内容正文:
专题05 图像、图表信息题——光学与热学
内●容●导●航
第一部分 题型解码
题型概述 考向分类 技巧点拨
第二部分 考向破译
典例引领 方法透视 变式演练
考向01 光学
考向02 热学
第三部分 题型训练
题●型●解●码
题型
概述
中考物理中的图像、图表信息题是中考高频考点,具有直观性、综合性、应用性强的特点,主要考查学生从图像或表格中提取物理规律、分析变量关系、结合公式推理的能力。
考向
分类
考向01 光学;
考向02 热学;
技巧
点拨
图表信息题的主要特征与解题策略
1. 数据驱动,考查归纳能力:表格题通常列出多组实验数据,要求学生通过对比、找变量、控制变量法得出结论,如探究凸透镜成像的规律、探究质量与体积的关系等。
2. 强调信息提取与迁移应用:需从图表中识别“不变量”与“变化量”,结合物理公式进行推理,例如利用W=Gh判断功随高度的变化趋势。
3. 常与实验探究结合:多出现在实验题中,要求根据图表数据归纳或补全结论、设计实验方案或判断误差来源等。
4. 解题策略:一是找关键项,锁定与问题相关的数据行或列;二是归纳规律,总结物理量间的定量或定性关系;三是验证结论,用其他数据反向验证是否成立。
图像信息题的主要特征与解题策略
1. 直线型图像:例如液体的温度随加热时间变化的图像。
直线型图像 折线型图像
2. 折线型图像:例如晶体的熔化图像。其拐点分别表示熔点0℃。BC段表示熔化过程,持续了4分钟,温度不变,但需要吸热。
3. 曲线型图像:例如,非晶体的熔化图像。
4. 解题策略:
(1) 看轴:看直角坐标系上横轴、纵轴各表示什么物理量,以便了解物理图像反映的是哪两个物理量之间的相互变化关系。
(2)看点:看图像上的端点、顶点及拐点等各代表什么物理含义。物理图像中每一个点都对应着一个物理状态,其中拐点又具有特殊的物理意义,它是两种不同情况的交界,是物理量发生突变的点。
(3)看线:看图像中的直线、折线及曲线各表达什么物理过程和规律。
(4)看斜率:看在物理图像中斜率表示的是哪个物理量,斜率越大(斜线段的倾斜角度越大),其表示的物理量就越大。
(5)看面积:看某物理量的图像与横、纵坐标轴围成图形的面积,它常表示一个新的物理量。如:
①v-t 图像中围成图形的面积表示在对应时间内通过的路程;
②P-t图像中围成图形的面积表示物体在对应时间内所做的功;
③I-R图像中围成图形的面积表示定值电阻两端的电压。
考●向●破●译
考向01 光学
典例引领
【典例01】(25-26八年级上·松江·期末)某同学学习了凸透镜的相关知识后,利用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律。当向水透镜里注水时水透镜的焦距将变小;当从水透镜里抽水时,水透镜的焦距将变大。
(1)(作图)请在图1中画出对应的入射光线或折射光线;
(2)如图2所示,烛焰在光屏上成清晰的像,则这个像是倒立______(选填“放大”或“缩小”)的实像,与______(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的成像原理相同;
(3)保持图2中蜡烛位置不动,向水透镜内注水,若仍想在光屏上形成清晰的像,可以将光屏向______(选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动;或者可以在水透镜前“戴上”一种眼镜,“戴”的应该是______(填“凹”或“凸”)透镜;
(4)随后他固定水透镜的厚度,又做了几组实验,并绘制出了像距与物距的关系图像,图3中、、三点分别与蜡烛在光具座上移动过程中的三个位置相对应。下列判断正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是
B.蜡烛在点对应位置时,成倒立、缩小的实像
C.蜡烛从点对应位置移动到点对应位置的过程中,成的像逐渐变小
D.蜡烛处于点对应的位置时,成正立、放大的虚像
【答案】(1)见下图;(2)缩小;照相机;(3)靠近;凹;(4)AC
【详解】(1)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点,过光心的光线经凸透镜后传播方向不变,作图如下:
(2)图2烛焰在光屏上成清晰的像,物距大于像距,成倒立、缩小的实像,应用是照相机。
(3)向水透镜内注水,水透镜的焦距变小,折光能力变强,成像提前,若仍想在光屏上形成清晰的像,可以将光屏向靠近凸透镜的方向移动;或者可以在水透镜前“戴上”一种眼镜,“戴”的应该是凹透镜,利用其对光线的发散作用,使得成像延迟。
(4)A.根据凸透镜成像规律,时,成倒立、等大的实像。由图像可知,,解得该凸透镜的焦距,故A正确;
B.蜡烛在B点对应位置时,u=v=2f,成倒立、等大的实像,故B错误;
C.蜡烛从B点对应位置移动到C点对应位置的过程中,物距始终大于焦距且物距变大,根据凸透镜成实像规律“物远像近像变小”,成的像逐渐变小,故C正确;
D.蜡烛处于A点位置时,物距在一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立、放大的实像,故D错误。
故选AC。
方法透视
核心知识总结
凸透镜成像规律图像
1. 根据像距v随物距u变化的图象计算焦距
首先找出物距与像距相等的交点,该点物距等于像距,凸透镜成倒立等大的实像,根据v=u=2f求出凸透镜的焦距。
2. 根据凸透镜成像规律进行分析
(1)u>2f时,成倒立、缩小、实像,像距2f>v>f;
(2)u=2f时,成倒立、等大、实像,像距v=2f;
(3)f<u<2f时,成倒立,放大、实像,像距v>2f;
(4)u=f时,不成像;
(5)u<f时,成正立、放大、虚像。
3. 凸透镜成像时,物距、像距与焦距的关系
根据v=u=2f=20cm
求出凸透镜的焦距f=10cm。
变式演练
【变式01】(22-23八年级上·上海·期末)用图甲所示的器材做“探究凸透镜成像规律”的实验,正确操作记录数据绘制成如图乙所示的图线。
(1)调整实验器材高度时,蜡烛 (选填“需要”或“不需要”)点燃,调整器材高度的目的是: ;
(2)当蜡烛和光屏放在图甲位置时,光屏上恰好出现了清晰的像,该像是 (选填“放大”、“缩小”或“等大”)的像,当蜡烛移动到光具座上30cm刻度线处,若要使光屏上再次出现清晰的像,应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动;
(3)实验过程中,燃烧的蜡烛在不断缩短,导致光屏上的像向 (选填“上”或“下”)移动,为了使像回到光屏中央,此时应进行的操作是 ;
(4)图乙中A、B、C三点分别与蜡烛在光具座上的三个位置相对应,与投影仪的成像原理相同的是
点。
【答案】 需要 使像成在光屏正中央 放大 左 上 蜡烛上移,或者光屏上移,或者凸透镜向下移动 A
【详解】(1)蜡烛需要点燃,是蜡烛发出的光线经过凸透镜成像,成的是烛焰的像;调整器材到同一高度,通过光心的光线传播方向不变,故调节烛焰的中心、凸透镜的中心、光屏的中心在同一高度,像就会成在光屏正中央。
(2)根据图乙可知,像距等于物距等于两倍焦距时等于20cm时,成等大的像,故该凸透镜的焦距为10cm,蜡烛和光屏放在图甲位置时,物距为15cm,物体在一倍的焦距和两倍焦距之间,成的是倒立的放大的实像;当蜡烛移动到光具座上30cm刻度线处,根据凸透镜成像规律,物体远离时,像靠近,光屏需要向左移动才能够承接到像。
(3)燃烧的蜡烛在不断缩短,烛焰的中心和透镜的中心的连线将向上偏,像向上移动;为了使像回到光屏中央,可以将蜡烛上移,或者光屏上移,或者凸透镜向下移动。
(4)投影仪的成像原理是物距在一倍到两倍焦距之间,此时A点的物距为15cm,在一倍到两倍焦距之间,成像原理相同。
【变式02】(22八年级上·徐汇·期中)在“验证凸透镜成像规律”的实验中,如图甲所示,某同学将镜面垂直于阳光放置,在透镜下面放上白纸(纸、镜平行),测出透镜与白纸间距s/cm与对应的白纸被烤焦的时间t/min,绘出图线如图乙所示。
(1)可判断凸透镜的焦距f 为______。
(2)如图丙所示,他将蜡烛和透镜的位置固定,则调整光屏位置(光屏图中未画出),会在光屏上呈现清晰的______(填“放大”或“缩小”)的像。然后,把点燃的蜡烛放在光具座12cm刻度处,能观察到的像为______ (选填“实像”、“虚像”)。
(3)随着蜡烛的燃烧,蜡烛变短,光屏上的像将向______移动,为了使像回到光屏中央,可以将凸透镜向 ______移动。
(4)他按下表中的物距u依次进行实验,每次都使光屏上蜡烛的像最清晰,并将相应的像距v、成像情况记录在表格中。
表(f =10厘米,物高H=4厘米)
实验
序号
物距u
(厘米)
像距v
(厘米)
像高h
(厘米)
像的性质
正立、倒立
虚像、实像
1
50
12.5
1
倒立
实像
2
35
14
1.6
3
30
15
2
4
20
20
4
5
18
22.5
5
6
15
30
8
7
14
①分析比较实验序号1或2或3中的物距与像距的大小关系以及成像情况,可以得出的初步结论是:当______时, 在凸透镜的另一侧成倒立缩小的实像。
②分析比较实验序号1~6中的像距和像高随物距的变化关系,可以得出的初步结论______。
③分析比较实验序号3和6中的物距、像距以及成像情况,可以推理出序号7中的数据为______、______。
④ 若要继续探究凸透镜的所成实像的高度与凸透镜焦距的关系,他们应该保证______不变,改变 _______做该实验。
【答案】 12厘米 放大 实像 上 下 凸透镜成实像,物距大于像距 凸透镜成实像时,物距u越小,像距v越大,像高h越高 35 10 物距 焦距
【详解】(1)如图乙可知,测出透镜与白纸间距12cm时,对应的白纸被烤焦的时间最短,说明温度最高,凸透镜汇聚于焦点,焦点处温度最高,故焦距为12cm。
(2)如图丙,此时的物距为15cm,在一倍焦距和两倍焦距之间,故成的放大的实像;把点燃的蜡烛放在光具座12cm刻度处,此时物距为38cm,大于两倍的焦距,故成的是倒立的实像。
(3)随着蜡烛的燃烧,蜡烛变短,火焰中心经过凸透镜的光心的直线会向上偏,故像会上偏;为了使像回到光屏中央,可以将凸透镜下移,火焰的中心、光心的连线就会下偏,最终发现像下移。
(4)①分析比较实验序号1或2或3中的物距与像距的大小关系,发现物距都大于像距,而且此时的成的是倒立的缩小的实像,故结论为凸透镜成实像,物距大于像距;
②分析比较实验序号1~6中,物距越变越小,像距变越大,像高越变越高,故结论为凸透镜成实像时,物距u越小,像距v越大,像高h越高;
③分析比较实验序号3和6中的物距、像距以及成像情况,可知,光路可逆,即当物距等于30cm,像距为15cm,成倒立的缩小的实像,发现当物距等于15cm时,像距为30cm,成的是倒立放大的实像,故可以推理出序号7中的数据为物距为14cm,发现第2组数据,当物距等于35cm时,像距等于15cm,成倒立的放大的实像,故当物距为14cm时,像距为35cm;分析第3发现将像缩小2倍,而第6组实验是将像放大2倍,故根据第2组数据,将像缩小为2.5倍,故在第7组像需要放大2.5倍,故为10cm。
④凸透镜的所成实像的高度与凸透镜焦距的关系,需要保证物距不变,应该物距可以影响像的大小;变量是秃凸透镜的焦距,故可以改变凸透镜的焦距进行实验。
题●型●训●练
1. 如图所示,在“探究光的反射定律”的实验中:
实验序号
入射光线
反射光线
入射角
反射角
1
EO
OF
20°
20°
2
CO
OD
40°
40°
3
AO
OB
50°
50°
(1)保持入射点不变是为了保证 的位置不变,便于从光具盘上直接读出反射角;
(2)观察图中对应的反射光线、入射光线和法线的位置,可初步归纳得出的结论是: ;
(3)分析实验序号1、2或3中入射角与反射角的大小,可初步归纳得出的结论是: 。
【答案】(1)法线;(2)光的反射现象中,反射光线、入射光线分居法线两侧;(3)光的反射现象中,反射角等于入射角
【详解】(1)在实验中,保持入射点的位置不变,则法线的位置不变,便于从光具盘上直接读出反射角。
(2)根据题意可知,当入射光为AO时,反射光为OB;当入射光为CO时,反射光为OD;当入射光为EO时,反射光为OF,由图示可知,反射光线与入射光线始终分居在法线两侧。
(3)比较实验序号1、2或3中入射角与反射角的大小,会发现反射角与入射角大小相等,即在光的反射现象中,反射角等于入射角。
2. 小明在学了光的折射后,他想知道:光在其他透明介质的分界面折射时有什么规律呢?即什么条件下折射角小于入射角,什么条件下折射角大于入射角?老师帮他设计了下面的实验:用一厚玻璃缸盛一定量的水,让一激光手电筒射出的光束从空气中斜射入水中,从水中进入玻璃,再次进入空气中,其光路如图所示。小明上网查出一些介质的其他参数如下表。
物质
密度/(kg/m3)
光速/(m/s)
空气
1.29
3.0×108
水
1.0×103
2.25×108
玻璃
2.0×108
植物油
0.8×103
(1)分析表中数据规律猜想玻璃的密度比水的密度 (选填“大”或“小”);
(2)分析光路图(a)和表中数据可得出的结论: ;
(3)现代医学治疗中常用超声波击碎人体内的结石,当超声波斜射入人体时,能发生类似光一样的折射。如图(b)所示,超声波进入人体击碎结石时,入射点应在O点的 侧。(选填“左”或“右”)
【答案】 大 当光从密度小的介质斜射入密度大的介质时,折射角小于入射角,当光从密度大的介质斜射入密度小的介质时,折射角大于入射角。 左
【详解】(1)根据图表发现,水的密度大于空气的密度,而光在水中的传播速度小于在空气中的传播速度,光在玻璃中的传播速度小于在水中的传播速度,说明玻璃的密度大于水的密度。
(2)由光路图(a)可知,光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向不再沿直线传播,而是发生了变化。光从空气中斜射入水中,折射角小于入射角;光从水中斜射入玻璃中,折射角小于入射角;由表中数据可知,光在水中的传播速度小于空气中的传播速度,光在玻璃中的传播速度小于水中的传播速度,分析光路图(a)和表中数据可得出的结论:光从光速大的介质斜射入光速小的介质中时,折射角小于入射角。
(3)声音在人体中的传播速度大于空气中的传播速度,根据题意可知,当超声波斜射入人体时,能发生类似光一样的折射,则超声波从空气中射入人体时,折射角大于入射角,想让超声波进入人体击碎结石时,入射点应在O点的左侧。
3. 某同学用如图甲所示的装置探究“凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了物距u和像距v之间的关系图像(如图乙所示)
(1)按照图甲安装实验器材时,为了使像成在光屏中央,除了将光源、凸透镜和光屏依次放在光具座上,还应调整它们的中心大致在 ;由图乙可得出该实验所用凸透镜的焦距是 cm。
(2)当各元件位置如图甲所示时,可在光屏上得到一个清晰倒立、 (选填A“放大”或B“缩小”)的实像。若要使光屏上的像变大,应将蜡烛向右移动,同时将光屏向 移动。(选填A“左”或B“右”)
(3)如图丙,将烛焰置于45cm刻度处,在透镜另一侧可以观察到的虚像 (选填A“放大”或B“缩小”),若将一不透明的光屏置于如图丙中的虚线处,则烛焰的像( )。
A .会消失 B.亮度变暗 C. 没有变化 D.成在光屏上
【答案】(1)同一高度,8;(2)B,B;(3)A,C
【详解】(1)为了使像成在光屏中央,应将光源、凸透镜和光屏三者的中心调在同一高度上。
当成倒立等大的实像时,物距,由图乙得u=v=16cm
可得焦距f=8cm。
(2)由图甲得,,根据凸透镜成像规律,此时成倒立缩小的实像,故选B。
根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”,将蜡烛向右移动,若要使像变大,同时将光屏向右移动,故选B。
(3)将烛焰置于45cm刻度处,此时物距小于一倍焦距,成正立、放大的虚像,故选填A。
将烛焰置于凸透镜焦距以内,在透镜另一侧可以观察到放大的虚像,因为虚像不是实际光线会聚而成的,是光的反射延长线相交得到的,所以在虚线处放置一光屏对成虚像不产生影响,所以烛焰的像不会发生变化。故选C。
4.小养用如图所示的装置“探究凸透镜成像规律”:
.
(1)实验前,需要调整烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上,图甲所示的装置该如何调整,请你给出具体操作建议 。
(2)正确调节好实验装置后,移动蜡烛至如图乙所示的位置,观察到光屏上有烛焰清晰的像(像未画出),此像一定是倒立、 (填“放大”“缩小”或“等大”)的实像,日常生活中 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一原理。
(3)接着小养在不改变各元件位置的情况下,将原凸透镜(f=10cm)更换成一个焦距稍小(f=8cm)的凸透镜,发现光屏上的像变模糊,这是在模拟 (选填“近视眼”或“远视眼”)的形成原因;此时,在不改变蜡烛和凸透镜(包括位置)的情况下,要使光屏上得到清晰的像,应将光屏向 (选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动。光屏上此时成清晰的像。如果有一只小虫子突然飞来停留在凸透镜上半部分,此时光屏上会看到 (选填字母序号)。
A.蜡烛像的下半部分 B.小虫子完整的像
C.蜡烛完整的像,像的亮度变暗 D.小虫子完整的像,像的亮度变暗
(4)小养在做成像实验时,记录下每次成清晰的实像的物距u、像距v和物像间距,绘制出如图丙所示的图(f为焦距),当物距u=1.5f,烛焰成清晰的实像,经分析,图中a的值为 。
【答案】(1)将凸透镜适当向下移;(2)缩小,照相机;(3)近视眼,靠近,C;(4)3f
【详解】(1)由图甲可知,烛焰的像在光屏的上方,根据过光心的光线传播方向不变,可知,应将凸透镜适当向下移动。
(2)由图乙可知,此时物距大于像距,根据凸透镜成像规律可知:物距u>2f,像距f<v<2f,物距大于像距,成倒立、缩小的实像,照相机利用了此原理。
(3)小养将原凸透镜(f=10cm)更换成一个焦距稍小(f=8cm)的凸透镜,凸透镜的焦距变小,对光的偏折能力变强,会将光线提前会聚成像,与近视眼的形成原因相同,因此在不改变蜡烛和凸透镜的位置情况下,要使光屏上得到清晰的像,应将光屏向靠近透镜的方向移动。
由题意知,小虫子落在凸透镜上,在1倍焦距之内,所以落在凸透镜上的虫子不会成实像在光屏上;小虫子落在凸透镜上,会挡住部分光,但其它部位仍能够折射光线而成原来物体清晰的像,由于光线少了一点,稍变暗,故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
(4)当物距u=1.5f时,像距
又因为在光的折射现象中,光路是可逆的,当u=3f时,v=1.5f,此时
,则图中a的值为3f
5. 小闽同学利用一个未知焦距的凸透镜、蜡烛、光屏等探究透镜的成像规律时获得了如图甲所示的u-v图像。
(1)由以上信息可知凸透镜的焦距为 cm;在光具座上从左到右依次放置蜡烛、凸透镜和光屏,使它们的中心位于 ,这样做的目的是 ;
(2)图乙中烛焰在光屏上所成的是 像(填像的性质)。
(3)若将烛焰向右移动15cm,则将光屏向 (选填“左”或“右”)移动适当距离,光屏上可再次得到清晰的像,生活中的 (选填“照相机”“放大镜”或“投影仪”)就是根据这一原理制成的;
(4)若将蜡烛、凸透镜和光屏按图丙位置摆放,则小闽同学的眼睛应在 (选填A、B、C)处观察蜡烛的像,像是图丁中的 (选填“1、2、3、4”);
(5)在图乙所示情形下光屏上得到清晰的像时,一只苍蝇停在凸透镜中央,此时光屏上有( )
A.苍蝇的像 B.苍蝇的影子
C.烛焰完整的像 D.烛焰不完整的像
(6)若在图乙所示情形下保持蜡烛和光屏的位置不变,移动凸透镜,光屏上会再次出现一个清晰的像,则此时凸透镜在 cm刻度线处。
【答案】(1)10,同一高度,使像成在光屏中央;(2)倒立、缩小的实;(3)右,投影仪;(4)B,4;(5)C;(6)35
【详解】(1)由图甲可得,当物距和像距相等时,成倒立放大的实像,满足条件u=v=2f=20cm,解得凸透镜的焦距为f=10cm;实验前,应调节烛焰、凸透镜和光屏的高度,使它们的中心位于同一高度,目的是使像成在光屏中央。
(2)由图乙可知,烛焰在光屏上成像时,物距大于像距,成倒立、缩小的实像。
(3)根据凸透镜成实像时的动态规律可知,物近像远像变大,将烛焰向右移动15cm,物距减小,则像距增大,要想光屏上再次得到清晰的像,应将光屏向右移动适当距离。
烛焰向右移动15cm,此时物距为u=50cm-35cm=15cm,即f<u<2f,光屏上成倒立、放大的实像,生活中投影仪就是根据这一原理制成的。
(4)由图丙可知,此时物距为u=16cm-10cm=6cm,即u<f,成正立、放大的虚像,像与物在凸透镜的同侧,眼睛应在另一侧透过凸透镜观察,即眼睛在B处观察蜡烛的像,像是图丁中的4。
(5)光屏上所成的像是实像,是烛焰发出的光经凸透镜折射后会聚成的,一只苍蝇停在凸透镜中央,烛焰发出的光被苍蝇挡住一些,但不影响成像,所以光屏上呈现的仍然是烛焰的完整的实像,只是光被挡住一些,导致会聚在光屏上的实像要暗一些;由于苍蝇在凸透镜的一倍焦距之内,成的是虚像,虚像不能成在光屏上,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
(6)在图乙所示情形下,如果保持蜡烛和光屏的位置不变,把凸透镜移到光具座上35cm的刻度线处,此时物距等于原来的像距,像距等于原来的物距,在光的折射中,光路是可逆的可知,可以在光屏上再次得到烛焰清晰的像。
6. 某学习小组在“探究凸透镜成像的规律”实验中,进行了如下操作:
(1)安装并调节烛焰、凸透镜和光屏的位置,使它们三者中心大致在 ,目的是 。
(2)通过探究,记录并绘制了像距v与物距u之间的关系图像,如图甲所示,则该凸透镜的焦距是
cm。
(3)当蜡烛、凸透镜和光屏处于图乙所示位置时,恰好在光屏上成清晰的像(像未画出),该像是
的实像。
(4)在图乙中,小明借来老师的眼镜,将其放在蜡烛和凸透镜之间,发现光屏上原本清晰的像变模糊了,向右移动光屏,光屏上的像又变清晰了,说明老师的眼镜是 (选填“近视”或“远视”)眼镜。
(5)实验时,光屏上已经得到了蜡烛清晰的像,小刚用手指捏住凸透镜防止其移动,则光屏上 (选填“有”或“没有”)手指的像或影子,光屏上蜡烛的像 (选填“完整”或“不完整”)。
(6)随着实验的进行,蜡烛变短,要使蜡烛的像回到光屏的中央,需要将凸透镜向 (选填“上”或“下”)移动。
【答案】(1)同一高度,使烛焰的像成在光屏中央(2)10;(3)倒立放大;(4)近视;(5)没有,完整;(6)下
【详解】(1)为了使像能成在光屏的中心,必须使烛焰,凸透镜和光屏三者中心放在同一高度上。
(2)由图可知,凸透镜成等大实像时u=v=2f=20cm,则凸透镜的焦距为10cm。
(3)当蜡烛、凸透镜和光屏处于图乙所示位置时,恰好在光屏上成清晰的像,此时物距小于像距,则此时成倒立放大的实像。
(4)老师的眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,发现光屏上的像由清晰变模糊,当向右移动光屏又发现清晰的像,说明成像变远,老师所戴的眼镜的镜片对光线起了发散作用,则为凹透镜,则老师的眼镜是近视眼镜。
(5)用手指捏住凸透镜时,物距小于一倍焦距,此时成虚像,在光屏上不能成像,因此光屏上没有手指的像或影子。
整个物体发出的光虽有一小部分被挡住,但总会有一部分光通过凸透镜而会聚成像,由于透镜的一小部分被遮住,因此折射出的光线与原来相比减少了,但像仍完整,仅亮度会变暗。
(6)随着实验的进行,蜡烛由于燃烧逐渐变短,光屏上的像逐渐向上移动,为了使像成在光屏的中央,可将光屏向上移动或将蜡烛向上移动,或者将凸透镜向下移动。
7. 项目式学习小组根据图甲制作了一个简易照相机,步骤如下:
(1)焦距测定:如图乙,用平行光测出凸透镜的焦距为 cm;
(2)规律探究:通过实验,探究凸透镜成像规律,部分结论如下,完成表格填写:
物距u
像距v
成像特点
正倒
虚实
大小
倒立
实像
倒立
实像
等大
(3)分析测算:要在光屏上成缩小的像,则A、B筒底之间的距离l应在 cm和 cm之间调节;
(4)成品测试:小组成员根据测算出的l选取合适的纸筒制作出了照相机。拍照时,能在光屏上呈现清晰的像。若要使像变大,可先将相机靠近物体,B筒向 (填“靠近”或“远离”)凸透镜方向移动;
(5)现象探究:小组成员用该相机在花海公园拍摄花朵时,一只蜜蜂恰好停在了照相机的凸透镜上。发现光屏上依然能接收到花朵清晰的像,但并没有出现蜜蜂的像。请解释为什么光屏上看不到蜜蜂的像? 。
【答案】(1)10.0;(2)u>2f,缩小;(3)10.0,20.0;(4)远离;(5)因为蜜蜂的物距小于一倍焦距,成的是虚像,所以光屏上看不到蜜蜂的像
【详解】(1)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,会聚在主光轴上一点,这点是凸透镜的焦点,焦点到光心的距离是凸透镜的焦距,所以凸透镜的焦距是f=10.0cm-0.0cm=10.0cm
(2)根据凸透镜成像规律可知,当物距u>2f时,像距f<v<2f
此时成倒立、缩小的实像,为照相机的成像原理。
(3)要在光屏上成倒立、缩小的实像,此时像距满足f<v<2f
即A、B筒底之间的距离l应在10.0cm~20.0cm之间调节。
(4)用照相机拍照时,能在光屏上呈现清晰的像。根据凸透镜成实像时遵循“物近像远像放大”的原理可知,若要使像变大,可先将相机靠近物体,减小物距,B筒向远离凸透镜方向移动,增大像距。
(5)因为蜜蜂的物距小于一倍焦距,成的是虚像,所以光屏上看不到蜜蜂的像。
8. 如图甲所示的是小华同学探究“平面镜成像特点”的实验情景。
(1)实验应在 (选填“较亮”或“较暗”)的环境下进行,且应选 (选填“较厚”或“较薄”)的玻璃板代替平面镜。
(2)在玻璃板前放置点燃的蜡烛A,将相同的未点燃的蜡烛B放在玻璃板后并移动,直至蜡烛B与蜡烛A在玻璃板中的像完全重合,此时蜡烛B好像也被点燃了。由此可得出结论: 。
(3)在判断所成的像是实像还是虚像时,移走蜡烛B,在原来B的位置放一块光屏,用眼睛 (选填“透过玻璃板”或“直接”)观察光屏,看是否能观察到像。
【分析数据得出结论】改变蜡烛A的位置,重复(2)中步骤并分别用直尺测出A和B到玻璃板的距离,记录在下表中。
序号
1
2
3
A到玻璃板的距离/cm
4.00
6.00
9.00
B到玻璃板的距离/cm
4.00
6.00
9.00
分析表中数据,可以得出结论: 。
【答案】(1)较暗,较薄;(2)平面镜成像中,像与物的大小相等;(3)直接,平面镜所成的像与物体到平面镜的距离相等
【详解】(1)在较暗的环境中,经玻璃板反射进入人眼的光较明显,便于观察,所以应在比较暗的环境中进行实验。
玻璃板越薄,两个反射面所成像的距离越近,像几乎重合在一起,这样便于确定像的位置;厚玻璃板的两个反射面都会成像,两个像的距离较远,形成重影,会影响实验结果。
(2)在玻璃板前放置点燃的蜡烛A,将相同的未点燃的蜡烛B放在玻璃板后并移动,直至蜡烛B与蜡烛A在玻璃板中的像完全重合,此时蜡烛B好像也被点燃了。由此可得出结论:平面镜成像中,像与物的大小相等。
(3)因为光屏只能接到实像,不能接到虚像,所以移走后面的蜡烛B,在原来B的位置放一块光屏,直接观察光屏,若在光屏上不能观察到像,则说明平面镜成的像是虚像。
此问通过分析表中数据之间关系可得出结论。分析表中数据可知:平面镜所成的像与物体到平面镜的距离相等。
9. 小明在学习凸透镜成实像的规律后,进一步研究物距不变时,实像的像距与凸透镜焦距的关系。他选用焦距不同的凸透镜,分别进行实验,将焦距、物距和像距记录在下表中。
(1)分析表中序号1~6中凸透镜成清晰像时的像距和焦距的大小变化关系,可以得出的初步结论是: ;
序号
焦距(厘米)
物距(厘米)
像距(厘米)
1
30
70
53
2
25
70
39
3
20
70
28
4
15
70
19
5
10
70
12
6
8
70
9
(2)人眼的晶状体相当于一个凸透镜,通过调节晶状体的弯曲程度使远近不同的物体在视网膜上成清晰的像,从而能看清远近不同的物体,如图所示。小明查阅了相关资料后得知:同种材料制成的凸透镜的焦距大小与透镜表面的弯曲程度有关,弯曲程度越大,焦距越短。人眼的视网膜到晶状体的距离相当于像距,当物体慢慢靠近人眼时,为了能在视网膜上始终有清晰的像,晶状体的弯曲程度变 (选填“大”或“小”)。
(3)已知近视眼晶状体的弯曲程度大于正常眼睛且难以调节,近视眼患者在看不清远处的物体时,物体所成清晰的像在视网膜之 (选填“前”或“后”)。
【答案】(1)物距相同时,焦距越小像距越小;(2)大;(3)前
【详解】(1)由表格实验数据可知,物距不变时,凸透镜的焦距越大(或小),对应的像距越大(或小)。
(2)当物体慢慢靠近人眼时,根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”可知,要使像距(即视网膜到晶状体的距离)不变,需要减小凸透镜的焦距。由题意可知,晶状体的弯曲程度越大,焦距越小,故当物体慢慢靠近人眼时,晶状体的弯曲程度应变大,才能使像清晰的成在视网膜上。
(3)近视眼患者的晶状体弯曲程度过大,焦距变小,对光的会聚能力变强。看远处物体时,物体发出的光经晶状体折射后,会在视网膜前方形成清晰的像,导致视网膜上无法成清晰的像,因此看不清远处的物体。
10. 小明想了解光在不同介质中的传播情况,他查阅了相关资料,发现透明介质对光的传播有阻碍作用,对光的传播阻碍作用越大,光的传播速度越小,并且不同介质中光的传播速度如表所示。
介质
空气
水
玻璃
光在介质中
的速度(m/s)
约3.0×108
约2.25×108
约2.0×108
(1)请写出空气、水、玻璃对光的传播阻碍作用的大小关系,并说明理由: 。
(2)小明将光从水斜射向空气的界面时,既看到了反射光,又看到了折射光。他继续增大入射角,当入射角大于某个角度后,折射光消失了,仅剩反射光。他又将光从玻璃斜射向空气的界面,又看到的上述相似的结果。最后小明将光从空气斜射向水或空气斜射向玻璃界面时,不断增大入射角至90°,折射光依然存在。
a. 结合表1中数据及上述现象,可知当出现折射光消失的现象时,入射光所在介质中光的传播速度 折射光所在介质中光的传播速度。(选填“大于”“小于”或“等于”)
b. 若对光的传播阻碍作用较大的介质叫做光密介质,对光的传播阻碍作用较小的介质叫做光疏介质。由上述信息,可推断光从 介质斜射向 介质界面时,不断增大入射角的过程中,折射光会消失。(选填“光疏”或“光密”)
【答案】(1)光的传播阻碍最大的是玻璃,其次是水,最小是空气;(2)小于,光密,光疏
【详解】(1)由材料知:透明介质对光的传播有阻碍作用,对光的传播阻碍作用越大,光的传播速度越小;再由表中数据知,玻璃对光的传播阻碍作用最大,水次之,空气最小。理由是光在玻璃中的传播速度最小,说明玻璃对光的传播阻碍作用最大;光在空气中的传播速度最大,说明空气对光的传播阻碍作用最小;光在水中的传播速度介于空气和玻璃之间,因此水对光的传播阻碍作用也介于空气和玻璃之间。
(2)a.当光从水中斜射入空气,光从玻璃斜射入空气时,入射角增大到一定值时折射光线消失;当出现折射光消失的现象时,即发生了全反射现象,此时入射光所在介质中光的传播速度小于折射光所在介质中光的传播速度。
b.根据全反射现象的条件,可以推断光从光密介质斜射向光疏介质界面时,不断增大入射角的过程中,折射光会消失。
11. 如图所示,眼球中晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏,晶状体与视网膜间距是不变的,一般情况下人能看清远近不同的物体。小明为了探究人眼成像原理,制作了一个口径不变的“注水凸透镜”,通过注水或抽水改变凸透镜的厚度,来模拟眼睛中晶状体的焦距变化。在透镜的两侧摆放点燃的蜡烛和光屏,在光屏中央能看到清晰的像。将蜡烛移至离透镜较近或较远位置时,小明发现光屏上的像模糊了,他一边注入或抽出水,一边观察光屏上像直到最清晰为止。他在下表中记录了凸透镜的厚度情况和相关数据。
序号
凸透镜厚度情况
物距u(厘米)
像距v(厘米)
1
30.0
15.0
2
22.5
15.0
3
60.0
15.0
(1)分析比较上表序号1与2与3中“注水凸透镜”厚度情况与物距关系,可得初步结论:凸透镜成清晰实像时,像距相同, ;
(2)小明为弄清晶状体焦距与厚度的关系,他查阅相关资料,资料表明:同种材料的凸透镜的焦距大小与透镜表面的弯曲程度有关,弯曲程度越大,透镜越厚,焦距越短。根据上述信息,试推理并分析人看远处物体和看近处物体时晶状体焦距变化情况: ;
(3)青少年近视时,其晶状体的弯曲程度大于正常眼睛且难以调节,无法看清远处的物体。小明想进一步通过实验来弄清近视青少年患者在看不清远处的物体时,物体所成清晰的像在视网膜前面还是后面。小明应如何设计实验,请简要说明实验方案及判断清晰像位置的方法: 。
【答案】 物距u越大,凸透镜厚度越小 见解析 见解析
【详解】(1)由表格数据可知,像距相同时,物距u越大,凸透镜厚度越小。
(2)看远处物体时,晶状体变薄,弯曲程度小,焦距大,折射光线的能力变弱;看近处物体时,晶状体变厚,弯曲程度大,焦距小,折射光线的能力变强。
(3)控制相同物距,注水增加凸透镜厚度,观察像距。若像距变大,说明近视青少年眼睛看到的清晰像在视网膜的后面;若像距变小,说明近视青少年眼睛看到的清晰像在视网膜的前面。
12.某小组同学在学习了光的折射规律之后,通过上网查阅相关物理资料,发现光在不同介质中传播的速度是不同的。他们猜想不同介质对光的折射情况可能与光在该介质中的传播速度有关。于是他们让光分别从酒精斜射入另一种介质中进行实验(光在酒精中的传播速度为:2.21×108米/秒),并将实验数据记录在下表中。
实验序号
入射角
光在另一种介质中的传播速度(×108米/秒)
折射角
1
金刚石1.24
2
玻璃1.87
3
水2.25
4
空气2.99
5
空气2.99
6
空气2.99
(1)分析比较实验序号 的数据,可得出的初步结论:当 时折射角小于入射角;
(2)小李同学根据表中的实验数据认为光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向可能不变,你认为这种可能是否存在。若存在,请写出产生这种现象的条件,若不存在,请说明理由: ;
(3)小王同学分析比较实验序号4与5与6中折射角随入射角变化的趋势,认为经过推理可得出的初步结论:当光从传播速度较小的介质斜射入传播速度较大的介质时, ;
(4)小明同学认为小王所依据的实验数据有限,初步结论未必足以使人信服,应该用更多的实验数据进行验证。于是他决定改变入射角进一步研究,在下列的介质中,你认为小明选用 情况进行实验,可为小王的结论提供有力的依据。
A.光从金刚石斜射入水 B.光从空气斜射入水
C.光从水中斜射入玻璃 D.光从玻璃斜射入空气
【答案】 1、2 光从传播速度较大的介质斜射入传播速度较小的介质 见解析 见解析 A和D
【详解】(1)由题中的折射角小于入射角可知,实验分析的是1、2的数据;光在酒精中的传播速度为2.21×108米/秒,在金刚石和玻璃中的传播速度分别是1.24×108米/秒和1.87×108米/秒,可知光从传播速度较大的介质斜射入传播速度较小的介质时,折射角小于入射角。
(2)由图中第三组的数据可知,光在两种介质中的传播速度近似相等,折射角和入射角的大小也近似相等。可以推测,当光从两种传播速度相同的介质中斜射时传播方向不变。
(3)结合实验序号4与5与6中折射角随入射角变化的趋势,经过推理可得:当光从传播速度较小的介质斜射入传播速度较大的介质时,入射角增加的幅度小于折射角增加的幅度,当入射角增大到一定程度时,折射光线会消失。
(4)由图表可知,光在金刚石、水、酒精、玻璃和空气中的传播速度分别是1.24×108米/秒、2.25×108米/秒、2.21×108米/秒、1.87×108米/秒和2.99×108米/秒,小王结论中光是从酒精中射入空气中,在酒精中的速度小于在空气中的速度,因此小明在选择物质时应该选择光从速度小的物质射入速度大的物质中,故选择A和D。
13. 小明和小红对“凸透镜成像规律”进行探究;
(1)实验前首先应观察并记录凸透镜的 ,如图所示,点燃蜡烛后,首先调节蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心在 ,目的是使像成在光屏的中央。
(2)如图所示,此时光屏上恰好成等大、清晰的像,则该凸透镜的焦距是 厘米。
(3)改变蜡烛的位置,使其位于光具座0厘米刻度线处,为了在光屏上得到清晰的像,应将光屏 (选填“靠近”、“远离”)透镜找像,光屏上成的是倒立、 的实像。接着他取高度h为8厘米的F光源进行实验。调节好实验装置后,他分别取不同的物距u并移动光屏找像,每次都使光屏上的像最清晰,将相应的像距v、成像情况记录在下表中。
表一:
实验序号
物距u(厘米)
像距v(厘米)
像高(厘米)
1
32.0
14.4
3.6
2
25.0
16.7
5.3
3
22.0
18.3
6.7
表二:
实验序号
物距u(厘米)
像距v(厘米)
像高(厘米)
4
19.0
21.1
8.9
5
15.0
30.0
16.0
6
12.0
60.0
40.0
(4)分析比较实验序号1、2、3或4、5、6数据中物距u、像距v及成像的变化情况,可得出的初步结论是:凸透镜成实像时, 。
(5)分析比较实验序号1、2或3数据中物距u与像距v的大小关系及成像情况,可得出的初步结论是:凸透镜成实像,且 时,所成的像是缩小的。
(6)小明同学计算了表一中物距与像距之和,由此得出结论:凸透镜成实像时,物距与像距之和越小,成的像越大。
小红通过分析比较实验序号 ,判断小明的结论是 的(选填“正确”、“错误”)。
(7)小明进一步分析比较表一和表二中物距与像距之和,提出了一个猜想:“当物距与像距之和最小时,可能会成等大的实像”。为了验证该猜想,他们应将物距设定在 厘米的范围内继续进行实验。
【答案】(1)焦距,同一高度;(2)10.0;(3)靠近,缩小;(4)见解析;(5)物距大于像距;(6)4、5、6,错误;(7)19∼22
【详解】(1)实验前首先应观察并记录凸透镜的焦距,因为它是研究凸透镜成像规律的一个重要参数,不同焦距的凸透镜成像情况会有所不同。
点燃蜡烛后,调节蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度,目的是使像成在光屏的中央。若三者中心不在同一高度,所成的像可能会偏上或偏下,导致光屏上不能完整清晰地呈现出像。
(2)由凸透镜成像规律知,当物距等于二倍焦距时成倒立等大的实像,此时像距也等于二倍焦距。如图示,光屏上恰好成等大、清晰的像,此时物距为u=50.0cm-30.0cm=20.0cm;像距为v=30.0cm-10.0cm=20.0cm;则该凸透镜的焦距是f=20.0cm /2=10.0cm
(3)改变蜡烛的位置,使其位于光具座0厘米刻度线处,此时的物距为30.0cm,大于二倍焦距,成倒立、缩小的实像,由凸透镜成实像时,物远像近像变小可知,光屏应向左移动,即靠近透镜找像。
(4)实验序号1与2与3或4与5与6数据中,光屏上得到的都是实像,由实验数据可知,同一凸透镜成实像时,物距越小,像距越大,所成的像越大。
(5)实验中1、2或3数据中,像的高度都小于物体的高度8cm,即都成缩小的实像时,其共同的特点是:物距大于像距。可得出的初步结论是:凸透镜成实像,且物距大于像距时,所成的像是缩小的。
(6)计算表二中4、5、6中的物距与像距之和可知,凸透镜成实像时,物距与像距之和越小,成的像越小,所以小明通过计算的表一的结论是错误的。
(7)因为物体的高度为8cm,在表一中,当物距为22cm时,像高度为6.7cm;在表二中,当物距为19cm时,像高度为8.9cm,这两个数据与物体的高度比较接近,所以为了验证该猜想,他们应将物距设定在19∼22厘米的范围内继续进行实验。
14. 小华为解释“晴朗的天空呈现蓝色”的现象,查阅资料得知:(a)光是一种电磁波,各种色光对应的频率范围见表;(b)频率越高的色光,越容易被空气中的氮气分子和氧气分子散射,向各个方向散开;(c)晴天,太阳光通过大气层时,主要被氮气分子和氧气分子散射;(d)“靛”是指深蓝或蓝紫,白天人眼对紫光不如对蓝光敏感。
光的颜色
红
橙
黄
绿
蓝
靛
紫
频率(×1014赫兹)
4.3~4.8
4.8~5.0
5.0~5.2
5.2~6.1
6.1~6.3
6.3~6.6
6.6~7.5
结合上述信息和所学知识:
(1)频率为4.5×1014赫兹的色光_________(选填“属于”或“不属于”)三原色光。
(2)解释“晴天的天空呈现蓝色”现象产生的原因。_________
【答案】(1)属于;(2)见解析。
【详解】(1)频率为4.5×1014赫兹的色光在红光的频率范围内,属于三原色光。
(2)晴天的天空呈现蓝色的原因是晴天,太阳光中的蓝光因频率较高,容易被空气分子散射,使天空各处呈现蓝色,虽然紫光的频率更高,散射能力更强,但白天人眼对蓝光更敏感。
考向02 热学
典例引领
【典例01】(24-25八年级下·上海·期末)小延在探究液体在沸腾前后温度变化的特点,实验装置如图甲。取质量相等的水和盐水分别放入两个相同的烧杯中,用相同的酒精灯同时加热,根据实验数据,绘制温度随时间变化的图像,如图乙;
(1)分析图乙发现:液体在沸腾过程中,温度________,且盐水的沸点________水的沸点(选填“高于”或“低于”)
(2)他发现继续加热,水无法升高至100°C,为了解释这个现象,他查阅了资料,下表是他查到的一些数据
大气压(帕)
101320
70700
62400
54900
48100
42000
水的沸点(℃)
100
90
87
84
80
77
①分析比较表中水的沸点和大气压的变化,可得出的初步结论是:________。
②请试着解释小延无法将水烧到100℃的原因________。
【答案】(1)保持不变;高于;(2)液体沸点随气压的增大而升高;此时大气压低于1标准大气压
【详解】(1)分析图像发现,液体温度先上升后不变,液体在沸腾过程中,温度保持不变,且盐水的沸点约为101℃,水的沸点为98℃,即盐水的沸点高于水的沸点。
(2)分析比较表中水的沸点和大气压的变化,大气压越高,水的沸点越高,大气压越低,水的沸点越低,可得出,液体沸点随气压的增大而升高。
因为液体的沸点与大气压有关,此气压下水的沸点为98℃,即此时大气压低于1标准大气压,所以无法将水烧到100℃。
方法透视
核心知识总结
熔化
图像
晶体和非晶体熔化时温度的变化曲线
凝固图像
晶体和非晶体凝固时温度的变化曲线
沸腾图象
水沸腾时温度变化的图象
液体温度随加热时间变化的图像
液体的温度随加热时间变化的图像
变式演练
【变式01】(24-25八年级下·杨浦·期末)小明做“探究固体熔化时温度的变化规律”实验,装置如图(a)所示。
(1)除了实验装置中的器材外,还需要的测量工具是______。
(2)小明每隔1min记录一次温度,他将实验数据在温度与时间图像上标出,如图(b)所示。
a.AB这段时间内,海波处于______。(选填“固态”“液态”或“固液共存态”)
b.为了确定海波从熔化开始到熔化结束所需的时间,小明读出了图(b)中A、B两点对应时间,算出该时间段为7min。试分析判断小明的做法是否合理________。
【答案】(1)秒表;(2)固液共存态;不合理,小明没有在连续的时间条件下记录温度,A点不一定是熔化开始的时间,B点不一定是熔化结束的时间。
【详解】(1)实验中需要测量物质在不同时刻的温度,即需要测量时间和温度,故需要用到的测量工具是秒表的温度计。
(2)海波是晶体,熔化过程中温度不变,即AB这段时间是海波的熔化过程,此时海波由固态变成液态,故液态与固态同时存在,处于固液共存态。
图像中记录的数据,是不连续的数据,故不能准确判断出熔化开始和熔化结束的具体时间,故将A点作为熔化起点、B点作为熔化终点是不合理的。
【变式02】(22-23九年级上·上海·月考)如图甲和乙是两种固体熔化时温度随时间变化的图像。
(1)图甲所对应的固体属于_____(选填“晶体”或“非晶体”),理由是_____;
(2)图乙是冰块熔化的图像,其中表示物体处于固、液共存状态的是图中_____线段;如果继续吸收热量,该物质的总体积将_____(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)在图乙中____点对应冰块刚好全部熔化;如果继续加热,则水的温度随时间变化的图线是 _____线段。(水的比热比冰大,线段CE平行于线段AB)
【答案】 非晶体 没有固定的熔点 BC 变小 C CF
【详解】(1)由甲图知,该物质在熔化过程中,没有固定的熔点,所以该物质为非晶体。
(2)由图乙可知,BC段为该物质的熔化过程,该过程中处于固液共存态。
如果继续吸收热量,冰化成水后质量不变,密度变大,根据V=m/ρ可知,物质的体积会变小。
(3)由图可知,BC段为冰的熔化过程,在B点开始熔化,到C点结束,故图中C点对应冰刚好完全熔化。
因为水的比热容比冰的比热容大,所以若此后继续加热一会儿,相对于AB段来说,水的温度上升较慢,则水温随时间变化的图线CF比较符合实际。
题●型●训●练
1. 小明和小华分别利用图甲所示的相同装置探究水沸腾时温度变化的特点,当水温接近90℃时,每隔0.5min记录一次温度,并绘制出了如图乙所示的水温与时间关系的图像,下列说法正确的是( )
A.分析图乙可知小华将水加热至沸腾的时间明显较长,可能是因为小华加热的水质量大
B.实验时发现水沸腾时温度不足100℃,这是因为加热时间过短
C.由图乙可知水沸腾时的温度不变,不需要吸热
D.实验中小明发现撤掉酒精灯后杯内水还在沸腾,说明水的沸腾不需要吸热
【答案】A
【详解】A.分析图乙可知,水的初温相同,小华将水加热至沸腾的时间明显较长,最有可能的原因是小华所用的水的质量更大,故A正确;
B.液体的沸点跟气压有关,气压减小时,沸点降低;一标准大气压下水的沸点是100℃,沸点低于100℃,说明此时气压低于一个标准大气压,故B错误;
C.水沸腾的条件:达到沸点,且继续吸热,温度不变,故C错误;
D.撤掉酒精灯后,烧杯底部的温度高于杯内水的温度,水还会从铁圈和石棉网吸收热量,继续沸腾,故D错误。
故选A。
2. 现代建筑出现一种新的设计:在墙面装饰材料中均匀混入小颗粒状的小球,球内充入一种非晶体材料,当温度升高时,球内材料熔化吸热;当温度降低时,球内材料凝固放热,使建筑内温度基本保持不变。下面四个图像中表示该材料熔化的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】非晶体没有一定的熔点和凝固点,且非晶体材料在熔化时吸收热量、温度升高,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
3. 如图甲所示为水的密度在0~10oC范围内随温度变化的图像,图乙为北方冬天湖水温度分布示意图,根据图像及水的其它性质,下列分析判断错误的是( )
A.温度等于4oC时,水的密度最大
B.在0~4oC范围内,水具有“热缩冷胀”的性质
C.一定质量的水,它在1oC时的体积比在10oC时的体积大
D.乙图中从A到E,湖水的温度逐渐升高
【答案】C
【详解】A.由图甲得,温度等于4oC时,水的密度最大,故A正确,不符合题意;
B.在0~4oC范围内,水的密度变大,水的质量不变,由ρ=m/V得,水的体积变小,说明在0~4oC范围内,水具有“热缩冷胀”的性质,故B正确,不符合题意;
C.由图得,水1oC时的密度大于10oC时的密度,由ρ=m/V得,一定质量的水,它在1oC时的体积比在10oC时的体积小,故C错误,符合题意;
D.乙图中从A到E,水的状态由固态的冰变为液态的水,说明湖水的温度逐渐升高,故D正确,不符合题意。
故选C。
4. 小阳在研究某物质的熔化和凝固的过程中,根据实验数据绘制了如图所示的图像。关于该图像。下列说法正确的是( )
A.此图为该物质的熔化图像 B.该物质是非晶体
C.从E到H的过程中,FG段不吸热也不放热 D.凝固点为114℃
【答案】D
【详解】A.图像中物质的温度随时间变化总体呈下降趋势,表示物质正在放热降温,因此是凝固图像,而不是熔化图像,故A错误;
B.图像中的FG段表示物质在凝固过程中温度保持不变,这是晶体的凝固特点,说明该物质是晶体,非晶体在凝固时温度会持续下降,故B错误;
C.FG段是物质的凝固过程,凝固过程是一个放热过程,虽然温度不变,但需要持续向外放出热量,故C错误;
D.FG段是该物质的凝固过程,此时对应的温度即为凝固点,从图像中可以看出,该物质的凝固点是114℃,故D正确。
故选D。
5. 图所示是某小组探究“水在沸腾前后温度变化的特点”的实验装置及根据实验数据绘制的图像,下列分析正确的是( )
A.装置应先固定好温度计,然后由上往下安装
B.实验装置中,烧杯口盖有带孔的硬纸板,主要作用是延长加热时间
C.水沸腾时温度不变,不需要再吸热
D.该实验测得的水的沸点为99℃
【答案】D
【详解】 A.安装该实验装置时,应遵循“由下往上”的原则,先放置酒精灯,再根据酒精灯外焰的高度固定石棉网和烧杯,最后固定温度计,使其玻璃泡浸没在水中且不接触容器底或壁,故A错误;
B.在烧杯口盖上带孔的硬纸板,是为了减少水的表面热量散失,从而缩短将水加热至沸腾的时间,故B错误;
C.水沸腾的条件是:达到沸点并继续吸热,从图像中可以看出,水沸腾时温度保持不变,由于沸腾过程中水不断汽化带走大量的热量,因此水在沸腾时需要持续吸热,故C错误;
D.从温度-时间图像可以看出,水从第4分钟开始,温度上升到99℃后就不再变化,温度保持恒定,液体沸腾时保持不变的温度叫做沸点,所以该实验测得水的沸点是99℃,故D正确。 故选D。
6. 使用相同规格的电加热器分别对质量相同的a、b两种液态物质加热,得到温度随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.该实验中物体吸热的多少是通过温度变化量来衡量
B.升高相同的温度,a物质的加热时间较长
C.b物质的比热容较大
D.a和b的吸热能力都随着温度的升高不断增大
【答案】C
【详解】A.实验中使用相同规格的电加热器,物体吸热的多少是通过加热时间来衡量的,不是温度变化量,故A错误;
B.从图像可以看出,升高相同温度时,b物质的加热时间更长,a物质的加热时间更短,故B错误;
C.根据比热容公式c=Q/mΔt,质量相同、升高相同温度时,b物质加热时间更长,吸收热量更多,说明b物质的比热容更大,吸热能力更强,故C正确;
D.比热容是物质的固有属性,与温度无关, a和b的吸热能力不会随温度升高而变化,故D错误。
故选C。
7. 某同学烧开水时温度随时间的变化曲线如图所示。从图像分析可知:水在沸腾前温度不断升高,而在沸腾后温度 。水沸腾后形成大量气泡不断上升, ,到水面破裂,要保持这种沸腾状态,符合的条件是 。
【答案】 保持不变 变大 持续吸热
【详解】水沸腾时,气泡上升过程中,周围的水吸热不断汽化为水蒸气补充到气泡内,且水压随深度的减小而减小,故气泡的体积会逐渐变大,最终到水面处破裂。由图像可知,第4min后,只有继续加热,水持续吸热,水的温度才会始终保持在97℃,故可得:水在沸腾的条件是吸热。
8. 小李同学从早上6时开始,每隔一小时分别对他家附近的气温和一个深水池里的水温进行测量,并根据记录的数据绘成温度-时间图像,如图所示。(空气的比热容小于水的比热容)
气温的高低主要取决于空气的温度,假定小李家附近空气和池水质量相当,同一时段空气与池水吸收热量相近。由图可判断出 是“气温”图线(选填“A.甲”或“B.乙”),请简要写出分析过程: 。
【答案】 A 见解析
【详解】由题可知,小李家附近空气和池水质量相当,且同一时段空气与池水吸收热量相近,因为空气的比热容小于水的比热容,根据Q=cmΔt可知,当质量和吸收的热量相同时,水的温度变化小,空气的温度变化较大,所以温度变化较大的是气温的图线。
9. 如图(a)所示,将热汤放在冷水中;图(b)反映了热汤和冷水的温度变化,其中图线 反映了冷水的温度变化情况。由图(b)可知,0~5min过程中,热汤内能的变化特点是随时间增加而 (选填“增加”“不变”或“减少”)。忽略热量的损耗,已知质量关系m冷水>m热汤,根据图(b) (选填”能“或”不能“)判断水的比热容比热汤的比热容大,理由是: 。
【答案】 b;减小;不能;因为冷水质量大,但是温度变化小,所以无法判断谁的比热容大。
【解析】由题可知,初始时,热汤温度高,冷水温度低,当热汤放入冷水中,发生热传递:热汤放热降温,冷水吸热升温。所以温度下降的曲线是热汤的温度变化,温度上升的曲线是冷水的温度变化,如图(b)可知,a曲线温度下降是热汤的温度变化情况,b曲线温度升高是冷水的温度变化情况。
由图(b)可知,0~5min内,热汤持续降温,说明不断向外释放热量,内能减少。
忽略热量损耗,即热汤放出的热量等于冷水吸收的热量,由图可知,热汤温度从约58℃降低到约30℃,冷水的温度从20℃升高到30℃,根据Q=cm Δt可得
因为,,且,所以无法确定谁的比热容大。
10. 小明利用图甲装置探究水在沸腾前后温度变化的特点。
(1)组装器材时,应先调整铁圈 (选填“A”或“B”)的位置。
(2)数据记录如下表,其中第2min的数据如图乙所示,读数为 ℃。
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
水的温度t/∘ C
90.0
92.0
96.0
98.0
98.0
98.0
98.0
98.0
98.0
(3)小明用初温90.0℃的水开始实验,这样做的好处是 。
(4)分析表格数据,你能得出的结论是 。
(5)实验时观察气泡变化的目的是 。
【答案】(1)B;(2)94;(3)缩短加热至沸腾的时间;(4)水沸腾前吸热温度升高,沸腾时吸热温度保持不变;(5)判断水是否已经沸腾
【详解】(1)组装顺序:自下而上,先确定酒精灯外焰高度→固定铁圈 B→再固定温度计铁圈 A。
(2)图中温度计的分度值为1℃,第2min温度读数为94℃。
(3)用初温 90.0℃的水开始实验,好处是:缩短加热至沸腾的时间,节省实验时间。
(4)分析表格数据得出的结论:水在沸腾前吸热,温度不断升高;沸腾时继续吸热,但温度保持不变。因此可以得出的结论是水沸腾前吸热温度升高,沸腾时吸热温度保持不变。
(5)水沸腾前,水下层的温度高于上层的水温,气泡上升过程中,气泡中的水蒸气遇冷液化成水,气泡变小;水沸腾时,整个容器中水温相同,水内部不停地汽化,产生大量的水蒸气进入气泡,气泡变大。因此实验时观察气泡变化的目的是判断水是否已经沸腾。
11. 图1所示为探究“比较不同物质吸热的情况”的实验装置。
(1)用相同规格的加热器加热时,单位时间内两液体吸收的热量相同,表明甲、乙液体吸收热量的多少可通过 来反映(选填“温度计示数”或“加热时间”)。
(2)两只相同的烧杯中装入初温、 相同的甲、乙液体。图2为液体温度随加热时间变化的图线,通过分析可知 (选填“甲”或“乙”)液体的比热容较大。
(3)若乙液体的比热容为c,则甲液体的比热容为 。
【答案】(1)加热时间;(2)质量,乙;(3)c /2
【详解】(1)实验用相同规格的加热器,单位时间内两液体吸收的热量相同,因此吸收热量的多少可通过“加热时间”来反映(加热时间越长,吸收热量越多)。
(2)探究不同物质的吸热情况,需控制变量(初温、质量相同),因此两只烧杯中应装入初温、质量相同的甲、乙液体。
由图2可知,相同加热时间(吸收相同热量)下,甲液体的温度升高更快;根据比热容公式
Q=cm Δt,质量m相同、Q相同时,Δt越小,比热容越大,因此乙液体的比热容较大。
(3)由图2可知,加热2min时,甲液体温度升高80℃,乙液体温度升高40℃(吸收热量Q相同、质量m相同)。根据Q=cm Δt,可得
即
解得
12. 实验小组探究“冰熔化时温度的变化规律”和“水沸腾时温度变化的特点”。
(1)组装实验器材时,应按 (选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序组装。试管中装有适量碎冰,烧杯中盛有适量热水,烧杯中水面略高于试管中碎冰的上表面。组装完成的实验装置如图甲所示;
(2)点燃酒精灯前,对实验装置进行检查,发现烧杯中的温度计安装出现错误,该错误是: 。改正错误并检查无其他错误后,继续实验;
(3)根据实验数据绘制图像。绘制试管中物质温度随时间变化的图像,如图乙所示;绘制烧杯中物质温度随时间的变化图像,如图丙所示;
①分析图乙中图像可知, (选填“AB”“BC”或“CD”)段能够反映冰熔化过程中温度随时间的变化规律;
②分析图丙中图像可知,水在沸腾的过程中,温度变化的特点是 ;
(4)小明发现,试管中的碎冰完全熔化成水以后,继续加热,t3时刻以后的温度变化特点与水沸腾时的温度变化特点相同,所以他认为t3时刻以后试管中的水沸腾了。小华认为试管内的水不会沸腾,原因是: ;
(5)实验小组对实验进行评估,认为将烧杯中的水加热至沸腾用时过长。若重新实验,使用原装置给同样多的碎冰加热,要明显缩短加热时间,对加入烧杯中的水可采取的合理措施是 (选填“提高水的初温”或“减少水的质量”)。
【答案】(1)自下而上;(2)温度计的玻璃泡接触容器底;(3)BC,保持不变;(4)试管中的水达到沸点,但不能继续吸热;(5)提高水的初温.
【详解】(1)由于要用酒精灯的外焰加热,同时温度计的玻璃泡在完全浸没的同时不碰到杯底或杯壁,要自下而上安装实验装置。
(2)由甲图可知,烧杯中的温度计的玻璃泡接触容器底,会导致测温不准。
(3)冰是晶体,有固定的熔化温度,分析图乙中图像可知,图乙中BC段持续吸热,温度不变,是晶体的熔化阶段。
分析图丙中图像可知,水在沸腾的过程中,持续吸热,温度不变。
(4)水沸腾的条件是达到沸点,且继续吸热。试管中的水从烧杯中的水吸热,达到沸点时,与烧杯中的水温度相同,不能继续吸热,所以不能沸腾。
(5)要明显缩短加热时间,可以提高烧杯中的水的初温,为确保继续用水浴法加热,不能减少水的质量。
13. 小明利用如图甲所示的实验装置探究水沸腾时温度变化的特点。
(1)温度计的示数(如图甲)是 ℃。
(2)根据表中数据可知,水沸腾时,继续吸热,水的温度 。
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
温度/℃
89
91
93
95
97
99
99
99
(3)实验中观察到水沸腾时水中气泡的现象应是如图 (填“乙”或“丙”)所示。
(4)如图丁所示,小明根据自己记录的数据,画出了水温随时间变化的图线a,小华实验时,仅烧水质量比小明的少,则她画出的图线是 (填“a”“b”或“c”)。
(5)小明在家烧水煮饺子。当水烧开准备下饺子时,妈妈提醒他锅里的水量少了点,于是小明又往锅里迅速加了一大碗水(水量比锅里少),用同样大的火直至将水再次烧开。下面能反映小明整个烧水过程中温度随时间变化的图像是( )
A. B. C.
【答案】(1)97;(2)保持不变;(3)乙;(4)b;(5)C
【详解】(1)由图甲可知,温度计的分度值为1℃,此时的温度为97℃。
(2)根据表中数据可知,水在沸腾过程中,继续吸热,但温度保持不变。
(3)水沸腾时,容器内水的温度均匀,气泡上升过程中,又吸入了水蒸气,所以气泡逐渐变大,故水沸腾时水中气泡的现象应是如图乙所示。
(4)小华实验时,仅烧水质量比小明的少,在相同的加热条件下,水的质量越小,升温越快,达到沸点所需时间越短,所以她画出的图线是b。
(5)水沸腾的特点是达到沸点后,继续吸热但温度不变。当向锅里迅速加了一大碗水后,水的温度会降低,然后在加热过程中,水吸热温度上升,达到沸点后继续沸腾,温度保持不变,所以能反映整个烧水过程中温度随时间变化的图像是C。
14. 炎热的夏天,小明在上体育课时,发现穿黑色衣服时比穿白色衣服更热,引起他的思考:物体的吸热本领与颜色有没有关系?为了探究这个问题,小明找来两个完全相同的透明塑料瓶,将外壁均匀涂上等厚的黑白油漆,瓶盖开一小孔,中间插入透明细管,瓶中分别装入适量的水,同时放置大功率白炽灯下,如图所示。每隔1min记录一次细管中水上升的高度,所得数据如下表:
照射时间/min
0
1
2
3
4
5
……
白色瓶细管内水上升高度/cm
0.00
1.00
1.81
2.73
3.55
4.31
……
黑色瓶细管内水上升高度/cm
0.00
2.10
3.90
5.71
7.62
9.43
……
实验时,白炽灯照射塑料瓶外壁,外壁温度升高,从而使内部水温升高,细管内水柱会升高,该原理类似于实验室中的 (实验仪器)。小明通过观察 来比较塑料瓶内水吸热的多少,分析表中数据,在相同条件下, 色物体吸热本领更强。
【答案】 温度计 细管内水上升高度 黑
【详解】[1]实验中通过外壁温度升高使水升温,细管内水柱会升高,利用了液体热胀冷缩的原理,这与实验室中温度计的工作原理一致。
[2]实验中无法直接测量水吸收的热量,通过观察细管内水上升高度来比较水吸热的多少,因为水吸收热量越多,温度升高越多,体积膨胀越大,细管内水上升的高度越高。
[3] 分析表中数据,在相同照射时间下,黑色瓶细管内水上升的高度总是大于白色瓶细管内水上升的高度,说明黑色瓶中的水吸收的热量更多,即在相同条件下,黑色物体吸热本领更强。
15. 炎热晴朗天气里,小天和家人一起去海边玩耍。她发现白天沙子比海水热,晚上沙子比海水凉,可能是海水和沙子吸(放)热的性质不一样,为了比较不同物质吸热能力,他采用了如图(a)所示的实验装置进行实验,每隔相同时间记录温度计的示数,并将数据记录在表中。
(1)图所示的甲、乙是两个相同的烧杯,分别装入 相等的甲、乙两种液体;
(2)在图所示的实验装置中,烧杯内用规格相同的电加热器加热烧杯内液体,并用玻璃棒不断搅拌,这样做的目的是 ;
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
30
34
38
42
46
乙的温度/℃
10
18
26
34
42
(3)分析表一可知,若使甲、乙升高相同的温度,则吸收更多热量的是 (选填“甲”或“乙”),这说明不同物质的吸热能力一般不同,为了表示不同物质在这种性质上的差异,物理学中引入了 这一物理量;
(4)图(b)温度时间图像中①是乙加热时温度随时间变化的图线,如果将初温相同的乙物质质量增加到原来的2倍,不考虑热损失,用相同的加热器加热,用玻璃棒不断搅拌,再绘制出一条温度随时间变化的图线,则为图(b)中的 ( )
A.① B.② C.③
【答案】(1)质量;(2)使液体相同时间内物质吸收的热量相同,并且使液体受热均匀,确保测量的准确性;(3) 甲,比热容;(4)C。
【详解】(1)根据比较不同物质吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同,图(a)所示的甲、乙是两个相同的烧杯,分别装入质量相等的甲、乙两种液体。
(2)为了使液体受热均匀,确保测量的准确性,需要用玻璃棒搅拌,且用规格相同的电加热器加热烧杯内液体,相同时间内物质吸收的热量相同。
(3)分析上表可知,从34℃升高到42℃,甲、乙的加热时间为2分钟和1分钟,即若使甲、乙升高相同的温度,甲加热时间长,则吸收更多热量的是甲。
这说明不同物质的吸热能力一般不同,为了表示不同物质在这种性质上的差异,物理学中引入了比热容这一物理量,表示物体的吸放热能力。
(4)图(b)温度时间图像中①是乙加热时温度随时间变化的图线,如果将初温相同的乙物质质量增加到原来的2倍,不考虑热损失,根据Δt=Q/cm可知,用相同的加热器加热,相同时间吸热相同,升高的温度是原来的二分之一,用玻璃棒不断搅拌,再绘制出一条温度随时间变化的图线,则为图(b)中的③,故选C。
16. 某学习小组探究沙子和水吸热升温现象。
(1)学习小组设计了如图甲所示装置探究沙子和水的吸热升温现象。在完全相同的两箱子中装入初温和 相同的水和沙子,用规格相同的白炽灯模拟太阳对箱中的水和沙子加热相同时间,是为了保证在相同时间内 。
(2)在图甲中除了所给的实验器材外,还需要的测量工具有电子天平和 。
(3)依据实验数据描绘的水和沙子的温度随时间变化的图像,如图乙所示,据图可知,水和沙子相比 (选填“A.沙子”“B.水”)的比热容较大,这是因为 。
(4)(不定项选择)下列事例中属于应用水的这种特性的是_____。
A.给教室洒水,感觉凉 B.用盐水腌蛋,一段时间后蛋会变咸
C.用水冷却汽车的发动机 D.冰熔化成水需要吸收热量
【答案】(1)质量,水和沙子吸热相同;(2)秒表;(3)B,见解析;(4)C
【详解】(1)根据控制变量法,探究沙子和水的吸热升温现象,在完全相同两箱子中装入初温和质量相同的水和沙子,用规格相同的白炽灯模拟太阳对箱中的水和沙子加热,相同时间内放出的热量相同,由转换法,相同时间内沙子和水吸收的热量相同。
(2)实验需要测量加热时间,因此需用秒表。
(3)由图乙可知,在相同时间内,沙子升高的温度比水升高的温度多,说明水的吸热能力强,水的比热容较大。
(4)A.给教室洒水,感觉凉,是因为水蒸发吸热,有致冷作用,故A不符合题意;
B.用盐水腌蛋,一段时间后蛋会变咸,说明分子做无规则运动,故B不符合题意;
C.用水冷却汽车的发动机,是因为水的比热容大,与质量相同的其它物质相比,升高相同的温度,吸收的热量较多,故C符合题意;
D.冰熔化成水需要吸收热量,与水的比热容大无关,故D不符合题意。故选C。
17. 小华同学用实验研究物质的某种特性。实验装置如图所示:
(1)实验中酒精灯应置于两个烧杯下方中央,这是为了让两杯液体在 ,从而通过记录 来代替两杯液体吸收热量的多少。记录实验数据如下表。
表一
实验序号
物质
质量(克)
升高温度(℃)
加热时间(分)
1
煤油
100
2
1
2
4
2
3
6
3
表二
实验序号
物质
质量(克)
升高温度(℃)
加热时间(分)
4
水
100
2
2
5
4
4
6
6
6
(2)分析比较实验序号1、2、3或4、5、6的数据及相关条件,可得出的初步结论 ;
(3)分析比较1、4或2、5或3、6的数据及相关条件,可初步得出: ;
(4)进一步综合分析比较表一、表二中的数据及相关条件,还可得出的结论是:
(a)分析比较表一或表二中的数据及相关条件,可得出: ;
(b)分析比较表一和表二中的数据及相关条件,可得出: 。
【答案】(1)相同时间内吸收的热量相等 加热时间
(2)质量相等的同种物质,吸收的热量与升高的温度成正比
(3)质量相等的不同物质,升高相同的温度吸收的热量不相同
(4)质量相等的同种物质,吸收的热量与质量和升高温度乘积的比值不变,是一个定值 质量相等的不同物质,吸收的热量与质量和升高温度乘积的比值不同
【详解】(1)实验中酒精灯置于两个烧杯下方中央,与两杯的距离相同,这是为了让两杯液体在相同时间内吸收的热量相等。加热时间越长,液体吸收的热量越多,反之,吸收的热量越少,从而通过记录加热时间来代替两杯液体吸收热量的多少。
(2)分析比较实验序号1、2、3或4、5、6的数据及相关条件,煤油每经过1min,升高的温度都为2℃,水每经过1min,升高的温度都为1℃,因此可初步得出的结论:质量相等的同种物质,吸收的热量与升高的温度成正比。
(3)分析比较1、4或2、5或3、6的数据及相关条件,煤油和水都升高2℃,煤油需要加热1min,水需要加热2min,即它们吸收的热量不同;因此可初步得出的结论:质量相等的不同物质,升高相同的温度吸收的热量不相同。
(4)分析比较表一或表二中的数据及相关条件,质量相等的同种液体,升高的温度变为原来的几倍,加热的时间也变为原来的几倍,故吸收的热量也变为原来的几倍,但吸收的热量与质量和升高温度乘积的比值不变,是一个定值,可初步得出:质量相等的同种物质,吸收的热量与质量和升高温度乘积的比值不变,是一个定值。
分析比较表一和表二中的数据及相关条件,质量相等的水和煤油,吸收的热量与质量和升高温度乘积的比值不同,故能得出:质量相等的不同物质,吸收的热量与质量和升高温度乘积的比值不同。
18.许多城市一天的外卖量高达百万单,图甲是常用的两种外卖包装袋。针对不同外卖包装的保温能力,开展项目式学习。
[驱动问题] 哪一种材料的包装袋保温能力更强。
[项目研究]准备大小和厚度相同的牛皮纸包装袋和铝箔复合包装袋各一个,两个杯子盛有初温相同的热水,插入温度计后密封进两个包装袋中,如图乙所示,并用秒表计时。
(1)图乙设计的错误之处:_________;
(2)改正后,测得两杯热水的温度随时间变化的图像如图丙所示。
[分析解释]由图丙可知保温能力更强的是______包装袋,判断的依据是_________;为了缩短探究时间,你改进的方法是:________,简要说明理由:________。
【答案】 杯子大小(或水的质量)不相等 铝箔复合 相同时间内铝箔复合包装的水温下降慢,保温能力强 减少水的质量(换用比热容更小的液体) 根据Q=cmΔt,降低温度一定时,用质量更小(比热容更小)的液体,放出热量更少,所用时间更短
【详解】(1)对比实验要注意的问题:控制变量法每次只能改变一个因素;确保实验的公平,即除了改变的那个因素外,其他因素应该保持一样;所以实验设计中,图乙的设计的错误之处是两个杯子的大小和杯内水的质量不相等。
(2)由图丙可知,在其它条件相同时,用铝箔复合包装袋的水温降低得慢,保温能力更强。
为了缩短探究时间,根据放热公式Q=cmΔt可知,在放出的热量、液体末温一定时,可以减少水的质量、降低水的初温或使用比热容更小的液体进行实验。
19.一壶水在炉火上加热,壶中水的质量为2千克。
(1)人们常说“水是生命之源”。水的比热容为4.2×103焦/(千克℃),单位读作_________,它表示的物理意义是____________________;
(2)某物理兴趣小组的同学,用煤炉给10千克的水加热,同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。假设煤完全燃烧,煤的热值为3×107焦/千克。
①根据图像计算:当加热了4分钟时,水吸收的热量;
②若煤完全燃烧时放出热量的7%被水吸收,求:第①小问的4分钟内,燃烧了多少千克的煤。
【答案】(1)焦每千克摄氏度;1千克的水温度升高或降低1℃时,吸收或放出的热量为4.2×103焦;(2)2.1×106焦;1千克
【详解】(1)水的比热容为4.2×103焦/(千克℃),表示1kg的水温度每升高或降低1℃吸收或放出的热量为4.2×103焦,所以比热容的单位读作焦耳每千克摄氏度。
(2)①当加热了4分钟时,水吸收的热量为
②若煤完全燃烧时放出热量的7%被水吸收,则煤完全燃烧释放的热量为
由可知燃烧的煤的质量为
20. “环境小组”的同学在研究性活动中对小明家新装燃气热水器(如图甲)耗能进行测试,按热水器铭牌(如下表)事先在热水器水箱中注满水,将与计算机相连的红外线热传感器接入热水器水箱后,开始加热,计算机显示出热水器中水温度随时间变化的图像如图乙所示。【水的比热容4.2×103J/(kg℃),天然气的热值为4.0×107J/m3】求:
一型JY燃气热水器
能耗等级
热效率
容量/kg
适应水压/MPa
适用:天然气、液化石油气
II
75%
10
0.02-0.8
(1)加热过程中,水的内能___________,水的比热容___________;(均选填“增大”“减小”或“不变”)
(2)天然气的热值是4.0×107焦/m3,表示的物理意义是___________;
(3)开始加热,水吸收的热量为多少?
(4)若该燃气热水器的热效率按铭牌计算,则开始加热,需完全燃烧多少的天然气?
【答案】(1)增大;不变;(2)1m3的天然气完全燃烧释放的热量为4.0×107J;(3)2.1×106J;(4)0.07m3
【详解】(1)使用热水器加热的过程中,水吸收热量,温度升高,内能增大。
比热容是物质本身的一种特性,与物质的种类和状态有关,故加热过程中,水的比热容不变。
(2)根据热值的概念,天然气的热值为4.0×107J/m3表示的物理意义是1m3的天然气完全燃烧,释放的热量为4.0×107J。
(3)由图像可知,加热4min水温由20℃升高到70℃,根据Q吸=cmΔt可得,水吸收的热量
Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×10kg×(70℃-20℃)=2.1×106J
(4)由题意知,热水器的热效率为75%,则燃气完全燃烧放出的热量
根据Q放=qV可得,需要完全燃烧天然气的体积
21.阅读短文,回答问题。
城市中的众多建筑物和道路在日照下升温较快,加上大量车辆、空调等排放的废热导致中心城区的气温明显高于郊区,这就是城市“热岛效应”。“热岛效应”会导致大气污染物在“热岛”中心聚集,浓度剧增,诱发呼吸系统疾病。
(1)减弱热岛效应的措施之一:增大城区的绿地、水体面积,多植树。城区的水体、绿地对减弱夏季城市热岛效应起着十分可观的作用,这主要是利用了水的___________的特性。
(2)减弱热岛效应的措施之二:人工蒸发补偿。解决城市大气热污染的首要办法是增大蒸发量,受城市安装条件的限制,采用喷雾系统是一种高效且经济的办法,这是利用了水___________(填物态变化名称)有___________(选填“吸热”或“放热”)的作用。
(3)研究表明,现在城市机动车保有量越来越大,机动车也是造成热岛效应的因素之一、以四冲程发动机小车为例,回答下列问题:
①图甲左为四冲程汽油机在某冲程时的示意图,图中画出了活塞、连杆、曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况。在图甲右中画出:压缩冲程中活塞的运动方向和进气门、排气门的开闭情况________;压缩冲程可将________能转化为________能。
下列图像中,能大致反映内燃机做一次功汽缸内气体的温度随时间变化的是________。
A. B.C. D.
②当四冲程汽油机的转速为3000r/min时,在1s内汽油机对外做功的次数是___________次。
③汽车在行驶过程中,很多部位会发热,如:①水箱中的水变热;②刹车片发热;③发动机外壳发烫;④轮胎发热。其中属于通过做功改变内能的是___________。(填序号)
④小乐通过上网查到了这种汽车的输出功率与转速的关系如图乙所示。小乐又向爸爸询问了一些实测数据:汽车行驶的路况好,平均车速为100km/h,发动机转速为2000r/min,平均油耗为9L/100km,由图乙中数据,分析这辆汽车在这种状态下行驶时,每小时对外所做的有用功为_______J,汽油完全燃烧放出热量为_______J。(已知汽油的热值为4.6×107J/kg,密度为)
⑤有一种“涡轮增压”(T型)轿车,通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧,比普通轿车(L型)更节能,排气更清洁。同样的汽油(如97#)加在T型轿车内比加在型轿车内热值______(填“更大”或“一样大”或“更小”);
⑥当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”,这时发动机的效率将___________(选填“升高”,“不变”或“降低”);
⑦为节约能源,下列措施中能提高热机效率的是___________。
A.尽量燃烧一些热值大的燃料 B.尽量使燃料充分燃烧
【答案】(1)比热容大;(2)汽化;吸热;(3)见下图;机械;内;C;25;②④/④②;1.08×108;3.312×108;一样大;降低;B
【详解】(1)水的比热容大,说明水和其他物质在吸收相同热量的情况下,水的温度变化比较小。保护并增大城区的绿地、水体面积,多植树,这些措施使水含量增加,可以减弱夏季城市热岛效应。
(2)采用喷雾系统是利用了水汽化能够从周围物体中吸收热量,能起到降温的作用。
(3)汽油机压缩冲程的特点:进气门、排气门都关闭,活塞向上运动,如图所示:
在压缩冲程中,活塞压缩汽油和空气的混合物,活塞对气体做功,气体温度升高,将机械能转化为气体的内能。
做一次功时汽缸内温度先升高后降低,故图C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
由题意知,汽油机的转速为3000r/min=50r/s,即1s飞轮转50转。汽油机一个工作循环飞轮转2圈,经历四个冲程,对外做功一次,则1s内该汽油机对外做功25次。
改变内能的方式有做功和热传递。
①水箱中的水,通过吸收热量,温度升高,是通过热传递改变内能;
②在紧急刹车时,刹车片会发烫,机械能转化为内能,通过做功的方式改变物体的内能;
③发动机外壳吸收热量温度升高、发烫,是通过热传递的方式改变物体的内能;
④轮胎发热,是轮胎克服地面的摩擦力做功,通过做功的方式改变物体的内能。
所以,属于通过做功改变内能的是②④。
由图乙,转速2000r/min时,功率P=30kW=3×104W
汽车行驶的路况好,平均车速为100km/h,这辆汽车在这种状态下行驶时,每小时对外所做的有用功W=Pt=3×104W×3.6×103s=1.08×108J
平均油耗为9 L/100km,百公里消耗汽油的质量m=ρV=0.8×103kg/m3×9×10-3m3=7.2kg
这些汽油燃烧产生的内能Q放=mq=7.2kg×4.6×107J/kg=3.312×108J
热值是燃料的一种特性,与燃料的种类有关,和燃料是否充分燃烧无关,因此同样的汽油(如97#)加在T型轿车内和加在L型轿车内热值一样大。
当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”,在消耗相同的燃料时,转化的有用功将会减少,则发动机的热机效率会降低。
要提高热机的效率,就要减少热量的损失,使燃料充分燃烧,可以提高效率,尽量燃烧一些热值大的燃料,并不能减少热量的损失,不能提高效率,故A不符合题意,B符合题意。故选B。
1 / 1
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$
专题05 图像、图表信息题——光学与热学
内●容●导●航
第一部分 题型解码
题型概述 考向分类 技巧点拨
第二部分 考向破译
典例引领 方法透视 变式演练
考向01 光学
考向02 热学
第三部分 题型训练
题●型●解●码
题型
概述
中考物理中的图像、图表信息题是中考高频考点,具有直观性、综合性、应用性强的特点,主要考查学生从图像或表格中提取物理规律、分析变量关系、结合公式推理的能力。
考向
分类
考向01 光学;
考向02 热学;
技巧
点拨
图表信息题的主要特征与解题策略
1. 数据驱动,考查归纳能力:表格题通常列出多组实验数据,要求学生通过对比、找变量、控制变量法得出结论,如探究凸透镜成像的规律、探究质量与体积的关系等。
2. 强调信息提取与迁移应用:需从图表中识别“不变量”与“变化量”,结合物理公式进行推理,例如利用W=Gh判断功随高度的变化趋势。
3. 常与实验探究结合:多出现在实验题中,要求根据图表数据归纳或补全结论、设计实验方案或判断误差来源等。
4. 解题策略:一是找关键项,锁定与问题相关的数据行或列;二是归纳规律,总结物理量间的定量或定性关系;三是验证结论,用其他数据反向验证是否成立。
图像信息题的主要特征与解题策略
1. 直线型图像:例如液体的温度随加热时间变化的图像。
直线型图像 折线型图像
2. 折线型图像:例如晶体的熔化图像。其拐点分别表示熔点0℃。BC段表示熔化过程,持续了4分钟,温度不变,但需要吸热。
3. 曲线型图像:例如,非晶体的熔化图像。
4. 解题策略:
(1) 看轴:看直角坐标系上横轴、纵轴各表示什么物理量,以便了解物理图像反映的是哪两个物理量之间的相互变化关系。
(2)看点:看图像上的端点、顶点及拐点等各代表什么物理含义。物理图像中每一个点都对应着一个物理状态,其中拐点又具有特殊的物理意义,它是两种不同情况的交界,是物理量发生突变的点。
(3)看线:看图像中的直线、折线及曲线各表达什么物理过程和规律。
(4)看斜率:看在物理图像中斜率表示的是哪个物理量,斜率越大(斜线段的倾斜角度越大),其表示的物理量就越大。
(5)看面积:看某物理量的图像与横、纵坐标轴围成图形的面积,它常表示一个新的物理量。如:
①v-t 图像中围成图形的面积表示在对应时间内通过的路程;
②P-t图像中围成图形的面积表示物体在对应时间内所做的功;
③I-R图像中围成图形的面积表示定值电阻两端的电压。
考●向●破●译
考向01 光学
典例引领
【典例01】(25-26八年级上·松江·期末)某同学学习了凸透镜的相关知识后,利用自制的水透镜来探究凸透镜成像规律。当向水透镜里注水时水透镜的焦距将变小;当从水透镜里抽水时,水透镜的焦距将变大。
(1)(作图)请在图1中画出对应的入射光线或折射光线;
(2)如图2所示,烛焰在光屏上成清晰的像,则这个像是倒立______(选填“放大”或“缩小”)的实像,与______(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的成像原理相同;
(3)保持图2中蜡烛位置不动,向水透镜内注水,若仍想在光屏上形成清晰的像,可以将光屏向______(选填“靠近”或“远离”)凸透镜的方向移动;或者可以在水透镜前“戴上”一种眼镜,“戴”的应该是______(填“凹”或“凸”)透镜;
(4)随后他固定水透镜的厚度,又做了几组实验,并绘制出了像距与物距的关系图像,图3中、、三点分别与蜡烛在光具座上移动过程中的三个位置相对应。下列判断正确的是( )
A.该凸透镜的焦距是
B.蜡烛在点对应位置时,成倒立、缩小的实像
C.蜡烛从点对应位置移动到点对应位置的过程中,成的像逐渐变小
D.蜡烛处于点对应的位置时,成正立、放大的虚像
方法透视
核心知识总结
凸透镜成像规律图像
1. 根据像距v随物距u变化的图象计算焦距
首先找出物距与像距相等的交点,该点物距等于像距,凸透镜成倒立等大的实像,根据v=u=2f求出凸透镜的焦距。
2. 根据凸透镜成像规律进行分析
(1)u>2f时,成倒立、缩小、实像,像距2f>v>f;
(2)u=2f时,成倒立、等大、实像,像距v=2f;
(3)f<u<2f时,成倒立,放大、实像,像距v>2f;
(4)u=f时,不成像;
(5)u<f时,成正立、放大、虚像。
3. 凸透镜成像时,物距、像距与焦距的关系
根据v=u=2f=20cm
求出凸透镜的焦距f=10cm。
变式演练
【变式01】(22-23八年级上·上海·期末)用图甲所示的器材做“探究凸透镜成像规律”的实验,正确操作记录数据绘制成如图乙所示的图线。
(1)调整实验器材高度时,蜡烛 (选填“需要”或“不需要”)点燃,调整器材高度的目的是: ;
(2)当蜡烛和光屏放在图甲位置时,光屏上恰好出现了清晰的像,该像是 (选填“放大”、“缩小”或“等大”)的像,当蜡烛移动到光具座上30cm刻度线处,若要使光屏上再次出现清晰的像,应将光屏向 (选填“左”或“右”)移动;
(3)实验过程中,燃烧的蜡烛在不断缩短,导致光屏上的像向 (选填“上”或“下”)移动,为了使像回到光屏中央,此时应进行的操作是 ;
(4)图乙中A、B、C三点分别与蜡烛在光具座上的三个位置相对应,与投影仪的成像原理相同的是
点。
【变式02】(22八年级上·徐汇·期中)在“验证凸透镜成像规律”的实验中,如图甲所示,某同学将镜面垂直于阳光放置,在透镜下面放上白纸(纸、镜平行),测出透镜与白纸间距s/cm与对应的白纸被烤焦的时间t/min,绘出图线如图乙所示。
(1)可判断凸透镜的焦距f 为______。
(2)如图丙所示,他将蜡烛和透镜的位置固定,则调整光屏位置(光屏图中未画出),会在光屏上呈现清晰的______(填“放大”或“缩小”)的像。然后,把点燃的蜡烛放在光具座12cm刻度处,能观察到的像为______ (选填“实像”、“虚像”)。
(3)随着蜡烛的燃烧,蜡烛变短,光屏上的像将向______移动,为了使像回到光屏中央,可以将凸透镜向 ______移动。
(4)他按下表中的物距u依次进行实验,每次都使光屏上蜡烛的像最清晰,并将相应的像距v、成像情况记录在表格中。
表(f =10厘米,物高H=4厘米)
实验
序号
物距u
(厘米)
像距v
(厘米)
像高h
(厘米)
像的性质
正立、倒立
虚像、实像
1
50
12.5
1
倒立
实像
2
35
14
1.6
3
30
15
2
4
20
20
4
5
18
22.5
5
6
15
30
8
7
14
①分析比较实验序号1或2或3中的物距与像距的大小关系以及成像情况,可以得出的初步结论是:当______时, 在凸透镜的另一侧成倒立缩小的实像。
②分析比较实验序号1~6中的像距和像高随物距的变化关系,可以得出的初步结论______。
③分析比较实验序号3和6中的物距、像距以及成像情况,可以推理出序号7中的数据为______、______。
④ 若要继续探究凸透镜的所成实像的高度与凸透镜焦距的关系,他们应该保证______不变,改变 _______做该实验。
题●型●训●练
1. 如图所示,在“探究光的反射定律”的实验中:
实验序号
入射光线
反射光线
入射角
反射角
1
EO
OF
20°
20°
2
CO
OD
40°
40°
3
AO
OB
50°
50°
(1)保持入射点不变是为了保证 的位置不变,便于从光具盘上直接读出反射角;
(2)观察图中对应的反射光线、入射光线和法线的位置,可初步归纳得出的结论是: ;
(3)分析实验序号1、2或3中入射角与反射角的大小,可初步归纳得出的结论是: 。
2. 小明在学了光的折射后,他想知道:光在其他透明介质的分界面折射时有什么规律呢?即什么条件下折射角小于入射角,什么条件下折射角大于入射角?老师帮他设计了下面的实验:用一厚玻璃缸盛一定量的水,让一激光手电筒射出的光束从空气中斜射入水中,从水中进入玻璃,再次进入空气中,其光路如图所示。小明上网查出一些介质的其他参数如下表。
物质
密度/(kg/m3)
光速/(m/s)
空气
1.29
3.0×108
水
1.0×103
2.25×108
玻璃
2.0×108
植物油
0.8×103
(1)分析表中数据规律猜想玻璃的密度比水的密度 (选填“大”或“小”);
(2)分析光路图(a)和表中数据可得出的结论: ;
(3)现代医学治疗中常用超声波击碎人体内的结石,当超声波斜射入人体时,能发生类似光一样的折射。如图(b)所示,超声波进入人体击碎结石时,入射点应在O点的 侧。(选填“左”或“右”)
3. 某同学用如图甲所示的装置探究“凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了物距u和像距v之间的关系图像(如图乙所示)
(1)按照图甲安装实验器材时,为了使像成在光屏中央,除了将光源、凸透镜和光屏依次放在光具座上,还应调整它们的中心大致在 ;由图乙可得出该实验所用凸透镜的焦距是 cm。
(2)当各元件位置如图甲所示时,可在光屏上得到一个清晰倒立、 (选填A“放大”或B“缩小”)的实像。若要使光屏上的像变大,应将蜡烛向右移动,同时将光屏向 移动。(选填A“左”或B“右”)
(3)如图丙,将烛焰置于45cm刻度处,在透镜另一侧可以观察到的虚像 (选填A“放大”或B“缩小”),若将一不透明的光屏置于如图丙中的虚线处,则烛焰的像( )。
A .会消失 B.亮度变暗 C. 没有变化 D.成在光屏上
4.小养用如图所示的装置“探究凸透镜成像规律”:
.
(1)实验前,需要调整烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上,图甲所示的装置该如何调整,请你给出具体操作建议 。
(2)正确调节好实验装置后,移动蜡烛至如图乙所示的位置,观察到光屏上有烛焰清晰的像(像未画出),此像一定是倒立、 (填“放大”“缩小”或“等大”)的实像,日常生活中 (选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一原理。
(3)接着小养在不改变各元件位置的情况下,将原凸透镜(f=10cm)更换成一个焦距稍小(f=8cm)的凸透镜,发现光屏上的像变模糊,这是在模拟 (选填“近视眼”或“远视眼”)的形成原因;此时,在不改变蜡烛和凸透镜(包括位置)的情况下,要使光屏上得到清晰的像,应将光屏向 (选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动。光屏上此时成清晰的像。如果有一只小虫子突然飞来停留在凸透镜上半部分,此时光屏上会看到 (选填字母序号)。
A.蜡烛像的下半部分 B.小虫子完整的像
C.蜡烛完整的像,像的亮度变暗 D.小虫子完整的像,像的亮度变暗
(4)小养在做成像实验时,记录下每次成清晰的实像的物距u、像距v和物像间距,绘制出如图丙所示的图(f为焦距),当物距u=1.5f,烛焰成清晰的实像,经分析,图中a的值为 。
5. 小闽同学利用一个未知焦距的凸透镜、蜡烛、光屏等探究透镜的成像规律时获得了如图甲所示的u-v图像。
(1)由以上信息可知凸透镜的焦距为 cm;在光具座上从左到右依次放置蜡烛、凸透镜和光屏,使它们的中心位于 ,这样做的目的是 ;
(2)图乙中烛焰在光屏上所成的是 像(填像的性质)。
(3)若将烛焰向右移动15cm,则将光屏向 (选填“左”或“右”)移动适当距离,光屏上可再次得到清晰的像,生活中的 (选填“照相机”“放大镜”或“投影仪”)就是根据这一原理制成的;
(4)若将蜡烛、凸透镜和光屏按图丙位置摆放,则小闽同学的眼睛应在 (选填A、B、C)处观察蜡烛的像,像是图丁中的 (选填“1、2、3、4”);
(5)在图乙所示情形下光屏上得到清晰的像时,一只苍蝇停在凸透镜中央,此时光屏上有( )
A.苍蝇的像 B.苍蝇的影子
C.烛焰完整的像 D.烛焰不完整的像
(6)若在图乙所示情形下保持蜡烛和光屏的位置不变,移动凸透镜,光屏上会再次出现一个清晰的像,则此时凸透镜在 cm刻度线处。
6. 某学习小组在“探究凸透镜成像的规律”实验中,进行了如下操作:
(1)安装并调节烛焰、凸透镜和光屏的位置,使它们三者中心大致在 ,目的是 。
(2)通过探究,记录并绘制了像距v与物距u之间的关系图像,如图甲所示,则该凸透镜的焦距是
cm。
(3)当蜡烛、凸透镜和光屏处于图乙所示位置时,恰好在光屏上成清晰的像(像未画出),该像是
的实像。
(4)在图乙中,小明借来老师的眼镜,将其放在蜡烛和凸透镜之间,发现光屏上原本清晰的像变模糊了,向右移动光屏,光屏上的像又变清晰了,说明老师的眼镜是 (选填“近视”或“远视”)眼镜。
(5)实验时,光屏上已经得到了蜡烛清晰的像,小刚用手指捏住凸透镜防止其移动,则光屏上 (选填“有”或“没有”)手指的像或影子,光屏上蜡烛的像 (选填“完整”或“不完整”)。
(6)随着实验的进行,蜡烛变短,要使蜡烛的像回到光屏的中央,需要将凸透镜向 (选填“上”或“下”)移动。
7. 项目式学习小组根据图甲制作了一个简易照相机,步骤如下:
(1)焦距测定:如图乙,用平行光测出凸透镜的焦距为 cm;
(2)规律探究:通过实验,探究凸透镜成像规律,部分结论如下,完成表格填写:
物距u
像距v
成像特点
正倒
虚实
大小
倒立
实像
倒立
实像
等大
(3)分析测算:要在光屏上成缩小的像,则A、B筒底之间的距离l应在 cm和 cm之间调节;
(4)成品测试:小组成员根据测算出的l选取合适的纸筒制作出了照相机。拍照时,能在光屏上呈现清晰的像。若要使像变大,可先将相机靠近物体,B筒向 (填“靠近”或“远离”)凸透镜方向移动;
(5)现象探究:小组成员用该相机在花海公园拍摄花朵时,一只蜜蜂恰好停在了照相机的凸透镜上。发现光屏上依然能接收到花朵清晰的像,但并没有出现蜜蜂的像。请解释为什么光屏上看不到蜜蜂的像? 。
8. 如图甲所示的是小华同学探究“平面镜成像特点”的实验情景。
(1)实验应在 (选填“较亮”或“较暗”)的环境下进行,且应选 (选填“较厚”或“较薄”)的玻璃板代替平面镜。
(2)在玻璃板前放置点燃的蜡烛A,将相同的未点燃的蜡烛B放在玻璃板后并移动,直至蜡烛B与蜡烛A在玻璃板中的像完全重合,此时蜡烛B好像也被点燃了。由此可得出结论: 。
(3)在判断所成的像是实像还是虚像时,移走蜡烛B,在原来B的位置放一块光屏,用眼睛 (选填“透过玻璃板”或“直接”)观察光屏,看是否能观察到像。
【分析数据得出结论】改变蜡烛A的位置,重复(2)中步骤并分别用直尺测出A和B到玻璃板的距离,记录在下表中。
序号
1
2
3
A到玻璃板的距离/cm
4.00
6.00
9.00
B到玻璃板的距离/cm
4.00
6.00
9.00
分析表中数据,可以得出结论: 。
9. 小明在学习凸透镜成实像的规律后,进一步研究物距不变时,实像的像距与凸透镜焦距的关系。他选用焦距不同的凸透镜,分别进行实验,将焦距、物距和像距记录在下表中。
(1)分析表中序号1~6中凸透镜成清晰像时的像距和焦距的大小变化关系,可以得出的初步结论是: ;
序号
焦距(厘米)
物距(厘米)
像距(厘米)
1
30
70
53
2
25
70
39
3
20
70
28
4
15
70
19
5
10
70
12
6
8
70
9
(2)人眼的晶状体相当于一个凸透镜,通过调节晶状体的弯曲程度使远近不同的物体在视网膜上成清晰的像,从而能看清远近不同的物体,如图所示。小明查阅了相关资料后得知:同种材料制成的凸透镜的焦距大小与透镜表面的弯曲程度有关,弯曲程度越大,焦距越短。人眼的视网膜到晶状体的距离相当于像距,当物体慢慢靠近人眼时,为了能在视网膜上始终有清晰的像,晶状体的弯曲程度变 (选填“大”或“小”)。
(3)已知近视眼晶状体的弯曲程度大于正常眼睛且难以调节,近视眼患者在看不清远处的物体时,物体所成清晰的像在视网膜之 (选填“前”或“后”)。
10. 小明想了解光在不同介质中的传播情况,他查阅了相关资料,发现透明介质对光的传播有阻碍作用,对光的传播阻碍作用越大,光的传播速度越小,并且不同介质中光的传播速度如表所示。
介质
空气
水
玻璃
光在介质中
的速度(m/s)
约3.0×108
约2.25×108
约2.0×108
(1)请写出空气、水、玻璃对光的传播阻碍作用的大小关系,并说明理由: 。
(2)小明将光从水斜射向空气的界面时,既看到了反射光,又看到了折射光。他继续增大入射角,当入射角大于某个角度后,折射光消失了,仅剩反射光。他又将光从玻璃斜射向空气的界面,又看到的上述相似的结果。最后小明将光从空气斜射向水或空气斜射向玻璃界面时,不断增大入射角至90°,折射光依然存在。
a. 结合表1中数据及上述现象,可知当出现折射光消失的现象时,入射光所在介质中光的传播速度 折射光所在介质中光的传播速度。(选填“大于”“小于”或“等于”)
b. 若对光的传播阻碍作用较大的介质叫做光密介质,对光的传播阻碍作用较小的介质叫做光疏介质。由上述信息,可推断光从 介质斜射向 介质界面时,不断增大入射角的过程中,折射光会消失。(选填“光疏”或“光密”)
11. 如图所示,眼球中晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏,晶状体与视网膜间距是不变的,一般情况下人能看清远近不同的物体。小明为了探究人眼成像原理,制作了一个口径不变的“注水凸透镜”,通过注水或抽水改变凸透镜的厚度,来模拟眼睛中晶状体的焦距变化。在透镜的两侧摆放点燃的蜡烛和光屏,在光屏中央能看到清晰的像。将蜡烛移至离透镜较近或较远位置时,小明发现光屏上的像模糊了,他一边注入或抽出水,一边观察光屏上像直到最清晰为止。他在下表中记录了凸透镜的厚度情况和相关数据。
序号
凸透镜厚度情况
物距u(厘米)
像距v(厘米)
1
30.0
15.0
2
22.5
15.0
3
60.0
15.0
(1)分析比较上表序号1与2与3中“注水凸透镜”厚度情况与物距关系,可得初步结论:凸透镜成清晰实像时,像距相同, ;
(2)小明为弄清晶状体焦距与厚度的关系,他查阅相关资料,资料表明:同种材料的凸透镜的焦距大小与透镜表面的弯曲程度有关,弯曲程度越大,透镜越厚,焦距越短。根据上述信息,试推理并分析人看远处物体和看近处物体时晶状体焦距变化情况: ;
(3)青少年近视时,其晶状体的弯曲程度大于正常眼睛且难以调节,无法看清远处的物体。小明想进一步通过实验来弄清近视青少年患者在看不清远处的物体时,物体所成清晰的像在视网膜前面还是后面。小明应如何设计实验,请简要说明实验方案及判断清晰像位置的方法: 。
12.某小组同学在学习了光的折射规律之后,通过上网查阅相关物理资料,发现光在不同介质中传播的速度是不同的。他们猜想不同介质对光的折射情况可能与光在该介质中的传播速度有关。于是他们让光分别从酒精斜射入另一种介质中进行实验(光在酒精中的传播速度为:2.21×108米/秒),并将实验数据记录在下表中。
实验序号
入射角
光在另一种介质中的传播速度(×108米/秒)
折射角
1
金刚石1.24
2
玻璃1.87
3
水2.25
4
空气2.99
5
空气2.99
6
空气2.99
(1)分析比较实验序号 的数据,可得出的初步结论:当 时折射角小于入射角;
(2)小李同学根据表中的实验数据认为光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向可能不变,你认为这种可能是否存在。若存在,请写出产生这种现象的条件,若不存在,请说明理由: ;
(3)小王同学分析比较实验序号4与5与6中折射角随入射角变化的趋势,认为经过推理可得出的初步结论:当光从传播速度较小的介质斜射入传播速度较大的介质时, ;
(4)小明同学认为小王所依据的实验数据有限,初步结论未必足以使人信服,应该用更多的实验数据进行验证。于是他决定改变入射角进一步研究,在下列的介质中,你认为小明选用 情况进行实验,可为小王的结论提供有力的依据。
A.光从金刚石斜射入水 B.光从空气斜射入水
C.光从水中斜射入玻璃 D.光从玻璃斜射入空气
13. 小明和小红对“凸透镜成像规律”进行探究;
(1)实验前首先应观察并记录凸透镜的 ,如图所示,点燃蜡烛后,首先调节蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心在 ,目的是使像成在光屏的中央。
(2)如图所示,此时光屏上恰好成等大、清晰的像,则该凸透镜的焦距是 厘米。
(3)改变蜡烛的位置,使其位于光具座0厘米刻度线处,为了在光屏上得到清晰的像,应将光屏 (选填“靠近”、“远离”)透镜找像,光屏上成的是倒立、 的实像。接着他取高度h为8厘米的F光源进行实验。调节好实验装置后,他分别取不同的物距u并移动光屏找像,每次都使光屏上的像最清晰,将相应的像距v、成像情况记录在下表中。
表一:
实验序号
物距u(厘米)
像距v(厘米)
像高(厘米)
1
32.0
14.4
3.6
2
25.0
16.7
5.3
3
22.0
18.3
6.7
表二:
实验序号
物距u(厘米)
像距v(厘米)
像高(厘米)
4
19.0
21.1
8.9
5
15.0
30.0
16.0
6
12.0
60.0
40.0
(4)分析比较实验序号1、2、3或4、5、6数据中物距u、像距v及成像的变化情况,可得出的初步结论是:凸透镜成实像时, 。
(5)分析比较实验序号1、2或3数据中物距u与像距v的大小关系及成像情况,可得出的初步结论是:凸透镜成实像,且 时,所成的像是缩小的。
(6)小明同学计算了表一中物距与像距之和,由此得出结论:凸透镜成实像时,物距与像距之和越小,成的像越大。
小红通过分析比较实验序号 ,判断小明的结论是 的(选填“正确”、“错误”)。
(7)小明进一步分析比较表一和表二中物距与像距之和,提出了一个猜想:“当物距与像距之和最小时,可能会成等大的实像”。为了验证该猜想,他们应将物距设定在 厘米的范围内继续进行实验。
14. 小华为解释“晴朗的天空呈现蓝色”的现象,查阅资料得知:(a)光是一种电磁波,各种色光对应的频率范围见表;(b)频率越高的色光,越容易被空气中的氮气分子和氧气分子散射,向各个方向散开;(c)晴天,太阳光通过大气层时,主要被氮气分子和氧气分子散射;(d)“靛”是指深蓝或蓝紫,白天人眼对紫光不如对蓝光敏感。
光的颜色
红
橙
黄
绿
蓝
靛
紫
频率(×1014赫兹)
4.3~4.8
4.8~5.0
5.0~5.2
5.2~6.1
6.1~6.3
6.3~6.6
6.6~7.5
结合上述信息和所学知识:
(1)频率为4.5×1014赫兹的色光_________(选填“属于”或“不属于”)三原色光。
(2)解释“晴天的天空呈现蓝色”现象产生的原因。_________
考向02 热学
典例引领
【典例01】(24-25八年级下·上海·期末)小延在探究液体在沸腾前后温度变化的特点,实验装置如图甲。取质量相等的水和盐水分别放入两个相同的烧杯中,用相同的酒精灯同时加热,根据实验数据,绘制温度随时间变化的图像,如图乙;
(1)分析图乙发现:液体在沸腾过程中,温度________,且盐水的沸点________水的沸点(选填“高于”或“低于”)
(2)他发现继续加热,水无法升高至100°C,为了解释这个现象,他查阅了资料,下表是他查到的一些数据
大气压(帕)
101320
70700
62400
54900
48100
42000
水的沸点(℃)
100
90
87
84
80
77
①分析比较表中水的沸点和大气压的变化,可得出的初步结论是:________。
②请试着解释小延无法将水烧到100℃的原因________。
方法透视
核心知识总结
熔化
图像
晶体和非晶体熔化时温度的变化曲线
凝固图像
晶体和非晶体凝固时温度的变化曲线
沸腾图象
水沸腾时温度变化的图象
液体温度随加热时间变化的图像
液体的温度随加热时间变化的图像
变式演练
【变式01】(24-25八年级下·杨浦·期末)小明做“探究固体熔化时温度的变化规律”实验,装置如图(a)所示。
(1)除了实验装置中的器材外,还需要的测量工具是______。
(2)小明每隔1min记录一次温度,他将实验数据在温度与时间图像上标出,如图(b)所示。
a.AB这段时间内,海波处于______。(选填“固态”“液态”或“固液共存态”)
b.为了确定海波从熔化开始到熔化结束所需的时间,小明读出了图(b)中A、B两点对应时间,算出该时间段为7min。试分析判断小明的做法是否合理________。
【变式02】(22-23九年级上·上海·月考)如图甲和乙是两种固体熔化时温度随时间变化的图像。
(1)图甲所对应的固体属于_____(选填“晶体”或“非晶体”),理由是_____;
(2)图乙是冰块熔化的图像,其中表示物体处于固、液共存状态的是图中_____线段;如果继续吸收热量,该物质的总体积将_____(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)在图乙中____点对应冰块刚好全部熔化;如果继续加热,则水的温度随时间变化的图线是 _____线段。(水的比热比冰大,线段CE平行于线段AB)
题●型●训●练
1. 小明和小华分别利用图甲所示的相同装置探究水沸腾时温度变化的特点,当水温接近90℃时,每隔0.5min记录一次温度,并绘制出了如图乙所示的水温与时间关系的图像,下列说法正确的是( )
A.分析图乙可知小华将水加热至沸腾的时间明显较长,可能是因为小华加热的水质量大
B.实验时发现水沸腾时温度不足100℃,这是因为加热时间过短
C.由图乙可知水沸腾时的温度不变,不需要吸热
D.实验中小明发现撤掉酒精灯后杯内水还在沸腾,说明水的沸腾不需要吸热
2. 现代建筑出现一种新的设计:在墙面装饰材料中均匀混入小颗粒状的小球,球内充入一种非晶体材料,当温度升高时,球内材料熔化吸热;当温度降低时,球内材料凝固放热,使建筑内温度基本保持不变。下面四个图像中表示该材料熔化的是( )
A. B. C. D.
3. 如图甲所示为水的密度在0~10oC范围内随温度变化的图像,图乙为北方冬天湖水温度分布示意图,根据图像及水的其它性质,下列分析判断错误的是( )
A.温度等于4oC时,水的密度最大
B.在0~4oC范围内,水具有“热缩冷胀”的性质
C.一定质量的水,它在1oC时的体积比在10oC时的体积大
D.乙图中从A到E,湖水的温度逐渐升高
4. 小阳在研究某物质的熔化和凝固的过程中,根据实验数据绘制了如图所示的图像。关于该图像。下列说法正确的是( )
A.此图为该物质的熔化图像 B.该物质是非晶体
C.从E到H的过程中,FG段不吸热也不放热 D.凝固点为114℃
5. 图所示是某小组探究“水在沸腾前后温度变化的特点”的实验装置及根据实验数据绘制的图像,下列分析正确的是( )
A.装置应先固定好温度计,然后由上往下安装
B.实验装置中,烧杯口盖有带孔的硬纸板,主要作用是延长加热时间
C.水沸腾时温度不变,不需要再吸热
D.该实验测得的水的沸点为99℃
6. 使用相同规格的电加热器分别对质量相同的a、b两种液态物质加热,得到温度随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.该实验中物体吸热的多少是通过温度变化量来衡量
B.升高相同的温度,a物质的加热时间较长
C.b物质的比热容较大
D.a和b的吸热能力都随着温度的升高不断增大
7. 某同学烧开水时温度随时间的变化曲线如图所示。从图像分析可知:水在沸腾前温度不断升高,而在沸腾后温度 。水沸腾后形成大量气泡不断上升, ,到水面破裂,要保持这种沸腾状态,符合的条件是 。
8. 小李同学从早上6时开始,每隔一小时分别对他家附近的气温和一个深水池里的水温进行测量,并根据记录的数据绘成温度-时间图像,如图所示。(空气的比热容小于水的比热容)
气温的高低主要取决于空气的温度,假定小李家附近空气和池水质量相当,同一时段空气与池水吸收热量相近。由图可判断出 是“气温”图线(选填“A.甲”或“B.乙”),请简要写出分析过程: 。
9. 如图(a)所示,将热汤放在冷水中;图(b)反映了热汤和冷水的温度变化,其中图线 反映了冷水的温度变化情况。由图(b)可知,0~5min过程中,热汤内能的变化特点是随时间增加而 (选填“增加”“不变”或“减少”)。忽略热量的损耗,已知质量关系m冷水>m热汤,根据图(b) (选填”能“或”不能“)判断水的比热容比热汤的比热容大,理由是: 。
10. 小明利用图甲装置探究水在沸腾前后温度变化的特点。
(1)组装器材时,应先调整铁圈 (选填“A”或“B”)的位置。
(2)数据记录如下表,其中第2min的数据如图乙所示,读数为 ℃。
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
水的温度t/∘ C
90.0
92.0
96.0
98.0
98.0
98.0
98.0
98.0
98.0
(3)小明用初温90.0℃的水开始实验,这样做的好处是 。
(4)分析表格数据,你能得出的结论是 。
(5)实验时观察气泡变化的目的是 。
11. 图1所示为探究“比较不同物质吸热的情况”的实验装置。
(1)用相同规格的加热器加热时,单位时间内两液体吸收的热量相同,表明甲、乙液体吸收热量的多少可通过 来反映(选填“温度计示数”或“加热时间”)。
(2)两只相同的烧杯中装入初温、 相同的甲、乙液体。图2为液体温度随加热时间变化的图线,通过分析可知 (选填“甲”或“乙”)液体的比热容较大。
(3)若乙液体的比热容为c,则甲液体的比热容为 。
12. 实验小组探究“冰熔化时温度的变化规律”和“水沸腾时温度变化的特点”。
(1)组装实验器材时,应按 (选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序组装。试管中装有适量碎冰,烧杯中盛有适量热水,烧杯中水面略高于试管中碎冰的上表面。组装完成的实验装置如图甲所示;
(2)点燃酒精灯前,对实验装置进行检查,发现烧杯中的温度计安装出现错误,该错误是: 。改正错误并检查无其他错误后,继续实验;
(3)根据实验数据绘制图像。绘制试管中物质温度随时间变化的图像,如图乙所示;绘制烧杯中物质温度随时间的变化图像,如图丙所示;
①分析图乙中图像可知, (选填“AB”“BC”或“CD”)段能够反映冰熔化过程中温度随时间的变化规律;
②分析图丙中图像可知,水在沸腾的过程中,温度变化的特点是 ;
(4)小明发现,试管中的碎冰完全熔化成水以后,继续加热,t3时刻以后的温度变化特点与水沸腾时的温度变化特点相同,所以他认为t3时刻以后试管中的水沸腾了。小华认为试管内的水不会沸腾,原因是: ;
(5)实验小组对实验进行评估,认为将烧杯中的水加热至沸腾用时过长。若重新实验,使用原装置给同样多的碎冰加热,要明显缩短加热时间,对加入烧杯中的水可采取的合理措施是 (选填“提高水的初温”或“减少水的质量”)。
13. 小明利用如图甲所示的实验装置探究水沸腾时温度变化的特点。
(1)温度计的示数(如图甲)是 ℃。
(2)根据表中数据可知,水沸腾时,继续吸热,水的温度 。
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
温度/℃
89
91
93
95
97
99
99
99
(3)实验中观察到水沸腾时水中气泡的现象应是如图 (填“乙”或“丙”)所示。
(4)如图丁所示,小明根据自己记录的数据,画出了水温随时间变化的图线a,小华实验时,仅烧水质量比小明的少,则她画出的图线是 (填“a”“b”或“c”)。
(5)小明在家烧水煮饺子。当水烧开准备下饺子时,妈妈提醒他锅里的水量少了点,于是小明又往锅里迅速加了一大碗水(水量比锅里少),用同样大的火直至将水再次烧开。下面能反映小明整个烧水过程中温度随时间变化的图像是( )
A. B. C.
14. 炎热的夏天,小明在上体育课时,发现穿黑色衣服时比穿白色衣服更热,引起他的思考:物体的吸热本领与颜色有没有关系?为了探究这个问题,小明找来两个完全相同的透明塑料瓶,将外壁均匀涂上等厚的黑白油漆,瓶盖开一小孔,中间插入透明细管,瓶中分别装入适量的水,同时放置大功率白炽灯下,如图所示。每隔1min记录一次细管中水上升的高度,所得数据如下表:
照射时间/min
0
1
2
3
4
5
……
白色瓶细管内水上升高度/cm
0.00
1.00
1.81
2.73
3.55
4.31
……
黑色瓶细管内水上升高度/cm
0.00
2.10
3.90
5.71
7.62
9.43
……
实验时,白炽灯照射塑料瓶外壁,外壁温度升高,从而使内部水温升高,细管内水柱会升高,该原理类似于实验室中的 (实验仪器)。小明通过观察 来比较塑料瓶内水吸热的多少,分析表中数据,在相同条件下, 色物体吸热本领更强。
15. 炎热晴朗天气里,小天和家人一起去海边玩耍。她发现白天沙子比海水热,晚上沙子比海水凉,可能是海水和沙子吸(放)热的性质不一样,为了比较不同物质吸热能力,他采用了如图(a)所示的实验装置进行实验,每隔相同时间记录温度计的示数,并将数据记录在表中。
(1)图所示的甲、乙是两个相同的烧杯,分别装入 相等的甲、乙两种液体;
(2)在图所示的实验装置中,烧杯内用规格相同的电加热器加热烧杯内液体,并用玻璃棒不断搅拌,这样做的目的是 ;
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
30
34
38
42
46
乙的温度/℃
10
18
26
34
42
(3)分析表一可知,若使甲、乙升高相同的温度,则吸收更多热量的是 (选填“甲”或“乙”),这说明不同物质的吸热能力一般不同,为了表示不同物质在这种性质上的差异,物理学中引入了 这一物理量;
(4)图(b)温度时间图像中①是乙加热时温度随时间变化的图线,如果将初温相同的乙物质质量增加到原来的2倍,不考虑热损失,用相同的加热器加热,用玻璃棒不断搅拌,再绘制出一条温度随时间变化的图线,则为图(b)中的 ( )
A.① B.② C.③
16. 某学习小组探究沙子和水吸热升温现象。
(1)学习小组设计了如图甲所示装置探究沙子和水的吸热升温现象。在完全相同的两箱子中装入初温和 相同的水和沙子,用规格相同的白炽灯模拟太阳对箱中的水和沙子加热相同时间,是为了保证在相同时间内 。
(2)在图甲中除了所给的实验器材外,还需要的测量工具有电子天平和 。
(3)依据实验数据描绘的水和沙子的温度随时间变化的图像,如图乙所示,据图可知,水和沙子相比 (选填“A.沙子”“B.水”)的比热容较大,这是因为 。
(4)(不定项选择)下列事例中属于应用水的这种特性的是_____。
A.给教室洒水,感觉凉 B.用盐水腌蛋,一段时间后蛋会变咸
C.用水冷却汽车的发动机 D.冰熔化成水需要吸收热量
17. 小华同学用实验研究物质的某种特性。实验装置如图所示:
(1)实验中酒精灯应置于两个烧杯下方中央,这是为了让两杯液体在 ,从而通过记录 来代替两杯液体吸收热量的多少。记录实验数据如下表。
表一
实验序号
物质
质量(克)
升高温度(℃)
加热时间(分)
1
煤油
100
2
1
2
4
2
3
6
3
表二
实验序号
物质
质量(克)
升高温度(℃)
加热时间(分)
4
水
100
2
2
5
4
4
6
6
6
(2)分析比较实验序号1、2、3或4、5、6的数据及相关条件,可得出的初步结论 ;
(3)分析比较1、4或2、5或3、6的数据及相关条件,可初步得出: ;
(4)进一步综合分析比较表一、表二中的数据及相关条件,还可得出的结论是:
(a)分析比较表一或表二中的数据及相关条件,可得出: ;
(b)分析比较表一和表二中的数据及相关条件,可得出: 。
18.许多城市一天的外卖量高达百万单,图甲是常用的两种外卖包装袋。针对不同外卖包装的保温能力,开展项目式学习。
[驱动问题] 哪一种材料的包装袋保温能力更强。
[项目研究]准备大小和厚度相同的牛皮纸包装袋和铝箔复合包装袋各一个,两个杯子盛有初温相同的热水,插入温度计后密封进两个包装袋中,如图乙所示,并用秒表计时。
(1)图乙设计的错误之处:_________;
(2)改正后,测得两杯热水的温度随时间变化的图像如图丙所示。
[分析解释]由图丙可知保温能力更强的是______包装袋,判断的依据是_________;为了缩短探究时间,你改进的方法是:________,简要说明理由:________。
19.一壶水在炉火上加热,壶中水的质量为2千克。
(1)人们常说“水是生命之源”。水的比热容为4.2×103焦/(千克℃),单位读作_________,它表示的物理意义是____________________;
(2)某物理兴趣小组的同学,用煤炉给10千克的水加热,同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。假设煤完全燃烧,煤的热值为3×107焦/千克。
①根据图像计算:当加热了4分钟时,水吸收的热量;
②若煤完全燃烧时放出热量的7%被水吸收,求:第①小问的4分钟内,燃烧了多少千克的煤。
20. “环境小组”的同学在研究性活动中对小明家新装燃气热水器(如图甲)耗能进行测试,按热水器铭牌(如下表)事先在热水器水箱中注满水,将与计算机相连的红外线热传感器接入热水器水箱后,开始加热,计算机显示出热水器中水温度随时间变化的图像如图乙所示。【水的比热容4.2×103J/(kg℃),天然气的热值为4.0×107J/m3】求:
一型JY燃气热水器
能耗等级
热效率
容量/kg
适应水压/MPa
适用:天然气、液化石油气
II
75%
10
0.02-0.8
(1)加热过程中,水的内能___________,水的比热容___________;(均选填“增大”“减小”或“不变”)
(2)天然气的热值是4.0×107焦/m3,表示的物理意义是___________;
(3)开始加热,水吸收的热量为多少?
(4)若该燃气热水器的热效率按铭牌计算,则开始加热,需完全燃烧多少的天然气?
21.阅读短文,回答问题。
城市中的众多建筑物和道路在日照下升温较快,加上大量车辆、空调等排放的废热导致中心城区的气温明显高于郊区,这就是城市“热岛效应”。“热岛效应”会导致大气污染物在“热岛”中心聚集,浓度剧增,诱发呼吸系统疾病。
(1)减弱热岛效应的措施之一:增大城区的绿地、水体面积,多植树。城区的水体、绿地对减弱夏季城市热岛效应起着十分可观的作用,这主要是利用了水的___________的特性。
(2)减弱热岛效应的措施之二:人工蒸发补偿。解决城市大气热污染的首要办法是增大蒸发量,受城市安装条件的限制,采用喷雾系统是一种高效且经济的办法,这是利用了水___________(填物态变化名称)有___________(选填“吸热”或“放热”)的作用。
(3)研究表明,现在城市机动车保有量越来越大,机动车也是造成热岛效应的因素之一、以四冲程发动机小车为例,回答下列问题:
①图甲左为四冲程汽油机在某冲程时的示意图,图中画出了活塞、连杆、曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况。在图甲右中画出:压缩冲程中活塞的运动方向和进气门、排气门的开闭情况________;压缩冲程可将________能转化为________能。
下列图像中,能大致反映内燃机做一次功汽缸内气体的温度随时间变化的是________。
A. B.C. D.
②当四冲程汽油机的转速为3000r/min时,在1s内汽油机对外做功的次数是___________次。
③汽车在行驶过程中,很多部位会发热,如:①水箱中的水变热;②刹车片发热;③发动机外壳发烫;④轮胎发热。其中属于通过做功改变内能的是___________。(填序号)
④小乐通过上网查到了这种汽车的输出功率与转速的关系如图乙所示。小乐又向爸爸询问了一些实测数据:汽车行驶的路况好,平均车速为100km/h,发动机转速为2000r/min,平均油耗为9L/100km,由图乙中数据,分析这辆汽车在这种状态下行驶时,每小时对外所做的有用功为_______J,汽油完全燃烧放出热量为_______J。(已知汽油的热值为4.6×107J/kg,密度为)
⑤有一种“涡轮增压”(T型)轿车,通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧,比普通轿车(L型)更节能,排气更清洁。同样的汽油(如97#)加在T型轿车内比加在型轿车内热值______(填“更大”或“一样大”或“更小”);
⑥当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”,这时发动机的效率将___________(选填“升高”,“不变”或“降低”);
⑦为节约能源,下列措施中能提高热机效率的是___________。
A.尽量燃烧一些热值大的燃料 B.尽量使燃料充分燃烧
1 / 1
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$