江苏省无锡市2025-2026学年八年级上学期期末物理专项复习(实验探究题)

江苏省无锡市苏科版初二上册物理期末专项复习(实验探究题) 一.响度与振幅、距离发声体的关系(共1小题) 1.为了探究声音的特性,小丽同学做了如下几个实验: (1)如图甲,小丽将钢尺一端紧紧压在桌面边缘,钢尺伸出桌面的长度 (选填“相同”或“不同”),用大小不同的力拨动钢尺,可以得出声音的响度与振动的 有关; (2)图乙为小丽做的“水瓶琴”,在8个相同的水瓶中灌入质量不同的水,水面的高度不等。若用相同的力敲击它们,就可以发出不同的音调,盛水越多,敲击时发出声音的音调就越 。若用嘴依次用相同的力气吹瓶口,发出声音的音调最高的是 瓶; (3)小丽发现,琴弦松紧相同时,琴弦发出的音调还与弦线的材料、长度、粗细有关,于是她想利用几根弦做研究,如图丙所示,其中a、b、c、d四根弦线的松紧相同。若她选择b、d两弦线做实验,则研究的目的是探究音调与弦线 的关系,弦线越 ,琴弦发出的音调越高。 二.音调与发声体的形状、尺寸和材料的关系(共1小题) 2.在制作乐器的跨学科实践中,小红和几位同学受贾湖骨笛(图甲)的启发,计划利用生活中常见材料制作一种简易乐器。 (1)她首先用5只相同材料、相同厚度的玻璃量筒(如图乙)探究音调与哪些因素有关。各量筒内装有水,小红猜想气柱发声的音调可能与:A.气柱的长短有关;B.气柱的横截面积有关;C.水柱的长度有关。于是她在实验室找来了测量声音频率的仪表,用同样大小的力在量筒口上吹气,并记录声音的频率,如表(图丙): ①选择量筒c、d,小红用同样大小的力在它们口上吹气,发现发出的声音音调相同,说明气柱发声的音调与水柱的长度 (有关/无关); ②若探究猜想A,应选量筒 ;若选择的是量筒b、c,则探究的猜想是 (B/C); ③在量筒e口上吹气,所发出声音的频率可能是 Hz(380/300/240); ④小红又用同样大小的力敲击a和b,使它们发声,发现a发出的声音音调较低。 (2)小红找来7个相同的高脚杯,装入不同量的水制作成酒杯打击乐器,如图丁,用筷子敲击,发现能发出“1、2、3、4、5、6、7”不同音阶的声音来。 ①敲击 (填字母序号)杯时,发出的是“7”音; ②小红演奏时,同学们一听就知道是乐曲《茉莉花》,同学们 (是/不是)根据音色来辨别的。 三.纸锥下落速度实验(共1小题) 3.小明取两张等大的圆形纸,将它们做成图甲所示的两个锥角不等的纸锥,用它们来“比较两个纸锥下落快慢”的实验。 (1)为了便于比较纸锥下落的快慢,应将纸锥按如图乙中的 (选填“A”或“B”)所示的位置释放; (2)关于比较纸锥下落快慢有以下三种方法: ①比较两个纸锥哪个先着地,先着地的纸锥运动快; ②拍摄纸锥下落过程的照片,哪个纸锥在下方,哪个纸锥下落得快; ③测量出纸锥下落的高度和时间,算出下落的速度,速度大的运动快。 针对以上这三种方法,其中利用相同的路程比较时间的是 ; (3)测量纸锥的下落速度: ①想测算一个纸锥的下落速度,测量原理是 。 ②将大小纸锥从同一高度同时释放,丁图是下落过程中某一时刻的图片。在测量两个纸锥的下落速度时,发现时间较难测量,为了便于测量时间,应在图甲中选择 (选填“大”或“小”)纸锥进行实验较好,两个纸锥的起点位置应适当放置的较 (选填“高”或“低”)。观察仔细的小明发现有时纸锥不能竖直下落,会导致测量的速度 (选填“偏大”或“偏小”)。 ③小明用频闪照相机通过每隔0.1s的时间曝光一次的方法拍摄记录下纸锥的运动过程,如图丙所示是纸锥运动过程中其中一段的照片,若图丙中所使用纸锥的实际高为6.00cm,那么实际情景中纸锥从A到B的平均速度为 m/s。 四.实验测量平均速度(共1小题) 4.某物理小组的同学在“测小车的平均速度”的实验中,设计了如下图所示的实验装置:小车从带刻度(分度值为1cm)的斜面顶端由静止下滑,图中显示了小车到达B、C两处的时刻(数字分别表示“分:秒”)。 (1)根据公式 可以计算速度。 (2)为了方便计时,应使斜面的坡度较 (填“大”或“小”)。 (3)请根据图中信息回答:A处停表读数为: s:sBC= cm;vAB= m/s;vBC= m/s。 (4)由实验看出,小车在下滑过程中速度越来越 ,是在做 运动。 (5)如果让小车过了A点后才开始计时,则会使所测AC段的平均速度vAC偏 (填“大”或“小”)。 五.探究光反射时的规律(共2小题) 5.在“探究光反射的规律”时,小李进行了如图甲所示的实验。 (1)如图甲所示,平面镜放在水平桌面,将白色硬纸板 放置在平面镜上,实验中白色纸板的作用是 。在探究反射角和入射角的大小关系时的操作是 ,然后得出结论,多次实验的目的是 。 (2)如图乙所示,将右边纸板绕ON向后折,在NOF面上看不到反射光线,此时,反射光 (填“存在”或“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,由此说明 。 (4)若将纸板整体向后倾斜(如图丁所示),此时,反射光线 (选填字母序号)。 A.被纸板挡住; B.仍在纸板上呈现; C.在纸板前方。 (5)若将纸板倾斜如图丁所示,让光束仍贴着纸板沿原来纸板上方向射到镜面,此时与图甲情形对比,发生改变的有 (填字母序号)。 ①法线位置; ②反射光线方向; ③入射角度数; ④反射角与入射角的大小关系; A.只有①②改变; B.只有②改变; C.只有②③改变; D.只有②③④改变。 6.在“探究光反射的规律”时,小李进行了如图甲所示的实验。 (1)如图甲所示,平面镜放在水平桌面,要在白纸板上同时观察到反射光线和入射光线,需要将白色硬纸板 放置在平面镜上;实验时多次改变入射角的大小进行实验,然后得出结论,多次实验的目的是 ; (2)如图乙,将纸板绕ON向后折,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 (5)实验中透过平面镜看到它的下面也有“白板和光路”,这种现象形成的原理 (是/不是)光的反射规律; (6)实验探究过程中对于法线的理解,下列说法正确的是 。 A.法线是真实存在的一条光线 B.法线可以帮助我们判断并测出入射角和反射角 C.法线有助于确定反射光线、入射光线在同一个平面 六.探究平面镜成像的特点(共2小题) 7.如图所示,是小明在水平桌面上探究“平面镜成像的特点”时的实验装置。 (1)在实验中用 (茶色/透明)玻璃板平板玻璃代替平面镜,所成的像更清楚是由于它的透光性差些,反射光线更 (多/少),成像更清晰; (2)在验证像与物到镜面的距离是否相等时,他用图乙的方法测出像与物到玻璃板的距离距离v和u进行比较,此方法 (正确/不正确); (3)如图甲,为了探究平面镜所成的像是虚像还是实像,小鑫找来一张白纸,把白纸放到 (A/B)位置,人从 (A/B)处观察光屏,发现光屏上 (有/没有)像,说明平面镜所成的像为虚像; (4)小华小组用棋子做实验,如图丙,当玻璃板水平右移时,A的像将 (左移/右移/不动),某同学发现像比较暗,则下列措施不可行的是 。 A.手电筒照亮A B.手电筒从A侧对准B照射 C.选用透光性稍差的玻璃板 D.把此装置移到暗室做 8.如图甲所示是“探究平面镜成像特点”的情景。 (1)该实验应该在较 (选填“亮”或“暗”)环境下进行。采用较薄的无色透明玻璃板代替平面镜,这是为了便于 ; (2)如图甲所示,在水平桌面上平铺一张白纸,玻璃板应 放置在白纸上,沿着玻璃板在白纸上画一条线代表 的位置; (3)在玻璃板前放一支点燃的蜡烛A,可以看到玻璃板后面蜡烛A的像,如图所示 (选填“相同”或“不同”)、 (选填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B进行实验,为了观察蜡烛A所成的像,小明应该从蜡烛 (选填“A”或“B”)一侧进行观察,同时不断改变蜡烛B的位置,直到蜡烛B与 (选填“蜡烛A”或“蜡烛A的像”)完全重合。 (4)若实验中小明发现,蜡烛A在玻璃板中的像的位置始终偏高且倾斜,则如图乙中 (选填各图对应的字母)是产生该现象的原因; (5)如果在玻璃板所在平面内将玻璃板水平右移,则像将 (选填“右移”“消失”“不动”); (6)如图丙所示,将玻璃板与水平桌面成45 角固定在水平桌面上,让蜡烛A沿着桌面向右做直线运动,将看到蜡烛A在玻璃板后的像 运动(选填“水平向右”、“水平向左”、“竖直向上”或“竖直向下”); (7)实验时,选用厚度为0.4cm的玻璃板,将蜡烛A距离玻璃板前侧10cm,则两个像之间距离为 cm。 七.探究光折射时的特点(共2小题) 9.如图所示,是小宇“探究光的反射定律与光的折射规律”的实验装置。通过多次实验得到如表数据: 入射角 0 15 30 45 60 反射角 0 15 30 45 60 折射角 0 11 22 32 40 (1)多次实验表明:在光的反射过程中,反射角 (选填“大于”、“小于”或“等于”)入射角。 (2)当光从空气斜射入水中时,折射角 (选填“大于”、“小于”或“等于”)入射角,入射角增大,折射角 (选填“增大”、“减小”或“不变”);当光从空气垂直射入水中时,折射角等于 。 (3)将一束光沿着图中BO方向从水中斜射向空气,当入射角为22 ,折射角等于 ;表明在光的折射现象中,光路是 的。 (4)小宇接着做光从空气斜射入玻璃和从玻璃斜射入空气的实验,他这样进行多次实验的目的是为了 。 10.在验证“光的折射规律”的实验中,小明同学利用红色激光笔、水槽、水和一个背景屏探究光的折射特点: (1)实验中打开激光光源,当光从空气射入水中时,传播方向 (选填“一定”或“不一定”)发生改变; (2)如图当入射光沿背景表面斜射入水中,从水中看到折射光,再改变观察的角度,如从偏向左侧的方向观察水中的折射光,这样做的目的是 ; (3)小明测得如下表所示的两组数据: 表一:光从空气斜射入水中表二:光从水中斜射入空气中 序号 1 2 3 入射角 / 30 45 60 折射角 / 22 32 40 序号 1 2 3 入射角 / 22 40 折射角 / 30 45 60 ①表二中“ ”数据被遮挡住看不到,由表中信息可知这个数据是 ,理由是 ; ②如果在探究光从空气斜射入水中的折射规律时,完成了第4次实验,入射角是50 ,折射角可能是 ; A.20 B.28 C.35 D.60 (4)学习完折射后,小明理解了光的色散现象的原理,于是他改用紫色激光笔从空气斜射入水中,当入射角为45 时,折射角 (选填“大于”、“小于”或“等于”)32 ; (5)小明查阅资料了解到,当折射光消失,只存在入射光与反射光时,这种现象叫做光的全反射。请根据表一和表二数据推理得出,全反射现象可能发生在光从 (选填“空气斜射入水”或“水中斜射入空气”)中。 八.探究凸透镜成像的规律(共3小题) 11.小周同学用凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。 (1)实验前,在光具座上从左到右分别放置蜡烛、凸透镜(f=12cm)和光屏,将烛焰和光屏的中心调在透镜的 上; (2)保持蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处,如图甲所示。则人眼在图中的 (选填“A”或“B”)处能观察到蜡烛的像,像是图乙中的 (选填“1”、“2”、“3”); (3)如图丙,光屏上呈现清晰的像,不改变图丙中蜡烛和透镜位置: ①若将凸透镜换成焦距相同镜面较小的凸透镜,再次实验,光屏上所成的像与原来相比 (填“完整、变小”“完整、变暗”或“变不完整”)了; ②若将凸透镜换成镜面大小相同、焦距稍小的凸透镜,再次实验,则需将光屏 (填“向左”或“向右”)移动才能成清晰的像,光屏上所成的像与原来的像比 (填“变大”或“变小”)了; (4)随着蜡烛燃烧变短,此时光屏上的像将会发生移动,如果想让像仍然成在光屏的中央,可将透镜适当向 (选填“上”或“下”)移动。 12.小明在学习了凸透镜成像的规律后,继续深入探究,选用题表中某一规格的凸透镜做实验; 凸透镜编号 焦距/cm 直径/cm ① 5 3.5 ② 5 4.5 ③ 10 4.5 ④ 15 4.5 (1)实验中固定好透镜和蜡烛后,发现无论如何移动光屏,光屏上只有一个与透镜大小几乎相同的光斑,其原因可能是烛焰置于凸透镜的 上; (2)调整好器材后如图1所示,此时烛焰在光屏上成放大的像,小明选的凸透镜焦距为 cm; (3)在(2)的基础上,更换成另一个焦距为 cm的凸透镜,光屏上的像变模糊了,为了使光屏上的像恢复清晰,可向靠近凸透镜的方向移动蜡烛。 (4)小明将蜡烛换成F字光源,调整了光源和光屏的位置,在光屏上仍可观察到清晰的像,如图2所示,则小明看到的像应是 (选填字母); (5)小明认为凸透镜成像的规律还可能与凸透镜的直径有关;若要验证其猜想,则可在题表中选取编号为 两个凸透镜进行实验验证。 (6)若我们遮挡着凸透镜的一部分,则光屏上所成的烛焰的像 。 A.只出现烛焰上半部分的像 B.只出现烛焰下半部分的像 C.仍然是完整的像,只是变暗些 D.像不受任何影响 (7)在实验中由于蜡烛越烧越短,会导致光屏上烛焰的像向 移动。为了使像重新成在光屏的中央,且便于顺利完成实验,最佳的调节方法是 (选择)。 A.仅将凸透镜向下调,使像成在光屏中央 B.仅将光屏向上调,使像成在光屏中央 C.将凸透镜和光屏向下调,使三者的中心在同一高度同一直线上 (8)组员小苏在用同样的器材进行实验时,认真观察光屏上放大的像时发现:只有像的中间部分最清晰,偏左、偏右两侧的像比较模糊。检查器材后发现凸透镜的安装情况有些随意(其它器材均正常放置),她对凸透镜进行调节后,立即在光屏上看到了整个烛焰清晰的像,小苏作出的调节应该是: 。 13.小明在光具座上用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验: (1)首先需调整烛焰和光屏,使两者的中心位于凸透镜的主光轴上,下列图片中已经调整好的是 ; (2)小明将凸透镜和光屏固定,然后将蜡烛从紧贴凸透镜的位置沿主光轴缓慢向左移动,直至如图甲所示位置时,光屏上的圆形光斑与透镜等大,左右移动光屏,光斑大小不变,则该透镜的焦距为 cm; (3)小明将蜡烛从光具座0cm刻度线处逐渐靠近凸透镜,会观察到如图乙所示的五种清晰的像,则观察到像的正确顺序为 (填序号); (4)如图甲所示,将凸透镜固定在50cm刻度线处,蜡烛移动到20cm刻度线处,光屏 (选填“靠近凸透镜”、“远离凸透镜”或“不移动”)出现烛焰倒立、 (选填“缩小”、“放大”或“等大”)的实像; ①若此时仅将凸透镜换成戳有小孔的白板,则光屏上承接到 (选填“缩小”、“放大”或“等大”)的实像; ②保持凸透镜位置不变,将蜡烛沿光具座向右移10cm,将光屏沿光具座向右移动10cm,则光屏上 (选填“能”或“不能”)接收到清晰的像; ③若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”)凸透镜的方向移动光屏。根据上述实验和已学知识,近视程度更严重的同学应选择焦距更 (选填“大”或“小”)的凹透镜来矫正。 九.烛焰、光屏的移动(共1小题) 14.用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验。 (1)图甲:固定凸透镜位置,发光小灯泡在40cm刻度线位置时,移动光屏发现光屏上始终能呈现一个面积大小不变的光斑,则该透镜的焦距为 cm; (2)用蜡烛代替小灯泡继续做实验,将点燃的蜡烛放置于光具座35cm刻度处,凸透镜位置不变,将光屏向 移动一段合适的距离,能在光屏上得到烛焰清晰倒立、 (选填“放大”、“等大”或“缩小”)的实像; (3)某次实验情况如图乙所示,在光屏上得到了一个清晰的像,同学们提出“有哪些方法可以使光屏上的像变大”的问题,经过讨论后形成两个方案,而且结果都达到目的。方案1:保持蜡烛和光屏的位置不动,只将凸透镜向 移动适当距离;方案2:保持凸透镜位置不动,将蜡烛和光屏都向 移动; (4)若图乙中凸透镜位置不变,将蜡烛移至45cm刻度处,移动光屏 (选填“能”或“不能”)承接到像,人应在 (选填“蜡烛”或“光屏”)一侧透过凸透镜观察成像; (5)如图乙所示位置,利用此时凸透镜成像的特点制成的光学仪器是 (选填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”); (6)在图乙中将一镜片放在烛焰和透镜之间后,光屏上的像变模糊了,将光屏向左移动,光屏上再次出现清晰的像,则所加镜片可以矫正图 (选填“丙”或“丁”)的视力缺陷。 十.探究水沸腾时温度变化的特点(共3小题) 15.如图甲、图乙所示两组实验装置。 (1)组装实验装置时,合理的先后顺序是 (选填“自上而下”或“自下而上”); (2)若要探究“水沸腾的特点”实验,应选择 装置; (3)如图丙所示的温度计示数为 ,假设组装器材时不小心将温度计的玻璃泡接触烧杯底部,这样测得的温度值会比真实值 (选填“偏小”或“偏大”); (4)观察到水沸腾后的实验现象: ①温度计的示数 ; ②水中产生大量气泡,气泡不断上升 (选填“变大”或“变小”),产生的气泡内是 (选填“空气”或“水蒸气”),到达水面破裂; ③水沸腾后停止加热,沸腾停止。说明水沸腾时需要 ; (5)实验时,石棉网的作用是 ,加热过程会发现有水珠形成在烧杯壁上,则水珠会形成在烧杯的 (选填“外壁”或“内壁”)上; (6)老师采集了三组同学的实验数据,其水的质量分别为100克、150克、200克,并绘制了如图丁所示的图像。丁图像可知,水的沸点是 ,其中质量为100克水的沸腾图线是 (选填“①”“②”或“③”)。 16.小明在做“观察水的沸腾”实验时,实验装置如图甲: (1)如图器材外,本实验还需要测量仪器是 ,实验室现有煤油温度计,酒精温度计、体温计等不同种类的温度计,本实验应选用的温度计是 温度计(在标准大气压下,煤油的沸点是150 ,水银沸点是357 ,酒精的沸点是78 ); (2)小明用比烧杯口稍大的圆形硬纸板,剪出A、B两种带孔的盖子,如图乙所示,以便将温度计通过小孔插入烧杯内的水中,你选择 盖子,因为另一种盖子存在的问题: ; (3)在对水进行加热的过程中,小明判断烧杯中水沸腾的依据是 ; A.水中有大量气泡上升、变大到水面破裂 B.温度计的示数在一段时间内保持不变 (4)根据实验记录数据,小明画出相应图像(如图丙实线),由图像可知水沸腾时 (选填“吸收”或“放出”)热量,温度 ; (5)实验后同组的小华同样重复了上述实验,作出图像(如图丙虚线),小华和小明实验不同之处是 ; (6)实验完成后,小明换了套器材如图所示,用A容器中的液体对试管B中的液体进行加热,发现当A容器中的液体沸腾了,B容器中液体也沸腾了,如果A、B容器中液体的沸点分别为tA、tB,则tA、tB可能的关系是 。 A.tA=tB B.tA<tB C.tA>tB D.无法确定 17.在课堂上老师用小纸锅烧水,如图甲所示。为什么水能烧开而纸锅不会燃烧呢?带着这个问题,同学们开始探究水沸腾时温度变化的特点。 (1)如图乙,在安装实验器材时,装置中存在的明显错误是 ; (2)用酒精灯给水加热至沸腾,需要计时、记录温度并观察现象。实验中判断水沸腾的依据是烧杯中出现图丙中的 (选填“a”或“b”)现象; (3)煮饺子时往锅内加入一些冷水,锅内的水会停止沸腾,原因是 (选填字母“A.水的温度低于沸点”“B.水的沸点降低”或“C.不能继续吸热”)。 (4)如果给一定质量的水加热至沸腾,其温度与时间的关系如图中图线a所示,若增加了水的质量,其温度与时间的关系图线应为 。 一.响度与振幅、距离发声体的关系(共1小题) 1.为了探究声音的特性,小丽同学做了如下几个实验: (1)如图甲,小丽将钢尺一端紧紧压在桌面边缘,钢尺伸出桌面的长度 相同 (选填“相同”或“不同”),用大小不同的力拨动钢尺,可以得出声音的响度与振动的 幅度 有关; (2)图乙为小丽做的“水瓶琴”,在8个相同的水瓶中灌入质量不同的水,水面的高度不等。若用相同的力敲击它们,就可以发出不同的音调,盛水越多,敲击时发出声音的音调就越 低 。若用嘴依次用相同的力气吹瓶口,发出声音的音调最高的是 H 瓶; (3)小丽发现,琴弦松紧相同时,琴弦发出的音调还与弦线的材料、长度、粗细有关,于是她想利用几根弦做研究,如图丙所示,其中a、b、c、d四根弦线的松紧相同。若她选择b、d两弦线做实验,则研究的目的是探究音调与弦线 长度 的关系,弦线越 短 ,琴弦发出的音调越高。 【分析】(1)响度的大小和发声体的振幅有关,振幅越大,响度越大; (2)(3)音调的高低与发声物体振动的频率有关,物体振动频率越大,音调越高。 【解答】解:(1)保持钢尺伸出桌面的长度相同,先后用大小不同的力去拨动它,这样会导致钢尺振动的幅度不同,发出声音的响度不同;从而得出了声音的响度与振幅有关。 (2)图乙中,若用相同的力敲击它们,发声体是瓶和水,盛水越多,敲击时振动越慢,发出声音的音调就越低。 若用嘴依次吹瓶口,发声体是瓶内空气柱,盛水越多,瓶中的空气柱越短,振动越快,发出的声音的频率就越高,音调越高,故发出声音的音调最高的是H。 (3)b、d两弦线的材料和粗细相同,长度不同,所以选择b、d两弦线的目的是探究音调与弦线长度的关系;d弦线短,其它条件相同时,d弦线振动频率较快,发出声音的音调高,可知弦线越短,琴弦发出的音调越高。 故答案为:(1)相同;幅度;(2)低;H;(3)长度;短。 二.音调与发声体的形状、尺寸和材料的关系(共1小题) 2.在制作乐器的跨学科实践中,小红和几位同学受贾湖骨笛(图甲)的启发,计划利用生活中常见材料制作一种简易乐器。 (1)她首先用5只相同材料、相同厚度的玻璃量筒(如图乙)探究音调与哪些因素有关。各量筒内装有水,小红猜想气柱发声的音调可能与:A.气柱的长短有关;B.气柱的横截面积有关;C.水柱的长度有关。于是她在实验室找来了测量声音频率的仪表,用同样大小的力在量筒口上吹气,并记录声音的频率,如表(图丙): ①选择量筒c、d,小红用同样大小的力在它们口上吹气,发现发出的声音音调相同,说明气柱发声的音调与水柱的长度 无关 (有关/无关); ②若探究猜想A,应选量筒 a、b ;若选择的是量筒b、c,则探究的猜想是 B (B/C); ③在量筒e口上吹气,所发出声音的频率可能是 300 Hz(380/300/240); ④小红又用同样大小的力敲击a和b,使它们发声,发现a发出的声音音调较低。 (2)小红找来7个相同的高脚杯,装入不同量的水制作成酒杯打击乐器,如图丁,用筷子敲击,发现能发出“1、2、3、4、5、6、7”不同音阶的声音来。 ①敲击 A (填字母序号)杯时,发出的是“7”音; ②小红演奏时,同学们一听就知道是乐曲《茉莉花》,同学们 不是 (是/不是)根据音色来辨别的。 【分析】振动频率的高低跟发声体的形状、尺寸和材料有关。一般情况下,发声体的长度越长,频率越低;长度越短;频率越高。 音调是声音的高低,由发声体的振动频率决定,频率越高,音调越高;频率越低,音调越低。 音色是发声体的声音品质,由发声体本身的特征决定,是区别声音的重要标志。 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。 【解答】解:(1)①选择量筒c、d进行实验,实验发现所发声音的频率相同,说明所发声音的音调相同,即音调与水柱长度无关。 ②若探究猜想A,所选量筒应该是:横截面积相同,但水面上方气柱长度不同。故应选择量筒a、b。 若选择的是量筒b、c,这两个量筒水柱长度、气柱长度均相同,只是横截面积不同,这是探究猜想B。 ③与d比,气柱的横截面积小,其音调应该高于d;与b比,气柱的横截面积大,其音调应该低于b。即其音调介于274Hz~352Hz之间,故选300Hz。 (2)小红找来7个相同的高脚杯,装入不同量的水制作成酒杯打击乐器,如图丁,用筷子敲击,发现能发出“1、2、3、4、5、6、7”不同音阶的声音来。则: ①用筷子敲击酒杯时,声音是由酒杯振动产生的,装不同的水量的酒杯振动频率不同,从左往右杯内水的质量逐渐增加,因此声音的音调会越低,故敲击A杯时,发出的是“7”音。 ②不同乐曲的旋律(音调)不同;小红演奏时,同学们一听就知道是乐曲《茉莉花》,则同学们是根据音调来辨别的,而不是根据音色来辨别的。 故答案为:(1)①无关;②a、b;B;③300;(2)①A;②不是。 三.纸锥下落速度实验(共1小题) 3.小明取两张等大的圆形纸,将它们做成图甲所示的两个锥角不等的纸锥,用它们来“比较两个纸锥下落快慢”的实验。 (1)为了便于比较纸锥下落的快慢,应将纸锥按如图乙中的 A (选填“A”或“B”)所示的位置释放; (2)关于比较纸锥下落快慢有以下三种方法: ①比较两个纸锥哪个先着地,先着地的纸锥运动快; ②拍摄纸锥下落过程的照片,哪个纸锥在下方,哪个纸锥下落得快; ③测量出纸锥下落的高度和时间,算出下落的速度,速度大的运动快。 针对以上这三种方法,其中利用相同的路程比较时间的是 ① ; (3)测量纸锥的下落速度: ①想测算一个纸锥的下落速度,测量原理是 v 。 ②将大小纸锥从同一高度同时释放,丁图是下落过程中某一时刻的图片。在测量两个纸锥的下落速度时,发现时间较难测量,为了便于测量时间,应在图甲中选择 大 (选填“大”或“小”)纸锥进行实验较好,两个纸锥的起点位置应适当放置的较 高 (选填“高”或“低”)。观察仔细的小明发现有时纸锥不能竖直下落,会导致测量的速度 偏小 (选填“偏大”或“偏小”)。 ③小明用频闪照相机通过每隔0.1s的时间曝光一次的方法拍摄记录下纸锥的运动过程,如图丙所示是纸锥运动过程中其中一段的照片,若图丙中所使用纸锥的实际高为6.00cm,那么实际情景中纸锥从A到B的平均速度为 3 m/s。 【分析】(1)为了比较纸锥下落的快慢,需使纸锥从同一高度落下,然后采用相同时间比距离,也可采用相同距离比时间的方法; (2)分析各个实验中的变量和不变量,从而得出答案; (3)①测量速度,应分别测量下落的距离和下落时间,根据v计算速度; ②根据v,距离不变,时间变大,速度变小,据此分析答题; ③读出A到B的距离,利用v计算速度的大小。 【解答】解:(1)为了比较纸锥下落的快慢,把两个纸锥拿到同一高度同时释放,而图A中两纸锥的下端高度相同,图B中两纸锥的上端高度相同,故应选图A的位置释放,然后记录下落至地面的时间,也可比较下落相同时间所经过的高度; 为了比较纸锥下落的快慢,把两个纸锥拿到同一高度同时释放。图A中两纸锥的下端高度相同,图B中两纸锥的上端高度相同,故应选图A的位置释放; (2)①是通过相同距离比较时间来比较快慢的; ②拍摄纸锥下落过程的照片,在相同时间内,观察路程的大小来比较运动的快慢; ③测量出纸锥下落的高度和时间,算出下落的速度,这是根据公式法比较快慢的; 故选:①; (3)①测算一个纸锥的下落速度,测量原理v; ②小明想测算一个纸锥的下落速度,他应选择大的纸锥,纸锥的起点位置应适当放置的较高,由于纸锥受到的阻力大,运动速度慢,便于测量时间; 用米尺测量出路程,用秒表测量出时间,根据v求出速度,由于乙纸锥不能竖直下落,下落时间变长,距离不变,测量的速度将会偏小; ③已知图丙中实际使用纸锥的高为6.00cm,而图中纸锥的高约为0.50cm,则比例尺为, 由图可知,A、B两位置间的距离为10.00cm=0.1m,则实际距离s=0.1m 12=1.2m, 由图知该过程中有4个时间间隔,则在此过程中,纸锥的速度:v3m/s。 故答案为:(1)A;(2)①;(3)①v;②大;高;偏小;③3。 四.实验测量平均速度(共1小题) 4.某物理小组的同学在“测小车的平均速度”的实验中,设计了如下图所示的实验装置:小车从带刻度(分度值为1cm)的斜面顶端由静止下滑,图中显示了小车到达B、C两处的时刻(数字分别表示“分:秒”)。 (1)根据公式 可以计算速度。 (2)为了方便计时,应使斜面的坡度较 小 (填“大”或“小”)。 (3)请根据图中信息回答:A处停表读数为: 03:10 s:sBC= 50.0 cm;vAB= 0.1 m/s;vBC= 0.25 m/s。 (4)由实验看出,小车在下滑过程中速度越来越 快 ,是在做 加速 运动。 (5)如果让小车过了A点后才开始计时,则会使所测AC段的平均速度vAC偏 大 (填“大”或“小”)。 【分析】(1)由v分别用刻度尺测量物体运动的路程和计时器测量物体运动的时间; (2)为了便于测量时间,斜面的坡度要较小; (3)停表的中间的表盘代表分钟,周围的大表盘代表秒,停表读数是两个表盘的示数之和; 根据图中信息得出对应路段小车运动的距离和时间,根据公式v求出平均速度; (4)根据vAB和vBC比较出速度大小,判断出是匀速还是变速直线运动; (5)如果让小车过了A点后才开始计时,计时过晚,使所计时间偏小。 【解答】解:(1)测量速度的实验原理是; (2)实验中斜面应保持较小的坡度,这是为了便于测量时间; (3)由图可知,秒表小盘中指针在3和4之间,且没有过半刻度线,所以小盘的读数为3min,秒表的分度值为0.1s,则大盘的读数为10s,则A处秒表的读数为03:10; 由图示可知,sAB=100.0cm﹣60.0cm=40.0cm,sBC=60.0cm﹣10.0cm=50.0cm, 根据题图可知,tAB=03:14﹣03:10=4s,tBC=03:16﹣03:14=2s, 则AB段的速度为: , BC段的速度为: ; (4)根据计算结果可知,vBC>vAB,所以小车在下滑过程速度越来越快,小车在做加速运动。 (5)如果让小车过了A点后才开始计时,则AB段所计时间偏小,根据可知,时间偏小,则算出的速度偏大。 故答案为:(1);(2)小;(3)03:10;50.0;0.1;0.25;(4)快;加速;(5)大。 五.探究光反射时的规律(共2小题) 5.在“探究光反射的规律”时,小李进行了如图甲所示的实验。 (1)如图甲所示,平面镜放在水平桌面,将白色硬纸板 垂直 放置在平面镜上,实验中白色纸板的作用是 显示光的路径 。在探究反射角和入射角的大小关系时的操作是 多次改变入射角 ,然后得出结论,多次实验的目的是 使结论具有普遍性 。 (2)如图乙所示,将右边纸板绕ON向后折,在NOF面上看不到反射光线,此时,反射光 存在 (填“存在”或“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 下部 (上部/下部)会看到反射光线,由此说明 反射光线、入射光线和法线在同一平面 。 (4)若将纸板整体向后倾斜(如图丁所示),此时,反射光线 C (选填字母序号)。 A.被纸板挡住; B.仍在纸板上呈现; C.在纸板前方。 (5)若将纸板倾斜如图丁所示,让光束仍贴着纸板沿原来纸板上方向射到镜面,此时与图甲情形对比,发生改变的有 C (填字母序号)。 ①法线位置; ②反射光线方向; ③入射角度数; ④反射角与入射角的大小关系; A.只有①②改变; B.只有②改变; C.只有②③改变; D.只有②③④改变。 【分析】(1)光的传播路径我们看不见,可通过一些方法间接看到,如通过水雾、烟雾等,这里用光屏就起到了这个作用。在光的反射中,三线在同一平面上,也是通过“平”的光屏展现在我们眼前的; 本实验通过多次改变入射角,进行多次测量的主要目的是寻找普遍规律; (2)(3)光的反射定律:反射光线、入射光线、法线在同一平面内,反射光线和入射光线分居在法线的两侧;反射角等于入射角;根据光的反射定律,可判断纸反向后折时是否能观察到反射光线; (4)纸板EF(连激光笔)整体向后倾斜,此时反射线所在的平面与镜面依然垂直,且反射光线、入射光线和法线同面; (5)光的反射中,法线始终垂直于平面镜,反射光线、入射光线、法线所在的平面也垂直于平面镜,且反射光线、入射光线分居法线两侧,据此分析。 【解答】解:(1)平面镜放在水平桌面,将白色硬纸板垂直放置在平面镜上;白色纸板的作用是显示光的路径; 本实验通过多次改变入射角,进行多次测量的主要目的是得出普遍规律; (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,在NOF面上看不到反射光线,此时反射光线、法线、入射光线在同一平面内,反射光线存在; (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,发现在纸板右侧的下部会看到反射光线,此实验现象说明反射光线、入射光线和法线在同一平面; (4)纸板EF(连激光笔)整体向后倾斜,此时反射线所在的平面与镜面依然垂直,且反射光线、入射光线和法线同面,故AB不符合题意,C符合题意。 故选:C。 (5)在图丁中,若将纸板(连同激光笔)绕CD向后倾斜,而法线始终垂直于平面镜,则反射光线、入射光线、法线所在的平面也垂直于平面镜,且反射光线、入射光线分居法线两侧,即与图甲情形对比,发生改变的有反射光线方向与入射角度数,而法线的位置以及反射角与入射角的关系没有发生改变,故②③符合题意,①④不符合题意。故选:C。 故答案为:(1)垂直;显示光的路径;多次改变入射角;使结论具有普遍性;(2)存在;(3)下部;反射光线、入射光线和法线在同一平面;(4)C;(5)C。 6.在“探究光反射的规律”时,小李进行了如图甲所示的实验。 (1)如图甲所示,平面镜放在水平桌面,要在白纸板上同时观察到反射光线和入射光线,需要将白色硬纸板 垂直 放置在平面镜上;实验时多次改变入射角的大小进行实验,然后得出结论,多次实验的目的是 使结论具有普遍性 ; (2)如图乙,将纸板绕ON向后折,在NOF面上看不到反射光线,此时,反射光 存在 (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 下部 (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 C (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 (5)实验中透过平面镜看到它的下面也有“白板和光路”,这种现象形成的原理 是 (是/不是)光的反射规律; (6)实验探究过程中对于法线的理解,下列说法正确的是 B 。 A.法线是真实存在的一条光线 B.法线可以帮助我们判断并测出入射角和反射角 C.法线有助于确定反射光线、入射光线在同一个平面 【分析】(1)实验中应将硬纸板垂直置于平面镜上; 本实验通过多次改变入射角,进行多次测量的主要目的是寻找普遍规律; (2)(3)光的反射定律:反射光线、入射光线、法线在同一平面内,反射光线和入射光线分居在法线的两侧;反射角等于入射角;根据光的反射定律,可判断纸反向后折时是否能观察到反射光线; (4)纸板EF(连激光笔)整体向后倾斜,此时反射线所在的平面与镜面依然垂直,且反射光线、入射光线和法线同面; (5)根据平面镜成像原理进行解答; (6)根据法线的概念进行判断。 【解答】解:(1)白色纸板ACDB应垂直放置于平面镜上,这样反射光线才可以在硬纸板上呈现; 本实验通过多次改变入射角,进行多次测量的主要目的是得出普遍规律; (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,在NOF面上看不到反射光线,此时入射光线、法线、反射光线在同一平面内,反射光线存在; (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,发现在纸板右侧的下部会看到反射光线,此实验现象说明反射光线、入射光线和法线在同一平面; (4)纸板EF(连激光笔)整体向后倾斜,此时反射线所在的平面与镜面依然垂直,且反射光线、入射光线和法线同面,故AB不符合题意,C符合题意。 故选:C; (5)实验中透过平面镜看到它的下面也有“白板和光路”,这是平面镜成像,平面镜成像是由光的反射形成的; (6)法线是经过入射点垂直于反射面的直线,它是一条辅助线,通常用虚线表示,有助于帮助我们判断并测出入射角和反射角,所以B正确,故选:B。 故答案为:(1)垂直;使结论具有普遍性;(2)存在;(3)下部;(4)C;(5)是;(6)B。 六.探究平面镜成像的特点(共2小题) 7.如图所示,是小明在水平桌面上探究“平面镜成像的特点”时的实验装置。 (1)在实验中用 茶色 (茶色/透明)玻璃板平板玻璃代替平面镜,所成的像更清楚是由于它的透光性差些,反射光线更 多 (多/少),成像更清晰; (2)在验证像与物到镜面的距离是否相等时,他用图乙的方法测出像与物到玻璃板的距离距离v和u进行比较,此方法 不正确 (正确/不正确); (3)如图甲,为了探究平面镜所成的像是虚像还是实像,小鑫找来一张白纸,把白纸放到 B (A/B)位置,人从 B (A/B)处观察光屏,发现光屏上 没有 (有/没有)像,说明平面镜所成的像为虚像; (4)小华小组用棋子做实验,如图丙,当玻璃板水平右移时,A的像将 不动 (左移/右移/不动),某同学发现像比较暗,则下列措施不可行的是 D 。 A.手电筒照亮A B.手电筒从A侧对准B照射 C.选用透光性稍差的玻璃板 D.把此装置移到暗室做 【分析】(1)利用玻璃板透明的特点,可以观察到玻璃板的另一侧,便于找到像的位置;相较于无色玻璃板,茶色玻璃板的反射能力会强一些; (2)根据玻璃板具有一定的厚度分析; (3)平面镜成的是虚像,虚像不能成在光屏上; (4)根据平面镜成像特点可知像与物关于镜面是对称的;探究平面镜成像实验时,要使像更亮,要增大物体和环境的对比度,物体反射出的光线对人眼刺激越强,人眼感觉物体越亮,物体反射的光经过平面镜反射,反射光线进入人眼的光线越多,人眼感到物体的像越亮。 【解答】解:(1)透明的玻璃板,可以观察到玻璃板的另一侧,便于确定像的位置;茶色玻璃比较暗,透过的光少,反射的光多,蜡烛成像更清晰,所以应选茶色玻璃板。 (2)图乙中,由于玻璃板有厚度,像距应该是像到玻璃板左侧的距离,因此图乙的方法测出的像距偏小,是不正确的。 (3)平面镜所成的像是反射光线反向延长线的交点所在位置,并非实际光线形成的,所以为虚像,虚像不能呈现在光屏上。因此应将白纸放在B位置,人在B处观察,发现光屏上没有像。 (4)由于像与物关于镜面是对称的,当玻璃板水平右移时,物没有移动,所以A的像不动。 A.手电筒照亮A,则A反射的光线变多,成像会更清晰,故A不符合题意; B.当手电筒从A侧对准B照射时,光照到镜子上发生镜面反射,反射光线刚好射到物体上,而物体越亮,像也越亮,故B不符合题意; C.选用透光性稍差的玻璃板,透过的光少,反射的光多,蜡烛成像更清晰,故C不符合题意; D.把此装置移到暗室做,反射光线进入人眼的光线会更少,人眼感到物体的像会更暗,故D符合题意。 故选:D。 故答案为:(1)茶色;多; (2)不正确; (3)B;B;没有; (4)不动;D。 8.如图甲所示是“探究平面镜成像特点”的情景。 (1)该实验应该在较 暗 (选填“亮”或“暗”)环境下进行。采用较薄的无色透明玻璃板代替平面镜,这是为了便于 确定像的位置 ; (2)如图甲所示,在水平桌面上平铺一张白纸,玻璃板应 垂直 放置在白纸上,沿着玻璃板在白纸上画一条线代表 反射面 的位置; (3)在玻璃板前放一支点燃的蜡烛A,可以看到玻璃板后面蜡烛A的像,如图所示 相同 (选填“相同”或“不同”)、 未点燃 (选填“点燃”或“未点燃”)的蜡烛B进行实验,为了观察蜡烛A所成的像,小明应该从蜡烛 A (选填“A”或“B”)一侧进行观察,同时不断改变蜡烛B的位置,直到蜡烛B与 蜡烛A的像 (选填“蜡烛A”或“蜡烛A的像”)完全重合。 (4)若实验中小明发现,蜡烛A在玻璃板中的像的位置始终偏高且倾斜,则如图乙中 b (选填各图对应的字母)是产生该现象的原因; (5)如果在玻璃板所在平面内将玻璃板水平右移,则像将 不动 (选填“右移”“消失”“不动”); (6)如图丙所示,将玻璃板与水平桌面成45 角固定在水平桌面上,让蜡烛A沿着桌面向右做直线运动,将看到蜡烛A在玻璃板后的像 竖直向下 运动(选填“水平向右”、“水平向左”、“竖直向上”或“竖直向下”); (7)实验时,选用厚度为0.4cm的玻璃板,将蜡烛A距离玻璃板前侧10cm,则两个像之间距离为 0.8 cm。 【分析】(1)从使成像清晰的角度考虑;玻璃板有透光性,平板玻璃既能成像,又能看清玻璃板后面的物体,便于确定像的位置; (2)玻璃板要与水平桌面要垂直放置,否则成的像偏高或偏低,不易确定像的位置;沿着玻璃板在白纸上画一条线代表反射面的位置; (3)从便于观察的角度分析;根据实验过程和目的分析; (4)(5)(6)平面镜成的像与物关于镜面对称分析; (7)根据平面镜成的像与物到镜面的距离相等分析。 【解答】解:(1)为使成像清晰,该实验应该在较暗环境下进行。玻璃板有透光性,平板玻璃既能成像,又能看清玻璃板后面的物体,便于确定像的位置; (2)如图甲所示,在水平桌面上平铺一张白纸,玻璃板应垂直放置在白纸上,否则成的像偏高或低,沿着玻璃板在白纸上画一条线代表反射面的位置。 (3)在玻璃板前放一支点燃的蜡烛A,可以看到玻璃板后面蜡烛A的像,如图所示,为便于观察,小明拿另一支外形完全相同、未点燃的蜡烛B进行实验;平面像成的像属于光的反射,为了观察蜡烛A所成的像,小明应该从蜡烛A一侧进行观察,同时不断改变蜡烛B的位置,直到蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,B蜡烛的位置即为像的位置; (4)平面镜成的像与物关于镜面对称,若实验中小明发现,蜡烛A在玻璃板中的像的位置始终偏高且倾斜,则如图乙中b是产生该现象的原因; (5)平面镜成的像与物关于镜面对称,如果在玻璃板所在平面内将玻璃板水平右移,因对称面的位置没有变化,则像将不动; (6)平面镜成的像与物关于镜面对称如图丙所示,将玻璃板与水平桌面成45 角固定在水平桌面上,让蜡烛A沿着桌面向右做直线运动,像与镜面的夹角为45 角,则蜡烛A在玻璃板后的像竖直向下运动; (7)实验时,选用0.4cm的玻璃板,将蜡烛A距离玻璃板前侧的10cm,发现在玻璃板的后面呈两个像,其中的一个像是玻璃板前面形成的像,像到前面的距离为10cm, 另一个像是玻璃板后侧的面形成的像,物体到后侧面的距离为10.4cm,则像到后侧面的距离为10.4cm,到前侧面的距离为10.8cm,则两个像的距离是:10.8cm﹣10cm=0.8cm。 故答案为: (1)暗;确定像的位置;(2)垂直;反射面;(3)相同;未点燃;A;蜡烛A的像;(4)b;(5)不动;(6)竖直向下;(7)0.8。 七.探究光折射时的特点(共2小题) 9.如图所示,是小宇“探究光的反射定律与光的折射规律”的实验装置。通过多次实验得到如表数据: 入射角 0 15 30 45 60 反射角 0 15 30 45 60 折射角 0 11 22 32 40 (1)多次实验表明:在光的反射过程中,反射角 等于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)入射角。 (2)当光从空气斜射入水中时,折射角 小于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)入射角,入射角增大,折射角 增大 (选填“增大”、“减小”或“不变”);当光从空气垂直射入水中时,折射角等于 0 。 (3)将一束光沿着图中BO方向从水中斜射向空气,当入射角为22 ,折射角等于 30 ;表明在光的折射现象中,光路是 可逆 的。 (4)小宇接着做光从空气斜射入玻璃和从玻璃斜射入空气的实验,他这样进行多次实验的目的是为了 寻找普遍规律 。 【分析】(1)分析表格数据可得出结论; (2)光的折射规律:光从空气斜射入水或其它介质时,反射光线、折射光线与入射光线、法线在同一平面内;反射光线、折射光线与入射光线位于法线两侧;反射角等于入射角,折射角小于入射角; (3)在光的反射和折射现象中,光路都是可逆的; (4)在研究光的折射规律中,进行多次实验的目的是寻找普遍规律。 【解答】解:(1)由表中数据可知,在光的反射过程中,反射角始终等于入射角; (2)由表中数据可知,当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,随着入射角的增大,折射角也在增大; 当光从空气垂直射入水中时,入射角等于0 ,折射角也等于0 ; (3)因为在光的折射现象中,光路是可逆的,所以由实验数据可知,当入射光线以22 的入射角从水中射入空气时,折射角等于30 ; (4)多次改变入射角的大小,是为了探究反射角与入射角、折射角与入射角的大小关系,避免偶然性,使实验结论更具普遍性。 故答案为:(1)等于;(2)小于;增大;0;(3)30 ;可逆;(4)寻找普遍规律。 10.在验证“光的折射规律”的实验中,小明同学利用红色激光笔、水槽、水和一个背景屏探究光的折射特点: (1)实验中打开激光光源,当光从空气射入水中时,传播方向 不一定 (选填“一定”或“不一定”)发生改变; (2)如图当入射光沿背景表面斜射入水中,从水中看到折射光,再改变观察的角度,如从偏向左侧的方向观察水中的折射光,这样做的目的是 探究折射光、入射光与法线是否在同一平面 ; (3)小明测得如下表所示的两组数据: 表一:光从空气斜射入水中表二:光从水中斜射入空气中 序号 1 2 3 入射角 / 30 45 60 折射角 / 22 32 40 序号 1 2 3 入射角 / 22 40 折射角 / 30 45 60 ①表二中“ ”数据被遮挡住看不到,由表中信息可知这个数据是 32 ,理由是 光折射时,光路可逆 ; ②如果在探究光从空气斜射入水中的折射规律时,完成了第4次实验,入射角是50 ,折射角可能是 C ; A.20 B.28 C.35 D.60 (4)学习完折射后,小明理解了光的色散现象的原理,于是他改用紫色激光笔从空气斜射入水中,当入射角为45 时,折射角 小于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)32 ; (5)小明查阅资料了解到,当折射光消失,只存在入射光与反射光时,这种现象叫做光的全反射。请根据表一和表二数据推理得出,全反射现象可能发生在光从 水中斜射入空气 (选填“空气斜射入水”或“水中斜射入空气”)中。 【分析】(1)当光垂直界面由空气进入另一种介质中时,光的传播路径不变; (2)折射光线、入射光线和法线在同一平面内; (3)折射时,光路可逆;光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,且折射角会随入射角的增大而增大; (4)由光的色散现象可知,水对紫光的折射能力大于对红光的折射能力; (5)光的折射现象中,折射角随入射角的增大而增大,全反射现象中,折射光消失,只存在入射光与反射光。 【解答】解:(1)当光垂直界面由空气进入另一种介质中时,光的传播路径不变,所以当光从空气射入水中时,传播方向不一定发生改变。 (2)当入射光沿背景表面斜射入水中,从水中看到折射光,是因为折射光线、入射光线和法线在同一平面内,改变观察的角度,从偏向左侧的方向观察水中的折射光,这样做的目的是探究折射光、入射光与法线是否在同一平面。 (3)①由表中数据可知,当光从空气斜射入水中,入射角为30 时,折射角为22 ,当光从水中斜射入空气中,入射角为22 时,折射角为30 ;当光从空气斜射入水中,入射角为60 时,折射角为40 ,当光从水中斜射入空气中,入射角为40 时,折射角为60 ,由此可知,在光的折射中,光路是可逆的,由表中数据可知,当光从空气斜射入水中,入射角为45 时,折射角为32 ,所以当光从水中斜射入空气中,折射角为45 时,入射角应为32 ,理由是光折射时,光路可逆。 ②由表中数据可知,光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,且折射角会随入射角的增大而增大,入射角是50 时,折射角应小于50 ,当光从空气斜射入水中,入射角为45 时,折射角为32 ,所以当入射角是50 时,折射角应大于32 ,即折射角大于32 ,小于50 ,故折射角可能是35 ,故C符合题意,ABD不符合题意。 故选C。 (4)由光的色散现象可知,水对紫光的折射能力大于对红光的折射能力,改用紫色激光笔从空气斜射入水中,当入射角为45 时,折射角应小于用红色激光笔进行实验时的折射角,即折射角小于32 。 (5)因为当入射角增大到某一角度时,折射角等于90 ,当入射角再增大时,折射角消失,所以只有在折射角大于入射角时才会发生全反射现象,由表中数据可知,当光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角,所以全反射现象可能发生在光从水中斜射入空气中。 故答案为:(1)不一定;(2)探究折射光、入射光与法线是否在同一平面;(3)32;光折射时,光路可逆;C;(4)小于;(5)水中斜射入空气。 八.探究凸透镜成像的规律(共3小题) 11.小周同学用凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验。 (1)实验前,在光具座上从左到右分别放置蜡烛、凸透镜(f=12cm)和光屏,将烛焰和光屏的中心调在透镜的 主光轴 上; (2)保持蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处,如图甲所示。则人眼在图中的 B (选填“A”或“B”)处能观察到蜡烛的像,像是图乙中的 3 (选填“1”、“2”、“3”); (3)如图丙,光屏上呈现清晰的像,不改变图丙中蜡烛和透镜位置: ①若将凸透镜换成焦距相同镜面较小的凸透镜,再次实验,光屏上所成的像与原来相比 完整、变暗 (填“完整、变小”“完整、变暗”或“变不完整”)了; ②若将凸透镜换成镜面大小相同、焦距稍小的凸透镜,再次实验,则需将光屏 向左 (填“向左”或“向右”)移动才能成清晰的像,光屏上所成的像与原来的像比 变小 (填“变大”或“变小”)了; (4)随着蜡烛燃烧变短,此时光屏上的像将会发生移动,如果想让像仍然成在光屏的中央,可将透镜适当向 下 (选填“上”或“下”)移动。 【分析】(1)为了使像成在光屏的中央,点燃蜡烛之后应使烛焰、光屏的中心在凸透镜的主光轴上; (2)u<f时,凸透镜成正立放大的虚像,我们应透过凸透镜去观察这个像; (3)①用焦距相同、镜面直径较小的凸透镜,发光体发出的光透过凸透镜的光线少; ②如果将凸透镜换成焦距稍小的凸透镜,比起原来就相当于将物距变大了,那么像距就要减小; (4)根据过光心的光线方向不变分析。 【解答】解:(1)为了使像成在光屏的中央,点燃蜡烛之后应使烛焰、光屏的中心在凸透镜的主光轴上; (2)保持蜡烛位置不变,移动透镜至16cm刻度线处,此时物距为6cm,小于焦距,凸透镜成的像是正立、放大的虚像,则人眼在图中的B处接收折射光线,能观察到蜡烛的像,像是图乙中的3。 (3)用另一只与原实验中焦距相同但镜面直径较小的凸透镜,替代原来的凸透镜再次实验,成像大小不会变化,但经凸透镜的光线变少,所成的像与原来的像相比,比原来暗; 换成镜面大小相同、焦距稍小的凸透镜,凸透镜的会聚能力变大,再次实验,物距不变,像距变小,向左移动光屏才能成清晰的像,光屏上所成的像与原来的像相比变小了。 (4)随着蜡烛燃烧变短,由过光心的光线传播方向不变,像将向上移动,如果想让像仍然成在光屏的中央,可将透镜适当向下移动。 故答案为:(1)主光轴; (2)B;3; (3)完整、变暗;向左;变小; (4)下。 12.小明在学习了凸透镜成像的规律后,继续深入探究,选用题表中某一规格的凸透镜做实验; 凸透镜编号 焦距/cm 直径/cm ① 5 3.5 ② 5 4.5 ③ 10 4.5 ④ 15 4.5 (1)实验中固定好透镜和蜡烛后,发现无论如何移动光屏,光屏上只有一个与透镜大小几乎相同的光斑,其原因可能是烛焰置于凸透镜的 焦点 上; (2)调整好器材后如图1所示,此时烛焰在光屏上成放大的像,小明选的凸透镜焦距为 10 cm; (3)在(2)的基础上,更换成另一个焦距为 5 cm的凸透镜,光屏上的像变模糊了,为了使光屏上的像恢复清晰,可向靠近凸透镜的方向移动蜡烛。 (4)小明将蜡烛换成F字光源,调整了光源和光屏的位置,在光屏上仍可观察到清晰的像,如图2所示,则小明看到的像应是 D (选填字母); (5)小明认为凸透镜成像的规律还可能与凸透镜的直径有关;若要验证其猜想,则可在题表中选取编号为 ①② 两个凸透镜进行实验验证。 (6)若我们遮挡着凸透镜的一部分,则光屏上所成的烛焰的像 C 。 A.只出现烛焰上半部分的像 B.只出现烛焰下半部分的像 C.仍然是完整的像,只是变暗些 D.像不受任何影响 (7)在实验中由于蜡烛越烧越短,会导致光屏上烛焰的像向 上 移动。为了使像重新成在光屏的中央,且便于顺利完成实验,最佳的调节方法是 C (选择)。 A.仅将凸透镜向下调,使像成在光屏中央 B.仅将光屏向上调,使像成在光屏中央 C.将凸透镜和光屏向下调,使三者的中心在同一高度同一直线上 (8)组员小苏在用同样的器材进行实验时,认真观察光屏上放大的像时发现:只有像的中间部分最清晰,偏左、偏右两侧的像比较模糊。检查器材后发现凸透镜的安装情况有些随意(其它器材均正常放置),她对凸透镜进行调节后,立即在光屏上看到了整个烛焰清晰的像,小苏作出的调节应该是: 适当扭转凸透镜,让凸透镜和光屏平行 。 【分析】(1)蜡烛置于焦点处,光平行主光轴射出; (2)u<v,且成实像,说明2f>u=15cm>f,v=22cm>2f,由此可得焦距的范围; (3)凸透镜焦距变小,对光的会聚能力变强; (4)根据凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立、缩小的实像; (5)根据控制变量法分析回答; (6)当挡住透镜的某一部分时,由于通过凸透镜会聚的光线数量减少,所以像会比原来变暗,但仍成完整的像; (7)根据过光心的光线传播方向不变分析回答; (8)实验时,应将凸透镜和光屏平行放置。 【解答】解:(1)固定好透镜和蜡烛后,发现无论如何移动光屏,光屏只有一个与透镜大小几乎相同的光斑,说明光平行主光轴射出,则可能将蜡烛置于焦点处了; (2)由图1可知,u<v,且成实像,说明2f>u=15cm>f,v=22cm>2f,即11cm>f>7.5cm, 结合表中数据可知,小明选的凸透镜的焦距为10cm; (3)为了使光屏上的像恢复清晰,可向靠近凸透镜的方向移动蜡烛,说明更换的透镜对光线的会聚能力更强,焦距更短,所以换成另一个焦距为5cm的凸透镜; (4)由图2可知,此时物距大于像距,根据凸透镜成实像时,物距大于像距,成倒立、缩小的实像,则小明看到的像应是图2中的D,故选:D; (5)若要验证凸透镜成像的规律还可能与凸透镜的直径有关,则需要控制凸透镜的焦距相等,改变凸透镜的直径,故可在题表中选取编号为①②两个凸透镜进行实验验证; (6)遮住凸透镜的一部分,剩余部分仍能会聚光线成完整的像,但由于会聚的光线比原来减少,所以像比原来变暗,故选:C; (7)随着蜡烛燃烧而变短,根据过光心的光线传播方向不变可知,像会向上移动;为了使像成在光屏的中央位置,应该让蜡烛的烛焰、透镜和光屏三者在同一高度,最佳的调节方法是将凸透镜和光屏向下调,使三者的中心在同一高度同一直线上,故选:C; (8)小苏在用同样的器材进行实验时,发现:只有像的中间部分最清晰,偏左、偏右两侧的像比较模糊;说明中间部分(光心附近的部分)的物距合适,而偏左、偏右两侧的物距小于或者大于中间部分的物距,所以可知凸透镜没有平行于光屏,则接下来小苏作出的调节应该是:适当扭转凸透镜,让凸透镜和光屏平行。 故答案为:(1)焦点;(2)10;(3)5;(4)D;(5)①②;(6)C;(7)上;C;(8)适当扭转凸透镜,让凸透镜和光屏平行。 13.小明在光具座上用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验: (1)首先需调整烛焰和光屏,使两者的中心位于凸透镜的主光轴上,下列图片中已经调整好的是 C ; (2)小明将凸透镜和光屏固定,然后将蜡烛从紧贴凸透镜的位置沿主光轴缓慢向左移动,直至如图甲所示位置时,光屏上的圆形光斑与透镜等大,左右移动光屏,光斑大小不变,则该透镜的焦距为 15.0 cm; (3)小明将蜡烛从光具座0cm刻度线处逐渐靠近凸透镜,会观察到如图乙所示的五种清晰的像,则观察到像的正确顺序为 ③①④⑤② (填序号); (4)如图甲所示,将凸透镜固定在50cm刻度线处,蜡烛移动到20cm刻度线处,光屏 不移动 (选填“靠近凸透镜”、“远离凸透镜”或“不移动”)出现烛焰倒立、 等大 (选填“缩小”、“放大”或“等大”)的实像; ①若此时仅将凸透镜换成戳有小孔的白板,则光屏上承接到 等大 (选填“缩小”、“放大”或“等大”)的实像; ②保持凸透镜位置不变,将蜡烛沿光具座向右移10cm,将光屏沿光具座向右移动10cm,则光屏上 不能 (选填“能”或“不能”)接收到清晰的像; ③若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 近 (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 靠近 (选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动光屏。根据上述实验和已学知识,近视程度更严重的同学应选择焦距更 小 (选填“大”或“小”)的凹透镜来矫正。 【分析】(1)为了使像成在光屏中央,需调整烛焰和光屏,使两者的中心位于凸透镜的主光轴上; (2)光屏上的圆形光斑与透镜等大,且左右移动光屏,光斑大小不变,说明折射光线是平行的,这时光源刚好在焦点上,此时光源和凸透镜的距离等于焦距; (3)根据凸透镜成像规律分析回答; (4)根据u=v=2f,成倒立、等大的实像; ①小孔成像时,像距等于物距,成倒立、等大的实像; ②根据f<u<2f,v>2f,成倒立、放大的实像,且物距变化小于像距变化; ③凸透镜焦距变小,对光的会聚能力变强;凹透镜焦距变小,对光的发散能力变强。 【解答】解:(1)观察上述四幅图可以看出,烛焰、凸透镜的光心以及光屏的中央大致在同一高度的是C图,A图中凸透镜的角度不对,B图中凸透镜太低,D图中光屏的位置太低,故C符合题意,ABD不符合题意;故选:C; (2)光屏上的圆形光斑与透镜等大,且左右移动光屏,光斑大小不变,说明折射光线是平行的,这时光源刚好在焦点上,此时光源和凸透镜的距离等于焦距,即该透镜的焦距为f=50.0cm﹣35.0cm=15.0cm; (3)移动蜡烛使它从光具座0cm刻度线处逐渐靠近凸透镜,会依次经过u>2f成倒立、缩小的实像,u=2f成倒立、等大的实像,f<u<2f成倒立、放大的实像,u<f成正立、放大的虚像,且凸透镜成实像时,物近像远像变大,凸透镜成虚像时,物近像近像变小,故观察到像的正确顺序为③①④⑤②; (4)如图甲所示,将凸透镜固定在50cm刻度线处,蜡烛移动到20cm刻度线处,此时物距为u=50cm﹣20cm=30cm,物距等于二倍焦距,此时像距也为二倍焦距,成倒立等大的实像,所以此时光屏应在凸透镜的右侧,且与凸透镜的距离等于30cm,即光屏应在80cm刻度处,由图甲可知,此时光屏正好在80cm刻度处,所以将凸透镜固定在50cm刻度线处,蜡烛移动到20cm刻度线处,光屏不移动,出现烛焰倒立、等大的实像; ①若此时仅将凸透镜换成戳有小孔的白板,烛焰将通过白板上的小孔在光屏上成像,此时像距等于物距,则光屏上承接到等大的实像; ②保持凸透镜位置不变,将蜡烛沿光具座向右移10cm,此时物距f<u<2f,v>2f,成倒立、放大的实像,且物距变化小于像距变化,所以此时为得到清晰的像,应将光屏向右移动,且光屏移动距离要大于蜡烛移动距离,即光屏移动距离大于10cm,故将光屏沿光具座向右移动10cm,则光屏上不能接收到清晰的像; ③若更换成另一个焦距为9cm的凸透镜,凸透镜焦距变小,对光的会聚能力变强,会将光线提前会聚成像,此现象与近视眼成因相似,为了使光屏上的像恢复清晰,可向靠近凸透镜的方向移动光屏; 近视程度更严重的同学,其晶状体焦距更小,对光的会聚能力更强,故应选择对光发散能力更强,焦距更小的凹透镜来矫正。 故答案为:(1)C;(2)15.0;(3)③①④⑤②;(4)不移动;等大;①等大;②不能;③近;靠近;小。 九.烛焰、光屏的移动(共1小题) 14.用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”实验。 (1)图甲:固定凸透镜位置,发光小灯泡在40cm刻度线位置时,移动光屏发现光屏上始终能呈现一个面积大小不变的光斑,则该透镜的焦距为 10.0 cm; (2)用蜡烛代替小灯泡继续做实验,将点燃的蜡烛放置于光具座35cm刻度处,凸透镜位置不变,将光屏向 右 移动一段合适的距离,能在光屏上得到烛焰清晰倒立、 放大 (选填“放大”、“等大”或“缩小”)的实像; (3)某次实验情况如图乙所示,在光屏上得到了一个清晰的像,同学们提出“有哪些方法可以使光屏上的像变大”的问题,经过讨论后形成两个方案,而且结果都达到目的。方案1:保持蜡烛和光屏的位置不动,只将凸透镜向 左 移动适当距离;方案2:保持凸透镜位置不动,将蜡烛和光屏都向 右 移动; (4)若图乙中凸透镜位置不变,将蜡烛移至45cm刻度处,移动光屏 不能 (选填“能”或“不能”)承接到像,人应在 光屏 (选填“蜡烛”或“光屏”)一侧透过凸透镜观察成像; (5)如图乙所示位置,利用此时凸透镜成像的特点制成的光学仪器是 照相机 (选填“照相机”、“放大镜”或“投影仪”); (6)在图乙中将一镜片放在烛焰和透镜之间后,光屏上的像变模糊了,将光屏向左移动,光屏上再次出现清晰的像,则所加镜片可以矫正图 丁 (选填“丙”或“丁”)的视力缺陷。 【分析】(1)焦距即为焦点到光心的距离。 (2)当物距介于1倍焦距与2倍焦距之间时,成放大、倒立的实像,像距大于2倍焦距。 (3)凸透镜成实像时,物近像远像变大。 (4)若物体处于1倍焦距以内时,光屏上没有像,通过光屏一侧向凸透镜的方向观看,能看到一个正立、放大的虚像。 (5)当物体处于2倍焦距以外时,成倒立缩小的实像,根据这个原理制成了照相机。 (6)近视眼是晶状体变厚,像成在视网膜的前方,凹透镜对光线有发散作用,用凹透镜矫正;远视眼是晶状体变薄,像成在视网膜的后方,凸透镜对光线有会聚作用,用凸透镜矫正。 【解答】解:(1)由题意和图甲可知,当灯泡距离透镜为50.0cm﹣40.0cm=10.0cm时,在右侧无论怎样移动光屏,发现光屏上始终是一个大小不变的圆形光斑(即凸透镜右侧为平行光),说明灯泡正好在焦点上,则由焦距的定义可知该透镜的焦距为10.0cm。 (2)蜡烛与凸透镜的距离为u=50.0cm﹣35.0cm=15.0cm,此时f<u<2f,则2f<v,故应将光屏向右移动一段合适的距离,能在光屏上得到烛焰清晰倒立、放大的实像。 (3)凸透镜成实像时,物距变小,像距变大,像变大,因此若想使光屏上烛焰的像变得再大一些,保持蜡烛和光屏的位置不动,只将凸透镜向左移动适当距离;保持凸透镜位置不动,将蜡烛和光屏都向右移动。 (4)凸透镜位置不变,将蜡烛移到标尺45cm处,即物体处于1倍焦距以内,故此时光屏上没有像,若站在光屏一侧观察,会发现有一个蜡烛的正立、放大的虚像。 (5)由图乙知,物体在2倍焦距以外,此时成倒立缩小的实像,照相机就是根据这个原理制成的。 (6)丙图,像成在视网膜的前方,是近视眼,需要凹透镜矫正;丁图,像成在视网膜的后方,是远视眼,需要凸透镜矫正;在图乙中将一镜片放在烛焰和透镜之间后,光屏上的像变模糊了,将光屏向左移动,光屏上再次出现清晰的像,说明所放的镜片对光线有会聚作用,是矫正远视眼的凸透镜,故选丁图。 故答案为:(1)10.0;(2)右;放大;(3)左;右;(4)不能;光屏;(5)照相机;(6)丁。 十.探究水沸腾时温度变化的特点(共3小题) 15.如图甲、图乙所示两组实验装置。 (1)组装实验装置时,合理的先后顺序是 自下而上 (选填“自上而下”或“自下而上”); (2)若要探究“水沸腾的特点”实验,应选择 乙 装置; (3)如图丙所示的温度计示数为 70 ,假设组装器材时不小心将温度计的玻璃泡接触烧杯底部,这样测得的温度值会比真实值 偏大 (选填“偏小”或“偏大”); (4)观察到水沸腾后的实验现象: ①温度计的示数 不变 ; ②水中产生大量气泡,气泡不断上升 变大 (选填“变大”或“变小”),产生的气泡内是 水蒸气 (选填“空气”或“水蒸气”),到达水面破裂; ③水沸腾后停止加热,沸腾停止。说明水沸腾时需要 吸热 ; (5)实验时,石棉网的作用是 使烧杯底部受热均匀 ,加热过程会发现有水珠形成在烧杯壁上,则水珠会形成在烧杯的 内壁 (选填“外壁”或“内壁”)上; (6)老师采集了三组同学的实验数据,其水的质量分别为100克、150克、200克,并绘制了如图丁所示的图像。丁图像可知,水的沸点是 98 ,其中质量为100克水的沸腾图线是 ① (选填“①”“②”或“③”)。 【分析】(1)实验时,需按照自下而上安装实验器材; (2)根据探究“水的沸腾”实验的要求可以对装置做出选择; (3)先观察温度计的分度值,再读数; (4)水沸腾时,气泡在上升过程中,体积逐渐变大;水沸腾前,气泡在上升过程中体积逐渐变小; 沸腾的条件:达到沸点,不断吸收热量; (5)石棉网可以使烧杯底部均匀受热;当杯内温度高,杯外温度低,杯内水蒸气遇冷会液化成小水珠,附在玻璃内表面; (6)液体沸腾的过程中吸收热量,温度不变,由此可知图象中的水平段对应的温度是液体的沸点。 【解答】解:(1)实验时,需点燃酒精灯,用外焰加热,故需要根据酒精灯外焰的高度确定铁架台,故需按照自下而上安装实验器材。 (2)探究水的沸腾实验可将水直接放入烧杯加热,并不需要放入试管中加热,故选乙。 (3)由图乙可知,温度计的分度值是1 ,示数为70 ,故水的温度为70 。 由于玻璃泡接触了烧杯底部,则此时所测温度高于水的温度,测量值偏大。 (4)水沸腾过程中,吸收热量,温度不变,温度计的示数不变,水中产生大量气泡,气泡不断上升且体积逐渐变大,到达水面破裂,里面的水蒸气散发到空气中,表明水沸腾了;停止加热,沸腾停止,说明沸腾过程需要吸热。 (5)烧杯下面的石棉网可以使烧杯底部受热均匀,防止烧杯炸裂;水面上方的烧杯壁上有水珠出现,杯内温度高,杯内的水蒸气遇冷液化成小水珠附着在玻璃的内壁上。 (6)由图像可知,水的沸点是98 ;相同实验条件下,水的质量越少,水升温越快。质量为100g的水质量最小,从加热到沸腾需要的加热时间最短,故100g的水的沸腾图线是①。 故答案为:(1)由下而上;(2)乙;(3)70;偏大;(4)不变;变大;水蒸气;吸热;(5)使烧杯底部受热均匀;内壁;(6)98;①。 16.小明在做“观察水的沸腾”实验时,实验装置如图甲: (1)如图器材外,本实验还需要测量仪器是 秒表 ,实验室现有煤油温度计,酒精温度计、体温计等不同种类的温度计,本实验应选用的温度计是 煤油或水银 温度计(在标准大气压下,煤油的沸点是150 ,水银沸点是357 ,酒精的沸点是78 ); (2)小明用比烧杯口稍大的圆形硬纸板,剪出A、B两种带孔的盖子,如图乙所示,以便将温度计通过小孔插入烧杯内的水中,你选择 A 盖子,因为另一种盖子存在的问题: 温度计使用时,温度计的液泡要完全进入被测物质中,且不能碰到容器底部或侧壁,所以圆孔在中间,温度计才不容易碰到烧杯侧壁,由于B纸板孔的位置会使温度计的玻璃泡碰到烧杯壁,所以剪裁合适的是A ; (3)在对水进行加热的过程中,小明判断烧杯中水沸腾的依据是 A ; A.水中有大量气泡上升、变大到水面破裂 B.温度计的示数在一段时间内保持不变 (4)根据实验记录数据,小明画出相应图像(如图丙实线),由图像可知水沸腾时 吸收 (选填“吸收”或“放出”)热量,温度 不变 ; (5)实验后同组的小华同样重复了上述实验,作出图像(如图丙虚线),小华和小明实验不同之处是 水的质量不同 ; (6)实验完成后,小明换了套器材如图所示,用A容器中的液体对试管B中的液体进行加热,发现当A容器中的液体沸腾了,B容器中液体也沸腾了,如果A、B容器中液体的沸点分别为tA、tB,则tA、tB可能的关系是 C 。 A.tA=tB B.tA<tB C.tA>tB D.无法确定 【分析】结合水沸腾实验的相关知识点进行分析。 【解答】解:(1)本实验需要测量水加热的时间,因此需要秒表。 在标准大气压下,煤油的沸点是150 ,水银沸点是357 ,酒精的沸点是78 ,水的沸点是100 ,为避免温度计测温液体沸腾,本实验应选用的温度计是煤油或水银温度计。 (2)温度计使用时,温度计的液泡要完全进入被测物质中,且不能碰到容器底部或侧壁,所以圆孔在中间,温度计才不容易碰到烧杯侧壁,由于B纸板孔的位置会使温度计的玻璃泡碰到烧杯壁,所以剪裁合适的是A。 (3)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。故选A。 (4)由图丙可知,水温升高到沸点后,水持续吸热,但温度保持不变,所以水在沸腾过程中,特点是不断吸热,但是温度保持不变。 (5)由图丙可知,水沸腾前的加热时间不同,则小华和小明实验不同之处可能是水的质量不同或酒精灯火焰大小不同。 (6)当A容器中的液体沸腾了,B容器中液体也沸腾了,说明B容器中液体在达到沸点后能继续从A容器中的液体中吸收热量,根据液体沸腾条件可知,B的沸点低于A的沸点,即tA>tB,故选C。 故答案为:(1)秒表;煤油或水银;(2)A;温度计使用时,温度计的液泡要完全进入被测物质中,且不能碰到容器底部或侧壁,所以圆孔在中间,温度计才不容易碰到烧杯侧壁,由于B纸板孔的位置会使温度计的玻璃泡碰到烧杯壁,所以剪裁合适的是A;(3)A;(4)吸收;不变;(5)水的质量不同;(6)C。 17.在课堂上老师用小纸锅烧水,如图甲所示。为什么水能烧开而纸锅不会燃烧呢?带着这个问题,同学们开始探究水沸腾时温度变化的特点。 (1)如图乙,在安装实验器材时,装置中存在的明显错误是 温度计的玻璃泡接触了杯底 ; (2)用酒精灯给水加热至沸腾,需要计时、记录温度并观察现象。实验中判断水沸腾的依据是烧杯中出现图丙中的 a (选填“a”或“b”)现象; (3)煮饺子时往锅内加入一些冷水,锅内的水会停止沸腾,原因是 A (选填字母“A.水的温度低于沸点”“B.水的沸点降低”或“C.不能继续吸热”)。 (4)如果给一定质量的水加热至沸腾,其温度与时间的关系如图中图线a所示,若增加了水的质量,其温度与时间的关系图线应为 c 。 【分析】(1)在安装实验器材时,装置中存在的明显错误是温度计的玻璃泡碰到了烧杯底部。 (2)水沸腾时,气泡会逐渐变大;水沸腾前,气泡会逐渐变小。 (3)液体沸腾需要达到沸点且继续吸热。 (4)水的沸点只与气压有关,与水的质量无关,所以增加水的质量,水的沸点不变。 【解答】解:(1)在安装实验器材时,装置中存在的明显错误是温度计的玻璃泡碰到了烧杯底部。因为这样测量的温度不是水的真实温度,会使测量结果不准确。 (2)水沸腾时,整个容器内的水温度相同,水汽化形成的气泡在上升过程中,受到的水压逐渐减小,同时有更多的水汽化进入气泡,所以气泡会逐渐变大,对应图丙中的a现象;而水沸腾前,下层水温度高,上层水温度低,气泡上升过程中,里面的水蒸气遇冷液化,气泡会逐渐变小,对应图丙中的b现象。所以判断水沸腾的依据是出现a现象。 (3)液体沸腾需要达到沸点且继续吸热。煮饺子时加入冷水,水的温度降低,低于沸点,不满足“达到沸点”这一条件,所以停止沸腾,原因是水的温度低于沸点,故选A。 (4)影响达到沸腾时间的因素:①液体的质量大小;②液体的初温;③加热的方式。而水的沸点只与气压有关,与水的质量无关,所以增加水的质量,水的沸点不变。但水的质量越大,升高到沸点所需吸收的热量越多,加热时间就越长。图线a是原来水的升温、沸腾情况,增加水的质量后,升温速度变慢,加热至沸腾的时间变长,所以温度与时间的关系图线应为c。 故答案为:(1)温度计的玻璃泡接触了杯底;(2)a