的相互转化的过程。
如果仅通过做功改变内能,可以用做功多少度量内能的改变大小。
(2)热传递:
定义:热传递是热量从高温物体传到低温物体或从同一物体的高温部分传到低温部分的过程。
热量:在热传递过程中,传递内能的多少叫做热量。热量的单位是焦耳。(热量是变化量,只能说“吸收热量”或“放出热量”,不能说“含”、“有”热量。“传递温度”的说法也是错的。)
热传递过程中,高温物体放出热量,温度降低,内能减少;低温物体吸收热量,温度升高,内能增加;
内能的理解
(1)内能是指物体的内能,不是分子的内能,更不能说内能是个别分子和少数分子所具有的。内能是物体内部所有分子共同具有的动能和势能的总和,所以,单纯考虑一个分子的动能和势能是没有现实意义的。
(2)任何物体存任何情况下都有内能。
(3)内能具有不可测性。只能比较物体内能的大小,不能确定这个物体具有的内能究竟是多少,因为内能是物体的所有分子具有的总能量,宏观量度比较困难。
(4)一切物体都具有内能。一个物体温度越高内能越大。我们易误认为“0℃”的物体没有内能。
内能的应用
(1)利用内能来加热:实质是热传递。
(2)利用内能来做功:实质是内能转化为机械能。
考点三 比热容
比热容
(1)定义:单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃时吸收(或放出)的热量。
比热容用符号c表示,它的单位是焦每千克摄氏度,符号是J/(kg·℃)
比热容是表示物体吸热或放热能力的物理量。
(2)物理意义:水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃),物理意义为:1kg的水温度升高(或降低)1℃,吸收(或放出)的热量为4.2×103J。
(3)比热容是物质的一种特性,比热容的大小与物体的种类、状态有关,与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。
(4)比较比热容的方法:
①质量相同,升高温度相同,比较吸收热量多少(加热时间):吸收热量多,比热容大。
②质量相同,吸收热量(加热时间)相同,比较升高温度:温度升高慢,比热容大。
(5)比热容的应用
1.比热容的大小与物质的种类和物质的状态有关。不同物质的比热容一般不同。同种物质在同一状态下,比热是一个不变的定值。如果物质的状态改变了,比热容的大小随之改变,如水变成冰。
2.水的比热容较大。这就意味着,在同样受热或冷却的情况下,水的温度变化要小些。水的这个特征对气候的影响很大。在受太阳照射条件相同时,白天沿海地区比内陆地区温度升高的慢,夜晚沿海地区温度降低也少。所以一天之中,沿海地区温度变化小,内陆地区温度变化大。在一年之中,夏季内陆比沿海炎热,冬季内陆比沿海寒冷。
水比热容大的特点,在生产生活中也经常利用。如汽车发动机、发电机等机器,在工作时要发热,通常要用循环流动的水来冷却。冬季也常用热水取暖。
热量的计算公式
(1)温度升高时用:
Q吸=cm(t-t0)
c=
m=
t=+ t0
t0=t-
(2)温度降低时用:
Q放=cm(t0-t)
c=
m=
t0=+ t
t=t0-
(3)只给出温度变化量时用:
Q=cm△t
c=
m=
△t=
Q—热量—焦耳(J);c—比热容—焦耳每千克摄氏度(J/(kg·℃));m—质量—千克(kg);t—末温—摄氏度(℃);t0—初温—摄氏度(℃)
由公式Q=cm△t可知:物体吸收或放出热量的多少是由物体的比热容、质量和温度变化量这三个因素决定的。
考点四 热机
热机
定义:热机是利用内能来做功,把内能转化为机械能的机器。
热机的种类:蒸汽机、内燃机(汽油机和柴油机)、汽轮机、喷气发动机等
内燃机
1.汽油机
(1)汽油机的构造:气缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、火花塞。
(2)汽油机的工作过程:吸气、压缩、做功、排气。
吸气冲程。进气门打开,排气门关闭,活塞由气缸最上端向下运动,汽油和空气的混合物从进气门被吸入气缸。当活塞运动到最下端时,进气门关闭。
压缩冲程。进气门和排气门都关闭,活塞由气缸的最下端向上运动,燃料混合物被压缩,气缸内温度升高,气压增大。
做功冲程。在压缩冲程结束后,火花塞产生电火花,点燃燃料混合物。燃料混合物剧烈燃烧,产生高温、高压燃气,推动活塞向下运动,并通过连杆驱使曲轴转动。
排气冲程。进气门关闭,排气门打开,活塞从气缸最下端向上运动,把废弃排出气缸,为下一个循环做好准备。
2.柴油机
(1)柴油机的构造:气缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、喷油嘴。
(2)柴油机的工作过程:吸气、压缩、做功、排气。
吸气冲程。进气门打开,排气门关闭,活塞由气缸最上端向下运动,空气从进气门被吸入气缸。当活塞运动到最下端时,进气门关闭。
压缩冲程。进气门和排气门都关闭,活塞由气缸的最下端向上运动,燃料混合物被压缩,气缸内温度升高,其温度超过柴油的燃点。
做功冲程。在压缩冲程结束后,由喷油嘴向气缸内喷射雾状的柴油,这些柴油在气缸内高温的空气中剧烈燃烧,产生高温、高压燃气,推动活塞向下运动,并通过连杆驱使曲轴转动。
排气冲程。进气门关闭,排气门打开,活塞从气缸最下端向上运动,把废弃排出气缸,为下一个循环做好准备。
内燃机的理解
1.内燃机:内燃机活塞在汽缸内往复运动时,从气缸的一端运动到另一端的过程,叫做一个冲程。
四冲程内燃机包括四个冲程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
2.内燃机的工作原理:
(1)汽油机和柴油机的工作原理:汽油或柴油在气缸里燃烧时生成高温高压的燃气,用来推动活塞做功。活塞通过连杆使内燃机的飞轮转动,从而带动其他机械转动。
(2)活塞在气缸内往复运动,从气缸的一端运动到另一端的过程,叫做一个冲程。
(3)在一个工作循环中,汽缸内的活塞往复两次,曲轴转动两周。
(4)四个冲程中只有做功冲程燃气对外做功,其他三个冲程都是靠飞轮惯性完成的。
(5)一个工作循环有两次能量转化,在压缩过程中,机械能转化为内能,在做功过程中,内能转化为机械能。
热值
燃料燃烧,使燃料的化学能转化为内能。
(1)定义:1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值。用符号q表示。
单位:固体燃料的热值的单位是焦耳每千克(J/kg)、气体燃料的热值的单位是焦耳每立方米(J/m3)。
热值是燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧等无关。
(2)公式:
①Q=qm m= q=
Q—放出的热量—焦耳(J);q—热值—焦耳每千克(J/kg);m—燃料质量—千克(kg)。
②Q=qV V= q=
Q—放出的热量—焦耳(J);q—热值—焦耳每立方米(J/m3);V—燃料体积—立方米(m3)。
(3)物理意义:
酒精的热值是3.0×107J/kg,它表示:1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。
煤气的热值是3.9×107J/m3,它表示:1m3煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J。
考点五 热机的效率
1. 影响燃料有效利用的因素:一是燃料很难完全燃烧,二是燃料燃烧放出的热量散失很多,只有一小部分被有效利用。
2. 有效利用燃料的一些方法:把煤磨成粉末状、用空气吹进炉膛(提高燃烧的完全程度);以较强的气流,将煤粉在炉膛里吹起来燃烧(减少烟气带走的热量)。
3. 热机的效率:热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。热机的效率是热机性能的一个重要标志,与热机的功率无关。
4. 公式: Q总= Q有用= Q总η
由于热机在工作过程中总有能量损失,所以热机的效率总小于1。
5. 热机能量损失的主要途径:废气内内、散热损失、机器损失。
6. 提高热机效率的途径:
(1)使燃料充分燃烧,尽量减小各种热量损失;
(2)机件间保持良好的润滑,减小摩擦。
(3)在热机的各种能量损失中,废气带走的能量最多,设法利用废气的能量,是提高燃料利用率的重要措施。
7. 常见热机的效率:蒸汽机6%~15%、汽油机20%~30%、柴油机30%~45%
内燃机的效率比蒸汽机高,柴油机的效率比汽油机高。
考点六 能量转换和守恒
1. 能量:能量存在多种形式,如机械能、内能、电能、化学能、光能、核能等.
2. 能量的转化:在一定条件下,各种形式的能量是可以相互转化的(如图).
3. 能量守恒定律:能量既不会凭空消失,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变.
4. 能量转移、转化的特点:具有方向性.
【技巧点拨】
技巧 分子热运动与扩散现象的辨析
扩散现象是指不同物质相互接触时,可以彼此进入对方中去的现象,扩散现象是分子热运动的结果。
(1)扩散现象只能发生在不同的物质之间,同种物质间是不能发生扩散现象的。例如:冷热水混合,虽然冷水分子和热水分子都能彼此进入对方,但不是扩散现象。
(2)扩散现象能反映分子的无规则运动。而灰尘颗粒、大雾中的微粒及烟尘中的微粒等肉眼能观察到的分子聚合体在外力下的机械运动,都不是扩散现象。
(3)扩散是人能够直接观察或感知到的宏观现象;分子的无规则运动是微观现象,人无法直接观察。因此不能说“观察到分子无规则运动”,或“分子的扩散现象”。
技巧 分子间作用力的理解
分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的。
(1)当分子间距离等于r0(r0=10-10m)时,分子间引力和斥力相等,合力为0,对外不显力;
(2)当分子间距离减小,小于r0时,分子间引力和斥力都增大,但斥力增大得更快,斥力大于引力,分子间作用力表现为斥力;
(3)当分子间距离增大,大于r0时,分子间引力和斥力都减小,但斥力减小得更快,引力大于斥力,分子间作用力表现为引力;
(4)当分子间距离继续增大,分子间作用力继续减小,当分子间距离大于10 r0时,分子间作用力就变得十分微弱,可以忽略了。
技巧 分子热运动与机械运动的辨析理解
技巧 做功和热传递的理解应用
在热传递过程中,是内能在物体间的转移,能的形式并未发生改变;
在热传递过程中,若不计能量损失,则高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量;
因为在热传递过程中传递的是能量而不是温度,所以在热传递过程中,高温物体降低的温度不一定等于低温物体升高的温度;
热传递的条件:存在温度差。如果没有温度差,就不会发生热传递。
做功和热传递改变物体内能上是等效的。
技巧 温度、热量和内能的理解应用
注:热量是一个过程量,不能说物体中含有多少热量,只能用“吸收”和“放出”来描述.
温度
热量
内能
定义
宏观上表示物体的冷热程度;微观上反映物体中大量分子无规则运动的剧烈程度
热传递过程中传递能量的多少
热运动的分子动能和分子势能的总和
量的性质
状态量
过程量
状态量
表述
用“降低”“升高”
“降低到”“升高到”
“是”等表述
用“放出”“吸收”、等表述
用“具有”“改变”“增加”
“减少” 等表述
单位
摄氏度(℃)
焦耳(J)
焦耳(J)
联系
(1)同一个物体温度越高,内能越 大 ;
(2)一切物体在任何时候任何状态下都具有内能,内能增加或减少,温度 不一定 (选填“一定”或“不一定”)改变(如晶体的熔化、凝固过程); (3)物体内能的变化,可能是吸收或放出了热量,也可能是外界对物体做了功或物体对外界做了功;
(4)吸收热量,内能 不一定 (选填“一定”或“不一定”)增加
技巧 汽油机和柴油机的比较
(1)汽油机的气缸顶部是火花塞;柴油机的气缸顶部是喷油嘴。
(2)汽油机吸气冲程吸入气缸的是汽油和空气组成的燃料混合物;柴油机吸气冲程吸入气缸的是空气。
(3)汽油机做功冲程的点火方式是点燃式;柴油机做功冲程的点火方式是压燃式。
(4)柴油机比汽油及效率高,比较经济,但笨重。
(5)汽油机和柴油机在运转之前都要靠外力辅助启动。
技巧 4-2-2-1工作原理的理解
在单缸四冲程内燃机中,吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环,每个工作循环曲轴转2周,活塞上下往复2次,做功1次。
在这四个冲程中只有做功冲程是燃气对活塞做功,而其它三个冲程(吸气冲程、压缩冲程和排气冲程)是依靠飞轮的惯性来完成的。
压缩冲程将机械能转化为内能。
做功冲程是由内能转化为机械能。
【易错指导】
易混易错点一:内能、热量和温度的理解易错
(1)内能和温度是状态量,热量是过程量,只能说吸收和放出热量或吸和放热。
(2)物体温度升高,内能增加;反之,温度不一定升高,例如晶体熔化和水沸腾。
(3)物体不对外做功,物体吸收热量,内能增加;反之,物体不一定吸收热量,也可能是外界对物体做功。
易混易错点二:比热容的理解易错
(1)比热容是物质的一种特性,只与物质的种类有关,与物体的质量、吸收或放出热量的多少、升高或降低的温度无关。
(2)比热容是表示物质的吸热能力强弱的物理量,比热容越大,吸或放热能力越强,水的比热容较大一般被选作汽车发动机的冷却液,注意和燃料的热值区分。
易混易错点三:热传递的条件分析不清易错?
热传递是热量从高温物体传到低温物体或从同一物体的高温部分传到低温部分的过程。而不是从能量高的物体传到能量低的物体。热传递只与温度高低有关,与能量高低无关。
热量:在热传递过程中,传递内能的多少叫做热量。热量的单位是焦耳。(热量是变化量,只能说“吸收热量”或“放出热量”,不能说“含”、“有”热量。“传递温度”的说法也是错的。)
热传递过程中,高温物体放出热量,温度降低,内能减少;低温物体吸收热量,温度升高,内能增加。
易混易错点四:汽油机的4221工作原理理解不透彻易错。
在单缸四冲程内燃机中,吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环,每个工作循环曲轴转2周,活塞上下往复2次,做功1次。
在这四个冲程中只有做功冲程是燃气对活塞做功,而其它三个冲程(吸气冲程、压缩冲程和排气冲程)是依靠飞轮的惯性来完成的。
易混易错点五:汽油机工作过程中能量转化记忆不清易错。
压缩冲程将机械能转化为内能。
做功冲程是由内能转化为机械能。
易混易错点六:热机效率与功率理解易错
(1)效率和功率没有关系,不能认为功率大效率就大。
(2)效率是百分数总是小于1。
1.(2024·四川绵阳·中考真题)如图所示,在试管内装10mL水,用橡胶塞塞住管口,对水加热,在水温从25℃上升到30℃的过程中,忽略水的质量变化,水吸收的热量等于 J;最终可以观察到橡胶塞受到水蒸气的压力而冲出去,该现象中的能量转化情况和汽油机的 (选填“压缩”或“做功”)冲程中的能量转化情况相同。已知,。
2.(2024·青海西宁·中考真题)如图所示是在青海省海西州德令哈市建成的熔盐塔式储能光热电站,是我国光热发电技术的重大突破。四周的定日镜将太阳光反射到中央的吸热塔,塔内的低温液态熔盐吸热升温,形成的高温液态熔盐被输送到蒸汽发生器,水吸收热量产生高温水蒸气,推动汽轮发电机组发电。在蒸汽发生器中水通过 的方式增大内能,光热电站将太阳能最终转化为 能。如果光热电站每天产生的电能是,这相当于完全燃烧 吨煤放出的热量()。
3.(2024·内蒙古通辽·中考真题)课外活动中,某同学将刚喝完水的空矿泉水瓶的瓶盖拧上,握住上下两部分,用力拧成如图所示的形状,会看到瓶盖被弹出,并发出爆响声,同时瓶口内出现白雾。拧瓶子过程中瓶盖未弹出前跟汽油机 冲程类似,瓶盖被弹出时,瓶内气体内能会 而导致温度降低,出现白雾。
4.(2024·山东东营·中考真题)取质量相同、初温相同的两种物质的粉末状样品a和b,用完全相同的加热装置同时对a、b加热,它们的温度随加热时间变化的图像如图所示。由图可知,物质a的比热容 (选填“大于”或“小于”)物质b的比热容;在t1~t2时间内,物质b的内能 (选填“增加”“减少”或“不变”)。(样品受热均匀,不计热损失)
5.(2024·江苏镇江·中考真题)如图所示为汽油机工作过程的示意图,其中表示做功冲程的是( )
A. B.
C. D.
6.(2024·陕西·中考真题)如图1,将水桶平放在地面上,向桶中倒入少量酒精,点燃酒精后,水桶向后喷出燃气并加速向前运动,此过程中,内能转化为 能,该能量转化过程与汽油机 冲程的相同;燃气停止喷出后,迅速堵住水桶口,在 的作用下,水桶变扁,如图2所示。
7.(2024·山东德州·中考真题)近年来我国大力提倡风力发电,如图为某小型风力发电机,已知该发电机1s内获得的风能E为8×104J,风能转化为电能的效率为25%,当地平均风速v为10m/s,发电机一天工作时间按5h计算。
(1)若发电机在1s内获得的风能E与风速v的定量关系为E=kv3,则常数k= J·(m/s)-3;
(2)发电机1天内产生的电能相当于完全燃烧多少千克煤放出的热量;(q煤=3.0×107J/kg)
(3)若发电机1天产生的电能全部用于给电动汽车提供动力,可供牵引力为1.2×103N的电动汽车以100km/h的速度匀速直线行驶多少小时。
8.(2024·山东德州·中考真题)如图是某同学用高压锅煮饭的情景,限压阀被气流顶起的过程与内燃机的 冲程原理相同,我们在开饭前就能闻到饭菜的香味,这是生活中的 现象。
9.(2024·江苏淮安·中考真题)2024年4月,两辆氢能源汽车实现了从北京到上海1500公里长距离运输测试,这是中国氢能源车辆首次大范围、长距离、跨区域的实际运输测试。如图所示是某款氢能源汽车,该款氢能源汽车在公路上行驶,用时,受到的牵引力为,消耗氢气,则此过程中汽车行驶的平均速度为 ,氢气燃烧放出的热量为 J,利用氢能的效率为 。()
10.(2024·海南·中考真题)火箭用液态气作为燃料,因为液态氢具有较高的 (选填“热值”或“比热容”);火箭升空过程中,燃料燃烧将 能转化为内能。
11.(2024·四川巴中·中考真题)小丽去郊游,上车时闻到汽油味,这是 现象。通过交流得知该车的发动机为汽油机,若某单缸四冲程汽油机的转速为1200r/min,在1s内汽油机对外做了 次功。如果汽油机在某段时间内消耗了500g汽油,这些汽油完全燃烧可释放的热量为 J(q汽油=4.6×107J/kg)。
12.(2024·四川巴中·中考真题)如图所示,青瓦是古建筑常用的建筑材料,制瓦工艺有上千年的历史。制瓦工艺分为成坯、晒制、高温烧制等诸多流程。下列说法正确的是( )
A.晒制泥坯时,泥坯温度越高含有热量越多
B.高温烧制时,通过热传递的方式改变瓦片的内能
C.烧制青瓦时,燃料燃烧越充分其热值越大
D.在质地均匀的瓦上定型切割,瓦的密度变小
13.(2024·山东泰安·中考真题)关于下列四幅图的说法中,正确的是( )
①如甲图,试管中的水在升温过程中是通过热传递的方式增加内能的
②如乙图,两块表面光滑的铅块紧压后,下方可挂起重物,说明分子间有引力
③如丙图,燃气推动活塞向下运动,活塞的机械能转化为燃气的内能
④如丁图,水沸腾时不断吸收热量,温度保持不变
A.只有①③正确 B.只有①②④正确 C.只有②④正确 D.①②③④都正确
14.(2025·北京顺义·一模)图甲为我国国家博物馆展出的青铜冰鉴,堪称世界上最早的冰箱。青铜冰鉴分为两层,外层为鉴,内层为缶,盛夏之时,鉴内放冰,缶内放酒,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.缶内的酒通过热传递改变内能
B.当鉴中冰的温度为0℃时,其内能为0J
C.缶内酒的温度始终低于鉴内冰的温度
D.冰块吸热熔化成为水的过程中内能保持不变
15.(2025·广东广州·一模)如图所示,将一个空易拉罐的底部钻一个小孔,从易拉罐开口端向罐内喷适量酒精喷雾,然后将一个空纸杯迅速套上。用细线将易拉罐水平悬挂在铁架台上,将点燃的打火枪靠近底部的小孔,纸杯就会“向前”飞去。纸杯飞出过程中,下列说法正确的是( )
A.罐内气体对纸杯做了功
B.罐内气体的内能增加
C.能量转化情况与内燃机的压缩冲程相同
D.能量转化情况与内燃机的排气冲程相同
16.(2025·广东广州·一模)如图所示的“胶囊胃镜”是一种磁控微型机器人,重0.05N,患者吞服后15分钟即可完成胃部检查。胶囊的质量为 g,胶囊材料比热容为2000J/(kg·°C),胶囊进入胃部后,温度从25°C上升到37°C,该过程胶囊吸收 J的热量。(g取10N/kg)
17.(2025·北京丰台·一模)下列说法正确的是( )
A.炒菜时菜香四溢,属于扩散现象
B.冬天双手互搓,手的温度升高,是通过做功的方式改变手的内能
C.汽油机的压缩冲程中,活塞压缩气体,将内能转化为机械能
D.内陆地区比沿海地区昼夜温差大,原因之一是砂石的比热容比水的比热容大
18.(2025·江苏无锡·二模)某品牌太阳能热水器的光热转换效率为,该太阳能热水器内装有100kg、温度为的水,阳光照射一天后,水温升高,则热水器内的水吸收了 的热量,这些热量由太阳能转化而来,热水器接收的总的太阳能相当于完全燃烧了 的天然气。(已知水的比热容为,天然气的热值约为。)
19.(2025·广东惠州·一模)我国航天技术已达到世界领先水平,在跨学科实践课上,某小组开展了“制作火箭模型”的学习活动,下面是该小组同学交流的实践过程。
(1)了解火箭的相关知识:2024年10月30日,搭载神舟十九号载人飞船的长征二号遥十九运载火箭点火发射,如题图甲所示。火箭刚发射时,它的机械能 (选填“增加”“减小”或“不变”)。火箭产生的高温火焰向下喷射到发射台的地面,发射台遇到这样的高温容易发生 (填物态变化名称),为了保护发射台,在发射台底建了一个大水池,让火焰喷射到水中,利用水的 (填物态变化名称)来吸收大量的热量。火箭升空的瞬间伴有的庞大白色气团实质是 ;选填“小水滴”“烟雾”或“水蒸气”)。
(2)制作并发射:同学们制作了“水火箭”并进行发射,如图乙、丙所示,给“水火箭”打气,打开阀门,水向下喷出,“水火箭”一飞冲天,使用打气筒打气时的能量转化与汽油机的 冲程的能量转化相同,使“水火箭”上升的力的施力物体是 (选填“打气的同学”或“喷出的水”)。
(3)项目评估:小组的同学们制作好了“水火箭”后开展飞行比赛,发现“水火箭”在竖直方向上升高的高度不容易测量,同学们讨论后认为可以通过测量“水火箭”的 来评选出“最佳飞行奖”。(写出一种方法即可)
20.(2025·广东惠州·一模)市场上出现了很多新能源汽车,其中的氢能源汽车选氢作为燃料,这是因为氢的 较大,另外,氢能源汽车比燃油汽车环保,这是因为燃油汽车的发动机在工作过程中排放的尾气会放出大量的 (选填“内能”或“热量”),在城市地区容易造成 效应。
21.(2025·甘肃兰州·一模)2025年1月7日长征三号乙运载火箭成功将实践25号卫星送入预定轨道。此次在轨实验中,该卫星成功对目标卫星实施了燃料补加,验证了卫星延寿服务的关键技术。以下说法正确的是( )
A.火箭燃料未完全燃烧时的热值比完全燃烧时小
B.火箭发射时,地面水池上方产生大量的水雾弥漫在空中,属于扩散现象
C.火箭发动机周围使用隔热材料,可有效减少发动机向火箭其它部分进行热传递
D.燃料燃烧产生的高温高压燃气向下喷出,燃气对外做功,燃气内能增大
22.(2025·江苏南通·一模)阅读短文,回答问题。
综合实践活动一一电动汽车储能的项目化学习活动
【项目分解】
认识电动汽车及快充原理:了解电动汽车的充电性能
【项目实施】
(1)认识电动汽车及快充原理;
电动汽车因噪音小、智能化程度高、加速快,而备受人们青睐,如图甲,直流充电桩是一种为电动汽车补给能量的装置,它能够将电网中的交流电转化为直流电,再将电能充入汽车动力电池。通常,直流充电桩比交流充电桩的充电电压更高、电流更大,因而可实现快速充电。
①电动汽车行驶时极为安静,它是在 (选填“声源处”或“传播途中”)减弱噪声。北斗卫星利用 与电动汽车传递导航信息。电动汽车需紧急出行而电量不足时,应选择 (选填“直流”或“交流”)充电方式。
②下列关于电动汽车的说法中,不正确的是
A.电动车快充时,使用的导线要比慢充时粗
B.电动车在充电时,动力电池相当于用电器
C.人眼不能够看见电动车钥匙发射的红外线
D.高速行驶时,地面的支持力和其重力平衡
(2)了解电动车的充电性能。设汽车动力电池当前储能占充满状态储能的百分比为D。充电时,充电桩的充电功率P会随着D的变化而变化,同时用户还可以通过充电桩显示屏了解充电过程中的其他相关信息。现在测试一个直流充电桩对某辆电动汽车的充电性能,假定测试中充电桩输出的电能全部转化为动力电池的储能。充电前,D为30%,充电桩显示屏中充电时长、充电度数、充电费用示数均为0。开始充电后,P与D的关系如图乙(为方便计算,图像已作近似处理),充满后,立即停止充电。当D达到65%时充电桩显示屏的部分即时信息如下表所示:
充电电压/V
充电电流/A
充电时长/min
充电度数/kW·h
充电费用/元
______
100
35
21.0
31.20
①D从30%增至65%的过程中,充电功率大致的变化规律是 。当D为65%时,充电电压为 V。若充电过程中充电电费单价不变,则测试全过程的充电费用为 元。
②D从70%增至80%所需时间为t1,从80%增至100%所需时间为t2,且t1∶t2=1∶3,则测试全过程的充电总时长为 min。
【项目拓展】
若某电动汽车百公里耗电量为12kW·h/100km,某燃油车与该电动汽车用来做有用功的能量相同,则每行驶100km燃油车需要燃烧 kg的燃油。(已知电动汽车的效率为90%,燃油车的效率为36%,q燃油=5.0×107/kg)
23.(2025·广东东莞·一模)关于热量、热值和内能,下列说法正确的是( )
A.热传递过程中,内能大的物体放出热量
B.用煤气灶烧水时,煤气燃烧越充分,其热值越大
C.摩擦生热是通过热传递改变了物体的内能
D.物体温度升高,内能增大
24.(2025·广东东莞·二模)2025年4月11日0时47分,长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心点火升空,将通信技术试验卫星十七号顺利送入预定轨道,发射任务取得圆满成功。
(1)发射火箭时,为了保护发射台的铁架不被火箭向下喷射的高温火焰所熔化,工作人员在台底建造了一个大水池(导流槽),当高温火焰喷到水中时,产生了迅速扩展的庞大的白色“气团”,这些白色“气团”是 (选填“水蒸气”或“小水珠”);试验卫星十七号发射的时候,试验卫星十七号相对于火箭是 (选填“静止”或“运动”)的;
(2)如果试验卫星十七号在太空发射很强的超声波,在地球上 (选填“能”或“不能”)收到信号;
(3)火箭发射成功时,长征三号乙运载火箭的专家们流下了激动的泪水,对于他们来说,火箭发射时巨大的声响属于 (选填“噪声”或“乐音”);
(4)火箭发射时,燃料燃烧释放的能量转化为火箭的 能。从能量转化的角度分析,这与四冲程汽油机的 冲程能量转化情况相似。
25.(2025·江苏徐州·一模)如图所示的是汽油机的 冲程,此时进气门与排气门处于 状态,在此冲程中, 能转化为机械能。
26.(2025·江苏泰州·一模)2024年5月,我国首款百公斤级车载液氢系统“赛道1000”研制成功,可助力氢能重卡突破1000km续航里程,这是我国将液氢应用于交通运输领域的重大技术突破()。下列说法正确的是( )
A.氢能属于清洁能源
B.100kg的液氢含有的热量高达
C.若液氢没有完全燃烧,其热值会降低
D.氢能重卡排放的尾气温度越高,其热机效率越高
27.为了方便冷鲜食物的运输和配送,快递公司常用塑料泡沫盒作为包装盒,这主要是因为塑料泡沫的( )
A.密度小 B.导热性差
C.比热容小 D.导电性差
28.我国传统拨弦乐器古琴的音色悠远,音域宽广。演奏者通过调节琴弦的松紧可以进行调音,拧紧琴弦时,琴弦振动的 会发生改变;在一场古琴演奏会现场,当演奏者调试古琴发出悠扬的声音时,演奏者能闻到周围空气中弥漫着淡淡的檀香味,这是因为檀木的香气分子在不停地做 ;观看演出时禁止大声喧哗,这是在 控制噪声。
29.如图所示,在探究影响电流热效应的因素实验中,小明将电阻丝、()密封在两只完全相同的烧瓶内,瓶内装入初温、质量都相等的煤油,选用煤油而不选用水的理由是 ;闭合开关,通电一段时间后,左侧烧瓶内温度计的示数比右侧高,说明在电流和 相同时, ,通电导体产生的热量越多;若要利用此装置比较水和煤油的吸热能力,需要①将一个烧瓶内的煤油换成等质量的水,② 。
30.以下过程不发生物态变化。初温相同的两块金属甲、乙吸收了相同的热量,已知甲的比热容大于乙的比热容,以下说法中正确的是( )
A.甲的温度升高更多
B.乙的温度升高更多
C.甲和乙升高的温度一定不同
D.甲和乙升高的温度可能相同
31.茶叶蛋是中国传统美食,将鸡蛋和茶叶等配料入锅,小火煮熟,关火加盖焖至鸡蛋入味后即可食用.鸡蛋由生到熟,是通过 的方式改变内能;加热一段时间,鸡蛋的温度升高了10℃,此过程,一只质量为50g的鸡蛋吸收的热量为 J,煮熟关火后,发现这只鸡蛋悬浮在水中,这只鸡蛋此时受到的浮力 N。食用时,空气中弥漫着茶叶蛋的浓香,说明 。[g取10N/kg,鸡蛋的比热容]
32.将某物质放入试管中,再将试管放入装有水的烧杯中,如图甲所示。图乙所示是该物质从固态变成液态再变成固态的过程中温度随时间变化的图像。在标准大气压下,BC、EF段出现了固液共存。AD段持续加热,D时刻撤去酒精灯和装有水的烧杯。以下说法正确的是( )
A.EG段持续放热,该物质内能先不变后减少
B.第13分钟,该物质一定是固态
C.AD段该物质从固态变成液态,发生的物态变化是液化
D.与第13分钟相比,该物质第1分钟的分子运动更剧烈
33.质量为1kg的铁锅中加有1.5L初温20℃的水,放入煤气灶上加热,经过300s后,将水加热到100℃,消耗了0.024kg的煤气.已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),煤气的热值为4.2×107J/kg,求:
(1)水的内能增加了多少J?
(2)天然气完全燃烧放出的热量?
(3)燃气灶烧水的效率?
34.阅读下列短文,回答问题。
神州回程之旅——北京时间2024年11月4日1时24分,神舟十八号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。此次神舟十八号飞船返回地球依旧采用快速返回的技术,经过四个阶段,大约历时50分钟着陆到地面。
制动减速阶段:要使飞船返回地面,首先通过降低飞船的飞行速度,使其脱离原来的飞行轨道,从近400公里的圆形轨道,调整为近地点低于100公里的椭圆轨道,为返回地球做好前期准备。
自由滑行阶段:进入返回轨道后,返回舱与推进舱组合体以无动力飞行状态自由下降。当返回舱与推进舱组合体高度降至距离地面145千米时,推进舱和返回舱分离,推进舱在大气层中烧毁,返回舱继续下降。
再入大气层阶段:返回舱高速冲入大气层,与空气摩擦形成等离子区,高温高压的电离气体层包裹在返回舱表面,屏蔽了电磁波,使返回舱与地面失去联系,称为“黑障区”。对于黑障区的经历,神舟十六号航天员朱桂柱幽默地形容“一路火花带闪电,仿佛坐在太上老君的炼丹炉里”。
回收着陆阶段:距地面约10公里时,静压高度控制器触发,引导伞、减速伞、主伞依次打开,在距地1米时反推发动机点火,将落地速度降至安全范围,实现平稳着陆。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)返回舱高速冲入大气层,空气粒子会强烈撞击返回舱的表面,在这个过程中,返回舱的表面将会产生最高超过2000℃的高温,这时通过 的方式改变了返回舱表面内能。下列四幅图中,汽油机的 冲程(填冲程名称)和该过程的能量转化是一致的;
(2)飞船在轨道上运行时,若所受的力全部消失,飞船将 ;
(3)在“黑障”区返回舱无法与地面人员进行通讯的原因是: ;
(4)在距地1米时开启着陆反推发动机,将落地速度降低到一定范围,实现安全着陆。用到的物理知识与生活中哪些事例是一致的,请举一例: 。
35.如图是烈日下联合收割机收麦的场景。下列说法正确的是( )
A.发动机的做功冲程中,机械能转化为内能
B.阳光炙烤下的麦穗温度升高,所含的热量变多
C.利用水冷系统给发动机降温,是因为水的比热容较大
D.收割机尾气中的“燃油味”越浓,说明燃料燃烧得不充分,其热值会减小
36.如图是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图,它此时处于 冲程。当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”,此时汽油的热值 (选填“增大”、“不变”或“减小”),汽油机的工作效率会 (选填“增大”、“不变”或“减小”)。
37.四冲程汽油机工作时将内能转化为机械能的是 冲程。阳光暴晒下,汽车车厢内空气的内能是通过 的方式改变的;车胎上花纹磨损到一定程度必须更换,因为行驶时其与地面间的摩擦力 (选填“增大”或“减小”)。
38.如图所示,在试管内装适量水,用橡胶塞塞住管口,将水加热一段时间后,橡胶塞被推出,管口出现大量“白气”。下列说法正确的是( )
A.管口出现的“白气”是水蒸气
B.水蒸气推出橡胶塞导致水蒸气内能增加
C.水被加热的过程中,其内能是通过热传递的方式改变的
D.水蒸气推出橡胶塞的过程中,水蒸气对橡胶塞做功,其能量转化与汽油机压缩冲程相同
39.热学知识与人类生活息息相关。下列说法中正确的是( )
A.高压锅可将食物快速煮熟,是因为气压高,沸点低,水可以更快的沸腾
B.夏日花香四溢,说明温度越高,扩散现象越明显
C.内燃机在做功过程中,气缸内气体温度升高,内能增大
D.“一朝秋暮露成霜”霜是露凝华而成的
1. 210 做功
【知识点】计算物体温度变化时的吸放热、热机工作过程中的能量转化
【详解】[1]水的质量为
水需要吸收的热量为
[2]这个过程中水蒸气的内能转化为塞子的机械能,与四冲程汽油机的做功冲程相似。在做功冲程中,汽油机内部的高温高压燃气推动活塞向下运动,对外做功,将内能转化为机械能。
2. 热传递 电 48
【知识点】热值的公式及相关计算、热传递改变物体的内能、能量的转化
【详解】[1]在蒸汽发生器中水吸收热量产生高温水蒸气,是通过热传递的方式增大内能。
[2]四周的定日镜将太阳光反射到中央的吸热塔,塔内的低温液态熔盐吸热升温,形成的高温液态熔盐被输送到蒸汽发生器,水吸收热量产生高温水蒸气,推动汽轮发电机组发电。所以光热电站将太阳能最终转化为电能。
[3]煤的质量为
3. 压缩 减少
【知识点】汽油机的构造与工作过程、通过做功改变物体内能时,能量的转化
【详解】[1]拧瓶子过程中瓶盖未弹出前,压缩瓶内空气,瓶内空气的内能增加,将机械能转化为内能,汽油机的压缩冲程将活塞的机械能转化为汽缸内气体的内能,所以与汽油机的压缩冲程类似。
[2]瓶盖被弹出时,瓶内气体对瓶盖做功,内能减少,温度降低,水蒸气遇冷液化形成小水滴,出现白雾。
4. 大于 增加
【知识点】温度、热量与内能的区别与联系、不同物质的吸热本领
【详解】[1]由图可知,对a、b两物质加热,使两物质升高相同的温度,a物质加热的时间长,a物质吸收的热量多,a物质吸热能力强,则a物质的比热容大。
[2]在t1~t2时间内,物质b的温度保持不变,可能处于熔化过程中,由于物质b不断的吸收热量,则内能会增加。
5.B
【知识点】汽油机的构造与工作过程
【详解】A.进气门开启,活塞下行,气体流入汽缸,是吸气冲程,故A不符合题意;
B.两气门都关闭,活塞下行,汽缸容积变大,是做功冲程,故B符合题意;
C.两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程,故C不符合题意;
D.排气门开启,活塞上行,气体流出汽缸,是排气冲程,故D不符合题意。
故选B。
6. 机械 做功 大气压
【知识点】大气压的应用、通过做功改变物$$